PLC电气系统（共12篇）
PLC电气系统 篇1
随着社会发展和人们生活对电力的需求越来越大, 因此电力系统需要加强对电气工程的建设, 从而保证用户的安全用电。PLC自控系统的有效开发能够促进带电气工程的运效果, 但是在开发过程中需要遵循一定的原则, 并有效的将技术点结合在相应的管理方面出, 从而促进电力系统的高效运行, 促进我国电力行业进一步发展。
1 电气P LC自控系统开发的原则
在电气工程的各种运行中, 自动化得到了广泛的应用, 极大的提高了电气设备的运行效率。就自动化在电气运行工程功能使用的现状来看, 在电气PLC自控系统开发过程中是需要遵循一定的原则的。这样一来, 才能够满足电气工程运行过程中各种功能的有效发挥。以下几点就是开发PLC自控系统过程中需要遵循的原则。
1.1 实用性原则。在电气运行过程中涉及很多的环节和设备, 因此其运行环境较为复杂和多变, 加之, 不同的电气工程是需要不同的运行系统的, 对系统功能也存在较大的差异性, 因此, 在开发PLC自控系统的过程中也有较高的要求, 需要PLC自控系统具有全方位的功能, 在开发系统之前, 要综合掌握在控制和管理过程中, PLC自控系统所具有的功能, 并立足于实用性原则进行开发, 同时还要在电气工程自动化控制需求的基础上, 量身定做电气PLC自控系统, 从而使其达到因地制宜, 还需要做到的是不需要对新技术进行盲目的引进。
1.2 安全性原则。只有借助现代信息化技术的使用, 才能够实现电气PLC自控系统的开发, 同时还能够使系统的操作正常。但是在开发过程中, 电气工程的运行系统难免会受到不利因素的影响, 对电气工程系统的正常运行造成阻碍, 从而导致PLC自控系统的开发受到影响。这样一来, 在开发PLC自动系统的过程中, 不仅要坚持实用性的原则, 开发后的PLC自控系统在安全性能方面也是需要保证的, 安全隐患漏洞也是不能够存在的。因此在PLC自控系统开发之后, 一些优秀的控制技术和控制容错方案是需要借鉴的, 在这些方案的指导下, 有利于保证PLC自控系统的稳定性好而可靠性。
1.3 集成性原则。PLC自控系统具有复杂的功能, 如果想要实现其众多功能中的某一个, 是需要一整套完善配置子系统共同发挥作用的基础上, 类型繁多的子系统不一定是联系在一起的, 可能是相互独立的个体, 这样一来, 各个系统并没有出现在同一个界面内, 因此系统操纵的程序就会比较有难度, 影响到电气工程系统运行的效率。因此, 在开发PLC自动系统之前就要提出集成性的原则, 这一原则的提出是很有必要的。PLC自控系统实现集成性的原则, 有利于加强对系统运行的监控和管理, 更有利于实现信息的沟通和共享, 技术协调也能够获得完善, 繁冗的是系统操作程序也能够被简化, 从而促进电气PLC自控系统的有效开发与合理利用。
2 电气P LC自控系统开发的技术建议
2.1 系统计算程序。电气PLC自控系统开发, 分为主控级和现地控制级, 后者优先于前者, 其中中央控制室负责主控级的操作。一般设置在系统管理位置, 属于电气系统控制的核心。能够自动完成系统数据管理和报表生成打印。而后者在前者操作完成后, 进行系统计算程序的自行配置, 设置冗余关系的两套主控级操作员站。包括自控系统工作站、系统交换中心、系统数据服务器和打印机等设备。并推荐内嵌以太网口作为现地控制系统, 将其连接于每个子系统上。这样一来, 在系统运行的过程中, 准确获得相关运行参数和状态数据.还能够形成对相关控制设备的实时监控, 这对于电气自控系统的极限位置连锁和误操作连锁等问题的解决, 起到有效的安全防护效果。至于PLC自控系统软件的选用, 笔者推荐上位组态软件、数据库软件和其他编程、应用软件等。在安装这些软件之后, 为系统进行编号, 然后检查软件参数是否准确, 可依次开启电气系统, 当启动模式处于最大负荷状态, 就能够直接观察软件参数是否有误或者存在错误。
2.2 安全保障技术。电气PLC自控系统运行的安全性。在系统开发期间, 要进行持续的安全监测。在明晰系统运行时的数据后.判断系统各个位置是否存在异常情况, 然后进行全方位的系统统计, 以此保障系统开发的安全关于安全保障技术的应用。应用的结构模式为分布式。其中安全保障结构, 要求将整个结构划分为管理、传感、通讯各个部位, 然后在子系统之间, 设置相应的监控主机、数据服务器和计算机。然后进行系统开发数据的收集、分类、处理和存储。这些技术中, 数据的收集单位最为重要。该单元共分为16 个采集模块, 每个模块都与标准的通讯接口连接, 在计算机中, 有对应的采集软件、整编软件和分析软件, 当系统启动之后, 这些软件就会进行自动地单点测量、巡回测量和定时测量。
2.3 集成管理技术。对应上文提到的电气PIE自控系统的集成管理要求, 自控系统开发, 要全方位兼顾各功能的自动化运行情况, 譬如监测功能、切换功能、报警功能等。目前我国电气PLC自控系统的集成化管理技术, 其应用程度不高, 通常采用一机一控的方式, 主要原因是集成软件开发技术比较滞后, 对此, 尽快开发出兼具采集、分析、报警功能于一体的集成管理软件, 以及增大数据库的容量, 在对系统传输配置和调试配置进行优化后, 就能够有效提高PLC自控系统的集成化水平。
3 P LC电气自控系统的性能特性
3.1 系统能够进行相应的维护。这项系统中所运用到的一些软件或者硬件的设备都是比较便于维护的, 并且系统本身各个部件都带有联机诊断和自检的能力, 同时加上软件本身有备份, 这在一定程度上直接方便了相关工程师的维护。本系统的可拓展性比较强, 可以进行一些应用程序的扩充, 用户可以进行自编程序并且能够加入运行。
3.2 系统的安全性高。在一般的情况下, 这项系统中的软件硬件运行时, 不会对其他的设备或者工作人员造成一定的伤害, 很大程度上较少了不必要的损失。
4 结论
在开发电气PLC自控系统的过程中, 为了提高系统运行的效率要遵循一定的原则, 包括实用性原则、安全性原则和集成性原则等, 在此基础上, 进行有针对性的开发, 并在系统计算程度和集成管理等方面将技术点集中。因此, 在开发电气PLC自控系统的过程中, 要综合掌握好系统运行的实际情况, 并使用正确的开发方式, 进行因地制宜的PLC自控系统的开发从而保证系统运行的安全性和可靠性。
摘要：综合探究了电气PLC自控系统的开发, 首先就开发电气PLC自控系统过程中应当遵循的原则进行探究, 然后在此基础上论述了电气PLC自控系统开发的技术建议, 仅供交流借鉴。
关键词：电气工程,PLC自控系统,开发原则,技术建议
参考文献
[1]陈海梅.PLC在电气自动化中的应用现状及发展前景概述[J].科技与生活, 2011 (3) .
[2]张传娟.浅谈PLC在工业控制领域中的应用[J].数字技术与应用, 2011 (10) .
[3]王柏忠.浅谈三菱PLC在自动控制设备中的应用[J].科技致富向导, 2011 (6) .
[4]胡波.PLC技术在矿井提升控制系统中的应用[J].黑龙江科技信息, 2008 (31) .
PLC电气系统 篇2
2电气设备控制系统中PLC的运用
PLC完整称呼的中文含义是可编程逻辑控制器，在传统型式设计的电气设备控制中，其设计采用的是接触器设备和继电器设备以完成相应的控制工作，此种型式的控制系统设计的线路比较复杂，在系统运行工作中较为容易发生多种类型的运行问题，从而对电气设备控制系统运行的稳定性造成影响，采用PLC可编程逻辑控制器替代原有的继电器控制，能较大程度的降低电气设备控制系统运行工作中出现故障问题的频率，能较好的提升电气设备控制系统设计的自动化水平。PLC可编程逻辑控制器在电气设备控制系统中的设计应有主要有以下四个方面：
2.1在PLC机型的选择和功能需求的选择
技术工作者在电气设备控制系统的合理设计中对PLC的科学应用，需要依据电气设备控制系统所具有的情况以及电气设备的硬性要求等，选定合适的PLC机型及其功能，并且在选择PLC的过程中，要选择合适的机型运行的功能及其运行的可靠性，并且在选择时要留有相应的余量，如此做法方能符合调试要求以及扩展要求，为之后系统进行扩展提供方便，以达到控制系统其控制水平的提升。
2.2在I/O地址选择上
I/O地址的选择与确定工作，PLC设计工作环节中的基础设计步骤，因此在I/O地址的选择和确定工作中需要技术工作者谨慎细心，首要工作是明确I/O的点数，技术工作者需要在备用的角度和扩充方面选择相应的点数，方能较好的符合之后控制系统的运行要求。继而是选择和设计离散输入和离散输出，输入接口以及输出接口的设计应当合理选取标准设计的输入接口和输出接口，如此设计方能确保控制系统中设计的开关设备、传感器设备和控制开关设备等可互相通用，交流输入的量程和输出的量程范围都是在24伏至240伏之间，直流输入的量程与输出的量程范围是5伏至240伏之间，如果安装使用的控制系统其所使用的电力来自多个电源，则需要选择和设计有着隔离作用的公共线路。在选择确定输入接口和输出接口的设计、线路连接的设计之后，要对输入或输出进行科学的模拟工作，以确保选择的I/O地址是可正常使用的。
2.3系统控制元件的设计
系统控制元件的设计工作，是控制系统设计工作中硬件设计内容的重要工作部分，其设计工作内容主要是存储空间的合理分配设计，选定专用的存储器，设计合理的系统初试程序，设计编写合理的功能子程序，以及设计编辑其余辅助作用的程序。在将各种设备合理安装到配线板，以及合理连接PLC的所有线路之后，要对系统进行合理的调试，其调试工作的重点内容是合理调试软件系统，使对元件的控制要满足控制系统的相应要求，最后的工作就是试运行工作，在试运行过程中发现了故障问题要及时停止，并对问题进行相应的分析和处理，故障问题解决之后要再次进行试运行工作，出现故障问题便要重复上述操作，直至试运行没有出现任何故障问题，才能进行最后的验收工作。
2.4对系统软件进行设计
在软件设计工作中，PLC在控制系统中的应用，主要是上位机软件的设计和下位机编程软件的设计，上位机软件的设计工作任务是PLC系统软件设计工作中的关键内容。在选择合适的软件类型上，RSVIEW32型监控软件是较为合适的软件，技术工作人员较为容易掌握和使用此款软件，能根据用户的需要提供和构造合适的控制方案等。
3结语
在电气设备的控制系统中科学应用合理的PLC，较大程度的简化继电器逻辑，能使自动控制系统得以简化，能增加控制系统稳定运行的可靠性，而且PLC系统易于掌握、其操作难度较低，可大程度降低电气设备控制系统在运行过程中可能出现的控制故障，以确保电气设备的自动控制系统的稳定运行。
参考文献
[1]石磊.浅谈电气设备自动控制系统中PLC的设计与运用[J].环球市场,(16):214.
