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關(guān)鍵詞：鍋爐控制；plc研究；應(yīng)用

Abstract: in today's all kinds of industrial enterprise of power equipment, remains an important part of the boiler. With the rapid development of modern industry, more and more high to the requirement of energy efficiency, as the primary energy is converted into secondary energy, one of the important equipment of boiler, the control and management with the demand is higher and higher. But in our country, except for some large and medium-sized boiler adopts the advanced control technology, the vast majority of small and medium-sized enterprises (smes) used in boiler, such as ot / 1 h, 2 ot/h boiler, most still use instrument/relay control, or even manual operation, automatic TouRuLv has been is not high, resulting in power plant boiler operation condition is not very stability, combustion efficiency is low, the service-power consumption rate is high, seriously affect the boiler safe and economic operation, how to improve small and medium-sized power plant boiler safe and economic operation level, reduce accidents and improve the efficiency of equipment (system), decrease the rate of coal consumption and auxiliary power, become a problem to be solved. With the constant improvement of the level of economic and science and technology, energy saving and environmental protection have also been on the agenda, more and more get the attention of the people all over the world. Therefore, boiler combustion system of boiler combustion control are also put forward new requirements, therefore on the basis of deep analysis of the original control system of the boiler, aiming at the problem of boiler control system on the application of programmable controller of PLC control system of boiler is put forward to the application. These problems that exist in the current PLC application, to some extent hindered the popularization and application of it, some caused undue economic loss, thus worth of attention. The author, boiler control and PLC application is analysed.

Key words: boiler control; The PLC research; application

中圖分類號： TK223 文獻標(biāo)識碼：A文章編號：2095-2104(2013)

一、可編程序控制器(Programmable logic contoroller)

可編程序控制器(Programmable logic contoroller)，簡稱PLC，是以微處理器為核心，用于工業(yè)控制的計算機，由于PLC廣泛采用微機技術(shù)，使得PLC不僅具有邏輯控制功能，而且還具有了運算、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳送等功能。目前城市供暖的鍋爐在啟停和運行的過程中都需要精確的實時控制，大多數(shù)鍋爐系統(tǒng)的控制還采用繼電器邏輯控制。這類系統(tǒng)自動化程序很低，大部分操作還是由手動來完成，只能處理一些開關(guān)量問題，無法處理系統(tǒng)的模擬量，即使控制一些開關(guān)量，其電氣線路復(fù)雜，可靠性不高，不便維護，實際鍋爐系統(tǒng)控制中每臺爐就需要一套繼電器控制系統(tǒng)，而采用OMRON CQM 系列可編程控制器設(shè)計的控制系統(tǒng)，以較低的成本實現(xiàn)了在20T水爐的系統(tǒng)自動控制，取得了較好的運行效果。

二、控制方案原理

2.1 燃燒過程控制

鍋爐燃燒系統(tǒng)是一個多變量輸入、多變量輸出、大慣性、大滯后且相互影響的一個復(fù)雜系統(tǒng)。鍋爐燃燒過程自動控制的基本任務(wù)是使燃料燃燒所提供的熱量適應(yīng)負荷的需要，同時還要保證鍋爐安全經(jīng)濟運行。對于給定出水溫度的情況下，需要調(diào)節(jié)鼓風(fēng)量與給煤量的比例，使鍋爐運行在最佳燃燒狀態(tài)。

2.2 爐膛負壓控制

爐膛負壓是保證鍋爐安全運行的一個重要參數(shù)，同時也是維持鍋爐熱效率的一個重要量值。在鍋爐爐膛內(nèi)存在一定的負壓可以避免爐膛過多的熱量隨尾氣排放，也可以防止鍋爐爐膛因正壓而向外噴火，因而它保證了鍋爐操作人員的安全和環(huán)境衛(wèi)生。負壓控制是通過調(diào)節(jié)鍋爐的引風(fēng)量實現(xiàn)的。負壓是由鼓風(fēng)量和引風(fēng)量之間的特定關(guān)系形成的，鼓風(fēng)量的大小變化是爐膛負壓產(chǎn)生擾動的主要因素。本控制系統(tǒng)通過變頻器調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)引風(fēng)量來控制爐膛負壓。同時爐內(nèi)壓力變化是個快速環(huán)節(jié)，因此在設(shè)計負壓控制器時，采用前饋PID 控制器。這樣，一旦鼓風(fēng)量發(fā)生變化，控制器可以迅速地調(diào)整引風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，從而將爐膛負壓控制在設(shè)定值附近。

2.3 鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)

汽包水位是影響鍋爐安全運行的重要參數(shù)，水位過高，會破壞汽水分離裝置的正常工作，嚴(yán)重時會導(dǎo)致蒸汽帶水增多，增加在管壁上的結(jié)垢和影響蒸汽質(zhì)量。水位過低，則會破壞水循環(huán)，引起水冷壁管的破裂，嚴(yán)重時會造成干鍋，損壞汽包。所以其值過高過低都可能造成重大事故。在負荷急劇增加時，導(dǎo)致汽包壓力下降，使汽包內(nèi)水的沸點溫度下降，水的沸騰突然加劇，形成大量汽泡，而使水位抬高，造成“虛假水位”。汽包水位控制系統(tǒng)，實質(zhì)上是維持鍋爐進出水量平衡的系統(tǒng)。通過調(diào)整進水量的多少來達到進出平衡，將汽包水位維持在汽水分離界面最大的汽包中位線附近，以提高鍋爐的蒸發(fā)效率，保證生產(chǎn)安全。由于鍋爐水位系統(tǒng)是一個設(shè)有自平衡能力的被控對象，運行中存在虛假水位現(xiàn)象，實際應(yīng)用中可根據(jù)情況采用水位、蒸汽量、給水量三沖量的控制系統(tǒng)。

三、PLC應(yīng)用技術(shù)的特點

1.1可靠性高

工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境條件是不能保證的，通常是不能和通用計算機所處的環(huán)境進行比較的，有些生產(chǎn)環(huán)境極為惡劣，因此要求PLC具有較高的抗干擾能力以及可靠性，尤其是能適應(yīng)惡劣的環(huán)境，比如高溫、高壓以及強電磁干擾等環(huán)境，而其正是又要具有可靠性高、抗干擾能力強等特點，在工業(yè)生產(chǎn)中才有如此地位。

1.2使用方便

使用方便作為PLC的有一個特點，這主要表現(xiàn)在:第一，操作簡單方便，一般其操作主要包括程序輸人以及更改操作，多數(shù)PLC是通過編程器來實現(xiàn)程序輸人和更改操作的。需要對程序進行更改操作的時候，也叫以根據(jù)所需安的地址編號、接點號或者是繼電器標(biāo)號進行順序或者是搜索查找來完成更改;第二，編程簡單方便，PLC具有包括梯形圖、功能表圖、C語言以及功能模塊圖等在內(nèi)的多種程序設(shè)計語言可以使用;第三，維修簡單方便，如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，通過硬件和軟件可以完成自診斷，這時維修人員根據(jù)故障的提示很容易找到故障的位置，以便于及時出來，這樣既省時又省力。

1.3靈活性高

靈活性高作為PLC一個顯著的特點主要表現(xiàn)在:第一，編程的靈活性，由于其具有多種編程語言，只需要掌握一種設(shè)計語言就可以完成編程;第二，擴展的靈活性，PLC可以根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模進行擴展，可以通過輸人的增加、輸出卡件點數(shù)的增加以及單元的擴展等來擴大容量和功能;第三，操作靈活，操作的靈活性即就是有效的減少了設(shè)計的工作量、安裝工作量以及編程工作量，而且操作方便靈活，很容易進行監(jiān)視和控制。

1.4機電一體化

其是專門為工業(yè)控制而設(shè)計的，體積小但是功能卻很完善，具有較強的抗干擾能力，其集機械、電氣、儀表、計算機以及控制于一體，真正實現(xiàn)了機電一體化。

2．PLC應(yīng)用中需要注意的問題

PLC作為一種可直接用于自動化工業(yè)生產(chǎn)控制的設(shè)備，雖然其具有較高的可靠性以及較強的抗干擾能力，但是如果生產(chǎn)環(huán)境太過惡劣的話，由于受到各種因素的干擾，或者是沒有正確的安裝，其程序就可能出現(xiàn)錯誤或者計算錯誤，這樣就無法保證其的正常運行，因此想要從本質(zhì)上確保其的可靠性，除了其生產(chǎn)廠家要不斷提高設(shè)備的抗干擾能力和可靠性之外，對其的設(shè)計、安裝以及維護也要給予高度的重視，只有做好多方面的配合才能真正提高其系統(tǒng)的抗干擾能力，使其具有較高的可靠性。下面將對其在應(yīng)用中需要注意的問題進行分析。

2.1使用環(huán)境

2.1.1溫度

根據(jù)PLC的使用要求，其的使用環(huán)境應(yīng)該在0℃一550 C的范圍之內(nèi)，在安裝的時候注意不要在發(fā)熱熱量大的元器件下面進行安裝，要確保其周圍具有足夠的通風(fēng)散熱面積。

2.1.2震動

不能讓PLC接近強烈的震動源，要防止震動頻率為十到五百五十赫茲的頻繁或者是持續(xù)震動，如果必須在存在震動的環(huán)境中使用的話，就要采取有效的減震措施，比如采用減震膠等來減少震動。

2.1.3空氣

要頂防氯化氫以及硫化氫等有腐蝕或者是易燃的氣體，如果在空氣中存在的粉塵或者是腐蝕性氣體比較多的話，可以在封閉性較好的控制室內(nèi)進行PLC的安裝，以保證其不受到空氣中粉塵和腐蝕氣體的影響。

2.1.4濕度

根據(jù)PLC的使用要求，空氣的相對濕度不能超過85 %，就是在沒有凝露的情況下使用，否則無法保證其的絕緣性能。

2.1.5電源

通常PLC可以抑制電源線帶來的干擾，如果在電源干擾嚴(yán)重或者是可靠性要求相對較高的使用環(huán)境中，為了減少設(shè)備和地之間的干擾，可以按照一臺帶屏蔽層的隔離變壓器進行改善。

四、PLC鍋爐控制系統(tǒng)的功能及應(yīng)用：

為充分保證爐膛的最佳溫度控制在最理想的范圍內(nèi)，對溫度控制則采用了串級比例調(diào)節(jié)的方式。

（1）此控制系統(tǒng)采用鍋爐的燃燒系統(tǒng)自動控制和水控制相結(jié)合的方法，利用外界負荷的變化來進行自動調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)鼓風(fēng)和給煤量的自動化。當(dāng)風(fēng)煤的比例達到平衡的最佳狀態(tài)下鍋爐也就實現(xiàn)了經(jīng)濟燃燒。其中包括：蒸汽壓力控制、汽包水位控制、給煤量控制、煙氣含氧量控制等。

