PLC可编程序（精选12篇）
PLC可编程序 篇1
可编程序控制器和计算机的接地系统包括有信号地、电源地和安全保护地, 此外在信号传输线路、动力和信号电缆上需要有屏蔽地。以上几种接地系统都是要连接到大地下面, 其主要作用是:为信号提供一个标准零电位;消除金属外壳上感应电压或分布电容储存的电量;吸收微小的漏电或消除地域距离差别引起的静电电势等。因此, 实时系统中的接地是抑制干扰, 保护系统安全运行的重要方法。在个人计算机和控制自动化的计算机系统开始出现前, 流行的设计是为它们专门接地。因为当时, 电能传输系统对接地要求并不严格, 关键一条指标即接地电阻为4Ω, 实际为4Ω~10Ω左右。计算机开始使用于工业自动化控制后, 由经验和教训得到对工业用计算机接地电阻应小于2Ω。因此, 以前在供电、接地和干扰技术中, 系统全浮空, 计算机电源和保护地与信号地分开, 各自独立接地是较长时间内受人注意的一种接地方法。随着可编程序控制器问世, 其一个重要特点就是它的I/O接口和外界有极强的隔离安全工艺。
修建一个好的地线网有如下要求:地线网用四根或三根接地棒正方形或正三角形埋设, 接地棒长L, 两接地棒间隔距离为2r, 接地棒为空心管状, 内外添入土、水和盐, 并深埋于地面以下, 几根接地棒之间用钢排、铜线连接牢固, 连接时设置一个接线铜排。从原始铜排上引出一次接地线。接地棒和一次接地线敷设完毕后, 在接地末端测量接地电阻应小于2Ω。地面固有电阻为ρ时接地电阻大致上符合公式:
机房和用电现场关键地域设置集中接地铜排, 从地线网引出 (A) 型铜导线到中央控制室, 各个机房。在那里安装一个PEB铜排, 并将其绝缘地挂于工作场所。从房间PEB铜排, 以放射状连接, 用 (B) 型铜导线接入各个机框。 (B) 型铜导线截面积为53.5mm2~55mm2。如果机框较小或铜导线直接连接至可编程序控制器的外挂式、集成式模块, (B) 型铜导线截面积可视情况改变。图中的PE就是每台机架、机框, 可编程序控制器, 用电, 用地线的统一接地点, 它可以以放射状与每个用地线的连接点连接。对于 (A) 型线和 (B) 型线, 要保证缆线的钢性, 不可折断。
可编程序控制器系统和用电系统是单独接地还是分开接地, 标志着可编程序控制器技术发展的水平。以前计算机和可编程序控制器强调本身隔离和信号浮空。可编程序控制器系统要单独接地, 即自己另外作一套接地系统。而现在可编程序控制器技术允许直接就地供电。对于三相四线制电路中的N和PE, 当可编程序控制器系统接地后几乎不能把它们分开。实例和理论中所说的统一接地, 实际上是力求电源接地水平达到可编程序控制器要求的同一水平。
对具体的接地处理而言:
在可编程序控制器为核心的控制系统中, 有多种接地方法, 每种接地线汇于一个理论上的“点”, 这是信息零电位基础。为了安全使用可编程序控制器, 应区别以下几种接地方法。
数字地, 也称逻辑地, 是各种开关信号, 数字信号的零电位。
模拟地, 是模拟信号的零电位, 它也是模拟信号精密电源的零电位, 它的“零”是十分严格的电平。
信号地, 通常是指一般传感器的地。
交流地, 交流供电电源N线, 他通常又是产生噪音的主要地方。
直流电, 它是直流电源标准电压起点在非浮空的直流电源下, 就把它作为地线进行接地连接。
屏蔽地, 一般为防止静电、磁场感应而设置的外壳或金属丝网, 为了消除外壳或金属丝网上储存的电荷, 专门使用铜导线将外壳或金属丝网连接到地壳中去。
保护地, 一般指机器、设备外壳或装在机械与设备内的独立器件的外壳, 外壳要与其内部绝缘, 外壳接地用以保护人身安全和防护设备电能的漏失, 因此保护地必须是良好的接地。
在工程安装阶段, 要很好地连接上述各种接地线, 在安装电源和配置好地线之后, 可编程序控制器才进入通电与调试, 它一般遵循下列几个原则。
就一点接地和多点接地的一般情况而言, 高频电路应该就近多点接地, 低频电路应该一点接地。低频电路中, 布线和元件间的电磁很小, 而多点接地时, 回地环流过多会产生干扰。因此, 低频电路中经常使用一点统一对外接地。在高频电路中, 地线上具有电感, 因而增加了接地电阻, 同时各地线之间可能产生电磁耦合。一般情况下接地方式与频率有关, 当频率低于1HZ时可以一点接地;高于10MHz时采用多点接地;在1MHz~10MHz之间时, 采用那种接地应视情况而定。
交流地和信号地不能共同用同一载体。交流电源在传输时, 在相当一段间隔的电源导线上, 会有几个毫伏、甚至几个伏特的电压, 它称为跨步电压。低电平信号的传输, 要求沿路电平均为零。为防止交流电对低电平信号的干扰, 在直流信号的导线上要求加隔离屏蔽层, 另外不允许信号源与交流电共同使用一根地线。
将屏蔽地、保护地各自独立地接到接地铜排上, 不应当将其和电源地、信号地在其它任意地方扭在一起。在控制系统中, 为了减少信号的电容耦合噪音, 一般采用了多种屏蔽措施。对于像雷达、电台这类高频辐射的干扰, 可以用金属丝网作为屏蔽, 即用电阻低的金属丝网或外壳套在关键部位上。对于纯防磁的现场, 例如防止强磁铁、变压器、大电机的磁场耦合, 可以采用高导磁材料作外罩, 使磁回路闭合, 再将外罩接入大地, 保护地常用一点接地。
模拟信号地和屏蔽地、模拟地的接法也是十分重要的, 每个商家在提供可编程序控制器的模板时, 都有许多严格的连接方法规则。包括信号配线、外壳屏蔽、浮地、传输电缆使用的型号、芯截面积、电源供应等。当可编程序控制器系统应用的范围较大时, 要求避免将模拟量信号做长距离的传输, 需要使用较多的模拟量模板时, 力争把每块模板布置到距离现场较近的扩展机箱上去;一些独立功能, 例如集中温度监视、存储筒仓的料位监视、电子秤计量, 常常设计为独立的专用系统来处理模拟量信息。在数字控制的集散系统DCS中, 常常使用配置仪表、变送器来解决模拟量信号输入的采集和传输、模拟量输出信号的长距离传输。
综上所述, 接地系统在可编程序控制器系统中的重要性。对于建设单位在施工和调试中要注意系统接地中的一些细节和问题, 以确保可编程序控制器系统的安全可靠运行。
摘要：接地系统在自动化控制系统中是一个不可忽视的重点。它对系统是否能够安全运行以及信号能否正确传输起着不可小视的作用。本文就可编程序控制器中的接地问题, 说明一些在电气施工和调试中应注意的事项。希望能够为将来可编程序控制器系统的施工和调试工作带来一些方便。
关键词：可编程序控制器 (PLC) ,接地系统,接地处理
参考文献
[1]李晋兵.PLC控制系统抗干扰技术的应用[J].科技情报开发与经济, 2006 (10) .
[2]周景成.PLC的外部电磁干扰浅析[J].青海科技, 2007 (3) .
