PLC监控系统（通用12篇）
PLC监控系统 篇1
智能温室控制主要是采取计算机技术、自动控制技术以及传感器技术等手段, 构建反季节性质的植物生长环境系统。基于PLC智能温室监控系统实现了对温室温度的自动控制, 尤其是PLC功能的优势特点提高了我国智能温室监控技术的发展。
1 智能温室监控系统的概述
智能温室在促进农业结构、提高经济作物效益方面发挥着重要的作用, 虽然我国现代智能温室发展时间相对比较晚, 但是截止到目前为主, 我国智能温室监控技术已经达到国际领先水平。通过构建智能温室监控系统可以对影响植物生长的各个因素进行自动控制, 实现每项指标都符合植物生长的最佳值。因此在构建智能温室监控系统时应该考虑以下因素:一是系统设计的目标。智能温室监控系统设立的目的就是实现对室内各项环境因素的自动控制, 而实现对这些复杂因素的控制前提就是将这些因素统一纳入到传感器设计中, 通过自动传感器实现对各项环境因素的监测, 从而将传感器获知的信息即使传递给监控系统, 从而便于监控系统及时作出相应的调整;二是系统控制模式。在智能温室监控中需要系统根据不同时段环境因素的变化而进行调整。以对阳光控制为例, 一天中室内接触到的阳光是不同的, 一般中午接触到的阳光最多, 因此该时段室内的温度也就最高, 因此监控系统可以通过预先设定的方式对室内的温度进行设计, 从而保证温度的高低值符合植物生长的需要。
2 PLC智能温室监控系统的结构分析
2.1 系统控制方案
基于PLC智能温室监控系统主要是通过传感器将室内的温度、湿度以及光照强度等传输到控制器PLC中, 主控制器根据获悉的信息控制执行部件动作, 而且系统还会对异常情况进行报警。整体的温室监控系统主要由硬件设备、软件系统构成。其中硬件设备结构组成比较复杂, 任何硬件设施的短缺都会影响室内温度的运行, 一般最常用的硬件设施主要由:计算机、窗户、遮阳网等;而软件系统是整个系统运行的核心, 是影响温室控制的主要部分。
2.2 下位机硬软件设计
1) 下位机硬件设计。PLC控制系统的作业需要上位机与下位机协调作业完成, 根据温室系统的要求, 首先选择合理的PLC型号, 本文根据系统要求选择日本三菱公司生产的FX2N-48MR-001型号, 该型号属于AC电源、DC输入;其次选择传感器型号, 传感器是信息系统的源头, 基于温室监控系统中的温度、湿度、光照强度等因素的测量值相对比较容易确定, 因此对传感器的精度要求不高, 但是对传感器的稳定性要求则比较高。在完成各种硬件准备之后, 需要对PLC进行编程设计。
2) 软件设计。根据功能分析对下位机软件设计的要求, 下位机主要分为三个部分 (图1) :
采集模块主要是通过PLC的模拟量输入模块采集环境因素, 并且将信息储存在相对应的数据库中, 以便通过相关的硬件设备与PLC的通信显示和设定参数;控制模式主要是根据采集的信息与上位机用户的设定数值进行对比, 然后控制相应的系统执行操作;故障报警模块主要是对系统中出现的故障进行自动报警, 以便及时提供用户查看故障。
2.3 上位机系统的设计
上位机的存在主要是实现人与机交互, 其主要包括数据显示、参数设置、用户管理以及生成数据报表等。
2.3.1 上位机与数据库的连接
通过控制软件实现与监控系统的数据库连接, 首先在Access数据库中创建温室监控数据并建立数据表, 在表中要写明具体的日期、时间、温度以及湿度等, 并设置主键, 然后在控制面板中添加相应的数据源, 并选择关联的数据库。
2.3.2 组态王与下位机的通信
首先要关联PLC设备。在完成关联外部设备之后, 控制软件才能够通过I/O变量与设备通信, 具体的关联模式是:在PLC工程浏览器左侧中进行设备配置向导新建, 然后按照相应的步骤进行制定逻辑名称;其次定义变量与动画连接;最后是通信设置。上位机与下位机之间的通信连接之后, 才能保证采集与显示环境参数, 才能实现自动控制, 因此PLC建立通信, 就必须要设置系统的参数与PLC参数的一致性。
3 系统的可靠性分析与测试
由于基于PLC智能温室控制系统主要应用与自然环境比较恶劣的环境中, 并且需要与不同设备进行协调作业, 因此其不可避免的要受到各种因素的影响, 因此需要加强对该系统的抗干扰检测分析。结合实践影响该系统稳定性的因素主要包括:电源的干扰、信号的干扰以及接地混乱所带来的干扰。为了防止此种干扰我们一方面要选择抗干扰性强的PLC产品, 比如查看PLC是否具有隔离性、是否采用浮地技术等;另一方面优化系统的线路设置, 一般采取一点接地策略, 也就是所有的地线端子和最近接地点连接, 以此实现抗干扰能力。
当然处理检测系统的抗干扰能力之外, 还要测试系统的稳定性, 保证系统的各个设备性能的稳定性, 以故障报警模块为例, 由于报警模块采取的是并联方式, 因此每个故障都会影响系统的运行, 需要强调报警系统的稳定性, 避免因为某一个设备的故障而导致整个系统出现不稳定的因素现象。
4 结束语
综上所述, 基于PIC的智能温室监控系统, 可以让温室内的各项环境因素控制变得更加快捷方便, 对温室内作物的生长具有很大的帮助, 可以为温室作物的生长带来更加良好的条件。特别是随着当今智能化技术的逐步发展, 对温室内的各项环境因素的监控水平将会达到更高的台阶。
参考文献
[1]吴海.基于PLC的智能温室监控系统研究[J].科技与创新, 2014.
[2]董德杰.基于PLC和组态软件的智能温室监控系统设计[J].农机使用与维修, 2015.
[3]唐立伟, 刘理云.基于PLC的智能温室综合控制系统的研发[J].自动化技术与应用, 2009.
[4]周敏, 韩宇光, 王军安, 朱廷贺.基于西门子PLC的智能温室控制系统设计[J].实验室研究与探索, 2014.