（2）熱工及電氣的保護功能熱工保護及電氣保護的功能主要就是對重要參數(shù)進行限位，使機泵過負荷、設(shè)備故障等聲光報警和故障自動處理的功能達到要求。PLC控制系統(tǒng)是根據(jù)工藝要求設(shè)置的高壓力極限、引風(fēng)機自動跳閘連鎖電氣保護和汽包低水位熱工保護，使之能夠在最大程度上保證鍋爐的安全生產(chǎn)，也給鍋爐操作人員以人身安全的保證。PLC鍋爐控制系統(tǒng)應(yīng)用變頻多泵切換技術(shù)保證母管水壓控制在最佳的范圍之內(nèi)，從而保證了節(jié)電運行的順利進行。熱工保護指的是蒸汽壓力的保護程度高、汽包水位的保護程度低，電力保護指引風(fēng)機會連鎖跳閘、給水泵會自動跳閘報警。

（3）快捷的操作系統(tǒng)、強大的顯示功能PLC的應(yīng)用為保證控制臺的集中操作以及提供安全方便快捷的操作方法的設(shè)置提供及時有效的運行、快速的報警顯示。這個保護系統(tǒng)高度的完善性和強大的鎖定性防止了操作過程中可能出現(xiàn)的失誤。

（4）PLC的運用使鍋爐實現(xiàn)半自動點火、停爐的自動化。

（5）PLC的運用使之達到了參數(shù)在線工人設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)。

（6）PLC的運用使之能夠脫離上位機的獨立運行，為其自動化的實現(xiàn)提供了不可忽視的重要作用。

（7）監(jiān)控功能：該系統(tǒng)在運行的過程中，通過對上機位的分析和判斷，實現(xiàn)對現(xiàn)場溫度/流量、煙氣含氧量等的模擬動態(tài)顯示。使系統(tǒng)和現(xiàn)場儀表、電氣設(shè)備的結(jié)合達到閉環(huán)調(diào)節(jié)和連鎖控制的目標(biāo)。

（8）密碼功能：為了防止隨意改動參數(shù)造成鍋爐操作誤動作的發(fā)生，PLC系統(tǒng)為之配備了操作員的獨立密碼，操作員可以通過這個唯一的標(biāo)識符和口令進入從而修改參數(shù)。

五、控制系統(tǒng)的安全措施

(1) 通訊網(wǎng)絡(luò)冗余

為保障系統(tǒng)運行的可靠,計算機測控通訊網(wǎng)采用雙冗余光纖環(huán)網(wǎng),當(dāng)一條網(wǎng)絡(luò)線出現(xiàn)故障時不會影響系統(tǒng)正常工作。

(2) PLC冗余

比如，2套SIEMENS S7-300 PLC實現(xiàn)冗余控制,每套SIEMENS S7-300 PLC都由相同的模塊組成S7-300 PLC 實現(xiàn)了冗余配置。輸入信號通過信號端子同時進入PLC的輸入模塊, 經(jīng)過CPU運算處理后,運算結(jié)果送到對應(yīng)的輸出模塊,兩塊輸出模塊的輸出同時接到一個輸出端子上。主控的PLC 輸出結(jié)果起控制作用,另一個PLC 的輸出結(jié)果則處于等待狀態(tài), 只有主控PLC在故障狀態(tài)時,另一個輸出信號才起控制作用。

(3) 電源冗余

以西門子S7-300 系列PLC 為例，它的各模塊采用DC24V供電方式。現(xiàn)場提供兩路獨立的AC220V 電源，分別給兩個西門子SITOP 電源(20A)輸入端供電。兩個SITOP電源輸出端經(jīng)二級管隔離后并聯(lián)到一起,共同給系統(tǒng)提供 DC24V電源。這樣當(dāng)任何一路交流電掉電或任一個SITOP電源損壞時,不影響系統(tǒng)的持續(xù)供電,從而實現(xiàn)系統(tǒng)的電源冗余。

結(jié)束語

PLC技術(shù)具有很多的優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，而其系統(tǒng)的干擾是非常復(fù)雜的，在設(shè)計中要做好抗干擾，同時要采用有效的方法來對干擾進行控制，使其具有更高的可靠性，使其在工業(yè)控制領(lǐng)域的作用在最大限度生得以發(fā)揮。所以，PLC鍋爐控制系統(tǒng)的完成使用帶來了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，受到了廣大人民的青睞。采用PLC系統(tǒng)功能完善，先進合理的結(jié)構(gòu)，擴展靈活便于維護，而且具有很高的可靠性使之得到了更為廣闊的前景。

參考文獻：

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關(guān)鍵詞：三層電梯；PLC控制；高層建筑

隨著科技的不斷進步，城市化進程的不斷加快，高層建筑業(yè)越來越多地出現(xiàn)在人們的身邊，電梯就成了快速通往高層建筑的一種便捷交通工具。隨著PLC在電梯中的運用，大大提高了電梯的可靠性、可維護性和靈活性，并延長了電梯的使用壽命，縮短了電梯的開發(fā)時間。

一、PLC控制概述

1.PLC的基本結(jié)構(gòu)

電梯PLC控制系統(tǒng)分兩個方面：邏輯控制系統(tǒng)和拖動控制系統(tǒng)?；窘Y(jié)構(gòu)可見圖1。邏輯控制系統(tǒng)有轎內(nèi)指令與廳外召喚的登記和消號、定向選層、順向截梯、換速、平層、開關(guān)門運行等程序控制的功能，并通過PLC軟件來實現(xiàn)；拖動控制系統(tǒng)是將電梯當(dāng)前工作狀態(tài)的反饋信號直接發(fā)送給PLC，由PLC向拖動系統(tǒng)發(fā)出速度切換、起動、平層等控制信號。由于PLC控制技術(shù)的使用，目前電梯的拖動方式已由原來的直流調(diào)速過渡到了交流調(diào)速，大大促進了現(xiàn)代電梯行業(yè)的發(fā)展。

圖1 PLC的基本結(jié)構(gòu)圖

2.PLC的特點

我國電梯控制系統(tǒng)主要有三種方式：繼電器控制系統(tǒng)、微機控制系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)。PLC是一種專門用于工業(yè)環(huán)境設(shè)計的通用控制裝置，是工業(yè)自動化技術(shù)的支柱之一，它能完成大型的、復(fù)雜的控制任務(wù)，在工業(yè)自動控制領(lǐng)域占有十分重要的地位。PLC的體積小、重量輕、可靠性高、通用性強、成本低，能有效縮短制造控制屏的時間，是實現(xiàn)電梯自動控制的一種十分理想的設(shè)備。

二、三層電梯的PLC控制設(shè)計

由于電梯不是單一的工作循環(huán)，所以需要設(shè)計一個邏輯系統(tǒng)來確定電梯的上行或下行。當(dāng)目的地位置在電梯當(dāng)前之下時，電梯下行，反之，當(dāng)目的地的位置在電梯當(dāng)前位置之上時，電梯上行。在此過程中，還需要建立一個判別系統(tǒng)，來對電梯的工作方式和運行狀態(tài)作出正確的判斷。當(dāng)電梯在無司機操縱的狀態(tài)下工作時，在召喚或選層信號登記后，電梯自動到達目的地。同時，電梯在此運行過程中，電梯只答應(yīng)順方向的信號，而不答應(yīng)來自逆向的召喚和選層信號。在檢修電梯時，電梯智能減速，緩慢行駛，保證檢修人員和周圍人的安全。

1.PLC的選型、硬件系統(tǒng)的配置及I/O點數(shù)計算

根據(jù)I/O點數(shù)和輸入、輸出類型，對I/O點數(shù)要保留一定的余量。選用目前通用的西門子315-2DP可編程控制器（總共80個輸出、輸入點）。西門子315-2DP可編程控制器的硬件系統(tǒng)配置符合三層電梯的設(shè)計要求，同時出于安全設(shè)計需要，控制部分保留安全回路繼電器（急停繼電器）和門鎖繼電器。對3層/3站集選電梯，根據(jù)輸入信號及輸出信號的數(shù)量，經(jīng)過粗略計算，輸入點數(shù)為21點，輸出點數(shù)為21點，輸入、輸出信號都是數(shù)字量，輸出電壓220VAC，110VDC，24VDC。

2.設(shè)計I/O地址分配及接線圖

綜合分析所選用的輸入、輸出點數(shù)分配情況及計算I/O點數(shù)實際情況，畫出I/O地址分配及接線圖?？刂葡到y(tǒng)核心為PLC主機，通過PLC輸入接口將信號送入PLC，按PLC存儲器中存儲的程序進行運算處理，然后經(jīng)輸出接口分別向指層器、召喚指示燈、驅(qū)動系統(tǒng)等發(fā)出顯示信號及控制信號。

3.PLC控制系統(tǒng)輸入輸出形式的選用及輸入輸出內(nèi)容

輸入的形式：1NH-DC24，直流24V輸入，電源由機內(nèi)供給，輸入信號有效。

輸出的形式：OUT-R繼電器接點輸出，容量AC220V，2A。

輸入繼電器：自動，司機，檢修，開、關(guān)門上下行，門關(guān)嚴(yán)，門卡滯，上下平層，快車上下限位，選層，召喚，層站信號等。

輸出繼電器：S、X、K、M減速接觸器，開關(guān)門及樓層指示系統(tǒng)，按鈕指示系統(tǒng)等。

4.程序設(shè)計思路

PLC控制系統(tǒng)由開關(guān)門系統(tǒng)、上下門系統(tǒng)（包括上下行邏輯判斷和上下行運動）、選層系統(tǒng)、快速運行系統(tǒng)、層樓感應(yīng)信號、緩速系統(tǒng)、平層系統(tǒng)、指示系統(tǒng)系統(tǒng)組成。

