PLC控制应用系统

2024-05-29

PLC控制应用系统（共12篇）

PLC控制应用系统篇1

1 控制功能强

有较大的存储能力和功能很强的输入输出接口。系统不仅具有逻辑运算、计时、计数等功能, 还具备比较复杂的三角函数、指数和PID运算, 数值运算、模拟调节、实时监控、记录显示、计算机接口、数据传送等功能, 还能进行中断控制、智能控制、过程控制、远程控制等。还能进行中断控制、智能控制、过程控制、远程控制等。通过网络可以与上位机通讯, 配备数据采集系统、数据分析系统、色图像系统的操纵台, 可以实现自动化工厂的全面要求。

2 完善的监视与诊断

(1) .运行管理, 控制可编程序控制器何时输入、何时输出、何时运算、何时自检、何时通讯等等, 进行时间上的分配管理。

(2) .进行存储空间的管理, 即生成用户环境, 由它规定各种参数、程序的存放地址。将用户使用的数据参数, 存贮地址转化为实际的数据格式和物理存放地址。它将有限的资源变为用户可直接使用的诸多元件。

(3) 系统自检程序, 它包括各种系统出错检验、用户程序语法检验、警戒时钟运行等。在系统管理程序的控制下, 整个可编程控制器就能有序地正确工作。

3 适用于恶劣的运行环境

在环境温度-20℃~65℃、相对湿度为35%~85%情况下可正常工作。

4 操作方便, 标准化, 通用型设计

PLC系统采用模块化构成, 模块尺寸统一、安装整齐、I/O点选型自由、安装调试、维修方便

5 灵活应用, 可扩展

可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统, 专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器, 用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令, 并通过数字式、模拟式的输入和输出, 控制各种类型的机械或生产过程, 同时可根据实际情况对系统进行扩展, 实现系统功能的增强.

PLC控制系统在钻机上安装后, 可以使电气故障率降低;缩短了故障处理时间;解决了司钻控制的人机界面问题, 司钻在触摸屏上能观察到所有钻井参数, 如电机电流、电压、速度、转矩、泵等参数, 数据显示准确率达到提高;实现适时监控, 方便了司钻的操作;冷却风机与绞车的联锁、润滑系统与电机的联锁, 使误操作发生率降低;智能防碰控制系统可防止游车上碰下砸事故的发生, 安全可靠性达提高。由于有了技术保证, 使钻井建井周期缩短。同时, PLC控制系统为钻机增加了自动送钻功能, 可以满足恒压送钻、恒速送钻的工艺要求, 为高难度井的施工提供了有力的设备保障。

大庆石油管理局钻井二公司从提高钻机设备的科技含量入手, 大力开展科技创新。公司对司钻操作间的操作系统进行了改进, 试验应用了钻机PLC控制系统, 使电器故障率由过去的2.9‰降为0.4‰, 向智能化钻井迈出了可喜的一步。

近年来, 这个公司科技投入不断加大, 逐步取消了钻台上的刹把。现在司钻不是站在钻台上手握刹把, 而是坐在操作间里用电控手柄进行操作。这项科研成果在国际钻井行业也属独创。然而, 随着科技进步和发展, 工程技术人员通过调查发现, 司钻操作系统存在线路多、故障率多、维修时间长、手动操作误差大等问题, 既影响了钻井速度, 也制约着钻井质量。为此, 公司组织工程技术人员有针对性地进行研究试验, 确定了以PLC为核心的井场电器控制、实现变频和自动系统控制、运行状态显示和故障跟踪等方面的研究方案。

由于PLC系统具有绘制、编写指令程序等功能, 有效解决了人机界面问题, 司钻可以在智能触摸屏上进行控制操作, 对所有钻井参数一目了然, 可以随时看到监控数据, 方便了司钻操作。这套系统缩短了故障处理时间, 可随时观察到故障类型和提示, 故障处理从30多分钟缩短为10分钟;增加了安全系数, 智能防碰系统具有自动声、光报警提示功能, 使误操作发生率降为零、显示系统准确率达到100%、性能达到100%;解决了手动操作误差大、钻压忽大忽小的问题, 尤其是施工特殊井时, 全程恒压钻进, 有效的提高了钻井质量;建井周期比过去缩短8.87%。

将PLC应用于钻井设备的自动控制系统中, 综合应用了计算机、自动控制、电子技术、自动检测等先进技术, 总体控制水平达到了国内先进水平。PLC控制技术的推广应用和不断完善, 是今后钻机电控技术的发展方向, 它提高了钻机运行的可靠性, 减少了机电设备的故障率, 同时使电气故障排除时间大大减少, 自动控制系统和各种保护功能更好地满足了钻井工艺要求, 为钻井工程提供了优质可靠的技术保障, 使钻机的技术改造上了一个新台阶, 为立足国内, 开拓国际市场提供了优良装备。

摘要：钻机PLC控制系统的应用是针对钻井生产的需要, 将自动控制技术应用于钻机的电气控制系统中, 实现了先进技术在钻井生产中的结合与应用。随着PLC控制技术的日趋成熟, 将PLC控制技术应用于钻机的电气控制系统, 实现对钻机绞车、转盘、钻井泵及自动送钻系统的控制, 从而使钻机能更好地满足钻井工艺要求, 为钻井工程提供了优质可靠的技术保障, 使钻机的技术改造上了一个新台阶应用PLC控制系统可以取消过去复杂的继电保护方式和容易带来故障的电缆控制方式, 从司钻台上的多功能触摸屏即可进行状态显示和进行钻井作业操作, 提高了系统的可靠性。增加了自动送钻功能, 具有恒速送钻和恒压送钻, 为水平井、斜直井的特殊工艺井的完成, 提供了设备的保障。

关键词：PLC控制,钻机,自动送钻

PLC控制应用系统篇2

学年学期：2013-2014第2学期考试课程：《电气控制与PLC》考试地点：

9-209 考试时间：2014.6.17 14:30~16:30 试卷卷别：A卷（√）B卷（）注意事项 1、学生的系、专业、级别、班级、姓名、学号必须写在考生信息栏内指定的位置。

2、学生在考试之前必须填写考试学年学期、课程名称、考试地点、时间及试卷卷别。

3、字迹要清楚，保持卷面清洁。试卷、草稿纸随答题纸一起交回。

4、采用流水作业评卷的，阅卷教师须在题号后签名。

PLC控制系统设计浅析篇3

关键词：PLC；控制系统；设计；交通灯

中图分类号：TH707文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）20-0132-02

PLC（可编程序控制器）是一种新型的通用控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机控制技术和通信技术融为一体，专为工业控制而设计。因此，学习PLC的最终目的就是能将它应用到实际的工业控制系统中去。高职院校传统的教学方法侧重于软件程序设计的教学，忽略了对PLC控制系统的整体设计，学生在学习完课程后，依然不太明白PLC到底能干什么，在实际工作过程如何应用。为了能让学生彻底理解PLC控制系统设计的全过程，必须让学生了解PLC从程序设计到硬件组成的PLC工作控制系统的整个过程。

经过多年的教学实践和不断探索，笔者进行了大胆的改革和创新，取得了良好的效果。

1在系统设计中学习PLC

在传统的教学过程中，教师侧重于介绍梯形图、指令表和顺序功能图等程序设计方法，尽管是以项目为载体，也仅仅是让学生在PLC软件仿真系统上实施软件设计，或者是在PLC实训箱上完成软件设计、PLC程序写入和简单的硬件线路连接，学生在项目任务完成之后，会有短暂的成就感，但若要学生面对一个实际的PLC控制系统的设计项目，他们往往不知如何动手。

在一个完整的PLC控制系统设计中引导学生学习PLC。在系统软件和硬件的设计过程中，会遇到很多的问题，通过引导学生主动面对这些问题，师生共同解决问题，来激发学生主动学习的积极性，也让学生逐渐清楚的了解一个完整的PLC控制系统的设计和调试方法。

然而一个完整的PLC控制系统通常需要十多课时甚至更多课时才能完成，为了防止学生感觉目标遥远，因设计过程中困难重重而中途放弃，我将整个PLC控制系统的设计分割成若干个任务，让学生在每一节课完成其中一个设计任务，也就是，每次课每节课都有明确的目标，做到重点突出，使得学生在每次课每节课都有所得，即陶行知先生说的“每课有学理，有实习，二者联络无间，然后完一课即成一事。成一事再学一事，是谓升课。”

2十字路口交通灯的PLC控制系统设计

十字路口交通灯控制系统是学生比较熟悉并且容易理解的一个PLC实际应用的案例，对于较为熟悉的控制对象，学生比较容易有信心面对和解决即将到来的众多问题和困难。

基于系统设计的教学组织实施的具体做法是将顺序功能图的知识点设计成具体的十字路口交通灯的PLC控制系统设计情境，将知识与技能融合于教学中，让学生在学中做，在做中学，以学会做，做学结合。伴随着教学过程的进行，学生逐渐成为学习的主体，达到教是为了不教的目的。