PLC电气系统 篇3
关键词：继电器；PLC；改造
下面介绍采用PLC改造机床电控系统的一般方法和具体步骤。
1. 改造原则
应最大限度地满足被控设备或生产过程的控制要求。充分发挥PLC的功能最大限度地满足被控对象的控制要求，是改造控制系统的首要前提，这也是改造中最重要的一条原则。这就要求设计人员在改造前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内外资料。在满足要求的前提下，力求系统简单经济、使用及维修方便。保证控制系统工作安全可靠。保证控制系统能够长期安全可靠稳定运行，是改造控制系统的重要原则。还要考虑适应发展的需要。由于技术的不断发展，控制系统的要求也将不断地提高，改造时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要，在选择PLC，输入、输出模块，I＼O点数和内存容量时要适当留有裕量，以满足今后的发展和工艺的改进。
2.改造流程
2.1.确定控制对象，明确控制任务和改造设计要求，要了解工艺过程和机械运动与电气执行元件之间的关系和对电控系统的控制要求，拟定控制系统改造设计的技术条件。
要深入、全面了解需改造机床的工作过程，分析整理其控制的基本方式、完成动作的条件关系，以及相关的保护联锁关系，了解是否需要对现有机床的操作控制加以改进，如有需要，后续改造设计中应予以实现。根据整理结果，确定所需输入、输出设备在保证完成工艺要求的前提下，力求系统简单经济，能最大限度地使用原有的输入、输出设备，降低改造成本。
2.2.制定控制方案，进行PLC选型。
设备工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC及有关设备应是集成的，标准的，按照易于扩充其功能的原则，选型所用PLC应是相关工业领域成熟可靠的系统。PLC的系统硬件，软件配置及功能应与设备规模和控制要求相适应。因此在选型时应详细分析工艺流程的特点，控制要求，然后根据控制要求估算输入输出I＼O点数，所需存储器容量，确定所需PLC的功能，最后选择具有高性价比的PLC。根据生产工艺和机械运动的控制要求，确定电控系统的工作方式。通过研究工艺流程和机械运动的各个步骤和状态，来确立哪些信号需要输入PLC，哪些信号要由PLC输出，哪些负载要由PLC驱动，分门别类统计出各输入输出点。确定I＼O点数时应留有15%～20%的余量，为系统改造留有余地。
2.3.设计I/O连接。编制I/O分配表、绘制I/O接线图。同类型的输入或输出点尽量集中在一起，连续分配，这样有利于程序编写和阅读。对PLC的输入、输出进行合理地地址编号，会给PLC系统的硬件设计、软件设计和系统调整带来很多方便。
2.4.硬件设计与软件设计。
根据所选用的PLC产品，了解其使用性能。按随机提供的资料结合实际控制需求，同时考虑软件编程的情况进行外部电路改造设计，绘制电气控制系统原理接线图，电气布置图及电气安装图。
用户程序的编写，可借鉴原有机床继电器控制电路原理图加以修改完善，也可根据控制要求灵活应用各种基本指令和功能指令采取别的方法灵活进行PLC的程序设计，力求程序简单易读。
2.5.现场运行调试。
在模拟调试合格的前提下，将PLC与现场设备连接。现场调试前要全面检查整个PLC控制系统，包括电源，接地線，设备连接线，I＼O连接等。在保证整个硬件连接正确无误的情况下才可送电。将PLC的工作方式置为运行。反复调试，发现问题现场解决，如果系统调试达不到指标要求，则可对硬件和软件作调整，通常只需修改用户程序即可达到调整目的。当运行一定时间且系统运行正常后，可将程序固化具有长久记忆功能的存储器中，做好备份。最后将改造设备的全部技术资料整理、归档。
3.实例说明
以CA6140车床的改造为例，采用PLC改造其电控系统的具体过程如下。
3.1.首先必须对原始资料进行详细的了解，明确机床的各控制过程后确定改造方案：原车床的工艺加工操作方法不变，主令电器不变基础上，不改变原控制系统电器操作方法，电气控制系统控制元件作用与原电气线路相同，改造原继电器控制中的硬件接线为PLC编程实现。
3.2.CA6140车床有3台电动机，主轴电机M1拖动主轴的旋转，M2电动机实现切削液供给，M3电动机为刀架快速移动
3.3.CA6140车床电气控制线路原理图如图
3.4.通过了解电力拖动控制要求与控制特点，进而详细分析了原有电力拖动控制线路原理图，确定了各种控制信号性质及其之间的相互关系，同时确定哪些信号需要输入PLC或由PLC输出，以经济实用为前提，选择三菱FX2N-48MR型PLC主机，根据I/0分配表绘制I/O接线图。
3.5.根据控制要求，设计该电气控制系统的PLC控制梯形图。PLC的程序可以采用梯形图、语句表、程序块等形式表示。为了与继电器一接触器系统相承接，采用梯形图形式对镗床电气控制系统进行编程。梯形图与继电器—接触器系统的原理图从本质上相一致，设计方法为参照继电器原理图在保持原有控制逻辑基础上改绘。
4.结束语
从上例可看出，通过使用PLC改造该机床电气系统后，中间硬件环节的减少使线路简化，电气故障减少，维修费用得以降低，生产效率得到明显提高。使用中间继电器越多的机床设备采用PLC对其电控系统进行改造越能体现PLC控制的优势。从实际情况考虑，采用PLC对一些旧式机床设备进行改造是有必要的，从经济和技术角度考虑也是可行的。实践证明，利用PLC对旧机床进行改造的确是一种行之有效的手段。
参考文献：
[1]电气控制与可编程序控制器应用技术 主编：郁汉琪 东南大学出版社
[2]PLC行业应用实践 主编：李方园 中国电力出版社
[3]可编程序控制器应用技术 主编：张万忠 北京化工工业出版社
[4]维修电工实用技术手册 主编：王兵 北京机械工业出版社
[5]三菱FX系列可编程序控制器编程手册 三菱公司编
PLC在锯床电气系统的改造应用 篇4
可编程序控制器, 具有工作可靠、编程简单、使用方便、设计和调试周期短等优点, 因此在工业过程控制及其它控制中得到了广泛的应用, 尤其是在我国当前急需对一大批设备更新改造的形式下, 选用PLC技术作为改造的主体方案是非常明智的。
G4250带锯床现在物配中心为各分厂做下料任务。G4250带锯床切削直径大, 切削速度快, 担负着为各分厂锯切大直径原料的任务, 一旦损坏将影响各分厂的原料供应, 影响正常生产。由于该机床现已运行多年, 采用电气元器件较多且老化严重, 机床频繁发生各种故障, 现已严重影响生产。应公司要求对该机床进行PLC改造。使其故障率明显降低, 更加安全、稳定的运行。
2 可编程序控制器原理、功能
2.1 PLC的组成及工作原理
可编程序控制是一种工业控制计算机, 其硬件系统由CPU、存储器、I/O接口、I/O扩展接口和电源等部分组成。
2.1.1 中央处理单元 (CPU)
CPU是整个PLC的核心, 其主要功能是接收并储存从计算机或编程器输入的用户程序和数据, 检测系统的工作状态, 执行指令规定的任务。
2.1.2 存储器
PLC的存储器包括系统存储器, 用户程序存储器和数据存储器。系统存储器用来存放系统程序, 键盘输入处理程序, 翻译程序, 信息传送程序, 监控程序等系统软件。
用户程序存储器是用来存放用户编制是应用程序, 用户程序是PLC用户根据现场生产过程及控制要求而编写的控制程序。
数据存储器包括只读数据存储内存和读/写数据内存。读/写数据内存可用来存储PLC程序运行过程中产生各种中间结果。
2.1.3 输入/输出 (I/O) 接口
I/O接口是PLC与工业现场的输入输出设备之间的连接部件, 包括数字I/O和模拟I/O两种。I/O接口一般都具有光电隔离和滤波部件, 其作用是把PLC与外部电路隔离开, 以提高PLC的抗干扰能力。
PLC采用扫描工作方式, 通过“采集输入量, 执行程序, 输出控制量”的循环扫描方式实现程序的运行, 扫描就是从第一条指令开始, 在无中断或跳转控制的情况下, 按程序存储的地址号执行指令, 直至最后一条指令, 然后再从头开始扫描, 如此循环。
从“输入采样——执行程序——输出刷新”所用的时间称为一个扫描周期。
(1) 输入采样阶段
在输入采样阶段, PLC以扫描方式按顺序对所有输入端的输入状态进行采样, 并存入输入状态寄存器中, 接着进入程序执行阶段, 在程序执行阶段或输出阶段, 即使输入状态发生变化, 输入状态寄存器中的内容也不会改变, 输入状态的变化要到下一个扫描周期的输入采样阶段才能被读入。
(2) 程序执行阶段
在程序执行阶段, PLC对程序按顺序逐行进行扫描并执行, 在梯形图中, 程序总是按先上后下, 先左后右的顺序进行, CPU执行程序时根据输入状态寄存器中的内容按用户编好的程序要求进行运算处理, 运算结果存入输出状态寄存器中, 在这个阶段CPU与输入输出端的状态无联系。
(3) 输出刷新阶段
当程序执行完毕后, 输出状态寄存器中的内容转存到输出锁存器输出, 驱动外部负载。
由于PLC对输入状态的采样只在输入采样阶段进行, 当PLC进行程序执行阶段后输入端的状态变化CPU无法读取, 要到下一个扫描周期开始的输入采样阶段才会被CPU读取到, 输出端的状态刷新也是同样道理。这样当PLC采用了集中输出的方式时, 如果程序较长, 则程序运算时间相对较长, 导致一个扫描周期就比较长, 这样就会影响CPU对输入输出的速度。对于I/O点数少的小型PLC, 一般程序也不会太长, 影响较小, 但对于I/O点数多的大中型PLC, 其控制能力强, 用户程序也较长, 这时为提高系统的响应速度, 可以采用定期输入采样, 输出刷新或采用中断方式来提高响应速度。
2.2 PLC的主要功能
2.2.1 条件控制
可编程序控制器设置了与 (AND) 、或 (OR) 、非 (NOT) 等逻辑指令, 能处理继电器触点的串联、并联、串并联等各种连接。因此, 它可以替代继电器进行开关控制。
2.2.2 定时计数控制
可编程序控制器为用户提供了若干定时器/计数器, 并设置了定时/计数控制指令。定时器/计数器的设定值可在运行中被读出或修改, 使用灵活, 操作方便。程序投入运行后PLC将根据用户设定的定时值/计数值对某个操作进行定时/计数控制, 以满足生产工艺要求。
2.2.3 步进控制
PLC提供了若干个移位寄存器, 可用于步进控制, 即在上道工序完成后, 再进行下一道工序。目前, 有些型号的PLC还专门设置了用于步进控制的步进指令和鼓形控制器操作指令, 编程和使用极为方便。因此, 更容易实现步进控制的要求。
2.2.4 D/A、A/D转换
目前大多数PLC均具有D/A、A/D转换功能, 以实现对模拟量的控制和调节。
2.2.5 数据处理
目前有些PLC具有数据处理功能, 它具有并行运算指令, 能进行数据并行传送和BCD码的加、减、乘、除等运算, 还可以用数据存储器进行间接寻址, 有些PLC通过接口还可以与打印机相连, 打印出程序和有关数据及梯形图。
2.2.6 通讯联网
目前, PLC采用了通讯技术, 可以进行远程的I/O控制, 多台PLC之间可以进行同位连接, PLC可以与上位计算机进行连接, 接受计算机的指令, 并将执行结果通知计算机。PLC在通讯系统中一般采用RS-232或RS-422接口。
2.2.7 监控
