PLC应用前景（共7篇）
PLC应用前景 篇1
1 PLC控制技术
PLC是为了能够在复杂的工业环境中使用专门设计的运算系统, 它的实质就是把计算机、自动控制和通讯等方面技术有机融为一体, 是当代自动化技术的核心部件, 它具有的优点是:可靠性能高、组合起来灵活、抗干扰能力强、维修起来方便、编程简单等。伴随着科学技术水平不断向前发展, PLC技术已经发展成为自动化技术领域的三大支柱之一。
2 PLC的发展现状
PLC技术虽然被发明的时间不是很长, 但是伴随着微处理器、大规模及超大规模集成电路技术、数据通讯技术快速发展, PLC技术也得到了发展空间, 其发展过程可分如下三个阶段。
第一阶段是指上世纪60年代末至70年代中期, 行业中将此时的PLC称作可编程逻辑控制器, 其作用等同于继电器控制装置, 一般情况下只能够完成简单的单一工序的自动控制。其在硬件配置方面, PLC为了适应现场条件的需求在I/O接口上作了改进。它的设备中使用的元器件以中小规模集成电路和分立元件为主, 采用磁芯存储器技术, 配合相应措施, 提高了设备的抗干扰能力。其在软件配置方面, PLC的逻辑编程语言采用梯形图。早期的PLC的性能要比优于继电器的性能, 它的具体优点包括:操作简单易懂、设备体积小、便于安装、消耗能低、能重复使用、有故障指使等。
第二阶段是指上世纪70年代中期至80年代中后期, 在此阶段微处理器应用于PLC并使之产生了很大的变化。美国、德国、日本等发达国家的厂家先后以微处理器作为PLC的CPU, 极大地增强了PLC的工作性能。在硬件方面, PLC增加了远程I/0模块、模拟量模块以及其他各种特殊功能模块, 并且使存储器的扩容, 此外还提供了一定数量的数据寄存器, 这些改变都促使PLC应用范围变得更宽泛。在软件方面, PLC增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。
第三阶段是指上世纪80年代中后期至今, 在这个阶段超大规模集成电路获得了快速的发展。各制造厂商分别研制开发了专用逻辑处理芯片, 促使PLC在软件和硬件方面的功能都得到很大提高。进入21世纪以后, PLC的硬件和软件系统向着标准化的方向发展, 从而能够更好地满足工业生产需求, 降低了各个环节的成本, 进而增强了产品的竞争力。
3 PLC的实际应用
PLC的实际应用范围比较广泛, 包括:机床、机械、控制与装置仪、汽车、过程控制、仓库、环保以及文化娱乐控制、设备制造等诸多行业。统计表明PLC的应用中, 机械控制占88%, 量控制占28%, 运动控制占41%, 过程控制占59%, 批自诊断占19%。
3.1 工业过程控制
工业生产过程当中参数变化规律是不同的, 有些是非连续变化量, 有些是连续变化量, 连续变化量包括温度、压力、流量、液位、速度等参数。PLC运用合理的转换模块控制算法程序把模拟量进行处理, 从而使闭环控制得以完成。PID调节是一种优越的调节方式, 适合应用于闭环控制系统, 在电厂锅炉系统控制、热处理工艺、化工和冶金等工作环境均有广泛的应用。
3.2 开关量逻辑控制
PLC技术的这种应用取代了传统的继电器电路, 是最基本并且广泛的应用, 它完成了逻辑控制和顺序控制, 采用这项技术既能用来完成单台设备的控制, 还能完成多机群控和自动化流水线控制。具体表现在对组合机床、注塑机、印刷机、包装线、订书机械、电镀流水线等控制。
3.3 数据处理
现代PLC能够实现数学运算、数据传送及转换、查表及排序、位操作等高级功能, 工艺过程中能够完成对数据进行采集、分析和处理等过程。将这些数据和存储器中的预设参考值作进行比较, 来完成相应的控制。这项功能比较适合应用于大型的控制系统之中, 比如食品工业、冶金等方面。
3.4 运动控制
PLC可以实现对直线运动或者圆周运动进行控制。在配置方面, PLC可以直接应用在开关量I/O模块连接位置传感器以及执行机构, 也可以使用专用的运动控制模块。各国的主流的PLC厂商的产品都具有此项功能, 并且在机械、机床、电梯等环境有很广泛的应用。
3.5 通信及联网
PLC通信技术包括各PLC之间进行的通信和PLC与其它智能设备之间的进行的通信两方面内容。伴随着计算机技术的快速发展, 工厂自动化网络获得了迅速发展, 各个PLC生产厂商都相继推出了各自的网络系统, 使通信变得非常方便。
4 PLC的应用前景
4.1 人机界面更加友好
PLC制造厂商通过软件企业进行收购或者联合现有的具备实力的软件企业或者干脆发展自身的软件产业, 这些动作提高了制造厂商在软件方面的技术水平, 拥有与厂商相对应的开发平台和组态软件, 可以使厂商将软件方面和硬件方面有机的进行结合, 将PLC系统的性能提高, 降低用户维护的成本, 从而形成更好的人机友好控制系统。
4.2 开放性和互操作性将获得发展
PLC在其自身的发展过程中, 各个制造厂商为了能够达到垄断市场和扩大市场的目的, 打破原有格局, 都不断发展各自的标准, 这一恶性竞争导致产品兼容性很差, 这样给用户在使用上带来了困难, 增加了设备维护的成本。厂商已经认识到开放是发展PLC的趋势, 基于大家的共识, 相互之间出现了妥协, 进而形成了妥协与竞争交互过程的局面, 而且这样的过程在未来还将持续。虽然PLC在系统还存在兼容性的问题, 但是以统一标准的进行开发, 更能够适应市场, 给用户带来方便。
4.3 网络通讯能力逐渐加强
PLC生产厂商在原有的CPU模板上提供物理层接口的基础上, 渐渐增加其他类型的通讯接口, 并且能够提供完整的通讯网络。近期由于数据通讯技术得到了快速的发展, 使得用户产生了强烈的开放性, 现场总线和以太网两项技术也获得了同步发展。
4.4 PLC功能进一步加强
PLC在应用上范围越来越广。它的网络通讯能力、计算速度、内存容量、模拟量处理控制能力、运算能力均有提高, 并不局限在狭小的简单逻辑控制应用方面, 在过程控制方面应用越来越广泛, 目前已经有很多应用用于取代DCS控制系统, 使控制成本大为降低。
4.5 品种多样化发展