PLC监控系统 篇2
● 由于控制器产品设计和开发是基于控制为前提，信号处理时间短，速度快。
● 基于信号处理和程序运行的速度，PLC经常用于处理工业控制装置的安全联锁保护。● 更能满足各个领域大、中、小型工业控制项目。2.高可靠性
● 所有的I/O输入输出信号均采用光电隔离，使工业现场的外电路与控制器内部电路之间电气上隔离。
● 各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为10~20ms。● 各模块均采用屏蔽措施，以防止噪声干扰。● 采用性能优良的开关电源。
● 对采用的元器件进行严格的筛选。
● 良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况，CPU立即采取有效措施，以防止故障扩大。
● 大型控制器还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,以及实现电源模块冗余、IO模块冗余，使可靠性更进一步提高。3.系统配置简单灵活
● 控制器 产品种类繁多，规模可分大、中、小等。
● I/O卡件种类丰富，可根据自控工程实现功能要求不同，而进行不同的配置。● 满足控制工程需要前提下，I/O卡件可灵活组合。4.丰富的I/O卡件
控制器针对不同的工业自控工程的现场信号，如：交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位； 强电或弱电等,有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备，如：按钮、行程开关、接近开关、传感器及变送器、电磁线圈、控制阀等直接连接。
另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块;为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。5.控制系统采用模块化结构 为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型控制器以外，绝大多数控制器均采用模块化结构。控制器的各个部件，包括CPU，电源，I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。6.价格优势
质优价廉，性价比高。7.安装简单，维修方便
可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。
由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。
8.控制器实现的功能 逻辑控制 定时控制 计数控制 顺序控制 PID控制 数据计算 通讯和联网
其它：还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如：定位控制模块，CRT模块。
9.常用的工控软件
●
B&R AutomationSoftware自动化软件
围绕更少的目标完成更多的工作，B&R AutomationSoftware(TM)为您提供了适合于我们所有自动化平台的一个开发系统。多种编程语言，透明通讯以及完整的诊断功能都集成于一个自动化工具中。一个工具，多个目标！● Intellution iFIX iFIX,是Intellution Dynamics 自动化软件产品家族中的HMI/SCADA最重要的组件，它是基于WindowsNT/2000平台上的功能强大的自动化监视与控制的软件解决方案。● SIMATIC WinCC 6.0版本---过程可视化的新视界
对于过程可视化而言，全新版本的 WinCC 6.0 由于采用了新的标准，可为您当前应用和今后进一步的扩展提供更优越的性能，更大的灵活性和更高的效率。●
Wonderware InTouch 8.0过程可视化
用于工业自动化、过程控制和管理监视的一个强大的图形人机界面(HMI)软件。● 亚控组态王6.5 两万余例工程（钢铁，化工，电力，国家粮库，邮电通讯，环保，水处理，冶金等各行业）的现场运行（包括“中华世纪坛”国家标志性工程），现已成为国内组态软件的客户首选，并且作为首家国内组态软件应用于国防，航空航天等重大领。● RSVIEW32/SE等
控制组态软件种类很多，每一种各有特点。我们能够根据用户不同的需求，提供不同工业控制监控软件，完成自控项目监控的任务。
plc控制电路相对于继电器控制电路的优点
1、控制方式上看：电器控制硬接线，逻辑一旦确定，要改变逻辑或增加功能很是困难；而plc软接线，只需改变控制程序就可轻易改变逻辑或增加功能。
2、工作方式上看：电器控制并行工作，而plc串行工作，不受制约。
3、控制速度上看：电器控制速度慢，触点易抖动；而plc通过半导体来控制，速度很快，无触点，顾而无抖动一说。
4、定时、记数看：电器控制定时精度不高，容易受环境温度变化影响，且无记数功能；plc时钟脉冲由晶振产生，精度高，定时范围宽；有记数功能。
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
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
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).
组态监控PLC控制的电梯系统 篇4
电梯的技术水平和使用量成为衡量社会现代化程度的标志之一。自动化控制技术日新月异,诸如模糊逻辑、专家系统、神经网络等智能控制技术也引用到了现代电梯控制中来,实现了电梯交通最优配置和控制,达到高速、安全、可靠、智能、环保和人性化的目的。
电梯的电气系统由控制和拖动两部分组成。本设计以PLC、变频器为传动控制的中枢,结合呼叫面板、平层信号,完成电梯的自动控制,采用组态王组态软件对电梯的控制系统和运行状况进行全方位实时监控。
1 电梯控制系统设计
1.1 系统结构和控制器选型
电梯PLC控制系统及监控系统的结构如图1所示,由本体及控制器组成。其中,本体包括底座、立柱、轿厢及内外选控控制面板等;控制器包括PLC、变频器及开关电源等。
电梯共分8层,每层有数码显示轿厢所处楼层数,还有外呼按钮、外呼登记指示。轿厢内呼面板包括1~8层内呼按钮,开、关门按钮,内呼登记显示,电梯上、下行运行指示。
若使PLC主机对模型实现完全控制,应选用80点机型(输入口大于34点、输出口大于34点)。本设计根据楼层和控制要求选用三菱FX2N-80MR型PLC。
电梯具有硬件、电气极限保护,不会因编程错误而冲出1~8层的运行范围。
主控制板背部设有电源插座及保险管座,保险管规格为250V,10A。本装置电源电压为交流220V,50Hz。应使用带保护接地的三芯单相插座。
1.2 系统软件设计
