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plc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。下面是我为大家精心推荐的plc论文范文,希望能够对您有所帮助。
PLC概述及维护
摘要:针对在信号系统与外部接口设计中广泛使用的PLC,本文介绍了PLC的概况和使用中的常见问题处理。
Abstract: In view of the signaling system with exterior connection design in widespread used PLC, this article introduced PLC’s survey and frequently malfunctions.
关键词:PLC, 接口,故障,维修,地铁,信号
Key words: PLC, Interface, Malfunction,Maintenance, Subway,Signaling
中图分类号: U231+.7 文献标识码:A文章编号:
一、背景及基本概念
背景
在信号系统中的设计中,越来越多的使用PLC作为内部及外部接口的元器件,而接口的问题一直是设备调试、维护中比较难于掌握的。所以作为工程人员就需要对PLC的工作原理,及常见的问题有一定的了解。
基本概念
定义
PLC即可编程控制器PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER 的简称。国际电工委员会(IEC)颁布了对PLC的规定:可编程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,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程控器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
PLC的结构及基本配置
一般讲,PLC分为箱体式和模块式两种。但它们的组成是相同的,对箱体式PLC,有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,当然按CPU性能分成若干型号,并按I/O点数又有若干规格。对模块式PLC,有CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。无任哪种结构类型的PLC,都属于总线式开放型结构,其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。PLC的基本结构框图如下:
图1
一、CPU:
PLC中的CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用,每台PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路,
与通用计算机一样,主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成,还有外围芯片、总线接口及有关电路。它确定了进行控制的规模、工作速度、内存容量等。内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。
CPU模块的外部表现就是它的工作状态的种种显示、种种接口及设定或控制开关。一般讲,CPU模块总要有相应的状态指示灯,如电源显示、运行显示、故障显示等。箱体式PLC的主箱体也有这些显示。它的总线接口,用于接I/O范本或底板,有内存接口,用于安装内存,有外设口,用于接外部设备,有的还有通讯口,用于进行通讯。CPU模块上还有许多设定开关,用以对PLC作设定,如设定起始工作方式、内存区等。
二、I/O模块:
PLC的对外功能,主要是通过各种I/O接口模块与外界联系的,按I/O点数确定模块规格及数量,I/O模块可多可少,但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或机架槽数限制。I/O模块集成了PLC的I/O电路,其输入缓存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状态。
三、电源模块:
有些PLC中的电源,是与CPU模块合二为一的,有些是分开的,其主要用途是为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时,有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源以其输入类型有:交流电源,加的为交流220VAC或110VAC,直流电源,加的为直流电压,常用的为24V。
四、底板或机架:
大多数模块式PLC使用底板或机架,其作用是:电气上,实现各模块间的联系,使CPU能访问底板上的所有模块,机械上,实现各模块间的连接,使各模块构成一个整体。
PLC的通信及编程
PLC具有通信联网的功能,它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其它智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。现在几乎所有的PLC新产品都有通信联网功能,它和计算机一样具有RS-232接口,通过双绞线、同轴电缆或光缆,可以在几公里甚至几十公里的范围内交换信息。
当然,PLC之间的通讯网络是各厂家专用的,PLC与计算机之间的通讯,一些生产厂家采用工业标准总线,并向标准通讯协议靠近,这将使不同机型的PLC之间、PLC与计算机之间可以方便地进行通讯与联网。
PLC编程
PLC的编程语言与一般计算机语言相比,具有明显的特点,它既不同于高级语言,也不同与一般的汇编语言,它既要满足易于编写,又要满足易于调试的要求。目前,还没有一种对各厂家产品都能兼容的编程语言。如三菱公司的产品有它自己的编程语言,OMRON公司的产品也有它自己的语言。但不管什么型号的PLC,其编程语言都具有以下特点:
1. 图形式指令结构:程序由图形方式表达,指令由不同的图形符号组成,易于理解和记忆。系统的软件开发者已把工业控制中所需的独立运算功能编制成象征性图形,用户根据自己的需要把这些图形进行组合,并填入适当的参数。在逻辑运算部分,几乎所有的厂家都采用类似于继电器控制电路的梯形图,很容易接受。如西门子公司还采用控制系统流程图来表示,它沿用二进制逻辑组件图形符号来表达控制关系,很直观易懂。较复杂的算术运算、定时计数等,一般也参照梯形图或逻辑组件图给予表示,虽然象征性不如逻辑运算部分,也受用户欢迎
2. 明确的变数常数:图形符相当于操作码,规定了运算功能,操作数由用户填人,如:K400,T120等。PLC中的变量和常数以及其取值范围有明确规定,由产品型号决定,可查阅产品目录手册。
3. 简化的程序结构:PLC的程序结构通常很简单,典型的为块式结构,不同块完成不同的功能,使程序的调试者对整个程序的控制功能和控制顺序有清晰的概念。
4. 简化应用软件生成过程:使用汇编语言和高级语言编写程序,要完成编辑、编译和连接三个过程,而使用编程语言,只需要编辑一个过程,其余由系统软件自动完成,整个编辑过程都在人机对话下进行的,不要求用户有高深的软件设计能力。
5. 强化调试手段:无论是汇编程序,还是高级语言程序调试,都是令编辑人员头疼的事,而PLC的程序调试提供了完备的条件,使用编程器,利用PLC和编程器上的按键、显示和内部编辑、调试、监控等,并在软件支持下,诊断和调试操作都很简单。
二、PLC维护
维护概述
一般各型PLC均设计成长期不间断的工作制。对于地铁维护人员来讲,是不需要更改PLC内部程序的。但是在调试期间就需要对相应动作进行修改。
查找故障的设备
PLC的指示灯及机内设备,有益于对PLC整个控制系统查找故障。编程器是主要的诊断工具,他能方便地连到PLC上面可以观察整个控制系统的状态。根据PLC厂家的不同编程器也有区别,有的是运行在PC上的软件,有的是一个专用的设备。
查找故障顺序
根据下列问题,并根据发现的合理动作逐个否定。一步一步地更换PLC中的各种模块,直到故障全部排除。所有主要的修正动作能通过更换模块来完成, 除了一把螺丝刀和一个万用电表外,并不需要特殊的工具。
1、PWR(电源)灯亮否?如果不亮,在采用交流电源的框架的电压输入端(98-162VAC或195-252VAC)检查电源电压;对于需要直流电压的 框架,测量+24VDC和0VDC端之间的直流电压,如果不是合适的AC或DC电源,则问题发生在PLC之外。如AC或DC电源电压正常,但PWR灯不亮,检查保险丝,如必要的话,就更换CPU框架。
2、PWR(电源)灯亮否?如果亮,检查显示出错的代码,对照出错代码表的代码定义,做相应的修正。
3、RUN(运行)灯亮否?如果不亮,检查编程器是不是处于PRG或LOAD位置,或者是不是程序出错。如RUN灯不亮,而编程器并没插上,或者编程器处于RUN方式 且没有显示出错的代码,则需要更换CPU模块。
4、BATT(电池)灯亮否?如果亮,则需要更换锂电池。由于BATT灯只是报警信号,即使电池电压过低,程序也可能尚没改变。更换电池以后, 检查程序或让PLC试运行。如果程序已有错,在完成系统编程初始化后,将录在磁带上的程序重新装入PLC。
在日常的维修活动中,可以根据故障统计来准备备品备件,并不需要准备整个PLC。掌握了故障判断方法后,可以进行针对性地更换,这样可以减少维修成本,增加维修效率。
三、总结
了解PLC的组成部分及工作原理,可以更加准确的对PLC进行故障判断,在系统设计和生产使用中要对该系统的设备消耗、元器件设备故障发生点有清楚的估计,可以减少安装调试、维修成本,延长PLC控制系统的寿命。
在信号设计过程中有过把系统改复杂的现象,如采用复杂的控制方式和设备来实现,本可以用简单装置来实现的控制,违背了经济、简单、实用的原则,并可能会增加故障率。另外我们在信号系统中大多使用PLC处理接口信息,所以在设计过程中要尽量将接口信息容易识别,这样在出现故障时,能够尽快判断故障的归属方,便于地铁的运营管理。
分析故障或处理故障时也要注意系统性,要综合的考虑系统的各个输入输出才能能准确地判断故障点。
浅析PLC控制技术
[摘要]PLC是Programmable Logic Controller的缩写,即可编程逻辑控制器。IEC对PLC的定义是:PLC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,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
[关键词]PLC技术发展现状发展趋势
中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1210064-01
一、PLC技术的概念
PLC即可编程控制器(Programmable logic Controller,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会(International
Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。”
二、PLC技术的发展历史
1968年,通用汽车对外公开招标,寻求新的电气控制装置,1969年,美国数字设备公司制成的首台plc,1971年日本从美国引进了PLC技术加以消化,由日本公司研制成功了日本的第一台PLC。从70年代初开始,不到三十年时间里,PLC生产发展成了一个巨大的产业,据不完全统计,现在世界上生产PLC及其网络的厂家有二百多家,生产大约有400多个品种的PLC产品。其中在美国注册的厂超过100家,生产大约二百个品种;日本有60~70家PLC厂商,也生产200多个品种的PLC产品;在欧洲注册的也有几十家,生产几十个品种的PLC产品PLC产品的产量、销量及用量在所有工业控制装置中居首位,市场对其需求仍在稳步上升。进入二十世纪九十年代以来,全世界PLC年销售额以达百亿美元而且一直保持15%的年增长的势头。
三、我国PLC技术的发展现状
我国研究PLC技术起步较晚,但发展速度较快。中国电力科学研究院自1997年开始研究PLC技术,主要考虑PLC技术用于低压抄表系统,传输速率较低。1998年开发出样机,并通过了试验室功能测试,1999年在现场进行试运行,获得了产品登记许可。1999年5月开始进行PLC系统的研究开发工作。主要对我国低压配电网络的传输特性进行了测试,并对测试结果进行了数据处理和分析,基本取得了我国低压配电网传输特性和参数,为进行深入研究和系统开发提供依据。2000年开始引进国外的PLC芯片,研制了2Mbps的样机,2001年下半年在沈阳供电公司进行了小规模现场试验,实验效果良好,并于6月20日在沈阳通过验收。验收委员会通过现场检测认为,该实验从中国配电网的实际传播特性出发,对电力线通信技术的理论、实际应用和工程技术进行了开创性研究,在国内率先研制成功2Mbps和14Mbps高速电力线通信系统,建立了我国第一个电力线宽带接入实验网络;实现了自家庭至配电开关柜的高速电力线数据通信,并将办公自动化系统延伸至家庭。该实验的成功标志着我国已经全面掌握了高速电力线通信的核心技术,具备了研制生产这种技术实用化设备的能力。据悉,今年年底以前将建成200户的试验网络。
我国工业控制自动化的发展道路,大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收,然后进行二次开发和应用。目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展,我国工业计算机系统行业已经形成。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。
四、PLC的未来发展趋势
1.功能向增强化和专业化地方向发展,针对不同行业的应用特点,开发出专业化的PLC产品,以此来提高产品的性能和降低产品的成本,提高产品的易用性和专业化水平。
2.规模向小型化和大型化的方向发展,小型化是指提高系统可靠性基础上,产品的体积越来越小,功能越来越强;大型化是指应用在工业过程控制领域较大的应用市场,应用的规模从几十点扩展到上千点,应用功能从单一的逻辑运算扩展几乎能满足所有的用户要求。
3.系统向标准化和开放化方向发展,以个人计算机为基础,在Windows平台上开发符合全新一体化开放体系结构的PLC。通过提供标准化和开放化的接口,可以很方便地将PLC接入其它系统。
五、PLC技术的特点
1.配套齐全,功能完善,适用性强:PLC发展到今天,可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,现代PLC多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制,CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
2.系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造:PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造周期大为缩短,同时维护变得容易起来。更重要的是可以使同一设备经过改变程序改变生产过程。
3.体积小,重量轻,能耗低:以超小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想控制设备。
六、PLC应用中应注意的问题
PLC是专门为工业生产服务的控制装置,通常不需要采取什么措施,就可以直接在工业环境中使用。但是,当生产环境过于恶劣时,就不能保证plc的正常运行,因此在使用中应注意以下环境问题。
1.温度:PLC要求环境温度在0-55℃,安装时不能放在发热量大的元件下面,四周通风散热的空间应足够大,基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔;开关柜上、下部应有通风的百叶窗,防止太阳光直接照射;如果周围环境超过55℃,要安装电风扇强迫通风。
2.湿度:为了保证PLC的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。
3.震动:应使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。当使用环境不可避免震动时,必须采取减震措施,如采用减震胶等。
4.空气:避免有腐蚀和易燃的气体,例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境,可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中,并安装空气净化装置。
参考文献:
[1]钟肇新,可编程控制器原理与应用[M].广州:华南理工大学出版社,2000.
[2]储云峰,施耐德电气可编程序控制器原理及应用[M].北京:机械工业出版社,2006.
[3]高勤,电器及PLC控制技术[M].北京:高等教育出版社,2002.
摘要:通过对应急发电机自启动要求的分析,结合装备现状、配电系统的设计要求,利用PLC(可编程控制器)改造现有设备的优势,提出了详细的设计思路和方案以供参考。 关键词:PLC 应急发电机 方案 配电系统 通过对应急发电机自启动要求的分析,结合装备现状、配电系统的设计要求,利用PLC(可编程控制器)改造现有设备的优势,提出了详细的设计思路和方案以供参考。 通常传统发电机控制采用落后继电接触器控制方式,中间继电器和时间继电器太多,体积大,功能少,寿命短,线路复杂,接点多,造成故障多可靠性差,维修困难;而采用微电子技术由于集成电路(IC)的系统芯片种类繁多,体积大,设计周期长,费用低,工艺复杂,抗干扰性差,可靠性差;而可编程控制器(PLC)是以微处理器为核心,综合了计算机技术、通信技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置,具有结构简单、性能优越、可靠性高、灵活通用、易于编程、使用方便等优点,近年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到了广泛的应用。 应急发电机组用PLC控制有很多优点,它主要通过软件控制,从而省去了硬件开发工作,外围电路很少,大大提高了系统的可靠性与抗干扰能力;由于它简单易行的可编程序功能,无须改变系统的外部硬件接线,便能改变系统的控制要求,使系统的“柔性”大大提高。 主要设计功能 在生产过程中突然停电,应急发电机立即给设备继续供电。应急电源原动机一般采用一台独立冷却和供油系统的柴油机,并设有自启动装置,保证在主站失电后0-50秒内启动,应急电网通常为主电网的一部分,在正常情况下,这些用电设备由总配电板供电,只是在应急情况下由应急发电机组供电,因此在应急配电板上的应急发电机主开关与主开关向应急配电板供电的开关之间设有电气联锁,以保证安全。 应急发电机组作为一个应急电源,应具备以下基本要求: 1、自动启动 当正常供电出现故障(断电)时,机组能自动启动、自动升速、自动合闸,向应急负载供电。 2、自动停机 当正常供电恢复,经判断正常后,控制切换开关,完成应急电到正常电的自动切换、然后控制机组降速到怠速、停机。 3、自动保护 机组在运行过程中,如果出现油压过低(小于)、冷却水温过高(大于95度)、电压异常故障,则紧急停机,同时发出声光报警信号,如果出现水温高(大于90度)、油温高等故障。则发出声光报警信号,提醒维护人员进行干预。 4、三次启动功能 机组有三次启动功能,若第一次启动不成功,经10秒延时后再次启动,若第二次启动不成功,则延时后进行第三次启动。三次启动中只要有一次成功,就按预先设置的程序往下运行;若连续三次启动均不成功,则视为启动失败,发出声光报警信号(也可以同时控制另一台机组起动)。 5、自动维持准启动状态 机组能自动维持准启动状态。此时,机组的自动周期性预供油系统、油和水的自动加温系统、蓄电池的自动充电装置投入工作。 6、具备手动、自动两种操作模式。 控制系统的硬件设计 应急电源多采用135系列的柴油机组,下面就以此为例用PLC实现对柴油机自启动的控制。 电路分析 设计说明:控制面板上有“手动/自动”选择旋钮, “启动”、“加速” 、 “减速、”“合闸”、“分闸”按钮,柴油机上加装接近开关(旋转编码器),用于测速度,加装油门电机用于控制柴油机转速,加装电磁铁用于停机熄火,电压检测、水温、油压都是外部开关信号。 一次启动过程:正常电失电后,经5秒确认,“启动电机”启动4秒钟,如柴油机发火运行,则接近开关(旋转编码器)测到柴油机达到启动转速,PLC立即停止“启动电机”。柴油机怠速30S后开始根据接近开关的信号加速,直到稳定转速,发电机开始发电,电压正常后合上主开关向负载供电。运行中PLC自动稳定转速。 三次启动过程:若一次启动未成功,则接近开关(旋转编码器)测到柴油机达不到启动转速速度,并在5秒后测不到柴油机转速,由PLC内部的定时器来进行控制进行再次启动,以10秒作为一个周期,三次启动时间约30秒,32秒后输出报警,如启动中接近开关(旋转编码器)测不到柴油机达转速,则直接启动失败。 启动失败及柴油机组停机:启动失败后,电磁电把油门拉回到“停机”位置,当正常电恢复时,PLC发出分闸信号并由油门电机减速到怠速60S后,电磁电将油门拉回“停机”位置,柴油机缺油熄火。 并可根据用户需要增加小型人机界面,以文字、指示灯、图案等形式显示柴油机的各种数值及状态。并可通过其面板的按钮改变柴油机的数值及状态。可修改有与时间有关的参数,对输入的数据进行范围设定,超出范围的数据拒绝输入。可以对柴油机的各种故障以文字形式显示以便于查找故障,如三次起动失败,转速高,缸温高,市电供电等等。带密码保护功能,可以防止非授权用户更改重要数据和开关量。机组--自控的特点(1)机组由柴油机发电机组和中心控制柜组成,可以单机单柜、双机单柜或联网自动化控制(无人值守)。(2)控制柜的核心是可编程序控制器(PLC),通常选用选用北京凯迪恩公司CPU306小型可编程序控制器,运行可靠,质量稳定。(3)充分利用PLC的指令和功能编制程序,尽量减少外围控制元器件和接口,电路简单,操作方便,便于维护。(4)利用PLC的高速计数器功能,准确测出机组转速,不采用原来的测速发电机、转速表,避免了安装困难并提高了可靠性。(5)控制器采用直流24V供电,并配备先进的高频开关式直流充电设备,可对蓄电池进行浮充电,保证控制柜直流供电。(6)PLC中的EPROM(只读存储器)可固化程序,使原程序长期不丢失。(7)利用PLC的通信功能可实现近程、远程集中监控。技术要求:采用旋转编码器比接近开关性能效果更好。接近开关技术要求:螺纹式接近开关检测距离10mm±10%工作电压DC型:10-30VDC 三线型响应频率400Hz 接近开关又称无触点接近开关,是理想的电子开关量传感器。当金属检测体接近开关的感应区域,开关就能无接触,无压力、无火花、迅速发出电气指令,准确反应出运动机构的位置和行程,即使用于一般的行程控制,其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力,是一般机械式行程开关所不能相比的。根据所需的输入/输出点数选择PLC机型 根据自动化机组的控制要求,所需PLC的输入点数为14个,输出点数为10个。系统的控制量基本上是开关量,只有电压是模拟量,为了降低成本,可以通过检测电路把模拟量转换成开关量、如电压监测可以用电压保护器代替。这样可以选用不带模拟量输入的PLC。对于小型发电机可不加装油门电机用于控制柴油机转速。本系统选用北京凯迪恩公司CPU306小型可编程序控制器,可靠性高,体积小,输入点数为14个,输出点数为10个。电源、输入、输出电压均为24VDC。分配PLC输入输出 根据自动化机组的控制要求和电气原理图,PLC输入、输出信号分配表见表1。表1输入/输出分配表 停市电信号 油门加速 接近开关 (旋转编码器) 油门减速 接近开关** (旋转编码器)** 启动电机 电压正常 合闸 油压低 分闸 水温高 停机电磁铁 手动/自动 故障信号 启动按钮 加速按钮 减速按钮 停机按钮 合闸按钮 分闸按钮 合闸输出信号注: I全为直流24V输入Q为无源触点输出(24V3A)1表示接通0表示断开 电路设计见附录1所示:(Autocad2004打开) 发电机时序图见附录2所示:(Autocad2004打开) 发电机PLC源程序见附件:(从北京凯迪恩自动化技术有限公司网站下载最新版EasyProg软件打开)源程序是加装接近开关,柴油机每转发出6个脉冲信号,柴油机每分钟1000转,秒一个周期测速,如采用旋转编码器则秒一个周期测速,效果更佳。结论 采用PLC控制的自动化柴油发电机组,硬件结构简单,成本低廉,响应速度快,性能、价格比很高,和单片机系统相比具有极高的可靠性。经现场使用考验,性能稳定,运行可靠。另外还可以根据实际需要很方便地进行扩展。程序稍作修改,就可以满足用户不同的控制要求,对于现代智能楼宇,控制系统还可以通过通讯模块纳入到整个楼宇的监控系统之中,体现出极大的灵活性和适应性,具有极高的实际推广价值。