当前中小型的PLC产品比较多, 为能够更好适应市场的需要, PLC要向品种多样化的方向发展, 具体是向超大型PLC和超小型PLC两个方向发展。
4.6 编程语言向高级化、多样化发展
伴随着PLC系统机构的不断发展, PLC的编程采用的语言也在朝着高级化和多样化方向发展。当前, 中小型的PLC采用的编程语言趋向于使用梯形图语言。部分PLC开始采用类似于BASIC、C语言等高级语言。
5 结束语
PLC具有可靠性高、结构紧凑、价格低、速度快、功能强等优点, 所以在未来的工业自动化领域PLC将发挥重要作用, 推动整个工业领域向前发展。
摘要：文章简要概述了PLC控制技术的产生与发展, 阐明了PLC发展现状, 提出了PLC现阶段的实际应用, 指出了PLC的未来发展前景。
关键词：PLC,自动化,应用前景
参考文献
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浅谈PLC的前景与未来 篇2
关键词：PLC技术;前景;未来
0 引言
PLC技术是我国工业自动化领域的产物，在近年来的实际应用中，为我国工业发展提供了极大的便捷与帮助，现如今，这项技术已经被广泛应用于多种领域的各个阶段，为我国社会整体的经济发展提供有力的保障。
1 PLC技术的产生背景
长期以来，我国工业产品的生产与管理都是通过PLC技术控制与计算机控制来实现的，这两种高效化的控制方法为我国工业化的高速发展奠定了坚实的基础，是在我国广泛应用与普及的两种先进技术[1]。PLC技术自从问世以来，一直应用于我国工业生产的各个角落，其具有体积小、使用方便，加工能力强等特点，促使其逐渐成为我国工业生产与控制的核心内容，PLC技术在我国工业自动化领域中更得到了迅速的推广，逐步成为我国工业生产领域中具有竞争力的控制工具。但是，传统的PLC设备，其内部结构体系都是封闭的，由于PLC设备的生产厂家间的硬件体系各不相同，致使PLC设备在实际应用过程中往往会因生产厂家的不同，而导致不一样的实际应用效果，致使用户在选用了一种PLC技术以后，就必须要选择与之相对应的控制规程进行操作，这样才能有效实现PLC技术的稳定运转，保证工业生产的安全合理性。
近年来，随着我国整体经济的不断发展，国内工业自动化的发展与创新也日趋完善，自动化控制系统在实际应用过程中，其规模也变得越来越大，致使企业内部出现控制不合理的情况，严重影响企业实际运营与发展，增加企业运营成本。同时，企业在进行自动控制系统的体系完善过程中，更需要保证企业自身的通讯能力，以此为依托，使企业能够正确的了解到生产过程中的信息与数据，从而实现灵活选择工业生产方法，在市场行情的实际影响下，及时做到对方案的调整。此外，我國在实际应用PLC技术的过程中，为了扩大系统内控制功能的运转效率，许多新兴的PLC传感器中都安装了控制单元，但是这些控制单元却很难与PLC设备相连接，致使我国工业化生产与自动化建设的过程中，在实际开展过程中呈现缓慢发展趋势，逐渐成为我国工业自动化领域中亟需解决的重要技术难题。
虽然，我国的计算机控制水平已经在不断的开拓创新中趋于完善，为我国工业生产与社会人民的工作与生活提供了有利条件[2]。但是，这一控制技术在我国的实际开发与利用阶段，往往会受到环境因素与人为因素的影响，
2 PLC技术的发展趋势
2.1 加强企业整合能力
针对我国工厂控制与企业管理中存在的问题，在进行相应的改善与创新的过程中，通过加强企业整合能力，有效实现企业管理与工厂控制的合理化运作，为PLC控制系统的实际应用提供可靠的环境氛围，有效推动我国的企业综合管理水平。
在加强企业整合能力的过程中应对国内企业管理的具体方法与工厂控制的措施进行研究，有效确定我国未来工业控制领域的发展趋势，为我国PLC控制系统今后的发展与创新提供合理化的保障。同时，在对PLC技术进行完善时，需要将PLC控制系统与以太网络相连接，通过一系列数据交换后，将工业生产设备的实际运行情况与控制过程中进行详细的数据信息反馈，以此实现企业生产过程中完善化的信息整合。
2.2 提高网络通讯能力
网络通讯能力是企业在生产与运营过程中主要的信息交流与数据传递手段，有效的网络通讯可以为实际生产与加工提供必要的安全性保障，有效改善传统生产过程中层出不穷的质量问题。针对我国PLC技术在实际应用过程中所存在的问题，在进行相应改善的过程中通过提高企业间的网络通讯能力，以此为今后的PLC技术，创造更加优质的应用环境。
随着网络科技的发展，通讯能力的强弱直接影响到现代化工业生产的实际效率，逐渐成为我国企业产品生产与开发过程中必备的功能。网络通讯技术更是PLC控制系统运转过程中必不可少的保障性功能，通讯技术的有效应用，进一步加强了企业内各种软件之间的信息交流能力，以此实现了控制系统性能的有效提升，促进我国整体经济发展。
2.3 增强控制系统的可靠性
增强PLC系统的可靠性，是我国企业实际运营过程中急需进行的重点内容，控制系统的可靠性与实时性直接关系到操作系统能否正确完成相应的工作指令，对工业生产与产品开发有着至关重要的意义[3]。国内现有的实时操作系统只能基本满足工业生产的需要，但在长时间、高强度、高精度的工作环境中，往往就会出现意想不到的问题，对工业生产造成严重的不利影响。
因此，增强控制系统的可靠性，是我国进行PLC技术革新过
程中首要考虑的重点内容，随着一些实时性更高的系统被设计
与开发，必将为我国工业生产带来巨大的技术革新，帮助我国企业实现更加高效化、先进化的生产控制，有效促进我国市场经济的发展。
3 总结
PLC技术的有效应用是企业发展过程中的核心因素，通过对PLC技术的前景及未来发展进行探究，可以更好地帮助我国企业实现自动化控制系统的完善与发展，促进我国社会走向先进化的生产道路，为国内企业的生产与发展运营创造必要的条件。
参考文献：
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[2]杨剑锋.PLC技术革新的具体方法[J].西北科技大学院报，2012，23（07）：23-25.
