引論：我們?yōu)槟砹?3篇plc控制系統(tǒng)范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

1.1 DCS簡(jiǎn)介

DCS在國(guó)內(nèi)自控行業(yè)稱之為集散控制系統(tǒng)。它綜合了計(jì)算機(jī)、通訊、顯示和控制等4C技術(shù)，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)由過(guò)程控制級(jí)和過(guò)程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活、組態(tài)方便。

1.2 DCS的結(jié)構(gòu)

在結(jié)構(gòu)上，DCS包括過(guò)程級(jí)、操作級(jí)和管理級(jí)三個(gè)部分。過(guò)程級(jí)是系統(tǒng)控制功能的主要實(shí)施部分，是由過(guò)程控制站、I/O單元和現(xiàn)場(chǎng)儀表組成。操作員站和工程師站組成了操作級(jí)，它的作用是完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)。

1.3 DCS特點(diǎn)

高可靠性、開(kāi)放性、靈活性、易于維護(hù)、協(xié)調(diào)性、控制功能齊全。DCS即為集散控制系統(tǒng)（Distributed Control System）。DCS是多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶，由過(guò)程控制級(jí)和過(guò)程監(jiān)控級(jí)組成。DCS綜合了計(jì)算機(jī)、通訊、顯示和控制4項(xiàng)技術(shù)，也稱為4C技術(shù)，DCS的主要思想是分散控制、分級(jí)管理、集中操作、靈活配置、組態(tài)便捷。DCS是拓?fù)浯笙到y(tǒng)，呈樹(shù)狀，從上到下，通信是該系統(tǒng)的關(guān)鍵；PID在中斷站里，現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表和控制裝置與計(jì)算機(jī)的連接依靠中斷站；DCS是樹(shù)狀的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，且結(jié)構(gòu)是并行連續(xù)的鏈路狀，也存在許多電纜由中繼站并行到工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的儀器儀表；DCS系統(tǒng)的模擬信號(hào)由智能儀表的部件和幾臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)成，漸漸的用數(shù)字信號(hào)來(lái)替代模擬信號(hào)，信號(hào)形式是A/D-D/A；由一臺(tái)儀表與一對(duì)線連接到I/O，從控制站連接到局域網(wǎng)LAN；DCS控制系統(tǒng)是控制、操作和現(xiàn)場(chǎng)儀表的3級(jí)結(jié)構(gòu)；每家企業(yè)的大的DCS控制系統(tǒng)不相同；主要使用于大型的連續(xù)過(guò)程控制。

2.plc系統(tǒng)

2.1 PLC簡(jiǎn)介

PLC即可編程邏輯控制器，它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。

2.2 PLC特點(diǎn)

可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、功能強(qiáng)適用面廣、編程簡(jiǎn)單容易掌握、使用和維護(hù)方便。

2.3 PLC的特點(diǎn)

PLC即為可編程邏輯控制器（Program-mable Logic Controller），是使用一種可以編程的存儲(chǔ)器，通過(guò)所存儲(chǔ)的程序，來(lái)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，或通過(guò)用戶的指令來(lái)進(jìn)行順序控制、計(jì)數(shù)、定時(shí)和算術(shù)操作，并且通過(guò)模擬式或數(shù)字的輸入或輸出來(lái)控制各種類型的機(jī)械生產(chǎn)，或控制生產(chǎn)的過(guò)程。PLC已經(jīng)從控制開(kāi)關(guān)量的階段發(fā)展到進(jìn)行順序控制或運(yùn)算處理，是從低級(jí)向高級(jí)運(yùn)送處理，從下往上的運(yùn)算處理；PLC具有連續(xù)不間斷的HD控制等多項(xiàng)功能，PID在中斷站里；PLC可以使用一臺(tái)PC機(jī)作為主站，同種型號(hào)多臺(tái)PLC作為從站，PLC也可以使用一臺(tái)PLC作為主站，同種型號(hào)PLC作為從站，組成PLC網(wǎng)絡(luò)，后者比前者的方便之處是當(dāng)用戶進(jìn)行編程時(shí)，不需要了解通信協(xié)議，按照說(shuō)明書的格式編寫就行；PLC網(wǎng)格不但可當(dāng)做獨(dú)立的DCS/TDCS，同時(shí)也可以當(dāng)做DCS/TDCS的子系統(tǒng)；PLC大系統(tǒng)與DCS/TDCS一致。

3.DCS與PLC的區(qū)別

DCS是集散式控制系統(tǒng)的一種，PLC是控制裝置，所以說(shuō)DCS與PLC是系統(tǒng)和裝置的區(qū)別。不管何種裝置的功能和裝置之間的協(xié)調(diào)，都可由系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)；而PLC裝置所實(shí)現(xiàn)的只能是這個(gè)單元所具有的功能。

3.1 安全可靠性不同

DCS的設(shè)計(jì)使用的是雙冗余過(guò)程處理器、雙電源和雙冗余網(wǎng)絡(luò)。如果重要控制元件有了故障，其他與之相關(guān)的冗余元件就會(huì)實(shí)時(shí)沒(méi)有干擾的變成工作元件，使系統(tǒng)能夠安全運(yùn)行。但起初的PLC控制系統(tǒng)完全沒(méi)有把冗余的設(shè)計(jì)思想引入進(jìn)去，系統(tǒng)沒(méi)有足夠的安全可靠性，經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，實(shí)現(xiàn)了雙冗余控制。同時(shí)，DCS系統(tǒng)的硬件插拔可以帶電熱插拔，即當(dāng)某一模塊遭到破壞或發(fā)生了其它故障時(shí)，系統(tǒng)不需要停止運(yùn)行，維修技術(shù)人員就能及時(shí)替換被損壞的硬件。而很多PLC沒(méi)有上述的功能。

3.2 兼容性和可擴(kuò)展性不同

當(dāng)前，DCS系統(tǒng)的兼容性和可擴(kuò)展性非常強(qiáng)大，尤其適用于大型的系統(tǒng)工程。大多數(shù)操作級(jí)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)都選擇了以太網(wǎng)絡(luò)的形式，采用的是當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)的或變形的TCP/IP協(xié)議，進(jìn)而為系統(tǒng)的擴(kuò)展提供了很大的方便。而PLC系統(tǒng)最原始的開(kāi)發(fā)目的是針對(duì)設(shè)備控制，大多數(shù)沒(méi)有或只有很少部分有兼容性和擴(kuò)展性的需求，所以，如果出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的系統(tǒng)的資源需要共享時(shí)，PLC是相當(dāng)?shù)睦щy。

3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)不同

DCS系統(tǒng)具有比較統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)，也就是說(shuō)在任何情況下都可以引用DCS系統(tǒng)中的某一已經(jīng)存在于數(shù)據(jù)庫(kù)原始數(shù)據(jù)。但PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)就不是這樣了，相比較而言它沒(méi)有DCS統(tǒng)一，例如監(jiān)控軟件和組態(tài)軟件抑或是歸檔軟件都有各自的數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.4 時(shí)間調(diào)度和任務(wù)的處理方式不同

由于DCS系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了集散控制，因此它可以先靈活地設(shè)定任務(wù)周期，進(jìn)而輕松的處理多個(gè)任務(wù)。但PLC的程序與之不同，大都不能按原來(lái)設(shè)定的周期進(jìn)行循環(huán)運(yùn)行。

3.5 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不同

DCS網(wǎng)絡(luò)是DCS系統(tǒng)的中樞神經(jīng)，通常包括兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而采用單網(wǎng)結(jié)構(gòu)的PLc網(wǎng)絡(luò)形式基本上是為個(gè)體而工作。TCP/IP協(xié)議是標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)協(xié)議，是雙冗余設(shè)計(jì)，具有很好的開(kāi)放性與拓展性。而且PLC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全也相對(duì)較差。

3.6 系統(tǒng)軟件功能不同

DCS應(yīng)用于化工、電力等大工業(yè)的過(guò)程控制更有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)镈CS的軟件包功能強(qiáng)大，有配方的功能，不同的行業(yè)有不同的專家軟件，簡(jiǎn)化了用戶的組態(tài)編程工作。DCS的基本功能是對(duì)各種工藝進(jìn)行控制，如果某一方案有了變化，技術(shù)人員只需在操作臺(tái)就能更改方案，不影響原來(lái)的控制方案正常運(yùn)行，它通過(guò)編譯就可執(zhí)行命令，然后由系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行。PLC系統(tǒng)不利于維護(hù)，它的工作進(jìn)程是先確定哪個(gè)PLC需要編譯，然后再進(jìn)行程序的編譯，最后再一對(duì)一傳送程序。

4.PLC與DCS比較及優(yōu)勢(shì)分析

目前工業(yè)控制領(lǐng)域效果最令人滿意和最廣泛使用的兩種控制技術(shù)就包括可編程序控制器（PLC）及集散控制系統(tǒng)（DCS），同時(shí)它們各自的優(yōu)勢(shì)及劣勢(shì)也是很明顯的，如在高速的順序控制中PLC占主導(dǎo)地位，而且PLC體積小，使用靈活，價(jià)格相對(duì)較低，而在復(fù)雜的過(guò)程控制中DCS占優(yōu)勢(shì)，但體積大，價(jià)格相對(duì)較高。但在通訊功能及管理能力方面PLC不及DCS，DCS通訊及管理能力較強(qiáng)。如果按從弱至強(qiáng)將PLC與DCS的性能劃分為1至10個(gè)等級(jí)，則可將它們的對(duì)比列于表1。

數(shù)字量的順序控制是早期的PLC主要的發(fā)展方向。但隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC擴(kuò)增了模擬量控制功能、通訊聯(lián)網(wǎng)功能、PID調(diào)節(jié)功能及分級(jí)控制功能等，當(dāng)前，即使是在過(guò)去DCS占統(tǒng)治地位的化工、冶金等行業(yè)PLC控制系統(tǒng)也能發(fā)揮巨大的作用。但PLC有一個(gè)弊端即難以組成大型、復(fù)雜、綜合的系統(tǒng)，由于技術(shù)原因，如果過(guò)多的plc通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與過(guò)多的PLC通訊，則可能導(dǎo)致瓶頸現(xiàn)象及計(jì)時(shí)上的困難。

DCS的諸多優(yōu)勢(shì)使它在控制系統(tǒng)的高端市場(chǎng)仍占主流地位。DCS控制系統(tǒng)最初是由模擬儀表發(fā)展而來(lái)的，因此它初期的功能以回路調(diào)節(jié)為主，之后又?jǐn)U展了順序控制的功能。集中地操作管理，分散控制以提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性及管理能力是DCS的設(shè)計(jì)思想。但DCS比PLC價(jià)位稍高，因此國(guó)內(nèi)一些資金有限的中小型企業(yè)有時(shí)難以承受DCS控制系統(tǒng)。

5.PLC與DCS系統(tǒng)的綜合應(yīng)用：混合式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

隨著當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，通過(guò)研究人員多年的研究與開(kāi)發(fā)，DCS與PLC兩大系統(tǒng)除了保留有各自自身的特點(diǎn)之外，二者還能互相補(bǔ)充，形成新的控制系統(tǒng)。二者在很多領(lǐng)域可以并存，可以通過(guò)彌補(bǔ)對(duì)方的不足，形成新的控制系統(tǒng)。當(dāng)前，越來(lái)越多的以PC+PLC組成DCS系統(tǒng)的工程應(yīng)用逐漸廣泛。

圖1所示為混合式控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要以DCS的設(shè)計(jì)思想為基礎(chǔ)，綜合PLC與DCS的各自優(yōu)勢(shì)。它主要由系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、操作員工作站、中央服務(wù)器、控制器及輸入/輸出（I/O）模塊等部分組成。

5.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

整個(gè)DCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心就是系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性和可擴(kuò)充性都與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)息息相關(guān)。它的重要性對(duì)于混合式控制系統(tǒng)同樣重要。

如圖1所示，HCS是包括操作管理和過(guò)程控制在內(nèi)的兩級(jí)式控制系統(tǒng)。N1網(wǎng)連接的操作員工作站及中央服務(wù)器構(gòu)成了操作管理級(jí)。N1網(wǎng)是一局域網(wǎng)（LAN），可以選用以太網(wǎng)，傳輸介質(zhì)可使用雙絞線、同軸電纜或光纖，它要能較快地傳輸大量的數(shù)據(jù)。星形、總線形、混合形等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都可供N1網(wǎng)來(lái)選擇。當(dāng)前，工業(yè)控制網(wǎng)常用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是總線結(jié)構(gòu)。因?yàn)樗谐墒斓木W(wǎng)絡(luò)技術(shù)，簡(jiǎn)單的施工過(guò)程，而且節(jié)點(diǎn)的加入退出時(shí)不需要中止網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。

N2網(wǎng)要具有實(shí)時(shí)性，這對(duì)實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的過(guò)程控制十分重要。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，一旦N2網(wǎng)上某節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，則該網(wǎng)絡(luò)上所連接的各節(jié)點(diǎn)要能夠同時(shí)接收到該數(shù)據(jù)。N2網(wǎng)的作用是將過(guò)程控制級(jí)的控制器與中央服務(wù)器相連，并且使控制器與遠(yuǎn)程I/O、遠(yuǎn)程I/O與遠(yuǎn)程I/O連接起來(lái)并中央服務(wù)器連接起來(lái)。

5.2 操作員工作站

操作員工作站能夠完成HCS與用戶間信息交換，它的功能主要有3個(gè)：（1）對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制；（2）為運(yùn)行操作人員提供人機(jī)界面；（3）便于操作人員及時(shí)全面地了解系統(tǒng)運(yùn)行情況。現(xiàn)在操作員工作站主要由PC機(jī)承擔(dān)，因?yàn)槲⑿陀?jì)算機(jī)性能在不斷提高。

5.3 中央服務(wù)器

中央服務(wù)器用Windows NT為操作系統(tǒng)，配以系統(tǒng)應(yīng)用軟件，在部分行業(yè)還可與企業(yè)管理系統(tǒng)相連。它主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)信息集中管理，如所有的系統(tǒng)信息、報(bào)告及總數(shù)據(jù)庫(kù)。