PLC可编程序 篇2
摘要：介绍了在控制系统中选择PLC的一般方法，详细说明了在PLC机型的多样性，以及在PLC的输入输出点数功能等方面作如何选择。
关键词：PLC I/O 选择 开关量 模拟量 数字量
随着PLC的推广普及，PLC产品的种类和数量越来越多，而且功能也日趋完善。近年来，从美国、日本、德国等国引进的PLC产品及国内厂家组装或自行开发的产品已有几十个系列、上百种型号。PLC的品种繁多，其结构型式、性能、容量、指令系统、编程方法、价格等各不相同，适用场合也各有侧重。因此，合理选择PLC，对于提高PLC在控制系统中的应用起着重要作用。
1 机型的选择
PLC机型选择的基本原则是，在功能满足要求的前提下，选择最可靠、维护使用最方便以及性能价格比的最优化机型。
在工艺过程比较固定、环境条件较好(维修量较小)的场合，建议选用整体式结构的PLC;其它情况则最好选用模块式结构的PLC。
对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目中，一般其控制速度无须考虑，因此，选用带A/D转换、D/A转换、加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求。
而在控制比较复杂，控制功能要求比较高的工程项目中(如要实现PID运算、闭环控制、通信联网等)，可视控制规模及复杂程度来选用中档或高档机。其中高档机主要用于大规模过程控制、全PLC的分布式控制系统以及整个工厂的自动化等。根据不同的应用对象，表1列出了PLC的几种功能选择。
表1 PLC的功能及应用场合
序 号应用对象功 能 要 求应 用 场 合1替代继电器继电器触点输入/输出、逻辑线圈、定时器、计数器替代传统使用的继电器，完成条件控制和时序控制功能2数学运算四则数学运算、开方、对数、函数计算、双倍精度的数学运算设定值控制、流量计算;PID调节、定位控制和工程量单位换算3数据传送寄存器与数据表的相互传送等数据库的生成、信息管理、BAT-CH(批量)控制、诊断和材料处理等4矩阵功能逻辑与、逻辑或、异或、比较、置位(位修改)、移位和变反等这些功能通常按“位”操作，一般用于设备诊断、状态监控、分类和报警处理等5高级功能表与块间的传送、校验和、双倍精度运算、对数和反对数、平方根、PID调节等通信速度和方式、与上位计算机的联网功能、调制解调器等6诊断功能PLC的诊断功能有内诊断和外诊断两种。内诊断是PLC内部各部件性能和功能的诊断，外诊断是中央处理机与I/O模块信息交换的诊断--7串行接口(RS-232C)一般中型以上的PLC都提供一个或一个以上串行标准接口(RS-232C)，以例连接打印机、CRT、上位计算机或另一台PLC--8通信功能现在的PLC能够支持多种通信协议。比如现在比较流行的工业以太网等对通信有特殊要求的用户
对于一个大型企业系统，应尽量做到机型统一。这样，同一机型的PLC模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理;同时，其统一的功能及编程方法也有利于技术力量的培训、技术水平的提高和功能的开发;此外，由于其外部设备通用，资源可以共享，因此，配以上位计算机后即可把控制各独立系统的多台PLC联成一个多级分布式控制系统，这样便于相互通信，集中管理。
2 输入/输出的选择
PLC是一种工业控制系统，它的控制对象是工业生产设备或工业生产过程，工作环境是工业生产现场。它与工业生产过程的联系是通过I/O接口模块来实现的。
通过I/O接口模块可以检测被控生产过程的各种参数，并以这些现场数据作为控制信息对被控对象进行控制。同时通过I/O接口模块将控制器的处理结果送给被控设备或工业生产过程，从而驱动各种执行机构来实现控制。PLC从现场收集的信息及输出给外部设备的控制信号都需经过一定距离，为了确保这些信息的正确无误，PLC的I/O接口模块都具有较好的抗干扰能力。根据实际需要，一般情况下，PLC都有许多I/O接口模块，包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块以及其它一些特殊模块，使用时应根据它们的特点进行选择。
2.1 确定I/O点数
根据控制系统的.要求确定所需要的I/O点数时?应再增加10%～20%的备用量，以便随时增加控制功能。对于一个控制对象，由于采用的控制方法不同或编程水平不同，I/O点数也应有所不同。
表2列出了典型传动设备及常用电气元件所需的开关量的I/O点数。
表2 典型传动设备及常用电气元件所需的开关量的I/O点数
序 号电气设备、元件输入点数输出点数序 号电气设备、元件输入点数输出点数1Y-起动的笼型异步电动机4312光电管开关2-2单向运行的笼型异步电动机4113信号灯-13可逆运行的笼型异步电动机5214拨码开关4-4单向变极电动机5315三档波段开关3-5可逆变极电动机6416行程开关1-6单向运行的直流电动机9617接近开关1-7可逆运行的直流电动机12818制动器-18单线圈电磁阀2119风机-19双线圈电磁阀3220位置开关2-10比例阀3521单向运行的绕线转子异步电动机3411按钮1-22可逆运行的绕线转子异步电动机45
2.2 开关量输入/输出
通过标准的输入/输出接口可从传感器和开关(如按钮、限位开关等)及控制(开/关)设备(如指示灯、报警器、电动机起动器等)接收信号。典型的交流输入/输出信号为24～240V，直流输入/输出信号为5～240V。
尽管输入电路因制造厂家不同而不同，但有些特性是相同的。如用于消除错误信号的抖动电路;免于较大瞬态过电压的浪涌保护电路等。此外，大多数输入电路在高压电源输入和接口电路的控制逻辑部分之间都设有可选的隔离电路。
在评估离散输出时，应考虑熔丝、瞬时浪涌保护和电源与逻辑电路间的隔离电路。熔丝电路也许在开始时花费较多，但可能比在外部安装熔丝耗资要少。
2.3 模拟量输入/输出
模拟量输入/输出接口一般用来感知传感器产生的信号。这些接口可用于测量流量、温度和压力，并可用于控制电压或电流输出设备。这些接口的典型量程为-10～+10V、0～+10V、4～20mA或10～50mA。
一些制造厂家在PLC上设计有特殊模拟接口，因而可接收低电平信号?如RTD、热电偶等?。一般来说，这类接口模块可用于接收同一模块上不同类型的热电偶或RTD混合信号。
2.4 特殊功能输人/输出
在选择一台PLC时，用户可能会面临一些特殊类型且不能用标准I/O实现的I/O限定?如定位、快速输入、频率等?。此时用户应当考虑供销厂商是否提供有特殊的有助于最大限度减小控制作用的模块。有些特殊接口模块自身能处理一部分现场数据，从而使CPU从耗时的任务处理中解脱出来。
2.5 智能式输入/输出
当前，PLC的生产厂家相继推出了一些智能式的输入/输出模块。一般智能式输入/输出模块本身带有处理器，可对输入或输出信号作预先规定的处理，并将处理结果送入CPU或直接输出，这样可提高PLC的处理速度并节省存储器的容量。
智能式输入/输出模块有高速计数器(可作加法计数或减法计数)、凸轮模拟器(用作绝对编码输人)、带速度补偿的凸轮模拟器、单回路或多回路的PID调节器、ASCII/BASIC处理器、RS―232C/422接口模块等。表3归纳了选择I/O模块的一般规则。
表3 选择PLC的I/O接口模块的一般规则
I/O模块类型现场设备或操作(举例)说 明离散输入模块和I/O模块选择开关、按钮、光电开关、限位开关、电路断路器、接近开关、液位开关、电动机起动器触点、继电器触点、拨盘开关输入模块用于接收ON/OFF或OPENED/CLOSED(开/关)信号，离散信号可以是直流的，也可以是交流的离散输出模块和I/O模块报警器、控制继电器、风扇、指示灯，扬声器、阀门、电动机起动器、电磁线圈输出模块用于将信号传递到ON/OFF或OPENED/CLOSED(开/关)设备。离散信号可以是交流或直流模拟量输入模块温度变送器、压力变送器、湿度变送器、流量变送器、电位器将连续的模拟量信号转换成PLC处理器可接受的输入值模拟量输出模块模拟量阀门、执行机构、图表记录器、电动机驱动器、模拟仪表将PLC处理器的输出转为现场设备使用的模拟量信号(通常是通过变送器进行)特种I/O模块电阻、电偶、编码器、流量计、I/O通信、ASCII、RF型设备、称重计、条形码阅读器、标签阅读器、显示设备通常用作位置控制、PID和外部设备通信等专门用途
3 PLC存储器类型及容量选择
PLC系统所用的存储器基本上由PROM、E-PROM及PAM三种类型组成，存储容量则随机器的大小变化，一般小型机的最大存储能力低于6kB，中型机的最大存储能力可达64kB，大型机的最大存储能力可上兆字节。使用时可以根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型，必要时也可专门进行存储器的扩充设计。