PLC的自动送料小车摘 要可编程序控制器(Programmable controller)简称PLC,由于PLC的可靠性高、环境适应性强、灵活通用、使用方便、维护简单,所以PLC的应用领域在迅速扩大。对早期的PLC,凡是有继电器的地方,都可采用。而对当今的PLC几乎可以说凡是需要控制系统存在的地方就需要PLC。尤其是近几年来,PLC的成本下降,功能又不段增强,所以,目前PLC在国内外已被广泛应用于各个行业。本设计是为了实现送料小车的手动和自动化的转化,改变以往小车的单纯手动送料,减少了劳动力,提高了生产效率,实现了自动化生产!而且本送料小车的设计是由于工作环境恶劣,不允许人进入工作环境的情况下孕育而成的。本文从第一章送料小车的系统方案的确定为切入点,介绍了为什么选用PLC控制小车;第二章介绍了送料小车的应达到的控制要求;第三章根据控制要求进行了小车系统的具体设计,包括端子接线图、梯形图(分段设计说明和系统总梯形图)和程序指令设计;最后得出结论。关键词:PLC,送料小车,控制,程序设计目 录前 言 1第1章 控制系统介绍和控制过程要求 控制系统在送料小车中的作用与地位 控制系统介绍 2第2章 送料小车系统方案的选择 可编程控制器 PLC的优点 小车送料系统方案的选择 5第3章 基于PLC的送料小车接线图及梯形图 送料小车PLC的 I/O分配表 PLC端子接线图 梯形图分段设计 程序运行原理说明调试与完善 系统总梯形图设计 小车程序设计 18结 论 23谢 辞 24参考文献 25前 言随着社会迅速的发展,各机械产品层出不穷。控制系统的发展已经很成熟,应用范围涉及各个领域,例如:机械、汽车制造、化工、交通、军事、民用等。PLC专为工业环境应用而设计,其显著的特点之一就是可靠性高,抗干扰能力强。PLC的应用不但大大地提高了电气控制系统的可靠性和抗干扰能力,而且大大地简化和减少了维修维护的工作量。PLC以其可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、使用方便、控制程序可变、体积小、质量轻、功能强和价格低廉等特点 ,在机械制造、冶金等领域得到了广泛的应用。送料小车控制系统采用了PLC控制。从送料小车的工艺流程来看,其控制系统属于自动控制与手动控制相结合的系统,因此,此送料小车电气控制系统设计具有手动和自动两种工作方式。我在程序设计上采用了模块化的设计方法,这样就省去了工作方式程序之间复杂的联锁关系,从而在设计和修改任何一种工作方式的程序时,不会对其它工作方式的程序造成影响,使得程序的设计、修改和故障查找工作大为简化。在设计该PLC送料小车设计程序的同时总结了以往PLC送料小车设计程序的一般方法、步骤,并且把以前学过的基础课程融汇到本次设计当中来,更加深入的了解了更多的PLC知识。第1章 控制系统介绍和控制过程要求 控制系统在送料小车中的作用与地位在现代化工业生产中,为了提高劳动生产率,降低成本,减轻工人的劳动负担,要求整个工艺生产过程全盘自动化,这就离不开控制系统。控制系统是整个生产线的灵魂,对整个生产线起着指挥的作用。一旦控制系统出现故障,轻者影响生产线的继续进行,重者甚至发生人身安全事故,这样将给企业造成重大损失。送料小车是基于PLC控制系统来设计的,控制系统的每一步动作都直接作用于送料小车的运行,因此,送料小车性能的好坏与控制系统性能的好坏有着直接的关系。送料小车能否正常运行、工作效率的高低都与控制系统密不可分。 控制系统介绍图1-1 送料小车本控制系统只要是用于控制送料小车的自动送料。它既能减轻人的劳动强度又能自动准确到达人不能达到或很难到达的预定位置。如图1-1,推车机可以沿轨道上下移动,到达预定位置。推车机上是一个小型泵站,通过控制电磁阀换向,使两油缸伸出、缩回,顶出送料小车,再由各个仓位控制要料。用PLC对送料小车实现控制,其具体要求如下:(1) 送料小车1动作要求:送料小车负责向四个料仓送料,送料路上从左向右共有4个料仓(位置开关SQ1,SQ2,SQ3,SQ4)分别受PLC的,,,检测,当信号状态为1是,说明运料小车到达该位置。小车行走受两个信号的驱动,驱动小车左行,驱动小车右行。料仓要料由4个手动按钮(SB1,SB2,SB3,SB4)发出(对应于PLC为,,,)按钮发出信号其相应指示灯就亮(HL1-HL4),指示灯受PLC的控制。送料小车2动作要求:送料小车负责向四个料仓送料,送料路上从左向右共有4个料仓(位置开关SQ11,SQ12,SQ13,SQ14)分别受PLC的,,,检测,当信号状态为1是,说明运料小车到达该位置。小车行走受两个信号的驱动,驱动小车左行,驱动小车右行。料仓要料由4个手动按钮(SB11,SB12,SB13,SB14)发出(对应于PLC为,,,)按钮发出信号其相应指示灯就亮(HL11-HL14),指示灯受PLC的控制。(2)运料小车行走条件:运料小车右行条件:小车在1,2,3号仓位,4号仓要料;小车在1,2号仓位,3号仓要料;小车在1号仓位,2号仓要料。运料小车左行条件:小车在4,3,2,0号仓位,1号仓要料;小车在4,3,0号仓位,2号仓要料;小车在4,0号仓位,3号仓要料;小车在0位,4号仓位要料。运料小车停止条件:要料仓位与小车的车位相同时,应该是小车的停止条件。运料小车的互锁条件:小车右行时不允许左行启动,同样小车左行时也不允许右行启动。第2章 送料小车系统方案的选择 可编程控制器 PLC的优点可编程控制器 PLC对用户来说,是一种无触点设备,改变程序即可改变生产工艺。目前,可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具,得到了广泛的推广应用。可编程控制器是面向用户的专用工业控制计算机,具有许多明显的特点。1. 可靠性高,抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。例如西门子公司生产的S7系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说,使用PLC构成控制系统,和同等规模的继电器系统相比,电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一,故障也就大大降低。此外,PLC带有硬件故障自我检测功能,出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中,应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序,使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样,整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。2. 配套齐全,功能完善,适用性强PLC发展到今天,已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,现代PLC大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。3. 易学易用,深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机,是面向工矿企业的工控设备。它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近,只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。4. 系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造的周期大为缩短,同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。5. 体积小,重量轻,能耗低以超小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100 mm,重量小于150 g,功耗仅数瓦。由于体积小,很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想控制设备。 小车送料系统方案的选择实现小车送料系统控制有很多方法来实现,可以用单片机、可编程控制器PLC等元器件来实现。但在单片机控制系统电路中需要加入A/D,D/A转换器,线路复杂,还要分配大量的中断口地址。而且单片机控制电路易受外界环境的干扰,也具有不稳定性。另外控制程序需要具有一定编程能力的人才能编译出,在维修时也需要高技术的人员才能修复,所以在此也不易用单片机来实现。而从上述第一节对PLC的特点了解可知,PLC具有很多优点,因此我们归纳出:可编程控制器PLC具有很高的可靠性,通常的平均无故障时间都在30万小时以上;安装,操作和维护也较容易;编程简单,PLC的基本指令不多,编程器使用比较方便,程序设计和产品调试周期短,具有很好的经济效益。此外PLC内部定时、计数资源丰富,可以方便地实现对送料小车的控制。因此,最终我选择了用可编程控制器PLC来实现送料小车系统的控制,完成本次的设计题目。第3章 基于PLC的送料小车接线图及梯形图 送料小车PLC的 I/O分配表输入点分配 输出点分配输入接点 输入开关名称 输出接口 驱动设备 小车1行程开关(SQ1-SQ4) 小车1要料指示灯(HL1-HL4) 小车1控制按钮(SB1-SB4) 小车1左右行线圈 小车2行程开关(SQ11-SQ14) 油缸1伸出缩回线圈 小车2控制按钮(SB11-SB14) 小车2要料指示灯(HL11-HL14) 推车机行程开关(SQ5-SQ10) 小车2左右行线圈 起动,停止按钮(SB5,SB6) 油缸2伸出缩回线圈 手动,连续转换开关(SA6,SA7) 推车机上下行线圈 推车机上下,左右转换开关 (SA1,SA2) 油缸单动联动转换开关(SA3-SA5) 3-1 I/O分配表根据控制要求,PLC控制送料小车的输入\输出(I\0)地址编排如下表所示,其中SB5为启动开关,为SB6停止开关,SA6、SA7为手动\连续选择开关,SA1、SA2为上下、左右转换开关,SA3、SA4、SA5为油缸单动联动转换开关。和控制8个要料指示灯,和控制小车1、2左行右行,和。如表3-1所示: PLC端子接线图PLC型号的选择:由于该系统是在原来CPU226的基础上改进的设备,而现在共用了31个输入,用直流24V;18个输出,用交流电220V,所以我选择用S7-200系列CPU226,加一个EM223的扩展模块。CPU226的主要的技术参数:输入24VDC,24点;输出220VAC,16点;电源电压为AC100—240V 50/60Hz。EM223的主要技术参数:输入24VDC,8点;输出220VAC,8点;电源电压为AC100—240V 50/60Hz。如图3-1所示:图3-1 端子接线图 梯形图分段设计本次设计的自动送料小车梯形图,是分开来画的。由总程序结构图、自动操作程序图、手动操作程序图、小车1左右自动送料运行程序图、小车2左右自动送料运行程序图组成。图3-2 总系统结构图(1)程序的总结构图如图3-2所示:因为在手动操作方式下,各种动作都是用按钮控制来实现的,其程序可独立于自动操作程序而另行设计。因此,总程序可分为两段独立的部分:手动操作程序和自动操作程序。当选择手动操作时,则输入点接通,其常闭触点断开,执行手动程序,并由于的常闭触点为闭合,则跳过自动程序。若选择自动操作方式,将跳过手动程序段而执行自动程序。(2)自动程序设计,自动操作控制主要是由行程开关来控制推车机的上行、下行,两缸的伸出、缩回。通过行程开关的上限、下限、左限、右限准确的控制推车机到达预定位置。自动程序时,手动自动转换开关拨到连续档SA7,按下启动按钮SB6,推车机上行,碰到上位行车开关SQ6,上行停止;同时两个油缸动作,推动两小车向左移动,小车1、2碰到左位行程开关SQ10、SQ5,说明两小车到位,这时各个仓位可向小车要料;而且两油缸缩回,碰到行程右位开关SQ8、SQ9停止收缩,推车机下行到行程开关位SQ7时停止。如图3-3所示:图3-3 自动操作程序图(3)手动操作程序的设计,手动操作控制简单,可按照一般继电器控制系统的逻辑设计法来设计。手动程序时,手动自动转换开关拨到手动档SA6,上下、左右转换开关拨到上/下行档时,按启动按钮SB5推车机上行,按停止按钮SB6推车机下行;上下、左右转换开关拨到左/右档时,拨动单动联动转换开关SA3(缸1动作),按启动按钮SB5,缸1伸出推动小车1左行;按停止按钮SB6,缸1缩回;拨动转换开关到SA5(缸2动作),按启动按钮SB5,缸2伸出推动小车2左行,按停止按钮SB6,缸2缩回;拨动单动联动转换开关到SA4(两缸同时动作)按启动按钮SB5,两缸伸出推动两小车左行;按停止按钮SB6,两缸缩回。如图3-4所示:图3-4 手动操作程序图(4)小车1自动送料运行程序,把小车1送到指定位置后,四个仓位就可以向小车要料了,分别代表小车1的1号料仓到4号料仓的要料状态,运料小车1当前所处位置由,运料小车1的右行,左行,停止控制由、。小车到位后,用上微分操作(P)来清除料仓要料状态信号及控制小车停车。(上微分操作的注意事项,上微分脉冲只存在在一个扫描周期,接受这一脉冲控制的元件应写在这一脉冲出现的语句之后)。小车1自动送料图如下图3-5所示:图3-5 小车1左右自动送料运行程序图(5)小车2自动送料运行程序,把小车2送到指定位置后,四个仓位就可以向小车要料了,分别代表小车2的1号料仓到4号料仓的要料状态。运料小车2当前所处位置由,运料小车2的右行,左行,停止控制由、。小车到位后,用上微分操作(P)来清除料仓要料状态信号及控制小车停车。小车2自动送料图3-6所示:图3-6 小车2左右自动送料运行程序图 程序运行原理说明调试与完善本程序是用梯形图所写的。在运行前,先选择工作方式,手动/自动。选择手动SA6时,把上/下、左/右转换开关旋转到上/下档SA1,按下SB5起动点动按钮,推车机上行,按下SB6停止点动按钮,推车机下行;把上/下、左/右转换开关旋转到左/右档SA2,再选择小车的单动、联动控制,小车1单动时把单动/联动转换开关旋转到单动档SA3,两小车联动时旋转到联动档SA4,小车2单动时旋转到单动档SA5,这时按下起动按钮SB5,油缸推动小车左行,按下停止按钮SB6,油缸缩回。选择自动SA7时,按下起动按钮SB5,推车机开始上行,碰到上限行程开关SQ6时停车,两缸自动推出小车,小车碰到左限行程开关SQ5、SQ10时,说明小车到位,各个仓位可以向小车要料,这时两缸自动缩回,碰到右限行程开关SQ8、SQ9时,推车机自动下行,下行到位后(碰到SQ7)停车。只有再次按下起动按钮SB5,才能再次运行。手动程序中设置了联锁和保护电路。如推车机的上行、下行常闭触点的联锁,推车机上下行行程有行程开关SQ6、SQ7控制保护。自动程序是根据推车机的位置、油缸的位置来控制电路执行下一条指令的。油缸把小车推到位后,小车处于准备送料的初始位置,这时1-4号仓位都可以向小车要料。本设计中要料时刻不同时,先要料者优先,但是要料时刻相同时,却不知道小车向哪个仓位送料,需要改进。 系统总梯形图设计由以上,我们画出送料小车系统的总梯形图,其中包括推车机的手动控制程序、自动控制程序、送料小车1控制程序、送料小车2控制程序。如下图3-7所示:图3-7送料小车梯形图(a) 图3-7 送料小车梯形图(b) 图3-7 送料小车梯形图(c) 图3-7 送料小车梯形图(d) 小车程序设计由系统总梯形图,我们写出送料小车的程序指令,如下表3-2所示:表3-2 送料小车程序指令表LDN A JMP 0 A LD AN LPS = A LD AN O = AN LPP = A LD AN O = A LD A = AN LD = O LD A O A A A A AN AN = = LD LBL 0 O LDN AN JMP 1 = LD LD O O AN AN O AN AN = AN LD AN O = AN LD AN AN AN O = AN LD AN O AN AN = = LBL 1 LD LD O AN AN AN AN AN AN S 1= S 1LD LD O AN AN AN = AN LD S 1O S 1AN LD AN AN AN AN = AN LD S 1S 1 A LD OLD AN AN AN S AN LD S 1 O S 1 O LD O A A LD LD A O OLD O LD A A OLD OLD LD LD O A A OLD OLD EU LD R 6 A R 4 OLD LD AN O S 1O LD A AN LD AN O AN A S 1OLD S 1LD LD AN LD AN O AN O S 1 A S 1 LD LD O AN A AN OLD AN LD S 1 A S 1 OLD LD AN AN S 1AN LD AN O S 1 O S 1 O LD A A LD LD O A O OLD A LD OLD A LD OLD O LD A A OLD EU LD R 6 A R 4 OLD AN S 1 结 论在做这个设计中,我学会了很多以前没学过的知识,也巩固了很多以前没学好的知识,使我的专业理论知识更加扎实,软件操作更加熟练了。做完这个设计后,我得出几个结论如下:一、送料小车在硬件设计中,加入了扩展模块,可以在触点不够的情况下方便地实现该小车的系统控制;然后软件设计中,运用了上微分指令,简化了程序,还运用了互锁和联锁,确保了系统的正常运行,减少了系统的故障点。在送料小车的系统中加入了手动操作程序,便于设备的维修,方便操作人员操作。二、该小车系统在实施的情况下,其成本价格比较高。三、该小车控制系统的研究方向:由于本小车系统并不完善,只做了送料,没有设计小车怎么装料和小车到料仓后送料的多少。这两方面是该系统设计的完善,是将来的研究方向。 最后,经过这次毕业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。相信通过这次毕业设计它对我以后的学习及工作都会产生积极的影响。谢 辞本论文是在余炳辉导师亲自指导下完成的。导师在学业上给了我很大的帮助,使我在设计过程中避免了许多无为的工作。导师一丝不苟、严谨认真的治学态度,精益求精、诲人不倦的学者风范,以及正直无私、磊落大度的高尚品格,更让我明白许多做人的道理,在此我对导师表示衷心的感谢!本论文能够完成,要感谢机电学院的所有老师,是他们在这三年的时间里,教会我的专业知识。在我撰写论文期间,得到了我的指导老师的帮助,在忙碌的工作之余,给予我专业知识上的指导,而且教给我学习的方法和思路,使我在科研工作及论文设计过程中不断有新的认识和提高。导师为论文课题的研究提出了许多指导性的意见,为论文的撰写、修改提供了许多具体的指导和帮助。多得他们的指导和帮助才使我能完成本论文。我会在以后的工作中为社会作出贡献去回报他们对我的教导。希望每个人都和我一样,通过做毕业设计,能够学到很多的知识与道理,大家都能用一颗热诚的心去投身未来的工作,报效祖国、父母、老师。 在本文结束之际,特向我敬爱的导师和机电学院所有老师致以最崇高的敬礼和深深的感谢!参考文献[1] 张结,黄德斌,唐毅.应用标准与IEC61850的引用和兼容关系.电力系统自动化,2004,28(19):88~91[2] 朱永利,黄歌,刘培培等.基于IEC61850的电力远动信息网络化传愉的研究.继电器,2005,33(11):45~48[3] 章宏甲,黄谊,王积伟.液压与气压传动.北京:机械工业出版社, 2002:112~118[4] 成大先.机械设计手册(液压控制).单行本.北京:化学工业出版社, 2004:20~21[5] 廖常初.PLC基础及应用.北京:机械工业出版社,2003:57~64[6] 储云峰.西门子电气可编程序控制器原理及应用.北京:机械工业出版社,2006:75~84[7] 汪巍,汪小凤.基于PLC的气动机械手研究.辽宁工程技术大学学报,2005,4(12):97~98[8] 丁筱玲,赵立新. 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PLC论文相对来说比较简单,只要做熟悉一个,其他的触类旁通。。硬件图用VISIO可以很快的画出,软件编程也不复杂。难点在于和组态王结合进行相应的实时监测和控制。