PLC应用前景与发展展望 篇3
1.1 PLC的定义
PLC是用于控制各种运动过程的一门技术, 它是一种数字运算操作的电子系统, 通过内部可编程存储器实现对逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等命令的操作;通过数字式、模拟式实现其输入和输出, 从而达到控制各种运动的目的[1]。实际可以被看作是工业控制计算机, 其硬件组成包括六个模块:1) 电源, 2) 中央处理器 (C PU) , 3) 存储器, 4) 输入输出接口电路, 5) 功能模块, 6) 通信模块。
1.2 PLC的特点
PLC是一门集继电器、接触器以及计算机技术的优点于一身的综合性技术, 具有其他控制器无法媲美的优点。主要体现在以下方面[2]:
1) 能够抵抗外界的干扰, 实现自身的可靠性。PLC应用较广泛的一个主要原因是其自身的稳定性好, 能够抵抗外界的干扰对其造成的影响, 从而为众多机构的运动控制提供可靠的驱动控制平台。
2) 系统操作简单、易学, 开发周期较短, 可以带来更高的效率。对于初学者来讲PLC技术入门较快, 可以在较短的时间内将该技术应用到某一产品中, 并且在后期操作过程中也非常方便。
3) PLC拥有丰富的I/O接口, 可以实现与多各系统之间的对话交流, 在不同的控制系统之间具有较强的兼容性。
4) 适应性强, 能够在较恶劣的环境下使用;
5) 后期维护简单, 工作量较低。
2 PLC的应用
目前, PLC在国内外已广泛应用于机械制造、军工、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各行各业。本文重点对PLC技术在仓储物流行业、汽车行业、包装行业中的应用进行阐述。
2.1 PLC在仓储物流行业中的应用
仓储物流设备顾名思义主要应用在物流行业, 如京东、苏宁、淘宝等都建有自己的仓储物流系统, 如果单纯靠人工进行包裹的整理与发放, 必将造成人力、财力、物力的浪费。这就需要仓储物流设备替代人工的劳动, 从而降低成本、减小劳动力。组成仓储物流设备中的堆垛机、室内搬运车、出入输送设备、分拣系统、升降设备 (提升机或升降机) 、以及计算机管理和监控系统[3]中都可以应用到PLC技术。如仓储设备中的分拣系统就是将传感器、PLC、计算机、网络、电子拣选等硬件和软件模块相结合, 以适应分拣系统的工艺要求和管理要求[4]。
如今, 人们对网购等的需求越来越大, 这就需要越来越多的、更加方便的、智能化的仓储物流系统来满足人们日益增长的需要。PLC技术在仓储物流行业的应用也将进一步得到提升。在仓储物流行业中, 提供商国外厂商主要有:西门子、欧姆龙、施耐德、松下和三菱等, 占据绝大部分市场份额;而国产品牌市场份额也在逐步扩大。
2.2 PLC在移动机器人上的应用
PLC技术可以方便的控制离散的生产过程, 这得益于该技术在处理逻辑量时的独特优势。PLC技术的发展代替了继电器, 使其在移动机器人的发展中得到了很好的应用。
纵观近几年移动机器人的发展, PLC在移动机器人上的应用主要体现在以下五个方面:顺序控制 (开关量控制) ;过程控制 (模拟量控制) ;运动控制 (脉冲量控制) ;信息控制;PLC与计算机通讯、网络的一体化发展。
2.3 PLC在汽车行业上的应用
PLC技术可以应用在汽车行业的各个环节之中, 无论是整车厂家还是部件、零件厂家之中。在整车装配生产线中PLC起到了人工大脑的作用, 在各个工序中都应用了大量的PLC控制技术。因此汽车行业是对技术要求较高的行业之一, 也是最终用户行业之一[5]。大、中、小型在汽车行业中都得到广泛的应用, 在零部件厂家中, 这三种型号的分别用于输送机控制、烤炉控制柜和空调控制[6]。汽车行业中使用的PLC品牌主要有西门子、欧姆龙、三菱、罗克韦尔等。
汽车行业在今后仍然会是朝阳产业, 并且随着国家对新能源汽车的大力推广, 汽车行业的发展将会被推向更高的浪潮之中, 这必将使PLC技术在汽车行业得到更加广泛的应用。
2.4 PLC在军工行业上的应用
PLC技术所具有的可靠性高、适应能力强等优势使其不仅在民用方面得到广泛的应用, 而且在军工行业也得到了广泛的应用。比如雷达追踪目标时的运动, 兵器发射时的发射姿态等众多方面都应用到了PLC技术。随着PLC技术的不断发展, 该技术一定会在一定程度上促进我国国防事业的大展, 同事我国国防事业的深入发展也必将带到PLC技术的发展。
3 PLC的发展前景
PLC技术在我国各行各业的发展中起到了重要的作用, 未来的发展前景必将推动了社会的进步。总体来说, PLC技术未来的发展方向主要包括以下几个方面:
1) 朝着超大型、超小型方向发展。所谓超大型是指存储容量越来越大、运行速度快、性能更加稳定, 以此满足未来产品的一体化发展趋势;超小型是指体积越来越小, 使其结构更加紧凑, 使用场合更加广泛。PLC技术的超大型、超小型发展方向是适合社会发展的必经之路, 也是提高社会生产率的贡献者。2) 朝着一体化、人性化的方向发展。多学科、多领域的协同发展是近几年来各国专家研究的方向之一。PLC技术与网络化、数字化、信息化等多领域的融合发展符合社会发展的规律, 是今后发展的一个重要方向。多种领域的协同发展有利于资源的整合, 取长补短, 创造出更多的价值。在多领域一体化发展的同事也必须要考虑人的因素, 因此在发展的过程中要使该技术更加的人性化, 提高工作效率。
4 小结
工业技术的快速发展与PLC技术的发展相辅相成、缺一不可, PLC技术在今后的发展中将会有更大的发展空间。在今后应尽快提升PLC技术的综合性能, 促进其与多领域的协同, 从而使其对我国工业化的跨越式发展起到积极的促进作用。
参考文献
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PLC应用前景 篇4
可编程控制器 (PLC) 是一种数字运算与操作的控制装置。它是作为传统继电器的替代产品而发展起来的。由于它采用软件来改变控制过程, 并有体积小、组装灵活、编程简单、抗干扰能力强及可靠性高等特点, 已被广泛应用于机械制造、电力、造纸、化工、冶金、矿业、轻工等各个领域。
1 PLC在工业自动化领域应用现状与发展分析