2.1系统的控制要求

改系统要求用三菱FX1N-40MRPLC实现十字路口交通灯的PLC控制系统设计，包括软件程序设计和硬件电路设计与制作。十字路口交通灯的PLC控制系统模拟图如图1所示，系统控制时序图如图2所示。

具体控制要求如下：

①通过启动按钮和停止按钮实现十字路口交通灯PLC控制系统的开启和关闭。

②按下启动按钮后，东西方向红灯点亮并持续25 s，同时南北方向绿灯点亮并持续20 s后熄灭，转为绿灯闪烁3 s后熄灭，继而南北黄灯点亮并持续2 s后熄灭；南北黄灯熄灭转为红灯点亮并持续25 s同时，东西方向红灯熄灭，转为绿灯点亮并持续20 s，之后绿灯闪烁3 s后熄灭，转为黄灯点亮2 s，至此，交通灯系统完成一个周期。

③要求设计并制作出满足系统要求的硬件电路。

④要求设计出满足系统要求的软件程序。

⑤系统软硬件联调至满足十字路口交通灯的控制要求。

2.2系统的硬件设计与制作

十字路口交通灯的PLC控制系统硬件设计包括交通灯的PLC控制系统的I/O端口分配、交通灯显示装置的设计与实物制作、PLC与交通灯显示装置的硬件连接。在传统的《PLC技术》课程教学中，PLC控制系统的I/O端口分配和PLC与交通灯显示装置的硬件连接是侧重的训练任务，因此，为了让学生更清楚的理解和掌握一个完整的PLC控制系统的设计和调试方法，交通灯的显示装置也要求学生自己设计与制作。图3和图4所展示的是学生自己设计和制作十字路口交通灯的显示装置。

2.3PLC程序设计与调试

根据十字路口交通灯系统的控制要求和PLC的I/O端口分配，可以写出该控制系统的PLC程序见表1。

2.4系统软硬件联调

在检查整个PLC控制系统硬件接线无误后，接通PLC的电源，将程序写入到PLC中，按下启动按钮，观察LED指示灯的点亮效果是否满足系统控制要求。若LED指示灯的点亮时序与控制要求不一致，则需要综合分析问题出现的原因。

2.5取得的效果

通过采用基于系统设计的教学组织模式，学生能通过一个完整的十字路口交通灯的PLC控制系统的设计与制作实现对PLC技术在实际生产应用的充分理解和掌握。在培养了学生的实际设计能力的同时，也为学生学习专业课程和终生学习奠定了坚实的基础。

3结语

通过多年的改革与实践证明，在《PLC技术》课程中采用系统设计的教学组织模式，能够培养学生的专业学习兴趣，增强学生的创新意识，提高学生的实际应用和动手能力。

参考文献：

[1] 张旭.在系统设计中学习PLC[J].电子设计工程,2012,(17).

[2] 谢银荣.提高PLC教学有效性的策略探析[J].高职教育,2008,(8).

[3] 赵瑞林.基于工学结合的PLC课程改革及实践效果[J].黑龙江教育,2011,(6).

endprint

摘要：文章通过十字路口交通灯的PLC控制系统设计与制作的实施，具体阐述了该课程的组织过程。通过突出PLC控制系统设计与制作，培养了实际设计能力，为专业课的学习奠定了坚实的基础。

关键词：PLC；控制系统；设计；交通灯

中图分类号：TH707文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）20-0132-02

经过多年的教学实践和不断探索，笔者进行了大胆的改革和创新，取得了良好的效果。

1在系统设计中学习PLC

2十字路口交通灯的PLC控制系统设计

2.1系统的控制要求

具体控制要求如下：

①通过启动按钮和停止按钮实现十字路口交通灯PLC控制系统的开启和关闭。

③要求设计并制作出满足系统要求的硬件电路。

④要求设计出满足系统要求的软件程序。

⑤系统软硬件联调至满足十字路口交通灯的控制要求。

2.2系统的硬件设计与制作

2.3PLC程序设计与调试

根据十字路口交通灯系统的控制要求和PLC的I/O端口分配，可以写出该控制系统的PLC程序见表1。

2.4系统软硬件联调

2.5取得的效果

3结语

参考文献：

[1] 张旭.在系统设计中学习PLC[J].电子设计工程,2012,(17).

[2] 谢银荣.提高PLC教学有效性的策略探析[J].高职教育,2008,(8).

[3] 赵瑞林.基于工学结合的PLC课程改革及实践效果[J].黑龙江教育,2011,(6).

endprint

关键词：PLC；控制系统；设计；交通灯

中图分类号：TH707文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）20-0132-02

经过多年的教学实践和不断探索，笔者进行了大胆的改革和创新，取得了良好的效果。

1在系统设计中学习PLC

2十字路口交通灯的PLC控制系统设计

2.1系统的控制要求

具体控制要求如下：

①通过启动按钮和停止按钮实现十字路口交通灯PLC控制系统的开启和关闭。

③要求设计并制作出满足系统要求的硬件电路。

④要求设计出满足系统要求的软件程序。

⑤系统软硬件联调至满足十字路口交通灯的控制要求。

2.2系统的硬件设计与制作

2.3PLC程序设计与调试

根据十字路口交通灯系统的控制要求和PLC的I/O端口分配，可以写出该控制系统的PLC程序见表1。

2.4系统软硬件联调

2.5取得的效果

3结语

参考文献：

[1] 张旭.在系统设计中学习PLC[J].电子设计工程,2012,(17).

[2] 谢银荣.提高PLC教学有效性的策略探析[J].高职教育,2008,(8).

[3] 赵瑞林.基于工学结合的PLC课程改革及实践效果[J].黑龙江教育,2011,(6).

试述PLC控制系统及其应用篇4

自20世纪60年代美国推出可编程逻辑控制器 (Programmable Logic Controller, PLC) 取代传统继电器控制装置以来, PLC得到了快速发展, 在世界各地得到了广泛应用。同时, PLC的功能也不断完善。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高, PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。今天的PLC不再局限于逻辑控制, 在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。

作为离散控制的首选产品, PLC在20世纪80年代至90年代得到了迅速发展, 世界范围内的PLC年增长率保持为20%~30%。随着工厂自动化程度的不断提高和PLC市场容量基数的不断扩大, 近年来PLC在工业发达国家的增长速度放缓。但是, 在中国等发展中国家PLC的增长十分迅速。综合相关资料, 2004年全球PLC的销售收入为100亿美元左右, 在自动化领域占据着十分重要的位置。

相同I/O点数的系统, 用PLC比用DCS, 其成本要低一些 (大约能省40%左右) 。PLC没有专用操作站, 它用的软件和硬件都是通用的, 所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC的控制器, 可以接收几千个I/O点 (最多可达8000多个I/O) 。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少, 采用PLC较为合适。PLC由于采用通用监控软件, 在设计企业的管理信息系统方面, 要容易一些。

2 PLC在各领域的应用

近10年来, 随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大, 越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制, PLC在我国的应用增长十分迅速。随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高, 今后一段时期内PLC在我国仍将保持高速增长势头。

通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器, 但PLC相对一般嵌入式控制器而具有更高的可靠性和更好的稳定性。实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器, 现在正逐步采用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。

3 PLC在发电站中的应用

3.1 发电站工业环境的特点

发电站的空间存在极强的电磁场, 发电机的电压高达数千, 电流高达数百安甚至数千安, 开关站的输出电压高达数十千伏或数百千伏。由于现场条件的限制 (例如老设备的改造) , 有时上百米长的强电电缆和FLC的信号电缆不能有效的分隔开, 甚至只能敷设在同一电缆沟内。高电压、大电流接通和断开时产生的强电干扰可能会在PLC输入线上产生很强的感应电压和感应电流, 足以使PLC输入端的光电锅台器中的发光二极管发光, 使光电耦台器的抗干扰作用失效, 导致PLC产生误动作。

与一般的工业环境不同, 发电站的继电器控制系统中的继电器和执行机构 (如断路器、接触器和电磁阀等) 使用的是直流220V电源, 在设计PLC的输出电路时, 应充分考虑这一特点。