根據(jù)PLC控制系統(tǒng)的組成，可設(shè)計一個只有三層的電梯模型，電梯的每一層面均有升降及轎廂所在樓層的指示燈顯示。1-3所對應(yīng)的指示燈表示樓層信號，每一層的樓廳均有輸入（分上行和下行）按鈕召喚電梯，要求設(shè)計的電梯具有自動定向、順向截車、反向保號、外呼記憶、自動開/關(guān)門、停梯消號及自動達層等功能。工作中的電梯通過對各種呼梯信號和當(dāng)時的運行狀態(tài)進行綜合分析后，再確定下一個工作狀態(tài)。例如，當(dāng)電梯啟動后，轎廂在一樓，若一樓有呼梯信號，則開門；當(dāng)有呼梯信號的樓層高于電梯當(dāng)前樓層時，電梯則上升，反之，當(dāng)有呼梯信號的樓層低于當(dāng)前樓層時，則下降；當(dāng)電梯運行時只響應(yīng)順向呼梯信號，與運行中的電梯相反的呼梯信號則不予反應(yīng)。

三、PLC控制的運用

1.三層電梯的PLC控制

三層電梯系統(tǒng)控制的電路主要由PLC、各種按鈕、顯示器及電動機啟停開關(guān)組成。具體的控制電路接線圖如圖2所示。

圖2 三層電梯的控制線路圖

從圖2三層電梯的控制線路圖中，可以看出PLC控制在整個電梯的運營中所占據(jù)的重要位置。PLC控制系統(tǒng)主要有雙速電梯系統(tǒng)和變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，而變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)通過改變電機供電的電壓和頻率，調(diào)節(jié)電梯速度，可以使人們在乘坐電梯時，獲得更好的乘坐舒適感，同時它平層精度高，并有顯著的節(jié)能效果，保障了電梯的可靠性，成功地解決了電梯運行的舒適感問題。

2.三層電梯的PLC調(diào)試及運行

電梯控制系統(tǒng)的調(diào)試目的是通過實驗調(diào)試，對所編寫的控制程序梯形圖進行檢驗和反復(fù)修改，以實現(xiàn)本設(shè)計中三層電梯PLC控制系統(tǒng)的功能。對電梯中的PLC控制系統(tǒng)進行調(diào)試，能及時地反映出在三層電梯的PLC控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題，并針對所出現(xiàn)的問題進行有目的的修改，使電梯在運行的過程中更能適應(yīng)環(huán)境的要求和變化。其次是通過實踐操作，經(jīng)過三層電梯控制系統(tǒng)的接線、調(diào)試和操作過程，加強對電梯PLC控制系統(tǒng)的了解，也能更深刻地對整個設(shè)計中所需要的知識進行理解，更為以后的電梯設(shè)計工作打下良好的基礎(chǔ)。

在日常的生活和工作中，電梯得到了越來越廣泛的應(yīng)用，尤其是在高層建筑中，電梯已成為城市物質(zhì)發(fā)展的一種標(biāo)志。PLC控制系統(tǒng)的運算準(zhǔn)確性強、維修方便、抗干擾強、系統(tǒng)穩(wěn)定、調(diào)試周期短，成為當(dāng)前電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式，PLC控制系統(tǒng)的運用為電梯的發(fā)展做出了卓越的貢獻。同時，電梯性能的好壞也越來越影響著人們的生活，應(yīng)努力提高電梯系統(tǒng)的性能，保證電梯運行的安全、節(jié)能、可靠。

參考文獻：

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【關(guān)鍵詞】PLC；控制系統(tǒng)；設(shè)計；流程

一、前言

PLC，即可編程邏輯控制器，它具有編程功能，當(dāng)需要改變被控制的工藝時，只需要修改一下原來的程序即可，因而在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。目前，PLC已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種機械加工和生產(chǎn)控制中，在煤礦開采、機械制造、石化工業(yè)等眾多行業(yè)中，PLC都發(fā)揮著重要的作用。既然PLC應(yīng)用如此廣泛，那么，對于技術(shù)人員來講，掌握PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計方法就顯得尤為重要。下面，本文就對PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計進行一點淺顯地探討。

二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容

1、擬定控制系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)條件。設(shè)計PLC控制系統(tǒng)，首先要擬定控制系統(tǒng)的技術(shù)條件，它是整個設(shè)計的依據(jù)。2、根據(jù)需要控制的對象，以及對控制的要求，選擇合適的輸入設(shè)備，常見的輸入設(shè)備有限位開關(guān)、按鈕等。3、PLC的選擇。PLC是控制系統(tǒng)的核心部件，選擇時要根據(jù)控制的要求，選擇既能滿足要求，又能盡量節(jié)省開支的PLC，即根據(jù)需求“量體裁衣”。4、編制PLC的I/O分配表，繪制輸入I/O端子接線圖。5、編寫軟件規(guī)格說明書，然后再用相應(yīng)的編程語言，如梯形圖等，進行程序設(shè)計。6、設(shè)計操作臺、電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電器部件。

設(shè)計PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計流程如圖1所示。

三、PLC的選擇

目前，PLC已經(jīng)廣泛應(yīng)用于很多行業(yè)，人們根據(jù)每個行業(yè)的特點，研制了很多不同類型的PLC，以滿足不同行業(yè)的需求。在控制系統(tǒng)設(shè)計中，要根據(jù)控制要求，選擇最適合本系統(tǒng)的PLC。下面具體介紹如何進行選擇。

1、機型的選擇

PLC的機型很多，功能各異，在實際選擇中，應(yīng)該從以下幾個方面進行考慮。

（1）機型統(tǒng)一

同一家企業(yè)需要多臺PLC時，應(yīng)盡量選擇同一機型。這樣做的好處有以下幾點；①便于備品和配件等的管理和采購；②同一種類型的PLC，其編程方法相同，員工只需掌握一種編程方法即可以使用所有的PLC；③有利于資源共享，可以用計算機把多臺PLC聯(lián)系起來。

（2）結(jié)構(gòu)和功能方面

在結(jié)構(gòu)的選擇方面，如果所適用的場合生產(chǎn)工藝相對較為固定，且環(huán)境條件較好的話，宜用整體式結(jié)構(gòu)的PLC，而如果生產(chǎn)工藝經(jīng)常變化，且環(huán)境又比較惡劣的話，則應(yīng)盡量選用模塊式結(jié)構(gòu)。

在功能選擇方面，應(yīng)以實用為主，如果需要控制的工程項目比較簡單，就不要選擇功能多、價格貴的高檔機，只需要選擇具備一些基本功能的低檔機就足夠了。只有在控制要求比復(fù)雜，低檔機無法滿足控制要求時，才選用高檔機。

（3）離線編程和在線編程的選擇

PLC的一個顯著的優(yōu)點是具有編程功能，當(dāng)我們需要被控制的工藝改變時，只需要修改一下原來的程序即可，因而給生產(chǎn)帶來了極大的方便。目前，根據(jù)在編程時CPU是否還能起到對工藝的控制作用，PLC的編程有離線編程和在線編程之分。前者是指當(dāng)對PLC進行編程時，其CPU將停止控制作用，后者則是指在編程時，CPU仍能對現(xiàn)場起到控制作用。很明顯，在線編程比離線編程更為先進，但是這種類型的PLC結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴。

2、I/O接口模塊的選擇

PLC要控制工業(yè)生產(chǎn)過程，必須有I/O接口模塊才行，因此，I/O 接口模塊的選擇是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的重要部分。PLC的I/O接口模塊很多，最主要的模塊有模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊，等等，下面對其選擇進行具體探討。

（1）確定I/O點數(shù) 在確定I/O點數(shù)時，應(yīng)在控制系統(tǒng)要求的最大點數(shù)的基礎(chǔ)上再留出一定的余量，這樣的話，以后需要的時候還可以適當(dāng)增加控制功能。另外，確定I/O點數(shù)點數(shù)時還應(yīng)注意，對于同一個控制對象，如果采用的控制方法不同或編程水平不同，其I/O點數(shù)不同。

（2）開關(guān)量I/O 開關(guān)量I/O接口可從傳感器和開關(guān)（如按鈕、限位開關(guān)等）及控制設(shè)備（如指示燈、報警器、電動機啟動器等）接收信號。典型的交流輸入/輸出信號為24～240V，直流輸入/輸出信號為5～240V。盡管輸入電路因制造廠家不同而不同，但有些特性是相同的，如用于消除錯誤信號的抖動電路等。

（3）模擬量I/O 模擬量輸入/輸出接口一般用來感知傳感器產(chǎn)生的信號。這些接口可用于測量流量、溫度和壓力，并可用于控制電壓或電流輸出設(shè)備。這些接口的典型量程為-10～+10V、0～+11V、4～20mA 或10～50mA。一些制造廠家在PLC上設(shè)計有特殊模擬接口，因而可接收低電平信號，如RTD、熱電偶等。一般來說，這類接口模塊可用于接收同一模塊上不同類型的熱電偶或RTD混合信號。

四、編程方法

編制PLC控制程序的方法很多，這里主要介紹幾種典型的編程方法。

1、圖解法編程

圖解法是靠畫圖進行PLC程序設(shè)計。常見的主要有邏輯流程圖法和梯形圖法，下面分別予以介紹。

（1）邏輯流程圖法：邏輯流程圖法是把系統(tǒng)的工藝流程，用邏輯框圖表示出來形成系統(tǒng)的邏輯流程圖。用該法編程，邏輯思路清晰、輸入與輸出的因果關(guān)系及聯(lián)鎖條件明確，因此用該法編制的程序故障查找、調(diào)試和維修都很方便。

（2）梯形圖法：該法模仿繼電器控制系統(tǒng)的編程方法，用梯形圖語言去編制PLC程序。由于該法是通過模仿繼電器控制系統(tǒng)的編程方法來編程的，因此其圖形跟繼電器控制電路很相似，元件名稱也與繼電器控制電路相似。對于熟悉繼電器控制的人來說，只要把原繼電器控制電路移植到梯形圖語言中，再稍作修改，就完成了編程過程。

2、借鑒其他程序進行編程

該法是先找一些與自己需要控制的工藝比較接近的程序，這些程序可能是來自自己以前的編程，也可能是他人在其他項目控制時編寫的程序。編程時，在這些程序的基礎(chǔ)上進行修改，使其控制的工藝與自己的要求相符合。

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【關(guān)鍵詞】plc；船閘控制；水量控制

一、引言

plc在船閘控制系統(tǒng)中存在很多技術(shù)上的設(shè)計，在這些復(fù)雜的數(shù)據(jù)中船閘參數(shù)必須時刻受到關(guān)注，它包括船閘內(nèi)的氣體壓力容量、蒸汽所產(chǎn)生的壓強、排水時產(chǎn)生的溫度變化、排水水量。除此之外還要時刻關(guān)注船閘的電壓狀況，測算出因水量釋放出的噪音對周邊的影響。有一項指標(biāo)必須得到大家的重視，在船閘內(nèi)水量體積越大的情況下，越容易發(fā)生不完全倒灌的現(xiàn)象，這個現(xiàn)象十分危險，它會將不完全排除的水量連帶新加入的水流一起對船只造成很大的影響。因此要在排水口做到全天候的監(jiān)控是很有必要的。