5.4 控制器

自動(dòng)控制系統(tǒng)中的控制中樞就是控制器。由HCS可組成較大型的分散的控制系統(tǒng)，這是因?yàn)槊總€(gè)HCS可支持多個(gè)控制器，而每個(gè)控制器又可支持多達(dá)上百個(gè)控制回路。HCS控制器體積比DCS小得多，與PLC一樣采用了主要包括處理器、內(nèi)存、I/O接口，外加通訊接口在內(nèi)典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，它的框架沿襲了傳統(tǒng)PLC的框架尺寸結(jié)構(gòu)。從尺寸與外形上看，HCS控制器與PLC有許多相似之處，但它絕不是簡(jiǎn)單翻版PLC的，它有許多自己獨(dú)特的特征和風(fēng)格。HCS控制器在過(guò)程控制中能勝任DCS所承擔(dān)的過(guò)程控制任務(wù)，它主要執(zhí)行閉環(huán)及順序控制。

5.5 輸入/輸出（I/O）模塊

HCS提供了能與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)I/O信號(hào)直接相連的各種規(guī)格的I/O模塊，如模擬量/數(shù)字量、直流/交流、電壓/電流及不同電壓等級(jí)的I/O模塊等。這些I/O模塊可與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的按鈕、變送器、傳感器、電磁閥門及馬達(dá)控制器等設(shè)備元件直接相連，使用靈活方便。

6.新型混合式控制系統(tǒng)特點(diǎn)

6.1 控制分級(jí)分散，管理集中

HCS的某些優(yōu)勢(shì)和DCS是一致的，比如它也具有信息集中，控制分散的優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)具有包括操作管理級(jí)及過(guò)程控制級(jí)在內(nèi)的垂直的2級(jí)功能，并且在各級(jí)之間既有分工，又有聯(lián)系，在系統(tǒng)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下平穩(wěn)運(yùn)行。在實(shí)際方面采用該分散控制結(jié)構(gòu)，也就是將多個(gè)控制器及I/O框架分散后進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：（1）避免因個(gè)別設(shè)備出現(xiàn)故障殃及整個(gè)系統(tǒng)而造成的危險(xiǎn)，提高可靠性。（2）可將生產(chǎn)過(guò)程的全部信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送至中央服務(wù)器以實(shí)現(xiàn)信息集中。

6.2 高靈活性、強(qiáng)可擴(kuò)展性

HCS采用的結(jié)構(gòu)形式是模塊化及積木化，這樣的話用戶可選擇不同數(shù)量、不同規(guī)格的單元設(shè)備以組成不同要求、不同規(guī)模的硬件系統(tǒng)，進(jìn)而滿足自身實(shí)際需要。組裝上，靈活的組裝方式使系統(tǒng)擴(kuò)展變得容易，整個(gè)系統(tǒng)采用分級(jí)分散的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式，使增加或去除某些單元不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的性能，這有利于工廠按當(dāng)前規(guī)模配置系統(tǒng)，使設(shè)備的利用效率全面提高。

6.3 可靠性高

（1）冗余技術(shù)

為了避免由于某個(gè)部件失效而影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行，HCS允許用戶在任何需要的關(guān)鍵部分?jǐn)U充冗余部件。如將冗余的處理器、傳輸介質(zhì)、中央服務(wù)器等加在控制器中，提升整個(gè)系統(tǒng)性能。

（2）自我診斷功效

HCS系統(tǒng)軟件可整個(gè)系統(tǒng)的軟硬件狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)視，如果有異常情況發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)可立即自行采取有效措施，自行運(yùn)行，使故障得到有效解決。

（3）斷電保護(hù)功能

在HCS控制器的處理器模塊內(nèi)裝有新型鋰電池，因此在外部突然斷電的情況下數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失。

7.結(jié)束語(yǔ)

在未來(lái)，工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)向智能化、開(kāi)放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化發(fā)展。同時(shí)，DCS及PLC系統(tǒng)將會(huì)更加完善，更多的應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。

參考文獻(xiàn)

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[2]童偉.集成PLC與DCS的新型過(guò)程控制系統(tǒng)[J].江西化工,2007(2).

篇2

2異步通信與同步通信在實(shí)際通信中

操作時(shí)很難保證數(shù)據(jù)接收方和發(fā)送方有相同的傳輸速率，為了保證發(fā)送過(guò)程和接受過(guò)程同步，不發(fā)生累計(jì)誤差造成的錯(cuò)位。可以根據(jù)實(shí)際通信要求選用同步或異步通信方式。異步通信發(fā)送字符的信息格式有1個(gè)起始位，7、8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)奇偶校驗(yàn)位（可省略），1、2個(gè)停止位組成。在通信開(kāi)始之前，通信雙方需要對(duì)所采取的信息格式和數(shù)據(jù)傳輸速率作相同的約定。由于1個(gè)字符中包含的位數(shù)不多，及時(shí)發(fā)送方和接受方的收發(fā)頻率略有不同，也不會(huì)因兩臺(tái)設(shè)備之間的時(shí)鐘脈沖周幾的積累誤差而導(dǎo)致收發(fā)錯(cuò)位。其特點(diǎn)就是傳送附加的非有效信息較多，傳輸效率稍低。同步通信方式以字節(jié)為單位（8bit），每次傳送1、2個(gè)同步字符，若干個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)和校驗(yàn)字節(jié)。在同步通信中，發(fā)送方和接收方要保持完全同步，因此要用調(diào)制解調(diào)的方式從數(shù)據(jù)流中提取出同步信號(hào)，使接收方得到與發(fā)送方完全相同的接收時(shí)鐘信號(hào)。其傳輸速率較高，一般用于高速通信。

3單工通信方式與雙工通信方式

單工通信方式只能延單一方向發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。雙工方式的數(shù)據(jù)可以沿兩個(gè)方向傳送，每一個(gè)站既可以發(fā)送數(shù)據(jù)也可以接收數(shù)據(jù)。雙工方式又分為全雙工和半雙工兩種方式。

二PLC通訊功能介紹

PLC其它PLC，變頻器，PC機(jī)，遠(yuǎn)程設(shè)備，工業(yè)以太網(wǎng)等按照不同的通信協(xié)議進(jìn)行通信，文章主要介紹PLC與PC機(jī)之間的通信。PLC與使用自由端口模式的PC機(jī)的通信：自由端口模式為PC機(jī)與PLC之間的通信提供了一種方便和靈活的方法。在自由端口模式，PLC的串行通信有用戶程序控制，可以用接收完成中斷、字符接收中斷、發(fā)送完成中斷、發(fā)送指令和接受指令來(lái)控制通信過(guò)程。發(fā)送指令（XMT）啟動(dòng)自由端口模式下數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)發(fā)送。通過(guò)指定的通信端口，發(fā)送存儲(chǔ)在TBL中的信息（最多255個(gè)字符）。發(fā)送結(jié)束時(shí)可以產(chǎn)生中斷事件。接收指令（RCV）初始化或終止接收信息的服務(wù)（最多255個(gè)字符）。通過(guò)指定端口，接收的信息存儲(chǔ)在TEL中。在接收完最后一個(gè)字符時(shí)，或每接收一個(gè)字符均可產(chǎn)生一個(gè)中斷。

三VB通信功能的介紹

1Windows環(huán)境下上位機(jī)通信軟件介紹

在Windows環(huán)境下，上位機(jī)與PLC實(shí)現(xiàn)串行通信，需要有軟件提供人機(jī)交互平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)通信控制。常用的可實(shí)現(xiàn)串行通信的軟件有WinCCflexible組態(tài)軟件和VB程序設(shè)計(jì)軟件。由于實(shí)際工程需要的多變性及復(fù)雜性，多選用VB搭建人機(jī)交互平臺(tái)。VB不僅能實(shí)現(xiàn)串行通信，還能滿足各種工程實(shí)際的不同要求，設(shè)計(jì)不同的面向?qū)ο蟮墓ぷ鞔翱诮缑妗Ｋ旧硖峁┑母鞣N控件，可以方便簡(jiǎn)易的實(shí)現(xiàn)各種設(shè)計(jì)要求。

2MSComm控件的屬性

VB提供了一個(gè)串行通信控件MiscrosoftCommControl，即MSComm控件。編程人員只需要設(shè)置和監(jiān)視MSComm控件的屬性和事件，就可以輕而易舉的實(shí)現(xiàn)串行通信。MSComm控件提供了兩種處理方式，即可產(chǎn)生兩種事件進(jìn)行通信，事件驅(qū)動(dòng)方式和查詢方式。事件驅(qū)動(dòng)方式：Rthreshold屬性非0時(shí)，收到的字符或傳輸線發(fā)生變化時(shí)就會(huì)產(chǎn)生串口事件OnCome。通過(guò)查詢CommEvernt屬性可以捕獲并處理這些通信事件。查詢方式：通過(guò)查詢接收緩沖區(qū)的字節(jié)數(shù)（InputBufferCount）屬性值，處理接收到的信息。

四應(yīng)用實(shí)例

城市交通路口信號(hào)控制充分應(yīng)用了這一通訊功能的應(yīng)用。現(xiàn)代社會(huì)多變的交通狀況。傳統(tǒng)的交通控制方法已經(jīng)不能解決目前的城市交通問(wèn)題，因此基于PLC可通信的控制系統(tǒng)可時(shí)效性的解決這一問(wèn)題。

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一、確定控制系統(tǒng)方案

（一）控制對(duì)象

1.溫度

植物生長(zhǎng)的溫度是在一個(gè)范圍內(nèi)，雖然最適宜溫度植物長(zhǎng)得很快，但是往往因?yàn)橄挠袡C(jī)物太多，會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)的細(xì)長(zhǎng)現(xiàn)象。控制系統(tǒng)的控制溫度范圍要略低于植物最適宜溫度。

2.濕度

空氣的濕度太大會(huì)造成之無(wú)病蟲(chóng)害，但是要保證空氣濕度低的同時(shí)要有充足的水分由土壤供給植物。

3.光照

植物生長(zhǎng)需要光照，這樣才能進(jìn)行光合作用，不同植物的光補(bǔ)償點(diǎn)不同，因此事宜溫度范圍也不同，同時(shí)人們可以控制光照時(shí)間和強(qiáng)度來(lái)控制植物的生長(zhǎng)速度。

4.CO2

植物生長(zhǎng)需要光合作用，光合作用需要的一個(gè)物質(zhì)是CO2，植物的光合作用隨著CO2的濃度增大而增強(qiáng)，但是濃度過(guò)高反而會(huì)抑制植物光合作用，因此二氧化碳濃度的控制范圍要與農(nóng)作物相適應(yīng)。

（二）PLC控制系統(tǒng)

PLC是可編程邏輯控制器，它可以通過(guò)編程方式完成傳統(tǒng)的繼電器-接觸器的邏輯控制，PLC的控制系統(tǒng)性能穩(wěn)定，價(jià)格便宜，開(kāi)發(fā)容易，性價(jià)比高，缺點(diǎn)就是人機(jī)交流困難。

（三）控制系統(tǒng)的方案確定

本控制系統(tǒng)方案為各參數(shù)的自動(dòng)控制，當(dāng)傳感器檢測(cè)的溫濕度、光照以及CO2超過(guò)范圍時(shí)，PLC控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)出指令，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)如天窗的電動(dòng)機(jī)等動(dòng)作，使溫室參數(shù)達(dá)到用戶要求。

二、控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)

（一）控制要求

隨時(shí)檢測(cè)控制對(duì)象溫濕度、CO2濃度和光照參數(shù)，并保證參數(shù)在控制范圍內(nèi)。控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

（二）硬件設(shè)計(jì)

1.根據(jù)控制系統(tǒng)輸入輸出的點(diǎn)數(shù)，對(duì)PLC型號(hào)進(jìn)行選擇

（1）PLC開(kāi)關(guān)量點(diǎn)數(shù)確定

（2）根據(jù)PLC開(kāi)關(guān)量點(diǎn)數(shù)確定PLC型號(hào)

由上表可得輸出點(diǎn)13個(gè)，輸入點(diǎn)14個(gè)，考慮到應(yīng)有輸入輸出端子的余量，選擇S7-200cpu226型，其有24/16個(gè)I/O口。

2.模擬量模塊的選型

對(duì)于溫濕度、CO2和光強(qiáng)傳感器都輸出模擬信號(hào)，需要PLC擴(kuò)展模擬量模塊。溫濕度傳感器分別要在溫室的上下南北四處檢測(cè)，因此輸入10路模擬量信號(hào)，因此選擇EM235模塊3個(gè)（此模塊4AI/1AO）。

3.溫濕度、光照以及CO2檢測(cè)元件選型

選擇HMD40溫度傳感器，Poi88-c光強(qiáng)傳感器，TGS4160型CO2傳感器以及A1203型濕度傳感器。

4.進(jìn)行電路設(shè)計(jì)

控制電路簡(jiǎn)圖如圖2所示，主電路同傳統(tǒng)繼電器-接觸器電路。

（三）軟件設(shè)計(jì)

以光照的控制為例，比較光照傳感器的值，如果超過(guò)上限，則打開(kāi)遮光簾，如果在范圍內(nèi)，則遮光裝備動(dòng)作不變，低于下限值收起遮光裝備并且打開(kāi)光照燈。

最后，要進(jìn)行整機(jī)調(diào)試。調(diào)試時(shí)先啟動(dòng)控制電路，斷開(kāi)主電路，等確定程序和控制電路無(wú)誤后，在進(jìn)行整機(jī)調(diào)試。

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在我國(guó)能源日益緊張和浪費(fèi)嚴(yán)重的形勢(shì)下，高效低耗的節(jié)能技術(shù)受到人們 的關(guān)注。空壓機(jī)作為制造業(yè)最常用的設(shè)備之所產(chǎn)生的廉價(jià)適用的壓縮空氣能源備受青睞。基于PLC的空壓機(jī)的用途很廣，幾乎遍及工農(nóng)業(yè)、國(guó)防、科技、民用等各個(gè)領(lǐng)域。它可以利用電動(dòng)機(jī)將氣體在壓縮腔內(nèi)進(jìn)行壓縮 ,并使壓縮的氣體具有一定壓力。