3.2 对电源的处理

电源是干扰进PLC的主要途径之一, 电源干扰主要是通过供电线路的阻抗耦合产生的, 各种大功率用电、发电设备是主要的干扰源。

在电力系统中, 如果使用220v的直流电源 (蓄电池) 给PLC供电, 可以显著地减少来自交流电源的干扰, 在交流电源消失时, 也能保证FLC的正常工作。某些PLC的电源输入端内有一个直接对220v交流电源整流的二极管整流桥, 整流滤波后的直流电压送给PLC内的开关电源。开关电源的输入电压范围很宽, 这种PLC也可以使用220v直流电源。使用交流电源时, 整流桥的每只二极管只承受一半的负载电流, 使用直流电源时, 有2只二极管承受全部负载电流。考虑到PLC的电源输入电流很小, 在设计时整流二极管一般都留有较大的裕量, 这种PLC如使用直流220v电源电压不会有什么问题。经过长期的工业运行, 证明上述方案是可行的。

3.3 抗干扰的隔离措施

PLC内部用光电锅台器、输出模块中的小型继电器和光电可控硅等器件来实现对外部开关量信号的隔离, PLC的模拟量I/0模块一般也采取了光电锅台的隔离措施。这些器件除了能减少或消除外部干扰对系统的影响外, 还可以保护CPU模块, 使之免受从外部窜入PLC的高电压的危害, 因此一般没有必要在PLC外部再设置干扰隔离器件。

如果PLC输入端的光电耦合器不能有效地抵抗干扰, 可以用小型继电器来隔离发电站中用长线引入PLC输入端的开关量信号。光电耦合器中发光二极管的工作电流仅数毫安, 而小型继电器的线圈吸合电压为数十毫安, 强电干扰信号通过电磁感应产生的能量一般不可能使隔离用的继电器吸合。有的系统需要使用外部信号的多对触点。为了提高抗干扰能力, PLC的外部信号、PLC和计算机之间的串行通信线路也可以用光纤或带光电耦合器的通信接口来隔离, 在要求防火、防爆的环境更适于采用这种方法。

3.4 安装与布线的注意事项

开关量信号 (如按钮、限位开关、接近开关等提供的信号) 一般对信号电缆无严格的要求, 可选用一般的电缆, 信号传输距离较远时, 可选用屏蔽电缆。模拟信号和高速信号线 (如脉冲传感器、计数码盘等提供的信号) 应选择屏蔽电缆。通信电缆要求可靠性高, 有的通信电缆的信号频率很高 (如上兆赫) , 一般应选用PLC生产厂家提供的专用电缆, 在要求不高或信号频率较低时, 也可以选用带屏蔽的双绞线电缆。

PLC应远离强干扰源。如大功率可控硅装置、高频焊机和大型动力设备等。PLC不能与高压电器安装在同一个开关柜内, 在柜内PLC应远离动力线 (二者之间的距离应大于200mm) 。与PLC装在同一个开关柜内的电感性元件, 如继电器、接触器的线圈, 应并联Rc消弧电路。

PLC的I/0线与大功率线应分开走线, 如必须要在同一线槽中布线, 信号线应使用屏蔽电缆。交流线与直流线应分别使用不同的电缆, 开关量、模拟量I/0线应分开敷设, 后者应采用屏蔽线。不同类型的线应分别装入不同的电缆管或电缆槽中, 并使其有尽可能大的空间距离。

如果模拟量输入/输出信号距离PLC较远, 应采用4-20m A或0.10m A的电流传输方式, 而不是易受干扰的电压传输方式。

传送模拟信号的屏蔽线, 其屏蔽层应一端接地, 为了泄放高频干扰, 数字信号线的屏蔽层应并联电位均衡线, 其电阻应小于屏蔽层电阻的1/10, 并将屏蔽层两端接地。如果无法设置电位均衡线, 或只考虑抑制低频干扰时, 也可以一端接地。不同的信号线最好不用同一个插接件转接, 如必须用同一个插接件, 要用备用端子或地线端子将它们分隔开。以减少相互干扰。

3.5 PLC输出端的可靠性措施

继电器输出模块的触点工作电压范围宽, 导通压降小, 与晶体管型和双向可控硅型模块相比, 承受瞬时过电压和过电流的能力较强, 但是动作速度较慢。系统输出量变化不是很频繁时, 一般选用继电器型输出模块。PLC输出模块内的小型继电器的触点很小, 断弧能力很差, 不能直接用于发电站的DC220v电路中, 必须用PLC驱动外部继电器, 用外部继电器的触点驱动DC220v的负载。

断开直流电路要求较大的继电器触点, 接通同一直流电路可用较小的触点。选择外接的继电器时, 应仔细分析是用PLC来控制接通还是断开外部回路。

4 结论

目前在各行业的微机综合自动化控制系统中广泛使用的PLC, 由于采用了上述的可靠性措施, 在常年连续运行的情况下, PLC都得以长期可靠的工作。

参考文献

[1]姜杰, 黄选发, 唐昆明.发电站中PLC控制系统的可靠性措施.[1]姜杰, 黄选发, 唐昆明.发电站中PLC控制系统的可靠性措施.

[2]王永华.现代电气控制及PLC应用技术.[2]王永华.现代电气控制及PLC应用技术.

PLC控制应用系统篇5

电科班

一、摘要

随着改革的不断深入,社会主义市场经济的不断繁荣和发展,大中小城市都在进行亮化工程。企业为宣传自己企业的形象和产品,均采用广告手法之一:霓虹灯广告屏来实现这一目的.当我们夜晚走在大街上,马路两旁各色各样的霓虹灯广告均可以见到,一种是采用霓虹灯管做成的各种形状和多中彩色的灯管,另一种为光等管或白炽灯管作为光源,另配大型广告语或宣传画来达到宣传的效果。这些灯的亮灭,闪烁时间及流动方向等均可以通过PLC来达到控制的要求。

随着P

LC技术的发展，PLC产品的种类也越来越多。不同型号的PLC，其结构形式、指令系统、编程方式、价格等也各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选用PLC，对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。

PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。

PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点：

(一)合理的结构型式，(二)

安装方式的选择，(三)相应的功能要求，(四)响应速度要求，(五)系统可靠性的要求，(六)机型尽量统一。

二

.控制系统介绍及控制要求

本控制系统只要是用于控制霓虹灯和边框流水灯的按顺序的闪烁。它能让你在不用人控制的情况下，进行灯的自动闪烁，达到宣传的目的。如图1，八个字能按顺序地进行亮灭，并且边框的灯能同时地隔位闪烁。

1.霓虹灯广告屏示意图

利用s7-200控制由8根灯管，24只流水灯，每4只灯为一组广告牌。，如下图所示：

图1

2.控制要求：

（1）该广告屏中间8根灯管亮灭的时序为：第1根亮→2亮→3亮→……→第8根亮，时间间隔为1s，全亮后，显示10s，再反过来从8→7→……→1按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s；再从第8根开始亮，顺序点亮7→6→……→1，时间间隔1s，显示5s，再从1→2→……→8按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s，然后重复运行，周而复始。

（2）24只流水灯，4个一组分成6组，从Ⅰ→Ⅱ→……→Ⅵ按1s时间间隔依次向前移动，且点亮时每相隔1灯为亮，即从Ⅰ“、”亮→Ⅱ“、”亮，同时Ⅰ“、”灭→Ⅲ““、”亮，同时Ⅱ“、”灭……，如此移动一段时间（如30s）后，再反过来移动一段时间：Ⅵ“、”亮

→Ⅴ“、”亮，同时Ⅵ“、”灭，……如此循环往复。

（3）系统有单步/连续控制，有起动和停止按钮。

（4）起动时，灯管和流水灯同时起动，关闭时，可同时也可分别关闭。

（5）要求有移位指令的应用

（6）在控制要求1中，若要求将全亮后显示10s改为以0.5s间隔同时闪烁5s，试修改程序。

三.工作原理

1.I/O分配

根据控制要求，PLC控制霓虹灯广告显示屏的输入，输出地址如下表所示，其中SB1为启动开关,SB2为停止开关,SB3为单步连续选择开关SB4为不进按钮开关.Q0.0～Q0.7控制霓虹灯用的发光管模拟显示，Q1.0～Q2.1控制6组流水灯泡。如表1

输入接点

输入开关名称

I0.0

启动按钮SB1

I0.1

停止按钮SB2

I0.3

单步/连续开关SB3

I0.4

步进按钮开关SB4

输出接点

输出名称

Q0.0

灯管1

Q0.1

灯管2

Q0.2

灯管3

Q0.3

灯管4

Q0.4

灯管5

Q0.5

灯管6

Q0.6

灯管7

Q0.7

灯管8

Q1.0

L1.L3流水灯

Q1.1

L2.L4流水灯

Q1.2

L5.L7流水灯

Q1.3

L6.L8流水灯

Q1.4

L9.L11流水灯

Q1.5

L10.L12流水灯

Q1.6

L13.L15流水灯

Q1.7

L14.L16流水灯

Q2.0

L17.L19流水灯

Q2.1

L18.L20流水灯

Q2.2

L21.L23流水灯

Q2.3

L22.L24流水灯

2.PlC型号的选择

由于共由20个端口输出，并且用是交流点的，所以我选择用FX2N-48MR-001.FX2N-48MR-001的主要的技术参数：输入继电器的24点，输出继电器由24点。电源电压为AC100-240V