二、plc控制的相關(guān)概念和特點

plc在船閘控制系統(tǒng)中有很多的元件，在運轉(zhuǎn)過程中需要很大的能量供應(yīng)，這些能量都來自動力燃料的燃燒。在系統(tǒng)中，有許多的關(guān)鍵部件，包括安全閥門、變頻器和通氣窗口。安全閥門的作用是：水流進入氣缸中，系統(tǒng)維持氣體值的平衡，在排水后，始終保證壓力的平穩(wěn)，一旦出現(xiàn)壓力值過大時，安全氣門會自動打開調(diào)節(jié)氣體的含量，以保持內(nèi)部的穩(wěn)定。變頻器是用來調(diào)節(jié)水量高低的構(gòu)件，這個構(gòu)件的在整個系統(tǒng)中占了重要的地位，它能調(diào)配很多其他元件的工作，改善船閘的內(nèi)部環(huán)境，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸入和輸出的頻率，有效的控制水量進入容器的數(shù)量，保證了流量控制的質(zhì)量。通氣窗口顧名思義是用來排氣的構(gòu)件，它在整個系統(tǒng)的最后一個環(huán)節(jié)，也是一項很重要的程序。它的主要工作是對壓力差進行技術(shù)性處理，船只的安全和這項指標(biāo)也是有密切的關(guān)系的。

plc控制就是可編程控制器，它是由輸入單元和輸出單元組成的編程模擬器。

plc控制的作用是通過閘門中的水流量值通過數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂苾x表上面，系統(tǒng)的終端通過改變變頻器和安全閥門的方式對整個系統(tǒng)進行控制，儀表盤顯示的數(shù)據(jù)可以在很快的時間之內(nèi)處理，想比傳統(tǒng)的技術(shù)能力有了很大的提升。同時，它在操作上也有著很大的方便性，操作盤上的功能鍵可以采用自定義的方式，能夠做到及時的接收數(shù)據(jù)，及時的更改數(shù)據(jù)參數(shù)。在發(fā)生突發(fā)狀況下，它還能起到報警的作用。

三、plc控制在煤礦鍋爐系統(tǒng)

plc控制是基于C語言模式下制定的程序設(shè)計方法，我們將模型劃分成很多塊，每塊都有自己不同的作用，相互之間也是緊密的聯(lián)系在一起的，包括氣體的輸送、系統(tǒng)數(shù)據(jù)自動清零、程序自動點火、數(shù)據(jù)采集并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)終端、故障報警以及生產(chǎn)完成系統(tǒng)自測等相關(guān)功能。其中最為突出強調(diào)的就是安全預(yù)警系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)中的數(shù)值不符合設(shè)計中的數(shù)值，或者元件出現(xiàn)了機械故障，控制系統(tǒng)就會自動報警，并且會啟動自測程序，完成對整個系統(tǒng)的自我保護。在操作系統(tǒng)的儀表盤上，時刻顯示出船閘內(nèi)水壓的實時情況，這可以很好的控制水流速度，提高碼頭和水廠的水量控制的使用率，從根本上解決了水流倒灌對船舶帶來的不利影響。變頻器處于系統(tǒng)的核心地位，控制整個系統(tǒng)的工作，完成操作人員對整套系統(tǒng)的實時操作。

我們從變頻器聯(lián)接圖中可以看到，整個體系是由電路組成的，控制系統(tǒng)其實就是線路上的終端，電路的順暢運行就是操作的必要條件。在控制電路中一般是由電源開關(guān)、控制按鍵、信號指示燈、電源聯(lián)接器、高壓電機組成。但是不管什么樣的電路，是復(fù)雜還是簡單，原理都是大體相同的，這些聯(lián)接方式都已經(jīng)形成了定式，如延時電路、聯(lián)鎖電路、順控電路等。簡單的電路就是通過一些簡單的聯(lián)接起到控制的作用，但是在復(fù)雜的電路中，就沒有想象的那么簡單，但是目的也就只有一個，就是起到控制的作用，只是在操控上存在復(fù)雜的線路布置。

四、淺析系統(tǒng)中plc控制的給水系統(tǒng)

在船閘內(nèi)部，水流到達一定的高度時，必須通過降水的方式使得船閘內(nèi)的壓力值趨于穩(wěn)定的狀態(tài)。因此要時刻保持船閘內(nèi)的水量恒定。plc控制就能很好的掌控水量的多少。不至于出現(xiàn)船閘內(nèi)的水位處于明顯的不足狀態(tài)下，整個水面上的船只處于觸底的危險。也不會因為閘門內(nèi)的水位太高，所導(dǎo)致的壓力過大的不良情況發(fā)生。

plc控制可以監(jiān)控水量的高低和壓力的大小。當(dāng)船閘內(nèi)的水位過高使得壓力過大，系統(tǒng)會自動打開安全閥門，將過多的壓力釋放掉，或者是把閘門的管道口打開，將內(nèi)部的水降到合適的高度。在閘門內(nèi)水位不足時，接水管道會在儀表盤的指引下不斷的進水，避免了船只處于觸底的危險帶來的巨大危害。加水過程中還有一個設(shè)備就是水泵，在控制器的調(diào)控下，水泵會自動加水，我們常常會選用緩慢加水的方式，原因是迅速的打開閘門會使得水量迅速增長，這樣會導(dǎo)致能源的大量浪費，閘門受到了大水量的沖擊，極易造成閘門的破損，也起不到很好的注水作用，所以我們選擇緩慢添加的方法，也能夠在很短的時間內(nèi)作出停止加水的操作控制。

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【關(guān)鍵詞】PLC；伺服電機；定位控制

0.引言

在工業(yè)自動化的生產(chǎn)及加工過程中，通常要準(zhǔn)確定位控制機械設(shè)備的移動距離或生產(chǎn)工件的尺寸。在定位控制中，關(guān)鍵便是實現(xiàn)對伺服電機的控制。由于PLC體積小，可靠性高，抗干擾能力強，是一種專門應(yīng)用于工業(yè)的控制計算機，因而其能有效實現(xiàn)機電一體化的控制。PLC的有效運用，給工業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟效益的同時，也為工業(yè)技術(shù)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

1.PLC旋轉(zhuǎn)編碼器及高速計數(shù)器指令控制三相交流異步伺服電機實現(xiàn)定位控制

1.1 控制系統(tǒng)的工作原理

PLC的旋轉(zhuǎn)編碼器與高速計數(shù)器的聯(lián)合運用能有效進行長度測量和精確定位控制，其中，高速計數(shù)器在不增加特殊功能單元的情況下，就能準(zhǔn)確計算出小于PLC主機掃描周期脈寬的高速脈沖，而PLC的旋轉(zhuǎn)編碼器則可以將電機軸上的角位移有效轉(zhuǎn)換成脈沖值。在此種控制系統(tǒng)中，其原理為利用光電旋轉(zhuǎn)編碼器將電機角位移轉(zhuǎn)換成脈沖值后，高速計數(shù)器將編碼器發(fā)出的脈沖個數(shù)進行統(tǒng)計，進而達到定位控制的目的[1]。

1.2 控制系統(tǒng)的設(shè)計方案

本文以定位電機傳輸帶的控制設(shè)計為例。假設(shè)傳輸帶現(xiàn)要將貨物運送到距離為20cm的終點，且貨物到達終點后，電機停止工作。在此系統(tǒng)中，硬件設(shè)施主要包括PLC、三相交流異步伺服電機、光電旋轉(zhuǎn)編碼器以及變頻器等，其工作原理是將光電旋轉(zhuǎn)編碼器的機械軸連接由三相交流異步伺服電機拖動的傳動輥，通傳動輥的轉(zhuǎn)動，帶動機械軸轉(zhuǎn)動，從而將脈沖信號輸出，并利用PLC的高速計數(shù)器指令計數(shù)產(chǎn)生的脈沖個數(shù)，此時，如果計數(shù)器的值與預(yù)置值相等時，電動機便由變頻器控制停止工作，進而準(zhǔn)確定位控制傳輸帶的運行距離。在此控制系統(tǒng)中，傳輸帶運行20cm過程中，光電編碼器產(chǎn)生的脈沖個數(shù)即為高速計數(shù)器的預(yù)置值，脈沖個數(shù)與傳動輥直徑、光電編碼器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)以及傳輸帶的運行距離等均有著直接關(guān)系。其中，脈沖數(shù)的計算公式為：脈沖數(shù)=[（傳動輥直徑×π÷（脈沖數(shù)/轉(zhuǎn)）] ×傳送帶運行距離。

2.PLC高速脈沖指令控制步進伺服電機實現(xiàn)定位控制

2.1 控制系統(tǒng)的工作原理

步進伺服電機由于成本低廉、控制簡便、定位精度高以及無累積誤差等，因而廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制中的精確定位場合中。步進電機在工業(yè)生產(chǎn)中多與絲桿等機械進行連接，從而實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動向工作臺面的直線運動的轉(zhuǎn)變。其中，控制控制步進電機的角位移大小和轉(zhuǎn)速便可定位控制工作臺面的移動距離。

PLC高速脈沖指令控制步進伺服電機實現(xiàn)定位控制的本質(zhì)為PLC通過高速脈沖輸出指令PTO/PWM進行高速脈沖信號的輸出，再通過步進伺服電機的脈沖細分驅(qū)動器對步進電機的運行進行有效控制，進而將工作臺移動到指定的工作位置，完成定位工作。在該控制系統(tǒng)中， 設(shè)定PLC產(chǎn)生的脈沖數(shù)為定位工作的關(guān)鍵，其中，脈沖數(shù)值受到脈沖當(dāng)量、步進電機驅(qū)動器的細分?jǐn)?shù)、傳動速比以及脈沖頻率等參數(shù)的直接影響[2]。