PLC的存储器容量选择和计算的第一种方法是：根据编程使用的节点数精确计算存储器的实际使用容量。第二种为估算法，用户可根据控制规模和应用目的，按照表4的公式来估算。为了使用方便，一般应留有25%～30%的裕量，获取存储容量的最佳方法是生成程序，即用了多少字。知道每条指令所用的字数，用户便可确定准确的存储容量。表4同时给出了存储器容量的估算方法。
表4 控制目的估算存储器容量的方法
控制目的公 式说 明代替继电路M=Km(10DI+5D0)DI为数字(开关)量输入信号;Do为数字(开关)量输出信号;AI为模拟量输入信号;Km为每个接点所点存储器字节数;M为存储器容量模拟量控制M=Km(10DI+5Do+100AI)多路采样控制M=Km[10DI+5Do+100AI+(1+采样点×0.25]
4 软件选择
在系统的实现过程中，PLC的编程问题是非常重要的。用户应当对所选择PLC产品的软件功能有所了解。通常情况下，一个系统的软件总是用于处理控制器具备的控制硬件的。但是，有些应用系统也需要控制硬件部件以外的软件功能。例如，一个应用系统可能包括需要复杂数学计算和数据处理操作的特殊控制或数据采集功能。指令集的选择将决定实现软件任务的难易程度。可用的指令集将直接影响实现控制程序所需的时间和程序执行的时间。
5 支撑技术条件的考虑
选用PLC时，有无支撑技术条件同样是重要的选择依据。支撑技术条件包括下列内容：
(1)编程手段
●便携式简易编程器主要用于小型PLC，其控制规模小，程序简单，可用简易编程器。
●CRT编程器适用于大中型PLC，除可用于编制和输入程序外，还可编辑和打印程序文本。
●由于IBM―PC已得到普及推广，IBM―PC及其兼容机编程软件包是PLC很好的编程工具。目前，PLC厂商都在致力于开发适用自己机型的IBM―PC及其兼容机编程软件包，并获得了成功。
(2)进行程序文本处理
●简单程序文本处理以及图、参量状态和位置的处理，包括打印梯形逻辑;
●程序标注，包括触点和线圈的赋值名、网络注释等，这对用户或软件工程师阅读和调试程序非常有用。
●图形和文本的处理。
(3)程序储存方式
对于技术资料档案和备用资料来说，程序的储存方法有磁带、软磁盘或EEPROM存储程序盒等方式，具体选用哪种储存方式，取决于所选机型的技术条件。
(4)通信软件包
对于网络控制结构或需用上位计算机管理的控制系统，有无通信软件包是选用PLC的主要依据。通信软件包往往和通信硬件一起使用，如调制解调器等。
6 PLC的环境适应性
由于PLC通常直接用于工业控制，生产厂都把它设计成能在恶劣的环境条件下可靠地工作。尽管如此，每种PLC都有自己的环境技术条件，用户在选用时，特别是在设计控制系统时，对环境条件要给予充分的考虑。
一般PLC及其外部电路(包括I/O模块、辅助电源等)都能在表5所列的环境条件下可靠工作。
表5 PLC的工作环境
序 号项 目
说 明
1湿度工作温度范围为0～55℃，最高为60℃，贮存温度范围为-40～+85℃2湿度相对湿度5%～95%*无凝结霜)3振动和冲击满足国际电工委员会标准4电源采用220V交流电源，允许变化范围为-15%～+15%，频率为47～53Hz，瞬间停电保持10ms5环境周围空气不能混有可燃性、爆炸性和腐蚀性气体
7 结束语
PLC可编程序 篇3
关键词：可编程程序控制器；特点；工作原理；电器控制；应用
中图分类号：TP314 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）18-0074-02
1 可编程程序控制器（PLC）
1.1 可编程程序控制器（PLC）简介
可编程程序控制器作为一种现代化自动控制装置，其结构复杂多变，囊括了计算机技术、自动化技术、智能化技术、通讯技术等多种技术，通过用计算机处理器对程序进行操作和控制，不仅可以提高设备的工作效率和安全性，还可应用于新产品的开发与建设。
1.2 可编程程序控制器（PLC）的特点
可编程程序控制器采用的是一种数字电子化操作控制系统，具有操作简便性、使用可靠性高和抗干扰力强等优点。因此，广泛的应用在电器控制系统当中，其优势主要体现在以下几方面。
1.2.1 降低操作难度，易于掌控
梯形图语言作为PLC的基础编程语言，具有辨识度高、具体形象、使用便利等优点，降低了工作人员的操作难度。对工业生产中的电器控制系统进行了改进与完善，提高了工作效率。
1.2.2 系统程序功能完整
随着科技和社会地不断发展，可编程程序控制器（PLC）的功能也日益完善。除原本的基础功能外，它还具有自动诊断功能、智能化功能、远程输入和输出功能、定时功能、计算功能、图形显示功能和动态组合显示功能等，系统控制从离散性转变到连续性的流程模式，提高了设备的控制技术水平和控制质量。
1.2.3 安全可靠性高
相比传统的电器控制器，PLC系统中植入了抗干扰的系统体系，可进行电波过滤、电波干扰、光电隔离等，在不良环境中还可进行集中采样并输出，提高了设备对恶劣环境的适应性，增强其抗干扰能力，为系统的稳定运行提供保障。当设备出现运行故障时，可编程程序控制器可启动自我诊断系统，对发生故障的位置进行精确定位，有利于电器维修工作的开展。PLC的故障处理流程，如图1所示。
1.2.4 降低了生产成本，提高收益
可编程程序控制器的控制盘比传统的继电器体积缩小了近一半，减少了配线的使用，不仅体积大大缩小，而且降低了生产成本的投入，大大提高了经济收益，推动了现代工业自动化的发展进程。
1.2.5 适用范围广
现可编程程序控制器已具有较为完善的产品体系，有各有型号的产品可供用户选择，具有很强的通用性，扩大了可编程程序控制器的使用范围。
2 工作流程
作为现代电器控制系统支柱之一的可编程程序控制器，拥有很强的抗干扰功能和精准的故障自我诊断及修复功能，既保障了设备运营的安全可靠性，又提高了电器控制的技术水平。可编程程序控制器为了更好地适应到电器控制系统当中，在其设计中大大提高了设备的通用性。PLC的工作流程具体如下：
首先，输入功能进行信息的录入。PLC的系统做出指令，根据现场的实际情况进行实时准确录入和读取。
其次，运算系统的运行。PLC按照操作者发出的指令进入逻辑及算法程序，对指定的输入指令进行计算。
最后，逻辑控制功能的操作。根据对以上给出的逻辑运算结果进行指定系统传达，使相应的系统做出用户所需要的功能反应，完成控制器的整个工作流程。
可编程程序控制器在工作过程中按照连续扫描式的工作方式对各个指令进行分步进操作，整个扫描工作内容包含了样点输入、系统处理、通讯处理、结果输出等，具有运行速率快、数据处理精确度高等优点，大大提高了工作效率。
3 可编程程序控制器的运用
可编程程序控制器在电器控制系统中有着重要的作用。因此，加强可编程程序控制器的系统装备，保证电器控制系统处于安全、高效的工作状态，更好地服务社会和人民大众。实践表明，由于可编程程序控制器系统完善、技术过硬、可靠性高等诸多优势，以使其迅速在电器控制中占领市场。
3.1 开关量的逻辑控制
不同于传统的继电器电路，可编程程序控制器对设备的开关量控制从原本的单台设备转变为整个生产流水线的设备控制模式，如组合机床和生产线等，大大减少了工业生产成本的投入资金，提高了工作效率，有利于实现最大化的经济效益。
3.2 对运动物体的控制
可编程程序控制器具有对圆周及直线运动轨迹的电器设备进行控制的能力。PLC针对物体的运动轨迹，启动传感器操作系统对其轨道的运行速度及运动方向进行系统控制，如可实现对电梯、机器人、机床的控制操作。
3.3 主要参数的处理
现代大多数产品的生产都是依靠电器控制系统完成的，生产过程中需要对温度、湿度、压强、速度、液体流速及高度等主要参数的变化进行及时录入及监测，这个环节工作量大且非常复杂，但可编程程序控制器可通过D/A转换器进行及时处理，提高了编程控制器的准确度及工作效率。
3.4 总分式控制系统
这种电器控制方式是通过设置一台主可编程程序控制器，通过其对各个设备进行集中监控操作，负责各个设备间的信息连接与传递。总分式控制系统分工明确，统一由可编程程序控制器发出指令操作，可使各个设备各司其职，避免了单一设备间的信息传递不准确、操作复杂等缺点。同时，当其中一个程序控制要求发生改变时，可编程程序控制器可及时对设备发出指令，使全部设备终止运行，提高工作效率。
3.5 多层次独立控制系统
这种电器控制方式是对每个控制对象都配备一个可编程程序控制器，通过多层次间的可编程程序控制器进行信息的传递及指令的下达。多层次独立电器控制方式可对每个控制对象的信息进行详细掌握，提高控制的精确度。除此之外，当某一PLC设备发生故障时，不会对其他控制对象产生影响，可将受害损失降低到最小。
4 结 语
在科技快速发展的今天，人们应该提高对可编程程序控制器的认识，不断探索与研究，寻找出更好地提高可编程程序控制器的相关控制措施，将可编程程序控制器的稳定性、安全性、高效性提高到最大程度。提高可编程程序控制器的应用水平，为我国电器控制的质量提供了保障，不断提高我国电器控制领域的发展步伐。
参考文献：
[1] 张征富.浅析可编程序（PLC）控制器在电气控制中的应用[J].内蒙古石 油化工，2012，（10）.