50/60Hz。

3.硬件接线图

图

4．时序图

5.流程图

6.梯形图及程序

0.1启动

LD I0.1

MOVB 16#1, MB0

MOVW 16#FF, VW0

S M1.0, 1

MOVB 16#81, VB2

I0.2总停止

LD I0.2

MOVB 16#0, MB0

MOVW 16#0, VW0

R M1.0, 2

MOVB 16#0, VB2

8路灯管单独停止

LD I0.2

MOVB 16#0, MB0

MOVW 16#0, VW0

24l路循环灯管单独停

LD I0.3

R M1.0, 2

MOVB 16#0, VB2

8路灯管控制,Q0----7（QB0）为8路灯管输出控制点

LD SM0.0

LPS

A M0.0

LPS

A SM0.5

RLW VW0, 1

LPP

AW= 16#FF00, VW0

RLB MB0, 1

LRD

A M0.1

LPS

TON T37, 100

A T37

A SM0.5

RRW VW0, 1

LPP

AW= 16#FF, VW0

RLB MB0, 1

LRD

A M0.2

LPS

TON T38, 20

A T38

A SM0.5

RRW VW0, 1

LPP

AW= 16#FF00, VW0

RLB MB0, 1

LRD

A M0.3

LPS

TON T39, 50

A T39

A SM0.5

RLW VW0, 1

LPP

AW= 16#FF, VW0

TON T40, 20

LPP

A T40

MOVB 16#1, MB0

LD SM0.0

LPS

A SM0.5

MOVB VB1, QB0

LPP

AN SM0.5

A M0.1

AN T37

MOVB 16#0, QB0

24路循环灯控制，由于2个灯同时亮，所以每2个共用一个输出点。QB1单数灯管，QB2双数灯管（双数的灯管安装顺序与单数灯管相反，即Q1.0-----Q1.5对应灯管1,3-------21,23，Q2.0-----Q2.5对应灯管24.22-------4,2,这样可以省掉一些程序）

LD SM0.0

LPS

A M1.0

LPS

A SM0.5

RLB VB1, 1

LRD

AN M1.1

TON T42, 300

LRD

A T42

S M1.1, 1

LRD

A M1.1

TON T43, 300

LPP

A T43

R M1.1, 1

LRD

AN M1.1

MOVB VB1, QB1

MOVB 16#0, QB2

LPP

A M1.1

MOVB VB1, QB2

MOVB 16#0, QB1

7.主电路

四、设计心得

本程序是用STL图所写的，在启动按钮按下以后，有两步程序同时运行，一个是霓虹灯字的亮灭，一个是四周边框流水灯的亮灭。霓虹灯字的亮灭：在按下启动按钮以后，八个字会按要求亮灭，主要是计时器控制的，在S20和S21中，S20是灯的正序亮反序灭，S21是灯的反序亮正序灭。流水灯的亮灭，状态就比较多了，我是把每一中亮的情况都纳入一个状态的，所以有6中状态，然后在循环，在30秒过后，会由正序的亮转换成反序的亮。反序的亮30秒都又转换成正序的两，这个30秒我是用计数器控制的，因为每一个循环是6秒，那30秒就是5次，计到5次都才会进行正反序的转换。

经过这次的课程设计，使得我对PLC的掌握进一步的增强，加深了对PLC它们的理解，并对PLC产生了浓厚的兴趣，但是我也深深的知道自己的不足之处，比如说对应用指令的不熟悉，大大地加深了我的程序复杂程度。多在学习过程中不能想通的问题，在PLC调试过程中，终于得以解决。可以看出它对理论教学起到了必要的补充和额拓宽作用，对培养既具有扎实理论功底又具有相当实践能力的人才必不可少。在这次的课程中，我发现PLC在工业控制中的作用很大，它能使人的控制转变成电脑的控制，大大地降低了产品的成本，很大地提高生产效率。

在此过程中我还发现到修改完善程序的重要性。当时编完一个程后感觉是正确的。就是这样还要仔细检查自己的程序。考虑到各种可能发生的情况。

经过这次课程设计培养了我们的设计能力以及全面的考虑问题能力。学习的过程是痛苦的但是收获成功的喜悦更是让人激动的。相信通过这次课程设计它对我以后的学习及工作都会产生积极的影响。

五、参考文献

1．史国生主编

《电气控制与可编程控制器技术》

北京:

化学工业出版社

2005.2

2．尹宏业主编

《PLC可编程控制器教程》

北京：航空工业出版社

1997

3．廖常初主编

《PLC编程及应用

》

北京：机械工业出版社

2002

4．张万忠主编

《可编程控制器应用技术》

北京：

化学工业出版社

2002

5．张凤珊主编

《电器控制及可编程控制器》

北京：中国轻工业出版社

PLC控制系统设计的要点篇6

一、硬件系统的设计

1. PLC控制系统的输入电路设计

PLC供电电源一般为AC85—240V，适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源净化元件。隔离变压器也可以采用双隔离技术，即变压器的初、次级线圈屏蔽层与初级电气中性点接大地，次级线圈屏蔽层接PLC 输入电路的地，以减小高低频脉冲干扰。

（1） PLC输入电路电源。一般应采用DC 24V,其带负载时要注意容量，并作好防短路措施，否则将影响PLC的运行。一般选用电源的容量为输入电路功率的两倍，PLC输入电路电源支路加装防止短路的措施。

（2）输入的灵敏度。ＰＬＣ的端电压和电流均有规定，当输入回路串有二极管或电阻不能完全启动，或者有并联电阻或有漏电电流时不能完全切断。另外，当输入器件的输入电流大于ＰＬＣ的最大输入电流时，也会引起误码动作，应采用弱电流输入器件，选用输入为共漏型的ＰＬＣ。

2. PLC控制系统的输出电路设计

（1）輸出方式的设计。依据生产工艺要求，各种指示灯、变频器/数字直流调速器的启动停止应采用晶体管输出。如果PLC 系统输出频率为每分钟6 次以下，应首选继电器输出，采用这种方法，输出电路的设计简单，抗干扰和带负载能力强。当PLC扫描频率为10次／min 以下时，既可以采用继电器输出方式，也可以采用PLC输出驱动中间继电器或者固态继电器（SSR），再驱动负载。

对于常见的AC220V交流开关类负载，应该通过DC24V微小型中间继电器驱动，避免PLC的DO接点直接驱动，尽管PLC手册标称具有AC220V交流开关类负载驱动能力。

（2）ＰＬＣ外部驱动电路的设计。在PLC输出不能直接带动负载的情况下，必须在外部采用驱动电路：可以用三极管驱动，也可以用固态继电器或晶闸管电路驱动。同时应采用保护电路和浪涌吸收电路，且每路有显示二极管（LED）指示。

（3）“COM“点的选择设计。PLC产品“COM”点的数量是不一样的，有的一个“COM”点带8个输出点，有的带4个输出点，也有带2个或1个输出点的。当负载的种类多，且电流大时，采用一个“COM”点带1～2个输出点的PLC产品；当负载数量多而种类少时，采用一个“COM”点带4～8个输出点的PLC产品。这样会对电路设计带来很多方便，每个“COM”点处加一熔丝，1～2个输出时加2A的熔丝，4～8点输出的加5～10A的熔丝，因PLC内部一般没有熔丝。

3. PLC控制系统抗干扰与外部互锁设计

PLC输出带感性负载，断电时会对PLC的输出造成浪涌电流的冲击，所以对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电路。当两个物理量的输出在PLC内部已进行软件互锁后，在PLC的外部也应进行互锁，以加强系统的可靠性。

二、PLC 控制系统的软件设计

1. 将程序按结构形式分为基本程序和模块化程序

（1）基本程序。既可以作为独立程序控制简单的生产工艺过程，也可以作为组合模块结构中的单元程序。依据计算机程序的设计思想，基本程序的结构方式只有三种：顺序结构、条件分支结构和循环结构。

（2）模块化程序，即把一个总的控制目标程序分成多个具有明确子任务的程序模块，分别编写和调试，最后组合成一个完成总任务的完整程序。建议经常采用这种程序设计思想，因为各模块具有相对独立性，相互连接关系简单，程序易于调试修改，特别是用于复杂控制要求的生产过程。

2. 程序设计应注意的问题

在程序设计时，除了I/O地址列表外，有时还要把在程序中用到的中间继电器（M）、定时器（T）、计数器（C）和存储单元（V）以及它们的作用或功能列写出来，以便编写程序和阅读程序。