电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制,其主要由主控制器、呼叫装置、楼层显示装置、平层装置等组成。8层电梯PLC程序的编写,由于I/O点数多、情况复杂,对编程人员逻辑思维能力是极大考验。根据电梯的运行规律和控制要求,在编写电梯的PLC程序时,采用了模块化的编程思想,分功能编写相关程序,再加以综合,可分为呼叫登记,上行、下行决策,轿厢停车,开、关门控制,楼层数码显示,高速运行逻辑等。为了便于组态王实现更好的监控,增加辅助程序。
程序主要有:电梯的启动、呼叫信号(包括内呼指令及外呼指令)、楼层显示、开关门、电梯选向、电梯换速等。
1.3 电梯运行方式
运行控制方式采用集选控制,微处理器具有将内呼(轿厢)指令与外呼指令(厅外召唤)等各种信号集中进行综合分析处理的高度自动控制功能。它能对轿厢指令、厅外召唤登记,停站延时自动关门起动运行,同向逐一应答,平层自动开门,顺向截梯,自动换向反向应答,自动应召服务。由于电梯只在下行时需集选功能,因此厅外只设下行召唤按钮,上行不能截梯。
2 电力拖动系统设计
电梯的电力拖动系统对电梯的启动加速、稳速运行、制动减速起着控制作用。驱动系统的优劣直接影响电梯的起动、制动加减速度、平层精度、乘座的舒适性等指标。虽然直流电动机、永磁同步无齿轮的电机具有调速性能好、调速范围大、平稳、舒适的特点,但维护工作量较大,造价高。
20世纪80年代初,VVVF变频变压系统控制的电梯问世。它采用交流电动机驱动,却可以达到直流电动机的水平,目前控制速度已达6 m/s。变压变频调速控制电梯速度调节平滑,可获得十分良好的乘坐舒适感,并且能降低电动机的起制动电流,与其他类型交流调速系统相比运行效率高、节能效果显著,是目前流行的电梯电力拖动系统。
调速传动部分采用三菱公司FR-S520SE变频器,该系列变频器具有结构紧凑、运转可靠、性能优良等特点,尤其是其良好的低速运行特性适合于电梯上的应用。电梯运行的舒适性取决于其运行过程中加速度和加速度变化率的大小,过大的加速度或加速度变化率会造成乘客的不适感。同时,为保证电梯的运行效率,加速度或加速度变化率的值不宜过小,能保证两者最佳取值的电梯运行曲线称为电梯的理想运行曲线。理想的抛物线-直线综合速度起动曲线如图2所示。
3 电梯控制系统组态监控设计
8层电梯程序调试成功是整个监控系统正常运行的前提。监控系统设计时要结合PLC程序,变量设置与PLC的I/O分配一一对应。采用北京亚控公司的kingview6.53组态王软件设计电梯监控系统,主要包括设备配置、设计图形监控界面、构造变量数据库、建立动画连接、运行调试等。
3.1 设备配置
设备配置就是完成与组态王通信的设备的设置。本系统是PLC与组态王间进行通信,因此,将PLC的生产厂家、设备名称、通信方式等填入相应对话框中即可。
3.2 设计图形监控界面
图形监控界面用于模拟实际工业现场和工控设备,本系统设计图形界面的任务就是绘制电梯仿真画面。电梯仿真画面由电梯井道、轿厢、各层门厅、外呼显示、当前楼层显示、内呼按钮、手动开关门按钮等组成。制作时要结合“组态王”内部图库和工具箱,同时采用位图插入等手段。在画门厅时,电梯门要能向两边移动,图层的设置要放在门框和墙的后面。内呼按钮和内呼显示是放在同一位置的两个对象,方便后续的变量设置。轿厢放在井道的前面。
3.3 设置变量,构造数据库
组态王定义的各种变量构成数据库,其中不需要与其它应用程序交换数据的变量称为内存变量,而与其它应用程序交换数据的变量称为I/O变量,从下位机采集来的数据、发送给下位机的指令,比如“内、外呼按钮”等变量,都需要设置成“I/O变量”。在“组态王”系统运行过程中,每当I/O变量的值改变时,该值就会自动写入远程应用程序;每当远程应用程序中的值改变时,“组态王”系统中的I/O变量值也会自动更新。由于本系统用PLC控制电梯,因此可用PLC的I O地址另加少量内存变量来设置图形界面所需变量。
本系统用到59个变量,其中10个内存整型变量,48个I/O离散变量,1个内存实型变量,如表1所示。
3.4 建立动画连接
动画连接是指在界面上的图形对象与数据库的数据变量之间建立一种关系,当变量的值改变时,在画面上以图形对象的动画效果表示出来,或者由软件使用者通过图形对象改变数据变量的值,以实现图形界面与对象间的双向控制。本系统的动画连接包括轿厢、楼层显示、内呼按钮、门的开关演示等。
为了使电梯轿厢的移动具有真实性,不跳跃性变化,门的开启、关闭也具有较好的效果,必须编写画面属性命令语言,程序如下:
3.5 运行与调试
检查电梯监控界面与电梯间实现的双向控制功能,通过按下电梯上的实际按钮观察电梯主画面中电梯的开关门、上下行及显示等动画运行情况;相应地也通过按电梯监控界面上的每一个按钮观察实际电梯的开关门、上下行及显示等运行情况。通过调试,系统可以实现实时监控,效果良好。
参考文献
[1]俞国亮.三菱PLC(FX2N)原理与应用[M].北京:清华大学出版社
[2]严盈富.监控组态软件与PLC入门[M].北京:人民邮电出版
[3]薛迎成,何坚强.工控机及组态控制原理[M].北京:中国电力出版社
PLC控制城市供水系统提纲 篇5
1.题目：PLC控制城市供水系统
2.摘要：城市供水系统的主要功能是在用水量不断变化的情况下，维持管内压力在一定范围内，既能满足用水的需求，又能最大程度节约能源、延长设备寿命。为了实现城市供水系统简单、高效、低能耗的功能，并且实现自动化的控制过程。采用PLC作为核心控制器是个较好的方案。
PLC具有体积较小、设计周期短、数据处理和通信方便、易于维护与操作、明显降低成本等优点，可满足城市供水系统的控制要求。PLC作为城市供水系统使设计过程变得更加简单，可实现的功能变得更多。
3.关键词：城市供水PLC节约能源变频器
4.目录
第一章绪论
1.1：城市供水的意义
1.2：PLC控制城市供水的好处
第二章 PLC控制城市供水系统的原理
1.1: 原理框图
1.2：工作流程
第三章 PLC控制城市供水系统的硬件选用
1.1：PLC的选型
1.2：接触器的选用
1.3：变频器的选用
1.4: 其他设施的选用
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。
钻井监控系统中PLC技术的应用 篇7
1 电气自动化的发展现状以及特点
1.1 电气自动化的发展现状
近几年来, 由于OPC技术的出现, 以及计算机平台的广泛应用, 将电气自动化与信息处理相结合, 在各个行业中得到不断的应用。目前, windouws正在成为事实上的工控标准平台, 在商业中以及企业的管理中已经普遍使用了PC技术, 针对在工业自动化的领域, PC的人机界面已经成为现在的主流, 由于PC的控制系统具有其灵活性以及容易集成的特点, 因此, 得到很多用户的支持。
1.2 电气自动化系统的特点
第一, 在电气自动化系统的安排上, 通常用电设备在配电室以及控制中心都进行了安装, 并且系统的配件数量比较多, 执行的信息是比较庞大的, 因此, 在维修的时候也相应的增加了困难。电气设备操作的频率是比较低得, 通常情况下, 一些系统的设备在正常的运行时, 可以在很长的一段时间里就不用进行操作。
