时间:2023-01-16 11:45:13
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇plc技术,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
现代工业生产中,通过人力进行设备的操作已经无法适应现代生产的质量要求,无论在铲平的质量还是系统的控制水平上,手动操面对现代化的高要求已经越来越力不从心。而在电气控制领域中,PLC以其强大的性能和优点成为了国内外采用的最普遍的控制技术。尤其在一些生产环境恶劣额的领域中,该技术能够在恶劣的环境中仍旧保持稳定可靠的工作性能,并且对于外界的干扰抗性较高,因此受到了追捧。PLC技术集中了传统生产过程中控制、仪表以及电气于一体,能够根据控制系统实际的要求以及规模进行灵活的组成,从而满足工业化生产中的不同需求。从本质上讲PLC为工业控制而生,无论是结构还是体积都具有极大的优势,是目前机电一体化中控制设备的理想选择。微电子技术是PLC控制系统的发展基础,随着电子技术的发挥在那PLC的成本也越来越低,但是功能上却更加的强大。国际工业领域中PLC已经成为了控制系统的标准配置,在所有工业企业中都会看见PLC系统的身影,可以说,PLC系统已经成为了当前工业自动化的支柱。
1 技术特点
1.1 可靠
工业生产中由于生产环境相对于通用计算机工作环境而言相对,因此PLC系统必须具备较强的干扰抗性,且能够稳定的在恶劣环境中平稳运行,例如高湿高温以及电气干扰强等环境下,PLC系统仍旧可以长期稳定运行。
1.2 方便
(1) 便捷的操作:针对PLC系统而言,其操作的方便性主要体现在程序的更改以及输入等操作的便捷上。PLC程序的编辑通常都会采用编程器,并且直接根据需要顺序寻找继电器编号、接点号以及地址编号便可以进行更改。
(2) 方便的编程:在PLC的程序设计中可以选择不同的控制设计语言。
(3) 维修简单:若系统出现故障,则通过使用系统的自我诊断便可以判断系统的故障出自软件还是硬件,根据相关的故障信号指示灯以及代码,维修人员能够快速的寻找到故障产生的部位,或者通过显示屏显示的信息或者编程器现实的信息,对故障进行定位,节省了维修的时间,提高了维修的效率。
1.3 灵活
(1)编程方面:在PLC的编程中可供选择的编程语言多种多样,只需要其中一种便能够完成系统的编程。
(2)扩展方面:根据应用规模的发展PLC会适应这种发展状态,从而对输入卡件、输出卡件的点数进行增加,从而使得单元容量以及功能得以扩展,此外容量的扩大功能的增强也可以通过多台PLC之间的连接予以实现。
(3)操作方面:该种特性可以大大降低设计工作量,并对安装施工以及编程的工作量予以降低,具有较为灵活的操作特点,便于对系统进行管理控制。
1.4 机电一体化
PLC的产生本身就具有针对性,是为工业控制而生,因而在体积上更小,并且功能越来越强大,拥有较强的干扰抗性,有机联合了电气部件同机械部件,并综合了计算机以及电子仪表。
2 实际应用中存在的问题
2.1 工作环境
(1) 温度。系统的工作环境温度应当大于零度小于55摄氏度,并且避免同发热严重的器件相邻,保证具有足够的通风散热空间。
(2) 湿度。以控制系统的绝缘性保护为目的应当保证系统工作环境湿度小于85%。
(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。
(5) 电源。PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中,可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器,以减少设备与地之间的干扰。
2.2 控制系统中干扰及其来源
(1) 干扰源及一般分类。影响PLC控制系统的干扰源,大都产生在电流或电压剧烈变化的部位,其原因是电流改变产生磁场,对设备产生电磁辐射;磁场改变产生电流,电磁高速产生电磁波。通常电磁干扰按干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地的电位差,共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,直接影响测控信号,造成元器件损坏,这种共模干扰可为直流,亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压,主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,这种干扰叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。
(2) 干扰来源分析
a. 强电干扰:电网供电是PLC系统的电源来源,由于电网会覆盖在较广的范围中,因而会在磁场的作用下在电路中产生感应电压。
b. 柜内干扰:若控制柜中布线较乱则容易在PLC系统中产生干扰,另外负载的大电感性以及高压电器也同样会产生干扰。
c. 信号线引入:各类同PLC控制系统进行信号传输的数据线,除了能够对信息进行有效传输外,还会有外界的干扰信号对线路进行侵袭。干扰产生主要有两种:一种是通过变送器的电源或者仪表电源产生的电网干扰,这些往往不受到重视;另一种是受到空间环境中的电磁辐射而出现的感应干扰,即外部感应干扰,这种干扰往往会造成较为严重的后果,引发I/O信号异常或者测量精度的下降,甚至会损伤元器件。
d. 来自接地系统混乱时的干扰:正确的接地,既能抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地,反而会引入严重的干扰信号,使PLC系统将无法正常工作。
e. 内部干扰:主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响,模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。
3 结束语
干扰是PLC系统中相对较为复杂的难题,在进行抗干扰设计中需要综合的对各种影响因素予以考虑,如此才能有效的消除干扰对控制系统的不利影响,才能保证控制系统能够稳定运行,并且随着PLC技术不断的成熟,其可应用领域更加的广阔,如何才能够使得PLC控制系统在工业领域中发挥最大的价值是新时期研究的重要课题,但是不得不承认,PLC技术的发展潜力巨大,并且随着技术的完善其铲平种类将会更多,规格也会更加齐全,作为目前通用网络以及自动化网络的核心组成,其在工业中的发展前景也更为广阔。
参考文献
[1]马彪.基于PLC技术的电气自动化分析[J].科技风,2012.
