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簡介
DCS在國內(nèi)自控行業(yè)稱之為集散控制系統(tǒng)。它綜合了計算機(jī)、通訊、顯示和控制等4C技術(shù)，其實質(zhì)是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機(jī)系統(tǒng)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便。
1.2 DCS的結(jié)構(gòu)
在結(jié)構(gòu)上，DCS包括過程級、操作級和管理級三個部分。過程級是系統(tǒng)控制功能的主要實施部分，是由過程控制站、I/O單元和現(xiàn)場儀表組成。操作員站和工程師站組成了操作級，它的作用是完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)。
1.3 DCS特點
高可靠性、開放性、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是多級計算機(jī)系統(tǒng)，以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶，由過程控制級和過程監(jiān)控級組成。DCS綜合了計算機(jī)、通訊、顯示和控制4項技術(shù)，也稱為4C技術(shù)，DCS的主要思想是分散控制、分級管理、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)場儀器儀表和控制裝置與計算機(jī)的連接依靠中斷站；DCS是樹狀的拓?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目現(xiàn)場的儀器儀表；DCS系統(tǒng)的模擬信號由智能儀表的部件和幾臺計算機(jī)構(gòu)成，漸漸的用數(shù)字信號來替代模擬信號，信號形式是A/D-D/A；由一臺儀表與一對線連接到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)場儀表的3級結(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)過程控制。
2.plc系統(tǒng)
2.1 PLC簡介
PLC即可編程邏輯控制器，它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。
2.2 PLC特點
可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、功能強(qiáng)適用面廣、編程簡單容易掌握、使用和維護(hù)方便。
2.3 PLC的特點
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器，通過所存儲的程序，來進(jìn)行邏輯運算，或通過用戶的指令來進(jìn)行順序控制、計數(shù)、定時和算術(shù)操作，并且通過模擬式或數(shù)字的輸入或輸出來控制各種類型的機(jī)械生產(chǎn)，或控制生產(chǎn)的過程。PLC已經(jīng)從控制開關(guān)量的階段發(fā)展到進(jìn)行順序控制或運算處理，是從低級向高級運送處理，從下往上的運算處理；PLC具有連續(xù)不間斷的HD控制等多項功能，PID在中斷站里；PLC可以使用一臺PC機(jī)作為主站，同種型號多臺PLC作為從站，PLC也可以使用一臺PLC作為主站，同種型號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，不需要了解通信協(xié)議，按照說明書的格式編寫就行；PLC網(wǎng)格不但可當(dāng)做獨立的DCS/TDCS，同時也可以當(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)來實現(xiàn)；而PLC裝置所實現(xiàn)的只能是這個單元所具有的功能。
3.1 安全可靠性不同
DCS的設(shè)計使用的是雙冗余過程處理器、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)的冗余元件就會實時沒有干擾的變成工作元件，使系統(tǒng)能夠安全運行。但起初的PLC控制系統(tǒng)完全沒有把冗余的設(shè)計思想引入進(jìn)去，系統(tǒng)沒有足夠的安全可靠性，經(jīng)過改進(jìn)后，實現(xiàn)了雙冗余控制。同時，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，系統(tǒng)不需要停止運行，維修技術(shù)人員就能及時替換被損壞的硬件。而很多PLC沒有上述的功能。
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)操作級的網(wǎng)絡(luò)平臺都選擇了以太網(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)最原始的開發(fā)目的是針對設(shè)備控制，大多數(shù)沒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)兩個或兩個以上的系統(tǒng)的資源需要共享時，PLC是相當(dāng)?shù)睦щy。
3.3 數(shù)據(jù)庫不同
DCS系統(tǒng)具有比較統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，也就是說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)庫原始數(shù)據(jù)。但PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫就不是這樣了，相比較而言它沒有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。
3.4 時間調(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)而輕松的處理多個任務(wù)。但PLC的程序與之不同，大都不能按原來設(shè)定的周期進(jìn)行循環(huán)運行。
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，具有很好的開放性與拓展性。而且PLC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全也相對較差。
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)的過程控制更有優(yōu)勢，因為DCS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，簡化了用戶的組態(tài)編程工作。DCS的基本功能是對各種工藝進(jìn)行控制，如果某一方案有了變化，技術(shù)人員只需在操作臺就能更改方案，不影響原來的控制方案正常運行，它通過編譯就可執(zhí)行命令，然后由系統(tǒng)自動運行。PLC系統(tǒng)不利于維護(hù)，它的工作進(jìn)程是先確定哪個PLC需要編譯，然后再進(jìn)行程序的編譯，最后再一對一傳送程序。
4.PLC與DCS比較及優(yōu)勢分析
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），同時它們各自的優(yōu)勢及劣勢也是很明顯的，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，價格相對較低，而在復(fù)雜的過程控制中DCS占優(yōu)勢，但體積大，價格相對較高。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個等級，則可將它們的對比列于表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)功能及分級控制功能等，當(dāng)前，即使是在過去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，如果過多的plc通過網(wǎng)絡(luò)與過多的PLC通訊，則可能導(dǎo)致瓶頸現(xiàn)象及計時上的困難。
DCS的諸多優(yōu)勢使它在控制系統(tǒng)的高端市場仍占主流地位。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系統(tǒng)的可靠性及管理能力是DCS的設(shè)計思想。但DCS比PLC價位稍高，因此國內(nèi)一些資金有限的中小型企業(yè)有時難以承受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)前計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，通過研究人員多年的研究與開發(fā)，DCS與PLC兩大系統(tǒng)除了保留有各自自身的特點之外，二者還能互相補充，形成新的控制系統(tǒng)。二者在很多領(lǐng)域可以并存，可以通過彌補對方的不足，形成新的控制系統(tǒng)。當(dāng)前，越來越多的以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)計思想為基礎(chǔ)，綜合PLC與DCS的各自優(yōu)勢。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DCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心就是系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，整個系統(tǒng)的實時性、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程控制在內(nèi)的兩級式控制系統(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。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)。因為它有成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，簡單的施工過程，而且節(jié)點的加入退出時不需要中止網(wǎng)絡(luò)運行。
N2網(wǎng)要具有實時性，這對實時性很強(qiáng)的過程控制十分重要。為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，一旦N2網(wǎng)上某節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，則該網(wǎng)絡(luò)上所連接的各節(jié)點要能夠同時接收到該數(shù)據(jù)。N2網(wǎng)的作用是將過程控制級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連接起來并中央服務(wù)器連接起來。
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：（1）對生產(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制；（2）為運行操作人員提供人機(jī)界面；（3）便于操作人員及時全面地了解系統(tǒng)運行情況?，F(xiàn)在操作員工作站主要由PC機(jī)承擔(dān)，因為微型計算機(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。它主要用來實現(xiàn)信息集中管理，如所有的系統(tǒng)信息、報告及總數(shù)據(jù)庫。
5.4 控制器
自動控制系統(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)，這是因為每個HCS可支持多個控制器，而每個控制器又可支持多達(dá)上百個控制回路。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，但它絕不是簡單翻版PLC的，它有許多自己獨特的特征和風(fēng)格。HCS控制器在過程控制中能勝任DCS所承擔(dān)的過程控制任務(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I/O信號直接相連的各種規(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的I/O模塊等。這些I/O模塊可與工業(yè)現(xiàn)場的按鈕、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
6.1 控制分級分散，管理集中
HCS的某些優(yōu)勢和DCS是一致的，比如它也具有信息集中，控制分散的優(yōu)勢。系統(tǒng)具有包括操作管理級及過程控制級在內(nèi)的垂直的2級功能，并且在各級之間既有分工，又有聯(lián)系，在系統(tǒng)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下平穩(wěn)運行。在實際方面采用該分散控制結(jié)構(gòu)，也就是將多個控制器及I/O框架分散后進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，這樣設(shè)計的優(yōu)點是：（1）避免因個別設(shè)備出現(xiàn)故障殃及整個系統(tǒng)而造成的危險，提高可靠性。（2）可將生產(chǎn)過程的全部信息通過網(wǎng)絡(luò)傳送至中央服務(wù)器以實現(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，整個系統(tǒng)采用分級分散的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式，使增加或去除某些單元不會影響整個系統(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)
為了避免由于某個部件失效而影響整個系統(tǒng)運行，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，提升整個系統(tǒng)性能。
（2）自我診斷功效
HCS系統(tǒng)軟件可整個系統(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，系統(tǒng)可立即自行采取有效措施，自行運行，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)也不會丟失。
7.結(jié)束語
在未來，工業(yè)過程控制系統(tǒng)向智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化發(fā)展。同時，DCS及PLC系統(tǒng)將會更加完善，更多的應(yīng)用于社會生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。
參考文獻(xiàn)
[1]夏曉莉.PLC、DCS兩大控制系統(tǒng)的分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2009(9).