第二, 在安全性上, 电气设备一般对保护装置的要求比较高, 动作的速度比较快, 在构造上, 自身具备的联锁逻辑鼻尖的简单, 并且造作机构比较的复杂, 因此, 对系统进行维修的时候不影响另一台电气设备的工作, 应该需要两台的机组, 从而保证控制模式的安全性。
2 PLC技术的涵义以及应用原理
第一, PLC技术的涵义。PLC就是可编程控制器的英文缩写, 主要是将原来的控制技术继电器和现在的计算机技术以及通信技术相结合起来, 是一种现代化的控制技术。主要是用于工业以及企业的控制管理上, 对于推动当代的工业发展具有重要的意义。
第二, PLC技术的应用原理。对可编程控制器的工作原理主要是从以下输进所采集样品的阶段、执行程序的阶段以及系统的输出和刷新阶段。
首先, 输进所采集样品的阶段。对于样品的采集阶段主要是PLC通过对样品进行扫描, 讲扫描过后的数据输入到成像区域内的储存单元中, 输入采样的数据过后将其输到用户程序, 主要是为了方便进行最后的输出阶段。在这一阶段, 即使我们对数据进行变更, 但是也不会使成像区域内的数据得到改变, 如果我们想改变这种情况, 应该采用脉冲信号, 在进行数据的输入时应该使宽度大于一个扫描周期, 否则扫描的数据将是无效的。
其次, 执行程序的阶段。在执行程序的阶段, 可编程控制器对样品的扫描总是采用从上到下得顺序, 并且采用的是一直不变的步骤进行数据计算的。按照顺序依次执行完用户程序后, 根据所得的运算结果作为指导对逻辑线圈的成像区域来完成输出以及刷新。
最后, 系统的输出和刷新阶段。这一阶段主要是对执行完的用户程序进行刷新, 系统CPU会将第一阶段录入的数据以及成像的对应形式来完成对其他外部设备的驱动, 这一个阶段是可编程控制器最重要以及必不可少得阶段。
第三, PLC技术的特点。PlC技术能够广泛的应用到工业中, 主要原因是具有与船用技术无法比拟的优点, 主要的优点具体如下:
(1) 具有强大的通用性以及可变性。PLC具有比较齐全的功能设备, 能够实现各种的控制功能, 用户可以根据自己的需要进行不同的设置, 并且对于程序的设计也能够进行不断的更换, 满足用户的需求。
(2) 程序比较简单容易操作。目前, PLC技术采用的编程方法主要是梯形图, 这种图形的线路比较清晰, 并且工作人员只要在上岗前进行培训就能够使用这一技术, 并且对程序进行改编, 比较容易操作。
(3) 安全性以及可靠性比较强。可编程控制器具有非常的强抗干扰能力, 同时能够自我检测诊断, 可以根据外部的实际情况采取措施进行修复, 提供错误报警, 这样一来, 就大大的提高了系统的安全性以及可靠性。
(4) 体积小以及质量轻。PLC (可编程控制器) 占用的空间比较小, 并且质量轻, 方便移动并且进行安装。
3 PLC技术在电气自动化中的应用
伴随着PLC技术的不断发展, 具体操作性简单, 安全性以及可靠性高的优点, 因此, 在现代的行业中得到广泛的应用。当前, 应用的领域主要有数控系统、交通系统、机床技术以及火电系统中。
第一, PLC技术在数控系统中的应用。对于数控系统比较常见的操作就是点控制以及直线的控制, 同时是以孔制作机床为主的, 因此, 使用PLC技术能够很准确的找到定位的地方, 同时这种操作与其他的操作没有任何的联系, 能够操作自如。
第二, PLC技术在交通系统中的应用。由于可编程程序具有很强的适用性, 在她得程序里面的定时器资源是比较多的, 因此, 能够很好的控制道路上的红绿灯, 特别是针对于那种岔路比较多的路口。并且PLC具有通讯的作用, 能够将一个地区的红路灯集中在一个范围内进行管理控制。另一方面, PLC技术具有很多的译码命令, 能够将输入到LED中的数码进行转换并且显示出来, 在道路的收费上起到了很到的作用。
第三, PLC技术在机床中的应用。传统机床技术的改造中就是用是可编程程序, 在很大的程度上改变了传统的由继电器控制的功能, 由于传统的机床具有功效大, 故障多并且维修比较困难, 正好PLC技术能够实现功耗低安全高并且自动维修的功能。
第四, PLC技术在火电系统中的应用。众所周知, 传统的火电系统里的控制器主要是由电磁型的继电器作为关键的元器件, 使程序里面有很多的接触点, 从而大大的降低了系统的稳定性。然而, PlC技术的应用, 操作人员对其操作就比较简单。只需要进行分闸以及合闸的操作, 可控制程序能够对现实运作状况做出指引性的信号, 如果出现了故障, PLC系统就能够自动的实现分闸的动作, 同时给予指引性的信号。这样一来, 就大大的提高的火电系统的安全性。
3 结束语
PLC技术的智能化以及通用性使它的发展前景比较广阔, 为了能够更好的为用户服务, PLC技术在人机界面上已经在不断的更新, 并且在很大的程度上减少了人工的操作, 实现电气的自动化。不仅能够降低行业的风险并且能够提高经济效益。
摘要：随着网络技术以及电子通讯工具的不断发展, 电气自动化也在不断的发展, 并且智能化以及自动化的程度也在不断的提高, 可编程控制器PLC的技术在结构上比较的灵活并且具有稳定性的特点, 因此, 在电气自动化系统中得到普遍的应用。本文就对电气自动化发展现状以及特点进行分析, 阐述PLC技术的概况以及在电气自动化中的应用。
关键词：电气自动化,PLC技术,应用
参考文献
[1]有关电气工程及其自动化专业实践教学体系的汇报[J].成都信息工程学院控制工程系, 2007.
[2]王文华.基于80C51单片机的智能小车设计[J].山西电子技术, 2010, 4:9-13.
[3]朱士虎, 何培忠, 王巍.基于AT89S52超声波测计搬表技术[J], 2009 (6) :25-27.
PLC监控系统 篇8
当前, 国内市场对钢管的需求都有某些特殊的规格要求, 如对钢管长度的要求、对钢管重量的要求等等, 因此, 钢管精整加工后的分选工作显得尤为重要。钢管分选效果的好坏直接影响了钢管产品的质量和市场信誉度。另外, 钢管厂要根据分选结果来分析钢管在生产中存在哪些缺陷和不足, 为厂家改进生产工艺和进行技术改造提供第一手数据[1]。针对这一问题, 国内厂家现阶段都采取人工分选的方式来把关, 但是这种生产工艺不但浪费了大量的人力、物力, 且生产效率低下;更为严重的是钢管生产的自动化进程得不到提高。
针对此问题, 本研究使用西门子PLC作为现场控制器, 使用Dephi编制的上位机程序作为监控软件, 开发钢管自动分选监控系统。
1 自动分选生产线组成及硬件配置
自动分选生产线控制系统由工控机及PLC组成, 工控机作为系统的上位机提供人员管理、统计查询、过程监控及状态显示、参数设置和通信等功能[2]。PLC实现下位机执行机构的控制并通过RS-232C与工控机进行实时通信。
生产线平面布置图如图1所示。系统主要由测长工位 (Ⅰ) 、称重工位 (Ⅱ) 和分选工位 (Ⅲ) 组成。
Ⅰ-测长工位;Ⅱ-称重工位;Ⅲ-分选工位 1-1#运输辊道;2-对齐挡钢头;3-过钢台架;4-2#料筐;5-活动挡钢头;6-4#料筐;7-2#辊道;8-1#料筐;9-3#运输辊道;10-3#料筐;11-4#运输辊道;12-5#料筐