PLC可编程序 篇4
1 课程设计性质
本次课程设计是在学生学完《可编程序控制器》课程后, 进行的技能训练。通过课程设计一方面验证所学的基本理论知识, 将感性的和理性的专业知识融洽起来进行专业强化;同时培养学生的基本操作技能与设计能力, 使所学的理论在实践中灵活运用, 增强解决实际问题的能力。
2 课程设计任务要求
我们按课程大纲要求选择了三个课题:a.和液压气动一起控制机床;b.和变频器一起控制电梯;c.交通灯控制。根据班级人数进行分组, 按课题设计任务书内容要求制定计划。现举一个课题的设计过程实例。
例:交通信号灯控制
2.1. 控制要求
2.1.1 系统工作受开关控制, 起动开关ON系统工作;起动开关OFF系统停止。
2.1.2 控制对象有八个:
东西方向红灯两个, 南北方向红灯两个;
东西方向黄灯两个, 南北方向黄灯两个;
东西方向绿灯两个, 南北方向绿灯两个;
东西方向左转弯绿灯两个, 南北方向左转弯绿灯两个。
2.1.3 控制规律:
(1) 晚上时段按提示警告方式运行, 规律为:东、南、西、北四个黄灯全部闪亮, 其余灯全部熄灭, 黄灯闪亮按亮0.4秒, 暗0.6秒的规律反复循环。
(2) 高峰时段、正常时段及晚上时段的时序分配按时序图1运行。
2.2 课题要求
2.2.1 按题意要求, 画出PLC端子接线图、控制梯形图。
2.2.2 完成PLC端子接线工作, 利用编程器输入梯形图控制程序, 完成调试。
2.2.3 完成课程设计说明书。
2.3 答辩问题
2.3.1 高峰时段16:30的起始时间改为16:00, 梯形图作如何改动?
2.3.2 正常时段东西左转弯绿灯45秒的起始时间改为40秒, 梯形图作如何改动?
2.3.3 高峰时段东西左转弯绿灯55秒的起始时间改为60秒, 梯形图作如何改动?
2.3.4 如何在交通控制灯起动时, 校正当时的时钟?
3 课程设计方法与步骤
3.1 确定控制任务。
首先要详细分析被控对象、控制过程与要求, 熟悉其工艺过程, 然后列出控制系统中功能和指标要求, 明确控制任务。本例由于交通灯控制, 没有相关的机械控制过程, 选用指令相对单一, 主要使用定时器和计数器。
3.2 选用和确定用户I/O设备。
根据系统控制要求, 初步估计所需PLC的I/O点数。本例无输入信号, 只有开关OFF和ON两种状态, 输出就八个交通信号灯, 根据选用PLC机型的基本原则, 确定欧姆龙CPM1A或三菱FX2N型号。学生在选择PLC时要求掌握其基本性能指标。
3.3 系统的软件和硬件设计。
是本课程设计最重要的部分, 首先要分配PLC的I/O点数, 并设计PLC的I/O端口接线图。在分配I/O点编号时应尽量将同一类的信号集中配置, 地址号按顺序连续编排。软件设计, 用户程序编写过程就是软件设计过程。编程时, 合理利用指令, 注意信息名称的定义, 最后进行单块调试及软硬件联调与系统总调。硬件设计, 进行软件设计的同时可进行硬件配备工作, 如外围电路, 包括主电路的设计、强电设备的安装布线等。本例硬件输入输出电路相对简单, 但要强调欧姆龙和三菱系列PLC输入接口是不一样的, 一个要24伏直流电源, 三菱不需要输入电源的。关键在于软件设计, 有的学生甚至看不懂时序图, 建议不懂的同学到市区十字路口观察交通灯的工作过程, 加强直观感。我们先设计高峰段情况, 相对简单一点。闪烁电路象调用子程序一样, 先编一个闪烁电路, 需用时再调用。高峰段程序编好后可以先在PLC上调试, 许多在梯形图上难以发现的问题, 现在都出来了, 要求在线修改, 印象非常深刻, 增强学习兴趣。90秒的循环一目了然, 学生在设计过程中有强烈的成就感。但和全天三个时段比较起来还有相当的差距, 因高峰段、正常段、夜间都是一小时为单位的, 而PLC的定时器最大定时间为99.99秒, 显然要对定时器进行延时, 通过比较采用计数器延时更胜一筹。引导学生采用内部脉冲记数或定时器配合计数器延时可以把高峰、正常、夜间等划分开。由于使用定时器和计数器较多, 要求学生列表把定时器和计数器的下标号和设定常数标注好, 编写梯形图时, 一定要标注每一梯形行的功能, 使程序的可读行增强。
3.4 联机统调。
在程序设计和控制台完成后, 就可进行联机统调, 若不满足要求, 可修改和调整系统的硬、软件, 直到达到设计要求为止。本例中硬件线路较简单检查一遍即可, 主要调试软件, 调试的过程就是修改程序和参数的过程, 一定要仔细, 软件程序不允许出现任何差错。待全部调试结束, 可将程序下载到PLC中。最后编制技术文件进行答辩。
一个实用的工业自动化控制系统往往是很复杂的, 其中可能包括机、电、液、气等内容, 而且还会因行业不同控制要求也有所不同。故在设计之前, 应把机械、电工电子、液压、气动和计算机等知识与PLC技术进行有机地联系, 设计完成后各小组之间可相互学习探讨, 完善本小组没有接触到的内容, 真正实现学生毕业后在PLC技术应用领域“零距离上岗”的教学目标。
参考文献
[1]王浩.数控机床电器控制[M].北京:清华大学出版社.
PLC可编程序 篇5
课程设置 ⒈三菱PLC设计师班 ⒉西门子S7-200设计师班 ⒊西门子S7-300/400培训 ⒋wincc组态培训 ⒌PLC综合班 ⒍变频器、三菱PLC全程班 7.西门子PLC全程班 教学理念
“企业需要什么人才，就培训什么人才”最前沿的课程开发理念，课程设置完全与社会需求接轨。
教学管理
学校为确保教学质量，在师资管理方面，首先建立了教师资格审查制度，使培训质量有据可循。其次通过组织听课、观摩教学、量化考核、学员反馈等方式，不断提高师资队伍的教学水平，以适应职业培训和创新发展的要求；同时建立培训质量监督机构，全面负责监督和评估培训过程质量保证体系的运转情况；实行班主任负责制，强化管理过程；制定量化考核标准，使我们对培训质量的考核和评估有据可依，有证可查。
学校地址
常州南大街商务馆B座5楼、6楼
可编程序控制器的比较使用 篇6
目前世界上生产PLC的厂家很多,美国通用电气公司、德国的西门子公司、日本的三菱、欧姆龙等公司都比较著名。市面上常用的有三菱FX2系列、松下FP1系列、欧姆龙C系列和西门子S7系列等机型。尽管不同厂家生产的PLC种类和功能不尽相同,但其基本结构与工作原理却大体相同。结合近几年的教学,笔者就常用四种机型的基本使用作简单的比较,不当之处请读者批评指正。
一、内部继电器的比较
1. 输入/输出继电器功能及编号
输入继电器是PLC接收来自外部输入设备开关信号的接口,由外接开关信号来控制。输出继电器是PLC向外部负载传送信号的器件,其通断是由程序执行结果决定的。不同的PLC其输入和输出继电器的编号和个数是不相同的。
(1)三菱FX2系列。FX2系列PLC最多有128个输入继电器,128个输出继电器。其输入(X)、输出(Y)继电器编号采用八进制,即X000～X177 ,Y000～Y177。以FX2-24M为例,其输入12点:X0～X13,输出12点:Y0～Y13。
(2)松下FP1系列。FP1系列PLC有C14、C16、C24、C40、C56、C72等型号,其中C16输入:X0～X7 ,输出:Y0～Y7; C24 输入:X0～XF ,输出:Y0～Y7; C40输入:X0～XF、 X10～X17,输出:Y0～YF。
(3)欧姆龙C系列。C系列P型PLC输入继电器占有5个通道,CH00～CH04,编号为:0000～0415,最多80个。输出继电器占有5个通道,CH05～CH09,编号为0500～0915。以P20为例,其输入12点:0000～0011,输出8点:0500～0507。
(4)西门子S7-200。输入继电器用I表示,输出继电器用Q表示。继电器的存储范围与CPU种类有关,如CPU212 的PLC输入:I0.0～I7.7,输出: Q0.0～Q7.7;CPU221 的PLC输入:I0.0～I15.7,输出: Q0.0～Q15.7。
2.辅助继电器功能及编号
辅助继电器起信号转换作用,类似继电控制中的中间继电器,不能直接驱动外部负载。
(1)三菱FX2 系列 。FX2系列辅助继电器可分为通用辅助继电器、失电保持辅助继电器和特殊辅助继电器三种,其地址按十进制编号。