PLC配置了较强的监控功能。它能记忆某些异常情况, 或在发生异常情况下自动中止运行。在控制系统中, 操作人员通过监控命令可以监视有关部分的运行状态。
3 G4250带锯床的PLC改造
3.1 G4250工作动作情况及安全保护
该机床改造后由液压、电气、机械三者联合控制机床, 锯架的升降, 工作进给, 锯条张紧, 夹压工件, 锯条导向均采用液压实现, 由PLC控制各电机、电磁阀工作。分别设置上限位、下限位、导向臂限位保护;锯条断带保护;点动送料和点动退料控制。
同时考虑设备的安全、可靠、稳定运行, 利用PLC作以下联锁控制保护功能:
(1) 定位照明灯按钮按下后, 延时一分钟自动熄灭。
(2) 起动条件:
a.导向块夹紧;b.工作钳夹紧;c.断带保护不动作;d.工作按钮按下。
(3) 锯带保护:
a.锯带未张紧;b.锯带未装下;c.锯切不动。
(4) 冷却控制:
a.锯切前由一开关控制;b.锯切时由主机控制。
(5) 液压电机控制:起动液压, 锯架若在下限位, 如无下续动作, 一段时间后, 液压电机自动停止运转。
(6) 下降按钮只有在未起动前起快进功能。
(7) 锯架上升:锯架上升到位和点动锯架上升可选择。
(8) 锯切工作时:可选择锯切完后锯架是上升还是在下不动, 若需上升锯架延时1S再上升。
(9) 保护停车工作时, 锯架会上升0.1S再停, 以免卡齿。
(10) 在锯切工作时, 除急停和上升按钮外, 其他操作均失效。
(11) 夹紧与张开互锁。
(12) 微动动作仅在钳中夹紧再松开时体现0.1S。
3.2 电气原理图
改造后此机床共用4台电动机:输料电动机1.1KW、主电动机5.5KW、液压电动机1.5KW、冷却电动机0.12KW;控制回路电压采用110V, 照明采用12V安全电压。
共用电磁铁7个由PLC控制, 分别控制锯架的升降, 工作进给, 锯条张紧, 夹压工件, 锯条导向;行程开3个, 起保护限位作用;接近开关1个, 用于断带保护;指示灯3个, 分别是电源指示灯、工作指示灯、定位照明灯;送料/退料电机由按钮直接点动控制按触器控制, 其它电动机由PLC控制其接触器控制 (见图1) 。
3.3 PLC的输入信号和输出信号 (见表1)
3.4 PLC的选择
根据控制PLC存储器所需容量, 安装方式、功能需要、响应速度、系统可靠性以及考虑物配中心其它较新设备上所用PLC的品牌 (以便其以后方便维护) , 选择无锡产的光洋SH1-32R1经济型PLC, 性价比更适合用于老旧设备的大修、改造, 成本低, 功能也能满足需要。该PLC为16点24VDC/16点继电器类型;处理速度:平均
4.7us/语, 3ms/500语;数据寄存器数:1024字, 不含T/C经过值, 特殊寄存器;用户程序容量:2.5K, EEPROM保存;工作电源AC85~264V;提供传感器用24V电源;带1个RS232通讯口。
3.5 PLC梯形图
编制PLC程序, 该PLC可在编程时使用母线控制指令, 采用新的设计思路, 可缩短编程时间, 使程序容易理解, 程序每部分清晰、明了, 在调试时能很快的发现不正确的动作状态, 便于修正程序。
4 结论
用可编程控制器改造旧机床电气系统, 在现有企业里是非常现实的技术改造方案, 具有投资省、见效快的特点。通过使用PLC改造G4250带锯床电气系统后, 使线路简化, 使联锁保护功能更加完善。同时, 由于PLC的高可靠性, 输入输出部分还有信号指示, 不仅使电气故障次数大大减少, 提高了工作效率, 而且还给以后维修时准确判断电器故障的发生部位提供了很大的方便。
摘要：自1969年世界上第1台可编程控制器 (Programmable Logic Controller PLC) 在美国诞生以来, PLC走过了30多年的发展历程, 以其可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、使用方便、控制程序可变、体积小、功能强等特点, 在工业过程控制及其它控制中得到了广泛的应用。本文探讨一下PLC在大型带锯机床改造中的应用。
PLC电气系统 篇5
经过咨询，李彬大概了解到了可编程序控制系统设计师主要工作内容无非就是对控制器进行控制系统的设计、整体集成、调试与维护。“调试与维护还行，系统设计、集成我就说不准了，电脑编程自己学的不好。”
“事实上，PLC应用从业人员从事现场维护的占一半以上；而从事程序设计的占总体的20%；其后依次是从事销售和系统设计的人员。”昨天，上海职业技能鉴定中心相关人士表示，“然而作为一个合格的可编程序控制系统设计师不仅要能对系统进行调试与维护，还需要能对应用系统进行总体设计和编程；此外能确定相关产品的技术规格、能进行外围设备参数设定及配套程序设计也是可编程序控制系统设计师不可缺少的重要技能。”
李彬告诉记者，自己目前做“电工”一个月收入在2000元左右，尽管不知道花掉近一半的月工资去学可编程序控制系统设计是否能学到“真经”，但他还是坚持要学，“自己今后始终要搞这一行，今天用不上，总有一天会用上的。”
何为可编程序控制系统设计师
职业定义：
从事可编程序控制器(PLC)选型、编程，并对应用系统进行设计、整体集成和维护的人员。
职业概况：
可编程序控制器(PLC)是20世纪60年代以来发展极为迅速的一种新型工业控制装置，其应用越来越广泛。据估算，2004年PLC应用从业人员数量达7.96万人，到2010年将发展到14.3万人。从需求分析，2006年和2010年对PLC应用人员的新增需求将分别是1.1万和1.4万。
全国可编程序控制系统PLC报考中心010-52489590
杨老师，QQ：2210795771 ***
官方博客：http://blog.sina.com.cn/plcshejishi
2012（PLC）设计师职业资格认证的考试培训，完全根据中共中央办公厅、国务院办公厅《关于进一步加强高技能人才工作的意见》文件要求，进一步贯彻落实人保部及住建部相关文件精神，加快施行行业内重要岗位持证上岗，全面提升服务能力与服务水平！据权威机构统计，PLC的从业人员到2012年已达到80万人，规范可编程序控制系统设计人员的从业行为，提高行业职工队伍的整体素质显得尤为重要。老技师肯定都应该明白，祝大家尽早通过可编程序PLC设计师职业资格报考为后期打下更坚实的平台。
尤其学PLC编程技术，是一个长期积累的过程，首先要有兴趣和对自己有信心，不管你只是初中文凭还是没有电工基础，都没关系都可以学习，每个人都是从基础从零学起，循序渐进，从不懂到懂，从懂到熟练，从熟练到精通。PLC这一块的潜力是非常巨大的，在国内的自动化普及率才刚开始严格起来 你可以去咨询杨老师看看 保证是你所需要的可编程序控制系统PLC设计师培训项目由人力资源和社会保障部中国就业培训技术指导中心主办，是继国家试点第11批采购师、建造师、智能楼宇师后又一重点项目。此次的国家级培训学习，权威性很高，专家教授都是国家人保部职业鉴定基地的老师，并且可以通过国家国家可编程PLC二级设计师职业资格认证证书，国家统一编号联网查询。对于后期在工作中得心应手的发展，是不可多得的机会。通过整合全国 PLC 教育资源，打造真正的技证相互结合。全国PLC职业培训认证办公室电话：010-52489590
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PLC电气系统 篇6
关键词：PLC技术 改造 T68卧式镗床 电气控制系统
一、T68卧式镗床的运动形式
T68卧式镗床的运动形式主要有以下几种，其结构示意图如图1所示。
1.主运动
镗杆（主轴）旋转或平旋盘（花盘）旋转。
2.进给运动
主轴轴向（进、出）移动、主轴箱（镗头架）的垂直（上、下）移动、花盘刀具溜板的径向移动、工作台的纵向（前、后）和横向（左、右）移动。
3.辅助运动
辅助运动有工作台的旋转运动、后主柱的水平移动和尾架的垂直移动。主体运动和各种常速进给由主轴电动机M1驱动，各部分的快速进给运动由快速进给电动机M2驱动。
图1 T68卧式镗床结构示意图
二、T68卧式镗床电气控制线路的控制原理图及其控制原理
T68卧式镗床的电气控制系统采用继电器-接触器控制，其工作原理图如图2所示。
图2 T68卧式镗床电气控制原理图
1.M1点动控制
（1）M1正向点动控制。按下SB3→KM1线圈通电吸合（其常开触点闭合）→使KM6线圈通电吸合→三相电源经KM1主触点、电阻R和KM6主触点将M1Δ接→接通M1低速下正转。松开SB3，M1断电停止。
（2）M1反向点动控制过程与正向点动相似，由按钮SB4、接触器KM2、KM6实现。
2.M1正、反向连续运转，低速/高速控制
（1）M1正向低速旋转控制。SQ触点断开，主轴变速所用的SQ3和进给变速所用的SQ1均闭合。按下SB1→KA1线圈通电吸合（其常开触点闭合）→KM3线圈通电吸合（其主触点闭合）→电阻R短接；同时KM3常开触点闭合→KM1线圈通电吸合（KM1常开触点闭合）→KM6线圈通电吸合。由于KM1、KM3、KM6的主触点均闭合，使M1在全电压、定子绕组?形联结下直接启动，低速运行。
（2）M1正向高速旋转控制。SQ、SQ3、SQ1均处于闭合状态。按下SB1后，一方面KA1、KM3、KM1、KM6的线圈相继通电吸合→使M1在低速下直接启动；另一方面因SQ闭合→使KT线圈通电吸合，KT延时（2秒）断开→导致KM6线圈断电→M1脱离三相电源；而KT延时闭合使接触器KM7与KM8两个线圈同时通电吸合→使其主触点同时闭合，将M1接成双星形（YY）→重新接到三相电源→故从低速启动切换为高速旋转。
（3）M1反向低速/高速的启动旋转过程与正向启动旋转过程相似，只是反向启动旋转用SB4、KA2、KM3、KM2、KM6、KM7、KM8、KT而已。
3.M1反接制动的控制
（1）M1正转时的反接制动。设M1为低速正转，则KS正转，KA1、KM1、KM3、KM6线圈通电吸合，KS的正转常开触点KS-1闭合。按下SB6→其常闭触点先断开→使KA1、KM3线圈断电→使KM1线圈断电→KM1的主触点断开→M1脱离三相电源；KM1断开→使KM6断电；SB6常开触点随后闭合→使KM6重新吸合→M1由于惯性转速还很高，KS-1仍闭合→故使KM2线圈通电吸合并自锁→KM2的主触点闭合→使三相电源反接后经电阻R与KM6的主触点接到M1→进行反接制动。当转速接近零时，KS正转常开触点KS-1断开，KM2线圈断电，反接制动完毕。
（2）M1反转时的反接制动。反转时的制动过程与正转制动过程相似，只是所用的是KM1、KM6、KS的反转常开触点KS-2。
（3）M1高速正转时反接制动所用的是KM2、KM6、KS的正转常开触点KS-1；M1高速反转时反接制动所用的是KM1、KM6、KS的反转常开触点KS-2。
4.主轴或进给变速时主电动机的缓慢转动控制
主轴或进给变速既可在停车时进行，也可在镗床运行中变速。为使变速齿轮更好地啮合，我们可接通主电动机的缓慢转动控制电路。