控制核心PLC采用SIEMENS SIMATIC S7-300可编程序控制器, 带有高速计数模块、16点输入模块、16点输出模块, 可以满足该系统的要求。
系统构成的总体框图如图2所示。
2 控制系统设计
2.1 测长工位
国内某钢管厂生产的钢管长度范围为5 m～12 m, 假设钢管由左向右运输, 在辊道两侧布置23对光电对射传感器, 系统组成示意图如图3所示。图3中, 到位传感器检测到钢管进入测长工位, 则PLC启动测长工位的输送辊道, 输送辊道带动钢管向0号基准光电管前进, 经摩擦轮作用, 带动光电编码器旋转并计数。23对光电管中被钢管挡住的状态为1, 没有被挡住的状态为0, 在钢管移动过程中如有光电管的状态从1变为0, PLC计数模块就清零, 编码器就重新开始计数, 以此类推。当钢管管头经过0号基准光电管的瞬间, 测长工作完成, PLC将遮住光电传感器的数目 (即状态为“1”的光电传感器的数目) 和编码器的计数值传给上位机, 由上位机计算出钢管的实际长度。
设PLC所保持的编码器计数值相对应的钢管长度为L2, 光电对射管所对应的钢管长度为L1, 则钢管的长度为:
L=L1- L2
2.2 称重工位
称重工位组成示意图如图4所示。称重支撑梁在测长输送辊道下方, 其上有5只称重辊道均匀布置, 称重辊道由气缸通过拉杆机构带动可以自由升降, 由图4中可以看出称重系统和测长系统在同一工位。其工作过程是:输送辊道将钢管运输到测长工位, 当钢管触发0#光电对设管时, 测长运输辊道停止, 测长结束, 这时称重辊道在拉杆机构作用下将钢管托高50 mm, 使得被称钢管脱离测长辊道, 其重量通过支撑梁全部加载到称重传感器上, 待数字显示器数据稳定后, 由上位计算机采集存储该支钢管的重量数据, 并提供查询、打印等功能[3,4]。此后, 称重辊道落下, 钢管继续前行, 进入下一个工位, 等下一根钢管进入测长称重工位后, 重复上述过程。
2.3 分选工位
钢管经过测长、称重以后到达1#辊道 (如图1所示) , 接近开关检测到钢管已到达, 则上料翻板机动作, 将钢管拨到过钢台架上。若PLC检测到过钢台架以后的工位准备就绪, 则下料翻板机动作, 将钢管拨到2#辊道上, 由PLC控制辊道和翻板机将钢管放入相应的料筐。若过钢台架每次只通过一根钢管, 则控制起来也就简单得多了, 但是当某一料筐满时, 则需要控制过钢台架处下料翻板机不能动作, 此时为了不影响前面工位的生产效率, 经测长后的钢管只能在过钢台架处囤积, 待料筐清理完毕以后, 再进行分选。
钢管在过钢台架处囤积时, 如何实现钢管数量及相应长度的跟踪, 便是本研究要重点解决的问题。当钢管在过钢台架囤积时, 由上位机和PLC配合实现对过钢台架处钢管数量及对应长度的跟踪, 具体过程如下:钢管到达1 (1#辊道) , PLC通过1#辊道上的接近开关检测到有钢管, 则PLC控制过钢台架上料翻板机动作并向上位机发出上料成功信号, 上位机接收到此信号后对过钢台架处钢管统计数量加一并赋予相应的长度;PLC检测到过钢台架以后的工位准备就绪, 则PLC控制过钢台架下料翻板机动作, 若7 (2#辊道) 上的接近开关检测到有钢管后, PLC向上位机发出下料成功信号, 上位机接收到此信号后对过钢台架处钢管统计数量减一并将相应的长度赋予PLC一长度中间位, PLC读此中间位并经过与预先设置值进行比对, 由PLC判断此钢管应进入哪一个料筐, 然后控制运输辊道将钢管运输到相应的料筐旁边, 待辊道停稳之后, 翻板机动作将钢管拨入该料筐, 然后将PLC长度中间位复位, 如此循环, 从而实现了钢管的分选。
3 监控系统软件设计
3.1 PLC软件设计
系统的控制方式分为自动控制和手动控制两种。信号输入部分有按钮、长尾开关、接近开关、光电对射传感器等, 完成自动/手动选择、状态的检测和手动控制等;信号输出部分主要控制翻板机和辊道的动作。PLC程序编程软件选用德国SIEMENS公司的Step7 V5.2, 硬件配置, 以及模拟量、工程量、开关量的地址分配都在编程软件Step7 V5.2中完成。根据此生产线的工作运行状态, 首先确定各个动作的先后次序和相互关系, 写出PLC各输入与输出信号的逻辑关系, 再由逻辑关系转化为梯形图[5]。
PLC控制程序核心自动工作程序结构框图如图5所示。
3.2 上位机软件设计
上位机监控系统采用美国Borland软件公司的Delphi 6.0平台开发, 允许在美国Microsoft公司WINDOWS 2000或者WINDOWS XP操作系统下正常使用。整个监控界面 (如图6所示) 由10个部分组成[6,7]:
①当前系统登录用户、系统时间、程序主时钟循环时间显示;②PLC、测量 (测长、称重) 、分选的当前状态和上次状态, 以及系统报警的细节显示;③参数设置, 用于设置和显示与系统相关的一些参数, 如编码器值、重量上下限、长度分选节点等;④分选属性参数设定, 分选条件按照重要性分为属性分选 (一级) 、长度分选 (二级) 、随机分选 (三级) 3个等级;⑤光电对射传感器状态显示;⑥料筐参数设置, 可设定料筐容纳的钢管支数, 料筐X中已经存在的钢管数目。每当料筐中的支数累加至预置支数时, 系统就会自动暂停分选, 等待操作人员结捆, 并打印相应捆的标签;⑦工位设置选择, 设置在自动生产时是否称重等;⑧用户管理, 用于添加、删除、更改、注销用户;⑨生产状态显示, 它实时地反映了每个工位上钢管的具体情况;⑩界面按钮操作, 包括下载网络参数按钮、手动测量按钮、系统控制按钮。
为使各种用户行使他们的权限, 一开始进入监控界面时设有“浏览用户”、“操作用户”和“管理员”3种等级的用户。管理员具有最高权限, 可以增加和删减操作用户;浏览用户由系统分配guest用户名和guest密码;而操作用户可以自行修改密码。为编程简单起见, 本项目中将这些用户信息以文本形式存于硬盘中加以保护。
4 结束语
采用PLC和上位机组成的监控管理系统, 能够满足对钢管测长、称重、分选的控制和管理。该系统具有友好的人机交互界面, 控制灵活, 大大提高了系统的稳定性和可靠性。经现场运行表明, 本监控系统可以实现钢管的自动分选, 且分选的准确率可达100%。
参考文献
[1]李彦, 乐战平, 姚江红, 等.热轧钢管生产过程的料流跟踪和控制技术[J].冶金自动化, 2002 (1) :18-21.
[2]谢明祚.WMPS系统软件设计[J].机电工程, 2003, 20 (6) :20-24.
[3]方文, 张军锋, 闻康, 等.焊接钢管称重测长系统的研发[J].钢管, 2007, 36 (3) :44-46.
[4]姜晓强.钢管测量、标识、分选系统的研究与开发[D].杭州:浙江大学机械与能源学院, 2005.
[5]Siemens AG.SIMATIC STEP 7 V5.2编程使用手册[M].Siemens AG, 2003.
[6]李瑞忠.钢管在线测量系统集成监控软件的设计[D].杭州:浙江大学机械与能源学院, 2005.