一、PLC的定義及特點(diǎn)

PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。它的特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1．可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)

高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用專業(yè)的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取先進(jìn)的抗干擾性技術(shù)，有很高的可靠性。同時(shí)，PLC具有硬件故障的自我檢測(cè)功能，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編寫器故障的診斷程序，使相應(yīng)的電路及設(shè)備獲得故障診斷保護(hù)，最終整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性。

2. 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)

迄今為止，PLC已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的產(chǎn)品，可用于各種規(guī)模的工業(yè)場(chǎng)合。除了邏輯處理的功能以外，現(xiàn)代PLC大部分?jǐn)?shù)據(jù)運(yùn)算能力，都用于各種數(shù)字的控制領(lǐng)域。近年來(lái)，PLC的功能單元大量出現(xiàn)，使PLC進(jìn)入了溫度控制、位置控制、CNC等工業(yè)控制中。同時(shí)，PLC人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展及通信能力的增強(qiáng)，使PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。

3．易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎

PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能，為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事打開(kāi)了方便之門。

4．系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造

PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)起來(lái)也變得容易。

二、空壓機(jī)控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)要介紹

繼電器電氣控制系統(tǒng)

其邏輯功能由傳統(tǒng)的繼電器來(lái)完成的，比如控制時(shí)間,就有相應(yīng)的時(shí)間繼電器。繼電器的動(dòng)作一般與電磁有關(guān)，是一種電子控制器件,它具有控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)，通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中。它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。

2. 智能單片機(jī)控制系統(tǒng)

單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。目前，單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。比如導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置、飛機(jī)上各種儀表的控制、廣泛使用的各種智能IC卡、錄像機(jī)、電子寵物等。

3．PLC控制系統(tǒng)

PLC控制系統(tǒng)是由模仿原繼電器控制原理發(fā)展起來(lái)的。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令，通過(guò)數(shù)字輸入和輸出操作，來(lái)控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC用梯形圖編程，在解算邏輯方面表現(xiàn)出快速的優(yōu)點(diǎn)。在微秒量級(jí)，解算1K邏輯程序不到1毫秒。

4．DCS控制系統(tǒng)

DCS，分散控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，國(guó)內(nèi)一般習(xí)慣稱之為集散控制系統(tǒng)。它是一個(gè)由過(guò)程控制級(jí)和過(guò)程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)、通信、顯示和控制等4C技術(shù)。其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活以及組態(tài)方便。

三、基于PLC空壓機(jī)系統(tǒng)的控制要求

1．恒壓控制

原料空壓機(jī)的作用就是滿足工藝要求送出一個(gè)壓力恒定的氣流，為分餾塔分餾提供原料空氣，所以它的最基本的控制要求就是恒壓控制。

2．防喘振控制

喘振工況是空壓機(jī)系統(tǒng)的非正常工況，也是離心式壓縮機(jī)特有的工況之一，具有破壞性。如果空壓機(jī)出現(xiàn)喘振，則會(huì)直接損壞空壓機(jī)設(shè)備，造成空分停車事故，所以必須要避免喘振現(xiàn)象的發(fā)生，以免造成更大的損失。

3．故障連鎖邏輯控制

在空壓機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，只要有任意一個(gè)監(jiān)控參數(shù)達(dá)到連鎖值，為了避免損壞設(shè)備，必須將空壓機(jī)停車。這也是空壓機(jī)的故障連鎖控制的基本要求。

4．輔助安全控制

為了防止出口壓力過(guò)高，空壓機(jī)的出口壓力設(shè)置了一個(gè)安全保護(hù)范圍，使它工作在正常范圍之內(nèi)；為了防止空壓機(jī)電動(dòng)機(jī)超負(fù)荷工作，限制入口無(wú)限開(kāi)大，通過(guò)電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)控制器的調(diào)節(jié)而減小負(fù)荷；實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)的自動(dòng)加載大大方便了操作人員的操作，避免了操作升壓時(shí)誤操作而引起空壓機(jī)喘振，縮短了人工加載的加載時(shí)間，具有升壓快，升壓電流小，節(jié)能的特點(diǎn)。

通過(guò)了解以上各個(gè)控制要求，控制策略的設(shè)計(jì)必須合理、有效地把各個(gè)要求都在控制系統(tǒng)中得以實(shí)現(xiàn)，從而對(duì)空壓機(jī)的可靠運(yùn)行提供重要的保障

三、PLC空壓機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求

1．具體的控制要求

基本控制要求為油壓油溫、斷水保護(hù)、超限保護(hù)、排氣溫度超限保護(hù)、空壓機(jī)氣壓超限壓力保護(hù)、保護(hù)及故障、啟動(dòng)功能、停止功能、報(bào)警功能。當(dāng)系統(tǒng)在自動(dòng)集控工作方式時(shí)。系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的供氣壓力值，當(dāng)冷卻水壓力、空壓機(jī)油油壓滿足要求時(shí)，自動(dòng)控制卸荷或加載。

2．系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

PLC主機(jī)選擇留有少量的余量，連接時(shí)電源和CPU模塊放在最左側(cè)，擴(kuò)展模擬量輸入模塊用扁平電纜與左側(cè)的模塊相連。系統(tǒng)所使用的電源均由交流穩(wěn)壓器進(jìn)行濾波和穩(wěn)壓，很好地消除了現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中的電源干擾，保障了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

四、基于PLC空壓機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

1．硬件施工

造成PLC信號(hào)采樣出錯(cuò)的原因主要是: 傳輸信號(hào)短路或開(kāi)路。當(dāng)傳輸信號(hào)出現(xiàn)故障時(shí), 現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)無(wú)法傳送給PLC，造成采樣出錯(cuò)。因此，要提高PLC 輸入信號(hào)的可靠性,采用可靠性高的開(kāi)關(guān)接點(diǎn)、 高質(zhì)量的傳輸導(dǎo)線、減少端子數(shù)量和一次表是必須的。但是規(guī)范的布線和屏蔽接地措施更具有實(shí)際意義。

2．軟件編程

為使整個(gè)控制系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定，軟件系統(tǒng)可靠性配套也是必不可少的。因此我們對(duì)控制軟件進(jìn)行了特別處理，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波處理要提高現(xiàn)場(chǎng)輸入給空壓機(jī)PLC控制系統(tǒng)的信號(hào)的可靠性,對(duì)于空壓機(jī)儲(chǔ)氣罐的卸荷控制，為了防止卸荷閥在卸荷值附近頻繁的動(dòng)作，可以采用余量控制法程序段來(lái)解決這一問(wèn)題。

總之，使用PLC空壓機(jī)的控制系統(tǒng)后，減少大量的時(shí)間和中間繼電器等器件，減少大量的安裝接線時(shí)間。 加上開(kāi)關(guān)柜體積的減小,可以節(jié)省大量的費(fèi)用。同時(shí)，PLC 的故障率很低, 具有完善的自診斷和顯示功能。PLC還可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化管理, 現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)視屏幕中，為運(yùn)行人員提供參考，同時(shí)它具有對(duì)歷史數(shù)據(jù)的記憶功能，如果連上打印機(jī)就可以打印生產(chǎn)報(bào)表，免去運(yùn)行人員抄寫報(bào)表工作, 減輕了運(yùn)行人員的工作量。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)基于PLC的空壓機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),不僅有效地排除了常排氣的隱患，使得空壓機(jī)工作條件大大改善, 提高了使用性能的安全性、可靠性，保證了空壓機(jī)能長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)也取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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文章編號(hào):1009-2374 (2010)21-0028-02

控制硬件選購(gòu)目前市場(chǎng)上的PLC產(chǎn)品眾多。國(guó)產(chǎn)品牌有:永宏、和利時(shí)、凱迪恩等;國(guó)外有:日本的OMRON、MITSUBISHI、松下;德國(guó)的SIEMENS,韓國(guó)的LG等。近幾年,PLC產(chǎn)品的價(jià)格有較大的下降,其性價(jià)比越來(lái)越高,這是眾多技術(shù)人員選用PLC的重要原因。但各品牌的PLC在性能指標(biāo)上都有著較大的差異。所以如何選購(gòu)PLC產(chǎn)品成為了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)功能要求的重要環(huán)節(jié)。

1編程器的選購(gòu)

PLC編程可采用三種方式:一是用一般的手持編程器編程,它只能用商家規(guī)定語(yǔ)句表中的語(yǔ)句編程。這種方式效率低,但對(duì)于系統(tǒng)容量小,用量小的產(chǎn)品比較適宜,并且體積小,易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試,造價(jià)也較低;二是用圖形編程器編程,該編程器采用梯形圖編程,方便直觀,一般的電氣人員短期內(nèi)就可應(yīng)用自如,但該編程器價(jià)格較高;三是用個(gè)人計(jì)算機(jī)加PLC軟件包編程,這種方式是效率最高的一種方式。基于電腦筆記本的普及和PLC軟件編程的方便性,并且易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。這種方式是用戶最喜歡用的一種方式。

因此,應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的大小與難易,開(kāi)發(fā)周期的長(zhǎng)短以及資金的情況合理選購(gòu)PLC產(chǎn)品。我公司主要采用美國(guó)的AB和法國(guó)的施耐德生產(chǎn)的PLC,此兩種品牌是現(xiàn)階段的主流產(chǎn)品,運(yùn)用既上符合要求,又靈活,便于程序的設(shè)計(jì)和運(yùn)行。

2設(shè)計(jì)遵循的步驟

施耐德PLC有多種型號(hào),編程電纜也有多種,但基本上是基于modbus協(xié)議的通訊方式。

(1)工藝分析深入了解控制對(duì)象的工藝過(guò)程、工作特點(diǎn)、控制要求,并劃分控制的各個(gè)階段,歸納各個(gè)階段的特點(diǎn),和各階段之間的轉(zhuǎn)換條件,畫出控制流程圖或功能流程圖。

(2)選擇合適的PLC類型在選擇PLC機(jī)型時(shí),主要考慮下面幾點(diǎn):功能的選擇;I/O點(diǎn)數(shù)的確定;內(nèi)存的估算。+定時(shí)器/計(jì)數(shù)器數(shù)量×2+通信接口個(gè)數(shù)×300+備用量;分配I/O點(diǎn);程序設(shè)計(jì);控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工;應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試;編制技術(shù)文件。

(3)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書確定,進(jìn)行工藝分析,并確定控制方案,它是設(shè)計(jì)的依據(jù);選擇輸入設(shè)備(如按鈕、開(kāi)關(guān)、傳感器等)和輸出設(shè)備(如繼電器、接觸器、指示燈等執(zhí)行機(jī)構(gòu));選定PLC的型號(hào)(包括機(jī)型、容量、I/O模塊和電源等);分配PLC的I/O點(diǎn),繪制PLC的I/O硬件接線圖;編寫程序并調(diào)試;設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的操作臺(tái)、電氣控制柜等以及安裝接線圖;編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書和使用說(shuō)明書。

(4)PLC的硬件設(shè)計(jì)PLC硬件設(shè)計(jì)包括:PLC及線路的設(shè)計(jì)、電氣線路的設(shè)計(jì)和抗干擾措施的設(shè)計(jì)等。選定PLC的機(jī)型和分配I/O點(diǎn)后,硬件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是電氣控制系統(tǒng)的原理圖的設(shè)計(jì),電氣控制元器件的選擇和控制柜的設(shè)計(jì)。電氣控制系統(tǒng)的原理圖包括主電路和控制電路。控制電路中包括PLC的I/O接線和自動(dòng)、手動(dòng)部分的詳細(xì)連接等。電器元件的選擇主要是根據(jù)控制要求選擇按鈕、開(kāi)關(guān)、傳感器、保護(hù)電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。

(5)PLC的軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)初始化程序、主程序、子程序、中斷程序、故障應(yīng)急措施和輔助程序的設(shè)計(jì),小型開(kāi)關(guān)量控制一般只有主程序。首先應(yīng)根據(jù)總體要求和控制系統(tǒng)的具體情況,確定程序的基本結(jié)構(gòu),畫出控制流程圖或功能流程圖,簡(jiǎn)單的可以用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì),復(fù)雜的系統(tǒng)一般用順序控制設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)。

3系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(1)系統(tǒng)規(guī)模首先應(yīng)確定系統(tǒng)用PLC單機(jī)控制,還是用PLC形成網(wǎng)絡(luò),由此計(jì)算PLC輸入、輸出點(diǎn)數(shù),并且在選購(gòu)PLC時(shí)要在實(shí)際需要點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上留有一定余量(10%)。

(2)確定負(fù)載類型根據(jù)PLC輸出端所帶的負(fù)載是直流型還是交流型,是大電流還是小電流,以及PLC輸出點(diǎn)動(dòng)作的頻率等,從而確定輸出端采用繼電器輸出,還是晶體管輸出,或晶閘管輸出。不同的負(fù)載選用不同的輸出方式,對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是很重要的。

(3)存儲(chǔ)容量與速度盡管國(guó)外各廠家的PLC產(chǎn)品大體相同,但也有一定的區(qū)別。目前還未發(fā)現(xiàn)各公司之間完全兼容的產(chǎn)品。各個(gè)公司的開(kāi)發(fā)軟件都不相同,而用戶程序的存儲(chǔ)容量和指令的執(zhí)行速度是兩個(gè)重要指標(biāo)。一般存儲(chǔ)容量越大、速度越快的PLC價(jià)格就越高,但應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)的大小合理選用PLC產(chǎn)品。

(4)PLC外部驅(qū)動(dòng)電路對(duì)于PLC輸出不能直接帶動(dòng)負(fù)載的情況下,必須在外部采用驅(qū)動(dòng)電路:可以用三極管驅(qū),也可以用固態(tài)繼電器或晶閘管電路驅(qū)動(dòng),同時(shí)應(yīng)采用保護(hù)電路和浪涌吸收電路,且每路有顯示二極管(LED)指示。