PLC的,一百多份,有用的话,加分给我, 1. 基于FX2N-48MRPLC的交通灯控制 2. 西门子PLC控制的四层电梯毕业设计论文 3. PLC电梯控制毕业论文4. 基于plc的五层电梯控制 5. 松下PLC控制的五层电梯设计6. 基于PLC控制的立体车库系统设计 7. PLC控制的花样喷泉8. 三菱PLC控制的花样喷泉系统 9. PLC控制的抢答器设计10. 世纪星组态 PLC控制的交通灯系统 11. X62W型卧式万能铣床设计12. 四路抢答器PLC控制 13. PLC控制类毕业设计论文14. 铁路与公路交叉口护栏自动控制系统 15. 基于PLC的机械手自动操作系统16. 三相异步电动机正反转控制 17. 基于机械手分选大小球的自动控制 18. 基于PLC控制的作息时间控制系统 19. 变频恒压供水控制系统20. PLC在电网备用自动投入中的应用 21. PLC在变电站变压器自动化中的应用 22. FX2系列PCL五层电梯控制系统 23. PLC控制的自动售货机毕业设计论文 24. 双恒压供水西门子PLC毕业设计 25. 交流变频调速PLC控制电梯系统设计毕业论文 26. 基于PLC的三层电梯控制系统设计 27. PLC控制自动门的课程设计 28. PLC控制锅炉输煤系统29. PLC控制变频调速五层电梯系统设计 30. 机械手PLC控制设计31. 基于PLC的组合机床控制系统设计 32. PLC在改造z-3040型摇臂钻床中的应用 33. 超高压水射流机器人切割系统电气控制设计 34. PLC在数控技术中进给系统的开发中的应用 35. PLC在船用牵引控制系统开发中的应用 36. 智能组合秤控制系统设计37. S7-200PLC在数控车床控制系统中的应用 38. 自动送料装车系统PLC控制设计39. 三菱PLC在五层电梯控制中的应用 40. PLC在交流双速电梯控制系统中的应用 41. PLC电梯控制毕业论文 42. 基于PLC的电机故障诊断系统设计43. 欧姆龙PLC控制交通灯系统毕业论文 44. PLC在配料生产线上的应用毕业论文 45. 三菱PLC控制的四层电梯毕业设计论文 46. 全自动洗衣机PLC控制毕业设计论文 47. 工业洗衣机的PLC控制毕业论文 48. 《双恒压无塔供水的PLC电气控制》 49. 基于三菱PLC设计的四层电梯控制系统 50. 西门子PLC交通灯毕业设计51. 自动铣床PLC控制系统毕业设计 52. PLC变频调速恒压供水系统53. PLC控制的行车自动化控制系统 54. 基于PLC的自动售货机的设计55. 基于PLC的气动机械手控制系统 56. PLC在电梯自动化控制中的应用57. 组态控制交通灯 58. PLC控制的升降横移式自动化立体车库 59. PLC在电动单梁天车中的应用 60. PLC在液体混合控制系统中的应用61. 基于西门子PLC控制的全自动洗衣机仿真设计 62. 基于三菱PLC控制的全自动洗衣机63. 基于plc的污水处理系统 64. 恒压供水系统的PLC控制设计65. 基于欧姆龙PLC的变频恒压供水系统设计 66. 西门子PLC编写的花样喷泉控制程序 67. 欧姆龙PLC编写的全自动洗衣机控制程序 68 景观温室控制系统的设计 69. 贮丝生产线PLC控制的系统70. 基于PLC的霓虹灯控制系统 71. PLC在砂光机控制系统上的应用72. 磨石粉生产线控制系统的设计 73. 自动药片装瓶机PLC控制设计74. 装卸料小车多方式运行的PLC控制系统设计 75. PLC控制的自动罐装机系统76. 基于CPLD的可控硅中频电源 77. 西门子PLC编写的花样喷泉控制程序78. 欧姆龙PLC编写的全自动洗衣机控制程序 79. PLC在板式过滤器中的应用 80. PLC在粮食存储物流控制系统设计中的应用 81. 变频调速式疲劳试验装置控制系统设计 82. 基于PLC的贮料罐控制系统 83. 基于PLC的智能交通灯监控系统设计
plc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。下面是我为大家精心推荐的plc论文范文,希望能够对您有所帮助。
PLC概述及维护
摘要:针对在信号系统与外部接口设计中广泛使用的PLC,本文介绍了PLC的概况和使用中的常见问题处理。
Abstract: In view of the signaling system with exterior connection design in widespread used PLC, this article introduced PLC’s survey and frequently malfunctions.
关键词:PLC, 接口,故障,维修,地铁,信号
Key words: PLC, Interface, Malfunction,Maintenance, Subway,Signaling
中图分类号: U231+.7 文献标识码:A文章编号:
一、背景及基本概念
背景
在信号系统中的设计中,越来越多的使用PLC作为内部及外部接口的元器件,而接口的问题一直是设备调试、维护中比较难于掌握的。所以作为工程人员就需要对PLC的工作原理,及常见的问题有一定的了解。
基本概念
定义
PLC即可编程控制器PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER 的简称。国际电工委员会(IEC)颁布了对PLC的规定:可编程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,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程控器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
PLC的结构及基本配置
一般讲,PLC分为箱体式和模块式两种。但它们的组成是相同的,对箱体式PLC,有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,当然按CPU性能分成若干型号,并按I/O点数又有若干规格。对模块式PLC,有CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。无任哪种结构类型的PLC,都属于总线式开放型结构,其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。PLC的基本结构框图如下:
图1
一、CPU:
PLC中的CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用,每台PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路,
与通用计算机一样,主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成,还有外围芯片、总线接口及有关电路。它确定了进行控制的规模、工作速度、内存容量等。内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。
CPU模块的外部表现就是它的工作状态的种种显示、种种接口及设定或控制开关。一般讲,CPU模块总要有相应的状态指示灯,如电源显示、运行显示、故障显示等。箱体式PLC的主箱体也有这些显示。它的总线接口,用于接I/O范本或底板,有内存接口,用于安装内存,有外设口,用于接外部设备,有的还有通讯口,用于进行通讯。CPU模块上还有许多设定开关,用以对PLC作设定,如设定起始工作方式、内存区等。
二、I/O模块:
PLC的对外功能,主要是通过各种I/O接口模块与外界联系的,按I/O点数确定模块规格及数量,I/O模块可多可少,但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或机架槽数限制。I/O模块集成了PLC的I/O电路,其输入缓存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状态。
三、电源模块:
有些PLC中的电源,是与CPU模块合二为一的,有些是分开的,其主要用途是为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时,有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源以其输入类型有:交流电源,加的为交流220VAC或110VAC,直流电源,加的为直流电压,常用的为24V。
四、底板或机架:
大多数模块式PLC使用底板或机架,其作用是:电气上,实现各模块间的联系,使CPU能访问底板上的所有模块,机械上,实现各模块间的连接,使各模块构成一个整体。
PLC的通信及编程
PLC具有通信联网的功能,它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其它智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。现在几乎所有的PLC新产品都有通信联网功能,它和计算机一样具有RS-232接口,通过双绞线、同轴电缆或光缆,可以在几公里甚至几十公里的范围内交换信息。
当然,PLC之间的通讯网络是各厂家专用的,PLC与计算机之间的通讯,一些生产厂家采用工业标准总线,并向标准通讯协议靠近,这将使不同机型的PLC之间、PLC与计算机之间可以方便地进行通讯与联网。
PLC编程
PLC的编程语言与一般计算机语言相比,具有明显的特点,它既不同于高级语言,也不同与一般的汇编语言,它既要满足易于编写,又要满足易于调试的要求。目前,还没有一种对各厂家产品都能兼容的编程语言。如三菱公司的产品有它自己的编程语言,OMRON公司的产品也有它自己的语言。但不管什么型号的PLC,其编程语言都具有以下特点:
1. 图形式指令结构:程序由图形方式表达,指令由不同的图形符号组成,易于理解和记忆。系统的软件开发者已把工业控制中所需的独立运算功能编制成象征性图形,用户根据自己的需要把这些图形进行组合,并填入适当的参数。在逻辑运算部分,几乎所有的厂家都采用类似于继电器控制电路的梯形图,很容易接受。如西门子公司还采用控制系统流程图来表示,它沿用二进制逻辑组件图形符号来表达控制关系,很直观易懂。较复杂的算术运算、定时计数等,一般也参照梯形图或逻辑组件图给予表示,虽然象征性不如逻辑运算部分,也受用户欢迎
2. 明确的变数常数:图形符相当于操作码,规定了运算功能,操作数由用户填人,如:K400,T120等。PLC中的变量和常数以及其取值范围有明确规定,由产品型号决定,可查阅产品目录手册。
3. 简化的程序结构:PLC的程序结构通常很简单,典型的为块式结构,不同块完成不同的功能,使程序的调试者对整个程序的控制功能和控制顺序有清晰的概念。
4. 简化应用软件生成过程:使用汇编语言和高级语言编写程序,要完成编辑、编译和连接三个过程,而使用编程语言,只需要编辑一个过程,其余由系统软件自动完成,整个编辑过程都在人机对话下进行的,不要求用户有高深的软件设计能力。
5. 强化调试手段:无论是汇编程序,还是高级语言程序调试,都是令编辑人员头疼的事,而PLC的程序调试提供了完备的条件,使用编程器,利用PLC和编程器上的按键、显示和内部编辑、调试、监控等,并在软件支持下,诊断和调试操作都很简单。
二、PLC维护
维护概述
一般各型PLC均设计成长期不间断的工作制。对于地铁维护人员来讲,是不需要更改PLC内部程序的。但是在调试期间就需要对相应动作进行修改。
查找故障的设备
PLC的指示灯及机内设备,有益于对PLC整个控制系统查找故障。编程器是主要的诊断工具,他能方便地连到PLC上面可以观察整个控制系统的状态。根据PLC厂家的不同编程器也有区别,有的是运行在PC上的软件,有的是一个专用的设备。
查找故障顺序
根据下列问题,并根据发现的合理动作逐个否定。一步一步地更换PLC中的各种模块,直到故障全部排除。所有主要的修正动作能通过更换模块来完成, 除了一把螺丝刀和一个万用电表外,并不需要特殊的工具。
1、PWR(电源)灯亮否?如果不亮,在采用交流电源的框架的电压输入端(98-162VAC或195-252VAC)检查电源电压;对于需要直流电压的 框架,测量+24VDC和0VDC端之间的直流电压,如果不是合适的AC或DC电源,则问题发生在PLC之外。如AC或DC电源电压正常,但PWR灯不亮,检查保险丝,如必要的话,就更换CPU框架。
2、PWR(电源)灯亮否?如果亮,检查显示出错的代码,对照出错代码表的代码定义,做相应的修正。
3、RUN(运行)灯亮否?如果不亮,检查编程器是不是处于PRG或LOAD位置,或者是不是程序出错。如RUN灯不亮,而编程器并没插上,或者编程器处于RUN方式 且没有显示出错的代码,则需要更换CPU模块。
4、BATT(电池)灯亮否?如果亮,则需要更换锂电池。由于BATT灯只是报警信号,即使电池电压过低,程序也可能尚没改变。更换电池以后, 检查程序或让PLC试运行。如果程序已有错,在完成系统编程初始化后,将录在磁带上的程序重新装入PLC。
在日常的维修活动中,可以根据故障统计来准备备品备件,并不需要准备整个PLC。掌握了故障判断方法后,可以进行针对性地更换,这样可以减少维修成本,增加维修效率。
三、总结
了解PLC的组成部分及工作原理,可以更加准确的对PLC进行故障判断,在系统设计和生产使用中要对该系统的设备消耗、元器件设备故障发生点有清楚的估计,可以减少安装调试、维修成本,延长PLC控制系统的寿命。
在信号设计过程中有过把系统改复杂的现象,如采用复杂的控制方式和设备来实现,本可以用简单装置来实现的控制,违背了经济、简单、实用的原则,并可能会增加故障率。另外我们在信号系统中大多使用PLC处理接口信息,所以在设计过程中要尽量将接口信息容易识别,这样在出现故障时,能够尽快判断故障的归属方,便于地铁的运营管理。
分析故障或处理故障时也要注意系统性,要综合的考虑系统的各个输入输出才能能准确地判断故障点。
浅析PLC控制技术
[摘要]PLC是Programmable Logic Controller的缩写,即可编程逻辑控制器。IEC对PLC的定义是:PLC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,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
[关键词]PLC技术发展现状发展趋势
中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1210064-01
一、PLC技术的概念
PLC即可编程控制器(Programmable logic Controller,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会(International
Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。”
二、PLC技术的发展历史
1968年,通用汽车对外公开招标,寻求新的电气控制装置,1969年,美国数字设备公司制成的首台plc,1971年日本从美国引进了PLC技术加以消化,由日本公司研制成功了日本的第一台PLC。从70年代初开始,不到三十年时间里,PLC生产发展成了一个巨大的产业,据不完全统计,现在世界上生产PLC及其网络的厂家有二百多家,生产大约有400多个品种的PLC产品。其中在美国注册的厂超过100家,生产大约二百个品种;日本有60~70家PLC厂商,也生产200多个品种的PLC产品;在欧洲注册的也有几十家,生产几十个品种的PLC产品PLC产品的产量、销量及用量在所有工业控制装置中居首位,市场对其需求仍在稳步上升。进入二十世纪九十年代以来,全世界PLC年销售额以达百亿美元而且一直保持15%的年增长的势头。
三、我国PLC技术的发展现状
我国研究PLC技术起步较晚,但发展速度较快。中国电力科学研究院自1997年开始研究PLC技术,主要考虑PLC技术用于低压抄表系统,传输速率较低。1998年开发出样机,并通过了试验室功能测试,1999年在现场进行试运行,获得了产品登记许可。1999年5月开始进行PLC系统的研究开发工作。主要对我国低压配电网络的传输特性进行了测试,并对测试结果进行了数据处理和分析,基本取得了我国低压配电网传输特性和参数,为进行深入研究和系统开发提供依据。2000年开始引进国外的PLC芯片,研制了2Mbps的样机,2001年下半年在沈阳供电公司进行了小规模现场试验,实验效果良好,并于6月20日在沈阳通过验收。验收委员会通过现场检测认为,该实验从中国配电网的实际传播特性出发,对电力线通信技术的理论、实际应用和工程技术进行了开创性研究,在国内率先研制成功2Mbps和14Mbps高速电力线通信系统,建立了我国第一个电力线宽带接入实验网络;实现了自家庭至配电开关柜的高速电力线数据通信,并将办公自动化系统延伸至家庭。该实验的成功标志着我国已经全面掌握了高速电力线通信的核心技术,具备了研制生产这种技术实用化设备的能力。据悉,今年年底以前将建成200户的试验网络。
我国工业控制自动化的发展道路,大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收,然后进行二次开发和应用。目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展,我国工业计算机系统行业已经形成。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。
四、PLC的未来发展趋势
1.功能向增强化和专业化地方向发展,针对不同行业的应用特点,开发出专业化的PLC产品,以此来提高产品的性能和降低产品的成本,提高产品的易用性和专业化水平。
2.规模向小型化和大型化的方向发展,小型化是指提高系统可靠性基础上,产品的体积越来越小,功能越来越强;大型化是指应用在工业过程控制领域较大的应用市场,应用的规模从几十点扩展到上千点,应用功能从单一的逻辑运算扩展几乎能满足所有的用户要求。
3.系统向标准化和开放化方向发展,以个人计算机为基础,在Windows平台上开发符合全新一体化开放体系结构的PLC。通过提供标准化和开放化的接口,可以很方便地将PLC接入其它系统。
五、PLC技术的特点
1.配套齐全,功能完善,适用性强:PLC发展到今天,可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,现代PLC多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制,CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
2.系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造:PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造周期大为缩短,同时维护变得容易起来。更重要的是可以使同一设备经过改变程序改变生产过程。
3.体积小,重量轻,能耗低:以超小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想控制设备。
六、PLC应用中应注意的问题
PLC是专门为工业生产服务的控制装置,通常不需要采取什么措施,就可以直接在工业环境中使用。但是,当生产环境过于恶劣时,就不能保证plc的正常运行,因此在使用中应注意以下环境问题。
1.温度:PLC要求环境温度在0-55℃,安装时不能放在发热量大的元件下面,四周通风散热的空间应足够大,基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔;开关柜上、下部应有通风的百叶窗,防止太阳光直接照射;如果周围环境超过55℃,要安装电风扇强迫通风。
2.湿度:为了保证PLC的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。
3.震动:应使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。当使用环境不可避免震动时,必须采取减震措施,如采用减震胶等。
4.空气:避免有腐蚀和易燃的气体,例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境,可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中,并安装空气净化装置。
参考文献:
[1]钟肇新,可编程控制器原理与应用[M].广州:华南理工大学出版社,2000.