2.2 控制系統(tǒng)的設(shè)計方案

本文以定位控制貨物倉儲系統(tǒng)中的直線導(dǎo)軌的設(shè)計為例。假設(shè)在倉儲系統(tǒng)中，步進電機需將材料以直線導(dǎo)軌的拖動形式拖至距離為200mm的目的地。為了進行準(zhǔn)確的定位，該系統(tǒng)采用的設(shè)備有型號為CPU226的PLC、混合式的步進伺服電機以及步進電機驅(qū)動器等。其中，采用的PLC的CPU包含Q0.0端子和Q0.1端子兩個脈沖發(fā)生器，且均可輸出脈沖頻率高達20kHz的PTO/PWM高速脈沖信。系統(tǒng)根據(jù)控制要求需采用高速脈沖串輸出PTO功能。PTO功能可以滿足多個脈沖串進行排隊輸出，從而形成單段和多段兩種流水線。

在此定位控制系統(tǒng)中，需將步進電機細分驅(qū)動器的脈沖細分?jǐn)?shù)設(shè)定為4，驅(qū)動步距角為0.9度/1.8度，從而實現(xiàn)電機低頻振蕩的消除和分辨率的有效提高。步進電機的運行為了滿足定位精度及速度的要求，需經(jīng)歷啟動加速、恒速運行以及接近定位點時的減速運行這三個過程。此外，為了保障電機及驅(qū)動設(shè)備的有效運行，驅(qū)動脈沖頻率也必須進行線性增大，因而此定位控制系統(tǒng)采用多管線的操作方式來實現(xiàn)步進電機運行過程的控制。

2.3 控制系統(tǒng)的注意事項

（1）嚴(yán)格選擇PLC的類型。在選擇PLC時，需滿足以下兩點要求：一是其輸出形式必須為可以輸出高速脈沖的晶體管形式，二是輸出的脈沖頻率大小必須滿足系統(tǒng)控制的要求。

（2）仔細選擇步進電機的脈沖細分驅(qū)動器以及嚴(yán)格設(shè)置其參數(shù)。

（3）在選擇步進電機時，首先要考慮其類型的選擇，在根據(jù)系統(tǒng)要求的基礎(chǔ)上，對步進電機的電流值、電壓值及使用螺栓機構(gòu)等定位裝置的確定，從而確定其拍數(shù)和相數(shù)。其次便是綜合考慮速比、額定轉(zhuǎn)矩、負載轉(zhuǎn)矩、軸向力以及運行頻率等，通過對步進電機規(guī)格及控制裝置的確定從而選擇合適的步進電機品種[3]。

（4）嚴(yán)格計算脈沖當(dāng)量。

3.結(jié)語

綜上可知，隨著我國各項技術(shù)的不斷進步，主要運用于數(shù)據(jù)處理與網(wǎng)絡(luò)通信的PLC技術(shù)已經(jīng)取得了較快的發(fā)展。PLC、旋轉(zhuǎn)編碼器以及伺服電機等組成的定位控制系統(tǒng)由于具備結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)且高性價比等一系列優(yōu)點，因而在工業(yè)生產(chǎn)及軍事領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用，并為其以后的長遠發(fā)展提供更好的技術(shù)支持。

參考文獻

[1]蔣景強.伺服電機控制技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2012（20）：158-160.

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[關(guān)鍵詞]PLC；液壓控制系統(tǒng)；編程；

中圖分類號：TV664.2 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）20-0308-01

0 引言

本文以線性絞車為主導(dǎo)，通過PLC控制電磁閥，實現(xiàn)對液壓缸自動進退動作控制，完成 “夾緊”和“往返”兩個動作，實現(xiàn)順序控制、手動控制、緊急停車等功能。

1.液壓控制系統(tǒng)概述

液壓控制系統(tǒng)是以電機提供動力基礎(chǔ)，以液壓油作為工作介質(zhì)，使用液壓泵將機械能轉(zhuǎn)化為壓力能，推動液壓油，通過職能機構(gòu)控制各種閥門改變液壓油的流向，從而推動液壓缸做出不同行程、不同方向的動作，完成各種設(shè)備不同的動作需要。它與單純的機械傳動、電氣傳動和氣壓傳動相比，具有傳遞功率大，結(jié)構(gòu)小、響應(yīng)快等特點。

液壓系統(tǒng)的優(yōu)點：

（1）液壓元件的功率-重量比和力矩-慣量比大；

（2）工作比較平穩(wěn)，反應(yīng)快，沖擊小，可在負載下直接換向或啟動；

（3）易實現(xiàn)復(fù)雜的動作、集中操作或遠程控制；

（4）易實現(xiàn)無極調(diào)速。

液壓控制系統(tǒng)的原理圖見圖1：

2.線性絞車控制系統(tǒng)的工作原理

2.1 線性絞車控制系統(tǒng)組成

主要由控制系統(tǒng)、液壓傳動系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)以PLC為核心，編譯工作程序，控制電磁閥的啟停，從而控制液壓缸的伸縮，實現(xiàn)工況下的動作方向、工作行程。液壓傳動系統(tǒng)由各種閥門、液壓油箱、液壓缸、液壓管路等組成，基本液壓回路實現(xiàn)不同功能，包括控制執(zhí)行元件運動速度的速度控制回路、控制液壓系統(tǒng)全部或局部壓力的壓力控制回路、用來控制執(zhí)行元件（液壓缸）運動方式的換向回路等，這些回路組成的傳動系統(tǒng)實現(xiàn)了機械設(shè)備所需的各種運動及控制功能。工作部件主要為液壓缸，它們的工作過程按預(yù)定的邏輯關(guān)系實現(xiàn)，運動狀態(tài)的改變靠轉(zhuǎn)換信號。信號主要來源于按扭（啟動、停止）開關(guān)、行程限位開關(guān)、壓力等參數(shù)變化，這些輸入的信號通過PLC邏輯運算轉(zhuǎn)化為控制液壓換向閥的輸出信號。

2.2 PLC系統(tǒng)設(shè)計

（1）PLC的選擇

PLC芯片集成了CPU、RAM、ROM與輸入輸出電路，PLC主要用于輸入輸出之間的邏輯轉(zhuǎn)換，邏輯信號流程可表示為輸入―CPU邏輯轉(zhuǎn)換―輸出，輸出信號對設(shè)備進行各種控制，實際上PLC只是起了中間變換器的作用。為實現(xiàn)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集中管理，將現(xiàn)場數(shù)據(jù)遠程傳輸，采用了PLC串行通信模塊。

（2） PLC控制的工作原理

PLC系統(tǒng)主要是通過編譯程序，控制電磁換向閥的啟停，實現(xiàn)液壓缸的按照工藝要求自由進退。如圖2所示：

在選擇PLC時，首先要分析液壓系統(tǒng)運動過程、設(shè)計功能以及輸入設(shè)備（按扭開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等）和輸出設(shè)備（液壓換向閥電磁鐵線圈、接觸器線圈、指示燈）的作用，明確輸入、輸出信號的對應(yīng)關(guān)系和數(shù)量，選擇與之相適應(yīng)的PLC。

（3）PLC程序設(shè)計

1執(zhí)行方式

自動方式下可以按預(yù)定的方式完成活塞桿的往復(fù)運動。要求活塞桿能夠在到達一個終點以后經(jīng)過預(yù)先設(shè)置好的時間后返回。這就要求電磁換向閥的兩個線圈必須隔一定的時間輪流吸合或放開，整個過程可以讓PLC內(nèi)部的程序來完成。如果需要切換控制方式，則可以用上位機人機界面上的轉(zhuǎn)換控制按鈕或用外接開關(guān)強行轉(zhuǎn)換。圖3為程序流程圖：

手動方式可以控制逐個控制電磁閥的吸合控制。是為了在精度要求不高的時候或作簡單測驗時能夠用較簡潔的方式來控制系統(tǒng)的運行。

2執(zhí)行過程

PLC執(zhí)行程序的過程分為三個階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段。

3 PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計

盡管PLC有較強的抗干擾能力，但是如果環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強烈或PLC的安裝和使用方法不當(dāng)，還是有可能給PLC控制系統(tǒng)的安全和可靠性帶來隱患。因此，在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計中，還需要注意系統(tǒng)的抗干擾性設(shè)計，主要從三個方面考慮：

（1）采取抗電源干擾的措施，以減少因電源干擾造成的PLC控制系統(tǒng)故障；

（2）采取合理的接地方式，可避免電壓沖擊的危害；

（3）采取防I/O干擾措施，降低對元器件的損傷。

4 結(jié)語

本文通過對液壓控制系統(tǒng)組成、設(shè)計、運行三個方面的簡述，闡述PLC在液壓控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，并詳細的說明了PLC編程設(shè)計的過程和執(zhí)行過程。

參考文獻

[1] 何衍慶，可編程控制器原理及應(yīng)用技巧，化學(xué)工業(yè)出版社1998.

篇7

關(guān)鍵詞：電梯控制系統(tǒng)； PLC； 繼電器設(shè)計； 微型計算機設(shè)計

自我國改革開放之后，經(jīng)濟與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為人們的生活提供了很大的便利。由于城市用地的緊張，各類高層建筑拔地而起，作為唯一的運輸設(shè)備，電梯已經(jīng)成為人們長久依賴的出行工具。電梯不僅提升了建筑空間的利用效率，還方便了廣大住戶的出行。但是，傳統(tǒng)的電梯布線程序復(fù)雜，經(jīng)常會引發(fā)故障，由于其體積過大，導(dǎo)致修復(fù)困難，無法確保電梯安全、順利運行。因此，電梯系統(tǒng)的設(shè)計問題已經(jīng)成為建筑行業(yè)亟待研究、解決的問題。

PLC系統(tǒng)具有強大的功能，將傳統(tǒng)系統(tǒng)中復(fù)雜的控制線路變得容易操作，布線程序更加精簡，不僅如此，還可同計算機進行有效的連接，在解決了傳統(tǒng)電梯控制系統(tǒng)中的弊端之后，還可確保電梯運行的可靠性與安全性。因此，PLC電梯控制系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于各大高層建筑領(lǐng)域，具有非凡的發(fā)展?jié)摿Α１疚膹亩鄠€角度探討了PLC電梯控制系統(tǒng)的優(yōu)勢與特點，以期為電梯設(shè)計領(lǐng)域提供有效的參考與借鑒。