新型PLC的发展前景广阔, 主要表现在:向高速度、大容量方向;品种多样化;编程语言高级化、多样化;智能模块更加丰富。自20世纪60年代中期以来PLC产品在电力、冶金、化工等行业发挥了重大作用, 尤其近20年来计算机和信息技术的飞速发展, 不断成倍扩大的功能和成倍降低的价格, 使PLC、通讯联网技术、过程控制软件都获得了长足进步, 随着PLC技术的进步, 它的应用领域不断扩大。如今, PLC不仅用于开关量控制, 还用于模拟量及数字量的控制, 可采集与存储数据, 还可对控制系统进行监控;还可联网、通讯, 实现大范围、跨地域的控制与管理。PLC的发展趋势和前景:增强小型PLC的功能;通信功能技术不断发展;PLC的软件化与PC化个人。未来PLC将朝着多功能化、集成化、智能化、标准化、开放化的方向发展。
2 PLC的基本概念
可编程控制器称作可编程逻辑控制器, 简称PLC, 它主要用来代替继电器实现逻辑控制。PLC的基本结构:中央处理单元 (CPU) ;存储器;电源。PLC的应用范围:控制开关量;控制模拟量;数字量控制;数据采集;完成电动机变频调速的控制;进行监控;联网、通讯。
3 基于三菱FX2NPLC的自动灌装生产线自动传输系统介绍
3.1 PLC工业自动化应用该厂现有生产线采用三菱FX系列PLC作为设备的自动控制系统。
制作绿茶的过程:瓶装绿茶的制作分为绿茶制作和饮料瓶制作两部分, 这两部分是在不同流水线进行的;制作绿茶首先是融糖和萃茶, 然后将半成品茶进行高温消毒, 之后将茶水灌装在饮料瓶中;设备有:溶糖和萃茶用到的高速溶解机, 搅拌机;高温消毒用到的UHT高温消毒机。同时进行饮料瓶的制造, 饮料瓶的原料是PET树脂, 经过粉碎, 融化, 铸胚, 吹瓶等步骤制造而成。制成的饮料瓶经过消毒, 送入灌装间, 经过灌装, 旋盖等工序。此时由于绿茶的温度还很高 (大约86-89摄氏度) , 所以还要进入冷瓶机进行冷却, 采用蒸汽冷却, 冷却过后的绿茶再经过套标机套上商标。在生产厂区主要设备工作电压都是380V。变压过程如下:通过开闭锁送入的电压是10KV, 进入高压配电柜, 配电柜将电力输送给变压器, 经过变压器把10KV的电压变成400V, 再送往各负载。
厂用变频器和三菱FX-2n PLC介绍该厂的灌装车间灌装机所用的PCL是三菱公司的FX-2N PLC, 变频器为配套的三菱变频器。
三菱FX2N系列是小型化、高速度、高性能的PLC产品, 包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块。控制点数为16至256点 (主单元:16/32/48/64/80/128点) :系统配置既固定又灵活, 可以在基本单元上连接单元或扩展, 可进行16～256点的灵活输入出组合。在基本单元, 扩展单元上可分别连接扩展模块还可连接FXon系列扩展模块除了具有满足特殊要求的大量特殊功能模块外, 6个基本Fx2n, 单元中的每一个单元可扩充到256个I/O;能进行高速运算;基本指令为:0.08us;应用指令为1.52至几百us;包括8K步内置RAM寄存器;3072点辅助继电器、256点计时器、235点计数器和8000点数据寄存器;使用标准型号实时时钟;增加了过程控制;完全充足的网络模块使数据通信更容易;使用32位处理、浮点数、方根和三角几何指令等数学功能。
三菱FX2N系列PLC的特点是: (1) 高可靠性:平均无故障运行时间为50000h; (2) 适应性强:可在各种恶劣的工业环境中正常运行; (3) 多样化的软件资源; (4) 简单的编程方法。
3.2 使用变频器控制的自动传送系统该厂使用的是三菱变频
器, 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
变频器外部端子调速可分为模拟量调速和多段速调速。模拟量调速可用电压DC0～10V或电流DC4～20mA, 进行无级调速。该厂用0～10V模拟电压作为给定量, 进行开环调速;多段速采用外部输入端子进行三段速调速。三段速分别设置为15Hz﹑30Hz﹑45Hz。在模拟量调速时, 通过调整W1﹑W2的分压比设置KA1闭合时变频器高速运行, KA2闭合时为低速运行, 当KA1﹑KA2都断开时, 变频器为最高速。通过编程, PLC根据操作台发出的信号, 选择控制方式:模拟量调速或多段速调速。变频器的多段速调速比模拟量调速有较高优先级。
根据工艺要求, 灌装机前面的输送带分成若干段。各带上均有光电传感器探测瓶流速度。PLC根据瓶流调整各段输送带的速度。
变频器的调速方式为两种: (1) 来自灌装机主机变频器的模拟信号DC 0-10V, 经过隔离器转换为线性DC0～10V, 再经过电位器分压作为变频器的给定信号, 以控制电机, 这样可以做到输送带与灌装机的速度很好匹配。 (2) 采用多段速控制端子, 通过PLC编程, 由PLC发出控制信号以控制速度。PLC根据灌装机操作台发出的信号来判断使用那种速度控制方式, 又根据瓶流情况选择高低速。在模拟信号控制时是通过辅助继电器的组合, 经分压控制变频器输出速度。在多段速时通过PLC的输出分别调节各个变频器的输出频率以达到多段输送带的速度匹配及与灌装机的速度匹配。在模拟控制方式调整中, 电位器分压比的调整是个关键。在两种速度控制方式下, 分别调整各变频器的多段速度频率及电位器的分压比, 做到了输送带速度与灌装机速度很好的匹配, 运行稳定可靠。
3.3 PLC技术在自动传输系统中的应用自动传送系统可以自动传送工件由上一道到下一道工序。
由于生产使用的瓶子和瓶坯数量多, 所以采用专用传输装置, 既安全可靠、方便快捷, 又降低了工人的劳动强度, 从而大大提高了生产效率。
该系统由PLC (三菱FX2N一64MR) 、伺服电机驱动器 (松下M SDA203A1A) 、伺服电机 (松下M SM A202A1) 、减速系统、皮带传送机构以及机架等系统组成。
工作过程:在实际工作时, 传送带上固定了托盘以托放工件。托盘一侧安装导轨, 一侧安装两个橡胶轮滚动。整个自动传送装置工作过程简述如下:当从左侧放入工件时, 光电开关发生信号, 传送带启动, 并加速向右侧前进传送工件。当遇到接近减速开关时, 传送带将进行第一级减速。遇到光电开关时, 工件已送到位, 传送带安全停车。当工件从右侧取出时, 工件将从光电开关上经过, 光电开关同时发生信号, 传送带启动加速退回。经过光电开关时, 将进行第二级减速。遇到光电开关时, 安全停车。如此反复运行。当工件较小时, 可以一次性传送两件, 这时, 应把双件/单件按钮旋至双件位置。