[2]储云峰,施耐德电气可编程序控制器原理及应用[M].北京:机械工业出版社,2006.
[3]高勤,电器及PLC控制技术[M].北京:高等教育出版社,2002.
Micrologix1000 PLC在交通灯控制上的应用 PLC技术及其在公路交通系统中的应用 用PLC实现智能交通控制 1 引言 据不完全统计,目前我国城市里的十字路口交通系统大都采用定时来控制(不排除繁忙路段或高峰时段用交警来取代交通灯的情况),这样必然产生如下弊端:当某条路段的车流量很大时却要等待红灯,而此时另一条是空道或车流量相对少得多的道却长时间亮的是绿灯,这种多等少的尴尬现象是未对实际情况进行实时监控所造成的,不仅让司机乘客怨声载道,而且对人力和物力资源也是一种浪费。 智能控制交通系统是目前研究的方向,也已经取得不少成果,在少数几个先进国家已采用智能方式来控制交通信号,其中主要运用GPS全球定位系统等。出于便捷和效果的综合考虑,我们可用如下方案来控制交通路况:制作传感器探测车辆数量来控制交通灯的时长。具体如下:在入路口的各个方向附近的地下按要求埋设感应线圈,当汽车经过时就会产生涡流损耗,环状绝缘电线的电感开始减少,即可检测出汽车的通过,并将这一信号转换为标准脉冲信号作为可编程控制器的控制输入,并用PLC计数,按一定控制规律自动调节红绿灯的时长。 比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制,可知后者的最大优点在于减缓滞流现象,也不会出现空道占时的情形,提高了公路交通通行率,较全球定位系统而言成本更低。
内容简介: 毕业设计(论文) PLC交通灯电气控制设计,共17页,6857字 [摘 要]: 针对近年来城市交通的拥挤现象,特别是驾驶员违章严重、交通事故频发、车辆尾气污染等问题,介绍丁集计算机、信息、电子及通讯等众多高新技术手段于一体的智能交通指挥中心控制系统.该系统的安装及使用,大大缓解了城市道路堵塞现象、提高了道路的通行能力.减少了驾驶员违章的次数,抑制了交通事故的发生,同时对减轻车辆尾气排放,从而降低环境污染都起到了不可低估的作用. 分析了现代城市交通控制与管理问题的现状,结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理,给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的硬件电路设计方案。 [关键词]: 交通控制 交通灯 PLC控制机下载地址
工业电气化中PLC技术的应用分析论文
随着科技技术的普遍应用,我国在工业电气化设计和研究领域也取得了明显的成效。在实践中,技术人员应用了不同的技术手段。其中比较常见的就是PLC技术,这是一种可编程控制系统,可以有效的解决诸多工业电气化中的问题。不仅可以提升工业电气化运行的稳定性和准确性,还能够有效的节省大量的人力、物力和财力资源,促进工业电气自动化的可持续发展。本文中,笔者主要对工业电气化中的PLC技术的应用情况进行深入分析,仅供参考。
电气自动化是一种对技术和专业要求都比较强的行业,在实际运行的过程中,要不断应用先进的工业技术手段和设备类型。另外,对于操作人员所提出的要求也相对较高,不仅要具有突出的专业知识,还需要有较强的动手操作能力。可见,这一行业的广度和深度比较高。将PLC技术应用到工业电气化操作中,主要是将计算机的软件和实际的电气工程专业相结合,这种结合可以创造更多的价值,在电气化工程发展的过程中起到重要的作用。
一、工业电气自动化
所谓的工业电气自动化就是在具体的工程设计中,将电子计算机网络以及通讯技术融为一体,在工业领域实现技术和操作的自动化。现如今,科技在不断发展,网络技术和通讯技术等都得到了迅猛发展。工业电气化的数字化和自动化水平也有所提升,在社会发展的过程中逐渐朝着智能化的方向进步。所以说,工业自动化要以较强的技术结构作为支撑,实现工业发展的广泛性、创新性。
二、可编程控制器(PLC)概述
PLC技术能够得以运行,主要是工作人员将原有的控制继电器和计算机技术相结合,并且依托网络通信技术而形成的一种相对比较便利的控制技术。这种控制技术通常情况下会在企业的控制管理工作中得以应用。具体来说就是信息和科技发展的'必然产物,对现如今的社会发展起到一定的推动作用。
1、定义
PLC,可编程控制器,是一种集合数字运算和系统操作的一种电子系统,主要是为了实现工业环境的优化所应用的一种技术类型。主要是采用可编程的存储器以及相关的逻辑计算和控制设备来进行工作。主要以口令的方式来实现数字的输出和输入。通过这种形式可以对各种机械设备和生产过程来进行控制,而且,有关可编程控制器还会涉及到一些国外的基本设备类型,所以说应该将其和工业系统进行配合使用,形成整体性。另外,需要根据科学的设计原则来进行具体的编程工作。
2、工作原理
要想对可编程控制器的工作原理进行详细了解,需要相关的工作人员从输入、执行程序以及输出刷新等三个方面来进行具体的分析和阐述:
第一,采样的输入阶段。PLC技术的应用的数据采集方式是扫描,在读取之后将具体的数据信息存储到相应的存储单元当中。在采用内容输入之后,将得到的数据进行具体的传输。建立新的程序和系统。在这一环节中,即使存在着数据输入错误的现象也不会影响到数据存储工作。所以说,要对相关的数据进行修改,需要到数据的存储设备中进行。另外,数据的输入需要采用科学合理的脉冲信号,实现信号扫描具有一定的周期性。
第二,执行程序阶段。在这一阶段中,PLC技术在执行的过程中所应用的程序是以从上到下的顺序为主。无论是在编程路径还是在具体的步骤方面都是一成不变的。具体来说,扫描的路径主要包括用户的程序以及触点有序的组织类型。扫描程序之后会得到科学明确的运算结果,根据具体的结果来将逻辑线圈放置到具体的区域状态上,然后对具体的步骤进行刷新,最终对执行程序做好处理指令。
第三,输出刷新系统阶段。在这一阶段中,主要是对完成执行的程序进行刷新,这时,系统会根据读取的信息形成科学的程序。通过某个阶段的数据信息来完成具体的操作,使得外部设备进行驱动,进而完成各项任务。
3、PLC的特征
采用这种技术主要是对传统的编程技术进行高效的改进,实现一种飞跃式的发展。而且还会体现出具体的优势和特点,其中包括以下几点内容:
第一,可靠性和抗干扰性。PLC具有较好的自我调节和自我诊断的能力,可以有效的适应外界环境的变化,而且不容易受到其他因素的限制。对于一些问题,可以进行自行保护和修复,另外,做好故障的检修工作还是提升系统可靠性和运行科学性的重要因素。
第二,强大的通用性、可变的控制程序,方便使用。可编程控制器设有功能齐全的软硬件设备和功能,能够实现各种控制功能,用户无需根据自己的个性化需求进行系统的改装设计就能满足其需要。并且程序的设计能够进行变换、使用户使用起来十分的简洁方便。
第三,功能强大、应用广泛。可编程控制技术具有强大的功能,不仅能够进行运算、计算、进行控制而且还能够进行智能化的自我检测自我诊断、人机交互功能。它不仅能够用于单个的机器控制、单条生产线的控制还可以进行整个生产过程甚至整个工厂的控制,可谓是应用领域和范围广泛。
第四,编程简单、理解掌握容易。现在可编写控制器主要采用的编程方法是梯形图,这种图形线路清晰明了。技术人员和工人经过简单的上岗培训就能够理解并且熟练的应用这一技术,进行程序的改编或控制技术的操作。
第五,体积小、功率低、质量轻。可编程控制器有占用空间小、功率和能耗低、质量轻方便挪动、易于安装使用等优点。
三、可编程控制器PLC在工业企业的应用
随着可编程技术的不断改进以及其可靠性高、应用领域广、操作简便、通用性强,价格不断降低和现在工业技术的需求不断增加,PLC技术现在在工业企业中已被广泛采用,在工业电气自动化过程中发挥着不可替代的作用。
1、可编程控制器PLC应用范围很广,诸如运用到水处理、输送煤炭、煤渣的清理、灰尘的去除等方面。在这些过程中离不开各种运行程序的控制、开关功能的控制,这些控制正是PLC技术的需求领域。采用可编程控制器,不仅能够控制某一运行步骤而且还能对整个火电系统进行整体的控制。例如PLC技术应用的火电系统的灰尘清除阶段,在这一阶段主要进行的控制有:吹风机的风度吹风时间长度,气化风机的方向启用和关闭时间,仓泵、加热器、各种阀门和卸灰装备的开关控制,收灰机的强度和收灰管道的压力的控制。PLC技术在除尘、除渣系统的应用给工作人员带来了极大的方便大大的减轻了劳动力,工作人员无需像原来那样亲临现场只需要在办公室里通过一台电脑就能观测到各个部分的工作状态,然后通过互联在一起的可编程控制器控制各个部分使其保持在需要的工作状态。
2、PLC在传统的机床改造方面的应用,极大地改善了传统的由继电器控制的传统机床的功能。传统的机床系统能耗大、效率低下、故障多、维护困难等缺陷。可编程控制技术在传统机床的改造中的应用能够进行有效地控制,实现了能耗低、效率高、功能和可靠性稳定等诸多优势。
四、总结
可编程控制器的智能化和通用性使得该技术未来的发展前景广阔,并且能使我们的高危作业极大的减少人员的参与。可编程控制技术不仅能够降低该类行业的风险而且能够极大地提高其效率和经济效益。相信该技术会有一个光明的未来。
第一篇:PLC对电气自动化控制的应用论文
引言
随着高新技术的发展,自动化系统逐渐应用到工业生产领域。PLC技术的应用,不仅解决了传统电气控制系统内部结构复杂,可靠性低,能耗高等问题,而且节省了大量的人力物力,保证了控制系统的工作质量。推动了我国工业转型和健康发展,受到越来越多专业人士的关注和重视。
1、PLC概述
(1)PLC的概念。在国际电工委员会(IEC)的标准中,可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,简称PLC)的定义为:可编程逻辑控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计。在系统运行过程中按照用户的实际需要在系统软件支持下,保证系统功能的正常发挥,其工作原理是按照“串行”的工作方式,扫描各个输入点数据,并发送给输出点相应的信号和数据,中央处理器会直接显示在执行的程序命令,一直到整个程序全部运行结束。结束后会周而复始的重复这一过程。PLC硬件构成一般分为箱体式和模组式两种。但它们的组成是相同的,对箱体式PLC,有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,当然按CPU性能分成若干型号,并按I/O点数又有若干规格。对模组式PLC,有CPU模组、I/O模组、内存、电源模组、底板或机架。无论哪种结构类型的PLC,都属于总线式开放型结构,其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。电源对于PLC的系统运行有重大意义,一旦电源出现了问题,PLC将无法正常运转。所以PLC的生产厂家非常重视电源的质量,电源自身的特性决定了所提供的电压只能在小范围内波动,并且需要注意电源在运行过程中要和交流电网形成协调配合,这样才能保证持续供电[1]。CPU在PLC系统运行中的作用也至关重要,如果PLC是一个人,那么CPU就是这个人的大脑,没有大脑就无法处理信息和存储数据,就无法工作。在系统运行中它最大的作用就是判定PLC控制系统的状态,之后将存储好的数据发送到对应的输出设备当中,这样可以确保PLC始终处于良好的运行状态当中。(2)PLC的特点。首先,PLC的性价比高,这主要体现在功能上,有些功能只有通过PLC系统才能实现,因为系统中有许多编程元件,具有非常强大的控制功能,可以有效的调整和控制整个电气自动化系统,并且进行集中化处理,提升工作效率。其次,PLC的操作便捷,不需要有非常专业的计算机知识,程序简单,易于操作是PLC最显著的特点。只要懂得编程语言即可,也不需要较长的系统开发周期,这就减少了操作量,提升了工作效率和工作质量。最后就是对硬件条件有很强的适应能力。PLC有完善的自我检测功能,故障率低,即使发生故障,检修和维护也非常简单,可以在短时间内处理好,保证了系统的稳定[2]。
2、PLC在电气自动化控制中的实践应用
随着PLC技术的更新和完善,此技术已经广泛应用于电气化控制的实践中。其中有:顺序控制、开关量控制和闭环控制三个方面。(1)顺序控制。随着环境污染的加剧,国家越来越重视节能减排和工业可持续发展,在工业生产中降低能耗增加效率是我们一直在追求的目标。PLC技术的应用,实现了对单独工艺的流程和对全长生产工作的协调与控制。例如在煤炭系统中,一个好的煤炭自控系统设计可以使生产更加平稳的进行,同时使用过程中显著提高生产效率。煤炭控制系统采用的是分层式网络结构,这种结构可以有效的监督和控制相关设备,现在煤炭系统基本实现了PLC控制,提高了生产稳定性,减少了工作人员工作量,减少人力和物力的资源浪费[3]。(2)开关量控制。在应用PLC系统的过程中,就是把虚拟继电器当做机械继电器,所以在运行过程中不考虑反应时间,也不需要考虑返回量,在这样的情况下,系统运行过程中开关量控制方面做得很好。由于PLC不需要大量实物元件和软继电器,提高其稳定性。没有多余元件干扰,维修更简便,功能仍全面。在电气自动化工作中,这项技术应用到了自动切换系统,显著提升了运行速度。同时,PLC技术可以使系统备用电源自动投入装置,在火力发电系统中增强了系统的可靠性,被广泛应用于电业局生产中。PLC控制系统不仅可以减少辅助开关数目,也可以集中显示和控制多台断路器的信号,这样系统就有了逻辑判断能力,提升了系统的抗干扰力,实现了系统高效可靠运行。(3)闭环控制。电气自动化系统有多种电机启动方式,如现场控制手动启用、自动启用,机旁屏手动启用等。与其他控制手段先比,闭环控制保持了系统设备的相对独立性,能够保证系统设备在没有其他控制量来源的时候,能够维持系统社会的正常运行.闭环控制是基于系统人机交互实现的,以机旁屏手动控制为例,在系统设备运转的过程中,系统各项参数会以数据的形式出现在机旁屏上,而操作人员可以通过这些数据对系统设备运行的状态进行及时的了解,并基于系统运行的需要,对相应的运行参数进行调整,进而保证系统设备生产活动的顺利进行。
3、结论
PLC系统在应用的过程中能够体现出强大的功能,不仅克服了传统系统的缺点,更提升了工作效率。随着科学技术的进一步发展,PLC系统会更加优化和完善,应用范围会更加广泛,应用程度会更加深入。
第二篇:PLC对电气自动化控制的应用论文
1、PLC实践应用主要优点
在PLC系统应用实践中,我们对其主要技术应用内容进行了技术分析,发现这一技术在实践应用中具有以下的优点。一是自动控制过程反应较快。在PLC系统应用实践中我们发现,技术人员使用了新型的自动化管理辅助继电器完成控制工作。较之传统的机械式继电器,这种继电控制技术在应用中使用了内部逻辑关系进行控制处理。所以在实际控制过程中,其控制的节点变位时间几乎为零,极大的提高了自动控制的反应速度。二是控制过程的可靠性高。在PLC系统控制技术应用实践中我们发现,这一控制系统在实际技术应用中具有良好的抗干扰能力。特别是在使用情况较为复杂的工业生产环境中,PLC系统的较之传统控制系统而言,其抗干扰高特点保证了生产系统控制可靠性的提高。三是控制操作方法简单。在PLC系统控制实际过程中,控制指令是通过较为简单控制过程完成的。这些较为直观地操作方式,即使是初学者也可以较快的掌握。这种操作简单地特点,对于控制管理的开展具有极大的实际作用。
2、PLC系统控制主要应用探析
完成对电气系统的顺序整体控制
在实际的电气系统控制过程中,利用控制技术完成系统工作顺序控制,是控制系统的重要内容。这一技术控制系统在实际控制过程中可很好的提高控制系统的工作质量与效率。在PLC控制系统实践应用中,我们发现这一控制系统在顺序控制管理中具有良好的工作方式,所以在实践应用中,可以很好地代替传统的继电控制系统,完成工业生产的电气控制工作。在实际应用中,我们对PLC控制系统的顺序开关模式进行了实践考察,发现其主要功能包括了以下内容。一是在当前的PLC控制系统实际应用中,顺序控制系统不仅可以完成单独控制过程,还可以利用信息模块与通信总线连接的方式实现整体系统,乃至生产车间的整体控制。二是在PLC控制系统中,控制主要过程是通过集控室管理完成的。这种独立集中地控制管理模式可以很好地保证自动化管理效率的提升。正是因为PLC控制系统在电气顺序控制过程中具有以上优势,所以其在自动化控制研究中的作用得到了极大的提升。
完成对电气控制系统的稳定化控制
在传统的电气系统的控制过程中,电气系统的控制过程主要是通过电磁型继电器控制系统完成的。在实际工作中,由于这一系统主要采用电磁元件进行控制。但是在实际控制过程中,这种控制系统的可靠性性较低,并存在接线复杂、维修困难等诸多问题,影响了其使用质量。而在PLC控制系统的实际应用中,因为其在实际运行中采用了软继电器进行控制操作,起高了其控制的可靠性。同时在操作过程中,工作人员可以利用简单的操作过程完成控制工作。正是因为PLC控制系统具有以上的优势,保证了其在电气控制系统的开关量控制,可以发挥出良好的作用。特别是其具有的稳定性强的特点,在实际电气控制过程中可以发挥出以下作用。一是稳定性较强的特点,可以保证电气控制过程的质量与效率的提升,确保生产产量的提升。二是稳定性强的控制过程,可以避免安全事故的产生。在实际的电气控制过程中,良好的开关量控制可以很好地保证系统稳定运行,是安全生产的必要技术支持手段。在实践过程中我们发现,PLC系统良好的稳定性特点保证了系统开关量控制的稳定,是自动控制系统的重要技术支持手段。
完成对电气控制系统的自动化管理控制
在实际的电气控制控制管理中,PLC系统的自动管理控制状态在系统控制运行发挥着重要作用。在实际中我们发现PLC自动控制系统在实际控制过程中,包括了以下工作。一是快速反应的自动化控制处理。与传统的继电器系统相比较,PLC控制系统在实践中因为其对控制反映的时间几乎为零,这就使得其控制过程中的整体反应速度高于传统的控制方法。这种高速反应的控制过程是实现自动化控制的重要保证。二是稳定的连锁化控制过程。在电气控制过程中,自动化处理中连锁控制中时间差的控制极为重要。在PLC控制系统中,由于其控制的稳定性较高,保证了连锁控制的顺利完成。
3、技术应用未来发展趋势研究
在PLC控制系统的技术发展中,我们结合系统技术应用与生产实际情况,开展了技术应用发展未来趋势的研究。在研究中我们发现,PLC控制系统技术的未来发展趋势主要包括了以下内容。
提高系统整体的抗干扰性
在PLC控制系统实际应用中,其良好的.抗干扰性特点为自动控制的完成提供了保障。所以在PLC控制技术的研究中,我们必须加强对系统整体抗干扰性的技术研究工作,特别是在高温高湿等较为恶劣的生产环境,以及生产过程中电磁干扰严重的生产环境中,提高系统整体的抗干扰性,对于技术的进一步应用具有极大的作用。
系统控制管理的网络化、数字化趋势
随着PLC控制系统的应用的推广,如何更好地提高其自动化过程就成为了我们研究的重要内容。在这一过程中,控制系统的网络化、数字化的应用就成为了我们研究的重要内容。在实际研究过程中,数字化、智能化控制技术在PLC控制技术应用得到了广泛应用。
4、结束语
随着现代化工业生产中自动化控制技术的不断发展,传统的继电器控制系统因其技术中的缺陷影响了自动化控制技术的发展。正因如此,我们在自动化控制技术研究中广泛采用了PLC控制系统技术。在实践应用中,这一技术因其稳定性好、控制简便等优势,得到了广泛应用。我们做好这一控制系统的技术发展研究,可以为工业生产技术的发展提供更好的理论支持。
第三篇:PLC对电气自动化控制的应用论文
随着时代发展,工业已经逐步实现了电气自动化,这种技术的应用极大的推动了工业的发展。近年来,PLC作为一种新型的、高科技手段被广泛的应用到工业电气自动化当中去,以期能够进一步提高工业生产的效率,从而促进整个工业的发展。
1、工业电气自动化
工业电气自动化指的是在工业企业当中的电气自动化,其中涉及到技术方面的主要包括电子、电机电器、信息、网络和机电一体化等这几种技术,随着互联网和计算机的迅速兴起,电气自动化也适时的得到了广泛的提高[1]。目前,电气自动化已经逐步的完成了信息化与开放化,在很大程度上促进了工业的发展,与此同时也就带动了整个社会经济的发展。
2、PLC概述、工作原理及其特点