[2]童偉.集成PLC與DCS的新型過程控制系統(tǒng)[J].江西化工,2007(2).
篇2
2異步通信與同步通信在實際通信中
操作時很難保證數(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)送過程和接受過程同步，不發(fā)生累計誤差造成的錯位。可以根據(jù)實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個起始位，7、8個數(shù)據(jù)位，1個奇偶校驗位（可省略），1、2個停止位組成。在通信開始之前，通信雙方需要對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個字符中包含的位數(shù)不多，及時發(fā)送方和接受方的收發(fā)頻率略有不同，也不會因兩臺設(shè)備之間的時鐘脈沖周幾的積累誤差而導(dǎo)致收發(fā)錯位。其特點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個同步字符，若干個數(shù)據(jù)字節(jié)和校驗字節(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，使接收方得到與發(fā)送方完全相同的接收時鐘信號。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)可以沿兩個方向傳送，每一個站既可以發(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控制通信過程。發(fā)送指令（XMT）啟動自由端口模式下數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)發(fā)送。通過指定的通信端口，發(fā)送存儲在TBL中的信息（最多255個字符）。發(fā)送結(jié)束時可以產(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個字符）。通過指定端口，接收的信息存儲在TEL中。在接收完最后一個字符時，或每接收一個字符均可產(chǎn)生一個中斷。
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實現(xiàn)串行通信，需要有軟件提供人機(jī)交互平臺，實現(xiàn)通信控制。常用的可實現(xiàn)串行通信的軟件有WinCCflexible組態(tài)軟件和VB程序設(shè)計軟件。由于實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。VB不僅能實現(xiàn)串行通信，還能滿足各種工程實際的不同要求，設(shè)計不同的面向?qū)ο蟮墓ぷ鞔翱诮缑?。它本身提供的各種控件，可以方便簡易的實現(xiàn)各種設(shè)計要求。
2MSComm控件的屬性
VB提供了一個串行通信控件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)動方式和查詢方式。事件驅(qū)動方式：Rthreshold屬性非0時，收到的字符或傳輸線發(fā)生變化時就會產(chǎn)生串口事件OnCome。通過查詢CommEvernt屬性可以捕獲并處理這些通信事件。查詢方式：通過查詢接收緩沖區(qū)的字節(jié)數(shù)（InputBufferCount）屬性值，處理接收到的信息。
四應(yīng)用實例
城市交通路口信號控制充分應(yīng)用了這一通訊功能的應(yīng)用。現(xiàn)代社會多變的交通狀況。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題，因此基于PLC可通信的控制系統(tǒng)可時效性的解決這一問題。
篇3
一、確定控制系統(tǒng)方案
（一）控制對象
1.溫度
植物生長的溫度是在一個范圍內(nèi)，雖然最適宜溫度植物長得很快，但是往往因為消耗有機(jī)物太多，會出現(xiàn)長的細(xì)長現(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
空氣的濕度太大會造成之無病蟲害，但是要保證空氣濕度低的同時要有充足的水分由土壤供給植物。
3.光照
植物生長需要光照，這樣才能進(jìn)行光合作用，不同植物的光補償點不同，因此事宜溫度范圍也不同，同時人們可以控制光照時間和強(qiáng)度來控制植物的生長速度。
4.CO2
植物生長需要光合作用，光合作用需要的一個物質(zhì)是CO2，植物的光合作用隨著CO2的濃度增大而增強(qiáng)，但是濃度過高反而會抑制植物光合作用，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，價格便宜，開發(fā)容易，性價比高，缺點就是人機(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)的自動控制，當(dāng)傳感器檢測的溫濕度、光照以及CO2超過范圍時，PLC控制系統(tǒng)會發(fā)出指令，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)如天窗的電動機(jī)等動作，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
（一）控制要求
隨時檢測控制對象溫濕度、CO2濃度和光照參數(shù)，并保證參數(shù)在控制范圍內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計流程如圖1所示。
（二）硬件設(shè)計
1.根據(jù)控制系統(tǒng)輸入輸出的點數(shù)，對PLC型號進(jìn)行選擇
（1）PLC開關(guān)量點數(shù)確定
（2）根據(jù)PLC開關(guān)量點數(shù)確定PLC型號
由上表可得輸出點13個，輸入點14個，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I/O口。
2.模擬量模塊的選型
對于溫濕度、CO2和光強(qiáng)傳感器都輸出模擬信號，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，因此輸入10路模擬量信號，因此選擇EM235模塊3個（此模塊4AI/1AO）。
3.溫濕度、光照以及CO2檢測元件選型
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
控制電路簡圖如圖2所示，主電路同傳統(tǒng)繼電器-接觸器電路。
（三）軟件設(shè)計
以光照的控制為例，比較光照傳感器的值，如果超過上限，則打開遮光簾，如果在范圍內(nèi)，則遮光裝備動作不變，低于下限值收起遮光裝備并且打開光照燈。
最后，要進(jìn)行整機(jī)調(diào)試。調(diào)試時先啟動控制電路，斷開主電路，等確定程序和控制電路無誤后，在進(jìn)行整機(jī)調(diào)試。
篇4
在我國能源日益緊張和浪費嚴(yán)重的形勢下，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)生的廉價適用的壓縮空氣能源備受青睞?；赑LC的空壓機(jī)的用途很廣，幾乎遍及工農(nóng)業(yè)、國防、科技、民用等各個領(lǐng)域。它可以利用電動機(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
PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(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)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計。它的特點表現(xiàn)在以下幾個方面：
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，PLC具有硬件故障的自我檢測功能，當(dāng)出現(xiàn)故障時，可及時發(fā)出警報信息。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)場合。除了邏輯處理的功能以外，現(xiàn)代PLC大部分?jǐn)?shù)據(jù)運算能力，都用于各種數(shù)字的控制領(lǐng)域。近年來，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，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，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能，為不熟悉電子電路、不懂計算機(jī)原理和匯編語言的人使用計算機(jī)從事打開了方便之門。
4．系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造
PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護(hù)起來也變得容易。
二、空壓機(jī)控制系統(tǒng)的簡要介紹
繼電器電氣控制系統(tǒng)
其邏輯功能由傳統(tǒng)的繼電器來完成的，比如控制時間,就有相應(yīng)的時間繼電器。繼電器的動作一般與電磁有關(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)用于自動控制電路中。它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(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，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機(jī)系統(tǒng)集成到一個芯片上。目前，單片機(jī)滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機(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)展起來的。它以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和運算等操作的指令，通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC用梯形圖編程，在解算邏輯方面表現(xiàn)出快速的優(yōu)點。在微秒量級，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)的簡稱，國內(nèi)一般習(xí)慣稱之為集散控制系統(tǒng)。它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計算機(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)正常運行時，只要有任意一個監(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高，空壓機(jī)的出口壓力設(shè)置了一個安全保護(hù)范圍，使它工作在正常范圍之內(nèi)；為了防止空壓機(jī)電動機(jī)超負(fù)荷工作，限制入口無限開大，通過電動機(jī)過載保護(hù)控制器的調(diào)節(jié)而減小負(fù)荷；實現(xiàn)空壓機(jī)的自動加載大大方便了操作人員的操作，避免了操作升壓時誤操作而引起空壓機(jī)喘振，縮短了人工加載的加載時間，具有升壓快，升壓電流小，節(jié)能的特點。