4軟件編制

AB公司PLC所使用的網(wǎng)絡(luò)類型都是開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò),可以與其他公司的產(chǎn)品做到很好的兼容,AB控制層網(wǎng)絡(luò)采用ControlNet網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)是一種高性能的工業(yè)局域網(wǎng),具有開(kāi)放性、高效率、多功能、確定性和可重復(fù)性、靈活性等特點(diǎn),擴(kuò)展性極強(qiáng),可共享I/O,并具有強(qiáng)大方便的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。在編制軟件前,應(yīng)首先熟悉所選用的PLC產(chǎn)品的軟件手冊(cè)及編程指令手冊(cè),待熟練后再編程。若用圖形編程器與軟件包編程,則可直接編程,若用手持編程器編程,應(yīng)先畫出梯形圖,然后編程,這樣可少出錯(cuò),速度也快。若用個(gè)人計(jì)算機(jī)與軟件編程,編程結(jié)束后先仿真程序,待各個(gè)動(dòng)作正常后,再在設(shè)備上調(diào)試。當(dāng)用PLC進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí),其難度比PLC單機(jī)控制大得多。首先你應(yīng)選用自己較熟悉的機(jī)型,對(duì)其基本指令和功能指令有較深入的了解,并且指令的執(zhí)行速度和用戶程序存儲(chǔ)容量也應(yīng)仔細(xì)了解。否則,不能適應(yīng)你的實(shí)時(shí)要求,造成系統(tǒng)崩潰。另外,對(duì)通信接口、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)傳送速度等也要考慮。還要向PLC的商家尋求網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和軟件技術(shù)支持及詳細(xì)的技術(shù)資料,至于選用幾層工作站,依你的控制要求與系統(tǒng)大小而定。

擴(kuò)展模塊的選用:AB產(chǎn)PLC中變量沒(méi)有IN_OUT類型,只有單純的INRETUR,做一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊和函數(shù)的時(shí)候,端口不會(huì)自動(dòng)生成,你需要和子程序?qū)φ?變量類型數(shù)量出錯(cuò)沒(méi)有任何提示,只有下載后才停機(jī)故障告訴你。對(duì)于小的系統(tǒng),如80點(diǎn)以內(nèi)的系統(tǒng).一般不需要擴(kuò)展;當(dāng)系統(tǒng)較大時(shí),就要擴(kuò)展。不同公司的產(chǎn)品,對(duì)系統(tǒng)總點(diǎn)數(shù)及擴(kuò)展模塊的數(shù)量都有限制,當(dāng)擴(kuò)展仍不能滿足要求時(shí),可采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);同時(shí),有些廠家產(chǎn)品的個(gè)別指令不支持?jǐn)U展模塊,因此,在進(jìn)行軟件編制時(shí)要注意。當(dāng)采用溫度等模擬模塊時(shí),各廠家也有一些規(guī)定,請(qǐng)看相關(guān)的技術(shù)手冊(cè)。

印制板應(yīng)做成插拔式,易于維修。PLC的輸入輸出布線也有一定的要求,請(qǐng)看各公司的使用說(shuō)明書。各公司的擴(kuò)展模塊種類很多,如單輸入模塊、單輸出模塊、輸入輸出模塊、溫度模塊、高速輸入模塊等。PLC的這種模塊化設(shè)計(jì)為用戶的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供了方便。

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[4] 李巧紅.基于PLC的恒壓供水系統(tǒng)研究[J].中國(guó)科技信息,2008,(20).

篇6

立體停車庫(kù)雖然在國(guó)外有了很成熟的發(fā)展，但是在我國(guó)屬于一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，立體車庫(kù)的存在很大程度上緩解了城市的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)交通的問(wèn)題，合理地改善了人們的出行環(huán)境，提高了單位面積的利用價(jià)值。立體車庫(kù)采用了PLC和計(jì)算機(jī)畫面監(jiān)控，通過(guò)控制組畫面就可以完成對(duì)汽車存取過(guò)程的控制，操作方式比較簡(jiǎn)單，同時(shí)還具有維護(hù)方便，造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越被人們所接受。

1.立體停車庫(kù)發(fā)展概況及優(yōu)勢(shì)

近幾年來(lái)城市車輛的激增使得城市的靜態(tài)環(huán)境問(wèn)題不斷地惡化，立體停車庫(kù)作為緩解城市靜態(tài)交通問(wèn)題的有效途徑逐漸被人們接受，立體停車庫(kù)憑借自身的布置靈活、高性價(jià)比和高效率以及低能源損耗越來(lái)越多地應(yīng)用在城市交通的各個(gè)方面。

PLC控制系統(tǒng)較其他傳統(tǒng)的停車自動(dòng)控制系統(tǒng)具有很多無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)：

首先在控制方式上，傳統(tǒng)的控制器在進(jìn)行自動(dòng)化控制的過(guò)程中使用的是硬接線控制，通過(guò)導(dǎo)線將接觸線圈、控制器和開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)按照邏輯關(guān)系進(jìn)行組合進(jìn)行控制。一旦整個(gè)系統(tǒng)投入使用之后，想根據(jù)實(shí)際情況在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行功能的改變和增加將非常困難，而且傳統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的觸點(diǎn)十分有限，這也影響了本身的靈活性和建設(shè)過(guò)程中的可擴(kuò)展性。而PLC是通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)邏輯程序的控制，想改變自動(dòng)化控制的部分只需要對(duì)用戶程序進(jìn)行改變，這種軟連接的接線、功耗以及施工成本都很低。

其次在速度控制上，其他的自動(dòng)化控制是通過(guò)繼電器的觸點(diǎn)通斷進(jìn)行控制的，這種控制的動(dòng)作因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)機(jī)械進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的，所以就會(huì)存在機(jī)械動(dòng)作速度的時(shí)差，機(jī)械觸點(diǎn)的不規(guī)則動(dòng)作會(huì)引起操作系統(tǒng)的失誤。而PLC的控制程序是通過(guò)指令進(jìn)行半導(dǎo)體控制的，速度比傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)快很多，而且在進(jìn)行控制的過(guò)程中存在內(nèi)部的非常嚴(yán)格的同步，也不會(huì)出現(xiàn)其他不規(guī)則動(dòng)作。在時(shí)間的控制上，傳統(tǒng)的自動(dòng)控制器是靠時(shí)間繼電器的滯后來(lái)實(shí)現(xiàn)的，不僅精度不高而且而且還非常容易受到不良環(huán)境的影響，在進(jìn)行調(diào)整過(guò)程中十分困難，在PLC進(jìn)行時(shí)間控制的過(guò)程中因?yàn)槎〞r(shí)器的數(shù)量比較多，而且還可以通過(guò)客戶端進(jìn)行時(shí)間調(diào)整，在控制電路上使用集成電路進(jìn)行控制，因此具有較高的準(zhǔn)確性。

最后在在進(jìn)行類型數(shù)據(jù)控制的過(guò)程中，傳統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)只能通過(guò)邏輯開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。在PLC進(jìn)行控制的過(guò)程中不僅能夠進(jìn)行邏輯量開(kāi)關(guān)的控制，還能夠使用模擬量的控制和數(shù)據(jù)處理以及通訊聯(lián)網(wǎng)等多種比較復(fù)雜的控制程序進(jìn)行控制。在自動(dòng)化設(shè)備的維護(hù)上，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)一般存在大量的機(jī)械觸點(diǎn)，這些觸點(diǎn)之間的連線比較多，這就導(dǎo)致了設(shè)備的使用壽命較短，在進(jìn)行系統(tǒng)的維護(hù)就比較差。而PLC一般使用的是無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路進(jìn)行完成的，所以具有較高的穩(wěn)定性和可靠性。除此之外：PLC還具有以下特點(diǎn)：

1.1.PLC具有較高的抗干擾能力，一般使用大規(guī)模的集成電路，這種控制系統(tǒng)采用比較嚴(yán)格的制造工藝使得內(nèi)部電路具有較強(qiáng)的抗干擾能力，確保了很高的穩(wěn)定性。此外，PLC在進(jìn)行控制的過(guò)程中還能夠?qū)崿F(xiàn)自我檢測(cè)，使得整個(gè)控制過(guò)程比較安全。

1.2.PLC控制設(shè)備的配套比較齊全，功能具有較強(qiáng)的適用性。PLC發(fā)展到了現(xiàn)在已經(jīng)可以用于各種規(guī)模的工廠進(jìn)行控制。除了邏輯處理功能之外還具有非常強(qiáng)大的數(shù)字運(yùn)算能力。

1.3.在進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中建造的工作量較小，所以檢測(cè)和維護(hù)就比較方便，改造起來(lái)比較容易，而且在進(jìn)行編程的時(shí)候容易上手，失誤率較低。設(shè)備整體體積比較小，因此相對(duì)于其他控制設(shè)備就具有較低的能耗。

2.立體停車庫(kù)PLC系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

從自動(dòng)化的控制結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，一般立體的停車庫(kù)除了頂層之外每一層都需要留出一個(gè)空位以便為載車盤提供通道，當(dāng)車輛停泊在底層時(shí)就可以直接取車。如果平時(shí)將車輛存在最低層就不需要移動(dòng)其他層面的載車盤使車直接駛?cè)搿Ｔ谝粋€(gè)雙層五個(gè)車位的升降式立體車庫(kù)的兩個(gè)平面分別設(shè)計(jì)為上U平面和下M平面，上部平面可以進(jìn)行升降動(dòng)作，而下部平面只能進(jìn)行平面移動(dòng)。立體車庫(kù)共設(shè)計(jì)了六個(gè)車位，其中底層的車位是為載車盤提供上升和下降的通道，另外五個(gè)車位主要用于停放車輛。當(dāng)下層的M車位的車輛進(jìn)出時(shí)不需要移動(dòng)其他的車盤就可以對(duì)車的位置進(jìn)行平面調(diào)整。當(dāng)上部平面的U車輛進(jìn)出之前需要確定下方的位置是否停有車輛，如果停靠車輛需要首先進(jìn)行平面的移動(dòng)處理，只有保證下方的位置沒(méi)有停靠車輛才能夠進(jìn)行車輛的下降，然后再進(jìn)行出車的處理，在車輛完成進(jìn)出處理之后要上升回到原來(lái)的位置，下圖就是一個(gè)雙層平面立體車庫(kù)的結(jié)構(gòu)示意圖（圖中車位1、2、3車位處于U平面，車位4、5位于M平面，右下角的空位是便于車位進(jìn)出的通道，車位通過(guò)該通道實(shí)現(xiàn)停靠和進(jìn)出）：

3.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，采用PLC控制系統(tǒng)的機(jī)械車庫(kù)和傳統(tǒng)的自然車庫(kù)相比具有很多方面的優(yōu)越性。在城市用地日益緊張的今天，這種新型的立體車庫(kù)很大程度上節(jié)約了城市用地，提高了土地單位面積的使用效率，節(jié)省了土地的開(kāi)發(fā)和建設(shè)成本，為未來(lái)的城市建設(shè)提供了更為廣闊的發(fā)展空間，極大地緩解了城市交通環(huán)境惡化的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了城市環(huán)境的和諧發(fā)展，從靜態(tài)城市交通環(huán)境的角度來(lái)改善城區(qū)的整體環(huán)境。

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篇7

2.1來(lái)自電源的干擾

因電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障的情況很多,更換隔離性能好的PLC電源,才能解決問(wèn)題。PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣,它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電流。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化,如開(kāi)關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動(dòng)裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等,都通過(guò)輸電線路傳到電源原邊。

2.2來(lái)自空間的輻射干擾

空間的輻射電磁場(chǎng)(EMI),主要由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過(guò)程、雷電、無(wú)線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生,通常稱為輻射干擾,其分布極為復(fù)雜。其影響主要通過(guò)兩條路徑:一是直接對(duì)PLC內(nèi)部的輻射,由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾;二是對(duì)PLC通信網(wǎng)絡(luò)的輻射,由通信線路的感應(yīng)引入干擾。

2.3來(lái)自接地系統(tǒng)混亂的干擾

PLC控制系統(tǒng)正確的接地,是為了抑制電磁干擾的影響,又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾;而錯(cuò)誤的接地,反而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào),使PLC系統(tǒng)無(wú)法正常工作。PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護(hù)地等。這樣會(huì)引起各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均,不同接地點(diǎn)間存在地電位差,引起地環(huán)路電流,影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地,如果電纜屏蔽層兩端A,B都接地,就存在地電位差,有電流流過(guò)屏蔽層,當(dāng)發(fā)生異常情況時(shí),地線電流將更大。

屏蔽層、接地線和大地也有可能構(gòu)成閉合環(huán)路,在變化磁場(chǎng)的作用下,屏蔽層內(nèi)會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流,通過(guò)屏蔽層和芯線之間的藕合干擾信號(hào)回路。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂,所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上產(chǎn)生電位分布,影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC工作的邏輯電壓干擾容限較低,邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存貯,造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機(jī)。模擬地電位的分布將導(dǎo)致測(cè)量精度下降,引起信號(hào)測(cè)控失真和誤動(dòng)作。

2.4 來(lái)自信號(hào)線引入的干擾

與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號(hào)傳輸線,除了傳輸有效的各類信息外,總會(huì)有外部干擾信號(hào)侵入。

此干擾主要有兩種途徑:一是通過(guò)變送器供電電源或共用信號(hào)儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾,這往往被忽視;二是信號(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾,即信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾,這是很嚴(yán)重的。由信號(hào)引入干擾會(huì)引起I/O信號(hào)工作異常,大大降低測(cè)量精度,嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷。對(duì)于隔離性能差的系統(tǒng),還將導(dǎo)致信號(hào)間互相干擾,引起共地系統(tǒng)總線回流,造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動(dòng)和死機(jī)。PLC控制系統(tǒng)因信號(hào)引入干擾造成I/O模件損壞相當(dāng)嚴(yán)重,由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多。

2.5 來(lái)自PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾

主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生,如邏輯電路相互輻射及其對(duì)模擬電路的影響,模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。要選擇具有較多應(yīng)用實(shí)績(jī)或經(jīng)過(guò)考驗(yàn)的系統(tǒng)。