关键词:钻床;电气控制;PLC;技术改造
作为工业中应用非常广阔的机床产品之一,钻床的应用可以说是无孔不入,在工业生产过程中,钻床可以帮助我们完成非常多的工作。该项目目前主要应用于各种大中型企业,大多行业机床的控制,钻床是一种孔加工机床,可用来钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹及修刮断面等多种形式的加工。用来加工平面、斜面、槽沟,装上分度头可以钻切直齿齿轮和螺旋面以及螺纹等。
通过PLC改造后的机床设备不仅能提高设备工作的可靠性、提高产品质量、减少故障、降低成本、还可提高工作效率。既利用了原有的设备,又提高了企业的市场竞争力,同时企业用PLC改造投入的成本又相对较低。随着技术不断进步和装备对升级改造的需求,国外的机床改造早已实现了产业化。目前我国机床改造业还远未形成产业、规模化、系统化。企业的技术装备、研究试验手段和信息化水平等方面与国际先进水平尚存在年代性差距。在当前形势下,推进技术改造,对于落实装备制造业调整振兴规划,应对危机,加快结构调整和产业升级转型,增强工业发展后劲都具有重要作用。用PLC技术对传统的继电器-接触器控制的旧机床设备进行PLC的升级改造,在国内尤其是在黑龙江省装备制造业处于起步的阶段。所以基于PLC对旧机床电气设备的改造在我省和东北乃至全国都具有广阔的应用前景,因此,作为老工业基地的旧设备的升级改造已迫在眉睫。
下面以Z3040型钻床改造为例,介绍其电气控制PLC改造过程。
1 根据钻床电气原理图分析
1.1 主电路
Z3040摇臂钻床设有4台电动机,即主轴电动机M1、摇臂升降电动机 M2及液压泵电动机M3、冷却泵电动机M4。
1.2 Z3040型摇臂钻床的控制电路
1.2.1 主轴电动机M1的控制。按下按钮SB2,接触器KM1得电吸合并自锁,主轴电动机M1起动运转,指示灯HL3亮。按下停止按钮SB1时,接触器KM1失电释放,M1失电停止运转。热继电器FR1起过载保护作用。
1.2.2 摇臂升降电动机M2和液压泵电动机M3的控制。
1.2.3 立柱、主轴箱的松开和夹紧缩控制。
1.2.4 冷却泵电动机风的控制。
2 Z3040摇臂钻床电气控制电路的PLC改造硬件设计
根据Z3040型e臂钻床的电气控制电路选择输入设备11个,输出设备6个,所以可选S7-200PLC CPU224型的。PLC的I/O接线如图3所示。
3 PLC控制电路梯形图程序设计
当Z3040型e臂钻床采用PLC控制时,控制程序可用经验法进行设计;该控制系统的梯形图程序可以通过继电器控制电路转化得到。梯形图程序如图4所示。
结束语
通过PLC改造后的钻床设备不仅能提高设备工作的可靠性、提高产品质量、减少故障、降低成本、还可提高工作效率。对提高企业的市场竞争力、对地方经济的发展和振兴老工业基地起着重要的作用。
参考文献
[1]崔兴艳.机床电气设备及升级改造[M].机械工业出版社,2015,11.