PLC监控系统 篇9
目前, 随着液压系统在工业生产领域的广泛应用, 对系统的可靠性与安全性的要求也日益提高。在步进梁液压控制系统中采用PLC控制技术可以增强系统运行的稳定性, 基于网络与PLC的在线监控系统组成框图如图1所示。利用上位机组态软件, 对步进梁液压监控系统进行系统状态界面、步进梁界面程序编制可仿真现场工作状态, 从而实现步进梁液压系统的人机对话和远程数据通讯。步进梁液压在线监控系统的组成框图如图2所示。
1 系统的硬件配置
根据步进梁液压系统的控制要求, 硬件配置主要由PLC、传感器、比例放大器及智能仪表、通讯网卡和通讯电缆等组成。
1.1 PLC选型
系统PLC选择西门子S7-300系列, 西门子S7-300PLC可完成较为复杂的运算且运算速度快, 人机交互编程简单, 性价比高, 抗振动性和抗冲击性强。S7-300系列PLC采用模块化系统, 各个独立模块间能进行广泛组合, 从而构成可满足用户不同要求的系统。
为满足步进梁液压系统控制要求, 系统配置了电源模块PS307-10A、CPU模块CPU315-2DP、接口模块IM365、通信模块CP342-5DP、数字量输入模块SM321、数字量输出模块SM322、模拟量输入模块SM331、模拟量输出模块SM332。PLC模块配置图如图3所示。
1.2 传感器选型
根据系统控制要求, 共选用8个比例阀电流传感器, 型号为WBI344a S2系列直流电流传感器, 其测量精度高, 灵敏度强, 工作性能可靠, 功耗低。
1.3 比例放大器选型
系统选用VTSO35型比例放大器, 用于控制步进梁液压系统变量泵流量。
1.4 智能仪表、通讯网卡及通讯电缆选型
根据系统要求, 选用SWP系列智能仪表、CP5611通讯网卡及PROFIBUS通讯电缆。
2 系统软件配置
系统采用STEP 7系列编程软件进行软件设置。STEP 7具有参数设置、系统硬件配置、组态通信、程序编制、系统测试、运行维护等功能, 且操作简单, 广泛应用于工业控制领域。
2.1 PLC系统程序编制
PLC系统编程完成的主要功能有, 检测放大器状态设定、各台泵的工作状态检查、步进梁各种工作状态所对应的模拟量初始值范围检测、步进梁的运动状态的转化、数字量和模拟量转换、系统报警。步进梁工作状态转化的部分PLC程序如图4所示。
2.2 组态控制系统程序编制
上位机组态控制系统选用西门子组态软件Win CC。Win CC具有丰富的工业图形库和简单的系统操作界面, 可通过驱动程序实现与各种型号PLC的通讯, 且具有报警及报表等功能模块, 方便用户的数据连接。
步进梁液压控制系统中, 首先要建立Win CC与S7-300的数据通讯, 驱动程序选择SIMATIC S7 Protocol Suite.CHN, 通道单元选择CPU315-2DP上的MPI接口, 建立系统相应的外部变量和内部变量。然后对步进梁液压监控系统上位机画面进行编制, 在系统状态界面中主要完成对电机泵启停、截止阀开关、压力继电器通断等开关量和比例阀电流大小等模拟量状态的动画显示。系统状态界面如图5所示。根据系统控制要求, 对泵参数界面、泵趋势界面、步进梁界面、操作箱界面、报警界面等进行了编制。步进梁界面如图6所示。
通过上位机组态设置, 可模拟现场运行状态, 实现对系统运行参数和工作状态的实时监控和报警, 也可对现场数据进行存储和打印。通过用户管理功能, 对用户登录和操作权限进行设置, 提高了系统运行的可靠性。
3 小结
本文对步进梁液压控制系统进行了PLC控制系统和上位机监控系统设计, 实现了对系统工作状态的实时在线监测与控制。对于确保系统正常运行、提高系统工作可靠性、增强系统运行的安全性、对液压系统故障的预测和报警等具有极其重要的意义。
摘要：传统的液压控制系统运行精度不高, 基于PLC和组态控制的步进梁液压控制技术可以提高液压系统运行可靠性与安全性。本文通过PLC比例放大器、传感器、智能仪表等硬件连接及采用WinCC和PLC实现数据通讯与上位机画面设计, 实现了对步进梁液压系统的工作状态进行监控, 也可现场对运行参数进行设定和修改。
关键词：步进梁液压监控系统,PLC,WinCC
参考文献
[1]胡友民.制造系统数据采集技术研究仁[J].制造业自动化, 2002 (9) .
[2]熊静琪.计算机控制技术[M].北京:电子工业出版社, 2003.
PLC监控系统 篇10
近年来,国内各采油厂已进行了油井现场监控系统的试点工作,然而在传统的油井现场监控系统中仍存在着许多问题,主要表现在油井现场设备可靠性低,可维护性差,不能承受油井恶劣的工作环境以及数据开放性不够、数据不能共享等方面[1]。油田的现场有十几个计量间,而且每个计量间离中心控制室都很远,天天都要对油的温度、浓度、压力等进行多次采样,人力物力需求很大。同时又不能根据现场的实际情况及时对输送的油温、浓度、压力等进行调整,因此计量间数据采集系统的设计是将自动化技术与油田生产过程相结合,以数据采集的自动化来替代传统的人员抄表、专人巡检等老旧生产方式,从而构造一个可对生产
过程进行实时、精准、安全、方便监控的自动化平台,可精简冗余人员、降低生产成本,显著提升油田的生产效益[2]。
1 系统基本结构
油田计量间数据采集系统以PLC为核心,选用西门子S7-200CN系列,中央处理器单元为CPU224CN。S7-200的CPU模块有一个24V DC传感器电源,它为本机输入点和扩展模块继电器线圈提供24V直流电源[3]。从硬件结构看,PLC是由CPU、存储器、I/O接口单元及扩展接口、外设接口和电源部件等组成,各部分之间通过系统总线连接。PLC的基本构成如图1所示。为方便采集系统的升级和扩展,该采集系统还使用模拟量扩展模块EM235,控制4路模拟量输入和1路模拟量输出[4]。
在油田计量间现场监控系统中通过传感器对油罐内油的压力、流量及温度等数据进行采集,模拟量信号通过传感器转变为控制系统1~5V电压或0~20mA电流,再经A/D转换器转换为数字信号,然后将该信号传送给PLC。PLC对采集到的信号处理后,通过RS-232/PPI多主站电缆线与上位机建立通信,把数据传送到监控中心上位机。通过组态系统动画实时显示现场工作状态和数据,达到实时监控的目的[5]。数据采集系统的结构图如图2所示。
启动数据采集系统后,先初始化I/O通道,设置输入量的范围。压力传感器获得的压力值由模拟量输入模块EM235进行A/D转换后送入PLC中,对输入的电压值与设定值间进行PID运算,输出运算结果,然后返回主程序,通过工程量的逆变换将读入压力值转换为对应的显示数字量,再由锁存器通过输出模块产生本周期的控制输出并显示[6]。当现场油道压力超限时发出报警信号。执行以上步骤,依次对计量间内油的压力、温度、浓度等进行数据采集并控制。系统流程图如图3所示。
2 监控系统设计