3、 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的抗干擾措施

3.1 硬件抗干擾措施

(1)電源干擾防御措施

PLC控制系統(tǒng)的電源,一般都是220V,而電網(wǎng)中大的感性負(fù)載、可控硅裝置等設(shè)備的投切過(guò)程,很容易造成電壓畸變或毛刺,畸變的電源通過(guò)交流電源傳給PLC控制系統(tǒng),形成強(qiáng)大的干擾。因此,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)通常要采用以下措施來(lái)抑制干擾:

1)使用隔離變壓器抑制從電源進(jìn)線竄入的高頻干擾信號(hào),對(duì)低頻共模干擾信號(hào)也有一定的抑制作用。其初、次級(jí)之間的隔離屏蔽層,用錫箔或漆包線繞1～3層接地。一般次級(jí)線圈不能接地。輸入、輸出線應(yīng)用雙絞線且屏蔽層應(yīng)可靠接地,以抑制共模干擾。

2)使用集成電壓調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整,以適應(yīng)交流電網(wǎng)的波動(dòng)和過(guò)電壓、欠電壓的影響,并對(duì)CPU核心部件所需要的+5V電源采用多級(jí)濾波處理。盡量使電源線平行走線,使電源線對(duì)地呈低阻抗,以減少電源噪聲干擾。

3)在毫秒或微秒級(jí)的脈沖干擾信號(hào)中,高次諧波成分較高。因此,可以采用低通濾波器抑制高頻干擾。

4)電網(wǎng)中,由于觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的啟停,形成寬頻帶的瞬變干擾,其能量是隨機(jī)的。當(dāng)干擾能量大時(shí),僅憑低通濾波器來(lái)抑制高次諧波的干擾往往達(dá)不到預(yù)期效果,用頻譜均衡法抑制干擾,效果明顯,但成本較高,不常用。

在實(shí)際控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中,可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)干擾的特點(diǎn)和具體的PLC機(jī)型抗干擾能力等因素綜合考慮選擇抑制干擾的措施。其中隔離變壓器是最常用的,因?yàn)镻LC、I/O模塊電源通常采用DC 24V,市電只需經(jīng)隔離變壓器降壓再經(jīng)整流橋整流濾波供給即可。

(2)負(fù)載干擾的抑制

在控制系統(tǒng)中一般情況下都有許多具有儲(chǔ)能的負(fù)載。當(dāng)控制觸點(diǎn)切換時(shí)將產(chǎn)生高于電源電壓數(shù)倍甚至數(shù)十倍的反電動(dòng)勢(shì),克服此類干擾的主要措施有:

1)在直流感負(fù)載場(chǎng)合,可在負(fù)載的兩端并接續(xù)流二極管(如圖1),二極管要靠近負(fù)載,其反向耐壓值應(yīng)是負(fù)載電壓的4倍。

2)在交流感應(yīng)負(fù)載的場(chǎng)合,可以在負(fù)載的兩端并接CR浪涌吸收器,CR越靠近負(fù)載越好(如圖2)。

圖1 直流感負(fù)載場(chǎng)合

圖2 交流感應(yīng)負(fù)載場(chǎng)合

(3)系統(tǒng)輸入干擾的抑制措施

1)屏蔽

為限制內(nèi)部的輻射電磁波越出某一區(qū)域和防止外來(lái)的輻射進(jìn)入某一區(qū)域,對(duì)電源變壓器、中央處理器、編程器等主要部件,采用導(dǎo)電、導(dǎo)磁性良好的材料進(jìn)行屏蔽處理,以防止外界干擾信號(hào)的影響。應(yīng)盡量選擇框架結(jié)構(gòu)的控制柜,同時(shí)要保證機(jī)柜的密封性能良好。

2)濾波

對(duì)供電系統(tǒng)輸入線路采用多種形式的濾波處理,以消除和抑制高頻干擾信號(hào),同時(shí)也削弱了兩個(gè)模塊間的相互影響。

3)隔離

在微處理器與I/O電路之間,采用光電隔離措施,有效地把它們隔離開(kāi)來(lái),以防外部的干擾信號(hào)及地線環(huán)路中產(chǎn)生的噪聲電信號(hào)通過(guò)公共地線進(jìn)入PLC系統(tǒng),從而影響其正常工作。

(4)系統(tǒng)接地方式

PLC控制柜盤與大地之間存在著電位差,良好的接地可以減少電位差引起的干擾電流。混入電源和輸入/輸出信號(hào)線的干擾,可通過(guò)接地線引入大地,從而減少干擾的影響。此外,良好的接地還可以有效地防止誤動(dòng)作,圖3為控制系統(tǒng)接地的方式。圖3a為控制器和其他設(shè)備分別接地方式,這種接地方式最好。如果做不到每個(gè)設(shè)備專用接地,也可以使用圖3b所示的共用接地方式,但不允許使用圖3c所示的共通接地方式,特別應(yīng)避免與電機(jī)、變壓器等動(dòng)力設(shè)備共通接地。

(a)(b)(c)

圖3 PLC接地

3.2 軟件抗干擾措施

為了提高輸入信號(hào)的信噪比,常采用軟件數(shù)字濾波來(lái)提高有用信號(hào)真實(shí)性。對(duì)于有大幅度隨機(jī)干擾的系統(tǒng),采用程序限幅法,即連續(xù)采樣5次,若某一次采樣數(shù)值遠(yuǎn)大于其他幾次采樣的幅值,則舍之。對(duì)于流量、壓力、液面、位移等參數(shù),往往在一定范圍內(nèi)頻繁波動(dòng),則采用算術(shù)平均法。即用n次采樣的平均值來(lái)代替當(dāng)前值。一般認(rèn)為:流量n1=12,壓力n2=4時(shí)最合適。

(1)設(shè)置警戒時(shí)鐘。如果程序循環(huán)掃描執(zhí)行時(shí)間超過(guò)了規(guī)定的時(shí)間,預(yù)示程序進(jìn)入死循環(huán),立即報(bào)警。

(2)信號(hào)保護(hù)和恢復(fù)。當(dāng)偶爾性故障發(fā)生時(shí),不破壞PLC內(nèi)部的信號(hào),一旦故障現(xiàn)象消失,就可以恢復(fù)正常,繼續(xù)原來(lái)的工作。

(3)故障診斷。系統(tǒng)軟件定期地檢測(cè)外界環(huán)境,如掉電、欠電壓、鋰電池電壓過(guò)低及強(qiáng)干擾信號(hào)等,以便及時(shí)反映和處理。

(4)加強(qiáng)對(duì)程序的檢查和校驗(yàn)。一旦程序有錯(cuò),可立即報(bào)警,并停止執(zhí)行程序。

篇8

0 引言

本文以線性絞車為主導(dǎo)，通過(guò)PLC控制電磁閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓缸自動(dòng)進(jìn)退動(dòng)作控制，完成 “夾緊”和“往返”兩個(gè)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)順序控制、手動(dòng)控制、緊急停車等功能。

1.液壓控制系統(tǒng)概述

液壓控制系統(tǒng)是以電機(jī)提供動(dòng)力基礎(chǔ)，以液壓油作為工作介質(zhì)，使用液壓泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力能，推動(dòng)液壓油，通過(guò)職能機(jī)構(gòu)控制各種閥門改變液壓油的流向，從而推動(dòng)液壓缸做出不同行程、不同方向的動(dòng)作，完成各種設(shè)備不同的動(dòng)作需要。它與單純的機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)相比，具有傳遞功率大，結(jié)構(gòu)小、響應(yīng)快等特點(diǎn)。

液壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：

（1）液壓元件的功率-重量比和力矩-慣量比大；

（2）工作比較平穩(wěn)，反應(yīng)快，沖擊小，可在負(fù)載下直接換向或啟動(dòng)；

（3）易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)作、集中操作或遠(yuǎn)程控制；

（4）易實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速。

液壓控制系統(tǒng)的原理圖見(jiàn)圖1：

2.線性絞車控制系統(tǒng)的工作原理

2.1 線性絞車控制系統(tǒng)組成

主要由控制系統(tǒng)、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)組成。控制系統(tǒng)以PLC為核心，編譯工作程序，控制電磁閥的啟停，從而控制液壓缸的伸縮，實(shí)現(xiàn)工況下的動(dòng)作方向、工作行程。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由各種閥門、液壓油箱、液壓缸、液壓管路等組成，基本液壓回路實(shí)現(xiàn)不同功能，包括控制執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的速度控制回路、控制液壓系統(tǒng)全部或局部壓力的壓力控制回路、用來(lái)控制執(zhí)行元件（液壓缸）運(yùn)動(dòng)方式的換向回路等，這些回路組成的傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)備所需的各種運(yùn)動(dòng)及控制功能。工作部件主要為液壓缸，它們的工作過(guò)程按預(yù)定的邏輯關(guān)系實(shí)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變靠轉(zhuǎn)換信號(hào)。信號(hào)主要來(lái)源于按扭（啟動(dòng)、停止）開(kāi)關(guān)、行程限位開(kāi)關(guān)、壓力等參數(shù)變化，這些輸入的信號(hào)通過(guò)PLC邏輯運(yùn)算轉(zhuǎn)化為控制液壓換向閥的輸出信號(hào)。

2.2 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）PLC的選擇

PLC芯片集成了CPU、RAM、ROM與輸入輸出電路，PLC主要用于輸入輸出之間的邏輯轉(zhuǎn)換，邏輯信號(hào)流程可表示為輸入―CPU邏輯轉(zhuǎn)換―輸出，輸出信號(hào)對(duì)設(shè)備進(jìn)行各種控制，實(shí)際上PLC只是起了中間變換器的作用。為實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集中管理，將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸，采用了PLC串行通信模塊。

（2） PLC控制的工作原理

PLC系統(tǒng)主要是通過(guò)編譯程序，控制電磁換向閥的啟停，實(shí)現(xiàn)液壓缸的按照工藝要求自由進(jìn)退。如圖2所示：

在選擇PLC時(shí)，首先要分析液壓系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程、設(shè)計(jì)功能以及輸入設(shè)備（按扭開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、傳感器等）和輸出設(shè)備（液壓換向閥電磁鐵線圈、接觸器線圈、指示燈）的作用，明確輸入、輸出信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系和數(shù)量，選擇與之相適應(yīng)的PLC。

（3）PLC程序設(shè)計(jì)

1執(zhí)行方式

自動(dòng)方式下可以按預(yù)定的方式完成活塞桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。要求活塞桿能夠在到達(dá)一個(gè)終點(diǎn)以后經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)置好的時(shí)間后返回。這就要求電磁換向閥的兩個(gè)線圈必須隔一定的時(shí)間輪流吸合或放開(kāi)，整個(gè)過(guò)程可以讓PLC內(nèi)部的程序來(lái)完成。如果需要切換控制方式，則可以用上位機(jī)人機(jī)界面上的轉(zhuǎn)換控制按鈕或用外接開(kāi)關(guān)強(qiáng)行轉(zhuǎn)換。圖3為程序流程圖：

手動(dòng)方式可以控制逐個(gè)控制電磁閥的吸合控制。是為了在精度要求不高的時(shí)候或作簡(jiǎn)單測(cè)驗(yàn)時(shí)能夠用較簡(jiǎn)潔的方式來(lái)控制系統(tǒng)的運(yùn)行。

2執(zhí)行過(guò)程

PLC執(zhí)行程序的過(guò)程分為三個(gè)階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段。

3 PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)

盡管PLC有較強(qiáng)的抗干擾能力，但是如果環(huán)境過(guò)于惡劣，電磁干擾特別強(qiáng)烈或PLC的安裝和使用方法不當(dāng)，還是有可能給PLC控制系統(tǒng)的安全和可靠性帶來(lái)隱患。因此，在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，還需要注意系統(tǒng)的抗干擾性設(shè)計(jì)，主要從三個(gè)方面考慮：

（1）采取抗電源干擾的措施，以減少因電源干擾造成的PLC控制系統(tǒng)故障；

（2）采取合理的接地方式，可避免電壓沖擊的危害；

（3）采取防I/O干擾措施，降低對(duì)元器件的損傷。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)液壓控制系統(tǒng)組成、設(shè)計(jì)、運(yùn)行三個(gè)方面的簡(jiǎn)述，闡述PLC在液壓控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，并詳細(xì)的說(shuō)明了PLC編程設(shè)計(jì)的過(guò)程和執(zhí)行過(guò)程。

參考文獻(xiàn)

篇9

1. PLC控制系統(tǒng)的維護(hù)

PLC控制系統(tǒng)在運(yùn)行管理過(guò)程中，通常情況下PLC控制系統(tǒng)的可靠性非常高，故障發(fā)生率也較低，在日常運(yùn)行管理工作開(kāi)展過(guò)程中，具有完善的自我診斷功能，同時(shí)輸入和輸出也有比較顯著的指標(biāo)顯示，這樣就使得整個(gè)PLC控制系統(tǒng)的監(jiān)控能力非常強(qiáng)，在日常運(yùn)行過(guò)程中，整個(gè)PLC控制系統(tǒng)是非常容易進(jìn)行維護(hù)和維修管理工作開(kāi)展的。下面我簡(jiǎn)單對(duì)PLC控制系統(tǒng)的日常維護(hù)管理工作的開(kāi)展內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單分析和介紹。

1.1供電電源檢查

供電電源的質(zhì)量和整個(gè)PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率和使用情況有著非常重要的關(guān)系，供電電源部件是整個(gè)系統(tǒng)中故障發(fā)生率較高的部件。那么在開(kāi)展其維護(hù)管理工作的過(guò)程中，維護(hù)管理人員必須要檢查電壓是否在額定電壓范圍內(nèi)或者是可以允許的電壓范圍內(nèi)，因?yàn)轭l繁的電壓變動(dòng)會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響，造成電壓波動(dòng)后就會(huì)引發(fā)諧波干擾情況出現(xiàn)，從而影響了整個(gè)系統(tǒng)的良好運(yùn)行，那么對(duì)于整個(gè)供電電源裝備的使用壽命也造成了非常大的影響。在使用過(guò)程中，對(duì)于一些年代使用比較長(zhǎng)的PLC控制系統(tǒng)，那么在供電電源檢查工作開(kāi)展過(guò)程中，一定要做好日常的維護(hù)檢查工作，保證供電質(zhì)量。