当主轴变速时，将变速孔盘拉出→行程开关SQ3常开触点断开→KM3线圈断电→主电路中接入电阻R→KM3辅助常开触点断开→使KM1线圈断电→主电动机脱离三相电源。所以，该机床可以在运行中变速，主电动机能自动停止。旋转变速孔盘，选好所需的转速后，将孔盘推入。在此过程中，若滑移齿轮的齿和固定齿轮的齿发生顶撞时，则孔盘不能推回原位，行程开关SQ3、SQ4的常闭触点闭合→KM1、KM6线圈通电吸合→主电动机经电阻R在低速下正向启动，接通瞬时点动正转电路。主电动机转动转速达到某一转速时→速度继电器KS正转常闭触点KS-1断开→KM1线圈断电，而KS正转常开触点闭合→使KM2线圈通电吸合→主电动机反接制动。当转速降到KS的复位转速后，则KS常闭触点KS-1又闭合，常开触点KS-1又断开，重复上述过程。
这种间歇的启动、制动，使主电动机缓慢旋转，以利于齿轮的啮合。若孔盘退回原位，则SQ3、SQ4的常闭触点断开→切断缓慢转动电路。SQ3的常开触点闭合→使KM3线圈通电吸合→其常开触点闭合，又使KM1线圈通电吸合→主电动机在新的转速下重新启动。
进给变速时的缓慢转动控制过程与主轴变速相同，只是使用不同的行程开关SQ1、SQ2。
5.主轴箱、工作台或主轴的快速移动
该机床各部件的快速移动，由快速手柄操纵快速移动电动机M2拖动完成。当快速手柄扳向正向快速位置时→行程开关SQ7被压动→KM4线圈通电吸合→快速移动电动机M2正转。同理，当快速手柄扳向反向快速位置时，行程开关SQ8被压动，KM5线圈通电吸合，M2反转。endprint
6.主轴进刀与工作台联锁
为防止镗床或刀具的损坏，主轴箱和工作台的机动进给，在控制电路中必须互相联锁，不能同时接通。主轴进刀与开作台联锁是由行程开关SQ5、SQ6实现的。若同时有两种进给时，SQ5、SQ6均被压动，切断控制电路的电源，避免机床或刀具的损坏。
三、T68型卧式镗床的电气控制系统存在的不足
一是在继电器全部运行的情况下，继电器产生大量热能及噪声污染，消耗大量的无功电能，经济效益较低。
二是使用继电器控制必须人工接线，所有线路和元器件的安装较复杂，有时需根据需要改装，这就导致每次都要改装接线图和重新给各元器件排位，因此耗材耗力。
三是在接线过程中，继电器、接触器不但容易磨损或损坏，而且易产生电弧，甚至会熔焊在一起产生误操作，引起火灾和人身伤亡事故，存在严重的安全隐患。
四是用继电器、接触器控制，运行可靠性差，容易出故障，而且故障排除困难，生产效率低。
五是学生在技能训练时，出错较多，调试周期长，导致学习兴趣降低，诊断及排除故障信心不足，教学效果较差。
四、T68卧式镗床的电气控制线路的PLC改造
1.改造思路
笔者理清继电器电路与梯形图对应关系，将PLC想象成一个继电器控制系统的控制箱，发现PLC的外部接线图则是一个控制箱的外部接线，PLC的梯形图是这个控制箱内部的线路图，梯形图中的输入继电器与输出继电器是在这个控制箱与外部世界的“中间继电器”，梯形图中的输入继电器的触点想象成对应的外部电器的触点，将输出继电器的线圈想象成外部负载的线圈。
2.硬件设计
（1）输入/输出点数的估算与选择。I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展余量，作为输入输出点数估算数据。根据本课题的I/O点数为输入15点，输出8点，选用FX2N-32MR，输入输出总点数为32，可以满足I/O点数要求。
（2）存储器容量的估算与选择。存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，该程序大约100步，所以选用FX2N-32MR程序容量足够，即使在以后的改造过程中也还有足够的空间。
（3）控制功能的选择。包括选择运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。
（4）机型的选择。根据PLC的类型、输入/输出模块、供电电源、经济性、应用的可扩展性、可操作性及投入产出比等因素，选择三菱FX2N-32MR型号。
3.PLC编程思路
（1）T68卧式镗床电气控制电路PLC改造的“I/O分配表”。我们将电气控制原理图中的按钮、行程开关及交流接触器、中间继电器、速度继电器等控制元器件转换成PLC中对应的输入/输出接口，编写相应的I/O分配表，见表1。
表1 T68卧式镗床的I/O分配表
（2）T68卧式镗床电气控制系统的PLC梯形图及其指令语句，如图3所示。
梯形图 指令语句
梯形图 指令语句
图3
（3）T68卧式镗床电气控制系统的PLC I/O接线图。我们先将电气控制原理图中的按钮、行程开关及交流接触器、中间继电器、速度继电器等控制元器件转换成PLC中对应的输入输出接口，编写相应的I/O接线图，如图4所示。
图4 T68卧式镗床电气控制系统的PLC改造的I/O接线图
4.触摸屏人机界面控制思路
设备需要的操作控制，目前比较先进的是使用触摸屏——“人机对话”的控制方式。传统的输入控制采用按钮、开关等操作元件及状态监测的指示灯、仪表灯等显示元件，其控制方式虽然比较简单，但是需要较大的操作面板，而且接线复杂烦琐易错漏，也不美观。采用触摸屏——“人机对话”的控制方式，学生可以自由地组合文字、按钮、图形、数字等来处理并监控设备，学生容易接受和实际操作方便。同时，它还使机器配线标准化、简单化，可以减少PLC的I/O点数。小型的PLC也易满足需要，不但提高了控制性能及减少操作面板，而且提高了设备的附加价值。触摸屏人机界面由触控面板、液晶显示面板及主控机板三部分组成，实际操作面板如图5所示。
图5 T68卧式镗床触摸屏实际控制面板
T68镗床电气控制线路的PLC改造，不但使控制性能稳定可靠、接线少，减少了传统的继电器控制系统接线和拆线的麻烦，而且编程容易、使用方便，还可以实现远程控制和集散系统控制网络，并能根据要求随时改变“接线网络”，这样的随意改变，使调试周期短，具有很高的经济价值。
（作者单位：广州市轻工高级技工学校）endprint
6.主轴进刀与工作台联锁
为防止镗床或刀具的损坏，主轴箱和工作台的机动进给，在控制电路中必须互相联锁，不能同时接通。主轴进刀与开作台联锁是由行程开关SQ5、SQ6实现的。若同时有两种进给时，SQ5、SQ6均被压动，切断控制电路的电源，避免机床或刀具的损坏。
三、T68型卧式镗床的电气控制系统存在的不足
一是在继电器全部运行的情况下，继电器产生大量热能及噪声污染，消耗大量的无功电能，经济效益较低。
二是使用继电器控制必须人工接线，所有线路和元器件的安装较复杂，有时需根据需要改装，这就导致每次都要改装接线图和重新给各元器件排位，因此耗材耗力。
三是在接线过程中，继电器、接触器不但容易磨损或损坏，而且易产生电弧，甚至会熔焊在一起产生误操作，引起火灾和人身伤亡事故，存在严重的安全隐患。
四是用继电器、接触器控制，运行可靠性差，容易出故障，而且故障排除困难，生产效率低。
五是学生在技能训练时，出错较多，调试周期长，导致学习兴趣降低，诊断及排除故障信心不足，教学效果较差。
四、T68卧式镗床的电气控制线路的PLC改造
1.改造思路
笔者理清继电器电路与梯形图对应关系，将PLC想象成一个继电器控制系统的控制箱，发现PLC的外部接线图则是一个控制箱的外部接线，PLC的梯形图是这个控制箱内部的线路图，梯形图中的输入继电器与输出继电器是在这个控制箱与外部世界的“中间继电器”，梯形图中的输入继电器的触点想象成对应的外部电器的触点，将输出继电器的线圈想象成外部负载的线圈。
2.硬件设计
（1）输入/输出点数的估算与选择。I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展余量，作为输入输出点数估算数据。根据本课题的I/O点数为输入15点，输出8点，选用FX2N-32MR，输入输出总点数为32，可以满足I/O点数要求。
（2）存储器容量的估算与选择。存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，该程序大约100步，所以选用FX2N-32MR程序容量足够，即使在以后的改造过程中也还有足够的空间。
（3）控制功能的选择。包括选择运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。
（4）机型的选择。根据PLC的类型、输入/输出模块、供电电源、经济性、应用的可扩展性、可操作性及投入产出比等因素，选择三菱FX2N-32MR型号。
3.PLC编程思路
（1）T68卧式镗床电气控制电路PLC改造的“I/O分配表”。我们将电气控制原理图中的按钮、行程开关及交流接触器、中间继电器、速度继电器等控制元器件转换成PLC中对应的输入/输出接口，编写相应的I/O分配表，见表1。
表1 T68卧式镗床的I/O分配表
（2）T68卧式镗床电气控制系统的PLC梯形图及其指令语句，如图3所示。
梯形图 指令语句
梯形图 指令语句
图3
（3）T68卧式镗床电气控制系统的PLC I/O接线图。我们先将电气控制原理图中的按钮、行程开关及交流接触器、中间继电器、速度继电器等控制元器件转换成PLC中对应的输入输出接口，编写相应的I/O接线图，如图4所示。
图4 T68卧式镗床电气控制系统的PLC改造的I/O接线图
4.触摸屏人机界面控制思路
设备需要的操作控制，目前比较先进的是使用触摸屏——“人机对话”的控制方式。传统的输入控制采用按钮、开关等操作元件及状态监测的指示灯、仪表灯等显示元件，其控制方式虽然比较简单，但是需要较大的操作面板，而且接线复杂烦琐易错漏，也不美观。采用触摸屏——“人机对话”的控制方式，学生可以自由地组合文字、按钮、图形、数字等来处理并监控设备，学生容易接受和实际操作方便。同时，它还使机器配线标准化、简单化，可以减少PLC的I/O点数。小型的PLC也易满足需要，不但提高了控制性能及减少操作面板，而且提高了设备的附加价值。触摸屏人机界面由触控面板、液晶显示面板及主控机板三部分组成，实际操作面板如图5所示。
图5 T68卧式镗床触摸屏实际控制面板
T68镗床电气控制线路的PLC改造，不但使控制性能稳定可靠、接线少，减少了传统的继电器控制系统接线和拆线的麻烦，而且编程容易、使用方便，还可以实现远程控制和集散系统控制网络，并能根据要求随时改变“接线网络”，这样的随意改变，使调试周期短，具有很高的经济价值。
（作者单位：广州市轻工高级技工学校）endprint
6.主轴进刀与工作台联锁
为防止镗床或刀具的损坏，主轴箱和工作台的机动进给，在控制电路中必须互相联锁，不能同时接通。主轴进刀与开作台联锁是由行程开关SQ5、SQ6实现的。若同时有两种进给时，SQ5、SQ6均被压动，切断控制电路的电源，避免机床或刀具的损坏。
三、T68型卧式镗床的电气控制系统存在的不足
一是在继电器全部运行的情况下，继电器产生大量热能及噪声污染，消耗大量的无功电能，经济效益较低。
二是使用继电器控制必须人工接线，所有线路和元器件的安装较复杂，有时需根据需要改装，这就导致每次都要改装接线图和重新给各元器件排位，因此耗材耗力。
三是在接线过程中，继电器、接触器不但容易磨损或损坏，而且易产生电弧，甚至会熔焊在一起产生误操作，引起火灾和人身伤亡事故，存在严重的安全隐患。
四是用继电器、接触器控制，运行可靠性差，容易出故障，而且故障排除困难，生产效率低。
五是学生在技能训练时，出错较多，调试周期长，导致学习兴趣降低，诊断及排除故障信心不足，教学效果较差。
四、T68卧式镗床的电气控制线路的PLC改造
1.改造思路