在本系统中, 所需的输入开关量为29点, 开关量输出为11点。考虑到经济性和系统维修的方便性, 选择整体式PLC。由于本系统的控制是顺序控制, 故选用日本三菱公司生产的FX1N一64MR型PLC来控制较为合理方便, 它有32点输入, 32点输出。
由于传送带在实际工作时, 其传输速度特别高, 电机转速达到3000r/min, 所以必须考虑到生产设备及操作人员的安全。首先, 在机械方面, 采取了一系列的措施, 在传送带两侧设立了防护带, 以防操作人员误入。同时, 在机架左右两侧, 均安装了弹簧减震器。其次, 除在控制厢上设立急停按钮外, 还在机架的4个角安装了急停按钮, 以便发生误操作时紧急停车, 在编写软件时, 通过梯形网程序对设备参数进行判断, 使其产生相应的急停指令。另外, 为安全起见, 接好线后, 要对伺服电机进行试运转, 即电机的JOG功能 (只有电机和驱动器在运转) 。如果电机在JOG下能正常运转, 这就意味着电机和驱动器状态良好, 且它们之间的接线也是良好的。
(上接第281页)
4 结束语
PLC已经走过了近40年的历程, 以其结构紧凑、可靠性高、功能强、速度快、价格低等优点获得广泛应用, 已经成为工业控制系统的主流。目前PLC与DCS相结合的控制系统发展很快, PLC与DCS相互渗透、相互融合、相互竞争, 已成为当前工业控制系统的发展趋势。
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PLC应用前景 篇5
按照可编程控制器 (PLC) 的I/O点数可以将其分为三种类型:小型机、中型机和大型机三种, 虽然PLC的种类很多, 但是其结构和原理实现都大体一致, 其内部存储执行逻辑运算, 顺序控制, 计时, 计数和算术运算等面向用户的操作命令, 并通过数字式或模拟式的输入和输出, 控制各种类型的机械或生产过程, 并与其有关的外围设备与工业控制系统形成一个整体, 从而过到控制的目的。PLC的结构主要有CPU、存储器、电源、专用的输入输出接口、数据总线等。PLC首先将灌装机的连续动作转化成程序语言, 然后按一定运算法则输入输出控制器接着相应的部件接受到控制器的信号做出相应的物理动作, 从而制药设备生产线得以自动化生产。
二、PLC在生产线中主要的应用。
PLC作为核心部件, 采集各种光电感应或限位开关发出的开关量信号, 压力、温度、液位、流量等模拟信号对主电机、电加热管、蠕动泵和各类电磁阀等进行控制。
1. PLC对洗瓶机的应用
烘箱网带缺瓶高速, 动态生产半速, 满瓶停机的分级控制主机转速;注射水的水温、水压和压缩空气压力的下限报警并停机;低液位停止循环水泵;出瓶计数;主机过载停机并提示。
2. PLC对灌装机的应用
无瓶止灌, 无瓶止塞, 在线抽检, 生产计数, 缺塞报警, 缺瓶停机。在超载或紧急情况, 设备可以立即停机, 故障排除后, 恢复生产需要再按启动按钮。与其他设备联机运行, 当其前置理瓶台的瓶子过多时, 停止烘箱的输瓶网带和洗瓶机。
3. PLC对烘箱的应用
连接触摸屏读取工艺参数;通过变频器对网带电机控制转速和各风机控制转速, 监测各风机运行情况, 如过载和低风速风门位置;PID控制加热管温度, 并检测加热管、预热段, 高温段, 冷却段温度;连接打印机对生产过程记录的数据或曲线进行打印。
生产线上各台设备。只用简单的限位传输的I/O信号来控制启停。实际上只为独立单元, 自动化程度相对较低, 需要继续挖掘PLC的运算和远程通讯功能。
三、GMP升级对PLC应用在制药设备的工艺要求和发展前景
新版的GMP对于设备的要求有三大目标要素:将人为的差错控制在最低的限度;防止对药品的污染和降低质量;保证高质量产品的质量管理体系。
设备的结构一般被固化, 一旦投入使用, 要改变几乎是不可能的。例如烘箱加热段的设计, 所配置加热管数量和规格很难在使用后进行改造, 使用中如发现传热受热的均匀性不好, 其温度曲线会发生明显的变化, 此时需要技术人员对风机的频率和PID调节参数进行必要的调整。设备能够自动记录调节加热就成为新的趋势, 这对开发PLC程序者提出更高的要求, 将现代的模糊算法加入到PLC的程序中, 使其控制加热管达到一种动态的平衡。药物与生产上的设备都有直接或间接的接触, 在药物制备中结构通常设计有利于物料的流动、位移、反应、交换及清洗的结构。电气控制需配合工艺过程, 而此类生产步骤在实施监控时存在着洁净区域转移和跨度较大, 其最理想解决方案为无线传输, 将各类二次仪表测得的数据无线传输至上位机中, 由上位机进行汇总解析。PLC使用工业通讯光纤与上位机通讯, 控制生产线各工作站的运行。
在对治疗心脏病等装量精度要求高药品中, 1%以下误差才被接受, 而以步进电机传动的蠕动泵, 受制于硅胶管的管径、药液的液位和气泡等外在干扰, 误差的风险很大。伺服电机驱动容积泵灌装精度为±1%理论上满足, 但生产过程中每一个小时左右需要在线抽查检验装量。高速运算的PLC借助压力模块传送的数据, 可以实现此项功能。这将显注的减少人为的差错和干扰。在A级净化区 (即灌装区域) 企业需要重点监控环境中的尘埃粒子数, 目前多数采用独立的检测仪器进行检测和报警。高性能的PLC整合以上各项数据, 集中控制。可减少大量在岗人员, 这也可以降低药品的质量风险。
目前PLC厂家众多, 版本多样, 标准不尽相同, 通用性很差。使得专业化、标准化的控制系统难以实现。未来PLC在制药行业的发展趋势为通过标准通讯接口, 整合二次仪表, 附以其他系统, 配以电气工业优秀的执行部件对生产中各个环节的数据进行监控、记录、存档, 实现高智能化的无人职守生产线。技术人员只需远程监视PLC反馈的数据或报表, 即可完成生产。
摘要：国家对于药品的生产在大力推行《药品生产和质量管理规范》 (Good Manufacture Practice, GMP) 是为了最大限度地避免药品生产过程中的污染和交叉污染, 降低各种差错的发生, 用于提高药品质量的重要措施。由于药品生产的工艺要求在提高, 制药设备也在不断的更新升级, GMP规范提出之前生产线大多采用手动操作, 由操作人员带着手套完成灌药、加塞等过程。这样增加了药品质量的风险, 本文旨在对生产线应用可编程控制器 (PLC) 实现自动控制进行简要阐述, 并重点阐述GMP升级对PLC应用在制药设备的工艺要求和发展前景。
关键词：PLC,制药设备,GMP风险
参考文献
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PLC应用前景 篇6
1 什么是 P LC