通過了解以上各個控制要求，控制策略的設(shè)計必須合理、有效地把各個要求都在控制系統(tǒng)中得以實現(xiàn)，從而對空壓機(jī)的可靠運行提供重要的保障
三、PLC空壓機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計要求
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、啟動功能、停止功能、報警功能。當(dāng)系統(tǒng)在自動集控工作方式時。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，自動控制卸荷或加載。
2．系統(tǒng)的硬件設(shè)計
PLC主機(jī)選擇留有少量的余量，連接時電源和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)場環(huán)境中的電源干擾，保障了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
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信號采樣出錯的原因主要是: 傳輸信號短路或開路。當(dāng)傳輸信號出現(xiàn)故障時, 現(xiàn)場信號無法傳送給PLC，造成采樣出錯。因此，要提高PLC 輸入信號的可靠性,采用可靠性高的開關(guān)接點、 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際意義。
2．軟件編程
為使整個控制系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定，軟件系統(tǒng)可靠性配套也是必不可少的。因此我們對控制軟件進(jìn)行了特別處理，對輸入信號進(jìn)行濾波處理要提高現(xiàn)場輸入給空壓機(jī)PLC控制系統(tǒng)的信號的可靠性,對于空壓機(jī)儲氣罐的卸荷控制，為了防止卸荷閥在卸荷值附近頻繁的動作，可以采用余量控制法程序段來解決這一問題。
總之，使用PLC空壓機(jī)的控制系統(tǒng)后，減少大量的時間和中間繼電器等器件，減少大量的安裝接線時間。 加上開關(guān)柜體積的減小,可以節(jié)省大量的費用。同時，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)場參數(shù)可以通過網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)視屏幕中，為運行人員提供參考，同時它具有對歷史數(shù)據(jù)的記憶功能，如果連上打印機(jī)就可以打印生產(chǎn)報表，免去運行人員抄寫報表工作, 減輕了運行人員的工作量。
結(jié)語
對基于PLC的空壓機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計,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)能長周期穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，同時也取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
篇5
文章編號:1009-2374 (2010)21-0028-02
控制硬件選購目前市場上的PLC產(chǎn)品眾多。國產(chǎn)品牌有:永宏、和利時、凱迪恩等;國外有:日本的OMRON、MITSUBISHI、松下;德國的SIEMENS,韓國的LG等。近幾年,PLC產(chǎn)品的價格有較大的下降,其性價比越來越高,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PLC產(chǎn)品成為了系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)功能要求的重要環(huán)節(jié)。
1編程器的選購
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)定語句表中的語句編程。這種方式效率低,但對于系統(tǒng)容量小,用量小的產(chǎn)品比較適宜,并且體積小,易于現(xiàn)場調(diào)試,造價也較低;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,但該編程器價格較高;三是用個人計算機(jī)加PLC軟件包編程,這種方式是效率最高的一種方式?；陔娔X筆記本的普及和PLC軟件編程的方便性,并且易于現(xiàn)場調(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,開發(fā)周期的長短以及資金的情況合理選購PLC產(chǎn)品。我公司主要采用美國的AB和法國的施耐德生產(chǎn)的PLC,此兩種品牌是現(xiàn)階段的主流產(chǎn)品,運用既上符合要求,又靈活,便于程序的設(shè)計和運行。
2設(shè)計遵循的步驟
施耐德PLC有多種型號,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象的工藝過程、工作特點、控制要求,并劃分控制的各個階段,歸納各個階段的特點,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,主要考慮下面幾點:功能的選擇;I/O點數(shù)的確定;內(nèi)存的估算。+定時器/計數(shù)器數(shù)量×2+通信接口個數(shù)×300+備用量;分配I/O點;程序設(shè)計;控制柜或操作臺的設(shè)計和現(xiàn)場施工;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)計內(nèi)容。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書確定,進(jìn)行工藝分析,并確定控制方案,它是設(shè)計的依據(jù);選擇輸入設(shè)備(如按鈕、開關(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(包括機(jī)型、容量、I/O模塊和電源等);分配PLC的I/O點,繪制PLC的I/O硬件接線圖;編寫程序并調(diào)試;設(shè)計控制系統(tǒng)的操作臺、電氣控制柜等以及安裝接線圖;編寫設(shè)計說明書和使用說明書。
(4)PLC的硬件設(shè)計PLC硬件設(shè)計包括:PLC及線路的設(shè)計、電氣線路的設(shè)計和抗干擾措施的設(shè)計等。選定PLC的機(jī)型和分配I/O點后,硬件設(shè)計的主要內(nèi)容就是電氣控制系統(tǒng)的原理圖的設(shè)計,電氣控制元器件的選擇和控制柜的設(shè)計。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、手動部分的詳細(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)計軟件設(shè)計包括系統(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,小型開關(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,簡單的可以用經(jīng)驗法設(shè)計,復(fù)雜的系統(tǒng)一般用順序控制設(shè)計法設(shè)計。
3系統(tǒng)設(shè)計
(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),由此計算PLC輸入、輸出點數(shù),并且在選購PLC時要在實際需要點數(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輸出點動作的頻率等,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,對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是很重要的。
(3)存儲容量與速度盡管國外各廠家的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。各個公司的開發(fā)軟件都不相同,而用戶程序的存儲容量和指令的執(zhí)行速度是兩個重要指標(biāo)。一般存儲容量越大、速度越快的PLC價格就越高,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)動電路對于PLC輸出不能直接帶動負(fù)載的情況下,必須在外部采用驅(qū)動電路: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,同時應(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),具有開放性、高效率、多功能、確定性和可重復(fù)性、靈活性等特點,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)品的軟件手冊及編程指令手冊,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,速度也快。若用個人計算機(jī)與軟件編程,編程結(jié)束后先仿真程序,待各個動作正常后,再在設(shè)備上調(diào)試。當(dāng)用PLC進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時,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容量也應(yīng)仔細(xì)了解。否則,不能適應(yīng)你的實時要求,造成系統(tǒng)崩潰。另外,對通信接口、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中變量沒有IN_OUT類型,只有單純的INRETUR,做一個標(biāo)準(zhǔn)模塊和函數(shù)的時候,端口不會自動生成,你需要和子程序?qū)φ?變量類型數(shù)量出錯沒有任何提示,只有下載后才停機(jī)故障告訴你。對于小的系統(tǒng),如80點以內(nèi)的系統(tǒng).一般不需要擴(kuò)展;當(dāng)系統(tǒng)較大時,就要擴(kuò)展。不同公司的產(chǎn)品,對系統(tǒng)總點數(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,可采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);同時,有些廠家產(chǎn)品的個別指令不支持?jǐn)U展模塊,因此,在進(jìn)行軟件編制時要注意。當(dāng)采用溫度等模擬模塊時,各廠家也有一些規(guī)定,請看相關(guān)的技術(shù)手冊。
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,請看各公司的使用說明書。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)計為用戶的產(chǎn)品開發(fā)提供了方便。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉美俊.PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計與安裝[J].中華紙業(yè),2007,(11).