系统采用S7-200作为从站的核心控制器,对每个油井的油的浓度、温度和压力等数据进行实时采集,并将采集的数据传给主站S7-300,主站处理再传给上位机[7]。再通过北京亚控技术发展有限公司开发的KingView6.55组态软件对计量间数据采集系统进行组态,实时显示计量间设备的工作状态[8]。整个系统结构图如图4所示。
整个从站的硬件组成有自动切换模块、检测模块、显示模块、报警处理模块。其中检测模块由温度传感器、压力传感器、浓度传感器等构成,对计量间油罐内油的温度、压力、浓度等进行实时监测。
STEP-7 Micro/WIN为用户开发、编辑和监控自己的应用程序提供了良好的编程环境,文中选用STEP-7 Micro/WIN为编程软件。编程软件支持STL、LAD、FBD三种编程语言,编译与调试程序[9]。用RS-232/PPI多主站电缆连接S7-200与编程设备,然后为STEP-7 Micro/WIN设置通讯参数与S7-200建立通讯,把编辑好的程序段下载到S7-200[10]。
为保证S7-200PLC能够正常与组态王进行模拟量输入通信,编写组态王与现场PLC的通信程序。程序如图5所示。
图5程序梯形图
在KingView6.55工程管理界面上建立一个“油田计量间现场监控系统”的新工程。画面内将现场系统各组件进行系统组态,“数据库/数据词典”定义所需变量,编写命令语言,实现系统组态。系统组态画面如图6所示。
图6油田计量间系统组态(参见下页)
油田计量间系统正常工作时,通过系统监控组态界面可以看到当泵运行时,油从油井中抽出,在计量间内通过翻斗计量设备计量抽油量,流量、压力以及温度传感器分别采集生产现场油的流量、压力及温度等数据,经PLC存储与数据处理后和上位机建立通信,把数据传送到监控中心上位机。通过组态系统动画实时显示油田计量间工作状态和现场数据,达到实时监控的目的。
3 小结
面向PLC的智能网关系统设计 篇11
关键词：智能网关；工业PLC；通讯协议；接口
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）24-0097-02
智慧工厂是现代工厂信息化发展的新阶段，它是在数字化工厂的基础上，依据工业4.0概念，利用物联网技术和设备监控技术，加强信息管理和服务。清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预，及时正确的采集生产控制、状态、图像数据，根据合理的生产计划编排生产进度。由于我国的工业系统主要是以PLC为核心的控制系统，研制多PLC的智能网关，对我国的智能工业有重要意义。
1 工业智能网结构拓扑
智能网关拓补图，如图1所示，其主要描述了工业智能网关的在工业应用中的实际所在的位置，其可以实时获取在其下层的任意一套PLC的运行状态和数据。并将数据分析包装上传至上层路由器，而后被传输到后台服务器，服务器上的应用程序会实时处理传输来的PLC数据并加以反馈。同时服务器可以实时向指定设备发送控制指令，经由路由器将数据分发到各路网关，而后各个网关会自行侦测此数据是否是其子层的PLC的数据。并将其分拣包装转化成MODBUS协议格式发送到指定的PLC控制系统。
2 工业智能网关软件
对于工业现场应用的任何系统不仅要求硬件达到一定的抗干扰级别，同时软件的稳定性和高效性也有着举足轻重的作用。为使得软件系统能与硬件系统达到完美的匹配，该系统采用了前后台处理方式，同时在引入使用DMA[3]，并且牺牲了一定的时钟速度的前提下，为该系统虚拟出一套6核处理器一般的性能，系统软件结构图，如图2所示，由于该系统主通道通讯吞吐量较大，故模拟传统PC通讯中的队列式FIFO数据存储结构[4]，该系统的主通道默认容量高达20 KB，在配合于200 MHz的时钟速度的主控DSP，完全可以胜任2.5 MB/s的主通道数据吞吐速度。对于四路子通道而言，各子通道吞吐速度也已高达
0.6 MB/s。子通道同样采用与主通道同样的队列式FIFO的数据存储结构[5]。
系统启动以后，会进行系统异常自检，检测各个通道通讯是否异常，隔离是否出现故障等。系统指示灯会根据预设的只是方式闪烁或者常亮。由于系统是前后台模式，故在无通讯数据时有一定的循环周期，该系统经测试得知系统的新任务最长响应速度仅为4 ns。当主通道获取新的数据之后，系统会在最慢4 ns之内响应，并对其进行解析，根据命令或者数据内容将数据打包分派到指定通道，对应通道上对应的设备会再一定时间时候响应该命令，并作出响应的应答，智能网关便会将应答数据打包上传到后台服务器上[6]。当子设备在某一时刻有异常情况出现时，智能网关能够实时获取上传来的数据并将其打包上传至服务器，等待服务器做出相应的回复[7]，指示该设备应该如何处理，系统软件流程，如图3所示。
3 性能测试与结论
该系统与传统的操作系统式智能网关性能对比，见表1。
作为物联网时代的智能网关控制系统，有其存在的必然性，对工业智能网关的研究也有其实际应用价值。
参考文献：
[1] 苏进.异步FIFO存储器的设计[J].微电子学与固体电子学，2007，（3）.
PLC监控系统 篇12
近年来, 各大城市都不同程度的出现内涝、洪水等灾害性天气, 加强城市防洪排涝系统建设成为各地政府多年来基础设施建设领域的重要工作, 其中城市防洪排涝泵站就是防洪排涝系统的重要一环。 如何提高防洪排涝泵站的运行效率, 减少运行设备故障, 降低运行维护成本成为水利工作者的重要使命。 随着工业自动化技术的发展, 基于PLC监控系统更广泛的应用于城市防洪泵站中, 一定程度上较好的解决了以上问题。 文章以浙江某泵站为例, 介绍了一种泵站监控系统的设计。
1 工程概述
该泵站工程枢纽主要由一座30m3/s单向泵站和两座节制闸组成。共装设主泵3 台, 配套电动机额定电压10k V, 功率280k W。泵站供电电源电压等级为10k V, 设站变一台, 10/0.4k V, 315k VA。监控对象包括3 台单向主泵、8 孔节制闸闸门启闭设备 ( 螺杆启闭机) 、6 台工作闸门启闭设备 ( 液压启闭机) 、清污设备 ( 3 台回转式清污机, 1 台皮带传输机) 、排水系统 ( 2 台渗漏排水泵、2 台检修排水泵) 、技术供水系统 ( 2 台循环供水泵、2 台冷却供水泵、2 台自动滤水器) 、消防供水系统 ( 2 台消防供水泵) 、10k V高压开关柜微机保护装置、站用变微机保护装置、直流系统设备等。
2 系统结构设计
该泵站工程采用以计算机监控系统为基础, 以必要、简单的常规监控作为辅助和备用监控手段的监控方式。 通常情况下, 设备的运行监视和控制在中控室的主计算机上进行, 同时中控室设有能实现在紧急情况下停机、跳闸操作的按钮。 各PLC通过人机联系终端液晶触摸屏实现对所监控设备进行监视和控制。各系统的现地控制柜上还设有必要简单的信号、 控制开关以及操作按钮, 以实现设备的现地监控。