1.PLC 的相關(guān)概念分析

所謂的PLC，從專業(yè)的角度來看，是一種以微處理機為基礎(chǔ)而設(shè)計出的一種新型的自動化、數(shù)字化控制系統(tǒng)，業(yè)內(nèi)人士將其稱之為編程控制器。PLC主要由電源部件、中央處理器、輸出接口部件、輸入接口部件組合而成。PLC系統(tǒng)具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢，因此廣受建筑行業(yè)的喜愛與青睞。縱觀電梯行業(yè)的發(fā)展史，我們不難發(fā)現(xiàn)，PLC系統(tǒng)備受各界人士的矚目，隨著集成電路及通信技術(shù)的長足發(fā)展，PLC系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于電梯行業(yè)中。采用PLC系統(tǒng)，具有提升電梯運行可靠性、安全性，投資小等優(yōu)勢，所以，其發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｔ陔娞莸倪\營及最初設(shè)計環(huán)節(jié)，都應(yīng)給予控制系統(tǒng)這一問題高度關(guān)注，因為對于整個電梯而言，控制系統(tǒng)具有決定性的作用。傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)缺陷極多，譬如說：缺乏可靠性、安全性；容易發(fā)生故障且接線程序較為復(fù)雜等，這些對系統(tǒng)的運行均會產(chǎn)生負面影響。PLC系統(tǒng)靈活性較高、編程較為簡單，降低了故障的發(fā)生幾率，保證電梯安全、可靠運行，有效解決了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中的存在的問題。

2.電梯PLC 的設(shè)計思路探討

2.1電梯PLC系統(tǒng)的設(shè)計思路

電梯能否正常運行一般取決于自身的控制系統(tǒng)。因此，在最初的設(shè)計階段，應(yīng)選擇與電梯運行特點相符的PLC系統(tǒng)。PLC是保證電梯系統(tǒng)技術(shù)、質(zhì)量的關(guān)鍵性因素，因此，設(shè)計人員應(yīng)給予其高度重視。一般而言，電梯控制系統(tǒng)是由層站召喚系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、電視監(jiān)控以及電梯控制系統(tǒng)組合而成。在設(shè)計電梯控制系統(tǒng)時，明確PLC設(shè)計思路是首要工作，按照熊設(shè)計要求及相關(guān)使用要求進行I /O 接口的分配，隨后，來繪制I /O 端子接線圖、編制選定PLC系統(tǒng)的I /O 接口分配表，最終設(shè)計成專業(yè)性、系統(tǒng)性、安全性較強的電梯控制軟件。

2.2電梯控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)研究

在具體的開發(fā)環(huán)節(jié)，設(shè)計師在編制程序時，一般選擇數(shù)據(jù)比較方法，不僅操作簡單，還便于人們的理解。即便是編寫幾十層高的電梯系統(tǒng)，仍然會采用最精簡的程序。在編制電梯開關(guān)門控制程序時，應(yīng)實現(xiàn)到達目的站自動開門、無司機狀態(tài)自動開門、電梯手動開門與關(guān)門等幾個功能。在編制電梯系統(tǒng)程序的具體過程中，應(yīng)充分考慮電梯的運營及安全狀況，來選定電梯最終的運行方向，譬如說：在電梯內(nèi)有司機的情況下，應(yīng)以電梯所在的方位作為運行方向；在電梯內(nèi)沒有司機的情況下，應(yīng)按照所處的位置作為運行方向。上述問題均是在開發(fā)電梯控制系統(tǒng)過程中設(shè)計師應(yīng)給予高度關(guān)注的，從而確保系統(tǒng)安全、可靠運行。

3.電梯PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的主要方式分析

3.1信號控制系統(tǒng)

在PLC系統(tǒng)中，電梯信號控制系統(tǒng)基本上均由PLC軟件對其進行處理與控制的。歷經(jīng)長時間的發(fā)展與應(yīng)用，PLC控制系統(tǒng)已經(jīng)代替了傳統(tǒng)的機械選層器與繼電器設(shè)備，增強了電梯運行的可靠性與安全性，降低了引發(fā)故障的幾率。因此，PLC控制系統(tǒng)廣受電梯行業(yè)的喜愛與青睞。

3.2拖動控制系統(tǒng)

一般具有交流拖動方式與直流拖動方式兩個類型。PLC系統(tǒng)無需作出太大的變動，工作過程的反饋信息與拖動控制情況直接傳送至PLC，隨后再通過PLC發(fā)出拖動或控制信號?，F(xiàn)階段，隨著變頻器的出現(xiàn)，很多高層建筑均安設(shè)了交流調(diào)速的電梯，一般涵蓋兩種形式，即為半閉環(huán)控制與全閉環(huán)控制。在電梯運行過程中，PLC首先傳送給變頻器換速信號，隨后由變頻器來控制主拖動電路，最終完成調(diào)速目標(biāo)。這樣的方式不僅便于操作、簡單實用，還確保了系統(tǒng)運行的可靠性與安全性。

4.電梯PLC 控制的主要優(yōu)勢探討

現(xiàn)階段，業(yè)內(nèi)常見的電梯控制有三種形式，即為微型計算機控制、PLC控制與繼電器控制。相對于微型計算機與繼電器控制來說，PLC電梯控制系統(tǒng)具有一定的優(yōu)勢，其自動化水平較高，且使用時間較長，提高系統(tǒng)運行的安全性與可靠性。不僅如此，PLC軟件的擴展性也較強，不論是小型電梯，還是大型電梯，都可以應(yīng)用PLC電梯控制系統(tǒng)。

5.結(jié)語

現(xiàn)階段，隨著經(jīng)濟水平及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進步，促使國內(nèi)的高層建筑越來越多，增加了人們對電梯的需求。通過合理應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)，在確保電梯穩(wěn)定、可靠、安全運行的同時，還收獲了較好的經(jīng)濟效果。并與當(dāng)前國家推行的綠色、環(huán)保發(fā)展主題相符，可見其發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

參考文獻：

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關(guān)鍵詞：可靠性能分析；PLC控制系統(tǒng)；方法

可編程控制器由于抗干擾性強，編程靈活、簡易，可靠程度高，在現(xiàn)代的工業(yè)控制領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用和推廣。伴隨電子技術(shù)的新時展，PLC仍在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域內(nèi)作為具有引導(dǎo)性的標(biāo)志技術(shù)，因其在設(shè)計之初，即采用類同計算機同樣的設(shè)計理念和思路，這樣為其后期的研發(fā)、功能的擴展、廣泛的適用性都奠定了堅實的基礎(chǔ)，更能使之成為工業(yè)技術(shù)控制現(xiàn)場應(yīng)用的多面手。

一、PLC的獨特性

（一）高可靠性。因為在實際生產(chǎn)使用中，工業(yè)環(huán)境對比設(shè)計情況更加復(fù)雜和多樣性，標(biāo)準(zhǔn)高、要求嚴(yán)、極端條件等諸多因素都應(yīng)在設(shè)計之初考慮在內(nèi)，這樣，就對PLC的抗干擾能力提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，使其能夠適應(yīng)更為極端的環(huán)境，在高溫、低溫、高壓、強電池干擾等環(huán)境下，保證穩(wěn)定正常的工作。（二）可操行強。普遍應(yīng)用的PLC都采用編程器存儲編制好的程序。通過利用編程器，將調(diào)試運行好的程序?qū)懭隤LC中，就能完成新程序的更新。在更改程序時候，也相當(dāng)?shù)谋憬?、只要直接根?jù)所需地址編號對應(yīng)的繼電器編號或者接點號采取搜索或者是按照順序?qū)ふ覍?yīng)的程序，進行有針對性的修改，就能完成所需的操作。PLC為我們提供了梯形圖、功能表圖等等種類可以選擇應(yīng)用的序控制設(shè)計類語言，方便程序設(shè)計者使用。當(dāng)系統(tǒng)程序發(fā)生故障或運行出現(xiàn)問題的時候，維修員可以參照故障信號燈的指示或者是依據(jù)故障代碼在編程器和CRT上的顯示，從大量的程序代碼中快速的找尋到出現(xiàn)故障的位置，大大節(jié)省了排除故障和修復(fù)時間。（三）靈活性高。PLC的靈活性表現(xiàn)在三個方面：一是編程靈活性，二是擴展靈活性，三是操作靈活性。

二、保證PLC控制系統(tǒng)可靠的主要因素

PLC控制系統(tǒng)可靠的運行，關(guān)乎到整個生產(chǎn)過程的順利進行、安全和高效，硬件、軟件或者外圍配套設(shè)備等諸多因素，只要是一環(huán)節(jié)出問題了問題，都會影響到PLC的正常使用，迫使生產(chǎn)停產(chǎn)。雖然現(xiàn)代工業(yè)可編程控制器和控制機本身，都具有了較高的可靠性，可以保證生產(chǎn)的連貫性。例如操作員，給PLC設(shè)定的開關(guān)量信號信息因某些情況出現(xiàn)了偏差或者實際與設(shè)計數(shù)值偏差較大，模擬信號在采集過程中摻入 了干擾數(shù)據(jù)，PLC輸出端所接駁的某個控制執(zhí)行機構(gòu)沒有能夠按照要求的動作去執(zhí)行等等，這些操作，都有可能導(dǎo)致控制過程出現(xiàn)失誤，造成經(jīng)濟損失。

(一)輸入給PLC信號出錯的主要有兩點原因：一個是信號點抖動。現(xiàn)場的觸點雖然只是進行了閉合一次的操作，但是PLC卻認為已經(jīng)進行了閉合多次。盡管都在軟件部分增加了微分指令，硬件部分增加了濾波電路，但由于掃描周期短，仍可能在累加、計數(shù)等指令中出現(xiàn)不必要的錯誤。二是傳輸信號線斷路或短路。當(dāng)傳輸信號線出現(xiàn)了突發(fā)故障時，現(xiàn)場的信號就無法有效地傳送給PLC，從而造成控制出錯。

(二)執(zhí)行機構(gòu)出錯的主要有以下三點原因：一是控制負載的接觸不能發(fā)生可靠的動作。盡管，有些時候PLC已經(jīng)發(fā)出了有效地動作指令，但是在執(zhí)行機構(gòu)卻沒有完全按照要求動作去執(zhí)行。二是各個電磁閥、電動閥開、關(guān)沒能按著設(shè)計時序及時開合。因執(zhí)行機構(gòu)在控制過程中，沒有按照PLC的控制要求完成相應(yīng)有效的設(shè)定動作，造成自動化程序系統(tǒng)相應(yīng)環(huán)節(jié)控制不連貫，導(dǎo)致無法正常有效工作，嚴(yán)重影響了整個系統(tǒng)的可靠性，影響了工作效率和質(zhì)量。三是控制變頻器發(fā)生了問題。當(dāng)變頻器本身，在一些因素的影響下出現(xiàn)問題，使得連接變頻器的電機不能按照給定的頻率要求進行設(shè)定好的操作。