PLC,即可编程控制器,这是专门为了对工业进行控制而设计的一种自动控制装置,用于控制工业生产当中的电气设备。可编程控制器之所以能够使得操作简便,是因为它融合了电气控制技术、通信技术以及计算机技术等多种技术。PLC工作的原理,主要根据工作的阶段进行分析,在不同的阶段的工作原理也不尽相同。输入采样阶段时,PLC主要是进行数据的采样,通常用到的方式是扫描,之后对采集到的数据进行读取、存储并且输入到单元格中[2]。在这个阶段中要注意输入数据状态的改变不会影响到单元数据的处理,因此应当对读取数据的信号形式进行选择以保证数据信息在任何情况下都能够被读入;程序执行阶段,PLC主要是对用户程序进行自上而下的扫描,并且按照一定的顺序、录像运算得到结果;系统输出的阶段,PLC将刷新执行中的用户程序,并且根据相应状态在刷新过程中对前一阶段数据锁存,以便能够对其他的外设装置进行更好的驱动。PLC的特点对于其在整个工作当中有着一定的影响,为了保证PLC能够发挥其作用,本文将对其特点做简要分析。PLC的特点包括其可靠性、抗干扰能力强、自诊能力强、通信性强以及能够进行故障检测和相应的信息保护及恢复。它的自侦能力可以对工作中出现的错误进行及时的过滤和硬件方面的保护;其通用性强使得PLC操作起来非常简便。除此之外,PLC能够对生产机械和生产线进行控制,甚至可以控制一整个生产的过程。它的操作简便而且易于掌握,所以对于相关人员的培训时间也较短,能够快速的投入到工作当中去。以上诸多的PLC的特点,使得其在电气自动化当中被广泛的应用。
3、PLC在工业电气自动化中的应用
在传统机床系统当中的应用
传统的机床系统有着耗能、效率低等明显的不足,很容易在工业生产过程当中出现故障而影响质量和进度,而且这些故障一旦出现,维修的难度非常大。除此之外,传统机床一直沿用继电器控制的系统,这种系统常常出现接线老化及接触不良等各种问题,严重的影响了工业的发展。PLC被应用到传统机床系统之后,根据PLC的特点能够将传统机床中所使用的软、硬件进行合理的改造和完善,并且通过编程对其进行合理控制,对机床的使用状态进行及时的了解,从而提高了机床运行的稳定性,增强了传统机床的安全性,进一步的促进了企业的发展。PLC在传统机床当中的应用主要是解决故障、提高效率。
在火电系统中的应用
火电系统中涉及到很多方面,水处理、输煤系统、排渣系统以及除灰系统等都是火电系统的辅助系统,PLC可以根据自身的工作原理对这些系统进行合理控制,与此同时应用PLC中的通讯模块实现数据的信息化、开放化,促进了各系统的相互协调。其中输煤系统和除灰系统中应用的主要是PLC的顺序控制功能,输煤系统当中主要是分层时的网络结构,纵向分为主站层、远程10站以及现场传感器三个层。可编程控制器与人机接口的设备两部分组成了主站层,OLC的CPU通常配置双机。输煤程控紫铜的控制方式采用的是控制室集中控制,并且就地设置了事故紧急停机的开关和检修用启停的按钮。除灰系统中需要进行控制的主要有输送风机、气化风机、收灰风机和管道压力,通常有PLC的传感器、主控柜和二次仪表三部分组成,有时按照网络结构时也可以疯操作员站和下位机控制器[3]。对于断路器的控制和系统的自动切换需要用到PLC的开关量控制功能。通过对PLC型号的合理选择,并且编制可行的控制程序,实现在变电所当中对于多台断路器的控制和信号的显示。
4、结束语
随着工业电气自动化的不断发展,它对于技术的要求也越来越高,使得PLC系统的产生和应用顺其自然。PLC应用在工业电气自动化中,不仅使得自身的诸多功能得到了充分的发挥,而且有效的解决了工业发展中存在的很多问题与不足。PLC的控制系统有着十分强的环境适应力,加之它变成简单,使用便捷,耗能小,在工业电气自动化中得到了广泛的应用,已经逐步的称谓了工业电气自动化的标志。
plc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。下面是我为大家精心推荐的plc论文范文,希望能够对您有所帮助。
PLC概述及维护
摘要:针对在信号系统与外部接口设计中广泛使用的PLC,本文介绍了PLC的概况和使用中的常见问题处理。
Abstract: In view of the signaling system with exterior connection design in widespread used PLC, this article introduced PLC’s survey and frequently malfunctions.
关键词:PLC, 接口,故障,维修,地铁,信号
Key words: PLC, Interface, Malfunction,Maintenance, Subway,Signaling
中图分类号: U231+.7 文献标识码:A文章编号:
一、背景及基本概念
背景
在信号系统中的设计中,越来越多的使用PLC作为内部及外部接口的元器件,而接口的问题一直是设备调试、维护中比较难于掌握的。所以作为工程人员就需要对PLC的工作原理,及常见的问题有一定的了解。
基本概念
定义
PLC即可编程控制器PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER 的简称。国际电工委员会(IEC)颁布了对PLC的规定:可编程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,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程控器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
PLC的结构及基本配置
一般讲,PLC分为箱体式和模块式两种。但它们的组成是相同的,对箱体式PLC,有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,当然按CPU性能分成若干型号,并按I/O点数又有若干规格。对模块式PLC,有CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。无任哪种结构类型的PLC,都属于总线式开放型结构,其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。PLC的基本结构框图如下:
图1
一、CPU:
PLC中的CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用,每台PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路,
与通用计算机一样,主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成,还有外围芯片、总线接口及有关电路。它确定了进行控制的规模、工作速度、内存容量等。内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。
CPU模块的外部表现就是它的工作状态的种种显示、种种接口及设定或控制开关。一般讲,CPU模块总要有相应的状态指示灯,如电源显示、运行显示、故障显示等。箱体式PLC的主箱体也有这些显示。它的总线接口,用于接I/O范本或底板,有内存接口,用于安装内存,有外设口,用于接外部设备,有的还有通讯口,用于进行通讯。CPU模块上还有许多设定开关,用以对PLC作设定,如设定起始工作方式、内存区等。
二、I/O模块:
PLC的对外功能,主要是通过各种I/O接口模块与外界联系的,按I/O点数确定模块规格及数量,I/O模块可多可少,但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或机架槽数限制。I/O模块集成了PLC的I/O电路,其输入缓存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状态。
三、电源模块:
有些PLC中的电源,是与CPU模块合二为一的,有些是分开的,其主要用途是为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时,有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源以其输入类型有:交流电源,加的为交流220VAC或110VAC,直流电源,加的为直流电压,常用的为24V。
四、底板或机架:
大多数模块式PLC使用底板或机架,其作用是:电气上,实现各模块间的联系,使CPU能访问底板上的所有模块,机械上,实现各模块间的连接,使各模块构成一个整体。
PLC的通信及编程
PLC具有通信联网的功能,它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其它智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。现在几乎所有的PLC新产品都有通信联网功能,它和计算机一样具有RS-232接口,通过双绞线、同轴电缆或光缆,可以在几公里甚至几十公里的范围内交换信息。
当然,PLC之间的通讯网络是各厂家专用的,PLC与计算机之间的通讯,一些生产厂家采用工业标准总线,并向标准通讯协议靠近,这将使不同机型的PLC之间、PLC与计算机之间可以方便地进行通讯与联网。
PLC编程
PLC的编程语言与一般计算机语言相比,具有明显的特点,它既不同于高级语言,也不同与一般的汇编语言,它既要满足易于编写,又要满足易于调试的要求。目前,还没有一种对各厂家产品都能兼容的编程语言。如三菱公司的产品有它自己的编程语言,OMRON公司的产品也有它自己的语言。但不管什么型号的PLC,其编程语言都具有以下特点:
1. 图形式指令结构:程序由图形方式表达,指令由不同的图形符号组成,易于理解和记忆。系统的软件开发者已把工业控制中所需的独立运算功能编制成象征性图形,用户根据自己的需要把这些图形进行组合,并填入适当的参数。在逻辑运算部分,几乎所有的厂家都采用类似于继电器控制电路的梯形图,很容易接受。如西门子公司还采用控制系统流程图来表示,它沿用二进制逻辑组件图形符号来表达控制关系,很直观易懂。较复杂的算术运算、定时计数等,一般也参照梯形图或逻辑组件图给予表示,虽然象征性不如逻辑运算部分,也受用户欢迎
2. 明确的变数常数:图形符相当于操作码,规定了运算功能,操作数由用户填人,如:K400,T120等。PLC中的变量和常数以及其取值范围有明确规定,由产品型号决定,可查阅产品目录手册。
3. 简化的程序结构:PLC的程序结构通常很简单,典型的为块式结构,不同块完成不同的功能,使程序的调试者对整个程序的控制功能和控制顺序有清晰的概念。
4. 简化应用软件生成过程:使用汇编语言和高级语言编写程序,要完成编辑、编译和连接三个过程,而使用编程语言,只需要编辑一个过程,其余由系统软件自动完成,整个编辑过程都在人机对话下进行的,不要求用户有高深的软件设计能力。
5. 强化调试手段:无论是汇编程序,还是高级语言程序调试,都是令编辑人员头疼的事,而PLC的程序调试提供了完备的条件,使用编程器,利用PLC和编程器上的按键、显示和内部编辑、调试、监控等,并在软件支持下,诊断和调试操作都很简单。
二、PLC维护
维护概述
一般各型PLC均设计成长期不间断的工作制。对于地铁维护人员来讲,是不需要更改PLC内部程序的。但是在调试期间就需要对相应动作进行修改。
查找故障的设备
PLC的指示灯及机内设备,有益于对PLC整个控制系统查找故障。编程器是主要的诊断工具,他能方便地连到PLC上面可以观察整个控制系统的状态。根据PLC厂家的不同编程器也有区别,有的是运行在PC上的软件,有的是一个专用的设备。
查找故障顺序
根据下列问题,并根据发现的合理动作逐个否定。一步一步地更换PLC中的各种模块,直到故障全部排除。所有主要的修正动作能通过更换模块来完成, 除了一把螺丝刀和一个万用电表外,并不需要特殊的工具。
1、PWR(电源)灯亮否?如果不亮,在采用交流电源的框架的电压输入端(98-162VAC或195-252VAC)检查电源电压;对于需要直流电压的 框架,测量+24VDC和0VDC端之间的直流电压,如果不是合适的AC或DC电源,则问题发生在PLC之外。如AC或DC电源电压正常,但PWR灯不亮,检查保险丝,如必要的话,就更换CPU框架。
2、PWR(电源)灯亮否?如果亮,检查显示出错的代码,对照出错代码表的代码定义,做相应的修正。
3、RUN(运行)灯亮否?如果不亮,检查编程器是不是处于PRG或LOAD位置,或者是不是程序出错。如RUN灯不亮,而编程器并没插上,或者编程器处于RUN方式 且没有显示出错的代码,则需要更换CPU模块。
4、BATT(电池)灯亮否?如果亮,则需要更换锂电池。由于BATT灯只是报警信号,即使电池电压过低,程序也可能尚没改变。更换电池以后, 检查程序或让PLC试运行。如果程序已有错,在完成系统编程初始化后,将录在磁带上的程序重新装入PLC。
在日常的维修活动中,可以根据故障统计来准备备品备件,并不需要准备整个PLC。掌握了故障判断方法后,可以进行针对性地更换,这样可以减少维修成本,增加维修效率。
三、总结
了解PLC的组成部分及工作原理,可以更加准确的对PLC进行故障判断,在系统设计和生产使用中要对该系统的设备消耗、元器件设备故障发生点有清楚的估计,可以减少安装调试、维修成本,延长PLC控制系统的寿命。
在信号设计过程中有过把系统改复杂的现象,如采用复杂的控制方式和设备来实现,本可以用简单装置来实现的控制,违背了经济、简单、实用的原则,并可能会增加故障率。另外我们在信号系统中大多使用PLC处理接口信息,所以在设计过程中要尽量将接口信息容易识别,这样在出现故障时,能够尽快判断故障的归属方,便于地铁的运营管理。
分析故障或处理故障时也要注意系统性,要综合的考虑系统的各个输入输出才能能准确地判断故障点。
浅析PLC控制技术
[摘要]PLC是Programmable Logic Controller的缩写,即可编程逻辑控制器。IEC对PLC的定义是:PLC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,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
[关键词]PLC技术发展现状发展趋势
中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1210064-01
一、PLC技术的概念
PLC即可编程控制器(Programmable logic Controller,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会(International
Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。”
二、PLC技术的发展历史
1968年,通用汽车对外公开招标,寻求新的电气控制装置,1969年,美国数字设备公司制成的首台plc,1971年日本从美国引进了PLC技术加以消化,由日本公司研制成功了日本的第一台PLC。从70年代初开始,不到三十年时间里,PLC生产发展成了一个巨大的产业,据不完全统计,现在世界上生产PLC及其网络的厂家有二百多家,生产大约有400多个品种的PLC产品。其中在美国注册的厂超过100家,生产大约二百个品种;日本有60~70家PLC厂商,也生产200多个品种的PLC产品;在欧洲注册的也有几十家,生产几十个品种的PLC产品PLC产品的产量、销量及用量在所有工业控制装置中居首位,市场对其需求仍在稳步上升。进入二十世纪九十年代以来,全世界PLC年销售额以达百亿美元而且一直保持15%的年增长的势头。
三、我国PLC技术的发展现状
我国研究PLC技术起步较晚,但发展速度较快。中国电力科学研究院自1997年开始研究PLC技术,主要考虑PLC技术用于低压抄表系统,传输速率较低。1998年开发出样机,并通过了试验室功能测试,1999年在现场进行试运行,获得了产品登记许可。1999年5月开始进行PLC系统的研究开发工作。主要对我国低压配电网络的传输特性进行了测试,并对测试结果进行了数据处理和分析,基本取得了我国低压配电网传输特性和参数,为进行深入研究和系统开发提供依据。2000年开始引进国外的PLC芯片,研制了2Mbps的样机,2001年下半年在沈阳供电公司进行了小规模现场试验,实验效果良好,并于6月20日在沈阳通过验收。验收委员会通过现场检测认为,该实验从中国配电网的实际传播特性出发,对电力线通信技术的理论、实际应用和工程技术进行了开创性研究,在国内率先研制成功2Mbps和14Mbps高速电力线通信系统,建立了我国第一个电力线宽带接入实验网络;实现了自家庭至配电开关柜的高速电力线数据通信,并将办公自动化系统延伸至家庭。该实验的成功标志着我国已经全面掌握了高速电力线通信的核心技术,具备了研制生产这种技术实用化设备的能力。据悉,今年年底以前将建成200户的试验网络。
我国工业控制自动化的发展道路,大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收,然后进行二次开发和应用。目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展,我国工业计算机系统行业已经形成。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。
四、PLC的未来发展趋势
1.功能向增强化和专业化地方向发展,针对不同行业的应用特点,开发出专业化的PLC产品,以此来提高产品的性能和降低产品的成本,提高产品的易用性和专业化水平。
2.规模向小型化和大型化的方向发展,小型化是指提高系统可靠性基础上,产品的体积越来越小,功能越来越强;大型化是指应用在工业过程控制领域较大的应用市场,应用的规模从几十点扩展到上千点,应用功能从单一的逻辑运算扩展几乎能满足所有的用户要求。
3.系统向标准化和开放化方向发展,以个人计算机为基础,在Windows平台上开发符合全新一体化开放体系结构的PLC。通过提供标准化和开放化的接口,可以很方便地将PLC接入其它系统。
五、PLC技术的特点
1.配套齐全,功能完善,适用性强:PLC发展到今天,可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,现代PLC多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制,CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
2.系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造:PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造周期大为缩短,同时维护变得容易起来。更重要的是可以使同一设备经过改变程序改变生产过程。
3.体积小,重量轻,能耗低:以超小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想控制设备。
六、PLC应用中应注意的问题
PLC是专门为工业生产服务的控制装置,通常不需要采取什么措施,就可以直接在工业环境中使用。但是,当生产环境过于恶劣时,就不能保证plc的正常运行,因此在使用中应注意以下环境问题。
1.温度:PLC要求环境温度在0-55℃,安装时不能放在发热量大的元件下面,四周通风散热的空间应足够大,基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔;开关柜上、下部应有通风的百叶窗,防止太阳光直接照射;如果周围环境超过55℃,要安装电风扇强迫通风。
2.湿度:为了保证PLC的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。
3.震动:应使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。当使用环境不可避免震动时,必须采取减震措施,如采用减震胶等。
4.空气:避免有腐蚀和易燃的气体,例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境,可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中,并安装空气净化装置。
参考文献:
[1]钟肇新,可编程控制器原理与应用[M].广州:华南理工大学出版社,2000.