3. 编程语言的选择

（1）有些PLC使用梯形图编程不是很方便（例如书写不便），则可用语句表编程，但梯形图总比语句表直观。

（2）经验丰富的人员可用语句表直接编程，就像使用编汇语言一样。

（3）如果是清晰的单顺序、选择顺序或并发顺序的控制任务，则最好是用功能图来设计程序。

PLC控制应用系统篇7

关键词：PLC控制,地感线圈,双向道闸

随着社会的进步和科学技术的发展, 企业对自动化要求也越来越高, 可编程控制器PLC在通用性、灵活性以及可靠性方面具有明显的优势, 特别是在道闸控制方面, PLC控制的道闸具有灵敏度高、性能可靠稳定、维护便捷、故障率低等优点已经逐渐取代了早期的控制系统。

本系统就是接收交通系统中车辆监测器、红外对射探测器等传感器输出信号, 通过PLC控制黄绿信号灯和道闸动作, 达到车辆有序称重的目的。

1 双向道闸控制系统

双向道闸的控制是通过外部数据采集设备反馈的信号, 利用PLC的控制程序, 对道闸的抬杆和落杆做出调整。当车辆行驶至入口道闸时, 感应信号返回至PLC, 进行识别判断, 做出抬杆动作, 并利用红绿灯的显示, 提醒后续车辆此时地磅正在运行当中, 在判断车辆进入地磅后, 控制入口道闸的落杆, 以及称重结束后出口道闸的抬杆的动作实现。如下图1所示:

1.1 双向道闸系统完成功能

1) 车辆驶向地磅时能自动感知, 以便传输车到信息到登记管理员处, 实现道闸抬杆的动作;

2) 车辆在驶入地磅后, 等待大概两秒钟, 以便确定车辆的重量不会再发生改变;

3) 进入道闸自动放下, 等待车辆称重表格打印后, 记录车辆取货或者送货的相关信息, 如遇到后续车辆正欲通过驶入到扎实, 可是控制驶入道闸自动抬杆, 避免造成追尾道闸;

4) 驶出道闸自动抬起时, 检测到车辆已经驶出地磅后, 驶出道闸自动落杆;

5) 地磅道闸控制站顶棚上可以通过红信号灯指示出后续车辆是否需要等待道闸的开放和禁止。

1.2 系统构造及运行方式

整个道闸控制系统分为工作间和外部设施两部分。工作间主要包括的是出入道闸车辆登记、车辆重量的记录、道闸开关的控制等几部分组成, 外部设施分别是地磅道闸控制系统的车辆进入和驶出时的地感线圈感应, 红外对射信号反馈, 进出口的红绿灯显示以及称重设施地磅。

地磅道闸控制系统的运行时自动化进行的, 也可以人为控制, 通过PLC控制道闸的抬杆和落杆。车辆检测与道闸控制系统流程图如下图2所示:

2 PLC程序分析

利用STEP 7编程语言对程序设计进行线性编程, 程序按照线性或者按照顺序执行每条命令, 这种结构的逻辑模型, 具有简单、直接的结构, 所有指令都放置在一个指令块中, 只有一个程序文件。

如图3所示实现车辆压到地感线圈的时候, 道闸指示灯红灯亮, 当得到抬杆信号的时候, 道闸1抬杆, 道闸2不能抬杆。

3 总结

该设计完成了车辆在通过双向道闸系统的PLC控制, 经过对成都某公司集团双向道闸地磅系统以及国内相关系统应用现状的研究分析, 进行了改造设计。在PLC的控制下双向道闸系统能够快速, 有条理的完成工作任务, 既提高了企业的运行效率, 也赢得了用户的好评。

参考文献

[1]杨冠群.道路收费站车辆检测与道闸控制系统[J].上海第二工业大学电子电气工程学院, 2012, 09.

[2]西门子公司.SIMATIC, S7-200, 可编程序控制器系统手册, 2002.

DCS控制系统与PLC控制区别篇8

分散控制系统英文编写为DCS, 它是计算机技术和自动化技术发展的结果。容量不断增大, 参数不断提高, 为DCS应用创造了广阔天地;随着DCS系统的广泛使用, 为设备安全经济运行提供了有力保障。控制方式综合地反映自动化水平的高低, 它具有通用性强, 系统组态灵活, 控制功能完善数据处理方便, 显示操作集中, 人机界面友好, 安装简单规范化, 调试方便, 运行可靠的特点, 随着我国电力行业的发展DCS已成为普遍的设备, 无论是大小, 应用越来越广泛。PLC只是一种 (可编程控制器) 控制“装置”, 两者是“系统”与“装置”而且只具备单元功能。现就在应用方面经验进行控制区别阐述。

1 DCS是一种“分散式控制系统”, 而PLC只是一种 (可编程控制器) 控制“装置”, 两者是“系统”与“装置”的区别。系统可以实现任何装置的功能与协调, PLC装置只实现本单元所具备的功能.

2 在网络方面, DCS网络是整个系统的中枢神经, 和利时公司的MACS系统中的系统网采用的是双冗余的100Mbps的工业以太网, 采用的国际标准协议TCP/IP。它是安全可靠双冗余的高速通讯网络, 系统的拓展性与开放性更好。

而PLC因为基本上都为个体工作, 其在与别的PLC或上位机进行通讯时, 所采用的网络形式基本都是单网结构, 网络协议也经常与国际标准不符。在网络安全上, PLC没有很好的保护措施。我们采用电源, CPU, 网络双冗余。

3 DCS整体考虑方案, 操作员站都具备工程师站功能, 站与站之间在运行方案程序下装后是一种紧密联合的关系, 任何站、任何功能、任何被控装置间都是相互连锁控制, 协调控制;而单用PLC互相连接构成的系统, 其站与站 (PLC与PLC) 之间的联系则是一种松散连接方式, 是做不出协调控制的功能。

4 DCS在整个设计上就留有大量的可扩展性接口, 外接系统或扩展系统都十分方便, PLC所搭接的整个系统完成后, 想随意的增加或减少操作员站都是很难实现的。

5 DCS安全性:为保证DCS控制的设备的安全可靠, DCS采用了双冗余的控制单元, 当重要控制单元出现故障时, 都会有相关的冗余单元实时无扰的切换为工作单元, 保证整个系统的安全可靠。PLC所搭接的系统基本没有冗余的概念, 就更谈不上冗余控制策略。特别是当其某个PLC单元发生故障时, 不得不将整个系统停下来, 才能进行更换维护并需重新编程。所以DCS系统要比其安全可靠性上高一个等级。

6 系统软件, 对各种工艺控制方案更新是DCS的一项最基本的功能, 当某个方案发生变化后, 工程师只需要在工程师站上将更改过的方案编译后, 执行下装命令就可以了, 下装过程是由系统自动完成的, 不影响原控制方案运行。系统各种控制软件与算法可以将工艺要求控制对象控制精度提高。而对于PLC构成的系统来说, 工作量极其庞大, 首先需要确定所要编辑更新的是哪个PLC, 然后要用与之对应的编译器进行程序编译, 最后再用专用的机器 (读写器) 专门一对一的将程序传送给这个PLC, 在系统调试期间, 大量增加调试时间和调试成本, 而且极其不利于日后的维护。在控制精度上相差甚远。这就决定了为什么在大中型控制项目中 (500点以上) , 基本不采用全部由PLC所连接而成的系统的原因。

7 模块:DCS系统所有I/O模块都带有CPU, 可以实现对采集及输出信号品质判断与标量变换, 故障带电插拔, 随机更换。而PLC模块只是简单电气转换单元, 没有智能芯片, 故障后相应单元全部瘫痪。

8 现在高端的PLC与DCS的功能已经差不多, DCS对网络和分布式数据库还要定时扫描有较强的功能, 同时对运算和模拟量的处量比较拿手。

结束语

PLC还分大、中、小、微PLC, 其中微型的只卖几百块到2000块, 点数也好少, 大型的可以带数千点, 运算能力与DCS差不多, 但对多机联网功能较弱。

现在两个技术平台都差不多, 只是重点不一样。

摘要：简述DCS、PLC在不同控制系统方面的应用和区别。

PLC电梯控制系统设计篇9

1.1 国内外电梯的发展状况

当今世界, 电梯的生产情况与使用数量已经成为衡量一个国家工业现代化程度的标志之一。在一些发达的工业国家, 电梯的使用相当普遍。世界上有名的几家电梯公司, 诸如:美国奥梯斯公司、瑞士讯达公司、日本三菱和日立公司、芬兰科恩等, 其电梯的产量己占世界市场的51%。其中, 奥梯斯公司和三菱公司是世界上最大的电梯生产企业。