三、提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的方法

（一）高度重視安裝流程提高PLC控制系統(tǒng)可靠性是一項常期、持續(xù)工作。一是要嚴(yán)格在施工和安裝過程把關(guān)，這樣能夠大大地減少出現(xiàn)投產(chǎn)故障率。二是要提高檢修質(zhì)量，更加注重在技改和系統(tǒng)改造升級過程中的信息留存。如若不然，在若干年后，因大量的改造和升級變更，使得線路發(fā)生大量的變化與更改，信號缺失和程序更替，這些情況的變化，如果沒有詳細的信息留存和登記相伴隨，繼任負責(zé)人將面對巨大的人為困難，導(dǎo)致工作量的劇增和穩(wěn)定性連續(xù)性的下降。

(二)輸入信號可靠性的探討。為確保讀入的PLC現(xiàn)場信號的可靠性，我們可以利用信號之間的關(guān)聯(lián)和現(xiàn)有的控制系統(tǒng)自身特點來進行判斷信號的可靠性。如：極限的保護方法。在開、關(guān)動作發(fā)生給PLC傳送相應(yīng)的信號，如果這個信號在設(shè)計的極限值之內(nèi)，即為有效信號，加以執(zhí)行處理。一旦發(fā)生故障，可以通過報警系統(tǒng)及時通知操作人員進行處理。為了能夠確保輸送到PLC信號可靠，要求我們選擇經(jīng)過大量測試和實際工作中檢驗可靠的開關(guān)和變送器。為了防止因不確定因素而引起的可靠性下降，要求我們在布設(shè)信號傳送線路時也要保證高度的穩(wěn)定、拒絕出現(xiàn)任何的接觸不良問題發(fā)生。同時要在編譯程序設(shè)計的過程中，針對數(shù)字濾波程序段的編寫，提出更高的要求，設(shè)定高標(biāo)準(zhǔn)的信號輸入門檻，爭取攔截更多的干擾源，保證輸入到PLC中的數(shù)據(jù)純潔，保證信號具有高可信性。

（三）加強科學(xué)系統(tǒng)的維護與管理。要保證PLC控制系統(tǒng)的高可靠性，后期的維護管理工作顯得更為重要和必須。需要注意的主要設(shè)備部位包括：為整個系統(tǒng)提供電力的供電，內(nèi)外部的環(huán)境、安裝布設(shè)情況、中央處理單元(CPU)、信號模板(SM)及輸人、輸出相關(guān)的繼電器等外圍設(shè)備等。

四、結(jié)束語

有效提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性的辦法不少，針對不同可編程控制器，大致的略有不同；在實際生產(chǎn)維護管理工作中，善于發(fā)現(xiàn)問題、總結(jié)積累現(xiàn)場經(jīng)驗，通盤考慮各個對PLC的各種不利因素，采取相應(yīng)的措施加以解決，即可保證高可靠性與安全性，提高效率節(jié)省管護費用。

參考文獻：

篇9

可編程控制器(PLC)是在計算機技術(shù)、通信技術(shù)和繼電器控制技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)上開發(fā)出來的,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域。它以微處理器為核心,用編寫的程序進行邏輯控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等,并通過數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出來控制機械設(shè)備或生產(chǎn)過程。

1概述

1.1 1PLC控制介紹

可編程控制器(PLC)是一種新型的通用控制裝置,它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計算機控制技術(shù)和通信技術(shù)融為一體、專為工業(yè)控制而設(shè)計,具有功能強、通用、靈活、可靠性強、環(huán)境適應(yīng)性好、編程簡單、使用方便、體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點。近年來,隨著可編程控制器的日漸成熟,越來越多的設(shè)備控制都采用PLC控制器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制,并取得了很好的經(jīng)濟效益?？删幊炭刂破髋c繼電器的控制電路相比具有非常大的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的保護主要是分離儀表,可靠性差,集成度低,費用高,不易維護,不易監(jiān)視,已不能適應(yīng)當(dāng)前的要求。而PLC系統(tǒng)的功能極其廣泛,其應(yīng)用程序的功能包括信息采集、設(shè)備控制、故障報警、連鎖保護以及數(shù)據(jù)處理和信息傳輸?shù)?。既可以實現(xiàn)人機對話,又能實現(xiàn)操作無人看守,因此,PLC是一種智能程度極高的控制系統(tǒng)。

PLC控制系統(tǒng)由以下部分組成:變頻器、可編程控制器、電抗器、壓力變送器、震蕩傳感器、接觸器、空氣開關(guān)、電纜、電流表、電壓表、按鈕、互感器等。PLC由觸摸屏、電源、CPU、模擬量輸出模塊、開關(guān)量輸入輸出模塊等組成。其中,采用PLC來實現(xiàn)電氣部分的控制。包括五部分:啟動、運行、停止、切換、報警及故障自診斷。

1.2 變頻調(diào)整系統(tǒng)設(shè)計

實際的生產(chǎn)過程中離不開電力傳動。生產(chǎn)機械通過電動機的拖動來進行預(yù)定的生產(chǎn)方式。20世紀(jì)50年代前,電動機運行的基本方式是轉(zhuǎn)速不變的定速拖動。對于控制精度要求不高以及無調(diào)速要求的許多場合,定速拖動基本能夠滿足生產(chǎn)要求。隨著工業(yè)化進程的發(fā)展,對傳動方式提出了可調(diào)速拖動的更高要求。與傳統(tǒng)的調(diào)速技術(shù)如直流電動機調(diào)速相比,變頻調(diào)速具有極大的優(yōu)越性,整個調(diào)速系統(tǒng)體積小,重量輕、控制精度高、保護功能完善、工作安全可靠、操作過程簡便、通用性強,使傳動控制系統(tǒng)具有很優(yōu)良的性能。用變頻調(diào)速裝置驅(qū)動電動機去拖動風(fēng)機、水泵及其他機械時,與常規(guī)的不調(diào)速電機拖動相比,節(jié)能效果十分可觀。幾十年來工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的一些單項節(jié)能技術(shù),其數(shù)量級一般為幾個百分點,而采用變頻調(diào)速拉術(shù)后,在泵類及機械類工作運行中,可產(chǎn)生30%～40%的節(jié)能效果,使節(jié)能數(shù)量發(fā)生了飛躍。

在現(xiàn)代控制設(shè)備中,機－電、液－電、氣－電配合得越來越密切,雖然生產(chǎn)機械的各類繁多,其電氣控制設(shè)備也各不相同,但電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計原則和設(shè)計方法基本相同。在最大限度滿足生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝對電氣控制系統(tǒng)要求的前提下,力求運行安全、可靠,動作準(zhǔn)確,結(jié)果簡單、經(jīng)濟,電動機及電氣元件選用合理,操作、安裝、調(diào)試和維修方便。

2PLC控制在變頻調(diào)整系統(tǒng)設(shè)計中的作用

2.1 基本要求

任何生產(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計,都包括兩個基本方面:一個是滿足生產(chǎn)機械和工藝的各種控制要求,另一個是滿足電氣控制系統(tǒng)本身的制造、使用以及維修的需要。因此,電氣控制系統(tǒng)設(shè)計包括原理設(shè)計和工藝設(shè)計兩個方面。前者決定一臺設(shè)備使用效能和自動化程度,即決定著生產(chǎn)機械設(shè)備的先進性、合理性,而后者決定著電氣控制設(shè)備生產(chǎn)可行性、經(jīng)濟性、外觀和維修等方面的性能。

在設(shè)計中,可以利用PLC的特點,對變頻器的按鈕、開關(guān)等輸入/輸出,模擬量輸入/輸出進行控制,以實現(xiàn)變頻器控制作用下的變頻調(diào)速。在許多變頻調(diào)速系統(tǒng)中,盡管最終控制的量為流量、張力、壓力等,但本質(zhì)廣都是以負載的轉(zhuǎn)速作為控制對象,具有這種性質(zhì)的系統(tǒng)有其特點,因此,配用變頻時亦有相應(yīng)的特點。

2.2 高精度變頻調(diào)整控制實例

某造紙廠的1臺造紙機要求長時間保持高精度控制。在改選過程中要求為全數(shù)字控制的構(gòu)成。所以定PLC為測速電機。為排除溫度漂移等周圍環(huán)境的影響,采用全數(shù)字控制。系統(tǒng)內(nèi)使用微處理機進行數(shù)字控制。

PLC在輸出轉(zhuǎn)速的過程中,信號用下面3種方式處理:輸入脈沖數(shù)測定方式;輸入脈沖的周期測定方式;整數(shù)個脈沖的時間測定方式。使用輸入脈沖數(shù)測定方式時,測定進入一定周期Tc內(nèi)的脈沖數(shù),該方式有2個特點:回路簡單;要得到高數(shù)度需要長時間的測定。輸入脈沖的周期測定方式是指:用時鐘脈沖測定脈沖的周期,該方式在短時間可高精度地檢出;但轉(zhuǎn)速越高,檢出分辨力越下降;要求PLC的脈沖間隔精確。

整數(shù)個脈沖的時間測定方式的內(nèi)容是:用時鐘脈沖的時間測定進入一定周期Tc內(nèi)的整數(shù)個輸入脈沖的所需時間。此方式有以下特點:短時間內(nèi)可高數(shù)度地檢出;與轉(zhuǎn)速無關(guān),大體上可得到相同的分辨率;要求PLC的脈沖間隔精確。

對該造紙廠幾年來的改造應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)的實踐總結(jié)得出這樣一個結(jié)論:變頻調(diào)速對于中、小型的造紙機、復(fù)卷機是非常適宜的。全國的中、小型造紙機、復(fù)卷機數(shù)量在幾萬臺以上,進行變?yōu)l調(diào)速改造不僅能提高控制精度．從而大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量,而且能節(jié)約大量的電耗。當(dāng)設(shè)計高精度系統(tǒng)時,首先要明確:系統(tǒng)要求的是定常穩(wěn)定性還是要求對動態(tài)運動的控制具有高精度。如果要求的是定常穩(wěn)定性,則采用數(shù)字控制就可較簡單地解決;如果是后者,就要綜合考慮超調(diào)及響應(yīng)慢等問題。

3結(jié)語

綜上所述,如今,PLC在我國各個工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛,在就業(yè)競爭日益激烈的今天,掌握PLC設(shè)計和應(yīng)用是從事工業(yè)控制研發(fā)技術(shù)人員必須掌握的一門專門技術(shù)。基于PLC控制的電機變頻調(diào)速通過在電機控制系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)自動采集、監(jiān)控以及變頻、組態(tài)技術(shù),建立以PLC為控制核心的電機變頻調(diào)速,使得電機的數(shù)字化控制實現(xiàn)成為可能。要完成好電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng),除要求我們掌握必要的電氣設(shè)計基礎(chǔ)知識外,還要求我們必須經(jīng)過反復(fù)實踐,深入生產(chǎn)現(xiàn)場,將我們所學(xué)的理論知識和積累的經(jīng)驗技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計中來。

參考文獻

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[2] 孫亞峰,趙東升.PLC與變頻調(diào)速在橋式起重機中的應(yīng)用[J].江蘇冶金,2007(4).