[2] 田密.PLC仿真系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)及其實驗應(yīng)用[D].華中科技大學(xué),2007.
[3] 劉建平.PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計及提高可靠性的措施[J].電氣開關(guān),2007,(5).
[4] 李巧紅.基于PLC的恒壓供水系統(tǒng)研究[J].中國科技信息,2008,(20).
篇6
立體停車庫雖然在國外有了很成熟的發(fā)展，但是在我國屬于一個新興產(chǎn)業(yè)，立體車庫的存在很大程度上緩解了城市的動態(tài)和靜態(tài)交通的問題，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值。立體車庫采用了PLC和計算機(jī)畫面監(jiān)控，通過控制組畫面就可以完成對汽車存取過程的控制，操作方式比較簡單，同時還具有維護(hù)方便，造價低廉等優(yōu)點，越來越被人們所接受。
1.立體停車庫發(fā)展概況及優(yōu)勢
近幾年來城市車輛的激增使得城市的靜態(tài)環(huán)境問題不斷地惡化，立體停車庫作為緩解城市靜態(tài)交通問題的有效途徑逐漸被人們接受，立體停車庫憑借自身的布置靈活、高性價比和高效率以及低能源損耗越來越多地應(yīng)用在城市交通的各個方面。
PLC控制系統(tǒng)較其他傳統(tǒng)的停車自動控制系統(tǒng)具有很多無法比擬的優(yōu)勢：
首先在控制方式上，傳統(tǒng)的控制器在進(jìn)行自動化控制的過程中使用的是硬接線控制，通過導(dǎo)線將接觸線圈、控制器和開關(guān)的觸點按照邏輯關(guān)系進(jìn)行組合進(jìn)行控制。一旦整個系統(tǒng)投入使用之后，想根據(jù)實際情況在系統(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)自動化控制系統(tǒng)的觸點十分有限，這也影響了本身的靈活性和建設(shè)過程中的可擴(kuò)展性。而PLC是通過編程來實現(xiàn)整個邏輯程序的控制，想改變自動化控制的部分只需要對用戶程序進(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，其他的自動化控制是通過繼電器的觸點通斷進(jìn)行控制的，這種控制的動作因為是通過機(jī)械進(jìn)行實現(xiàn)的，所以就會存在機(jī)械動作速度的時差，機(jī)械觸點的不規(guī)則動作會引起操作系統(tǒng)的失誤。而PLC的控制程序是通過指令進(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)行控制的過程中存在內(nèi)部的非常嚴(yán)格的同步，也不會出現(xiàn)其他不規(guī)則動作。在時間的控制上，傳統(tǒng)的自動控制器是靠時間繼電器的滯后來實現(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)整過程中十分困難，在PLC進(jìn)行時間控制的過程中因為定時器的數(shù)量比較多，而且還可以通過客戶端進(jìn)行時間調(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)控制的過程中，傳統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)只能通過邏輯開關(guān)進(jìn)行控制。在PLC進(jìn)行控制的過程中不僅能夠進(jìn)行邏輯量開關(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，這些觸點之間的連線比較多，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一般使用的是無觸點的半導(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：
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)行控制的過程中還能夠?qū)崿F(xiàn)自我檢測，使得整個控制過程比較安全。
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)字運算能力。
1.3.在進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計的過程中建造的工作量較小，所以檢測和維護(hù)就比較方便，改造起來比較容易，而且在進(jìn)行編程的時候容易上手，失誤率較低。設(shè)備整體體積比較小，因此相對于其他控制設(shè)備就具有較低的能耗。
2.立體停車庫PLC系統(tǒng)整體設(shè)計
從自動化的控制結(jié)構(gòu)上來說，一般立體的停車庫除了頂層之外每一層都需要留出一個空位以便為載車盤提供通道，當(dāng)車輛停泊在底層時就可以直接取車。如果平時將車輛存在最低層就不需要移動其他層面的載車盤使車直接駛?cè)搿Ｔ谝粋€雙層五個車位的升降式立體車庫的兩個平面分別設(shè)計為上U平面和下M平面，上部平面可以進(jìn)行升降動作，而下部平面只能進(jìn)行平面移動。立體車庫共設(shè)計了六個車位，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)出時不需要移動其他的車盤就可以對車的位置進(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?？寇囕v需要首先進(jìn)行平面的移動處理，只有保證下方的位置沒有?？寇囕v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的位置，下圖就是一個雙層平面立體車庫的結(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，車位通過該通道實現(xiàn)停靠和進(jìn)出）：
3.結(jié)束語
綜上所述，采用PLC控制系統(tǒng)的機(jī)械車庫和傳統(tǒng)的自然車庫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)省了土地的開發(fā)和建設(shè)成本，為未來的城市建設(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)境惡化的問題，實現(xiàn)了城市環(huán)境的和諧發(fā)展，從靜態(tài)城市交通環(huán)境的角度來改善城區(qū)的整體環(huán)境。
參考文獻(xiàn)：
[1]張萬忠. 可編程控制器入門與應(yīng)用實例[M]. 北京：中國電力出版社. 2011.
[2]常斗南. 可編程序控制器原理應(yīng)用實驗[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2012.