通用辅助继电器编号为M0～M499,没有后备电池支持。失电保持辅助继电器的编号为M500～M1023。还有256个特殊辅助继电器,编号为M8000～M8255。如运行监视继电器M8000,初始化脉冲继电器M8002。还有状态元件S0～S899,报警器S900～S999等。
(2)松下FP1系列。FP1系列寄存器配置有内部通用继电器R0～R62F,特殊继电器编号R9000～R903F,通用“字”继电器WR0～WR62,专用“字”继电器WR900～WR903,通用数据寄存器DT0～DT8999,专用数据寄存器DT9000～9067等及其他。
(3)欧姆龙C系列。内部辅助继电器只有基本单元有,分配在CH10～CH18通道,18通道仅用到00～07位。内部继电器编号为1000～1807,共136个。专用内部辅助继电器16个,编号1808～1907。
保持继电器共160个。编号为:HR0000～HR0915。暂存继电器8个,编号为TR0～TR7。数据存储继电器DM以通道为单位使用,编号为DM00～DM63。
(4)西门子S7-200。通用辅助继电器称位存储区用M来表示,一般以位单位使用,但也可以用作其他单位作用,如字节、字、双字。存储区的存储范围与CPU有关,如CPU212的PLC位存储区M0.0～M15.7,CPU216的PLC位存储区M0.0～M31.7
3.定时器与计数器
PLC中设有定时器,用于延时控制。定时器的预置时间为:单位 预置值。不同型号和规格PLC的定时器的用法不尽相同。
(1)三菱FX2系列。FX2系列PLC的定时器是根据时钟脉冲(即时基)的累积计时的,时钟脉冲有1ms、10ms、100ms三种。其中:100ms非积算定时器T0～T199共200点;10ms非积算定时器T200～T245共46点;1ms积算定时器T246～T249共4点;100ms积算定时器T250～T255共6点。
FX2系列PLC中全部计数器均有机内电池支持,起断电保持作用。通用计数器 C0～C99共100点,保持计数器C100～C199共100点。
(2)松下FP1 系列。FP1系列定时器100点T0～T99,计数器44点C100～C143,计数器的个数与定时器分享,通过设置系统寄存器可改变计数器起始编号。预置值范围:K0～K32767。
定时器TM指令是一减数型预置定时器。TMR以0.01s为单位设置延时ON定时器,TMX以0.1s为单位设置延时ON定时器,TMY以1s为单位设置延时ON定时器。指令CT为预置计数器,完成减计数操作。
(3)欧姆龙C系列。C系列P型机有48个定时器和计数器,编号为TIM00～TIM47或CNT00～CNT47,设定值0000～9999,同一个编号用于定时器就不能用作计数器。
(4)西门子S7-200。定时器的精度有3个等级:1ms、10ms、100ms。如CPU212有64点(T0～T63),其中1ms有记忆通电延迟T0、10ms有记忆通电延迟T1～T4、100ms有记忆通电延迟T5～T31、1ms通电延迟T32、10ms通电延迟T33～T36、100ms通电延迟T37～T63。
计数器的类型有3种:增计数(CTU)、减计数(CTD)、可增可减计数(CTUD)
二、编程实例Y-△降压启动控制的梯形图及指令语句表的比较
可编程序控制器用编程语言编制程序才能进行工作。PLC常用的编程语言有四种:梯形图语言,指令助记符语言,逻辑功能图语言和某些高级语言。目前使用最多的是梯形图语言和指令助记符语言。不同厂家和类型的PLC的编程基本原理和方法相同或相仿,基本指令和部分功能指令、控制指令也有差异。
笔者以编程实例Y-△降压启动控制为例,分别用三菱FX2系列、松下FP1系列、欧姆龙C系列及西门子S7-200系列实现该控制,如图1至图4所示。
从编程实例可以看出:FX2系列(图1)、FP1系列(图2)、西门子S7系列(图4)用进栈、出栈语句解决分支问题,而欧姆龙C系列(图3)用暂存继电器TR0解决分支问题。
PLC可编程序 篇7
随着微电子技术的突飞猛进, 可编程序控制器在工业领域的应用非常广泛, 既有单机作为继电器逻辑电路的替代品, 又有作为控制设备的核心部件。随着自动化程度的提高, 它既可以作为现场控制的部件, 又可以作为现场更高一级管理的控制部件。随着网络技术的发展, 作为成熟技术, 可编程序控制器已被广泛应用到机床、冶金、化工、石化、等各个领域, 极大提高了劳动生产率和自动化程度。
二、可编程序控制器原理
以下分3个方面介绍PLC的工作原理
1.输入输出信息变换、可靠物理实现可以说是PLC实现控制的两个基本要点。输入输出信息变换靠运行存储于PLC内存中的程序实现。PLC程序有生产厂家开发的内装在PLC内部的系统程序, 又有用户自行开发的, 后装入PLC中的应用程序。系统程序为用户提供运行平台, 同时进行必要的公共处理, 如自检、I/O刷新, 与外设、上位计算机或其他PLC通信管理。用户程序由用户按照控制的要求进行设计。
可靠物理实现主要靠输入 (I) 及输出 (O) 电路。PLC的I O电路都是专门设计的。输入电路要对输入信号进行滤波, 以去掉高频干扰, 而且与内部计算机电路是电隔离的, 靠光的耦合建立联系。输出电路与内部也是电隔离的, 用光或磁的耦合建立联系。输出电路还要进行功率放大, 使其足以带动一般的工业控制元器件, 如电磁阀、接触器等。
PLC的输入电路时刻监视着输入点的通断状态, 并将此状态暂存于每一输入点所对应的输入暂存器中。输出电路有输出锁存器。每一个输出点都有一个与其对应的输出锁存器, 它也有两个状态:高和低电位状态。
2.PLC实现控制的过程。速度快、执行指令短是PLC实现控制的基础没有PLC。电器触点与PLC的输入点相接, 一般都用常开触点, 如图1所示。从电路上说, 00000接按钮SB1, 00001接停止按钮SB2, 两个按钮的另一端接直流电源+24V端。而直流电源0V接COM (公共回路端) 端, 实现对YA进行控制。只要启动按钮SB1合上, 输入点00000将置1, 当然, 如果未按下, 回路不通, 即置为0。输入点有状态, 则对应的就有一个输出点响应。只要输出锁存器置1, 输出点与COM间即可成为通路。置成0, 则这个通路不通。从图1可知, 只要01000与COM构成通路, 即可使电磁铁YA得电, 开始工作。其程序共有五条指令, 如表1所示。
3.PLC实现控制的方式。由于扫描加中断与立即刷新, 加上PLC工作速度的提高, 当今较先进的PLC在毫秒内实现对外部信号的响应, 检测到每秒几十、几百KHZ的脉冲信息。
三、可编程序控制器的应用
这里介绍一下PLC在机床行业中的应用。在机床行业中, 对PLC的使用非常广泛, 也是必不可少的。在减少机床控制元器件的同时, 也大大实现了机床自动化控制。在PLC没盛行之前, 所有机床的动作都靠接触器、继电器等元器件的相互关联来实现。自从PLC出现以后, 大大减少了机床电气元件的使用数量, 这些元器件所完成的动作全部由PLC自身来完成。下面, 本文以镗床 (T6216A) 的一部分电气控制作为范例, 说明PLC在机床行业中的应用。
T6216A的主轴和进给部分是整个机床的核心。主轴转进给才能有, 它们是互锁的。反过来, 主轴停止了进给也就停。
四、可编程序控制器面临的挑战和发展前景
挑战。在工业控制中, 除了PLC, 还有不少其他工业控制器。最常用的有集散控制 (DCS) 、现场总线 (FCS) 、计算机控制 (PCC) 、数字控制 (NC) 等。这些控制各出现在不同的年代, 各有其特点和运用范围。但都是基于计算机或微处理器、信息处理、数据存储、图像显示及联网通信技术, 都是通过运行程序实现控制及信息处理。
发展前景。PLC是现代工业自动化的三大支柱之一, PLC的生命力是强大的。它控制范围可大也可小, 几乎所有的控制领域都可用它;它控制的对象可也是开关量、模拟量、脉冲量等数据;它可用作控制也可用作数据终端、系统诊断, 几乎什么工程任务都可用到它。并且几乎每年都有新品种问世, PLC自身的概念还在不断的更新, 产品价格较低, 社会需求量大。所以, PLC的发展前景是无限量的。
参考文献
[1]宋伯生.PLC编程理论、算法及技巧[M].北京:机械工业出版社, 2005.