目前, 交流调压调速电梯技术已趋成熟, 一些企业都有成功的产品。微机控制电梯是电梯技术的方向, 一些生产企业与科研单位相结合, 相继推出了微机控制的电梯新机型, 使控制功能得到增强, 电梯的性能得到改善, 明显提高了可靠性。另外, 用可编程序控制器取代继电器控制系统的机型对单梯进行控制还是有前途的。有些生产企业开发了紧急供电装置、放火厅门、地震控制、自检测以及语言合成等电梯新功能。总之, 与国外先进技术水平相比, 虽然还存在一定差距, 但国内电梯技术正以迅猛的发展速度赶超世界先进水平。

1.2 电梯继电器控制系统存在的问题

(1) 系统触点繁多、接线线路复杂, 且触点容易烧坏磨损, 造成接触不良因而故障率较高。

(2) 普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能, 使系统的控制功能不易增加, 技术水平难以提高。

(3) 电磁机构及触点动作速度比较慢, 机械和电磁惯性大, 系统控制精度难以提高。

(4) 系统结构庞大, 能耗较高, 机械动作噪音大。

(5) 由于线路复杂, 易出现故障, 因而保养维修工作量大, 费用高;而且检查故障困难, 费时费工。

电梯继电器控制系统故障率高, 大大降低了电梯的可靠性和安全性, 经常造成停梯, 给乘用人员带来不便和.惊忧。且电梯一旦发生冲顶或蹲底, 不但会造成电梯机械部件损坏, 还可能出现人身事故。

1.3 PLC的定义及工作原理

PLC的基本工作如下:

(1) 输入现场信息:在系统软件的控制下, 顺次扫描各输入点的状态;

(2) 执行程序:顺次扫描用户程序中的各条指令, 根据输入状态和指令内容进行逻辑运算。

(3) 输出控制信号:根据逻辑运算的结果, 输出状态寄存器向各输出点并行发出相应的控制信号, 实现所要求的逻辑控制功能。

1.4 PLC控制电梯的优点

(1) 在电梯控制中采用了PLC, 用软件实现对电梯运行的自动控制, 可靠性大大提高。

(2) 去掉了选层器及大部分继电器, 控制系统结构简单, 外部线路简化。

(3) PLC可实现各种复杂的控制系统, 方便地增加或改变控制功能。

(4) PLC可进行故障自动检测与报警显示, 提高运行安全性, 并便于检修。

(5) 用于群控调配和管理, 并提高电梯运行效率。

(6) 更改控制方案时不需改动硬件接线。

二、电梯PLC控制系统的设计

2.1 电梯的构造

电梯是一种特殊的起重运输设备, 由轿厢及配重、拖动电机及减速传动机械、井道及井道设备、召唤系统及安全装置构成。轿厢是载人或装货的部位, 配重是为了改变电梯电机负载的特性以提高电梯安全性而设置的。

2.2电梯控制系统原理及要求

(1) 电梯位置的确定与显示

(2) 轿厢内的运行命令及门厅的召唤信号。

(3) 电梯自动运行时的信号响应。

(4) 轿厢的启动与运行

(5) 轿厢的平层与停车

2.3 PLC控制系统程序设计的步骤

程序设计主要包括绘制控制系统流程图、设计梯形图、编制语句表程序清单。控制程序是控制整个系统工作的条件, 是保证系统工作正常, 安全、可靠的关键。因此, 控制系统的设计必须经过反复调试、修改, 直到满足要求为止。

2.4 电梯PLC控制系统的设计

(1) 电梯的运行过程

(2) 选择PLC

PLC容量的估算方法:

PLC容量包括两个方面:一是I/O的点数, 二是用户存储器的容量。

(3) PLC规模的估算

(1) 输入、输出点的估算

(2) 存储容量的估算:

2.5 电梯控制系统要求

(一) 开关门环节

(二) 层楼信号的产生与清除环节

(三) 停层信号的登记与消除环节

(四) 外呼信号的登记与消除环节

(五) 电梯的定向环节

(六) 自动运行时启动加速和稳定运行环节

(七) 停车制动环节

三、控制系统指令说明

3.1 开关门控制环节梯形图 (非全部)

3.2层楼信号的产生与消除环节

3.3 LED楼层显示环节

3.4 停层信号的登记与消除环节指令

3.5外呼信号的登记与消除环节

3.6 电梯的定向环节

3.7电梯自动运行时起动加速和稳定运行环节

3.8电梯停车制动环节

四、结束语

利用通用变频器和PLC实现了对电梯的控制, 通过合理的设备选型、参数设置和软件设计, 提高了电梯运行的可靠性。在整个设计中, 用到了以前所学的知识, 设计过程中更加明白如何去分析问题、解决问题的方法。

参考文献

[1]李惠昇.电梯控制技术.机械工业出版社, 2002

[2]常小玲.电气控制系统与可编程控制器.机械工业出版社2003

[3]张汉杰.王锡仲.现代电梯控制技术.哈尔滨工业大学出版社, 2001

软PLC控制系统实现篇10

PLC是计算机技术与继电器控制技术相结合的产物,它以功能齐全、稳定可靠、维护方便等优点,在工业自动化中得到了广泛应用。然而一些弊端却制约了其发展:(1)软、硬体系结构封闭而不开放:如专用总线、通信网络协议、各模块不通用,甚至机柜、电源模块也各不相同。(2)编程语言虽多是梯形图,但其组态、寻址、语言结构都不一致,各厂家PLC并不能兼容。近年来,随着标准IEC61131-3的推广和工控技术对开放式结构的要求,使得PC有可能替代传统PLC,成为新型的PLC-软PLC。软PLC提供了与硬PLC同样的功能,而同时具有更强的数据处理能力、强大的网络通讯功能,具备PC环境的各种优点。

1 系统结构与软件实施方案

1.1 系统结构

软PLC运行在IPC中,通过I/O板卡与目标系统相连接,系统主体结构由三部份构成:软PLC的应用层部分(ring3)、

软PLC的驱动层部分(ring0)和目标系统部分[1],如图1所示。梯形图的编辑、编译及状态检测用户界面等运行在ring3,编译生成的目标模块和I/O板卡的驱动等运行在ring0。通过两部分的数据通信,用户界面能监测到元件线圈、触头得电及定时计数的动态过程。

1.2 软件方案

采用Visual C++6.0作为软PLC系统界面的开发工具,对梯形图模型加以抽象,并以面向对象的形式为其建立数据结构。在梯形图编辑部分,采用双向链表作为其数据结构的初步描述,存储梯形图载有的全部数据信息。在算法部分,从有向图的角度出发,对梯形图进行二次抽象,研究实现该算法。最后对语句表语言进行编译,依据其形式的特殊性,选取逆波兰式作为中间代码,实现该转换过程。本软件的重点是梯形图数学模型的建立及在此基础上转换算法的实现。

2 软件实现

2.1 梯形图及其数据结构

在梯形图的编辑过程中,行数﹑每行元素个数﹑类别都是未知的,编辑过程就是一种动态存储过程。而行双向链是一种动态数据结构,便于表达梯形图。其数据结构为[2]:

class LdList

{ //行双向链表数据结构

public:

LdLink *head,tail,current;

public:

LdList();

~LdList();

public:

LdLink *FindCurrent(int i); //定位当前链接

void InsertRow(LdLink *p,int i); //整行插入

void DelRow(LdLink *p); //整行删除

void AddColumn(LdLink *p,int i); //添加列

void DelColumn(LdLink *p,int i); //删除列

bool VirPoint(LdLink *p,int i); //虚顶点判断

void NodeScan(LdLink *st,LdLink *ed); //顶点扫描

void DelElement(LdLink *p,int l); //删除图符

LdLink * AssureEnd(LdLink *sp); //划分链表

……

};

class LdLink

{ //链表结点(行链接)数据结构

friend class LdList;

public:

BASEELE Gif[n]; //行链接所含图符数目

LdLink*next; //后趋指针

LdLink*prev; //前趋指针

private:

int numofRow; //行链接所在行值

int numofColumn; //行链接所含的图符数目

public:

LdLink();

LdLink(LdLink*pNext,LdLink*pPrev,int n1,int n2);

~LdLink();

……

};

2.2 梯形图向语句表的转换

梯形图是一种图符化的语言形式,在计算机中由位图实现,可看作是一个由图符和连接符组合而成的有向图,图符可抽象成有向图的顶点,连接符可抽象成有向图的弧。

将梯形图顶点扫描﹑弧扫描,根据其内在联系构图,建立起完整的AOV网。而对于AOV网,根据各顶点的优先关系建立起一个线性序列,即拓扑排序。排序的算法为[3]:

·选取一没有前趋的顶点,并把它输出。

·在图中删除该顶点及和它相连的弧。

重复以上步骤,直至输出所有顶点,或剩余顶点中找不到没有前趋的顶点。

在AOV网中每个实顶点对应一条执行语句(虚顶点不输出)。但因存在块和﹑块与现象,影响转换算法实现。根据各顶点的出度、入度不同,采取不同的转换算法,实现了梯形图向语句表的转换。