计算机监控系统拟采用分层分布式结构, 由主控级和现地控制单元级组成。主控级设备由两台互为备用的操作员工作站和必要的外围设备组成, 布置在控制楼的控制室内, 并配置有通信计算机, 以便实现远方监控。 现地控制单元级布置在设备现地, 配置如下:泵房内3 台主泵各设一台PLC现地控制柜, 泵站公用部分设一台PLC控制柜, 在水泵和集水井排水泵旁设现地控制箱。 现地单元控制级以可编程控制器PLC为控制核心, 实现闸门开度、水位、限位开关、水泵及其辅助设备运行参数、状态等的采集和处理功能, 接收主控级和现地命令, 进行闸门启闭、水泵及其辅助设备开停控制, 以及对所控设备进行故障监测等功能, 同时将有关信息实时上送主控级计算机。
3 设备选型及功能要求
3.1 主控级设备及功能要求
枢纽主控级由布置于两台监控主机 ( NEMATRON工控机) , 一台通信计算机 ( NEMATRON工控机) , 100M工业以太网交换机 ( N-TRON) 和UPS等组成。为了保证系统的正常运行, 2 台监控主计算机互为热备用, 当监控主计算机出现故障时, 备用计算机将自动接管主操作站的所有工作, 实现监控主计算机所有功能。
两台主机同时供运行值班人员使用, 具有数据计算和处理, 数据库管理, 在线及离线计算功能, 各图表、曲线的生成, 事故、故障信号的分析处理、图形显示、数据报表打印、全枢纽运行监视和控制功能、发操作控制命令、作定值切换、设定与变更工作方式以及语音报警等功能。 全枢纽所有的操作控制都可以通过鼠标器及键盘而实现;通过显示器可以对全厂的生产、设备运行作实时监视, 并取得所需的各种信息, 并易于开发人员进行应用程序的开发和修改。
3.2 现控级设备及功能要求
现地控制单元选用AB公司compactlogix系列PLC, 该系列PLC均带有自检功能, 在故障时自动报警, 以保证系统的安全可靠。 该系列PLC有多种通讯方式可选, 本工程中选用了专用RS485 通讯模块, 该模块支持MODBUS RTU规约。
3.2.1 机组现地控制单元。 每台机组配置1 面机组PLC控制柜, 布置在泵房现地, 用于机组的数据采集、处理和开停机控制。机组PLC控制柜通过专用RS485 通讯模块, 采用MODBUS RTU通讯协议完成与机组开关柜的多功能仪表的通讯。 水泵、电机的各种自动化元件如压力变送器、温度传感器、电磁阀、示流信号器等经现地端子箱转接后引入机组PLC的I/O模块。 在控制柜上设置硬布线的紧急停机按钮, 以便在机组PLC故障的紧急情况下使用。
3.2.2 公用设备现地控制单元。 枢纽设置1 面公用设备PLC控制柜, 用于全部公用设备的监控, 包括技术供水系统、消防供水泵、渗漏排水泵、检修排水泵、清污机及皮带机、10k V及400V开关设备等。 公用设备PLC通过Modbus方式与供配电系统保护测控装置、直流电源装置、智能测量仪表、UPS的通讯。 将继电保护系统的重要节点信号, 以硬节点方式接入公用PLC, 以确保部分网络出现故障时, 重要信号仍能通过公用PLC上传至主控单元。同时, 在技术供水系统、消防供水泵、渗漏排水泵、检修排水泵、清污机及皮带机设置现地控制箱, 以实现硬接线方式启停, 并允许远控、运行、故障、电源状态等信号以无源空接点方式送给公用PLC。
3.2.3 液压系统现地控制单元。 枢纽3 台机组出水流道的6扇事故闸门和6 扇拍门共用一套液压系统, 设置1 面PLC控制柜。 工作门液压系统设置2 台30k W油泵 ( 一主一备) , 采用软起动器一拖二起动。 软启动器具有MODBUS通信接口与PLC实现通信。 控制柜上设有触摸屏, 可直接通过触摸屏对液压系统进行监视和操作。每扇闸门采用2 只液压油缸启闭, PLC可实时监测2只液压油缸的行程并进行同步控制。 同步控制方式为根据两油缸行程差控制比例调速电磁阀进行纠偏。
3.2.4 节制闸现地控制单元。 节制闸室现地设置两套节制闸PLC柜, 分别控制4 台螺杆式启闭机, 共控制8 台螺杆式启闭机。PLC对开启程度、启停等进行控制。
4 主要功能及特点
4.1 主要功能
4.1.1 主控级功能。 主控级设备在中控室内, 主控级负责协调和管理各现地控制单元的工作;收集有关信息并作相应处理和存储;对被控对象进行安全监视和控制;完成系统自诊断及对外的通信联络、软件开发等等。 监控主机是全站集中监视和控制的人机接口, 可实现实时图形显示、报警和事件的发布、各种报表显示和打印、系统自诊断信息显示等。
4.1.2 现地控制单元功能。 各现地控制单元分别采集、处理和显示各机组、 公用设备及闸门液压系统的电气量和非电气量, 并根据需要实时上送主控级;可对状变、越限、运行过程、PLC的异常等进行监视;对机组的开/停、开关的分/合、各公用辅助设备的投/退、电磁阀的启/停等进行控制;具有自诊断功能并可完成与主控级和现场设备的通讯等。
4.2 系统特点
( 1) 大量采用网络通讯技术, 尽量采用同一厂家、同一系列的数字化主、辅机控制保护装置为网络通讯的顺利实施奠定了坚实的基础, 避免了各种不同型号、不同系列的PLC和测保单元使用各种不同的规约, 不需增加规约转换的硬件和软件接口, 从而提高了通讯的可靠性和实时性, 为网络通讯的顺利实施奠定了坚实的基础。[2]每个设备之间均互相独立, 局部故障不至于影响整体网络工作。 并且, 每个接入设备都具有特定的功能, 以实现功能独立分布和就地分布。[3]采用工业级交换机, 采取了较商业交换机更为严格的防静电、防电磁干扰、防震动等措施, 更适应工控场合恶劣工作环境和条件, 平均无故障时间不小于17 万小时。[4]由于泵站地处多雷地区, 系统采取多项措施以提高系统防雷击、抗干扰的能力, 例如:电源防雷, UPS的AC380V电源进线、PLC的AC220V电源两侧均设置电源电涌保护器;网络防雷, 现地控制单元与下层设备之间的通讯网络配置网络信号电涌保护器;模拟量信号防雷, 如进、出水池水位信号和栏污栅前、后水位信号 ( 4~20m A) , 视频信号等设置模拟量信号防雷器;光电隔离和电气隔离, PLC的输入模块采用光电隔离技术, 输出信号通过光电隔离输出模块经中间继电器电气隔离后再到现场设备。
5 结束语
本工程中, 通过监控系统设计, 泵站泵组的自动运行严格按照计算机监控程序执行, 在泵组及辅助系统的控制柜PLC中均有设备故障的显示, 在控制室的计算机内也可以了解到各设备的运行情况。 监控系统的应用, 使得能够确保泵站安全可靠地运行, 同时提高了运行维护的效率, 降低了运行维护的成本。
参考文献
[1]林贵祥.常州水利枢纽计算机监控系统设计及功能特点[J].红水河, 2009, 23 (10) :44-56
[2]何平, 王纪坤, 蔡敬坤, 等.基于PLC的雨水泵站控制系统设计[J].舰船电子工程, 2010 (8) :183-185.
[3]王瑞.基于PLC的立交桥排水泵站自动控制系统设计[J].机械工程与自动化, 2009 (2) :135-137.
[4]张军.全自动城市雨水泵站电气控制系统的设计与实现[J].科技咨询导报, 2007 (6) :154-155.