篇10

【關(guān)鍵詞】：PLC控制；工業(yè)控制術(shù)；工業(yè)自動化

Abstract: PLC control is a new type of industrial control equipment, its superior performance, outstanding characteristics, has been widely applied to the field of industrial automation. This paper analyzes the application of the PLC control technology in port cargo handling automatic online for reference study purposes.Key words: PLC control; industrial control technique; industrial automation

中圖分類號：F407.9 文獻標(biāo)識碼：A文章編號：

1、前言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、特別是大規(guī)模集成電路的問世和微處理機技術(shù)的應(yīng)用，出現(xiàn)了可編程序控制器（PLC），它不僅可以取代傳統(tǒng)的繼電接觸器系統(tǒng)還可以進行復(fù)雜的過程控制。PLC 是一種集計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)與通信技術(shù)為一體的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)。PLC 的開發(fā)初衷就是專門針對工業(yè)環(huán)境，逐步實現(xiàn)從單臺設(shè)備的控制到整個工廠流程自動化的發(fā)展要求。隨著軟、硬件的設(shè)計與開發(fā)，使編程過程簡單化從而使PLC 的控制更為靈活，并具有高度的可靠性與抗干擾能力等優(yōu)點。PLC 的功能也有了本質(zhì)的變化，從最初簡單的邏輯控制、順序控制，逐步進化到復(fù)雜的連續(xù)控制和過程控制領(lǐng)域，這一系列的演變過程代表了工業(yè)自動化程度的不斷提高，象征著現(xiàn)代工業(yè)的騰飛和進步。

2、PLC 控制技術(shù)特點

根據(jù)作者多年的實踐經(jīng)驗，認為PLC控制技術(shù)主要具有如下幾個方面的特點：第一，接口模塊豐富，PLC 針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號會有相應(yīng)的I/O 模塊、器件或設(shè)備，第二，易于安裝，操作簡單，改造容易，由于PLC 模塊體積小、重量輕，都是即插即用型，連接十分容易，建設(shè)一個PLC 控制系統(tǒng)周期并不長。而且PLC的用戶界面簡單明了，給使用者帶來了極大地方便。第三，可靠性高、抗干擾能力強，高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC 所采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，經(jīng)過了嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，各模塊也都采用了屏蔽措施以防止輻射干擾，具有很高的可靠性。第四，配套齊全，功能完善，適應(yīng)性強?，F(xiàn)今PLC 已形成各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。

2、PLC的控制策

PLC的控制方式主要包括順序控制、信息控制、過程控制、遠程控制、運動控制和模擬量控制等。下面分別介紹各種控制方式：第一，順序控制，隨著技術(shù)的進步，順序控制也不再是傳統(tǒng)的繼電器觸點式控制模式了，而是通過PLC觸點的狀態(tài)信息來實現(xiàn)。第二，信息控制，信息控制實現(xiàn)的是數(shù)據(jù)處理的功能，通過對信息的采集、處理、存儲與傳輸，實現(xiàn)信息控制的目的，并兼具數(shù)據(jù)分析能力。第三，過程控制，過程控制是對針對模擬量的工作過程，是通過對連續(xù)變化的電流、電壓、溫度、壓力等模擬量的當(dāng)前與歷史輸入狀況的分析，產(chǎn)生用戶要求的開關(guān)量，使系統(tǒng)工作參數(shù)能夠按一定要求工作。第四，遠程控制，遠程控制利用PLC 的通信接口與聯(lián)網(wǎng)模塊的通信功能，可以實現(xiàn)PLC 的遠程控制?？刂品绞街饕蠵LC 與PLC 控制網(wǎng)的遠程互連控制，PLC 與智能終端的互連來實現(xiàn)的遠程控制，還有PLC 與計算機終端、以太網(wǎng)的連接控制方式等等。第五，運動控制，機械的運動特性，為PLC 的控制提出了新的要求，控制對象的直線運動或者圓周運動等情況下，PLC 可以利用對脈沖量的控制來實現(xiàn)機械的運動控制。脈沖控制的位移量很小，因此，PLC 運動控制的精確度也很高。第六，模擬量控制，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器能處理模擬量信號，PLC廠家生產(chǎn)有配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，用于模擬量控制。

3、PLC在港口貨物裝卸自動線上的應(yīng)用

港口貨物自動裝卸系統(tǒng)由皮帶輸送系統(tǒng)、給料機構(gòu)等基本設(shè)備組成，利用控制設(shè)備、通訊模塊，打滑、速度、跑偏、料位等保護裝置，達到港口貨物裝卸自動系統(tǒng)的集中控制與監(jiān)測。

本文以S7-200系列PLC為例來說明其在港口貨物裝卸自動線上的應(yīng)用?？刂埔笕缦?系統(tǒng)運行后貨物由容器口流出，然后通過皮帶傳輸?shù)截涇嚿希截涇嚿系呢浳镞_到設(shè)定值的95%后，經(jīng)過一定的延時關(guān)閉容器口，通過閥門控制器來控制出貨的速度，并控制自動線上的貨物的數(shù)量，當(dāng)貨車裝滿貨物之前，出貨口關(guān)閉，當(dāng)自動線上的貨物全部被裝上車后，貨車發(fā)出離開的信號，當(dāng)此時發(fā)出貨車離開的信號，經(jīng)過一定的延時，當(dāng)下一輛空車到達裝卸位置，此時貨物開始流出，整個過程要求自動循環(huán)進行。一套完整的控制系統(tǒng)要多臺PLC組成，來達到實時的數(shù)據(jù)控制。完成系統(tǒng)內(nèi)港口貨物自動線的監(jiān)測、與控制，構(gòu)成完整的一套港口貨物裝卸自動線的PLC控制。

本系統(tǒng)中通過PID運算來計算出自動線上貨物的數(shù)量和重量

PID閉環(huán)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)：

圖3-1 閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖

閉環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較簡單，容易實現(xiàn)自動化，所以應(yīng)用很廣泛。

PID閉環(huán)控制系統(tǒng)不需要被控對象的數(shù)學(xué)模型，本論文中的港口裝卸自動線具有非線性和時變性，因此很難建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，對于這一問題，利用PID算法可以很好的解決。

3.1 對控制要求的分析

明確系統(tǒng)的控制要求及對控制要求的分析理解是PIE系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計的基礎(chǔ)．本控制要求按順序控制可歸納為：首先當(dāng)空貨車到達指定位置時，司機將信息射頻卡在讀卡器上掠過，讀卡器讀卡上的信息(車號，荷載重量，貨車主要裝的貨物類型等)，和判斷卡的有效性。此時就知道不同規(guī)格的貨車的荷載重量，利用壓力傳感器可以實時的知道貨車重量和此時裝貨物的重量之和。通過PID控制器進行控制，下達系統(tǒng)起動指令后，傳送帶電動機運轉(zhuǎn)；傳送帶運轉(zhuǎn)且裝貨車達規(guī)定裝料位置后，PLC控制出貨物口打開，貨物經(jīng)傳送帶裝入貨車；通過PID運算來計算出自動線上貨物的數(shù)量和重量，貨車在所裝物料重量達設(shè)定值的95%就關(guān)閉容器口的閥門）。由PLC控制關(guān)閉出貨口；關(guān)閉出貨口1Os后(待傳送皮帶上的剩余貨物全部被裝入貨車)發(fā)出貨車放行信號；當(dāng)下一輛空貨車到達規(guī)定位置后再重復(fù)上一輛貨車的操作，當(dāng)下輛空貨車因故在20s內(nèi)不能到達規(guī)定裝料位置，傳送帶自動停止運行。

3.2PLC的配置：

根據(jù)控制要求確定PLC輸入I/O接點的類型和數(shù)量。系統(tǒng)中應(yīng)該包含：起動按鈕系統(tǒng)；停車按鈕；貨車到達規(guī)定裝貨位置狀態(tài)信號；貨物出口關(guān)閉狀態(tài)信號，貨物出口打開狀態(tài)信號；重量開關(guān)信號，還需要使用兩個定時器。

(1)當(dāng)輸入啟動指令時，輸出繼電器得電，給出系統(tǒng)運行的指令，并且皮帶開始運行，并且要閉鎖。

(2)當(dāng)皮帶已經(jīng)運行，貨車在裝貨的位置且為空車，出貨口處于關(guān)閉狀態(tài)。然后出貨口開啟，當(dāng)貨車重量到額定載重的95%時，出貨口關(guān)閉

（3）當(dāng)貨車已經(jīng)裝滿，并且出貨口已經(jīng)關(guān)閉時，經(jīng)過一段的延時，下一輛空車到位。若下一輛空車未到達，則切斷系統(tǒng)運行指示和皮帶的運行。

把以上程序輸入PLC并調(diào)試，當(dāng)調(diào)試滿足要求是，就可以確定成最終的程序，到此完成PLC的設(shè)計。

4、結(jié)尾

PLC具有廣泛的通用性、使用方便、可靠性高、適應(yīng)面廣、抗干擾能力強、易于編程等特點．現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，用來實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程的自動控制．

隨著PLC產(chǎn)品的發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來越廣．隨著我國微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，PLC 將會在冶金、礦山、造紙等舊電氣設(shè)備的改造和新型設(shè)備的自動控制中得到日益廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)代PLC 控制技術(shù)將向體積更小、功能更強、價格更低、速度更快的微小型方向發(fā)展，同時也會朝著大型網(wǎng)絡(luò)化、兼容性好、功能全及可靠性高的方向發(fā)展。在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)高速發(fā)展的時代，PLC 控制技術(shù)也將逐步得到優(yōu)化，也必并且發(fā)揮越來越大的作用。

【參考文獻】

[1]《S7系列PLC與變頻器》劉瑞華等，中國電力出版社

[2] 《電氣控制技術(shù)與PLC》鄧志良等，東南大學(xué)出版社

[3] 《PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用》廖常初等，機械工業(yè)出版社