可编程逻辑控制器 (Programmable Logic Controller) 简称PLC, 是由电源、中央处理单元、存储器、输入输出接口电路、功能模块、通信模块这六大模块构成的一种用于工业生产的编程控制器, 是同计算机类似的程序运算系统。它使用一种可编程的存储器, 用来存储程序, 并且能够对于面向用户的指令执行运算数据、工业操作等, 再通过将程序准确输出来控制工业中的机械操作或生产过程。然而随着技术的提高, 这种装置的功能已经突破了原有的工作范畴, 将控制的程度扩大到除了逻辑控制以外的领域, 因此, 现在的可编程逻辑控制器被称为可编程控制器。
2 工作的原理
在PLC投入到工业使用中时, 其工作原理主要以输入采样、用户程序执行以及输出刷新三个步骤完成操作。完成这三个重要环节则被称为一个扫描周期, 而PLC的工作就是循环完成一个扫描周期。如图1为PLC工作原理示意图。
2.1第一步:输入采样。在PLC开始工作时, 首先要进行数据的输入, 之后可编程控制器才能对其输入的状态和数据进行依次的扫描并读取, 之后, 将扫描到的数据存到I/O映象区中, 第一步处理结束后, PLC则进行接下来的操作。但如果输入的为脉冲信号, 那么在后两个阶段不会改变初始输入状态和数据的前提下, 一定要保证输入的脉冲信号的宽度大于一个扫描周期, 否则可能出现输入的数据不能读取的情况。
2.2第二步:用户程序执行。在这一环节中, PLC的扫描顺序按照由上至下来依次进行, 可以把这种顺序称为梯形图顺序, 在其进行程序扫描时, 是依次按照由左向右、由上至下的方向依次扫描由触点形成的控制线路, 并同样按照扫描的顺序对其进行逻辑运算。运算结束, PLC会根据结果做出相应的判断, 例如刷新该逻辑圈在系统中对应位置的状态, 或选择是否执行程序中的特殊指令。
2.3第三步:输出刷新。在前两个环节进行顺利的前提下, 可编程控制器则开始最后的输出刷新。此过程是最后输出过程, 因此是极其重要环节。它将刷新所有在I/O映象区中对应的数据并锁存电路, 然后经过输出电路去驱动连接的外设, 成功输出所需要的东西。
3 应用现状
随着工业技术的革新, PLC技术也越来越多的应用到工业生产中, 尤其是工业电气自动化中。表1为2003年 - 2010年我国PLC市场规模表。
由表1可见, 在工业生产中PLC所占市场份额逐渐上升, 其在工业中的应用也越来越普遍。以下是PLC在电力系统中的应用方法。
随着我国工业生产的发展, 电力体制改革也逐渐深化, 其市场竞争也愈发激烈, 因此PLC在其操作过程中提供了更智能化的操作。其中大型火电站在其辅助系统中例如:输煤、除灰等系统已经开始完全由PLC控制。
3.1输煤系统中的应用。输煤系统是保证发电站生产持续进行的系统, 如输煤系统能很好的控制可以有效提高生产的安全性以及效率, 并能够起到改善环境的作用, 与此同时, 工人的健康也得到了保障。因此, 在燃煤电厂的输煤系统中, 则使用了PLC。其主要是由卸煤系统、储煤系统以及各种子系统构成一个大的燃煤系统, 其中输煤程控系统中的控制系统运用分层式的网络结构将其分成主站层、远程IO站以及现场传感器三个纵向层次, 主站层中则有PLC以及人机接口设备两部分, 远程IO站与主站层的程控主机之间, 通过光纤进行连接, 而它与现场传感器之间则通过二次控制电缆进行连接。除了主站层中有PLC设备, 在其整个系统的集中控制室中也配备了PLC自动控制程序。在其主控室中, PLC自动控制是其主要环节, 并辅以带联锁或解除联锁手动控制, 将其程控系统进行很好的完善。
3.2该技术应用于除灰系统。除灰系统则是电力厂的重要环保系统, 使其生产操作过程中的废物进行综合管理并加以利用, 而气力除灰系统也正被广泛使用。随着科技的发展, 气力除灰系统已经从传统的控制系统变为由PLC为主要的核心控制系统, 但其主要的控制对象及控制结构变得相对复杂。不过由于PLC的投入和使用, 除灰工作的现场调试性也在显著提高, 同时可以对其进行远程操控。
4 前景与展望
虽然PLC在工业电气自动化中得到了广泛应用, 但如果受恶劣环境影响或者被强烈电磁场所干扰, 很有可能造成程序的错误, 并出现运算的失误, 从而导致输出结果错误。错误的输出结果会引起设备在操作过程中的失控以及错误动作, 从而影响工业生产的进程。
因此, 要提高PLC的可靠性, 就必须从制作生产的源头对其进行改进和完善。第一, 要在抗干扰性上提高其性能, 还要从设计、安装和使用方法中进行简化, 使其在安装和使用中达到零失误。第二, 要在其智能程度上有突破, 应加强其网络化数字化功能, 其关键在于将PLC与DCS进行融合, 互相借鉴其优点以便优化其性能。例如DCS的新一代控制系统———FCS, 它是现场总线控制系统, 结合了DCS与PLC的特点以及发展经验, 形成了第五代过程控制系统。
结束语
随着时代的快速发展, 电气自动化会随着PLC的发展走向成熟的阶段, 并且在将来的工业生产中被更广泛的普及, 同时, 其越来越完善的程序控制体系会在电气自动化建设中发挥其前所未有的作用。
参考文献
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PLC应用前景 篇7
可编程逻辑控制器 (Programmable Logic Controller, 简称PLC或PC) 是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作电子系统。它采用了可编程序的存储器, 用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令, 并通过数字量、模拟量的输入和输出, 控制各种类型的机械或生产过程。
PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物, 它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点, 充分利用了微处理器的优点。
PLC的主要特点如下:
A.用内部已定义的各种辅助继电器代替机械触点继电器, 通过软件编程方式用内部逻辑关系代替实际的硬件连接导线, 这些内部继电器的节点变位时间可理想化地认为等于零, 因此只需考虑它的0-1状态而无需考虑传统继电器所固有的返回系数;B.可靠性高, 抗干扰能力强, 适用于复杂的工业环境;C.配套齐全, 功能完善, 适用性强, 易于与工业控制系统联成一个整体, 易于扩充其功能;D.易学易用, 照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯, 特别是PLC的程序编制采用简单指令形式, 使用户程序编制形象、直观、方便易学。