[2]储云峰,施耐德电气可编程序控制器原理及应用[M].北京:机械工业出版社,2006.
[3]高勤,电器及PLC控制技术[M].北京:高等教育出版社,2002.
电气自动化中PLC技术的运用与趋势论文
在日常学习和工作中,说到论文,大家肯定都不陌生吧,通过论文写作可以提高我们综合运用所学知识的能力。如何写一篇有思想、有文采的论文呢?以下是我为大家收集的电气自动化中PLC技术的运用与趋势论文,欢迎阅读与收藏。
摘要:
通过在实际工作经验的总结中可以发现,PLC技术在自动化控制中的应用与普及,有效的缩短了技术人员排查故障的时间,增强了工人的工作效率,而且还大幅提高了电气设备的自动化程度。随着对PLC技术的不断优化与研发,其在电气工程及自动化控制中的应用会更加广泛。
关键词:
PLC;工业;应用;自动化控制;
引言:
自动化应用的水平彰显着一个国家的科技与工业实力,PLC技术是电气工程自动控制中非常重要的技术,提高了自动控制水平,而且能够让设备当中一些比较难处理的问题和缺陷得到有效的解决。PLC因为其具有的比较好的可靠性与很强的适应性,在自动化控制领域中得到了广泛的应用,小到可操作一个站点,一个部件,一个设备;大到可操控一条生产线,多台设备,甚至是整个工厂。可以说在当今的自动控制中,几乎是离不开PLC技术的。本文将对PLC技术在自动控制领域中的应用,进行总结与探讨。
1、PLC的概念及特点
、PLC的基本含义
PLC的中文释义为可编程逻辑控制器,可以将对设备的控制指令载入其内部存储器进行执行命令与存储功能,其具有的微处理器功能,主要用于对自动化控制的数字运算。PLC由电源、输入输出接口、数字的模拟转换器、指令数据内存等部件组成。早期的PLC功能单一,只有逻辑控制一项功能,而且设计制造周期长,接线复杂,维修困难。但随着后来对其不断的优化与改进,当初这些简单的功能已经扩展为集时序控制、多机通讯、模拟控制、逻辑控制等多功能于一体的控制器。现在电气自动控制系统上使用的PLC已经接近或相当于一台微型电脑主机,其可靠性与可扩展性的优势,已经被广泛的应用在当前的多种类的自动控制领域中。
电源通过运用整流模块将我们常用的交流电转化为供PLC内部运行的直流电,开关式稳压电源的供电方式,目前在PLC电源系统中应用较广。CPU单元(中央处理器)是PLC的大脑,也是核心元件,作用是运行和处理用户数据,进行数学和逻辑运算,协调整个控制系统,其性能的优越决定了PLC的运行速度与处理能力。存储器的作用是储存用户程序、系统程序及逻辑变量等信息。被控设备与PLC相连的称为输入输出单元,输入单元是信号传输进PLC的枢纽,可以起到接收检测元件与主令元件传来的信号。而输出单元的作用是将PLC的控制指令,传输给被控设备。
通信联网也是PLC一项极其重要的功能,可以使PLC与PLC之间、PLC与智能设备之间,PLC与计算机之间能够交换数据信息,形成一个完整的控制系统,实现集中控制的目的。PLC和计算机一样具有网络接口,通过光缆或双绞线,可以使其在较远的范围内交换数据信息。数据通信可以分为串行通信与并行通信两种方式,并行是以字或字节为单位,其传输速度快,但所需传输线根数多成本较高,适合数据近距离传送。串行是以二进制为单位,每次传输只传输一位,所需传输线根数少成本较少,适合数据远距离传输。
、PLC技术的特点
简单高效:简单,我们可以理解为安装方便、组态灵活;高效,我们可以理解为运行速度快。PLC的安装与计算机系统的安装相比较,对安装环境要求不高,不需要为其专门设置一个机房,也不需要屏蔽措施,使用时只要把接口端子和执行与检测机构相连接正确即可正常工作。用户可以通过自动控制的需要对PLC进行不同的组合,可简单灵活的对控制系统的规模和功能进行改变,而且PLC的编程容易上手,技术人员不需要计算机的专业知识,就可以编程。PLC程序控制的执行方式,会使其运行速度更快,可靠性也能得到很大的提高,这是传统逻辑模式无法比拟的。
实用性强:由于PLC技术适合各种应用场合,并且其可变性与编程简单的特点,使其具有很强的实用性。PLC的控制功能好、可靠性强,可以根据自动控制系统的要求进行扩展,体积小、功耗小、集成化高非常适用于各行各业的自动控制中。现在大多数PLC在系统设计上采用的是集成化程度高的单片微型计算机,片内面向测控系统的外围电路的增强,使PLC技术可以方便灵活的应用于复杂的自动控制系统及设备,如工业过程控制、工业控制器、过程检测及电气自动化控制系统等,大多都是以PLC技术为核心的多极网络系统。
抗干扰能力强:通过运用隔离与屏蔽的方式有效地提高了PLC技术的抗干扰能力。PLC的控制电源正常是由电网提供,但电网电源易受到干扰,如大型设备的启停、整流器故障、电网短路等会对PLC的供电产生影响,可能会造成PLC的运算错误或程序错误,这将会导致自动控制设备的误动作和失控现象的发生。对PLC的核心部件要采用集成电压调整器分级滤波处理。要完善PLC的接地系统,一方面可以提高其安全性,避免电网中过电压、过电流的危害,另一方面会抑制电磁干扰。在实际应用中,PLC所采用的都是一点接地方式,将相近接地点以及所有地线端子通过一点连接,以提高抗干扰能力。
2、PLC技术是如何在电气自动化中应用的
、开关量控制
开关量控制是PLC技术中最基本的应用。开关量控制的目的是根据开关量历史的输入组合与当前的输入顺序,使PLC产生对应的开关量的输出,来达到系统按照给定的逻辑顺序工作。PLC在电气控制电路中比较常见的,可以提供开关量信号开关类元件有温度开关、行程开关、按钮等。行程开关的作用可以用来反馈运行位置,在电气设备指定的位置上安装一个行程开关,行程开关的触点接到PLC的输入点,PLC程序就通过此输入点的接通与断开状态,进行相应的输出。我们要电气设备完成某一项或某一系列动作,就要通过按钮来传输信号给PLC完成指令操作。温度开关给出的信号也是开关量,为了让控制系统简单化,将不是开关量的温度信号处理成了开关量,当达到设置温度时,温度开关内的继电器就会接通,从而会给PLC发出信号,PLC根据接收到的信号在决定是否执行命令。
、顺序控制
顺序控制应用在电气工程中,如果将一个控制系统分解为几个相互之间独立的控制动作,且为了保证生产的运行正常,各独立控制动作能不出差错的按照给定的先后顺序依次的执行任务。实现PLC逻辑控制的三个必备要素是工作任务、转移目标和转移条件,三者缺一不可,缺少一个,顺序控制功能都无法实现,通过对三个条件的完善与优化,可以有效提升自动控制系统的稳定性与效率。实现按给定的顺序执行是顺序控制系统的最基本特征,可以将顺序控制细分为逻辑顺序、条件顺序与时间顺序。逻辑顺序即按照预先给定的条件,按顺序依次的执行命令。条件顺序即执行条件是否能满足逻辑控制要求。时间顺序即执行时间,什么时间开始执行命令,什么时间停止执行命令。顺序控制提升了工业领域中自动控制水平,顺序控制是在工业的自动控制系统中一种比较典型的控制方式,应用广泛,如在交通领域中对信号灯的控制,对商品包装的生产线控制等。
、闭环控制
在传统的电气工程领域,自动化普及应用程度并不高,更多是利用人工的方式来启停电气设备,这样会使得设备的安全性与可靠性得不到保障,而且还降低了工作效率,但是PLC在模拟量闭环控制中的应用,有效的解决了这样的问题。在工业生产以及日常生活的应用中,闭环控制被广泛的应用在自动控制系统中,如对运行中的电机进行自动控制,又如在电动机转速控制系统,流量、液位、温度、压力等的`控制系统等等,都是采用了闭环控制系统。闭环控制可以分为单闭环控制与多闭环控制系统。对于控制两个过程变量比例比控制它们之间的绝对值更重要的系统来说,例如控制两台需要同步的设备的速度,就可以采用单闭环控制系统。而多闭环控制系统是将两个过程数据变量之比保持为一个常数,如在对电气设备自动调温系统的控制等。在对闭环控制系统的选择上,要根据需要择优进行选择。
3、电气自动控制系统中PLC技术的应用发展方向
目前,随着大规模集成电路等微电子的发展,PLC技术已经非常成熟,不仅可靠性得到了提高,成本下降,控制功能得到了增强,功耗和体积减小,而且随着图像显示、通信网络、数据处理的发展,使PLC向连续生产过程控制的方向发展。一方面为适应自动控制系统向小型化发展的需要,要大力发展性价比更高、速度更快、小型的PLC。另一方面,向速度更快、容量更大、技术更加完善的大型PLC方向发展。随着电气自动化向着更复杂化控制系统方向的发展,人们对PLC的数据信息的传输与处理能力也提出了更高的要求,要求其存储器的容量也越来越大。
为满足自动化控制领域中各种自动控制需要,近年来,开发了许多新模块和新器件应用在了PLC技术当中,如智能输入输出模块、用于排除PLC故障的智能检测模块以及温度控制模块等,这些新型模块的应用和开发增强了PLC的使用功能,扩展了其应用范围,还提高了自动化系统的稳定性。未来PLC软件技术的发展趋势,会向着多种编程语言的共存与互补的方向开拓,PLC的编程语言在顺序功能语言、指令语言、梯形图语言的基础上会不断的丰富与扩展,并向着更高的层次发展。
随着相关的软硬件技术、商业模式和社会价值的发展成熟,PLC会向着虚拟化的方向发展。PLC虚拟化是利用通用标准硬件模块和软件的方法,模拟或仿真出行为上类似于特定的PLC硬件系统。PLC虚拟化的发展,会使任意个人和组织避免重复制造,使服务和软件构建各个环节的效率得到提高,加速了各类应用的架构和落地,而且PLC虚拟化的应用会从根本上改变现有的自动控制系统中的安全治理模式和安全架构。
4、结束语
PLC技术因为其自身拥有的特点与优势在电气自动化领域中发挥着及其重要的作用,保证了电气自动化系统的安全与可靠,提升了自动化程度与工作效率,而且随着PLC技术的不断发展与创新,也会使电气自动化的应用得到非常广阔的发展空间。本文对PLC的基本含义、特点以及发展前景做了简要概述,阐述了PLC技术在电气自动化领域中的应用,以供相互学习之用。
参考文献
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在电气行业的实际工作中,PLC技术的加入对其发展起到了很大的促进作用,在改进完善电气系统的同时更提高了电气控制的工作质量,对电气行业今后的发展有着重大影响。 下面是我整理的电气控制与plc技术论文,希望你能从中得到感悟!
电气控制与PLC技术研究
在现今高科技水平的带动下,所有技术设备都在不断的升级,对电气控制系统的要求也变得越来越高。在电气行业的实际工作中,PLC技术的加入对其发展起到了很大的促进作用,在改进完善电气系统的同时更提高了电气控制的工作质量,对电气行业今后的发展有着重大影响。
【关键词】电气控制 PLC技术 探析
PLC从外观来讲,具有体积小质量轻的特点,小型的PLC底部尺寸一般不超过100mm,质量不超过150g,所以在安装方便,和电气系统组装容易。PLC应用范围广泛,一般的电气控制场所都可以使用,尤其是数据应用能力在数字控制方面的运用更为广泛。另外,抗干扰技术的应用更使电气控制系统运行的安全性和可靠性提供了有力保障。PLC外部检测系统的设置,为自身内部和系统外部的故障检验提供了良好的条件。而且,PLC的安装操作简单易懂,对于从事电气控制方面的人员来说掌握起来也比较容易。储存逻辑是PLC技术在实际应用中所使用的,接线比较简单,这样也方便日后维修和改造,在减少工作量的同时又提高了工作效率。
1 PLC技术与电气控制融合后的工作流程
电气控制主要是通过对电气设备一次和二次回路控制来确保设备正常运行,其在现代工业自动化方面已经成为一个不可缺少的重要角色,更是推进工业自动化发展的重要武器。而PLC技术的实质就是一个控制器,专门用于专业控制,主要利用计算机、通讯技术、自动化等技术发展起来的通讯控制器。PLC技术与电气控制技术融合可以生成强大的抗干扰能力和自我诊断能力,完善电气的控制系统的同时有效排除系统中故障。
目前,PLC技术在电气控制行业的应用十分广泛,很多企业开始逐渐重视这些外来技术的引进,作为现代电控行业中的重要角色,PLC技术的应用将会在很大程度上推动电气控制行业的发展。同时,想要PLC技术与电气控制合理融合就必须要对PLC技术有一定的掌握和了解,这是PLC技术能够更好的运用于实际的前提条件和重要基础。此外,PLC技术在工业体系中也有着广泛应用,如石油、建材、钢铁、化工、电力、机械制造、汽车、交通运输等。
结合PLC的工作流程,根据实际工作经验,将PLC技术与电气控制融合后的工作流程划分为三个阶段。主要有收集和输入原始数据、用户程序执行、刷新输出。
(1)采取收集数据是PLC工作进程的第一步。通过扫描的方式依次读取并存储输入状态点和数据,同时存入I/O映像区中的相应单元。完成后,进入用户程序执行和输出的刷新阶段。在这一阶段,I/O映像区中相应单元的状态和数据不发生改变。
(2)在第一步完成的基础上,对用户程序按照由上到下的顺序扫描。用户程序是执行阶段,具体的实施中,先扫描用户程序左边的控制线路,同时依然遵守由上到下和由左到右的顺序对触点构成的的控制线路进行逻辑运算。同样,在I/O映像区内单元中的状态和数据也不会发生变化,但其他输出点和软设备在I/O映像单元区域或系统RAM存储区域的状态和数据都可能会发生变化。
(3)PLC工作流程的最后阶段,即输出刷新阶段。在用户程序扫描结束后,PLC就会进入输出刷新阶段。此阶段中,CPU按照I/O映像区相应的状态和数据刷新所有输出锁存电路之后再由输出电路完成相应设备的驱动设置是PLC的最后输出过程。
PLC的工作流程与大部分其他的机械设备相似,是一个周期循环的过程。这三个工作阶段是循环运行的,每进行三个阶段为一个周期。PLC技术与电气控制技术的融合在提高工作效率的同时又节省了故障和开发研究的开销。
2 PLC技术在电气控制应用中常见的问题
系统控制出现故障。可能由于线路老化、周围环境破坏等原因造成控制出现故障,进而无法将信号传递给系统内部,也就无法完成对数据的接收、加载和转换,同时对系统发出的其他执行命令也没办法接收。
数据收集和传输故障也可能是由于开关一类的设备操作不到位造成的,例如打开、闭合不彻底,致使无法接收或接收错误信息,造成控制运作出现错误,系统无法正常运行,即造成了PLC无法接收信号控制系统出现故障。
设备开关和现场变送器的自身故障也是使PLC技术无法正常工作的原因,引发故障的原因可能是接线接触不良,出现破损等,同样也会造成以上PLC控制分析系统无法接收数据和进一步的处理。此外,人为操作出错也是造成系统故障的原因之一。
3 PLC技术问题相应的解决方法
对输入PLC控制系统信号的可靠性加强注意。保证所有的现场设备和相关部件的性能完好,杜绝由于设备自身零部件问题造成信号无法正常传送和接收的现象发生。此外,更新改进主界面功能模块设置也有利于减少控制的出错。
完善系统设置,使其更加具有可靠性、自动化、网络一体化。在PLC电气控制系统遭受破坏或出错时,起到预警系统的报警作用,这项功能在PLC系统控制里十分重要,能够有效的对工作情况进行监控,减少了由于指令出错带给系统的损失。确保PLC周围的运行环境,及时排除干扰因素,实施24小时监控。
加强人员的技术培训,提高业务能力和自身素质修养,鼓励员工学习新技术、新的方法和技巧来提高工作质量。
4 总结
面对如今高科技迅猛发展的形势,在任何领域如果想要健康长远的发展,就必须不断的学习掌握新的技术,只有对新技术和设备做好充分的了解和学习并合理应用,才会真正的有所收获。PLC在电气控制方面发挥着巨大的推动作用,二者的融合将会在很大程度上促进电气控制行业的进步发展。
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作者简介
张车(1981-),男,江苏省张家港市人。本科学历。中级工程师。研究方向为电气自动化控制。
作者单位
张家港沙钢集团 江苏省张家港市 215600
电气控制与PLC技术的应用
摘 要:针对传统数控车床在自动化控制功能方面的薄弱,以CK6140普通数控车床为对象,详细探讨了数控车床的电气控制,基于PLC实现了数控车床的自动化改造功能,给出了详细的电气化、自动化改造的方案和控制结构,对于进一步提高PLC自动化控制技术在电气控制领域中的应用具有较好的借鉴意义。
关键词:电气控制;PLC技术;自动化;无人值守
1 引言
随着可编程逻辑控制器(PLC)技术的逐渐发展,很多工业生产要求实现自动化控制的功能,都采用PLC来构建自动化控制系统,尤其是对于一些电气控制较为复杂的电气设备和大型机电装备,PLC在电气化和自动化控制方面具有独到的优势,如顺序控制,可靠性高,稳定性好,易于构建网络化和远程化控制,以及实现无人值守等众多优点。基于此,PLC技术逐渐成为工业电气自动化控制的主要应用技术。
本论文主要结合数控机床的电气化功能的改造,详细探讨数控机床电气化改造过程中基于PLC技术的应用,以及PLC技术在实现数控机床自动化控制功能上的应用,以此和广大同行分享。
2 数控机床的电气化改造概述
数控机床的主要功能
数控机床是实现机械加工、制造和生产中应用的最为广泛的一类机电设备。数控机床依托数控化程序,实现对零部件的自动切削和加工。但是目前我国仍然有超过近1000万台的数控机床,主要依靠手动控制完成切削加工,无法实现基本的电气化和自动化控制。为此,本论文的主要的目的是基于PLC控制技术,实现数控机床的电气化改造,主要实现以下功能:
(1) 数控机床的所有电机、接触器等实现基于PLC的自动化控制;
(2)数控机床的进给运动由PLC控制自动完成,无需人工手动干预;
(3) 自动检测零部件切削过程中的相关参数,如加工参数、状态参数等等;
(4) 结合上位机能够实现对数控机床的远程控制,以达到无人值守的目的。
电气化改造的总体方案
结合上文对于数控车床的电气化、自动化改造的功能要求,确定了采用上位机与下位机结合的自动化改造方案。该方案总体结构分析如下:
(1) 上位机借助于工控机,利用工控机强大的图像处理能力,重点完成数控车床的生产组态画面显示,以及必要的生产数据的传输、保存、输出,同时还要能够实现相关控制指令的下达,确保数控车床能够自动完成所有切削加工生产任务。
( 2)下位机采用基于PLC技术的电气控制模式,由传感器、数据采集板卡负责采集数控车床的生产数据、环境数据、状态数据等所有参数,由PLC实现对相关数据的计算,并传输给上位机进行相关数据的图形化显示和保存;另一方面,PLC控制系统还接收来自于上位机的控制指令,实现对数控车床的远程控制。
(3) 对于数控车床最为关键的控制――进给运动的控制,利用PLC+运动控制板卡的模式实现电气化和自动化的控制。具体实现方式为:选用合适的运动控制板卡,配合PLC的顺序控制,对进给轴电机实现伺服运动控制,从而实现对数控车床进给运动的自动化控制。
3 数控车床电气化自动控制改造的实现
系统改造结构设计
数控车床的电气化自动控制改造,其整体结构如下图1所示,其整体结构主要由以下几个部分构成:
底层设备
底层设备主要包括两个方面,首先是实现数控车床自动切削加工运转等基本功能的必要电气、机电设备,如电源模块、电机模块等,这些机电设备能够保证数控车床的基本功能的稳定可靠的实现;其次,底层设备还包括各类传感器,比如监测电机转速、温度的速度传感器和温度传感器,监测进给轴运动进给量的光栅尺等,这些传感类和数据采集类设备为实现数控车床自动化控制提供了基础数据源。
本地PLC站