1.2運(yùn)行環(huán)境檢查

在PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，影響其運(yùn)行的環(huán)境因素主要是溫度、濕度、粉塵、振動(dòng)等影響因素，那么在運(yùn)行過(guò)程中，就必須要保證其各個(gè)環(huán)境條件在PLC運(yùn)行環(huán)境的允許范圍內(nèi)，將其溫度控制在0攝氏度-55攝氏度的范圍內(nèi)，因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)環(huán)境溫度過(guò)高，會(huì)造成對(duì)電路元件的破壞，甚至對(duì)整個(gè)線路也產(chǎn)生非常大的影響，在其應(yīng)用管理過(guò)程中，導(dǎo)致故障發(fā)生率明顯升高。但是當(dāng)運(yùn)行環(huán)境溫度過(guò)低時(shí)，整個(gè)模擬回路的安全系數(shù)變小，那么溫度過(guò)低后就會(huì)造成系統(tǒng)控制管理不當(dāng)，因此在使用過(guò)程中，一定要控制好相應(yīng)的運(yùn)行環(huán)境溫度，在不同的季節(jié)一定要將其運(yùn)行環(huán)境溫度控制在合適的范圍內(nèi)。那么對(duì)于其他的影響因素也一定要采取必要的措施將其控制在合適的運(yùn)行范圍內(nèi)。

1.3PLC安裝運(yùn)行過(guò)程檢查

維護(hù)工作開(kāi)展過(guò)程中，要確保螺絲安裝固定穩(wěn)定，對(duì)于單元結(jié)構(gòu)和模塊等進(jìn)行有效的固定和檢查，一旦出現(xiàn)了一些模塊松動(dòng)，需要及時(shí)的采取措施來(lái)加以改善。

1.4PLC內(nèi)部鋰電池檢查

在內(nèi)部鋰電池日常運(yùn)行過(guò)程中，要注意其電源指示燈的運(yùn)行情況，一旦出現(xiàn)電量不足的情況時(shí)，需要及時(shí)的進(jìn)行更換，在PLC控制系統(tǒng)的維護(hù)過(guò)程中，內(nèi)部鋰電池就是比較容易出現(xiàn)故障和損壞的元器件，因此在使用過(guò)程中，要做好其日常維護(hù)，通過(guò)采取有效的存放用戶程序進(jìn)行很好的存儲(chǔ)，當(dāng)電壓下降到超出PLC控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行范圍時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)指示燈亮的情況，那么就可以在看到指示情況時(shí)，及時(shí)的更換鋰電池。

2. PLC控制系統(tǒng)的試運(yùn)行和維修檢查

2.1初期檢查

主要是針對(duì)電源端的連接、主流輸入端等之間的短路情況進(jìn)行檢查，防止出現(xiàn)短路后造成對(duì)整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)的線路損壞。

2.2程序?qū)懭脒^(guò)程檢查

在寫入程序、讀程序和PLC控制系統(tǒng)停運(yùn)狀態(tài)下開(kāi)展必要的檢查工作，主要是檢查寫入的準(zhǔn)確性，是否仍然能夠通過(guò)外部設(shè)備連接來(lái)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的程序?qū)懭胝Z(yǔ)法等進(jìn)行必要檢查，保證其良好的運(yùn)行和工作開(kāi)展。

2.3運(yùn)行試驗(yàn)檢查

在PLC控制系統(tǒng)試運(yùn)行條件下，需要對(duì)運(yùn)行過(guò)程中可改變數(shù)據(jù)寄存器中設(shè)置的數(shù)據(jù)參數(shù)處于連通和斷開(kāi)的狀態(tài)。在運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)于設(shè)計(jì)的設(shè)定范圍值，需要將其掃描工作時(shí)間適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)，當(dāng)然延長(zhǎng)不超過(guò)了60毫秒，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的良好檢查，保證其設(shè)定值的合理有效。

3. PLC控制系統(tǒng)的維修和故障處理

3.1PLC控制系統(tǒng)的維修

在PLC控制系統(tǒng)維修管理工作開(kāi)展過(guò)程中，需要進(jìn)行外線維修和系統(tǒng)的固件維修工作，其工作內(nèi)容，對(duì)于外線維修主要是進(jìn)行一些通信總線、輸入輸出連接安全性、元件連接、變頻器等運(yùn)行情況。PLC的固件維修主要是包括輸入輸出單元、智能控制系統(tǒng)的內(nèi)部電路維修。

3.2PLC軟件故障檢查和處理

在軟件故障檢查和處理過(guò)程中，主要是針對(duì)I/O模塊的故障檢查和維修開(kāi)展各項(xiàng)處理工作，在I/O模塊的輸入檢查過(guò)程中，主要是做好CPU和外部控制對(duì)象的溝通信息檢查工作開(kāi)展，在這個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)的管理操作過(guò)程中，第一，需要檢查I/O模塊的供電電壓是否穩(wěn)定和在正常運(yùn)行范圍內(nèi)，第二，需要對(duì)I/O模塊的輸入輸出信號(hào)端口檢查其是否正常，在對(duì)應(yīng)端口的檢查過(guò)程中，觀察其指示燈是否正常，一旦出現(xiàn)指示燈不亮的情況，那么就需要根據(jù)不同的指示燈顯示要求進(jìn)行檢查，確定其屬于何種固件故障類型，進(jìn)一步展開(kāi)維修操作，在系統(tǒng)運(yùn)行管理過(guò)程中，需要通過(guò)重新定義I/O模塊的運(yùn)行端口，通過(guò)檢查其輸入和輸出信號(hào)，從而能夠做好相應(yīng)的軟件故障檢查和處理。

4.結(jié)束語(yǔ)

PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，一定要做好PLC控制系統(tǒng)的日常維護(hù)和檢修工作，對(duì)于系統(tǒng)的各個(gè)模塊上的元器件可能發(fā)生的故障進(jìn)行提前預(yù)防，對(duì)于一些可能危害到系統(tǒng)安全運(yùn)行的固件進(jìn)行有效的查驗(yàn)，針對(duì)其出現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)的予以解決和更換，保證整個(gè)PLC控制系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

篇10

PLC系統(tǒng)具有強(qiáng)大的功能，將傳統(tǒng)系統(tǒng)中復(fù)雜的控制線路變得容易操作，布線程序更加精簡(jiǎn)，不僅如此，還可同計(jì)算機(jī)進(jìn)行有效的連接，在解決了傳統(tǒng)電梯控制系統(tǒng)中的弊端之后，還可確保電梯運(yùn)行的可靠性與安全性。因此，PLC電梯控制系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于各大高層建筑領(lǐng)域，具有非凡的發(fā)展?jié)摿Α１疚膹亩鄠€(gè)角度探討了PLC電梯控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)，以期為電梯設(shè)計(jì)領(lǐng)域提供有效的參考與借鑒。

1.PLC 的相關(guān)概念分析

所謂的PLC，從專業(yè)的角度來(lái)看，是一種以微處理機(jī)為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)出的一種新型的自動(dòng)化、數(shù)字化控制系統(tǒng)，業(yè)內(nèi)人士將其稱之為編程控制器。PLC主要由電源部件、中央處理器、輸出接口部件、輸入接口部件組合而成。PLC系統(tǒng)具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，因此廣受建筑行業(yè)的喜愛(ài)與青睞。縱觀電梯行業(yè)的發(fā)展史，我們不難發(fā)現(xiàn)，PLC系統(tǒng)備受各界人士的矚目，隨著集成電路及通信技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展，PLC系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于電梯行業(yè)中。采用PLC系統(tǒng)，具有提升電梯運(yùn)行可靠性、安全性，投資小等優(yōu)勢(shì)，所以，其發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｔ陔娞莸倪\(yùn)營(yíng)及最初設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，都應(yīng)給予控制系統(tǒng)這一問(wèn)題高度關(guān)注，因?yàn)閷?duì)于整個(gè)電梯而言，控制系統(tǒng)具有決定性的作用。傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)缺陷極多，譬如說(shuō)：缺乏可靠性、安全性；容易發(fā)生故障且接線程序較為復(fù)雜等，這些對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行均會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。PLC系統(tǒng)靈活性較高、編程較為簡(jiǎn)單，降低了故障的發(fā)生幾率，保證電梯安全、可靠運(yùn)行，有效解決了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中的存在的問(wèn)題。

2.電梯PLC 的設(shè)計(jì)思路探討

2.1電梯PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

電梯能否正常運(yùn)行一般取決于自身的控制系統(tǒng)。因此，在最初的設(shè)計(jì)階段，應(yīng)選擇與電梯運(yùn)行特點(diǎn)相符的PLC系統(tǒng)。PLC是保證電梯系統(tǒng)技術(shù)、質(zhì)量的關(guān)鍵性因素，因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)給予其高度重視。一般而言，電梯控制系統(tǒng)是由層站召喚系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、電視監(jiān)控以及電梯控制系統(tǒng)組合而成。在設(shè)計(jì)電梯控制系統(tǒng)時(shí)，明確PLC設(shè)計(jì)思路是首要工作，按照熊設(shè)計(jì)要求及相關(guān)使用要求進(jìn)行I /O 接口的分配，隨后，來(lái)繪制I /O 端子接線圖、編制選定PLC系統(tǒng)的I /O 接口分配表，最終設(shè)計(jì)成專業(yè)性、系統(tǒng)性、安全性較強(qiáng)的電梯控制軟件。

2.2電梯控制系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)研究

在具體的開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)師在編制程序時(shí)，一般選擇數(shù)據(jù)比較方法，不僅操作簡(jiǎn)單，還便于人們的理解。即便是編寫幾十層高的電梯系統(tǒng)，仍然會(huì)采用最精簡(jiǎn)的程序。在編制電梯開(kāi)關(guān)門控制程序時(shí)，應(yīng)實(shí)現(xiàn)到達(dá)目的站自動(dòng)開(kāi)門、無(wú)司機(jī)狀態(tài)自動(dòng)開(kāi)門、電梯手動(dòng)開(kāi)門與關(guān)門等幾個(gè)功能。在編制電梯系統(tǒng)程序的具體過(guò)程中，應(yīng)充分考慮電梯的運(yùn)營(yíng)及安全狀況，來(lái)選定電梯最終的運(yùn)行方向，譬如說(shuō)：在電梯內(nèi)有司機(jī)的情況下，應(yīng)以電梯所在的方位作為運(yùn)行方向；在電梯內(nèi)沒(méi)有司機(jī)的情況下，應(yīng)按照所處的位置作為運(yùn)行方向。上述問(wèn)題均是在開(kāi)發(fā)電梯控制系統(tǒng)過(guò)程中設(shè)計(jì)師應(yīng)給予高度關(guān)注的，從而確保系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行。

3.電梯PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要方式分析

3.1信號(hào)控制系統(tǒng)

在PLC系統(tǒng)中，電梯信號(hào)控制系統(tǒng)基本上均由PLC軟件對(duì)其進(jìn)行處理與控制的。歷經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展與應(yīng)用，PLC控制系統(tǒng)已經(jīng)代替了傳統(tǒng)的機(jī)械選層器與繼電器設(shè)備，增強(qiáng)了電梯運(yùn)行的可靠性與安全性，降低了引發(fā)故障的幾率。因此，PLC控制系統(tǒng)廣受電梯行業(yè)的喜愛(ài)與青睞。

3.2拖動(dòng)控制系統(tǒng)

一般具有交流拖動(dòng)方式與直流拖動(dòng)方式兩個(gè)類型。PLC系統(tǒng)無(wú)需作出太大的變動(dòng)，工作過(guò)程的反饋信息與拖動(dòng)控制情況直接傳送至PLC，隨后再通過(guò)PLC發(fā)出拖動(dòng)或控制信號(hào)。現(xiàn)階段，隨著變頻器的出現(xiàn)，很多高層建筑均安設(shè)了交流調(diào)速的電梯，一般涵蓋兩種形式，即為半閉環(huán)控制與全閉環(huán)控制。在電梯運(yùn)行過(guò)程中，PLC首先傳送給變頻器換速信號(hào)，隨后由變頻器來(lái)控制主拖動(dòng)電路，最終完成調(diào)速目標(biāo)。這樣的方式不僅便于操作、簡(jiǎn)單實(shí)用，還確保了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與安全性。

4.電梯PLC 控制的主要優(yōu)勢(shì)探討

現(xiàn)階段，業(yè)內(nèi)常見(jiàn)的電梯控制有三種形式，即為微型計(jì)算機(jī)控制、PLC控制與繼電器控制。相對(duì)于微型計(jì)算機(jī)與繼電器控制來(lái)說(shuō)，PLC電梯控制系統(tǒng)具有一定的優(yōu)勢(shì)，其自動(dòng)化水平較高，且使用時(shí)間較長(zhǎng)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性。不僅如此，PLC軟件的擴(kuò)展性也較強(qiáng)，不論是小型電梯，還是大型電梯，都可以應(yīng)用PLC電梯控制系統(tǒng)。

5.結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，隨著經(jīng)濟(jì)水平及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，促使國(guó)內(nèi)的高層建筑越來(lái)越多，增加了人們對(duì)電梯的需求。通過(guò)合理應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)，在確保電梯穩(wěn)定、可靠、安全運(yùn)行的同時(shí)，還收獲了較好的經(jīng)濟(jì)效果。并與當(dāng)前國(guó)家推行的綠色、環(huán)保發(fā)展主題相符，可見(jiàn)其發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