PLC可编程序 篇8
PLC即可编程控制器, 其是一种基于数字运算操作的电子系统, 广泛应用于各类工业环境。PLC的存储器可以进行直接编程, 一系列相关的操作指令, 诸如逻辑运算、定时、顺序控制以及计数、算述运算等等, 均是由其内部存储系统执行完成的, 然后将这些指令利用模拟式或者数字输入、输入等实现对生产过程、机械设备的控制操作。由此可见其实PLC严格意义上属于一种微型计算机, 其应用于工业控制体现出编程简单、操作方便、可控制性较高等优势, 并且工业生产过程中的应用也十分广泛。此外, 在可编程控制器中还广泛结合了大规模集成电路、微型机技术以及相关通讯技术等等, 从而形成一系列的PLC产品, 包括超大型、大型、中型以及小型规格, 无论是继电气的控制系统还是计算机的监控领域, 均可以看到PLC的应用。在实际应用过程中PLC体现出诸多优点, 比如较高的可靠性以及较强的抗干扰能力, 具备自动诊断功能, 编程随意、方便, 且体积小有较好的通用性等等。在PLC软件中只需通过输入、输入相关的少量硬件即可取代大量的时间继电器与中间继电气;并且其接线数量与继电气控制系统相比, 只是后者的十分之一甚至百分之一, 因此由于触点接触不良而发生的故障率可以大幅减少。电气控制设备对于可靠性的要求比较高, 而PLC恰恰由于采用了大规模的集成电气技术, 通过严格的生产工艺以及先进的内部电路抗干扰技术保证其较高的可靠性。通过上述分析可以看出, PLC的具体特点可以总结如下:简单的编程程序与简单的控制系统构成, 使其具备较强的通用性、可靠性以及抗干扰性;实际安装、维护以及操作均相对简单, 且调试时间短。
2、PLC控制技术的主要应用类型
具体而言, 以PLC技术为基础应用于产品生产过程中的控制系统形式包括DCS以及FCS两种, DCS是指集散控制系统, FCS是指现场总线控制系统。
2.1 集散型控制系统
DCS控制系统主要是指控制危险性分散与管理, 以及显示集中。DCS控制系统中包含了计算机技术、控制技术以及通讯技术等多种, 其通过特定的网络连接各个生产部门, 包括现场的控制站与监测站等, 并对分散控制进行集中操作管理。DCS的主要组成部分主要有三个, 包括控制系统、显示系统以及通信总线等, 其中控制系统与显示系统的连接是利用通信总线来完成的, 三者组成一个完整的控制系统。DCS系统的设计初衷是本着危险分散、信息集中的原则而进行的, 其将信息高度集中化, 实现对用户生产过程管理调度的优化处理。
2.2 现场总线型控制系统
FCS控制系统是指连接智能现场设备以及自动化系统中的相关结构进行网络通信, 比如数字式结构、双向传输以及其它分支结构等, 利用该系统可以实现双向、多节点以及总线式的全数字网络通信。其包括三个部分, 即infranet控制网、控制节点以及现场环境等。
2.3 确定类型
在选择以PLC技术为主导的控制系统时, 要从多个方面进行对比、论证, 而要进行比对时则要从控制系统的类型出发。FCS是以DCS为基础的, 尽管其与DCS相比技术还不够成熟, 但是FCS代表着未来的潮流与发展方向, 体现出成本低、结构简单、控制功能分散以及可靠性高、灵活性好等优势, 且具备交互操作的功能, 从这个意义上讲, FCS必然会取代DCS。
3、基于PLC技术的电气控制系统设计实例
下面通过一个实例对利用PLC技术进行电气控制系统设计过程进行简单描述:
项目设计功能要求如下:启动正转按钮, 电动机处于正转状态;启动停止按钮, 电动机则停止运行;启动反转按钮, 电动机以反转状态运行。电机为三相异步电机, 其具体参数如下:电压380V、功率15kW、转速1378r/min、频率50Hz, 通过PLC设计使其符合控制要求。
首先设计主电路, 其采用空气断路器、两个交流接触器以及热继电器四个电气元件, 其中交流接触器的线圈连接PLC输出点, 热继电器的辅助接触点连接PLC输入点, 从而电路共需要两个输出点、一个输入点。其次, 确定I/O点的数量与分配地址, 按制电路中分别设置了正转起动按钮、停止按钮以及反转起动按钮等三个控制按钮, 从而整个系统中共有两个输出点、四个输入点。第三, 控制电路的设计。PLC控制电动机进行正、反转的接线原理图如下图1所示:
参考文献
[1]田宇.PLC远程监控运输机械电气控制系统[D].武汉:武汉理工大学, 2002.
[2]马洪波.浅谈如何看懂生产机械电气控制原理图[J].科技传播, 2011, (3) .
PLC可编程序 篇9
关键词：PLC可编程控制器,变频器,二次加压泵站
我公司担负着全市100多个加压泵站的二次供水任务, 管网末梢、管径小、居民人口密集的的地区, 经常压力不足, 有的地区只有夜间才能勉强接到水, 为解决上述问题, 通过实地调查、研究, 认为采用PLC可编程控制器和变频器等现代控制设备和技术, 实现恒定水压供水, 是供水行业技术革新的一项有效措施。
一、系统工作原理
泵房内蓄水池容量为140m3, 供水能力85m3/h, 蓄水池由自来水供水, 泵房设有三台水泵, P1、P2为加压泵, 用于向用户管网加压供水, 功率均为5.5k W, P3为排污泵, 用于将泵房内污水池中的污水排出, P3采用液位自动控制其启动、停止, 泵房示意图如图1所示, 污水池用于接纳水泵及阀门渗出的污水, F1~F4为阀门, 其中F1、F2为手动阀门, F3、F4为止回阀, 平常供水时, F1、F2为打开状态, 只有在检修时才关闭, 蓄水池内设有液位控制, 当蓄水池内水位过低, 它会向可编程控制器PLC发送信号, 使系统停机, 以防水泵抽空, 并发出报警信号。
系统设有选择开关K, 可选择系统在自动或手动状态下工作, 当选择手动状态时, 可分别通过按钮控制两台泵单独在工频下运行与停止, 这主要用于定期检修临时供水;当选择自动状态工作时, PLC首先利用变频器软起动一台加压泵, 此时安装在管网上的传感器将实测的管网压力反馈进变频器, 与预先通过变频器面板设定的给定压力进行比较, 通过变频器内部PID运算, 调节变频器输出频率, 在用水量较大时, 变频器输出频率接近工频而管网压力仍达不到压力设定值, PLC将当前工作的变频泵由变频切换到工频下工作, 并关断变频器, 再将变频器切换到另一台泵, 由变频器软起动该泵, 实现一台工频一台变频双泵供水。随着用水量的减小, 变频器输出频率下降, 当降至频率下限, 而压力仍能达到压力设定值时, PLC将工频工作泵切除, 只由剩下的单泵变频供水, 系统无论单泵变频工作, 还是双泵一台工频一台变频工作, 始终控制管网压力与给定压力值保持一致, 实现恒压变量供水。
二、系统硬件设计
1、变频器硬件设计
变频器选用三菱E540-5.5KW产品, 适配电机5.5 k W, 该变频器基本配置中带有PID功能, 通过变频器面板设定一个给定频率作为压力给定值, 压力传感器反馈来的压力信号 (0~10 V) 接至变频器的辅助输出端FI、FC, 作为压力反馈, 变频器根据压力给定和实测压力, 调节输出频率, 改变水泵转速, 控制管网压力保持在给定压力值上。
2、PLC硬件设计
PLC选用西门子S7-200 Micro产品。加压泵P1、P2可变频工作, 也可工频工作, 需PLC的4个输出信号控制, 蓄水池的运行与关断由PLC的一个输出信号控制, 蓄水池水位过低及声响报警分别占用PLC一个输入点和一个输出点, 加压泵P1、P2过载信号进PLC的两个输入点, 变频器极限频率的检测信号占用PLC一个输入点, 有紧急情况和发生供电相序故障等, 需要紧急停车时, 系统设有一个急停按钮, 占用一个PLC输入点, 以控制整个系统全线停车, 系统分自动和手动工作方式, 由一个选择开关K控制, 选择开关K连接PLC一个输入点。
三、系统软件设计
当选择开关K打到“自动”位时 (输入X7点接通) , P1、P2泵可能交替在变频、工频下工作, 因此, 在软件设计中要对PLC的输出点Y1与Y2、Y1与Y3、Y2与Y4进行互锁, 即Y1与Y2不能同时有输出信号, Y1与Y3、Y2与Y4也是一样, 不能同时有输出信号, 否则, 就会发生变频器同时拖动两台泵, 或者工频电源直接串入变频器输出端U、V、W而损坏变频器等严重事故, 这是不允许的, 根据系统工作状态, 经过相应的逻辑判断, 可实现故障自诊断。
该系统可诊断出的故障为:P1、P2泵的过载与损坏蓄水池水位过低、供电故障等, 这些故障可通过相应的指示灯、声响报警显示, 并自动停止工作, 实现系统自我保护。该系统的软件流程图如图4所示。
四、运行结果