笔者理清继电器电路与梯形图对应关系，将PLC想象成一个继电器控制系统的控制箱，发现PLC的外部接线图则是一个控制箱的外部接线，PLC的梯形图是这个控制箱内部的线路图，梯形图中的输入继电器与输出继电器是在这个控制箱与外部世界的“中间继电器”，梯形图中的输入继电器的触点想象成对应的外部电器的触点，将输出继电器的线圈想象成外部负载的线圈。
2.硬件设计
（1）输入/输出点数的估算与选择。I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展余量，作为输入输出点数估算数据。根据本课题的I/O点数为输入15点，输出8点，选用FX2N-32MR，输入输出总点数为32，可以满足I/O点数要求。
（2）存储器容量的估算与选择。存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，该程序大约100步，所以选用FX2N-32MR程序容量足够，即使在以后的改造过程中也还有足够的空间。
（3）控制功能的选择。包括选择运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。
（4）机型的选择。根据PLC的类型、输入/输出模块、供电电源、经济性、应用的可扩展性、可操作性及投入产出比等因素，选择三菱FX2N-32MR型号。
3.PLC编程思路
（1）T68卧式镗床电气控制电路PLC改造的“I/O分配表”。我们将电气控制原理图中的按钮、行程开关及交流接触器、中间继电器、速度继电器等控制元器件转换成PLC中对应的输入/输出接口，编写相应的I/O分配表，见表1。
表1 T68卧式镗床的I/O分配表
（2）T68卧式镗床电气控制系统的PLC梯形图及其指令语句，如图3所示。
梯形图 指令语句
梯形图 指令语句
图3
（3）T68卧式镗床电气控制系统的PLC I/O接线图。我们先将电气控制原理图中的按钮、行程开关及交流接触器、中间继电器、速度继电器等控制元器件转换成PLC中对应的输入输出接口，编写相应的I/O接线图，如图4所示。
图4 T68卧式镗床电气控制系统的PLC改造的I/O接线图
4.触摸屏人机界面控制思路
设备需要的操作控制，目前比较先进的是使用触摸屏——“人机对话”的控制方式。传统的输入控制采用按钮、开关等操作元件及状态监测的指示灯、仪表灯等显示元件，其控制方式虽然比较简单，但是需要较大的操作面板，而且接线复杂烦琐易错漏，也不美观。采用触摸屏——“人机对话”的控制方式，学生可以自由地组合文字、按钮、图形、数字等来处理并监控设备，学生容易接受和实际操作方便。同时，它还使机器配线标准化、简单化，可以减少PLC的I/O点数。小型的PLC也易满足需要，不但提高了控制性能及减少操作面板，而且提高了设备的附加价值。触摸屏人机界面由触控面板、液晶显示面板及主控机板三部分组成，实际操作面板如图5所示。
图5 T68卧式镗床触摸屏实际控制面板
T68镗床电气控制线路的PLC改造，不但使控制性能稳定可靠、接线少，减少了传统的继电器控制系统接线和拆线的麻烦，而且编程容易、使用方便，还可以实现远程控制和集散系统控制网络，并能根据要求随时改变“接线网络”，这样的随意改变，使调试周期短，具有很高的经济价值。
PLC电气系统 篇7
1.1 背景
随着社会经济的迅速发展,人们物质文化生活水平的提高,大批的高楼拔地而起,电梯已经成了人们生产、工作、生活中重要的运输设备。面对科技的发展,电梯的要求也是日新月异,特别是节能方面的要求。深圳出台电梯节能的有关规定,为了配合国家对电梯的节能要求,在2007年1月在欧特电梯公司,对电梯进行节能改造。2007年4月在广顺电梯有限公司,对某公司的旧电梯进行设备改建。由于某公司的旧厂房电梯使用时间过长,能耗较大,经常出现故障,可以说是难以维修,严重影响日常工作的使用。因此需要电梯改建。
1.2 原因分析
对旧电梯进行勘察、分析,发现旧电梯是双速电梯,采用电抗器进行调速,运行平层时有明显的震动,而且运行噪音过大,感觉电梯不是很安全。进入井道进行检查,发现里面的布线有点乱,甚至有些已经老化。造成原因是由于井道限位开关过多,如平层开关、加速开关、减速开关。由此,必须解决三个问题。
第一个问题:平层时的震动是由于电抗器的老化,而且本身的调速效果明显不够平稳和舒适造成的。解决方法:采用变频调速技术,使其加减速平稳舒适。
第二个问题:井道开关过多,有减速开关、加速开关平层开关。解决方法:采用一个光电平层开关,用脉冲控制加、减速。
第三个问题:采用电抗器调速的电梯能耗过多、噪音过大。解决方法:采用变频调速提高能源的使用效率。
2 电气设计分析
根据解决问题的思路,开始进行电梯的改建。改建地点在该公司的新厂房。采用PLC控制变频调速控制电梯。PLC选用FX2N-64M,变频器用VS-616G5通用变频器。
2.1 井道线路的简化
电梯的位置检测装置是用来采样轿厢的运动位置并将它反馈给电梯PLC的。选用光电开关和旋转编码器共同工作来进行平层、加速、减速控制。光电开关主要由发光二极管和光敏元件组成,在没有受到外界隔光干扰时一直接通。采用光电开关作为信号装置,需要在轿厢上安装1个光电开关,在每层的平层位置安装隔光板,用于扫描平层位置信号:电梯上行时,每当遇到经过隔光板信号时,楼层数加1;电梯下行时,每当遇到下换速信号时,楼层数减1。
旋转编码器,又叫增量式编码器,实际上是一个脉冲发生装置。内部结构是在其圆盘的边缘上开有相同间距的缝隙,圆盘两侧分别安装红外发光器件和光敏元件。使用时将其与曳引电机同轴连接,当其随电机旋转时,每转过一个缝隙,就产生一个电脉冲,将这些脉冲送入PLC控制器的高速脉冲输入端对其进行计数,就可以得到电梯运行的距离信号。这种方法的优点是测量准确、无磨损,测量信号便于计算机处理。利用增量编码器不仅可以测量电梯的速度和距离,还可以测出电梯运行的方向和曳引机的转速。
2.2 整改电路设计
该公司要求实现四层电梯的控制,选用FX2N-64M型可编程序控制器,端口地址分配如表1所示。
2.2.1 双速电梯变频改造
将原来的双速电梯主电路改成变频梯,将其电抗器调速控制方法改成变频器调速控制方法。
采用变频器多段速的3段速控制方式和616G5原有的加、减速S曲线控制,实现电梯在运行加速、减速时平滑,并利用其零速信号和平层的位置开关同时使用,实现电梯零速平层。详见电梯PLC程序运行方式。采用变频调速,改变原来的平层震动现象,达到启动、加速、减速平稳的目的,实现零速平层。
由于电梯是启动频繁的设备,用变频调速可以减少电梯的加、减速时的冲击性,达到减少运行过程中的噪音的目的,并且用变频调速能有效的提高电能的使用效率,实现节能的效果。
2.2.2 电梯的井道改造,实现运行脉冲的计算
为了减少井道的布线,方便维修和保养。配合光电开关,实现电梯的脉冲控制加、减速和平层控制,本文采用12V旋转编码器,它与主电动机同轴相连,编码器产生的脉冲直接输入PLC的高速脉冲计数输入端X2,在PLC中通过对此脉冲的计数,可以用程序计算出电梯走过的距离及当前的速度,从而完成调速系统的位置和速度反馈。接口示意图如图1所示。
2.2.3 电梯正常运行控制程序设计
电梯控制程序设计。简单说明,改造后电梯的平层和加减速工作方式。电梯PLC控制程序此处不再赘述。
2.2.4 目标登记和上下行登记信号处理
目标登记和上下行登记信号,如图2所示。
(1)目标登记与解除
1)目标层1层登记:按下1楼站外上行召唤1SZA,1SZA↑→X032↑→Y015↑接通点亮。在关好门登记M20↑→M21↑目标一层登记。
按下桥内一层选择按钮1NLA,1NLA↑→X024↑→Y011↑接通点亮→M21↑目标一层登记。
2)各选择平层后解除登记(如1层登记解除):一层平层信号M600↑→M70↑延时后,解除一层登记。
(2)上下行登记
1)上行登记M4:桥厅在1层时,2、3、4层目标可以上行登记;桥厅在2层时,3、4层目标可以上行登记,桥厅在3层时,4层目标可以上行登记。
2)下行登记M5:桥厅在4层时,1、2、3层目标可以下行登记;桥厅在3层时,1、2层目标可以上行登记,桥厅在2层时,1层目标可以上行登记。
2.2.5 电梯召唤的实现
以桥厅在一楼时,3楼下行外召唤为例。
(1)3楼厅外乘员按下下行召唤按钮时,3XZA↑→X036↑→Y021↑→3XZD点亮
Y021↑→M20↑→M23↑3层目标登记↑M4↑上行登记
(2)M4↑→Y030↑→Y032↑慢行→Y033↑中速→Y34↑快速
1)变频器内给出运行答应信号,X020↑→Y000和Y007↑→ZC↑→制动器线圈ZXQ得电松闸。
2)变频器内给出运行速度信号指令,电机YD得电起动、加速、满速向3楼运行。
(3)电梯到达3楼的上行换速点开始减速运行:电梯由1楼向3楼运行过程中,光电开关离开每层楼的遮光板时,光电开关GDK↑→X005↓→M418↑→M200动作一个上沿信号→INC D200执行上行计数,并将结果经转移传送、解码后控制对应的软辅助继电器M600-M603动作,实现对电梯的运行控制。当位于轿顶的光电开关离开位于井道的2楼遮光板时,C237开始计算2楼至3楼的脉冲数,SUB指令根据2楼到3楼的学习脉冲减去设定值,并将其存入D310。当C237累积计数与D310相等时,M602↑→M7↑→Y034↓→Y033↓→电梯按变频器曲线指令进行减速运行。而且当M600↑时,电梯位置显示3字。
(4)电梯在3楼零速平层停靠开门:经对变频器和PLC相关参数的反复调整和整定,当电梯在3楼平层时,变频器的输出也恰好为零,控制系统处于待起动状态。
2.2.6 换速、平层、停车及楼层显示
利用编码器输出端将脉冲信号引入PLC的高速计数输入端,构成位置反馈和速度反馈。高速计数器累加的脉冲数反映电梯的位置。高速计数器的值不断地与各信号点对应的脉冲数进行比较,由此判断电梯的运行距离,换速点,平层点和制动停车点等信号。电梯在运行过程中,通过位置信号检测,软件实时计算以下位置信号:电梯所在楼层位置,曲线各个换速点的位置,门区信号和平层位置信号等。由此省去原来每层在井道中设置的大量上述信号检测装置,大大减少井道检测元件和信号连接,降低成本,使系统更容易维护。
脉冲计数的编程方法上采用相对计数方式,每次从平层点开始计数到下一平层点,然后高速计数器复位。每一层均从零开始计数,楼层数存放在另一个计数器。当计数累计到设定值时,高速计数器复位。同时根据运行方向楼层计数器加1或减1,表示己经运行了一层楼距离。
3 结束语
2007年4月对旧电梯进行勘察,并对其存在的问题提交设计方案。2007年5月开始对电梯井道进行建造。2007年6月进行电梯的安装和调试。2007年7月相关部门进行验收,签定保修合约,并投入使用。改建后,投入使用,整机性能良好,以前存在的三个问题都能够解决。一是平层很平稳、没有震动,舒适感良好。运行的噪音明显小于旧的双速电梯,可以说是静音运行。二是使用一个光电开关后,每个平层位只需要装一个隔光板使井道的布线明显减少,方便检修与电梯的日常维护。三是节能效果明显,因为电梯是启动比较频繁的设备,根据使用情况和日常维修保养登记情况来看,一年至少省去5000多元的电费达到了节能的要求。
参考文献
[1]芮静康.电梯的电气控制技术.北京:中国建筑工业出版社,2005.16-18.