篇11

在焦化行業(yè)中，焦?fàn)t能否穩(wěn)定生產(chǎn)，關(guān)系到焦炭的質(zhì)量和煤氣產(chǎn)量的均衡性，煤氣的均衡供應(yīng)是確保焦化的下游化工生產(chǎn)工序正常的前提條件。由此可見(jiàn)要保證后續(xù)化工產(chǎn)業(yè)鏈的正常運(yùn)作，首要問(wèn)題是保證焦?fàn)t能夠正常穩(wěn)定的生產(chǎn)，因此提高焦?fàn)t設(shè)備控制技術(shù)，對(duì)保障焦?fàn)t生產(chǎn)起著重要的作用，同時(shí)為企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。由于焦化行業(yè)是一個(gè)特殊的行業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣、連續(xù)作業(yè)、勞動(dòng)密集性強(qiáng)，事故突發(fā)性大。因此煉焦設(shè)備電氣自動(dòng)化尤其重要。目前我國(guó)四大車的機(jī)械自動(dòng)化和電氣自動(dòng)化水平已相當(dāng)完善，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化越來(lái)越高的需求，PLC控制技術(shù)得到了飛速發(fā)展，其技術(shù)和產(chǎn)品日趨完善，PLC不僅以其良好的性能滿足了工業(yè)的廣泛需要，而且將通信技術(shù)和信息處理技術(shù)融為一體。我公司95萬(wàn)噸焦化系統(tǒng)四大車PLC控制系統(tǒng)，在近幾年來(lái)實(shí)際操作使用中，發(fā)現(xiàn)存在部分缺陷，為了進(jìn)一步提高四大車PLC控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，更好的服務(wù)于焦炭生產(chǎn)，在具體應(yīng)用中對(duì)四大車PLC控制部分進(jìn)行了改進(jìn)。

1 焦?fàn)t四大車PLC控制系統(tǒng)工作原理

焦?fàn)t四大車PLC控制系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、可編程控制器（PLC）、行程開(kāi)關(guān)、變頻器、電磁閥、電機(jī)等組成。PLC分主站和從站，主站安裝在車上，主站與從站之間通過(guò)CANopen協(xié)議完成信號(hào)傳輸，從站安裝在工作現(xiàn)場(chǎng)，以便于采集現(xiàn)場(chǎng)工作信號(hào)，然后傳輸給主站進(jìn)行處理。從站根據(jù)主站發(fā)來(lái)的命令執(zhí)行相應(yīng)的要求并反饋信息給主站。

工作人員在控制臺(tái)上，通過(guò)主令開(kāi)關(guān)或按鈕來(lái)控制發(fā)送信號(hào)，PLC系統(tǒng)通過(guò)操作平臺(tái)、行程開(kāi)關(guān)上的開(kāi)合實(shí)現(xiàn)PLC的信號(hào)輸入，PLC系統(tǒng)采集完信號(hào)，程序?qū)Σ杉盘?hào)進(jìn)行自動(dòng)處理，然后通過(guò)PLC的信號(hào)輸出實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的控制和電磁閥的控制，通過(guò)變頻器的輸出信號(hào)控制電機(jī)運(yùn)行。整個(gè)系統(tǒng)在各個(gè)部分的緊密結(jié)合下實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的安全有效控制。

2 焦?fàn)t四大車PLC控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題

95萬(wàn)噸焦化系統(tǒng)自運(yùn)行以來(lái)，在實(shí)際操作使用中，發(fā)現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)存在部分缺陷，經(jīng)常出現(xiàn)PLC模塊內(nèi)部點(diǎn)位燒壞故障和一些軟故障，在排除故障時(shí)，首先檢查控制線路，若線路正常，再進(jìn)一步用電腦對(duì)PLC進(jìn)行檢測(cè)，造成排除故障時(shí)間較長(zhǎng)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，且更換PLC模塊頻繁，費(fèi)用較大，給公司帶來(lái)較大的損失。

根據(jù)四大車PLC控制系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的故障以及消耗較長(zhǎng)檢修時(shí)間的現(xiàn)象分析原因如下。

（1）PLC控制系統(tǒng)輸出模塊直接控制驅(qū)動(dòng)電路負(fù)載DC24V電磁線圈，輸出點(diǎn)所帶負(fù)荷電流過(guò)大造成。

（2）PLC輸出模塊觸點(diǎn)容量過(guò)小，輸出模塊經(jīng)常燒壞，需更換模塊。

（3）發(fā)生故障后，故障點(diǎn)不明顯，維修查找故障很困難，造成排除故障時(shí)間較長(zhǎng)，直接影響生產(chǎn)。

3 工藝技術(shù)改進(jìn)和解決辦法

3.1 中間繼電器的作用

中間繼電器是在自動(dòng)控制電路中起控制與隔離作用的執(zhí)行部件。繼電器一般都有能反映一定輸入變量（如電流、電壓、功率、阻抗、頻率、溫度、壓力、速度、光等）的感應(yīng)機(jī)構(gòu)（輸入部分）；有能對(duì)被控電路實(shí)現(xiàn)“通”、“斷”控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（輸出部分）；在繼電器的輸入部分和輸出部分之間，還有對(duì)輸入量進(jìn)行耦合隔離、功能處理和對(duì)輸出部分進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的中間機(jī)構(gòu)（驅(qū)動(dòng)部分）。

中間繼電器的工作原理是將一個(gè)輸入信號(hào)變成一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)的電子元件。它的輸入信號(hào)為線圈的通電或斷電。它的輸出是觸頭的動(dòng)作（所帶常開(kāi)點(diǎn)閉合，常閉點(diǎn)打開(kāi)），它的觸點(diǎn)接在其他控制回路中，通過(guò)觸點(diǎn)的變化導(dǎo)致控制回路發(fā)生變化（例如導(dǎo)通或截止），從而實(shí)現(xiàn)既定的控制或保護(hù)的目的。如（圖1）所示。

3.2 改進(jìn)方案及措施

原四大車PLC控制系統(tǒng)為PLC控制系統(tǒng)輸出模塊直接控制驅(qū)動(dòng)電路負(fù)載DC24V電磁線圈。如（圖2）所示。

通過(guò)對(duì)PLC控制系統(tǒng)及中間繼電器的特性進(jìn)行研究后，對(duì)四大車PLC控制系統(tǒng)輸出端由直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載改進(jìn)為間接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。給PLC輸出模塊增加中間繼電器控制箱，由PLC控制繼電器，繼電器控制線路負(fù)載：即PLC繼電器負(fù)載。如（圖3、4）所示。

由于繼電器線圈和觸點(diǎn)之間沒(méi)有電氣上的聯(lián)系，因此，利用繼電器線圈接受電氣信號(hào)，利用觸點(diǎn)發(fā)送和輸出信號(hào)，從而避免強(qiáng)電和弱電信號(hào)之間的直接接觸，實(shí)現(xiàn)隔離，保證PLC正常運(yùn)行，延長(zhǎng)PLC使用壽命。

3.3 實(shí)施后運(yùn)行效果

通過(guò)改造后效果明顯，主要優(yōu)點(diǎn)如下。

（1）PLC輸出模塊小容量觸點(diǎn)不再直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，由繼電器觸點(diǎn)控制負(fù)荷，提高了輸出觸點(diǎn)容量，減少或避免因負(fù)載電流大直接燒壞模塊的現(xiàn)象，延長(zhǎng)了PLC的使用壽命。

（2）隔離繼電器間接控制，判斷故障較為直接，檢修方便，提高了維修效率，減少了對(duì)生產(chǎn)的直接影響。

（3）隔離繼電器帶有指示燈具有手動(dòng)功能，可快速排除故障，及時(shí)找出故障點(diǎn)，更換配件方便，減少了檢修工作量，保證了正常的均衡出爐。

（4）降低更換PLC模塊的頻次，減少維修費(fèi)用。

4 結(jié)語(yǔ)

篇12

PLC作為一種自動(dòng)化程度高、配置靈活的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制裝置,由于它具有可靠性高,允許在較惡劣的環(huán)境下工作等特點(diǎn),在自動(dòng)控制領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。在PLC控制系統(tǒng)中,雖然其I/O端口輸入、輸出信號(hào)與總線信號(hào)之間均有隔離,但由于PLC的應(yīng)用場(chǎng)合越來(lái)越廣,受到的干擾也就越來(lái)越多。例如:來(lái)自電源波形的畸變,現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所產(chǎn)生的電磁干擾及接地電阻的耦合等各種形式的干擾,都可能使系統(tǒng)不能正常工作。所以要提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性,就要從多方面提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

干擾類型通常按干擾產(chǎn)生的原因、噪聲干擾模式和噪聲波形性質(zhì)來(lái)劃分。按噪聲干擾模式不同,分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是信號(hào)對(duì)地的電位差,主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號(hào)線上感應(yīng)的共態(tài)(同方向)電壓迭加所形成。差模干擾是指作用于信號(hào)兩極間的干擾電壓,全要由空間電磁場(chǎng)在信號(hào)間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的,后者疊加在信號(hào)上,直接影響測(cè)量與控制精度。

本文主要是從干擾的來(lái)源及應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行探討,為PLC電子控制的知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)工作作為參考。

一、PLC控制系統(tǒng)干擾的主要來(lái)源

(一)空間的輻射干擾

空間的輻射電磁場(chǎng)(EMI),主要由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過(guò)程、雷電、無(wú)線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生,通常稱為輻射干擾,其分布極為復(fù)雜。其影響主要通過(guò)兩條路徑:一是直接對(duì)PLC內(nèi)部的輻射,由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾;二是對(duì)PLC通信網(wǎng)絡(luò)的輻射,由通信線路的感應(yīng)引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)大小特別是頻率有關(guān)。

(二)電源的干擾

因電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障的情況很多,更換隔離性能好的PLC電源,才能解決問(wèn)題。PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣,它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電流。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化,如開(kāi)關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動(dòng)裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等,都通過(guò)輸電線傳到電源原邊。

(三)信號(hào)線引入的干擾

與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號(hào)傳輸線,除了傳輸有效的各類信息外,總會(huì)有外部干擾信號(hào)侵入。此干擾主要有兩種途徑:一是通過(guò)變送器供電電源或共用信號(hào)儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾,這往往被忽視;二是信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾,這是很嚴(yán)重的。由信號(hào)引入干擾會(huì)引起I/0信號(hào)工作異常,大大降低測(cè)量精度,嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷。對(duì)于隔離性能差的系統(tǒng),還將導(dǎo)致信號(hào)間互相干擾,引起共地系統(tǒng)總線回流,造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動(dòng)和死機(jī)。

(四)接地系統(tǒng)混亂的干擾

PLC控制系統(tǒng)正確的接地,是為了抑制電磁干擾的影響,又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾;而錯(cuò)誤的接地,反而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào),使PLC系統(tǒng)無(wú)法正常工作。屏蔽層、接地線和大地也有可能構(gòu)成閉合環(huán)路,在變化磁場(chǎng)的作用下,屏蔽層內(nèi)會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流,通過(guò)屏蔽層和芯線之間的福合干擾信號(hào)回路。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂,所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上產(chǎn)生電位分布,影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。

(五)PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾

主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生,如邏輯電路相互輻射及其對(duì)模擬電路的影響,模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。要選擇具有較多應(yīng)用實(shí)績(jī)或經(jīng)過(guò)考驗(yàn)的系統(tǒng)。

二、PLC控制系統(tǒng)抗干擾的方法和措施

在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí),從硬件設(shè)計(jì)入手,通過(guò)合理配置供電電源、正確選擇接地點(diǎn)、接地方式及輸入輸出配線等措施,有效提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

(一)采用性能優(yōu)良的電源,抑制電網(wǎng)引入的干擾供電

由于PLC自身具有很強(qiáng)的抗干擾能力,通常只要將PLC電源與系統(tǒng)動(dòng)力設(shè)備分開(kāi)配線,就可以有效地抑制來(lái)自電源的干擾。但如果遇到電源干擾特別嚴(yán)重的情況,則可采用帶屏蔽層的隔離變壓器供電,甚至加接線路濾波器,以抑制從交直流電源侵入的常模和共模瞬變干擾。另外,在有較強(qiáng)干擾源的環(huán)境中使用PLC,或?qū)LC工作可靠性要求特別高時(shí),可將屏蔽層和PLC浮動(dòng)的端子接地,如圖所示:

(二)正確選擇接地點(diǎn),完善接地系統(tǒng)

在PLC控制系統(tǒng)中,具有多種形式的“接地”,主要有:(1)信號(hào)地。輸入端信號(hào)元件的地;(2)交流地。交流供電電源的N線;(3)屏蔽地。為防止靜電和磁場(chǎng)感應(yīng)而設(shè)置的外殼或金屬絲網(wǎng),通過(guò)專門的銅導(dǎo)線將其接入地下;(4)保護(hù)地。將機(jī)器設(shè)備的外殼或設(shè)備內(nèi)獨(dú)立器件的外殼接地,用于保護(hù)人身安全和防止設(shè)備漏電。

為了抑制附加在電源及輸入、輸出端的干擾,應(yīng)對(duì)PLC系統(tǒng)進(jìn)行良好的接地。一般情況下,接地方式與信號(hào)頻率有關(guān),當(dāng)頻率低于1MHz時(shí),可用一點(diǎn)接地;高于10MHz時(shí),采用多點(diǎn)接地;在1～10MH之間時(shí),通常情況下,PLC控制系統(tǒng)采用一點(diǎn)接地,接地線截面積不能小于2mm2,接地電阻不能大于100Ω,接地線最好是專用地線。若達(dá)不到這種要求時(shí),可采用公共接地方式,但嚴(yán)禁采用與其他設(shè)備串聯(lián)接地的方式。

(三)正確選擇電纜的和實(shí)施敷設(shè)(輸入輸出配線)

1.PLC電源線、I/O電源線、輸入信號(hào)線、輸出信號(hào)線、交流線及直流線均應(yīng)盡量分開(kāi)布線。開(kāi)關(guān)量信號(hào)線與模擬量信號(hào)線也應(yīng)分開(kāi)布線,而后者應(yīng)采用屏蔽線,并且將屏蔽層接地。數(shù)字傳輸線也要用屏蔽線,且要將屏蔽層接地。而信號(hào)線多采用雙絞線或屏蔽線。

2.輸入、輸出信號(hào)的防錯(cuò)。當(dāng)輸入信號(hào)源為晶體管,或是光電開(kāi)關(guān)輸出類型時(shí),在關(guān)斷時(shí)仍有較大的漏電流,PLC的輸入繼電器靈敏度較高,當(dāng)漏電流的干擾超過(guò)一定值,就形成了錯(cuò)誤信號(hào)。同樣,當(dāng)輸出元件為雙向晶閘管或晶體管,且外部負(fù)載又很小時(shí),會(huì)因?yàn)檫@類輸出元件在關(guān)斷時(shí)有較大的漏電流,而引起微小電流負(fù)載誤動(dòng),導(dǎo)致輸入與輸出信號(hào)的錯(cuò)誤,給設(shè)備和工作人員產(chǎn)生不良影響。為解決這種干擾在輸入、輸出端并聯(lián)旁路電阻(如圖1所示),以減小PLC輸入電流和外部負(fù)載上的電流。

圖1 輸入和輸出端并聯(lián)旁路電阻

其中,旁路電阻按下式求出:

Il表示輸入信號(hào)源或輸出晶閘管最大漏電流;Um表示輸入信號(hào)電壓或外部負(fù)載電壓最大值;IN表示輸入點(diǎn)或外部負(fù)載的額定電流。

另一種方法是在PLC輸入端加RC濾波環(huán)節(jié),利用RC的延遲作用來(lái)抑制竄入脈沖所引起的干擾,減小漏電流的干擾。

三、結(jié)語(yǔ)

PLC控制系統(tǒng)的干擾是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題,因此在抗干擾設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮各方面的因素,合理有效地抑制干擾,對(duì)有些干擾情況還需做具體分析,采取對(duì)癥下藥的方法,才能夠使PLC控制系統(tǒng)正常工作,保證工業(yè)設(shè)備安全高效運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]王衛(wèi)兵,等.可編程序控制器原理及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997.