篇7
2.1來自電源的干擾
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,如開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等,都通過輸電線路傳到電源原邊。
2.2來自空間的輻射干擾
空間的輻射電磁場(EMI),主要由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、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。其影響主要通過兩條路徑:一是直接對PLC內(nèi)部的輻射,由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾;二是對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;而錯誤的接地,反而會引入嚴(yán)重的干擾信號,使PLC系統(tǒng)無法正常工作。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。這樣會引起各個接地點電位分布不均,不同接地點間存在地電位差,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,有電流流過屏蔽層,當(dāng)發(fā)生異常情況時,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,在變化磁場的作用下,屏蔽層內(nèi)會出現(xiàn)感應(yīng)電流,通過屏蔽層和芯線之間的藕合干擾信號回路。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)致測量精度下降,引起信號測控失真和誤動作。
2.4 來自信號線引入的干擾
與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線,除了傳輸有效的各類信息外,總會有外部干擾信號侵入。
此干擾主要有兩種途徑:一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾,這往往被忽視;二是信號線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾,即信號線上的外部感應(yīng)干擾,這是很嚴(yán)重的。由信號引入干擾會引起I/O信號工作異常,大大降低測量精度,嚴(yán)重時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統(tǒng),還將導(dǎo)致信號間互相干擾,引起共地系統(tǒng)總線回流,造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動和死機(jī)。PLC控制系統(tǒng)因信號引入干擾造成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)用實績或經(jīng)過考驗的系統(tǒng)。
3、 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計時應(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)備的投切過程,很容易造成電壓畸變或毛刺,畸變的電源通過交流電源傳給PLC控制系統(tǒng),形成強(qiáng)大的干擾。因此,在系統(tǒng)設(shè)計時通常要采用以下措施來抑制干擾:
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,對低頻共模干擾信號也有一定的抑制作用。其初、次級之間的隔離屏蔽層,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)的波動和過電壓、欠電壓的影響,并對CPU核心部件所需要的+5V電源采用多級濾波處理。盡量使電源線平行走線,使電源線對地呈低阻抗,以減少電源噪聲干擾。
3)在毫秒或微秒級的脈沖干擾信號中,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,由于觸點開關(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,僅憑低通濾波器來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。
在實際控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中,可根據(jù)現(xiàn)場干擾的特點和具體的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,因為PLC、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能的負(fù)載。當(dāng)控制觸點切換時將產(chǎn)生高于電源電壓數(shù)倍甚至數(shù)十倍的反電動勢,克服此類干擾的主要措施有:
1)在直流感負(fù)載場合,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)載場合
圖2 交流感應(yīng)負(fù)載場合
(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)域和防止外來的輻射進(jìn)入某一區(qū)域,對電源變壓器、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的影響。應(yīng)盡量選擇框架結(jié)構(gòu)的控制柜,同時要保證機(jī)柜的密封性能良好。
2)濾波
對供電系統(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,同時也削弱了兩個模塊間的相互影響。
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來,以防外部的干擾信號及地線環(huán)路中產(chǎn)生的噪聲電信號通過公共地線進(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?；烊腚娫春洼斎?輸出信號線的干擾,可通過接地線引入大地,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
為了提高輸入信號的信噪比,常采用軟件數(shù)字濾波來提高有用信號真實性。對于有大幅度隨機(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,則采用算術(shù)平均法。即用n次采樣的平均值來代替當(dāng)前值。一般認(rèn)為:流量n1=12,壓力n2=4時最合適。
(1)設(shè)置警戒時鐘。如果程序循環(huán)掃描執(zhí)行時間超過了規(guī)定的時間,預(yù)示程序進(jìn)入死循環(huán),立即報警。
(2)信號保護(hù)和恢復(fù)。當(dāng)偶爾性故障發(fā)生時,不破壞PLC內(nèi)部的信號,一旦故障現(xiàn)象消失,就可以恢復(fù)正常,繼續(xù)原來的工作。
(3)故障診斷。系統(tǒng)軟件定期地檢測外界環(huán)境,如掉電、欠電壓、鋰電池電壓過低及強(qiáng)干擾信號等,以便及時反映和處理。
(4)加強(qiáng)對程序的檢查和校驗。一旦程序有錯,可立即報警,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PLC控制電磁閥，實現(xiàn)對液壓缸自動進(jìn)退動作控制，完成 “夾緊”和“往返”兩個動作，實現(xiàn)順序控制、手動控制、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，推動液壓油，通過職能機(jī)構(gòu)控制各種閥門改變液壓油的流向，從而推動液壓缸做出不同行程、不同方向的動作，完成各種設(shè)備不同的動作需要。它與單純的機(jī)械傳動、電氣傳動和氣壓傳動相比，具有傳遞功率大，結(jié)構(gòu)小、響應(yīng)快等特點。
液壓系統(tǒng)的優(yōu)點：
（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；
（3）易實現(xiàn)復(fù)雜的動作、集中操作或遠(yuǎn)程控制；
（4）易實現(xiàn)無極調(diào)速。
液壓控制系統(tǒng)的原理圖見圖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，實現(xiàn)工況下的動作方向、工作行程。液壓傳動系統(tǒng)由各種閥門、液壓油箱、液壓缸、液壓管路等組成，基本液壓回路實現(xiàn)不同功能，包括控制執(zhí)行元件運動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、用來控制執(zhí)行元件（液壓缸）運動方式的換向回路等，這些回路組成的傳動系統(tǒng)實現(xiàn)了機(jī)械設(shè)備所需的各種運動及控制功能。工作部件主要為液壓缸，它們的工作過程按預(yù)定的邏輯關(guān)系實現(xiàn)，運動狀態(tài)的改變靠轉(zhuǎn)換信號。信號主要來源于按扭（啟動、停止）開關(guān)、行程限位開關(guān)、壓力等參數(shù)變化，這些輸入的信號通過PLC邏輯運算轉(zhuǎn)化為控制液壓換向閥的輸出信號。
2.2 PLC系統(tǒng)設(shè)計
（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，邏輯信號流程可表示為輸入―CPU邏輯轉(zhuǎn)換―輸出，輸出信號對設(shè)備進(jìn)行各種控制，實際上PLC只是起了中間變換器的作用。為實現(xiàn)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集中管理，將現(xiàn)場數(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)主要是通過編譯程序，控制電磁換向閥的啟停，實現(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，首先要分析液壓系統(tǒng)運動過程、設(shè)計功能以及輸入設(shè)備（按扭開關(guān)、行程開關(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、輸出信號的對應(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
1執(zhí)行方式
自動方式下可以按預(yù)定的方式完成活塞桿的往復(fù)運動。要求活塞桿能夠在到達(dá)一個終點以后經(jīng)過預(yù)先設(shè)置好的時間后返回。這就要求電磁換向閥的兩個線圈必須隔一定的時間輪流吸合或放開，整個過程可以讓PLC內(nèi)部的程序來完成。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關(guān)強(qiáng)行轉(zhuǎn)換。圖3為程序流程圖：
手動方式可以控制逐個控制電磁閥的吸合控制。是為了在精度要求不高的時候或作簡單測驗時能夠用較簡潔的方式來控制系統(tǒng)的運行。