本地PLC站主要负责接收底层传感设备传送过来的传感参数、状态参数及其他检测参数,通过内部程序的运算,判断整个数控车床的工作状态,并将其中的重点参数上传到远程控制终端进行数据的图形化显示、存储、输出打印等操作;另一方面,本地PLC站同时还接收来自于远程控制终端所下达的控制指令,比如停机、启动等控制指令,PLC站通过对相应执行器(比如电机)的控制,从而实现自动化控制的功能。
远程控制终端
远程控制终端主要是依赖于工控机实现的上位机数据管理和状态监控,需要专门开发一套面向数控车床加工、生产和自动控制的软件程序,以实现对数控车床的远程化、网络化、自动化控制,真正实现无人值守的功能。
PLC电气控制系统的设计实现
本研究论文以CK6140普通数量机床为具体研究对象,详细探讨其电气化、自动化控制的改造。通过上文对机床改造方案和结构功能的分析,可以确定整个机床电气化、自动化改造,一共需要实现14个系统输入,9个系统输出。结合控制要求,这里选用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC,输入回路采用24V直流电源供电方式。根据对数控机床的各模块控制功能的分析,选用合适的接触器、继电器、开关、辅助触点等电气控制元件,与PLC共同实现对电气设备的控制,比如PLC通过接触器控制电机模块,PLC通过继电器控制电磁阀等部件,从而完成基于PLC控制的数控车床电气化改造。
4 结语
随着电气设备的越来越复杂,工业生产对于电气控制的要求也越来越高,基于PLC的自动化控制技术得到了广泛的应用,逐渐成为了当前工业自动化生产控制中的主流技术之一。采用PLC技术最大的优势在于实现自动化控制同时具有较高的可靠性和抗干扰能力,极大的避免了由于采用单片机技术而造成的系统不稳定现象。本论文结合电气控制详细探讨了PLC自动化技术的应用,给出了具体的系统设计实例,对于进一步提高PLC自动化技术的工业化应用具有很好的指导和借鉴意义。
参考文献:
PLC和变频器在中央空调系统中的节能应用摘要:介绍一种以PLC作为总控制部件,采用变频器控制中央空调冷冻水循环泵,构成恒压循环供水;变频调速循环供水,以及用PLC控制一台软起动器分别起动4台井水泵的控制系统。从而实现节能的目的,提高系统的可靠性,确保设备的安全运行。关键词:PLC;变频器;软起动器;节能1引言晶澳太阳能有限公司采用3台设备制冷机组用于生产设备制冷,设备冷冻水循环泵2台,额定功率30kW,一备一用。另采用2台空调制冷机组用于环境制冷,空调冷冻水循环泵3台,额定功率37kW,二用一备。两种循环水泵均为工频全速运转,由于设备冷冻水采用传统的固定节流方式来满足生产设备恒压供水要求和空调冷冻水采用固定节流的方式实现调节室内温度的目的,造成了大量电能的浪费,减短了水泵和阀门的使用寿命。现改造为由PLC作为核心控制部件,由变频器和设备冷冻水泵组成恒压供水系统。空调冷冻水根据温差△T控制原理,由变频器,PID温差控制器,温度变送器,循环泵组成温差△T控制变频调速系统。现公司有4口水井,井水泵额定功率为75kW,采用工频恒速运行。井水统一供给两种制冷机组冷却水、其他车间用水、消防用水等。由于井水泵的自耦降压起动方式控制机构宠大,故障率高。现改造为由PLC控制一台软起动器分别起动4台井水泵的起动方式。2硬件配置设计选用一台PLC作为核心控制部件,控制井水泵的软起动,设备冷冻水恒压供水和空调冷冻水的变频调速。其中,PLC选用Siemens公司的s7-200,CPU选用S7-222,电源模块一块,数字扩展模块选用EM223 24VDC 16输入/16输出。共24个输入点,22个输出点。数字量输入主要有循环泵手/自动运行方式的切换,循环水泵和井水泵的手动启/停操作和井水流量反馈。数字输出点用于19点继电器输出和两个冷冻水系统故障报警和井水流量报警。变频器选用MicroMaster430系列2台,一台额定功率30kW,用于控制设备冷冻水循环泵,另一台额定功率37kW,用于控制空调冷冻水循环泵。MicroMaster430系列变频器是风机类和水泵类的专用变频器,它拥有内置PID调节器,可以提高供水压力的控制精度,改善系统的动态响应。软起动器选用SIRIUS 3RW40系列一台,额定功率75kW,用于软起动井水泵。PID温差控制器一台,选用Transmit(全仕)G-2508系列PID双路温差控制器,用于设定温差,并将PID处理后的4~20mA的模拟信号送至变频器。压力变送器一个,用于检测设备冷冻水的管网压力,并将压力信号反馈给变频器。温度变送器两个,用于检测蒸发器两端的温度,并将温度信号送至PID温差控制器。3控制方案设计设备冷冻水恒压供水控制方案设计控制原理如图2所示,设备冷冻水循环系统是一个密闭的系统,由1#,2#循环泵供水,供水压力要求在±。正常情况下,一台循环泵工频全速运转时,出水压力可达 Mbar。具有很大的裕量,为避免电能的浪费,将设备冷冻水循环系统设计为恒压供水系统。方案设计有手动/自动两种工作方式。在手动方式下,工作人员可以根据实际情况现场决定起/停水泵的变频运行,并设最高优先控制级,不受PLC的自动控制,以保证检修或出现故障时的安全使用。自动方式控制过程:将控制面板上设备冷冻水泵的手动/自动开关,打到“自动”档,由井水泵的运行给定PLC设备冷冻水泵的起动信号,PLC控制KM11吸合,并与变频器通信,由变频器1F软起动1#循环泵。压力变送器检测设备冷冻水管网压力,转化为4~20mA的模拟信号反馈至变频器1F,变频器1F通过内置的PID将检测压力与压力给定值进行比较优化计算,输出运行频率调节1#循环泵的转速。当压力变送器检测到的管网压力低于给定压力时,变频器输出频率上升,增加1#泵的转速,提高管网压力;反之,则频率下降,降低1#水泵的转速。为防止备用泵在备用期间发生锈蚀现象,在自动控制方式下,将1#、2#循环泵设置起始/停止周期,使其自动定时循环使用。为避免在水泵切换时,管网压力变化过大,应采取必要的起/停时间协调措施,以尽量保证水压的稳定,并在切换过程中,对压力检测信号进行一定延时的“屏蔽”,防止变频器在较高的压力信号下不起动。切换过程为:当设定的循环周期已到时,屏蔽压力检测信号。将正在运行的水泵的频率升至50Hz后切换为工频运行,之后将备用泵变频起动(备用泵与运行泵不固定),在频率升至30Hz时,切除工频泵,并取消对压力信号的屏蔽,恢复正常运行,如此循环。在水泵切换时为了防止KM11与KM12、KM21与KM22、KM11与KM22误动作同时吸合发生故障,须将它们电气互锁和程序互锁。当工作泵发生故障时,则立即停止工作泵,将备用泵投入变频运行,并输出声光报警,提示工作人员及时检修,当变频器发生故障时则停止水泵运行立即输出报警。空调冷冻水系统循环泵变频调速控制方案设计控制原理如图3所示,空调冷冻水系统的供回水温度之差反映了冷冻水从室内携带热量的情况。温差大,说明室内温度高,应提高冷冻水泵的转速,加快冷冻水循环;反之,温差小,说明室内温度低,可以适当降低冷冻水泵的转速,减缓冷冻水循环。一般中央空调冷冻水系统设计温差为5oC~7oC。通过温差△T控制,控制冷冻水系统的循环状态,可以降低能源损耗,延长水泵的寿命。此外,空调冷冻水系统是一个密闭的系统不必考虑恒压问题。差控制器和循环泵温差闭环变频调速系统,控制冷冻水泵的转速随着室内热负载的变化而变化。工作过程为:温度变送器1、2分别在空调机组蒸发器输入和输出端测得温度后,转换为4~20mA的标准信号送入PID温差控制器,经PID与给定温差值比较处理后,输出4~20mA的标准信号到变频器2F的模拟量输入端,变频器2F输出相应频率,调节循环水泵的转速,达到控制温度的目的,形成一个完整的闭环控制系统。系统设计为手动和自动两种控制方式手动方式工作过程与设备冷冻水泵手动工作方式类似自动控制过程为:将控制面板上的空调冷冻水循环泵手动/自动控制开关打到“自动”档,系统将在自动方式下运行,由井水泵的运行给定PLC空调冷冻水泵起动指令后,首先控制KM31吸合投入3#循环泵变频运行,由温度变送器1、2检测蒸发器两端的温度,并将温度信号送到PID温差控制器,PID温差控制器将检测到的温差与给定温差比较处理后的标准信号反馈给变频器2F。若检测到的温差大于温差给定值时,变频器2F提升输出频率,提高水泵的转速,加快冷冻水的循环;反之,则降低频率,降低水泵转速。在自动运行方式下,将3台水泵设定自动循环周期,定时自动循环使用。3台水泵的开闭顺序为“先开先关”的顺序,当室内热负荷加大时,若变频器2F的输出频率已升至50Hz,经一定延时(如20min),当检测温差值仍大于温差给定值时,通过PLC程序控制,把3#水泵切换为工频运行,再投入4#水泵变频运行,如此循环,直到变频运行5#水泵。当3台水泵被全部投入运行,且变频泵频率已至50Hz,经延时若频率仍没下降,则由PLC输出报警,提醒工作人员及时修改空调机组设定值;相反,当室内热负荷减小时,变频器2F降低输出频率,降低5#泵的转速,当频率降到20Hz时,若检测温差值仍低于温差给定值时,经延时(如20min),停止3#泵,依此类推。为保证变频器2F只控制一台水泵,将KM31、KM41和KM51电气互锁和程序互锁,同时须将KM31与KM32、KM41与KM42、KM51与KM52电气互锁。当变频器2F或水泵发生故障时,由PLC输出声光报警,提示工作人员及时检修。井水泵软起动控制方案设计如图1所示,利用PLC控制一台软起动器,即可分别起动4台井水泵.将井水泵的运行方式设计为手动方式。具体控制过程为:按下控制面板上相应的起动按钮,如按下6#泵起动按钮,PLC控制KM61吸合并运行软起动器,软起动6#井水泵。当软起动器起动完毕后利用其辅助触点反馈信号给PLC,PLC断开KM61并立即闭合KM62,将6#井水泵切入工频运行,并停止运行软起动器,依此类推。为防止软起动器同时起动两台以上的井水泵,须将KM61、KM71、KM81、KM91电气互锁和程序互锁,另须将KM61与KM62、KM71与KM72、KM81与KM82、KM91与KM92电气互锁,4 S7-200与MM430变频器的通信设置S7-200PLC作为核心控制部件,它有总线访问权,可以读取或改写变频器的状态,控制软起动器的运行状态,从而达到控制和监视设备运行状态的目的。系统采用总线式拓扑结构,两台变频器采用总线接插件连入总线。S7-200选用S7-222CPU,软件采用。采用西门子Profibus屏蔽电缆及9针D形网络连接头。利用S7-222的自由通信口功能,即RS485通信口。由用户程序实现USS协议与两台MM430变频器通信。在硬件连接完毕后,需要对两台MM430变频器的通信参数进行设置,如表1所示。5软件设计在应用设计中,PLC起到“总监总控”的角色,可以对两台变频器的状态进行查询和控制。程序首先将S7-222的通信口初始化为自由通信口方式,然后程序进入一个顺序控制逻辑功能块。控制顺序为:手动起动井水泵,在井水流量满足要求的情况下,自动运行设备冷冻水循环泵和空调冷冻水循环泵。在PLC的程序中设计了井水泵的手动软起动井水泵控制、设备冷冻水循环泵和空调冷冻水循环泵自动定时循环程序;同时设计了设备冷冻水循环泵和空调冷冻水循环泵的手动控制程序。在本系统中采用了变频器自身控制的方法,这样就省去了对PLC的PID算法的编程。6结论本系统设计实际应用运行一个夏季后,得出与上个季度循环水泵电能消耗数据及故障次数如表2所示。数据显示,系统改造后节能达30%以上,并且在春,秋、冬季节空调冷冻水循环泵的节能效果会更加明显,并且故障发生次数大幅下降。因此采用调速调节流量的方式,可以大幅度降低截流能量的损耗,具有显著的节能效果,并能延长水泵的寿命,提高系统运行的稳定性,降低生产成本,提高生产效率。参考文献[1]王仁祥,王小曼.变频器在中央空调中的应用.通用变频器选型,应用与维护.北京:人民邮电出版社,2002:176-202.[2]西门子有限公司.MM430通信设置.MICROMASTER430使用大全..[3]蔡行健.S7-200模块.深入浅出西门子S7-200PLC.北京:北京航空航天出版社,2003:95-125.[4]原魁,刘伟强.变频器基础及应用.北京:冶金工业出版社,2006.[5]罗宇航.流行PLC实用程序及设计(西门子S7-200系列).西安:西安电子科技大学出版社,2004.叮叮猫进士 回答采纳率: 2010-03-24 20:38 随着我国经济的高速发展,交流变频调速技术已经进入一个崭新的时代,其应用越来越广泛。而电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具,与人们的生活紧密相关。随着人们对其要求的提高,电梯得到了快速的发展,其拖动技术已经发展到了变压变频调速,其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制。通过对变频器和PLC的合理选择和设计,大大提高了电梯的控制水平,并改善了电梯运行的舒适感,使电梯得到了较为理想的控制和运行效果。并利用旋转编码器发出的脉冲信号构成位置反馈,实现电梯的精确位移控制。通过PLC程序设计实现楼层计数、换速信号、开门控制和平层信号的数字控制,取代井道位置检测装置,提高了系统的可靠性和平层精度。该系统具有先进、可靠、经济的特色。该电梯控制系统具有司机运行和无司机运行的功能,并且具有指层、厅召唤、选层、选向等功能和具有集选控制的特点。关键词: 电梯; PLC; 变频调速; 旋转编码器ABSTRACTAs China's rapid economic development, exchange of VVVF technology has entered a new era, its application more widely. The elevator as a modern high-rise building the vertical transport, and is closely related to people's lives, as people raise their requirements, the lift has been the rapid development of its technology has developed to drag the PSA Frequency Control, the logic control Also by the PLC to replace the original control the PLC chip and a reasonable choice and design, Greatly improving the control of the elevator, the elevator and to improve the operation of comfort, so that the lift has been better control and operation results. And using a rotary encoder pulse a position feedback, and lift the precise control of displacement. PLC program designed to achieve through the floor count, for speed signal, to open the door of peace control of the digital control signals to replace Wells Road location detection devices, improving the reliability of the system accuracy of the peace. The system has advanced, reliable and economic elevator control system has run drivers and drivers operating without that manual and automatic features, and with that layer, called the Office for the election of the Commission to function, with election-control : lift ; PLC; VVVF; rotary encoder目 录1 绪论 PLC控制交流变频电梯的简介 电梯控制的国内外发展现状 题目选择的来源与意义 本文所做的主要工作 32 电梯设备的介绍 电梯设备 电梯的分类 电梯的主要参数 电梯的安全保护装置 53 变频器的选择及其参数计算 变频器的分类 变频器的选择 变频器品牌型号的选择 变频器规格的选择 选择变频器应满足的条件 VS-616G5型通用型变频器 变频器有关参数的计算 变频器容量的计算 变频器制动电阻的计算 114 PLC的选择及硬件开发 PLC简介 控制器件的选择 PLC的选择 轿厢位置的检测元件 PLC硬件系统的设计 设计思路 I/O点数的分配及机型的选择 215 系统软件开发 电梯的三个工作状态 电梯的自检状态 电梯的正常工作状态 电梯的强制工作状态 系统的软件开发方法确定 软件设计特点 软件流程 模块化编程 系统的软件开发 电路的开关门运行回路 电梯的外召唤信号的登记消除及显示回路 利用旋转编码器获取楼层信息 呼梯铃控制与故障报警 电梯的消防运行回路 36结 论 38致 谢 39参考文献 40附录 Ⅰ VS-616G5型变频器的常用参数 41附录 Ⅱ VS-616G5变频器主要参数设置表 42附录 Ⅲ 梯形图 43
第一篇:PLC对电气自动化控制的应用论文
引言
随着高新技术的发展,自动化系统逐渐应用到工业生产领域。PLC技术的应用,不仅解决了传统电气控制系统内部结构复杂,可靠性低,能耗高等问题,而且节省了大量的人力物力,保证了控制系统的工作质量。推动了我国工业转型和健康发展,受到越来越多专业人士的关注和重视。
1、PLC概述