PLC是可编程逻辑控制器(ProgrammableLog-icController)的简称,其主要组成包括中央处理器、存储设备、输入输出的接口电路、电源模块、功能模块、通信模块等。可以说PLC就是1台没有鼠标键盘的小型电脑。在煤矿的生产过程中,被用来控制各种生产流程,相对于原始的继电器,PLC科技含量高,执行的功能多,能够让生产过程更加顺畅,煤矿生产的整体效率得到大幅度的提高。
2PLC技术的优点
随着煤矿工业的现代化发展,传统矿山的机电控制设备已经无法满足生产的迫切需求,因此传统的继电器逐渐被高科技的PLC所取代,并且在实际生产中运行良好,为煤矿企业创造了经济效益[1]。相对于传统的继电器,PLC的优势主要表现在以下几方面:
2.1使用简单编程方便
PLC的操作界面简单,对于操作人员没有过高的技术要求,如果想要加以调试,则随时都可以,不用对硬件做出任何改动。而PLC的梯形图程序是采用顺序控制设计法来设计的,对于需要编程工作的人员来说,PLC编程的方法简单,容易掌握。
2.2功能强性价比高
PLC集成程度高,因此只要有足够的外接系统,便可以实现诸多功能。与传统继电器相比,虽然PLC的价格更高,但是PLC能够承担更多的功能,在很大程度上精简了煤矿机电控制系统,而系统越简单发生错误的概率也就越低。此外,PLC还可通过通信联网,有利于建设集中管理的体系。
2.3硬件配套齐全
目前PLC的配套硬件设施已经相对齐全,要想真正实现预期的功能,只需购买其他的模块来配置成不同规模、不同功能的系统。对于原有的系统,如果不满足实际生产的需要,也可以采购硬件模块进行相应的升级。总之,PLC硬件配置的齐全让用户能够随意组装自己需要的系统,为用户提供了极大便利。
2.4可靠性强
传统的继电器由于其机械设备的特殊性,在长期的使用中,特别是处于煤矿这种粉尘较多的环境中,如果继电器密封不严,容易出现机械方面的故障,再加上碳的物理特性,较厚的炭灰堆积很可能造成短路,因此在煤矿机电中,传统的继电器已经难以满足需求,甚至已经变成潜在的隐患。相较而言,PLC的集成程度极高,即使处于煤矿这种灰尘较多的环境中仍然能够正常的运转,无需担心碳粉堆积而造成短路。由于PLC高度的集成性,因而PLC在发生故障时能够进行自我诊断,在故障发生时可以自动停止正在进行的工作,可避免危险的发生,与此同时还能显示是具体哪一部分出了故障,有利于迅速修复。PLC的配套硬件系统齐全,为修复工作提供了可靠保障。
3PLC技术控制煤矿机电的原理
PLC的工作过程大体上分为三个阶段:输入采样阶段、用户程序执行阶段、输出刷新阶段,三个阶段合称一个扫描周期,PLC在不断重复一个个周期中完成预先设定的程序[2]。输入采样阶段是PLC系统运行的基础,中央处理器扫描所有输入的数据,并存入储存设备中,等待后续程序的执行。在这个阶段PLC存储的信息是难以更改的,因此在调试PLC系统时,相关操作人员务必要引起足够的注意。用户执行阶段是PLC技术通过梯形图的模型从上到下扫描用户设定程序,在一定的运算之后,运算结果被保存以待下一次引用。输出刷新阶段是对执行阶段数据运行结果的输出执行,作为一个周期中的最后一个环节,PLC在这个过程中通过先前接收的信息调控电路,达到调控煤矿机电设备的目的。
4PLC技术在煤矿机电控制中的应用
4.1对于井下风门的自动化控制
井下风门是疏通易燃易爆气体,提供新鲜空气的通道,目前我国多数煤矿企业的井下风门控制都是由人力来完成,由于负压的影响,用人力来控制风门极为不便,而使用的力量过大很容易对风门造成损坏。对于上述问题,可以借用PLC系统,用红外线传感器来侦测有无车辆通过,有车辆通过时,中央处理器对风门发出开启的信号,由机械装置控制风门开启,既方便又安全。
4.2PLC技术在提升机中的应用
采用PLC技术代替继电器来控制矿井的提升机,能够对提升机控制更加精确,在矿井井壁和电机中安装传感器以监控提升机的运转状况,在电机出现问题或者井壁出现问题时能够及时反馈给控制中心,并自动采取切实可行的应对措施。在误操作时也能及时提醒操作者,以避免安全事故的发生。4.3PLC在胶带输送机中的应用在传统的胶带输送机中,如果要进行停车操作,根据操作人员的操作,控制系统会调整液压系统的油压,液压系统调整之后闸瓦与制动盘接触,以摩擦来阻止胶带的继续运行,这样的制动方式存在明显的弊端,如果胶带的初始转速较高,在制动时闸瓦和制动盘之间的摩擦会产生大量的热量,极易造成危险的发生。在升级PLC技术之后,系统则可以控制闸瓦和制动盘接触一段时间即分离,然后再接触,由此避免了长时间接触产生高温,也不容易产生火花问题。