篇13

PLC作為一種新型工業(yè)控制設(shè)備，其實(shí)現(xiàn)控制功能的核心是微處理器和存儲(chǔ)器組成的控制組件，該組件通過(guò)內(nèi)部邏輯運(yùn)算或其他運(yùn)算，將處理后的信號(hào)作為PLC的輸出量對(duì)外部設(shè)備進(jìn)行各種控制，實(shí)現(xiàn)“軟接線”，這恰是現(xiàn)代機(jī)電控制的發(fā)展趨勢(shì)。PLC作為科技產(chǎn)物，有著自己的獨(dú)特特點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)原理，在這里針對(duì)這方面進(jìn)行分析，望帶來(lái)提升。

一、PLC特點(diǎn)

1.較強(qiáng)的靈活性

在傳統(tǒng)的機(jī)電控制中，通過(guò)繼電器來(lái)完成相應(yīng)的控制任務(wù)，這不僅需要良好的機(jī)電過(guò)程設(shè)計(jì)，更需要良好的安裝過(guò)程，而當(dāng)控制任務(wù)有所變更時(shí)，需要進(jìn)行大規(guī)模的線路拆除等，這也代表了這種模式消耗較大。PLC改進(jìn)了這一缺點(diǎn)，在系統(tǒng)升級(jí)時(shí)，只需要進(jìn)行程序改變和簡(jiǎn)單的線路修改便可以完成，所以說(shuō)PLC具有更強(qiáng)的靈活性，適用于較多領(lǐng)域不同方面的需求。

2.抗干擾能力強(qiáng)

PLC的硬件結(jié)構(gòu)及其周期循環(huán)掃描的工作方式保證其可以在強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)震動(dòng)、高粉塵、濕度大、溫度高等惡劣的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中正常工作，避免了采用繼電器控制技術(shù)因?yàn)樵O(shè)備老化可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題，所以說(shuō)PLC更為適合現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)。

3.編程簡(jiǎn)單

PLC編程簡(jiǎn)單易掌握。實(shí)際工作中，工業(yè)生產(chǎn)需要對(duì)于某一任務(wù)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，可依靠程序編寫來(lái)實(shí)現(xiàn)，大大的提升了機(jī)電控制系統(tǒng)的工作效率。同樣因編程簡(jiǎn)單，就使得在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以將一些簡(jiǎn)單的模塊進(jìn)行外包，加快設(shè)計(jì)速度。

4.功能較強(qiáng)

PLC具備功能指令和一定數(shù)量的特殊擴(kuò)展設(shè)備，不僅可以控制開(kāi)關(guān)量、數(shù)字量，同樣也可以進(jìn)行模擬量的控制，這種良好的多控模式適合現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的基本需求，有效拓展PLC自身的應(yīng)用領(lǐng)域。

二、PLC機(jī)電控制系統(tǒng)組成

1.控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

基于PLC的機(jī)電控制系統(tǒng)主要由兩大部分組成，一部分是執(zhí)行系統(tǒng)，一部分是電控系統(tǒng)。根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)的不同，執(zhí)行系統(tǒng)由不同的硬件設(shè)備構(gòu)成，像機(jī)械手、傳輸皮帶、檢測(cè)器等是常用的硬件設(shè)備。電控系統(tǒng)主要由PLC、變頻器、人機(jī)界面等部分組成。在工業(yè)控制領(lǐng)域，人機(jī)界面技術(shù)在與PLC技術(shù)配合使用的情況下，可以節(jié)約PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，同時(shí)它通過(guò)界面能夠給運(yùn)行人員直觀的印象，操作簡(jiǎn)單；變頻器是工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛采用的一種調(diào)速技術(shù)。執(zhí)行系統(tǒng)和電控系統(tǒng)配合根據(jù)控制要求構(gòu)成開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)所需控制功能。

2.控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件

應(yīng)用軟件是用戶為達(dá)到某種控制目的，采用PLC廠家提供的編程語(yǔ)言自主編制的程序，主要用于控制生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行。PLC程序的準(zhǔn)確編制和調(diào)試是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心，只有編制調(diào)試出最優(yōu)化的程序，才能有效的降低PLC的滯后性，提高實(shí)時(shí)性。利用PLC三大類指令的有機(jī)配合可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。

三、PLC機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電控系統(tǒng)的準(zhǔn)確設(shè)計(jì)是PLC機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。以日本三菱公司PLC為例，從以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

1.電控系統(tǒng)設(shè)備選型

PLC作為一種工業(yè)控制設(shè)備，通過(guò)I/O接口完成工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的采集及輸出信號(hào)控制工業(yè)設(shè)備。首先要根據(jù)采集的信號(hào)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所需控制信號(hào)的類型確定是否選擇A/D或D/A轉(zhuǎn)換模塊，然后再確定輸入輸出點(diǎn)數(shù)，同時(shí)考慮所帶負(fù)載的類型、實(shí)時(shí)性的要求及人機(jī)交流方便等因素，最后綜合確定要選擇的PLC的廠家、型號(hào)以及是否采用擴(kuò)展單元或模塊、特殊擴(kuò)展設(shè)備等。變頻器的選型應(yīng)結(jié)合所驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、功率、性能等方面的因素綜合確定；人機(jī)界面要考慮界面友好、功能強(qiáng)大，與PLC、變頻器等設(shè)備連接方便，且所用組態(tài)軟件學(xué)習(xí)操作方便等。

2.PLC輸入及輸出點(diǎn)數(shù)優(yōu)化

根據(jù)對(duì)控制系統(tǒng)的具體分析，考慮各種工作方式之間的切換以及手動(dòng)操作等，確定PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)。考慮性價(jià)比原因，對(duì)復(fù)雜控制系統(tǒng)通常采用PLC基本單元與擴(kuò)展單元的配合，以滿足控制要求；此外利用人機(jī)界面技術(shù)，在人機(jī)界面環(huán)境下，利用組態(tài)軟件編輯設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟開(kāi)關(guān)和軟按鈕，也可以減少PLC的輸入點(diǎn)數(shù)；最后要考慮預(yù)留10%～20%的輸入輸出端子作為備用量。為編程方便，輸入輸出端口的編號(hào)選擇依次按從小到大的順序編號(hào)。

3.設(shè)計(jì)PLC輸入/輸出接線圖

在設(shè)計(jì)輸入部分時(shí)，要充分考慮幾方面的問(wèn)題。一是PLC輸入點(diǎn)數(shù)不充裕情況下，可利用編碼輸入法、矩陣輸入法、編程法等有效的減少占用PLC的輸入點(diǎn)數(shù)；二是與輸入端口直接相連的各類起保護(hù)作用的輸入接點(diǎn)及停止按鈕，一般采用常閉接點(diǎn)。三是有源開(kāi)關(guān)使用PLC內(nèi)部電源時(shí)，要注意PLC的輸入形式是源型還是漏型；四是輸入側(cè)的+24V電源一般不提供給輸出單元負(fù)載使用，因?yàn)樯婕肮β蕟?wèn)題。

同樣在設(shè)計(jì)輸出部分時(shí)也要考慮幾點(diǎn)。一是PLC輸出點(diǎn)數(shù)不充裕情況下，可利用外部譯碼輸出法、矩陣輸出法等有效的減少占用PLC的輸出點(diǎn)數(shù)。二是當(dāng)PLC輸出形式分別為晶體管輸出、晶閘管輸出時(shí)，要注意外部電源的極性，否則負(fù)載不工作。三是驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)等相關(guān)負(fù)載時(shí)，一定要設(shè)計(jì)外電路，而不是利用PLC輸出的開(kāi)關(guān)量信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)。

4.程序設(shè)計(jì)

PLC的編程語(yǔ)言主要有兩種，一種是圖形化編程語(yǔ)言，一種是文本化編程語(yǔ)言。圖形化編程語(yǔ)言分為梯形圖、順序功能圖及功能圖，而文本化編程語(yǔ)言分為指令語(yǔ)句表及結(jié)構(gòu)文本兩種。梯形圖簡(jiǎn)單明了；順序功能圖是程序設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)和方向；功能圖并不是按順序執(zhí)行，是將程序集中構(gòu)成一個(gè)功能模塊，例如設(shè)計(jì)一個(gè)電梯控制程序，可以構(gòu)造多個(gè)功能模塊，再組合，使用時(shí)就調(diào)用相應(yīng)功能模塊；指令語(yǔ)句表相當(dāng)于匯編語(yǔ)言，由匯編語(yǔ)言演變而來(lái)，PLC中的指令有三種，分別是基本指令、步進(jìn)指令及功能指令，其中一些功能指令的有效使用可以使編程大大簡(jiǎn)化，例如IST指令；結(jié)構(gòu)文本主要用于大型PLC中，中小型PLC基本不用，比較難掌握，有電腦語(yǔ)言基礎(chǔ)者例外。基于以上分析，結(jié)合機(jī)電控制系統(tǒng)的具體要求，選擇合適的編程語(yǔ)言，設(shè)計(jì)最優(yōu)化的程序是電控系統(tǒng)的控制核心。

變頻器參數(shù)的設(shè)置。在PLC與變頻器正確接線的基礎(chǔ)上，首先通過(guò)參數(shù)設(shè)置使變頻器處于操作模式，在該模式下根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，利用變頻器的多段速設(shè)定交流電機(jī)的速度調(diào)節(jié)，在參數(shù)設(shè)定完成之后，再使變頻器處于外部操作模式。檢查主回路和控制回路接線正確，通電后此時(shí)POWER和操作面板顯示正確數(shù)據(jù)。

在人機(jī)界面組態(tài)畫面的設(shè)計(jì)過(guò)程中，利用組態(tài)軟件，打開(kāi)工程瀏覽器，找到設(shè)備COM1設(shè)定好數(shù)據(jù)位和停止位為7和1；在窗口上雙擊“新建”按鈕，安裝相應(yīng)廠家、型號(hào)的PLC；在數(shù)據(jù)庫(kù)詞典下根據(jù)PLC的I/O分配表設(shè)定PLC的I/O離散量；設(shè)計(jì)人機(jī)界面畫面，全部保存，設(shè)計(jì)主畫面，運(yùn)行。

5.可靠性設(shè)計(jì)

在進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：一方面是保證設(shè)計(jì)科學(xué)合理；另一方面是保護(hù)措施以及自身的安全性能要到位。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，一般從這兩個(gè)方面對(duì)設(shè)計(jì)的可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)。一般來(lái)說(shuō)，首先考慮的是硬件保護(hù)能力，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通過(guò)短路保護(hù)、互鎖聯(lián)鎖措施、失壓保護(hù)與緊急停車措施來(lái)應(yīng)對(duì)這方面的問(wèn)題；其次是軟件措施，在PLC程序中設(shè)計(jì)消抖程序及實(shí)現(xiàn)故障的自診斷和自處理程序來(lái)提高PLC的抗干擾能力。

6.通信設(shè)計(jì)

在進(jìn)行電控系統(tǒng)各設(shè)備之間的通信過(guò)程中，涉及PLC與變頻器、PLC與人機(jī)界面之間的通信。PLC和變頻器之間進(jìn)行通訊，通訊規(guī)格必須在變頻器的初始化中設(shè)定，假如沒(méi)有進(jìn)行初始設(shè)定或有一個(gè)錯(cuò)誤的設(shè)定，數(shù)據(jù)將不能進(jìn)行傳輸；PLC在進(jìn)行計(jì)算機(jī)鏈接（專用協(xié)議）和無(wú)協(xié)議通訊（RS指令）時(shí)均需對(duì)通訊格式（D8120）進(jìn)行設(shè)定，其中包含有波特率、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、奇偶校驗(yàn)、停止位和協(xié)議格式等，在修改了D8120的設(shè)置后，確保關(guān)掉PLC的電源，然后再打開(kāi)。PLC與人機(jī)界面之間的通信，在組態(tài)軟件中定義相應(yīng)串口類設(shè)備，通過(guò)串行口與PLC和數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行通信，這樣可實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)開(kāi)關(guān)量的控制以及現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和處理。

四、總結(jié)

本文分析PLC機(jī)電控制系統(tǒng)，從PLC特點(diǎn)入手，討論其控制系統(tǒng)組成，針對(duì)其設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行分析，希望文中的分析可以為PLC應(yīng)用帶來(lái)借鑒。

參考文獻(xiàn)