(1)PLC的概念。在国际电工委员会(IEC)的标准中,可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,简称PLC)的定义为:可编程逻辑控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计。在系统运行过程中按照用户的实际需要在系统软件支持下,保证系统功能的正常发挥,其工作原理是按照“串行”的工作方式,扫描各个输入点数据,并发送给输出点相应的信号和数据,中央处理器会直接显示在执行的程序命令,一直到整个程序全部运行结束。结束后会周而复始的重复这一过程。PLC硬件构成一般分为箱体式和模组式两种。但它们的组成是相同的,对箱体式PLC,有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,当然按CPU性能分成若干型号,并按I/O点数又有若干规格。对模组式PLC,有CPU模组、I/O模组、内存、电源模组、底板或机架。无论哪种结构类型的PLC,都属于总线式开放型结构,其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。电源对于PLC的系统运行有重大意义,一旦电源出现了问题,PLC将无法正常运转。所以PLC的生产厂家非常重视电源的质量,电源自身的特性决定了所提供的电压只能在小范围内波动,并且需要注意电源在运行过程中要和交流电网形成协调配合,这样才能保证持续供电[1]。CPU在PLC系统运行中的作用也至关重要,如果PLC是一个人,那么CPU就是这个人的大脑,没有大脑就无法处理信息和存储数据,就无法工作。在系统运行中它最大的作用就是判定PLC控制系统的状态,之后将存储好的数据发送到对应的输出设备当中,这样可以确保PLC始终处于良好的运行状态当中。(2)PLC的特点。首先,PLC的性价比高,这主要体现在功能上,有些功能只有通过PLC系统才能实现,因为系统中有许多编程元件,具有非常强大的控制功能,可以有效的调整和控制整个电气自动化系统,并且进行集中化处理,提升工作效率。其次,PLC的操作便捷,不需要有非常专业的计算机知识,程序简单,易于操作是PLC最显著的特点。只要懂得编程语言即可,也不需要较长的系统开发周期,这就减少了操作量,提升了工作效率和工作质量。最后就是对硬件条件有很强的适应能力。PLC有完善的自我检测功能,故障率低,即使发生故障,检修和维护也非常简单,可以在短时间内处理好,保证了系统的稳定[2]。
2、PLC在电气自动化控制中的实践应用
随着PLC技术的更新和完善,此技术已经广泛应用于电气化控制的实践中。其中有:顺序控制、开关量控制和闭环控制三个方面。(1)顺序控制。随着环境污染的加剧,国家越来越重视节能减排和工业可持续发展,在工业生产中降低能耗增加效率是我们一直在追求的目标。PLC技术的应用,实现了对单独工艺的流程和对全长生产工作的协调与控制。例如在煤炭系统中,一个好的煤炭自控系统设计可以使生产更加平稳的进行,同时使用过程中显著提高生产效率。煤炭控制系统采用的是分层式网络结构,这种结构可以有效的监督和控制相关设备,现在煤炭系统基本实现了PLC控制,提高了生产稳定性,减少了工作人员工作量,减少人力和物力的资源浪费[3]。(2)开关量控制。在应用PLC系统的过程中,就是把虚拟继电器当做机械继电器,所以在运行过程中不考虑反应时间,也不需要考虑返回量,在这样的情况下,系统运行过程中开关量控制方面做得很好。由于PLC不需要大量实物元件和软继电器,提高其稳定性。没有多余元件干扰,维修更简便,功能仍全面。在电气自动化工作中,这项技术应用到了自动切换系统,显著提升了运行速度。同时,PLC技术可以使系统备用电源自动投入装置,在火力发电系统中增强了系统的可靠性,被广泛应用于电业局生产中。PLC控制系统不仅可以减少辅助开关数目,也可以集中显示和控制多台断路器的信号,这样系统就有了逻辑判断能力,提升了系统的抗干扰力,实现了系统高效可靠运行。(3)闭环控制。电气自动化系统有多种电机启动方式,如现场控制手动启用、自动启用,机旁屏手动启用等。与其他控制手段先比,闭环控制保持了系统设备的相对独立性,能够保证系统设备在没有其他控制量来源的时候,能够维持系统社会的正常运行.闭环控制是基于系统人机交互实现的,以机旁屏手动控制为例,在系统设备运转的过程中,系统各项参数会以数据的形式出现在机旁屏上,而操作人员可以通过这些数据对系统设备运行的状态进行及时的了解,并基于系统运行的需要,对相应的运行参数进行调整,进而保证系统设备生产活动的顺利进行。
3、结论
PLC系统在应用的过程中能够体现出强大的功能,不仅克服了传统系统的缺点,更提升了工作效率。随着科学技术的进一步发展,PLC系统会更加优化和完善,应用范围会更加广泛,应用程度会更加深入。
第二篇:PLC对电气自动化控制的应用论文
1、PLC实践应用主要优点
在PLC系统应用实践中,我们对其主要技术应用内容进行了技术分析,发现这一技术在实践应用中具有以下的优点。一是自动控制过程反应较快。在PLC系统应用实践中我们发现,技术人员使用了新型的自动化管理辅助继电器完成控制工作。较之传统的机械式继电器,这种继电控制技术在应用中使用了内部逻辑关系进行控制处理。所以在实际控制过程中,其控制的节点变位时间几乎为零,极大的提高了自动控制的反应速度。二是控制过程的可靠性高。在PLC系统控制技术应用实践中我们发现,这一控制系统在实际技术应用中具有良好的抗干扰能力。特别是在使用情况较为复杂的工业生产环境中,PLC系统的较之传统控制系统而言,其抗干扰高特点保证了生产系统控制可靠性的提高。三是控制操作方法简单。在PLC系统控制实际过程中,控制指令是通过较为简单控制过程完成的。这些较为直观地操作方式,即使是初学者也可以较快的掌握。这种操作简单地特点,对于控制管理的开展具有极大的实际作用。
2、PLC系统控制主要应用探析
完成对电气系统的顺序整体控制
在实际的电气系统控制过程中,利用控制技术完成系统工作顺序控制,是控制系统的重要内容。这一技术控制系统在实际控制过程中可很好的提高控制系统的工作质量与效率。在PLC控制系统实践应用中,我们发现这一控制系统在顺序控制管理中具有良好的工作方式,所以在实践应用中,可以很好地代替传统的继电控制系统,完成工业生产的电气控制工作。在实际应用中,我们对PLC控制系统的顺序开关模式进行了实践考察,发现其主要功能包括了以下内容。一是在当前的PLC控制系统实际应用中,顺序控制系统不仅可以完成单独控制过程,还可以利用信息模块与通信总线连接的方式实现整体系统,乃至生产车间的整体控制。二是在PLC控制系统中,控制主要过程是通过集控室管理完成的。这种独立集中地控制管理模式可以很好地保证自动化管理效率的提升。正是因为PLC控制系统在电气顺序控制过程中具有以上优势,所以其在自动化控制研究中的作用得到了极大的提升。
完成对电气控制系统的稳定化控制
在传统的电气系统的控制过程中,电气系统的控制过程主要是通过电磁型继电器控制系统完成的。在实际工作中,由于这一系统主要采用电磁元件进行控制。但是在实际控制过程中,这种控制系统的可靠性性较低,并存在接线复杂、维修困难等诸多问题,影响了其使用质量。而在PLC控制系统的实际应用中,因为其在实际运行中采用了软继电器进行控制操作,起高了其控制的可靠性。同时在操作过程中,工作人员可以利用简单的操作过程完成控制工作。正是因为PLC控制系统具有以上的优势,保证了其在电气控制系统的开关量控制,可以发挥出良好的作用。特别是其具有的稳定性强的特点,在实际电气控制过程中可以发挥出以下作用。一是稳定性较强的特点,可以保证电气控制过程的质量与效率的提升,确保生产产量的提升。二是稳定性强的控制过程,可以避免安全事故的产生。在实际的电气控制过程中,良好的开关量控制可以很好地保证系统稳定运行,是安全生产的必要技术支持手段。在实践过程中我们发现,PLC系统良好的稳定性特点保证了系统开关量控制的稳定,是自动控制系统的重要技术支持手段。
完成对电气控制系统的自动化管理控制
在实际的电气控制控制管理中,PLC系统的自动管理控制状态在系统控制运行发挥着重要作用。在实际中我们发现PLC自动控制系统在实际控制过程中,包括了以下工作。一是快速反应的自动化控制处理。与传统的继电器系统相比较,PLC控制系统在实践中因为其对控制反映的时间几乎为零,这就使得其控制过程中的整体反应速度高于传统的控制方法。这种高速反应的控制过程是实现自动化控制的重要保证。二是稳定的连锁化控制过程。在电气控制过程中,自动化处理中连锁控制中时间差的控制极为重要。在PLC控制系统中,由于其控制的稳定性较高,保证了连锁控制的顺利完成。
3、技术应用未来发展趋势研究
在PLC控制系统的技术发展中,我们结合系统技术应用与生产实际情况,开展了技术应用发展未来趋势的研究。在研究中我们发现,PLC控制系统技术的未来发展趋势主要包括了以下内容。
提高系统整体的抗干扰性
在PLC控制系统实际应用中,其良好的.抗干扰性特点为自动控制的完成提供了保障。所以在PLC控制技术的研究中,我们必须加强对系统整体抗干扰性的技术研究工作,特别是在高温高湿等较为恶劣的生产环境,以及生产过程中电磁干扰严重的生产环境中,提高系统整体的抗干扰性,对于技术的进一步应用具有极大的作用。
系统控制管理的网络化、数字化趋势
随着PLC控制系统的应用的推广,如何更好地提高其自动化过程就成为了我们研究的重要内容。在这一过程中,控制系统的网络化、数字化的应用就成为了我们研究的重要内容。在实际研究过程中,数字化、智能化控制技术在PLC控制技术应用得到了广泛应用。
4、结束语
随着现代化工业生产中自动化控制技术的不断发展,传统的继电器控制系统因其技术中的缺陷影响了自动化控制技术的发展。正因如此,我们在自动化控制技术研究中广泛采用了PLC控制系统技术。在实践应用中,这一技术因其稳定性好、控制简便等优势,得到了广泛应用。我们做好这一控制系统的技术发展研究,可以为工业生产技术的发展提供更好的理论支持。
第三篇:PLC对电气自动化控制的应用论文
随着时代发展,工业已经逐步实现了电气自动化,这种技术的应用极大的推动了工业的发展。近年来,PLC作为一种新型的、高科技手段被广泛的应用到工业电气自动化当中去,以期能够进一步提高工业生产的效率,从而促进整个工业的发展。
1、工业电气自动化
工业电气自动化指的是在工业企业当中的电气自动化,其中涉及到技术方面的主要包括电子、电机电器、信息、网络和机电一体化等这几种技术,随着互联网和计算机的迅速兴起,电气自动化也适时的得到了广泛的提高[1]。目前,电气自动化已经逐步的完成了信息化与开放化,在很大程度上促进了工业的发展,与此同时也就带动了整个社会经济的发展。
2、PLC概述、工作原理及其特点
PLC,即可编程控制器,这是专门为了对工业进行控制而设计的一种自动控制装置,用于控制工业生产当中的电气设备。可编程控制器之所以能够使得操作简便,是因为它融合了电气控制技术、通信技术以及计算机技术等多种技术。PLC工作的原理,主要根据工作的阶段进行分析,在不同的阶段的工作原理也不尽相同。输入采样阶段时,PLC主要是进行数据的采样,通常用到的方式是扫描,之后对采集到的数据进行读取、存储并且输入到单元格中[2]。在这个阶段中要注意输入数据状态的改变不会影响到单元数据的处理,因此应当对读取数据的信号形式进行选择以保证数据信息在任何情况下都能够被读入;程序执行阶段,PLC主要是对用户程序进行自上而下的扫描,并且按照一定的顺序、录像运算得到结果;系统输出的阶段,PLC将刷新执行中的用户程序,并且根据相应状态在刷新过程中对前一阶段数据锁存,以便能够对其他的外设装置进行更好的驱动。PLC的特点对于其在整个工作当中有着一定的影响,为了保证PLC能够发挥其作用,本文将对其特点做简要分析。PLC的特点包括其可靠性、抗干扰能力强、自诊能力强、通信性强以及能够进行故障检测和相应的信息保护及恢复。它的自侦能力可以对工作中出现的错误进行及时的过滤和硬件方面的保护;其通用性强使得PLC操作起来非常简便。除此之外,PLC能够对生产机械和生产线进行控制,甚至可以控制一整个生产的过程。它的操作简便而且易于掌握,所以对于相关人员的培训时间也较短,能够快速的投入到工作当中去。以上诸多的PLC的特点,使得其在电气自动化当中被广泛的应用。
3、PLC在工业电气自动化中的应用
在传统机床系统当中的应用
传统的机床系统有着耗能、效率低等明显的不足,很容易在工业生产过程当中出现故障而影响质量和进度,而且这些故障一旦出现,维修的难度非常大。除此之外,传统机床一直沿用继电器控制的系统,这种系统常常出现接线老化及接触不良等各种问题,严重的影响了工业的发展。PLC被应用到传统机床系统之后,根据PLC的特点能够将传统机床中所使用的软、硬件进行合理的改造和完善,并且通过编程对其进行合理控制,对机床的使用状态进行及时的了解,从而提高了机床运行的稳定性,增强了传统机床的安全性,进一步的促进了企业的发展。PLC在传统机床当中的应用主要是解决故障、提高效率。
在火电系统中的应用
火电系统中涉及到很多方面,水处理、输煤系统、排渣系统以及除灰系统等都是火电系统的辅助系统,PLC可以根据自身的工作原理对这些系统进行合理控制,与此同时应用PLC中的通讯模块实现数据的信息化、开放化,促进了各系统的相互协调。其中输煤系统和除灰系统中应用的主要是PLC的顺序控制功能,输煤系统当中主要是分层时的网络结构,纵向分为主站层、远程10站以及现场传感器三个层。可编程控制器与人机接口的设备两部分组成了主站层,OLC的CPU通常配置双机。输煤程控紫铜的控制方式采用的是控制室集中控制,并且就地设置了事故紧急停机的开关和检修用启停的按钮。除灰系统中需要进行控制的主要有输送风机、气化风机、收灰风机和管道压力,通常有PLC的传感器、主控柜和二次仪表三部分组成,有时按照网络结构时也可以疯操作员站和下位机控制器[3]。对于断路器的控制和系统的自动切换需要用到PLC的开关量控制功能。通过对PLC型号的合理选择,并且编制可行的控制程序,实现在变电所当中对于多台断路器的控制和信号的显示。
4、结束语
随着工业电气自动化的不断发展,它对于技术的要求也越来越高,使得PLC系统的产生和应用顺其自然。PLC应用在工业电气自动化中,不仅使得自身的诸多功能得到了充分的发挥,而且有效的解决了工业发展中存在的很多问题与不足。PLC的控制系统有着十分强的环境适应力,加之它变成简单,使用便捷,耗能小,在工业电气自动化中得到了广泛的应用,已经逐步的称谓了工业电气自动化的标志。
经过一个月的努力,终于完成了基于PLC的交通灯设计的论文。回想当初选择这个课题,很是茫然,不知如何着手。最后在指导老师的提点下,先上网采集资料,再结合以前学过的知识,进行实际考察后设计出方案,最终完成了论文。
查找资料也是一件繁琐的事情,虽说网上有资料但要找到一些真正有用的资料也不是一件容易的事,需要耐心查找。
在调试中,想一次性把程序完成是非常难的,出现了不少的错误。刚开始的时候把程序写进去然后运行却发现有些灯亮不起来,检查梯形图又却看不出什么问题出。只好一条一条地检查指令。最后,经过一次一次的调试,终于看到了想要的试验结果。虽然找错误是一个枯燥无味的事,但只要耐心的去做的话,肯定能从中学到有用的东西。
我趁着做设计的同时也对课本知识有了巩固和加强,由于课本上的知识太多,平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能,所以在这次设计中,我有了解了很多元件的功能,并对其在电路中的使用有了更多的认识。
通过这次设计使我懂得了理论与实际的结合是很重要!只有理论知识是远远不够的,只有把理论知识与实践相结合,从理论中的出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己实际动手和独立思考的能力
一次又一次的学习,一次又一次的探索,我慢慢地在体会,研究和感悟,终于开始领会到将近成功的那一份喜悦,从写初稿,查找资料,程序设计,到调试仿真,我们学会了细心和耐心,也品尝到了失败与成功,从而更加肯定了自己。兴趣是自发形成的,而默契是慢慢培养出来的。当前的社会,科技迅速发展,知识更新速度大大加快,只要我们怀着求知的欲望去探索,用自己的双手挖掘,一定会打造出一片属于我们自己的新领域。
摘 要 近年来随着科技的飞速发展,PLC的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,加以完善。交通信号灯的出现,使交通得以有效管制,对于疏导交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。随着中国加入WTO,我们不但要在经济、文化、科技等各方面与国际接轨,在交通控制方面也应与国际接轨。俗话说“要想富,先修路”,但路修好了如果在交通控制方面做不好道路还是无法保障畅通安全。作为交通控制的重要组成部份的交通信号灯也应适合社会实际情况。因此,本人选择制作十字路口交通灯。Key word: Traffic light, PLC, automatic allies control。AbstractWith the development at full speed of science and technology in recent years, the application of the one-chip computer is moving towards deepening constantly, drive tradition is it measure crescent benefit to upgrade day to control at the same time. In measuring in real time and automatically controlled one-chip computer application system, the one-chip computer often uses as a key part, only one-chip computer respect knowledge is not enough, should also follow the structure of the concrete hardware , and direct against and use the software of target's characteristic to combine concretly, perfect .The appearance of the traffic signal lamp , make the traffic be controlled effectively, for dredging the flow of traffic, improving the traffic capacity of the road, there are obvious results to reduce the traffic accident. As China joins WTO, we will not only be in line with international standards in such different fields as economy ,culture ,sciencandtechnology ,etc. should be in line with international standards too in traffic control. As the saying goes " want rich , repair the roads first ", but way build up if control do road well to be unable to ensure the unblocked security in traffic. The traffic signal lamp of the important composition component controlled as the traffic should be suitable for the social actual conditions too. So, I choose to make the crossroad