5PLC技术在煤矿机电控制的应用上的缺陷
PLC系统在应用时需要与配套设施相结合,才能发挥出理想的效果,继而提高生产效率。PLC技术在煤矿机电控制的应用中仍旧存在诸多不足及缺陷,其主要缺陷就在于PLC没有与配套的设施相结合,导致生产效率无法得到应有的提高,经济效益随之降低。在采用PLC技术时,应当对配套的硬件设施予以更换。举例而言,在升级到PLC,需要对相关电路的电力做出适当的调整,确保PLC在正常电流范围内工作。而升级到PLC之后,对于电流的控制更为精确,因此对电机也有一定的要求,如果电机过于陈旧,PLC在对其进行微小的调整时很可能电机没有反应。这些问题都会对企业的经济效益带来不利影响。当然,这些问题并不是无法得以有效解决的,只要在升级PLC时得到重视,这些问题均能够避免。
6结语
(中原工学院信息商务学院,河南 南阳 451191)
【摘 要】PLC也可称为可编程控制器,随着科技的发展以及在工业化进程不断加快的背景下,已经逐渐成为了自动控制系统的核心部件,而且可编程控制器在电厂中的应用也十分普遍。随着眼下电厂的不断发展,可编程控制器的地位也逐渐升高,对电厂的运行起到了关键作用。然而可编程控制器受到的干扰也不少,所以对电厂PLC应用中的抗干扰技术的研究显得尤其重要。对可编程控制器受到的干扰以及具体的解决方案来进行了仔细研究与探讨,以帮助电厂的正常运转。
关键词 可编程控制器;抗干扰技术;电厂PLC
目前可编程控制器(PLC)已经广泛应用于冶金、轻工、矿业、机械等方面,尤其是在电厂方面的作用非常重要,是因为可编程控制器具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、使用方便、通用性好、体积小、设计以及施工投产周期短等特点。可编程控制器(PLC)是专门为工业控制所设计的,虽然在制造的过程中采取了很多抗干扰的措施能够让系统在的整机在平常的工作环境下运行几万小时。但是,可编程控制器(PLC)的缺点是如果遇上了恶劣的工作环境(温度与湿度都过高,冲击和振动都过强)下,会影响到整个系统的运行,倘若再加上外部的干扰过大,严重点会导致整个系统的崩溃,在当前用电不均以及电力需求已经远远过大的矛盾下,如何采取相应措施研究出电厂PLC应用中的抗干扰技术使我们的工作与生活更加美好的这件事是我们当前最迫在眉睫的事。
1 可编程控制器(PLC)的干扰来源
可编程控制器(PLC)的主要干扰因素来自于工作的环境的影响,因为工作的环境常有电流或者电压的巨大变化,在此情况下就会受到可编程控制器(PLC)的干扰。主要的干扰有以下三种:辐射干扰、传导干扰以及信号线和硬接线与可编程控制器(PLC)的连接。辐射干扰主要是由电缆的布置不规范而引起的;传导干扰主要是由可编程控制器(PLC)连接了电源和信号引起的,但是这种干扰是普遍存在的;信号线在输入信息之后,也会夹带着干扰信号会引起接地系统的干扰[1]。如果按照干扰产生的原因来分的话有高频振荡噪、浪涌噪声、电噪声等三大类,按照干扰的的波形、性质不同分为持续噪声、偶发噪声,其主要模式是共模干扰以及差模干扰。共模干扰主要是由于电磁辐射和电位差两者一起作用而引起的,其后果是能够造成可编程控制器(PLC)的损坏;差模干扰主要是因为不平衡电路的转换以及空间电磁场信号的耦合造成的。
2 干扰途径
可编程控制器(PLC)受到干扰的主要途径是:空间传播、输入和输出线以及电源线等。,可编程控制器(PLC)在空中的干扰主要是静电感应和电磁感应的形式出现,会导致系统出现操作错误的现象发生;当可编程控制器(PLC)的输入输出线受到干扰之后会出现输入输出控制紊乱等现象产生;可编程控制器(PLC)在受到电源线的干扰之后供电质量变差,可编程控制器(PLC)的控制力度就会减弱。干扰现象有以下三种:(1)模板内部互相干扰。输出时断断续续,而且输出点隔离熔丝不符合相关规定,内部元件有磨损现象发生。(2)安装失误造成的干扰。主要是由于通讯网络的安装错误而导致的:电讯两端接地、主站和远程站连接相反。(3)辐射干扰。若干机构停止运行,在排除上面所讲的两个因素之下,观察到信号上面的反馈点对系统产生了干扰[2]。