2執(zhí)行過程
PLC執(zhí)行程序的過程分為三個階段，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
盡管PLC有較強(qiáng)的抗干擾能力，但是如果環(huán)境過于惡劣，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隱患。因此，在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計中，還需要注意系統(tǒng)的抗干擾性設(shè)計，主要從三個方面考慮：
（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，降低對元器件的損傷。
4 結(jié)語
本文通過對液壓控制系統(tǒng)組成、設(shè)計、運行三個方面的簡述，闡述PLC在液壓控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，并詳細(xì)的說明了PLC編程設(shè)計的過程和執(zhí)行過程。
參考文獻(xiàn)
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1. PLC控制系統(tǒng)的維護(hù)
PLC控制系統(tǒng)在運行管理過程中，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，在日常運行管理工作開展過程中，具有完善的自我診斷功能，同時輸入和輸出也有比較顯著的指標(biāo)顯示，這樣就使得整個PLC控制系統(tǒng)的監(jiān)控能力非常強(qiáng)，在日常運行過程中，整個PLC控制系統(tǒng)是非常容易進(jìn)行維護(hù)和維修管理工作開展的。下面我簡單對PLC控制系統(tǒng)的日常維護(hù)管理工作的開展內(nèi)容進(jìn)行簡單分析和介紹。
1.1供電電源檢查
供電電源的質(zhì)量和整個PLC控制系統(tǒng)的運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系統(tǒng)中故障發(fā)生率較高的部件。那么在開展其維護(hù)管理工作的過程中，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)，因為頻繁的電壓變動會對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響，造成電壓波動后就會引發(fā)諧波干擾情況出現(xiàn)，從而影響了整個系統(tǒng)的良好運行，那么對于整個供電電源裝備的使用壽命也造成了非常大的影響。在使用過程中，對于一些年代使用比較長的PLC控制系統(tǒng)，那么在供電電源檢查工作開展過程中，一定要做好日常的維護(hù)檢查工作，保證供電質(zhì)量。
1.2運行環(huán)境檢查
在PLC控制系統(tǒng)運行過程中，影響其運行的環(huán)境因素主要是溫度、濕度、粉塵、振動等影響因素，那么在運行過程中，就必須要保證其各個環(huán)境條件在PLC運行環(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)，因為一旦出現(xiàn)環(huán)境溫度過高，會造成對電路元件的破壞，甚至對整個線路也產(chǎn)生非常大的影響，在其應(yīng)用管理過程中，導(dǎo)致故障發(fā)生率明顯升高。但是當(dāng)運行環(huán)境溫度過低時，整個模擬回路的安全系數(shù)變小，那么溫度過低后就會造成系統(tǒng)控制管理不當(dāng)，因此在使用過程中，一定要控制好相應(yīng)的運行環(huán)境溫度，在不同的季節(jié)一定要將其運行環(huán)境溫度控制在合適的范圍內(nèi)。那么對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行范圍內(nèi)。
1.3PLC安裝運行過程檢查
維護(hù)工作開展過程中，要確保螺絲安裝固定穩(wěn)定，對于單元結(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，需要及時的采取措施來加以改善。
1.4PLC內(nèi)部鋰電池檢查
在內(nèi)部鋰電池日常運行過程中，要注意其電源指示燈的運行情況，一旦出現(xiàn)電量不足的情況時，需要及時的進(jìn)行更換，在PLC控制系統(tǒng)的維護(hù)過程中，內(nèi)部鋰電池就是比較容易出現(xiàn)故障和損壞的元器件，因此在使用過程中，要做好其日常維護(hù)，通過采取有效的存放用戶程序進(jìn)行很好的存儲，當(dāng)電壓下降到超出PLC控制系統(tǒng)的正常運行范圍時，就會出現(xiàn)指示燈亮的情況，那么就可以在看到指示情況時，及時的更換鋰電池。
2. PLC控制系統(tǒng)的試運行和維修檢查
2.1初期檢查
主要是針對電源端的連接、主流輸入端等之間的短路情況進(jìn)行檢查，防止出現(xiàn)短路后造成對整個運行系統(tǒng)的線路損壞。
2.2程序?qū)懭脒^程檢查
在寫入程序、讀程序和PLC控制系統(tǒng)停運狀態(tài)下開展必要的檢查工作，主要是檢查寫入的準(zhǔn)確性，是否仍然能夠通過外部設(shè)備連接來對系統(tǒng)運行的程序?qū)懭胝Z法等進(jìn)行必要檢查，保證其良好的運行和工作開展。
2.3運行試驗檢查
在PLC控制系統(tǒng)試運行條件下，需要對運行過程中可改變數(shù)據(jù)寄存器中設(shè)置的數(shù)據(jù)參數(shù)處于連通和斷開的狀態(tài)。在運行過程中，對于設(shè)計的設(shè)定范圍值，需要將其掃描工作時間適當(dāng)?shù)难娱L，當(dāng)然延長不超過了60毫秒，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)對整個系統(tǒng)運行過程中的良好檢查，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)維修管理工作開展過程中，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程中，主要是針對I/O模塊的故障檢查和維修開展各項處理工作，在I/O模塊的輸入檢查過程中，主要是做好CPU和外部控制對象的溝通信息檢查工作開展，在這個運行系統(tǒng)的管理操作過程中，第一，需要檢查I/O模塊的供電電壓是否穩(wěn)定和在正常運行范圍內(nèi)，第二，需要對I/O模塊的輸入輸出信號端口檢查其是否正常，在對應(yīng)端口的檢查過程中，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)一步展開維修操作，在系統(tǒng)運行管理過程中，需要通過重新定義I/O模塊的運行端口，通過檢查其輸入和輸出信號，從而能夠做好相應(yīng)的軟件故障檢查和處理。
4.結(jié)束語
PLC控制系統(tǒng)運行過程中，一定要做好PLC控制系統(tǒng)的日常維護(hù)和檢修工作，對于系統(tǒng)的各個模塊上的元器件可能發(fā)生的故障進(jìn)行提前預(yù)防，對于一些可能危害到系統(tǒng)安全運行的固件進(jìn)行有效的查驗，針對其出現(xiàn)的問題，及時的予以解決和更換，保證整個PLC控制系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。
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，不僅如此，還可同計算機(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€角度探討了PLC電梯控制系統(tǒng)的優(yōu)勢與特點，以期為電梯設(shè)計領(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)的角度來看，是一種以微處理機(jī)為基礎(chǔ)而設(shè)計出的一種新型的自動化、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，因此廣受建筑行業(yè)的喜愛與青睞?？v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)，具有提升電梯運行可靠性、安全性，投資小等優(yōu)勢，所以，其發(fā)展?jié)摿薮?。在電梯的運營及最初設(shè)計環(huán)節(jié)，都應(yīng)給予控制系統(tǒng)這一問題高度關(guān)注，因為對于整個電梯而言，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：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，這些對系統(tǒng)的運行均會產(chǎn)生負(fù)面影響。PLC系統(tǒng)靈活性較高、編程較為簡單，降低了故障的發(fā)生幾率，保證電梯安全、可靠運行，有效解決了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中的存在的問題。
2.電梯PLC 的設(shè)計思路探討
2.1電梯PLC系統(tǒng)的設(shè)計思路
電梯能否正常運行一般取決于自身的控制系統(tǒng)。因此，在最初的設(shè)計階段，應(yīng)選擇與電梯運行特點相符的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)計電梯控制系統(tǒng)時，明確PLC設(shè)計思路是首要工作，按照熊設(shè)計要求及相關(guān)使用要求進(jìn)行I /O 接口的分配，隨后，來繪制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)的軟件開發(fā)研究
在具體的開發(fā)環(huán)節(jié)，設(shè)計師在編制程序時，一般選擇數(shù)據(jù)比較方法，不僅操作簡單，還便于人們的理解。即便是編寫幾十層高的電梯系統(tǒng)，仍然會采用最精簡的程序。在編制電梯開關(guān)門控制程序時，應(yīng)實現(xiàn)到達(dá)目的站自動開門、無司機(jī)狀態(tài)自動開門、電梯手動開門與關(guān)門等幾個功能。在編制電梯系統(tǒng)程序的具體過程中，應(yīng)充分考慮電梯的運營及安全狀況，來選定電梯最終的運行方向，譬如說：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行方向；在電梯內(nèi)沒有司機(jī)的情況下，應(yīng)按照所處的位置作為運行方向。上述問題均是在開發(fā)電梯控制系統(tǒng)過程中設(shè)計師應(yīng)給予高度關(guān)注的，從而確保系統(tǒng)安全、可靠運行。
3.電梯PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的主要方式分析
3.1信號控制系統(tǒng)
在PLC系統(tǒng)中，電梯信號控制系統(tǒng)基本上均由PLC軟件對其進(jìn)行處理與控制的。歷經(jīng)長時間的發(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)的喜愛與青睞。