[2]李秧耕.电梯的基本原理及安装维修全书.北京:机械工业出版社,2003.
[3]张福恩.交流调速电梯原理、设计及安装维修[M.]北京:机械工业出版社,1993.
[4]钟肇新,范建东.可编程序控制器原理及应用.广州:华南理工大学出版社,2002.
[5]郭宗仁等.可编程序控制器及其通讯网络技术.北京:邮电出版社,1999.
[6]袁任光.集散型控制系统应用技术与实例[M.]北京:机械工业出版社,2003.
[7]吴忠智.变频器应用手册[2.]北京:机械工业出版社,1995.
PLC电气系统 篇8
关键词：电气系统,数控机床,PLC
由于近年来, PLC (可编程控制器) 技术取得了快速发展, 其在自动控制之中的运用也变得更为广泛。PLC是一种专门为工业运用而设计出来的计算机, 目前已经被运用到数控机床这一工业领域之中。可编程控制器在控制的性能和硬件成本等诸多方面所展现出的种种优势均为其他种类的工业控制产品所无法进行比拟的。所以, 可编程控制器技术在工业自动化在数控机床中的运用正在变得愈来愈多。
1、数控车床电气控制电路分析
1.1 工作原理及功能
数控车床根据被加工零件工作图与工艺过程卡, 用规定的数控代码和程序格式编写加工程序, 将正确的加工程序输入数控系统, 数控系统将给定的加工程序和输入的信号, 进行运算和控制处理, 然后将处理的结果送往控制系统, 驱动机床的各运动部件有序地按机械加工要求运行, 自动地制造出合格的零件。数控车床是用来加工轴类或盘类的回转体零件, 自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹等工序的切削加工, 广泛应用于机械制造业。改造后的车床应该满足上述功能。
1.2 电气控制电路的分析
1.2.1 主轴电机电气控制
主轴电动机M3是一台交流变频电动机, 由变频器驱动, 正转、反转及速度控制也是由数控系统进行控制。
1.2.2 主轴控制
来自零件程序的输入信号有:M03、M04、M05。
来自机床操作面板有主轴正转、反转、点动、停止。
输出信号:主轴正转Q0.0;主轴反转Q0.1;主轴停止Q0.2。
1.2.3 其他辅助电机控制
数控车床辅助电机主要有刀架电机、冷却泵电机、润滑泵电机, 各辅助电机的控制简述如下:
(1) 冷却泵电动机控制:
来自零件程序输入信号有:MO8、MO9;来自机床操作面板, 冷却起停键;冷却控制输出信号:Q0.3;手动控制-按纽;自动控制-数控指令M代码。
(2) 润滑泵电动机控制:
输入信号:来自机床参数设置导轨润滑间隔;来自机床控制面板导轨润滑键;输出信号润滑控制Q06;手动控制-按钮;自动控制-机床参数设定。
(3) 刀架电动机控制:
输入信号:I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6来自刀位检测信号
来自零件程序T代码有I1.0:T1;I1.1:T2;I1.2 T3;I1.3:T4;
来自机床控制面板手动换刀键。
输出信号:刀架正转Q0.4;刀架反转Q0.5。手动控制—按钮:数控系统→KM1→KM2→刀架电动机M3。自动控制—数控指令T代码:数控系统→KM1→KM2→刀架电动机M3。
2、电气系统设计
2.1 强电电气控制柜的设计
2.1.1 控制电路及组成
(1) 控制电路:1) 交流380V电源通过漏电保护总开关QS和空气开关QF1供主轴变频器使用。2) 交流380V电源通过变压器转换成交流220V电源通过空气开关QF2、供给伺服放大器作电源用。3) 交流380V电源通过变压器转换成交流220V电源通过U41、W41经开关电源供直流24V给系统供电用。4) 交流380V电源通过空气开关QF3, 接触器KM1、KM2使刀架正转 (换位) 、反转。
(2) 电路组成:380V电源经开关QS后接入各电源回路中, 开关QS后有4个空气开关 (QF1、QF2、QF3、QF4) 、3个接触器 (KM1、KM2、KM3) 、1个DC24/5A开关电源、1个2.2KW变压器等组成。所有强电都安装在电控柜内。
2.1.2 电源输出
(1) I/O接口模块直流24V接线柱已与外部相连。如发现电压不稳, 立急断电, 查明原因并解决后才能上电, 直流24V开关电源容量为直流24V/5A, 数控系统需3A, 外部电源可提供2A容量供用户使用。 (2) 电源输出模块有一电源钥匙开关, 其开关是为强电的控制回路供电。
2.2 电气控制电路的设计
数控系统由隔离变压器提供AC220V电源, 以避免电网扰动对系统的干扰。X轴和Z轴的驱动装置由机床变压器提供AC220V电源。采用两个开关稳压电源分别提供I/O+24V和中间继电器+24V以避免干扰对I/O信号的影响。整个系统的电源配置必须接地可良好, 因为接地的好坏直接影响到系统的抗干扰性和安全性。
2.2.1 主电路设计
数控车床主电路包括主轴控制电路、刀架电机控制电路、冷却电机控制电路和伺服驱动组成。如图1所示为数控车床电气控制中的380V强电回路图。
QS为电源总开关, QF1、QF3、QF4、QF2分别为主轴控制、刀架控制、冷却控制、伺服驱动空气开关为电路的短路保护。TC1为控制变压器, 初级为AC380V, 次级为AC220V。
主轴控制电动机M1, 由变频器控制主轴的转速;刀架电动机M3由接触器KM1/KM2来控制正反转;冷却控制电动机M2由接触器KM3控制正转。
2.2.2 控制电路设计
数控车床控制电路包括冷却控制、刀架控制、风机冷却、开关电源、CNC系统控制等组成。如图2所示。
数控车床系统输出接口, 控制功能有主轴正转、主轴反转、冷却控制、刀架正转、刀架反转等功能。伺服驱动系统。其正转、反转及速度控制是由数控系统进行控制的。
3、结语
数控机床是集计算机技术、PLC技术、自动化技术等于一身的机电一体化产物, 作为数控机床核心的控制系统直接关系到设备的正常运行, 利用数控机床PLC的强大功能, 可以充分发挥数控机床控制系统的作用, 还可以为数控机床故障诊断及故障维修带来极大的方便
参考文献
[1]张路霞.利用PLC进行数控机床的故障检测[J].设备管理与维修, 2011.3.
[2]朱楠.浅谈PLC在数控机床中的运用[J].制造业自动化, 2012.9.