该系统逻辑控制采用PLC可编程控制器, 压力调节采用带PID控制的变频器, 使用方便, 工作可靠, 系统压力恒定, 运行结果表明, 采用PLC可编程控制器和变频器为核心部件构成的变频恒压供水系统, 水压波动在 (0.4±0.01) MPa范围内, 有着很强的实用性, 具有压力稳定、结构简单、工作可靠等特点, 为供水领域的技术革新, 开辟了切实有效的途径。
参考文献
[1]邱公伟:《可编程序控制器网络通信及应用》, 清华大学出版社, 2000年。
PLC可编程序 篇10
现在的胶带输送机系统多数采用单片机控制, 运行稳定性不高, 智能化不强, 尤其是综合保护装置稳定性差, 各种保护传感器故障发生频繁, 而且主机控制模块化, 插件易损坏, 更换频率高。由于采用模块化设计, 小部分模块坏时, 企业往往就要更换整个大模块, 从而造成资源浪费, 加大了煤矿生产成本投入。而采用PLC可编程控制程序的综合保护装置, 它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案, 适合于当前工业企业对自动化的需要。它的主要优点包括:
1.1 可靠性高, 抗干扰能力强
高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC控制系统由于采用现代大规模集成电路技术, 内部电路具有先进的抗干扰技术, 为使无故障工作时间更长, 采用可编程二重容错处理技术。此外, PLC控制系统带有硬件故障自我检测功能, 出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中, 应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序, 使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。
1.2 配套齐全, 功能完善, 适用性强
PLC发展到今天, 可以用于各种规模的工业控制场合。随着PLC的不断发展, PLC在位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中的技术应用已相当成熟。
1.3 易学易用, 维护方便
PLC作为通用工业控制计算机, 是面向工矿企业的工控设备。它接口容易, 编程语言易于为工程技术人员接受。PLC用存储逻辑代替接线逻辑, 大大减少了控制设备外部的接线, 使控制系统设计及建造的周期大为缩短, 同时维护也变得容易起来。
1.4 经济合算
尽管使用PLC首次投资要大些, 但它的体积小、所占空间小, 辅助设施的投入少;工作可靠, 停工损失少;维修简单, 维修费少;还可再次使用以及能带来附加价值等等, 从中可得更大的回报。
通过以上分析, 采用PLC控制系统, 能大大改善胶带输送机运行稳定差, 设备易损害, 成本投入高等缺点。它在综合保护装置技术中的应用十分广泛, 可行性强。
2 PLC控制程序在胶带输送机综合保护装置的应用
胶带输送机综合保护装置主要包括主机、防滑保护、堆煤保护和防跑偏保护、温度保护、烟雾保护和自动洒水装置, 以及沿线紧停开关和全巷道语音报警信号等, 现就PLC可编程控制系统在综合保护装置中的应用做如下介绍:
2.1 主机
主机可采用PLC多重处理器, 并行处理技术, 多重抗干扰技术, 软件采用模块化设计。使配置应用灵活, 便于扩展维护, 易于编程, 可实时显示工作状态及故障性质, 同时选用可靠性高的连接器件, 使其布局合理、体积小、重量轻, 本安电路经防潮防水处理, 避免出现受潮。同时设计启动预告、启动、停止、紧急停车、联锁等功能的开关量输出。包括烟雾保护、温度保护、超温洒水等。
针对胶带输送机的频繁启动, 输送带容易出现断带、撕带事故的弊端, 设计胶带点动启动系统。同时可设有实验、集控、工作3种操作方式。可根据生产, 维修需要任意转换, 并可实时监测各种传感器状况及沿线紧停开关信号。
1) 在实验操作方式下, 可以对任意一种传感器进行实验, 并确认是否完好运转正常;
2) 在集控操作方式下, 可以对某种故障传感器进行解除和投入。因某种传感器突然故障或其他原因等, 仍使系统继续运转;
3) 在工作操作方式下, 可以根据点动启动方式, 先让输送带得到缓冲, 然后第二次按启动按钮使输送机正常运转, 既减轻了胶带撕带接头的缓冲压力, 避免了胶带断带撕带现象, 有效地遏止了事故的发生。
2.2 烟雾传感器
采用专用烟雾集成电路, 传感器输出与烟雾信号成正比的电压信号, 经电压比较器及数字电路处理输出烟雾超限报警信号。特别适合于矿井防火洒水, 起到高温报警的作用。
2.3 速度传感器
速度传感器具有发光管和光电接收管, 通过接收滚筒上的磁脉冲, 通过在标准时间内计数脉冲次数得到轮的转速, 从而得到轴转速。实现检测低速打滑、断带和超速保护。稳定性、抗干扰能力强。
2.4 防跑偏装置
可由接线箱和传动杆两部分组成, 导杆采用高速轴承接触与皮带同步运动, 减少了皮带磨损, 选用行程开关, 传动导臂大于设定时停机。
2.5 堆煤传感器
采用万向推杆方式, 当皮带煤仓、煤流超限时, 煤流推动导杆大于设定角度时, 延时0s~4s主机动作, 皮带停机。
2.6 温度传感器
采用专用温度集成电路和高精度转换器、V/V转换、电压比较器、报警器及输出电路。具有精度高, 免校准, 工作稳定可靠, 设定容易等优点。
2.7 急停开关
作为沿线维修及系统异常事故的安全锁定, 复位后方可开机。可采用行程开关设计。输送机巷道每个紧停开关用拉绳进行连接, 信号接入带式输送机控制开关, 实现在输送机巷道内任何一点都能紧急停车的功能。
2.8 语音信号器
语音报警信号装置集信号传递、发光显示、通话为一体。通过电压放大器与输送机综合保护装置主机相连接。在全巷道内安设多个该装置, 并通过电缆串联连接, 从而在全巷道内实现了报警功能。当输送带要启动时, 它与胶带综合保护装置主机启动信号同步响起, 在全巷道内发出启动预警信号, 提醒周围职工远离输送带, 确保人员安全。
2.9 自动洒水装置
洒水装置应安装在输送机驱动装置两侧, 其洒水能够起到对驱动胶带和驱动滚筒同时洒水降温灭火的效果。它与温度保护、烟雾保护装置的作用是当输送带在驱动滚筒上打滑, 使输送带与驱动滚筒摩擦, 驱动滚筒与输送带的温度升高, 热量积聚, 产生烟雾时, 监测温度信号、烟雾信号, 实现自动停机, 并自动洒水, 把事故消灭在萌芽状态。
3 结论
胶带输送机保护装置中PLC可编程程序控制技术的应用, 方便实现了整条输送机的逻辑控制, 主要技术参数的在线监测, 大大提高了文明生产与科学管理的水平, 实现其速度、堆煤、跑偏的自动检测与温度、烟雾动作时的自动洒水, 可使胶带输送机司机心中有数, 这对减员增效, 降低工作的维修工作量, 提高工人素质, 改善其工作环境均有一定的现实意义。
摘要：煤矿胶带输送机控制运行系统种类繁多。采用可靠稳定的控制系统, 提高皮带运转效率, 在煤矿安全生产中具有重要意义。本文讨论应用PLC控制系统来提高皮带运输系统的安全性和可靠性。
关键词：胶带输送机,PLC,保护装置,应用
参考文献
可编程序控制器在教学中的应用 篇11
关键词：可编程序控制器 机电一体化 教学效果
可编程序控制器（简称PLC），是在机电顺序控制的基础上发展起来的以微处理器为核心的通用自动控制装置。因其具有独特的优点，所以在工业生产中得到了广泛的应用，被认为是真正的工业计算机。
机电一体化专业是笔者学校的主体专业，在校生人数仅次于数控专业。为了适应教学需要，学校在拥有PLC专用平台的基础上，又购买了一批日本三菱公司生产的FX系列微型可编程序控制器及起其配套装置，主要目的是训练学生独立安装PLC自动控制系统的能力，不断积累实际经验，培养分析、处理实际问题的能力。这种PLC采用模块化结构，具有体积小、功能齐全和安装接线方便等特点，特别适合职业学校的教学。
一、使教学更直观，提高了学生的学习效率
复杂的继电—接触式线路的设计是《高级维修电工教学大纲》中的一个重要课题，即给定一个设计要求，要求学生在规定时间内完成设计任务。这个课题难度非常大，因为设计不是简单地把基本线路组合在一起，而是要考虑多种因素，如线路是否符合设计要求，有无不合理、不可靠、不安全的地方，应当采取哪些必要的保护措施。为此，学生们在设计时总是再三斟酌，需要按图接线后多次进行修改调试。这样做不仅工作量大，而且较高的故障率会影响学生的学习情绪，使得学习效果不明显。