3.2拖動控制系統(tǒng)
一般具有交流拖動方式與直流拖動方式兩個類型。PLC系統(tǒng)無需作出太大的變動，工作過程的反饋信息與拖動控制情況直接傳送至PLC，隨后再通過PLC發(fā)出拖動或控制信號?，F(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。在電梯運行過程中，PLC首先傳送給變頻器換速信號，隨后由變頻器來控制主拖動電路，最終完成調(diào)速目標(biāo)。這樣的方式不僅便于操作、簡單實用，還確保了系統(tǒng)運行的可靠性與安全性。
4.電梯PLC 控制的主要優(yōu)勢探討
現(xiàn)階段，業(yè)內(nèi)常見的電梯控制有三種形式，即為微型計算機(jī)控制、PLC控制與繼電器控制。相對于微型計算機(jī)與繼電器控制來說，PLC電梯控制系統(tǒng)具有一定的優(yōu)勢，其自動化水平較高，且使用時間較長，提高系統(tǒng)運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
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，促使國內(nèi)的高層建筑越來越多，增加了人們對電梯的需求。通過合理應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)，在確保電梯穩(wěn)定、可靠、安全運行的同時，還收獲了較好的經(jīng)濟(jì)效果。并與當(dāng)前國家推行的綠色、環(huán)保發(fā)展主題相符，可見其發(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。由此可見要保證后續(xù)化工產(chǎn)業(yè)鏈的正常運作，首要問題是保證焦?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)，對保障焦?fàn)t生產(chǎn)起著重要的作用，同時為企業(yè)在激烈的市場競爭中打下夯實的基礎(chǔ)。由于焦化行業(yè)是一個特殊的行業(yè)，現(xiàn)場環(huán)境惡劣、連續(xù)作業(yè)、勞動密集性強(qiáng)，事故突發(fā)性大。因此煉焦設(shè)備電氣自動化尤其重要。目前我國四大車的機(jī)械自動化和電氣自動化水平已相當(dāng)完善，隨著計算機(jī)科學(xué)的發(fā)展和工業(yè)自動化越來越高的需求，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95萬噸焦化系統(tǒng)四大車PLC控制系統(tǒng)，在近幾年來實際操作使用中，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)由計算機(jī)、可編程控制器（PLC）、行程開關(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CANopen協(xié)議完成信號傳輸，從站安裝在工作現(xiàn)場，以便于采集現(xiàn)場工作信號，然后傳輸給主站進(jìn)行處理。從站根據(jù)主站發(fā)來的命令執(zhí)行相應(yīng)的要求并反饋信息給主站。
工作人員在控制臺上，通過主令開關(guān)或按鈕來控制發(fā)送信號，PLC系統(tǒng)通過操作平臺、行程開關(guān)上的開合實現(xiàn)PLC的信號輸入，PLC系統(tǒng)采集完信號，程序?qū)Σ杉盘栠M(jìn)行自動處理，然后通過PLC的信號輸出實現(xiàn)對變頻器的控制和電磁閥的控制，通過變頻器的輸出信號控制電機(jī)運行。整個系統(tǒng)在各個部分的緊密結(jié)合下實現(xiàn)對電機(jī)的安全有效控制。
2 焦?fàn)t四大車PLC控制系統(tǒng)存在的問題
95萬噸焦化系統(tǒng)自運行以來，在實際操作使用中，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)部點位燒壞故障和一些軟故障，在排除故障時，首先檢查控制線路，若線路正常，再進(jìn)一步用電腦對PLC進(jìn)行檢測，造成排除故障時間較長，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，且更換PLC模塊頻繁，費用較大，給公司帶來較大的損失。
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檢修時間的現(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)動電路負(fù)載DC24V電磁線圈，輸出點所帶負(fù)荷電流過大造成。
（2）PLC輸出模塊觸點容量過小，輸出模塊經(jīng)常燒壞，需更換模塊。
（3）發(fā)生故障后，故障點不明顯，維修查找故障很困難，造成排除故障時間較長，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）；有能對被控電路實現(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，還有對輸入量進(jìn)行耦合隔離、功能處理和對輸出部分進(jìn)行驅(qū)動的中間機(jī)構(gòu)（驅(qū)動部分）。
中間繼電器的工作原理是將一個輸入信號變成一個或多個輸出信號的電子元件。它的輸入信號為線圈的通電或斷電。它的輸出是觸頭的動作（所帶常開點閉合，常閉點打開），它的觸點接在其他控制回路中，通過觸點的變化導(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)動電路負(fù)載DC24V電磁線圈。如（圖2）所示。
通過對PLC控制系統(tǒng)及中間繼電器的特性進(jìn)行研究后，對四大車PLC控制系統(tǒng)輸出端由直接驅(qū)動負(fù)載改進(jìn)為間接驅(qū)動負(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之間沒有電氣上的聯(lián)系，因此，利用繼電器線圈接受電氣信號，利用觸點發(fā)送和輸出信號，從而避免強(qiáng)電和弱電信號之間的直接接觸，實現(xiàn)隔離，保證PLC正常運行，延長PLC使用壽命。
3.3 實施后運行效果
通過改造后效果明顯，主要優(yōu)點如下。
（1）PLC輸出模塊小容量觸點不再直接驅(qū)動負(fù)載，由繼電器觸點控制負(fù)荷，提高了輸出觸點容量，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，減少了對生產(chǎn)的直接影響。
（3）隔離繼電器帶有指示燈具有手動功能，可快速排除故障，及時找出故障點，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，減少維修費用。
4 結(jié)語
篇12
PLC作為一種自動化程度高、配置靈活的工業(yè)生產(chǎn)過程控制裝置,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,在自動控制領(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、輸出信號與總線信號之間均有隔離,但由于PLC的應(yīng)用場合越來越廣,受到的干擾也就越來越多。例如:來自電源波形的畸變,現(xiàn)場設(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。共模干擾是信號對地的電位差,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兩極間的干擾電壓,全要由空間電磁場在信號間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的,后者疊加在信號上,直接影響測量與控制精度。
本文主要是從干擾的來源及應(yīng)對措施進(jìn)行探討,為PLC電子控制的知識點的教學(xué)工作作為參考。
一、PLC控制系統(tǒng)干擾的主要來源
(一)空間的輻射干擾
空間的輻射電磁場(EMI),主要由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、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。其影響主要通過兩條路徑:一是直接對PLC內(nèi)部的輻射,由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾;二是對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)場設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場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,如開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等,都通過輸電線傳到電源原邊。
(三)信號線引入的干擾
與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線,除了傳輸有效的各類信息外,總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑:一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾,這往往被忽視;二是信號線上的外部感應(yīng)干擾,這是很嚴(yán)重的。由信號引入干擾會引起I/0信號工作異常,大大降低測量精度,嚴(yán)重時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統(tǒng),還將導(dǎo)致信號間互相干擾,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;而錯誤的接地,反而會引入嚴(yán)重的干擾信號,使PLC系統(tǒng)無法正常工作。屏蔽層、接地線和大地也有可能構(gòu)成閉合環(huán)路,在變化磁場的作用下,屏蔽層內(nèi)會出現(xiàn)感應(yīng)電流,通過屏蔽層和芯線之間的福合干擾信號回路。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)用實績或經(jīng)過考驗的系統(tǒng)。
二、PLC控制系統(tǒng)抗干擾的方法和措施
在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時,從硬件設(shè)計入手,通過合理配置供電電源、正確選擇接地點、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)動力設(shè)備分開配線,就可以有效地抑制來自電源的干擾。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,可將屏蔽層和PLC浮動的端子接地,如圖所示:
(二)正確選擇接地點,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)信號地。輸入端信號元件的地;(2)交流地。交流供電電源的N線;(3)屏蔽地。為防止靜電和磁場感應(yīng)而設(shè)置的外殼或金屬絲網(wǎng),通過專門的銅導(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PLC系統(tǒng)進(jìn)行良好的接地。一般情況下,接地方式與信號頻率有關(guān),當(dāng)頻率低于1MHz時,可用一點接地;高于10MHz時,采用多點接地;在1～10MH之間時,通常情況下,PLC控制系統(tǒng)采用一點接地,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,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施敷設(shè)(輸入輸出配線)
1.PLC電源線、I/O電源線、輸入信號線、輸出信號線、交流線及直流線均應(yīng)盡量分開布線。開關(guān)量信號線與模擬量信號線也應(yīng)分開布線,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。而信號線多采用雙絞線或屏蔽線。
2.輸入、輸出信號的防錯。當(dāng)輸入信號源為晶體管,或是光電開關(guān)輸出類型時,在關(guān)斷時仍有較大的漏電流,PLC的輸入繼電器靈敏度較高,當(dāng)漏電流的干擾超過一定值,就形成了錯誤信號。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,會因為這類輸出元件在關(guān)斷時有較大的漏電流,而引起微小電流負(fù)載誤動,導(dǎo)致輸入與輸出信號的錯誤,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表示輸入信號源或輸出晶閘管最大漏電流;Um表示輸入信號電壓或外部負(fù)載電壓最大值;IN表示輸入點或外部負(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的延遲作用來抑制竄入脈沖所引起的干擾,減小漏電流的干擾。
三、結(jié)語
PLC控制系統(tǒng)的干擾是一個十分復(fù)雜的問題,因此在抗干擾設(shè)計中應(yīng)綜合考慮各方面的因素,合理有效地抑制干擾,對有些干擾情況還需做具體分析,采取對癥下藥的方法,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，其實現(xiàn)控制功能的核心是微處理器和存儲器組成的控制組件，該組件通過內(nèi)部邏輯運算或其他運算，將處理后的信號作為PLC的輸出量對外部設(shè)備進(jìn)行各種控制，實現(xiàn)“軟接線”，這恰是現(xiàn)代機(jī)電控制的發(fā)展趨勢。PLC作為科技產(chǎn)物，有著自己的獨特特點和實現(xiàn)原理，在這里針對這方面進(jìn)行分析，望帶來提升。
一、PLC特點
1.較強(qiáng)的靈活性
在傳統(tǒng)的機(jī)電控制中，通過繼電器來完成相應(yīng)的控制任務(wù)，這不僅需要良好的機(jī)電過程設(shè)計，更需要良好的安裝過程，而當(dāng)控制任務(wù)有所變更時，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，在系統(tǒng)升級時，只需要進(jìn)行程序改變和簡單的線路修改便可以完成，所以說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、強(qiáng)震動、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)因為設(shè)備老化可能出現(xiàn)的各種問題，所以說PLC更為適合現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)。
3.編程簡單
PLC編程簡單易掌握。實際工作中，工業(yè)生產(chǎn)需要對于某一任務(wù)進(jìn)行調(diào)整時，可依靠程序編寫來實現(xiàn)，大大的提升了機(jī)電控制系統(tǒng)的工作效率。同樣因編程簡單，就使得在進(jìn)行設(shè)計時，可以將一些簡單的模塊進(jìn)行外包，加快設(shè)計速度。
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的輸入輸出點數(shù)，同時它通過界面能夠給運行人員直觀的印象，操作簡單；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)成開環(huán)或閉環(huán)控制系統(tǒng)，實現(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廠家提供的編程語言自主編制的程序，主要用于控制生產(chǎn)設(shè)備運行。PLC程序的準(zhǔn)確編制和調(diào)試是系統(tǒng)設(shè)計的核心，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，提高實時性。利用PLC三大類指令的有機(jī)配合可以實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。
三、PLC機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計
電控系統(tǒng)的準(zhǔn)確設(shè)計是PLC機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。以日本三菱公司PLC為例，從以下幾個方面來進(jìn)行電控系統(tǒng)設(shè)計：
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I/O接口完成工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場信號的采集及輸出信號控制工業(yè)設(shè)備。首先要根據(jù)采集的信號和生產(chǎn)現(xiàn)場所需控制信號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數(shù)，同時考慮所帶負(fù)載的類型、實時性的要求及人機(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)動電動機(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輸入及輸出點數(shù)優(yōu)化
根據(jù)對控制系統(tǒng)的具體分析，考慮各種工作方式之間的切換以及手動操作等，確定PLC的輸入輸出點數(shù)?？紤]性價比原因，對復(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)計相應(yīng)的軟開關(guān)和軟按鈕，也可以減少PLC的輸入點數(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選擇依次按從小到大的順序編號。
3.設(shè)計PLC輸入/輸出接線圖
在設(shè)計輸入部分時，要充分考慮幾方面的問題。一是PLC輸入點數(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)作用的輸入接點及停止按鈕，一般采用常閉接點。三是有源開關(guān)使用PLC內(nèi)部電源時，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，因為涉及功率問題。
同樣在設(shè)計輸出部分時也要考慮幾點。一是PLC輸出點數(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，要注意外部電源的極性，否則負(fù)載不工作。三是驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)等相關(guān)負(fù)載時，一定要設(shè)計外電路，而不是利用PLC輸出的開關(guān)量信號直接驅(qū)動。
4.程序設(shè)計
PLC的編程語言主要有兩種，一種是圖形化編程語言，一種是文本化編程語言。圖形化編程語言分為梯形圖、順序功能圖及功能圖，而文本化編程語言分為指令語句表及結(jié)構(gòu)文本兩種。梯形圖簡單明了；順序功能圖是程序設(shè)計的發(fā)展趨勢和方向；功能圖并不是按順序執(zhí)行，是將程序集中構(gòu)成一個功能模塊，例如設(shè)計一個電梯控制程序，可以構(gòu)造多個功能模塊，再組合，使用時就調(diào)用相應(yīng)功能模塊；指令語句表相當(dāng)于匯編語言，由匯編語言演變而來，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，選擇合適的編程語言，設(shè)計最優(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)計過程中，利用組態(tài)軟件，打開工程瀏覽器，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、型號的PLC；在數(shù)據(jù)庫詞典下根據(jù)PLC的I/O分配表設(shè)定PLC的I/O離散量；設(shè)計人機(jī)界面畫面，全部保存，設(shè)計主畫面，運行。
5.可靠性設(shè)計
在進(jìn)行可靠性設(shè)計過程中，主要包括兩個方面的內(nèi)容：一方面是保證設(shè)計科學(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)計過程中，一般從這兩個方面對設(shè)計的可靠性進(jìn)行評價。一般來說，首先考慮的是硬件保護(hù)能力，在系統(tǒng)設(shè)計中，通過短路保護(hù)、互鎖聯(lián)鎖措施、失壓保護(hù)與緊急停車措施來應(yīng)對這方面的問題；其次是軟件措施，在PLC程序中設(shè)計消抖程序及實現(xiàn)故障的自診斷和自處理程序來提高PLC的抗干擾能力。
6.通信設(shè)計
在進(jìn)行電控系統(tǒng)各設(shè)備之間的通信過程中，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，假如沒有進(jìn)行初始設(shè)定或有一個錯誤的設(shè)定，數(shù)據(jù)將不能進(jìn)行傳輸；PLC在進(jìn)行計算機(jī)鏈接（專用協(xié)議）和無協(xié)議通訊（RS指令）時均需對通訊格式（D8120）進(jìn)行設(shè)定，其中包含有波特率、數(shù)據(jù)長度、奇偶校驗、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。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，通過串行口與PLC和數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行通信，這樣可實現(xiàn)對各個開關(guān)量的控制以及現(xiàn)場數(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特點入手，討論其控制系統(tǒng)組成，針對其設(shè)計過程進(jìn)行分析，希望文中的分析可以為PLC應(yīng)用帶來借鑒。
參考文獻(xiàn)