PLC电气系统 篇9
1 概述
PLC是一种新兴的技术, 其本身具有可编写和易操作的优势, 而在信息的扩展和传播方面, PLC的应用在电气行业中非常的广泛, 几乎取代了继电器为主的所有核心的控制系统, 成为最新的电气系统控制模式, 也是我国工业化的重要组成部分。随着我国工业的发展, 科技使得PLC技术有了极大的改变, 而市场上的PLC技术也逐渐实现多样化的趋势。
2 PLC的定义与特点
2.1 PLC的定义与工作原理
PLC是可编程逻辑控制器的缩写, 这种技术最初来自于国外, 是近期才被引入到中国的。通常来说, PLC技术采用的是一种面向过程的技术, 处理的主要是一些现场可能出现的问题, 通过可编辑的存储器的变化, 改变数字操作系统的性能, 使其的操作更加的灵活。另外, PLC技术作为一种新兴的技术, 具有一定的时间性能, 因此在设计的过程中, 需要在工业化方面做好控制, 统一化的特点, 才能够保证基本的扩充。
在硬件处理方面, PLC和一般的基础硬件有着相类似之处, 都是采用电源设备和中央处理器进行完成, 同时兼顾通讯的功能, 这和计算机的性能方面相同, 而在PLC技术的内部存储和运算的过程中, 需要在顺序的控制以及时间的计算方面, 向客户提供一定的指令, 通过数字化模拟的形式, 做好各类机械生产过程的控制, 从而提高核心控制的作用。
PLC对于普通用户的要求很高, 对于一些存入到储存器中的设备, 需要按照一定的顺序进行扫描和处理, 经过数据扫描后的信息, 会按照指令执行一定的控制任务, 这就是控制器的原理所在, 早期在PLC技术的发展中, 主要的作用是代替继电器的使用, 实现基本的逻辑控制, 而随着各项技术的发展和进步, PLC技术的功能也逐渐扩大, 在工业方面的应用程度日益提升, 大大超过了控制范畴和领域。
2.2 PLC控制技术特点
PLC技术的控制需要一定的芯片进行智能化处理, 一般来说, 采用的模块比较小, 体积达不到规定的要求, 但是在整体的连接方面, 使用的方式比较简单, 而需要控制的时间也是有限的, 相对来说, 其他的用户界面就比较容易控制, 用户之间也容易掌握, 而且用户通过PLC技术的运行可以检测装置可能出现的故障, 采取相应的措施, 进行有效的处理, PLC技术的发展具有一定的优势所在, 主要体现在操作简答、容易安装等各个方面。
而PLC技术具有适应性强、抗干扰能力强、可靠性高以及功能模块易于扩充等特点, 下面将这些特点作一一介绍。PLC不但适用于各种规模的工业控制场合, 而且易于组合成各个控制系统, 而且PLC因其本身具有抗电磁干扰、抗冲击、抗振等特点而对于外界具有很强的适应能力;另外, PLC的各个模块之间也采用了屏蔽可防彼此的辐射而且其硬件具有自我检测功能而大大提高了其可靠性;目前PLC产品丰富而且通用性强, 其接口模块也十分丰富, 几乎在所有的工业现场都可以找到相应信号的模块, 大大方便了操作;此外, PLC的编程语言一般为梯形图语言, 表达形式与继电器电路相近, 简单、便于理解、易学、易用。
3 PLC在电气控制系统中的应用
3.1 电气控制系统的发展
传统的电气控制系统的核心是继电器, 系统通过某种自动方式根据用户指令或者被控器械发出的信号执行相应的动作。电气控制系统由输入、输出、控制三部分组成, 而其中控制部分由继电器与触点组成, 开关、传感器及按钮等组成其输入设备, 指示灯、接触器、电磁阀等组成其输部分;这三个基本组成部分按照一定的线路相连组成电气系统, 但是由于控制部分继电器与触点在接线、操作方便不便、复杂、效率、可靠性等各方面的性能低下, 而不得不考虑应用开发新的性能更加高的系统, PLC系统就应运而生, 并得到广泛应用。
PLC控制系统是同样由输入、控制、输出三部分组成, 但是其控制部分是可编程控制器, 也就是以PLC为核心的控制系统;能在实现传统电气控制系统的功能的基础上还可以进行编程逻辑控制增加或更新系统的功能;而连接这三部分的接线方面则较继电器繁复大大减轻。
3.2 PLC在电气控制系统中的应用
上文提到, 可编程序控制器即PLC控制器是将相关的控制处理规则存于相应的存储器并以微处理技术为基础, 应用于以控制开关量为主的多种工业控制领域和各种新型工业控制领域。PLC在电气控制系统中的应用的领域包括在:模拟量、开关逻辑、过程、运动、通信及联网以及数据处理等方面的控制。
其中对于模拟量的控制是指在工业生产中需要将生产环境中各种不同的、对工业生产有影响的连续变化的物理量, 如:温度、温度、流量等, 实现模拟信号与数字信号的相互转换利用PLC对这些模拟量进行可编程控制处理;开关量逻辑控制是PLC控制技术取代继电器电路控制的最基本的应用领域也是最广泛的, PLC在实现顺序与逻辑控制的同时不但可用于单台设备的控制也可用于多台设备自动化流水生产线的控制, 如:印刷机、组合机床、电镀流水线等都有应用;过程控制是指PLC对各种模拟量, 如:流量、温度、压力等的闭环控制, 一般在冶金、化工及热处理等方面应用较多;运动控制是指PLC利用专用的运动控制模块对物体的各种简单运动进行控制, 常用于机床、机器人等方面;通信控制是指对PLC模块之间的通信以及与其它设备通信的控制。
结束语
总而言之, PLC技术是我国电气行业重要的技术手段, 对于当今电气行业的发展具有十分重要的意义, 而随着PLC技术的进步, 其特点也逐渐的明朗化, 对于控制系统来说, 需要具有智能化的机器进行整体的控制, 在其操作的步骤方面做足功课, PLC技术的出现迎合了这一概念, 在性能和功能方面的适用更加的广泛, 在硬件和软件方面也做到了万无一失。
摘要：电气行业是我国重要的项目之一, 而随着科学技术的发展, 各种新兴的技术被不断的应用到电气系统的控制中, 特别是plc技术的应用, 开启了我国电气行业技术发展的新开端。本文从PLC技术的角度入手, 重点对其电气系统控制方面的工作做了相关的探讨, 结合产品的性能和特点, 指出电气行业发展的必然性和重要性。同时在PLC技术的开发方面做了相关的措施, 指出其适用的范围, 供同行参考。
关键词：PLC,电气控制系统,应用领域,特点,设计
参考文献
[1]张海燕.浅谈PLC的发展与应用[J].机械管理开发, 2010 (6) .
PLC电气系统 篇10
1 PLC定义和工作原理
人们所说的PLC就是可编程逻辑控制器, 其主要是在工业环境的设计中应用, 能为设计提供所需要的相关数字运算操作, 这是一个电子系统的, 也是面向过程以及现场问题的可实现编程存储器, 在实际使用中是非常灵活且简单的。 进行设计的时候, PLC是要和工业控制相统一的, 易于扩充就是其最大的特点。 PLC基础硬件和微型计算机是差不多的, 主要的构件就是电源、功能模块、通信模块、以及CPU等。 在该控制器运行的时候要进行逻辑运算、执行算术、计数以及顺序控制等操作内容, 系统内部的存储程序是针对用户操作指令来执行的, PLC能通过模拟数字去控制各类机械生产, 其发挥的作用在整个工业生产控制中是非常大的。 PLC控制系统主要的工作原理就是按照顺序去扫描用户程序中的存储器, 然后再执行系统的控制原理, 最开始的PLC主要就是替代继电器去完成逻辑控制, 但PLC功能是不断更新和完善的, 在诸多工业领域都有所应用, 这已经远远超出了PLC最出的逻辑控制范畴, 应用的范围也越来越广。
2 PLC控制系统特点分析
对于PLC控制器来说, 重点轻而且体积比较小是其内部系统木块的主要特点, 连接的时候也是很便利很简单的, 随时用随时插就可以, 所以说PLC控制系统实际操作的时间是很短的。同时, PLC控制器比较方便安装, 维修也很容易, 没有复杂的操作过程, 在PLC控制器有故障发生的时候, 可以利用系统运行和故障的指示装置将故障原因给检查出来, 要是用户用该系统的时候有故障发生, 将系统内部的模块更换一下就可以正常使用了, 而且PLC控制系统的用户页面是非常简单的, 用户一看就会知道怎么去操作。 同时, PLC控制技术的功能模块是很容易扩充的, 有着较强的抗干扰能力、较强的适应性以及可靠性等诸多优点。 在PLC硬件的各个模块之间具有屏蔽功能, 这样能有效的预防辐射, 其自我检测功能也是比较的强大的。
3 PLC在电气控制系统中的应用
继电器可以说是传统的电气控制系统的核心, 它是以被控器械发出的信号或根据用户指令通过某种自动方式使系统自动执行相应的动作。 通常电气控制系统是由控制、输入、输出这三部分组成, 而控制部分由触点和继电器组成, 通常是由传感器、开关、按钮等组成了输入设备是, 由接触器、电磁阀以及指示灯等组成了输出设备。这三个基本组成部分按照一定的线路相连组成电气系统, 但由于触点与继电器等控制部分在操作、接线、可靠性、效率等方面的性能都相对低下, 在这种情况下, 不得不促使开发新的性能, 从而实现更加高的系统。 与此同时, PLC控制系统也是由控制、输入、输出这三部分组成, 但其控制部分是以PLC可编程控制器为核心, 不仅能实现传统的电气控制系统的功能, 还能增加编程逻辑控制及更新系统功能, 将这三部分的接线连接则继电器繁复明显减轻。
在电气控制系统中, PLC技术的应用领域主要包括了在联网、通信、模拟量、数据处理、过程、运动、开关逻辑等实现多方面的控制。 模拟量控制主要是依据工业生产中因生产环境的不同而对工业生产影响的连续性物理量变化 ( 如:温度、湿度或流量等) , PLC可进行数字信号与模拟信号之间的相互转化从而可实现可编程控制处理。 开关量逻辑控制主要是指PLC控制技术可以有效替换继电器电路控制, 可用于多台设备自动化流水生产线的控制, 并且可以同时实现逻辑与顺序控制, 因此在实践应用领域中是应用最为广泛的控制技术之一, 广泛应用于印刷机、 电镀流水线以及组合机床等。PLC对流量、 温度及压力等各种模拟量的闭环控制被称为过程控制, 往往化工、冶金、热处理等方面都有广泛的运用。 而运动控制是指PLC利用专用的运动控制模块对物体的各种简单运动进行有效控制, 像在机床和机器人的控制中都会用到。 通信控制是指PLC模块之间的通信与其他设备通信的控制, 在大型的工业控制系统中, PLC的通信功能常与数据处理功能常相结合并得到了广泛的运用。
4 PLC电气控制系统的设计
电气控制系统性能的好坏会直接影响着工业生产机械和相关设备能不能安全可靠地运行, 电气控制系统是生产机械中重要的组成部分, 所以对其安全可靠运行以及操作、维护简单都是有较高要求的。 所以在设计控制的时候要先对机械结构知识有所好掌握, 从而在设计的时候也就能够遵循成本合理、操作维护简单以及安全可靠等特性。 PLC电气控制系统的设计主要由两部分构成:一是硬件设计;二是软件设计, 同时将硬件设计与软件设计结合进行, 能使系统开发的速度得到有效提高。 往往硬件设计必须要充分考虑到成本、设备、器件的可靠性和其他性能之间的关系。 而软件设计是指按照用户相关的需求以相应的语言编写应用程序, 并要求指令的条数少且具有较强可读性。
结束语
PLC控制系统的创新和完善, 并应用在电气控制系统中, 这是电力控制技术进步最明显的表现, 在工业生产中的电气控制系统中应用该控制系统, 能让生产系统运行有更高的实用性以及可靠性。PLC控制系统在应用的过程中还是应该不断去吸取经验, 并向更广阔的技术领域进军, 从而让PLC技术更加优化, 这样也能让PLC的耐高温性能以及耐辐射性能都有提高, 并在实际应用让其系统功能和相关性能都得到创新, 这样在电气设备中也更展现出更多应用价值。