随着PLC在教学中的引入，PLC的灵活、方便、可靠性强等的优点逐渐被学生们接受。该课题的教学过程分四步：一是要求学生深思熟虑，绘制线路；二是将线路进行PLC改造，把电气线路图转变为梯形图，并输入主机中；三是按照PLC的外部接线图进行输入/输出接线；四是运行程序，观察运行结果是否满足要求。如果不符合，只需改变PLC内部存储器中的程序即可，无需对硬件接线做任何改动，直至满足设计要求为止。整个线路的调试过程直观清晰，易于接受。学生们克服了畏难情绪，学习积极性高涨，学习效率和质量均得到了提高。
二、PLC改造普通机床后显著降低了机床使用过程中的故障率
普通机床在使用过程中故障率极高，维修费用居高不下。所以，企业为了提高机床的使用率，会对一些通用机床进行PLC改造。为了降低故障率，同时也为了配合教学课题的进行，我们对Z3050摇臂钻床线路进行了PLC改造。
1.PLC的选型
Z3050摇臂钻床的PLC控制系统共有12个输入信号，均为开关量。其中照明灯开关1个，按钮开关6个，检测开关5个；共有输出信号10个，其中电磁铁1个，接触器5个，照明灯及指示灯4个。选择FX2N-32MR机型，该机型采用开关量输入方式，主机有16个输入点和16个输出点，完全可以满足要求。
2.PLC自动控制系统的调试
在整个控制系统的调试运行过程中，线路运行稳定、故障率极低。偶尔出现故障，PLC的自诊断功能会给出“出错信息”，提示并帮助学生迅速找到故障点；简单模式化的外部接线克服了学生对复杂线路的恐惧心理，增强了自信心；PLC完善的监控功能使学生通过监控指令可以监视整个系统运行状态，方便了故障的查找和程序的调试。
通过对Z3050摇臂钻床的PLC改造，学生了解并掌握了整个PLC自动控制系统的组成、安装和调试，积累了丰富的实际经验，为其将来的就业奠定了坚实的基础。
三、改变了学生的思维方式，拓宽了学生的思路
PLC是电子技术、计算机技术与继电逻辑自动控制系统想结合的产物。它虽然和继电控制系统有必要的联系，但其具备计算机的硬件和软件系统，所以两者的工作方式、工作过程完全不同。
在教学中，为了强化两者的不同点，可以使用一些特殊的电气线路来验证，如电动机的点动与连续控制线路。在继电控制系统中，该线路是利用继电器触点动作的时间差来达到控制目的；而PLC内部均采用电子继电器，其触点的动作是同步的，为了满足以上线路的控制方式，必须采用辅助继电器来实现。学生的思维方式随着教学过程的深入慢慢在转变，思维越来越活跃，考虑问题思路方法也进一步得到了拓宽。
四、小结
可编程序控制器是一种综合性能优异的新一代自动控制装置。可编程序控制器的应用是当今职业学校机电专业学生应掌握的新技术之一。在教学中，教师应该注重理论联系实际，不断提高学生实际操作技能和分析解决问题的能力，以适应社会对技术工人的要求。
PLC可编程序 篇12
可编程序控制器 (PLC) 主要以计算机的微处理器为基础, 随着计算机技术、微电子技术以及数字化通信技术的快速发展, 可编程序控制器 (PLC) 以计算机应用技术及自动化控制的重要理论为基础, 其性能指标及功能得到进一步完善和发展, 在工业控制控制领域的应用范围越来越大。PLC由较为复杂的微处理器组成, 但是在实际应用过程中, 完全不必了解微处理器的内部结构。最初PLC仅作为继电器接触器控制系统的替代品, 但通过在电气控制领域应用后, 凸显了其极强的抗干扰能力、自诊断功能等, 进一步提高了控制系统的稳定性。水处理系统的稳定性在冶金加热炉冷却领域显得尤为重要, 比较完善的自动控制系统是基于自动测量系统、控制技术、计算机技术及可编程控制技术与一体的系统组成, 遵循“无人值班、有人看护”要求进行系统设计, 特别是故障自诊断程序的设计, 要求系统具有更高的安全性和可靠性。
2 PLC可编程控制器的特点
2.1 使用方便, 编程简单
采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言, 而无需计算机知识, 因此系统开发周期短, 现场调试容易。另外, 可在线修改程序, 改变控制方案而不拆动硬件。
2.2 功能强, 性能价格比高
一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件, 有很强的功能, 可以实现非常复杂的控制功能。它与相同功能的继电器系统相比, 具有很高的性能价格比。PLC可以通过通信联网, 实现分散控制, 集中管理。
2.3 硬件配套齐全, 用户使用方便, 适应性强
PLC产品已经标准化、系列化、模块化, 配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用, 用户能灵活方便地进行系统配置, 组成不同功能、不同规模的系统。PLC的安装接线也很方便, 一般用接线端子连接外部接线。PLC有较强的带负载能力, 可以直接驱动一般的电磁阀和小型交流接触器。
2.4 可靠性高, 抗干扰能力强
传统的继电器控制系统使用了大量的中间继电器、时间继电器, 由于触点接触不良, 容易出现故障。PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器, 仅剩下与输入和输出有关的少量硬件元件, 接线可减少到继电器控制系统的1/10-1/100, 因触点接触不良造成的故障大为减少。
2.5 系统的设计、安装、调试工作量少
PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件, 使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。
2.6 维修工作量小, 维修方便
PLC的故障率很低, 且有完善的自诊断和显示功能。PLC或外部的输入装置和执行机构发生故障时, 可以根据PLC上的发光二极管或编程器提供的信息迅速地查明故障的原因, 用更换模块的方法可以迅速地排除故障。
3 PLC可编程控制器实际应用
3.1 系统工程概况
莱钢型钢厂水处理泵房主要包括万方蓄水池, 高压泵房 (包括5台高压机组, 其中1台为变频泵, 1台为备用泵) , 高压泵房供电系统。本系统以PLC可编程控制器作为控制中心, 采用原有的常规手动操作开启停止功能, 同时增设远程接口控制电气回路, 接受PLC可编程程序控制器的动作。系统最高层为计算机监控系统, 它包括监控计算机、上位机、交换机、以太局域网, 实现各计算机之间的通讯。控制层内由一台PLC可编程序控制器来完成, 负责控制所有水泵电机的启停, 现场液位、管网压力, 管线流量等水文数据的实时采集, 以及负责监控水泵机组的各种异常状态。控制系统主要由水泵控制系统和生产控制系统组成, 水泵控制系统主要是远程控制水泵机组启停, 可根据管网压力组成闭环控制系统, 实现自动调节变频水泵的频率, 减少工人劳动强度和节约耗能的目的。生产控制系统主要实时采集现场液位, 管网压力, 管线流量, 并显示在HMI监控画面上, 便于工人观察现场运行状况。
3.2 硬件选型及网络结构
经过多次考证, 决定采用SIEMENS公司的S7-300系列的PLC来进行控制, 运算速度高, 通信功能强的PLC能够满足化学水处理控制系统的应用;投资较少;对现场要求不高;组态及控制思想实现方便, 便于检修人员掌握和维护。上位机采用工控机, 在NT平台上采用SIEMENS公司的WINCC6.0作为监控操作平台。PLC与ET200站之间通过PROFIBUS网络进行通讯, 监控站、上位机与S7-300之间采用以太网进行通讯。
由于PLC距离现场ET200站的距离比较近, 它们之间的通讯方式我们采用了DP网络, 本系统的网络结构如图1所示:
3.3 编程及程序功能
采用SIEMENS公司的STEP7 V5.3编程软件, 用梯形图的编程方式, 对本系统控制进行编程。从程序中考虑必要的联锁、时序和保护, 保证了设备安全顺行。自动控制主要由S7程序内的PID块, 根据现场管网压力值, 反馈至变频器调频电流输入来实现管网压力的自动调节。
4 结语
PLC控制器自投入运行以来, 型钢厂水处理自动控制系统运行稳定, 可实现无人值守, 极大的提高了自动控制系统的有效性和实时性, 降低了工人劳动强度, 实现节能减排的作用, 本系统极大地提高了设备的管理水平, 减少了运行参数的波动, 充分发挥了PLC控制器的特性, 具有一定的借鉴价值。
参考文献
[1]赵羿伟.基于PLC恒温水箱系统的研究[J].可编程控制器与工厂自动化, 2011 (08) .
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