经过30多年的发展, PLC已十分成熟与完善, 尤其在顺序控制、开关量逻辑运算和处理这两方面具有显著优势, 而模拟量闭环控制也已非常成熟。PLC技术自从引入我国的电力行业后就得到了广泛应用, 并发展壮大。
2 PLC在电力系统中的应用现状
2.1 顺序控制
在火力电厂辅助系统中主要包括化学补给水处理系统、输煤系统、除渣系统和除灰系统等, 这些系统的工艺流程多以顺序控制和开关量控制为主。
随着我国电力体制改革的深化, 电力市场竞争将更加激烈, 降低资源损耗和提高管理效益成为各发电企业的迫切需求。为此, 对火电厂辅助车间自动控制水平提出了更高的要求。经过科技人员的不断引进、开发、研究, 我国大型火电站的辅助系统 (输煤、化水、除灰、除渣、燃油泵房、循环水泵房等) 已由继电器控制过渡到完全由PLC监控。
随着机组容量的不断增大、自动化程度的不断提高以及网络技术、软件技术、光纤技术的日趋成熟, 采用PLC构成的独立控制子系统不仅单独控制某个工艺流程, 同时PLC子系统还可以通过相应的通信模块挂在通信总线上, 实现全厂数据通信, 以便电厂控制中心掌握各辅助工艺系统情况, 协调全厂工作。目前, PLC技术在电站辅助系统中得到了越来越广泛的应用。
2.1.1 输煤系统
一个好的输煤自控系统设计可以有效提高生产效率, 改善环境, 减少对工人的健康损害, 保障生产的安全。目前许多燃煤电厂均将输煤系统早期的人力控制、强电控制改为微机控制。燃煤电厂的输煤系统, 通常都由卸煤系统、储煤系统、上煤子系统、配煤子系统和辅助系统等几个子系统组成。输煤程控系统技术方案大多采用输煤控制系统、输煤工业电视及输煤传感器 (含执行机构) 三部分构成。
输煤控制系统采用分层式的网络结构, 纵向分为三层:主站层、远程IO站、现场传感器 (含执行机构) 。主站层由可编程控制器 (PLC) 和人机接口设备组成, PLC的CPU按双机热备配置, 通讯模件按冗余配置, 主站层全部设备布置在输煤集控楼内。远程IO站设备和主站层程控主机之间由光纤通讯总线 (冗余热备) 连接。远程IO站设备和输煤传感器 (含执行机构) 之间通过二次控制电缆连接。输煤程控系统采用控制室集中控制方式, 就地只设事故紧急停机拉线开关和检修用启停按钮。控制室内以PLC程序自动控制为主 (正常运行方式) 、带联锁或解除联锁手动控制为辅 (事故或紧急情况下运行方式) 。运行人员在控制室内通过显示屏和电脑就可以实现对主要输煤设备的监视和控制。
近年来, 许多燃煤电厂都基本实现了输煤系统的PLC控制, 提高了生产的可靠性, 有效改善了工作条件, 减少了值班人员, 劳动生产率得到了不同程度的提高。
2.1.2 除灰系统
电厂重视环保, 也重视废物综合利用, 为实现电输尘下来的粉煤灰综合利用, 已广泛采用气力除灰系统。目前国内的气力除灰控制系统大部分已经从传统的继电器逻辑电路顺序型控制系统逐步过度到以可编程逻辑控制器PLC为主要核心的顺序控制系统。
除灰系统的PLC控制系统是一个较复杂的程控项目, 其主要控制对象为:输送风机、气化风机、仓泵、加热器、各类阀门、卸灰装置、布袋除尘器、收灰风机及管道压力等, 有很多的输人输出点控制结构和功能比较复杂。可以由PLC、传感器、二次仪表以及主控柜组成, 也可按网络结构分为有操作员站、下位机控制器两大部分。在对系统的可靠性要求很高的地方, PLC可采用双机热备 (硬热备) 配置。PLC的软件基于模块化的设计架构, 此种方式既便于修改, 增加可读性, 又便于现场调试。整个系统程序由1个主程序模块和N个功能模块组成。
利用PLC远程站完善的功能, 可以有效地实现对电厂锅炉排灰渣系统的自动控制, 甚至无人值班。
2.2 开关量控制
由于PLC的本质是用内部已定义的各种辅助继电器代替机械触点继电器, 这些内部继电器的节点变位时间可理想化地认为等于零, 只需考虑它的0-1状态而无需考虑传统继电器所固有的返回系数, 所以用PLC来进行开关量控制是非常合适的。
2.2.1 断路器控制
在传统的发电厂和变电所中, 高压断路器控制及信号电路均采用电磁型继电器为主要元件。为实现各种逻辑电路, 采用了大量的电磁元件。众多电磁元件的机械触点降低了可靠性, 同时接线复杂、检修困难, 并占用较大空间。目前, 可编程逻辑控制器 (PLC) 的应用, 解决了存在的诸多问题PLC内部大量的软继电器可以替代众多的实物元件, 可在实现原有控制电路功能的途径上有更好的选择。PLC本身的可靠性很高, 用来控制断路器也具有高可靠性。
为保证变电所设备的安全运行及方便运行人员监视, 高压断路器控制电路通常需满足以下要求:可进行正常的手动分、合闸操作;操作正常分、合闸完毕, 给出相应指示信号;不能正常操作时应给出相应指示信号;正常分、合闸完毕应自动切断分、合闸回路;事故时可自动分闸, 并给出事故的音响和闪光信号;具备必要的闭锁措施, 防止断路器“跳跃”。
高压断路器采用了PLC控制后, 简化了二次接线, 因为PLC的输入、输出的接线很有规律, 输入、输出均各有公共端, 所有元件的另一端接入相应的输入端或输出端, 接线不易出错。原有繁琐的二次接线及逻辑电路现被PLC的内部元件取代, 无需再配备专门的闪光电源, 原有硬件参数的调整 (如动作时间等) 也改由程序参数设定, 只要编制符合要求的控制程序, 通过简单的接线即可达到要求。对于断路器的操动机构而言, 其辅助开关数目也可简化。同时由于修改程序方便, 只需选择合适型号的PLC, 修改控制程序, 便能实现变电所中多台断路器的控制及信号显示功能。维护和检修工作量也相应减少。
2.2.2 自动切换系统
自动重合闸, 备用电源自动投入。
为了加强供电可靠性, 备用电源自动投入装置早已应用在发电厂和变电站中。以最典型单母线分段形式的电源为例 (见下图1) , 正常运行时为了限制短路电流, 分段断路器Q1处于分闸状态, 电源1和电源2独立运行并互为暗备用。当其中一条回路电源故障时, 可通过手动或自动切换操作, 使分段断路器Q1合闸, 另一回路电源承担整个负荷。手动运行方式只能满足允许短时 (几秒至几分钟) 停电用户的需要, 对于要求连续供电的用户, 这种短时停电是不允许的。为了提高供电可靠性, 设计要求在分段断路器Q1上装设备用电源自动投入装置 (以下简称备自投) 。