参考文献
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PLC电气系统 篇11
【关键词】PLC技术；电气自动化系统
0.前言
随着现代电气自动化的快速发展，对该领域内的控制系统的要求也不断提高，PLC技术应运而生，适应电气自动化发展的需要。PLC技术是一种简单的利用程序将预先存储的内容通过数字或模拟量的形式对工业生产过程进行控制和检测，PLC技术在电气设备自动控制中应用领域日益广泛，推动了电气自动化的全面发展。
1.PLC的涵义及其特点
PLC是一类起源于20世纪70年代可编程的存储器，它的全称是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它是用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入，输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC技术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，操作简单，同时便于技术人员学习与操作，有利于PLC技术的推广与发展。PLC技术本身有很多的特点：首先是有较高的性价比，功能完备，PLC 控制器内有大量编程元件供用户使用，具有很强大且完备的控制功能，还可以利用通信联网实现集中化管理和分散控制；其次是有较强抗干扰能力，可靠性高，较之于之前使用的大量继电器的传统控制系统，PLC技术有效的解决了触点接触不良等故障问题，仅通过少数输入/输出相关的硬件元件来实现系统运行，大大降低了系统运行中的故障发生率。而且通过软硬件的抗干扰措施，大大提高了系统的抗干扰能力及可靠性；再其次便是编程简单，方便操作和使用，PLC 系统不是用计算机知识而是通过编程语言就可实现，不仅开发周期较短，而且使用方便，设计、安装及调试等也相当容易，降低了实际应用的工作量。而且无需硬件拆动，只需要在线进行程序修改便可实现控制方案的改变与调整；然后是硬件配套完备，有较强适应性，标准化且模块化的PLC 产品的硬件装置配备相当完备，通过便利的系统配置可以组成规模及功能不同的 PLC技术系统，还可通过用户程序的修改进行配置调整，能适应变化着的各种工艺条件，具有较强的适应性；还有一点就是维修简便易操作，PLC技术系统本身有较完备的自诊断与现实功能，而且其故障率较低，若发生以外故障，系统会自动提供故障信息并实时进行故障原因查找与分析，而故障的排除也只需通过模块的更换就可实现。PLC技术的这些特点使得其在电气自动化系统中得到广泛的应用。
2.PLC技术在电气自动化系统中的应用
2.1 PLC技术在空调系统中的应用
PLC技术在空调系统中应用主要表现在空调的冷冻系统，随着现代社会的发展，人们对自动化控制器的要求越来越高，传统的抗干扰能力弱且控制性能差的DDC系统已不能满足人们的需要，而简单易于操作、抗干扰能力强且可操控性强的PLC技术完全弥补了传统的DDC系统的不足，满足了人们的要求。
2.2 PLC技术在火电系统中的应用
PLC技术在火电系统中主要用于电路的控制，在传统的火电系统中是以电磁型的继电器为主控器，由于较多的电磁元件使得继电器有比较多的接触口，这一现象使得传统继电器的稳定性较低。而安装简单的PLC使得技术人员能够很容易的操作，并且PLC有其自身独特的接口，只需按照说明书进行安装即可，操作简单。在火电系统出现故障时，在PLC的控制下，电路能够自动分闸，保障电路的安全，大大提高了火电系统正常运行的稳定性，同时它还使得电路的开关明显减少，大大的减轻了工作人员的负担。操作简单、稳定性强且抗干扰能力强的PLC在火电系统中得到了广泛的应用。
2.3 PLC技术在交通系统中应用
PLC技术在交通系统中的主要扮演的是定时器和数据传输器的作用，PLC技术在交通系统的应用较为广泛。首先是起到定时器的作用，在城市化建设高速发展的今天，城市内部的道路也在与日俱增，路口的信号灯也在不断增多，而PLC正是起到对这些信号灯控制的作用，PLC将这些信号灯集合形成一个局域网，便于对信号灯的集中化控制，大大的为每一个车辆节约的通行节约了等待的时间；然后便是道路旁的收费站，传统的收费站安装的是机电设施各不一样，对其管理的主机—车道控制器应用范围较小，而PLC技术可以起到上位接口的作用，收费站可以对上位收费站的数据进行接收，然后利用编程对棚灯和雾灯进行控制。PLC技术对道路的管理与检测起到了非常重要的作用。
2.4 PLC技术在输煤系统上的应用
生产效率的高低以及环境的优劣由输煤系统的优劣决定，输煤系统由人力控制到强电控制再到现在采用的计算机控制等几个阶段。从卸煤点至煤场友从煤场至锅炉煤仓之问煤的送设备及其控制设备统称输煤系统。主站层、远程IO站、现场传感器等三层的网络结构构成输煤控制系统，主站层由PLC和人机接口构成，他们一般设置在系统集控室内。光纤通讯总线把主站层和远程IO站相连接，二次控制电缆把远程IO站设备与输煤传感器相连接，在集控室内，自动控制为主，带联锁或解除联锁的手动控制为辅，通过显示屏来实现对系统设备进行监视和控制，通过紧急事故开关和检修启停按钮来控制系统状态，这些都是由控制人员在控制室内完成的，生产效率在很大程度上被提高了，运行人员工作量减少了，工作环境改善了，这些都得益于该种技术的使用。
3.PLC技术在电气自动化系统中的发展趋势
在未来科技飞速发展的社会中，人们对技术含量的要求越来越高，这也预示着PLC技术在电气自动化系统中的应用范围也将日益广泛，计算机领域的新技术也促进了PLC技术的创造和发展，PLC技术本身的内存容量大、操作简单、稳定性强、抗干扰性能力强和灵活性强的优点将不断得到发展与扩大。PLC技术自身的优点使得它将在电气自动化系统中的应用将会不断扩大。
4.结语
现代科技不断的发展，电气自动化系统中的很多领域都将会用到PLC技术，PLC技术不仅其本身有很多的优点，而且它比较容易安装，不会出现因为安装不适当而经常发生故障的问题，大大减少了工作人员的负担和压力，同时PLC技术容易学习和掌握，便于推动PLC技术的发展，同时推动电气自动化领域的发展。 [科]
【参考文献】
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PLC电气系统 篇12
传统机床的控制系统大都采用继电器-接触器控制, 其电气控制线路复杂, 接线和电磁阀很多, 控制机构庞大, 易引发线路故障, 维修成本高。而采用PLC控制系统可以实现车床所需的各项控制功能, 该系统可以根据不同的工艺要求只需修改相应的参数和程序即可, 不必对控制系统进行重新设计, 系统只需将各种控制和检测信号通过按钮和检测元件传输到PLC, 在经由PLC内部程序的计算结果输出到各设备, 从而完成电气控制系统对机床的控制。
2 卧式镗床的电气控制要求及特点
⑴主轴电机M1一般选用双速感应电机, 以完成主轴的主运动和刀具的进给运动。电机采用直接起动的方式, 可实现主轴的正、反转以及主轴的变速。为便于加工的调整, 还具有点动控制的功能。
⑵机床停车和点动完后都要进行反接制动控制, 同时为了避免在频繁点动时, 过大的电流致使电机过载及限制反接制动的电流, 因此在点动和反接制动时主轴电机串联了电阻。
⑶主轴电机M1应设有快速精确的停车环节, 同时主轴变速时要有变速冲动环节。快速移动电机也应采用正、反转点动控制方式。
⑷工作台或是刀具自动进给与主轴或花盘刀架的自动进给不能同时进行, 两者能实现互锁。
3 卧式镗床电气控制系统分析
卧式镗床继电器控制系统的电路图主要由主电路、控制电路、照明电路等组成, 主轴电机M1是双速感应电机, 中间继电器KA1、KA2控制电机的起动与停止, 接触器KM1、KM2控制主轴电机的正反转, 接触器KM4、KM5及时间继电器KT控制主轴电机的变速, 而继电器KM3用来短接串联在定子回路的制动电阻。SQ1、SQ2和SQ3、SQ4是变速操作盘上的限位开关, 其中SQ5、SQ6作为主轴进刀和工作台移动的互锁限位开关, SQ7、SQ8则为镗头架和工作台的正反快速移动开关。
4 卧式镗床电气控制系统的主电路
主电路中有两台电机:主轴电机M1和快速移动电机M2, 主电机电路分为以下几部分:首先是由交流接触器KM1、KM2构成的电机正反转接线;其次是电流表A经电流互感器TA接在主轴电机M1的动力回路中, 通过时间继电器KT的延时动合触点, 使电机起动时将电流表短接;最后是交流接触器KM3限制主轴电机M1的制动电流。
5 卧式镗床的PLC控制电路
5.1 PLC机型的选择
卧式镗床电气控制系统所需的输入/输出点总数小于256, 属于小型机的范围, 该控制系统只需进行简单的逻辑计算, 主要是实现条件控制和顺序控制的功能, 为了满足卧式镗床电气控制系统的要求, PLC选择西门子公司S7-200系列的产品, 该产品的体积小, 速度快, 具有较强的网络通信能力, 可靠性更高。
5.2 输入/输出点数的确定及其地址分配
通过分析卧式车床电气控制系统的原理图, 车床电气控制系统需要12个外部输入信号和7个输出信号, 通常情况下, PLC的输入/输出点应有适量的冗余, 冗余量需增加30%, 便于系统以后的扩展, 所以本系统所需的输入/输出点一共需要25个, 可选择西门子S7-200系列的CPU224型产品, 24V直流14点输入, 继电器交流10点输出, 并采用其扩展模块。在PLC控制系统的外部接线图中, 主电路、照明电路预计指示电路与原电路相同, 控制电路的功能由PLC来实现。
5.3 卧式镗床的PLC程序设计
PLC程序设计是采用梯形图、语句表及程序块等形式进行表示的, 根据PLC输入/输出点的对应关系, 将原继电器控制系统中中间继电器KA1、KA2改为PLC内部中的M300、M301, 以及时间继电器KT改为PLC内部中的T0, 设计出了PLC梯形图。
5.4 PLC梯形图的设计分析
1) 卧式镗床启动过程:主轴电机正转时启动按下SB2, X0接受信号动作, 输出正转信号, 进而驱动主轴电机M1正转接触器KM1动作, 使电机正转。主轴电机反转时启动按下SB3, X1接受信号动作, 输出, 反转信号, 进而驱动主轴电机M1反转接触器KM2动作, 使电机反转。
2) 卧式镗床制动过程:主轴电机正转时, 主轴电机M1串联反接制动电阻, 按下主轴反转电机按钮SB3, 闭合速度继电器的常开触点KV, X5接收信号动作, 输出主轴反转制动停止信号, 进而驱动主轴电机M1正转接触器KM1动作, 使主轴反转制动。主轴电机反转时, 主轴电机M1串联反接制动电阻, 按下主轴正转电机按钮SB2, 闭合速度继电器的常开触点KV, X5接收信号动作, 输出主轴正转制动停止信号, 进而驱动主轴电机M1反转接触器KM2动作, 使主轴正转制动。
6 结论
卧式镗床电气控制系统经过PLC的改造, 实践证达到了良好的效果, 不但简化了控制电路, 系统运行更加稳定, 也便于控制系统中各参数的修改和设定, 实现了卧式镗床的自动控制, 经安装调试后, 机床设备的可靠性大大增强, 减小了机床设备维修的工作量, 提高了加工零件的合格率, 对以后同类机床的改造具有一定的参考价值。
参考文献
[1]李铁军, 张淑敏.PLC在数控机床电气控制方面的应用.机械工程师.2012.