2.3 编译

在软PLC中,用语句表语言编写的源程序,可方便地转换成“逆波兰”表示法。语句表的顺序就是逆波兰式的后缀表达式的顺序。故选择逆波兰表示作为编译过程的中间代码,并对逆波兰式进行计算,得到符合规范的逻辑表达式文件,再对逻辑表达式文件进行优化,解释得到可执行的C程序代码。

2.4 底层驱动

根据应用阶段不同,软PLC软件工具包有三种工作模式:编辑编译模式、离线仿真模式和在线状态监控模式。不同的模式,其底层驱动也有所区别。

软PLC底层驱动主要由一可动态加载的*.VXD驱动程序模块组成。该模块在加载时,于Windows底层申请一个公共数据缓冲区,并将缓冲区首地址传给软件包ring3模块,用作双方数据交换。另外,底层驱动模块勾挂一个中断服务程序到IPC某一指定中断源。当用户选择离线仿真模式运行时,驱动模块勾挂IRQ8,即IPC的实时钟,从而每48ms执行一次梯形图逻辑运算;当用户选择在线状态监控模式运行时,底层驱动模块勾挂的中断源由用户设定。若作为另一主目标系统的子系统运行时,则无需另外勾挂中断源,梯形图逻辑运算模块直接寄宿在主目标系统的中断服务程序中周期运行。

3 实际运用

构建一电梯控制系统。原系统控制核心是一个64点PLC(三菱FX2-64MR),电梯楼层为5。现用软PLC代替原PLC,I/O板卡采用PCL-720,具有开关量32点输入、32点输出,分别命名为X0.0-X3.7。设计其控制梯形图,编译生成目标C代码,将目标代码嵌入到ring0层的中断服务模块中。对I/O板卡的读写操作由Input、Out两函数实现。

4 结束语

和传统PLC相比,软PLC采用开放式架构,将软件开发工具与系统硬件分离,解除了硬件设备对软件的制约。充分利用PC机资源,提供高速数据处理能力和强大网络功能。可满足控制系统开放性和柔性的要求,简化了工业自动化的体系结构,将控制﹑通信等功能融为一体。具有广阔的应用前景。

摘要：以Visual C++6.0作为开发工具,介绍了软PLC控制系统的软、硬件结构,详细叙述了其具体实施方案,并给出实际运用,验证了它的正确性。

关键词：软PLC,梯形图,语句表

参考文献

[1]Charles Petzold.Windows程序设计.北京博彦科技发展有限公司,译.北京大学出版社,2004.

[2]Larry R Nyhoff.C++数据结构导引.陈佩佩,等译.清华大学出版社,2005.

PLC控制应用系统篇11

关键词：PLC控制技术；应用范围；注意事项

一、PLC控制技术在工业控制中的应用范围

如今，随着时代的进步以及科技的不断发展，我国的计算机技术以及微电子技术正在飞快地发展着，而由于PLC技术广泛地应用了计算机技术，也同时具有计算机的相关功能，因此其一方面能够实现逻辑控制，另一方面还具有数据处理的功能。除此之外，由于PCL控制技术具有组装方便、编程简单等多种特点，也使其得到了广泛的应用，一般来讲，PLC技术在工业控制当中主要应用在以下几个范围：

1.用于开关量的逻辑控制

在这一方面PLC技术能够代替继电器进行使用，PLC技术的使用，使逻辑控制以及顺序都得到了有效的实现，一方面能够满足对单台设置的控制；另一方面还能够对自动化流水线进行控制。在具体的工作当中，注塑机、组合机床等都会利用到PLC技术用于开关量的逻辑控制。

2.用于工业的过程控制

就目前对PLC技术的应用来看，对PLC技术的应用，已经不是单单地被应用在离散过程的控制领域当中，在连续过程的控制领域当中PLC技术也得到了十分广泛的应用。随着全球经济化的不断推进，我国传统工业过程的控制市场竞争正在不断加深，很多供应商都认识到了改革和创新的必要性，并有针对性地进行了开拓研究，将传统的过程控制领域进行转移，同时也不得不将一些传统PLC占据的市场抛弃掉，例如，冶金、化工等领域。

3.用于运动控制

在运动控制领域当中，PLC已经得到了很长时间的应用，此外，PLC在运动控制当中的应用也不断地呈现出增长的趋势。将PLC技术应用在运动控制当中，可以对圆周或者是直线运动进行有效的控制，一般而言，通常需要利用专门的运动控制模块和PLC技术进行联合的应用，这种技术在各种机械、电梯等场合都已经得到了大量的有效运用。

4.用于数据处理

由于PLC技术是多种科学技术的整合体，因此PLC技术具备了数学运算、数据转换等多种功能，能够有效地实现数据的采集、处理等工作，从数据的处理上来讲，PLC技术一般主要用于食品工业等控制系统当中。

5.用于通信和联网

就PLC技术的通信功能来讲，PLC技术一方面能够实现PLC与PLC之间的通信，同时也能实现PLC与其他设备之间的通信，如今，随着时代的进步以及科学技术的不断发展，工厂的自动化也在不断推进，这也在一定程度上推进了PLC技术的发展，就目前看来，PLC技术都已经具备通信接口，这使得PLC技术的通信功能更加便捷。

二、PLC技术在工业控制应用当中的注意事项

1.温度

就PLC技术来讲，它要求的环境温度一般是0～55℃之间，这就要求在安装的过程中，不能将PLC放在热量较大的元件下，同时，其周围的通风以及散热空间应足够大，并要保证基本单元与扩展单元之间保留30毫米的间隔，而在开关柜上，不应设置百叶窗，应避免阳光照射，如果发现环境的温度高于55℃，则应安装风扇，进行强迫性的通风。

2.温度

对于PLC周围的空气湿度，应保证小于85%的范围之内，此外，还应保证周围的空气当中不会出现凝露的状况，这种要求是要保证PLC自身的绝缘性。

3.震动

PLC应远离振动源，防治10～55HZ的连续震动，如果不可避免震动的产生，则应有针对性地采取减震措施。

4.空气

对于PLC周围环境当中的空气质量，应保证空气当中没有易燃性或者是腐蚀性的气体存在，如果周围的空气当中存在较多的粉尘，则应将PLC安装在封闭性较为优秀的室内，并有针对性地安装净化装置。

5.电源

一般来讲，对于PLC的电源要求为50HZ 220V的交流电，而PLC本身的抵抗能力是足够对抗电源线的干扰的，对可靠性要求较高的场合，可以安装隔离变压器，减少设备与地面的干扰，一般来讲，PLC本身具有24V的直流输出接线端。

三、PLC在工业应用中的抗干扰分析

在實际的工作过程当中，PLC通常会受到辐射干扰、系统外引线干扰、内部干扰三类干扰现象。

1.辐射干扰

一般而言，空间的辐射电磁场是通过电力网络、雷电、雷达等设备产生的，因此一般称之为辐射干扰，这种干扰的分布较为复杂。

2.系统外引线干扰

这种干扰通常通过电源引入，在我国，这种干扰的现象比较严重，一般来源为电源干扰、信号线引入干扰以及接地系统混乱干扰等几类。

3.内部干扰

一般而言，其内部干扰主要是内部元件的相互辐射产生的，对于电路来讲，这种相互辐射会产生干扰，而逻辑地以及模拟地之间的相互影响也会出现相应的干扰。

总而言之，随着时代的进步和科技的发展，如何有效地应用PLC对于PLC技术的日后发展意义重大，就从目前来看，PLC技术在未来依然有很大的发展空间，并且产品种类丰富，而在未来随着工业自动化的不断推进，PLC也会发挥更大的作用。

参考文献：

[1]李飞.PLC在矿井提升机电控系统中的应用[J].中小企业管理与科技，2011（04）.

[2]傅家文.PLC在锅炉自动控制系统中的应用[J].机电国际市场，2002（12）.