早期应用的电磁型备用电源自投装置是由若干继电器根据不同的运行方式构成相应的备自投回路, 其缺点是改变运行方式困难, 逻辑回路设计复杂, 继电器易损, 可靠性低, 运行维护极为不便。
由PLC构成的备用电源投入装置可根据变电站的运行方式, 通过编程完成各种复杂的逻辑和功能, 适应各种运行方式, 满足电网一次接线要求。PLC采集一次设备的正常运行状态信号, 作为备自投的启动条件和闭锁条件, 通过编程来实现不同的功能, 以适应不同的运行方式。与继电器组成的备用电源自动投入装置相比, 该方案具有可靠性高、接线简单、控制灵活、调试方便和投资小等优点。
由于PLC具有数据处理和逻辑判断的功能, 使PLC型备自投装置不仅能完成备自投装置规定的操作, 而且能在操作时考虑系统运行情况以及系统的其他操作要求, 装置可通过显示窗口显示主要设备的运行情况。另外, 对装置的调试维护也很方便, 通过离线仿真可以测试软件, 不影响设备的安全运行, 而且可以通过改变程序来适应不同的运行方式。装置本身具有很强的抗干扰能力, 使其可靠性高于电磁型装置。同时PLC的通信功能为实现电力系统综合自动化创造了条件。
实践证明PLC在备用电源自动投入中的控制是一种经济、可靠、实用的方法运行, 采用PLC实现备自投功能使供电可靠性有了大幅度地提高, 其运行效果有了明显改善。
2.3 闭环控制
在电力系统自动化的控制中, 经常要用到闭环控制方式来实现温度、压力、流量、速度等连续变化的模拟量控制。初期的PLC在闭环控制方面并不擅长, 而当前新型的PLC也兼有闭环控制功能, 并且已十分成熟。各PLC生产厂家推出的中、小型PLC模块均提供了PID指令, 可以实现PID控制, 这种模块的PID控制程序是PLC生产厂家设计的, 并存放在模块中, 用户使用时序只需要设置一些参数, 使用起来非常方便, 一个模块可以控制几路甚至几十路闭环回路。直接应用PID指令来实现基于PLC的PID控制, 是一种易于实现且经济实用的方法。
2.3.1 水泵、油泵电动机
以发电厂机组调速器油泵为例, 其启动方式有种自动启动、机旁屏手动启动和在现地控制箱手动启动。自动运行的情况下, 每台调速器油泵根据累计运行时间的长短, 在开机过程中由现地PLC控制单元的顺控模块选择运行时间累计短的为主用泵、运行时间累计长的为备用泵。自动启动条件为调速器压油罐压力下降到时启动主用泵, 如果压油罐压力继续下降到整定值时, 备用泵跟着启动, 向压油罐打油。在机旁屏手动启动调速器油泵, 只需将欲启动油泵的控制开关打至"ON"位即可。而在现地控制箱上的手动启动只需首先将机旁屏上的控制方式选择开关打至"调速器手动"位后, 在现地控制箱上操作欲启动油泵的启动和停止按钮, 就能启动调速器油泵。
主用泵的选择主用泵可以由PLC按各自的运行小时来自动选择主用泵或手动设定, 在机组现地控制单元的触摸屏上可以完成主用泵的选择方式的设定;当PLC重新启动后, 将会默认主用泵。PLC将2台油泵的启动优先权输出到优先权选择继电器。PLC程序输出油泵的启动命令后与优先权继电器配合来选择启动相应的油泵。
油泵的控制分PLC控制和常规控制。这2个部分是相辅相成的, 而且常规回路作为PLC控制的补充, 作为油泵控制的安全回路, 即使在PLC故障等特殊情况下, 也能保证调速油的供给, 提高了机组运行的可靠性。
2.3.2 发电机调速器控制
水轮机调速器是保证水力发电机组稳定运行的重要控制设备, 直接关系到机组的安全与稳定运行。调速器的发展先后经历了3个阶段:机械液压型调速器、电气液压型调速器和微机调速器。PLC调速器控制系统通常由转速测量单元、电子调节单元和电液执行单元组成。其特点是转速测量、调节规律的形成和驱动导水机构的职能分别由上述3个功能单元实现, 其控制规律由软件形成, 这使复杂控制规律的研究和实现成为可能。
目前, 水力发电机组调节使用最为广泛的仍然是典型的比例积分微分PID控制, 框图如下图2:
3 对PLC应用的建议及前景展望
3.1 增加可靠性抗干扰能力
PLC是一种专为工业生产自动化控制设计的, 一般而言, 无须任何保护措施就可以直接在工业环境中使用。然而, 当生产环境过于恶劣, 电磁干扰特别强烈, 或安装使用不当, 就可能造成程序错误或运算错误, 从而产生误输入并引起误输出, 这将会造成设备的失控和误动作, 从而不能保证PLC的正常运行。要提高PLC控制系统可靠性, 一方面生产厂家要提高PLC的抗干扰能力;另一方面, 要在设计、安装和使用维护中引起高度重视, 多方配合, 减少及消除干扰对PLC的影响。
3.2 加强网络化、数字化
当前最广泛应用于发电厂的集散型控制系统DCS经历了30多年的发展, 技术日益成熟, 取得了丰富的经验。然而目前DCS的发展开始减缓和停滞。如何使DCS仍然可以大跨步地继续向前发展, 其中一个关键问题就在于通用化的硬件平台, PLC的融入。随着微电子及控制技术的发展, PLC系统和DCS系统在不断吸收彼此的特点, 逐步地走向同化。
集散控制系统DCS经过了初创期、成熟期和扩展期之后, 又出现了新一代控制系统———现场总线控制系统FCS, 它是第五代过程控制系统, 是由DCS与PLC发展而来, FCS不仅具备DCS与PLC的特点, 它保留了DCS的特点, 或者说FCS吸收了DCS多年开发研究以及现场实践的经验, 当然也包括教训, 而且跨出了革命性的一步。随着现场总线技术的完善和热工自动化技术的发展, 数字化、智能化控制仪表的进一步开发和应用, FCS必将在火电厂得到广泛应用, 使电厂的自动化水平提高到一个新的水平。所以今后的发展趋势大体上是分散型控制系统DCS将逐渐更新换代为全数字现场总线控制系统FCS。
4 结语
在新的时代, PLC会有更大的发展, 产品的品种会更丰富、规格更齐全, 通过完美的人机界面、完备的通信设备、成熟的现场总线通信能力会更好地适应各种工业控制场合的需求, PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分, 将在我国发电厂的电气自动化建设中发挥越来越大的作用。
摘要：本文介绍了现阶段可编程逻辑控制器PLC在电力系统中的广泛应用, 着重描述了在顺序控制、开关量控制和闭环控制三个方面的典型应用, 并提出使用建议。然后结合当前DCS、FCS在电力系统中的发展现状, 阐述了PLC广阔的发展前景。