可靠PLC控制系统设计篇12

PLC是专为工业生产环境设计的计算机控制设备,具有可靠性高、抗干扰能力强的特点,一般不需要采取特殊的措施,PLC就可直接应用于工业环境中。但工业控制现场环境条件多很恶劣,干扰强,同时还需考虑PLC自身的故障,因此必须注意诸多因素,采取不同的保护措施,以保证PLC系统长期安全可靠地运行。

2 影响PLC控制系统可靠性的主要因素

2.1 PLC的工作环境。

PLC要求环境温度在0~55℃,为了保证PLC的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。同时,PLC远离强烈的震动源,防止振动频率为10~55Hz的频繁或连续振动,避免有腐蚀和易燃的气体,例如氯化氢、硫化氢等。

2.2 内部干扰源。

内部干扰源主要包括由于元器件布局不合理造成的内部信号相互串扰和线路中存在的电容性元件引起的寄生振荡,以及数字地、模拟地和系统地的处理不当。

2.3 辐射干扰。

能产生空间辐射电磁场的设备均能影响到PLC的正常运行。如大的电力网络、电器设备的暂态过程、运行中的高频感应加热设备以及雷电等。若此时PLC置于其辐射场内,其信号、数据线和电源线即可充当天线接受辐射干扰。此种干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场的大小,特别是与频率有关。

2.4 接地干扰。

接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正确的接地既能抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地反而会引入严重的干扰信号,使PLC系统无法正常工作。PLC系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低,逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮,造成数据混乱或死机。例如:电缆屏蔽层必须一点接地,如果电缆屏蔽层两端都接地,就存在地电位差,有电流流过屏蔽层,当发生异常状态如雷击时,地线电流将更大。

2.5 传导干扰。

2.5.1来自电源的干扰。在工业现场中,开关操作浪涌、大型电力设备的起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等均能在电网中形成脉冲干扰。PLC的正常供电电源均由电网供电,因而会直接影响到PLC的正常工作。由于电网覆盖范围广,它将受到所有空间的电磁干扰而产生持续的高频谐波干扰。特别在断开电网中的感性负载时产生的瞬时电压峰值是额定值的几十倍,其脉冲功率足以损坏PLC半导体器件,并且含有大量的谐波可以通过半导体线路中的分布电容、绝缘电阻等侵入逻辑电路,引起误动作。2.5.2信号传输线引入的干扰。除了传输有效的信息外,PLC系统连接的各类信号传输线总会有外部干扰信号的侵入。由信号线引入的干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低,严重时将引起元器件损伤。若系统隔离性能较差,还将导致信号间互相干扰,引起共地系统总线回流,造成逻辑数据变化、误动作甚至死机。

3 控制系统硬件设计

3.1 设备选型。

首先要选择有较高抗干扰能力的PLC产品,其中包括了电磁兼容性,尤其是抗外部干扰能力,如采用浮地技术、隔离性能好的PLC系统;其次还应了解生产厂家给出的抗干扰指标,如共模抑制比、差模抑制比、耐压能力、允许在多大的电场强度和多高频率的磁场强度下工作;同时也要考察其在类似工作中的应用效果。

3.2 环境优化。

当PLC工作环境温度超过55°C时,可通过将系统安装于通风好、有空调的控制室内,在柜中设置风扇、冷风机等措施。当温度低于0°C时,可通过在柜中设置加热器、不切断控制器电源等来改善。湿度过大或过小可导致PLC内部元件性能恶化、短路和静电感应损坏等不良后果。可采用以下对策:盘柜设计成封闭型,电路板覆盖保护层,尽量避免人体接触感应等。PLC不可安装在有尘埃、导电粉末、有害气体、水分、有机溶剂、强碱性溶液的环境中,应将盘柜设置成密闭结构,以防止对系统可靠运行有影响的不清洁空气进入。

3.3 接地抗干扰设计。

接地在消除干扰上起很大的作用,良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件之一,可以避免偶然发生的电压冲击危害。为了抑制附加在电源及输入、输出端的干扰,应给PLC接以专用地线,接地线与动力设备(如电动机)的接地点应分开,若达不到此要求,则可与其它设备公共接地,严禁与其它设备串联接地。接地电阻要小于5Ω,接地线要粗,面积要大于2平方毫米,而且接地点最好靠近PLC装置,其间的距离要小于50米,接地线应避开强电回路,若无法避开时,应垂直相交,缩短平行走线的长度。连接接地线时,一般应注意以下几点:a.PLC控制系统单独接地;b.PLC系统的接地端子是抗干扰的中性端子,应与接地端子连接,其正确接地可以有效消除电源系统的共模干扰;c.PLC系统的接地线至少用20mm2的专用接地线,以防止产生感应电;d.输入/输出信号电缆的屏蔽线应与接地端子端连接,且接地良好。

3.4 电源部分的抗干扰设计。

电源波动造成的电压畸变或毛刺,将对PLC及I/O模块产生不良影响。据统计分析,PLC系统的干扰中有70%是从电源耦合进来的。为了抑制干扰。PLC供电系统可采用如下方式,控制器和I/O系统分别由各自的隔离变压器供电,并与主电路电源分开。当某一部分电源出了故障时,而不会影响其他部分,如输入、输出供电中断时,控制器仍能继续供电,提高了系统的可靠性。

3.5 输入/输出信号的抗干扰设计。

输入信号的输入线之间的差模干扰可以利用输入模块滤波来减小干扰,而输入线与大地间的共模干扰可通过控制器的接地来抑制。在输入端有感性负载时,为了防止电路信号突变而产生感应电势的影响,可采用硬件的可靠性容错和容差设计技术,对于交流输入信号,可在负载两端并联电容C和电阻R,对于直流输入信号,可并接续流二极管D。一般负载容量在10VA以下时,应选C为0.1μF,R为120欧姆,当负载容量在10VA以上时,应选C为0.47μF,R为47欧姆。

对于PLC系统为开关量输出,可有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出三种形式。具体选择要根据负载要求来决定。若负载超过了PLC的输出能力,应外接继电器或接触器,才可正常工作。PLC输出端子若接有感性负载,输出信号由OFF变为ON或从ON变为OFF时都会有某些电量的突变而可能产生干扰。在设计时应采取相应的保护措施,以保护PLC的输出触点。对于直流负载,通常是在线圈两端并联续流二极管D,二极管应尽可能靠近负载,二极管可为1A的管子。对于交流负载,应在线圈两端并联RC吸收电路,根据负载容量,电容可取0.1μF~0.47μF,电阻可取47Ω~120Ω,且RC尽可能靠近负载。

对于模拟量I/O信号,宜采用4~20m A的电流传输方式,一般不采用电压传输方式,因为它易受干扰。传输模拟信号的屏蔽线,其屏蔽层应一端接地,同时为了释放高频干扰,数字信号线的屏蔽层应并联于电位均衡线,其电阻值要小于屏蔽电阻的1/10,且屏蔽层的两端应接地。若无法设置电位均衡线,或只考虑抑制低频干扰,也可只一端接地。

3.6 执行元件可靠性设计。

执行元件一般选用电磁阀,它必须设计成在信号、电源、或气源故障下起到保护作用,即故障断电工作。在大多数情况下,系统必须设置手动复位功能,不管是机构锁定或者是电气锁定,都必须由操作工来复位系统,以避免出现潜在危险。

4 控制系统的软件设计

只采用硬件措施不能完全消除干扰的影响,因此在PLC系统的软件设计和组态时,还应在软件方面进行抗干扰处理,进一步提高系统的可靠性。

4.1 延时确认。

对于开关量输入,可采用软件延时20ms,对同一信号作两次或两次以上读入,结果一致才确认输入;对于模拟量输入,为了消除工业现场瞬时干扰对其影响,可以采取软件的数字滤波技术,如中值法、算术平均值法、一阶递推数字滤波等算法。

4.2 信号滤波

对于模拟信号,可采用多种软件滤波方法来提高数据的可靠性。连续采样多次,采样间隔根据A/D转换时间和信号的频率而定。采样数据先后存放在不同的数据寄存器中,经比较后取中间值或平均值作为当前输入值。常用的滤波方法有:a.程序判断滤波;b.中值滤波;c.滑动平均值滤波;d.去极值平均滤波;e.算术平均值滤波;f.防脉冲干扰平均值滤波。

4.3 故障的检测和诊断。

PLC利用本身完善的自诊断功能,借助其他工具找到故障的部位与部件,更换后即可恢复常态。另外还有一些常用的软件抗干扰措施:定时校正参考点电位,并采用动态零点,可有效防止电位漂移;采用信息冗余技术,设计相应的软件标志位;采用间接跳转,设置软件陷阱等提高软件结构可靠性。

结束语

工程实践表明,优化采用以上措施可以大大提高PLC控制系统可靠性。但是PLC控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题,还需在实践中不断摸索,综合考虑各方面的因素,进一步完善、优化抗干扰设计方法,更合理有效地抑制干扰,进一步提高系统可靠性。

摘要：随着工业设备自动化控制技术的发展,可PLC控制系统的可靠性直接影响到企业的安全生产运行的关键。介绍了影响PLC控制系统可靠性的主要因素,并提出了提高控制系统可靠性的硬件与软件方案。

关键词：PLC,硬件设计,软件设计

参考文献

[1]西门子公司.SIMATICS5用户操作维护手册[M].1993.

[2]三菱公司.FX2系列可编程序控制器使用手册[M].2001.

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