3 电厂PLC应用中的抗干扰技术
通过对干扰源的分析以及现象的产生等,我们可以具体根据以下三个方面来提高系统的干扰能力,他们分别是:提高装置、抑制干扰源、切断干扰的传播途径这三个方面。而在我国通常采用的干扰技术主要有:(1)通过优化接地来减少干扰;(2)采用隔离技术来干扰;(3)提高外围设备的性能来减少干扰;(4)通过软件方式来减少干扰。
3.1 硬件方式的干扰技术
(1)抑制电源的干扰。在进入可编程控制器(PLC)之前加上屏蔽隔离变压器,另外,还可在电源谐波严重时加上滤波器,过滤掉许多受干扰的信号[3]。(2)抑制外围设备的干扰。首先对可编程控制器(PLC)输入与输出端子的保护(在输入信号或者输出驱动的负载是感性元件时,对于交流电路而言在两端并联阻容吸收电路,而对于直流电路而言应该在两端并联续流二极管)其次是对输入与输出信号的防错(输出元件为晶体管而外部负载很小的情况下会导致输入与输出之间的错误,在此情况下应该在输入与输出端并联旁路电阻),然后是漏电流(在可编程控制器输入端子上接一旁路电阻,也可在输出端并联一旁路电阻)、浪涌电压(采用交流负载或者直流负载的方法以吸收感性负载产生的浪涌电压)、冲击电流(为了保护输出模块,在可编程控制器输出端时并接旁路电阻或者与负载串流限电)。(3)抑制电磁的干扰(电磁的干扰是有差模干扰和共模干扰两种:差模干扰主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换成共模干扰所形成的电压,这种电压叠加在信号上,直接影响测量与控制精度;共模干扰是是信号对地的电位差,主要由电网串入及地电位差和空间电磁辐射在信号线上感应的电压迭加所形成)。(4)在安装中的抗干扰措施(可编程控制器的外部要有可靠的防水系统,以防止雨水进入,造成机器损坏;整台可编程控制器要远离发热的电气设备或其它热源,并放置在通风良好的位置上;滤波器、隔离变压器应设在可编程控制器控制柜电源进线口处,不让干扰进入柜内,或尽量缩短进线距离)。
3.2 软件方式的干扰技术
(1)软件滤波。对于模拟的信号采用软件滤波的措施,因为目前的可编程控制器(PLC)的编程大部分都支持结构化文本编程方式,可以很方便的完成编制的程序,达到滤波的效果。(2)延时确认。在开关输入量的时候,可以采用软件延时等方法,对同一个信号做两次或两次以上的读入,在结果一致的时候才确认其输入有效[4]。(3)封锁干扰。有些干扰是可以预知的,常常会因为可编程序控制器在输出命令时产生电弧、火花等干扰信号,在这些信号的干扰下会导致可编程序控制器接收不正确的信息。在适当延时、干扰消除之后可以对其进行解封。
4 结束语
可编程序控制器(PLC)是个不容易忽视的问题,在综合考虑各方面的干扰因素之后,对具体情况具体分析,从而找到正确的解决办法,使电厂的工作系统得以持续运行。
参考文献
[1]杨柳,王存旭,丁鑫,李帆.330MW火电机组RB全自动控制策略及试验[J].沈阳工程学院学报:自然科学版,2015(01).
[2]和慧勇,田文华,贾予平,叶洲,庄祥君,何磊,王磊.凝结水精处理运行优化技术在1000MW机组上的应用[J].热力发电,2014(12).
[3]钟袆勍,姚国鹏,王剑钊,王保民,许世森.CFB锅炉SNCR烟气脱硝系统拉制策略研究[J].热力发电,2014(07).
关键词: PLC通信PIC脉冲位置调制X-10
中图分类号: C35 文献标识码: A
Abstract
This paper describes a new Powerline Communication System---- PLC Powerline Communication System. This system is well-known as its modulation mode―pulse position modulation. The mode can enhance data rate and decrease BER (Bit Error Rate), and also has excellent ability of error correction.
Key word: PLCPICPPMX-10
一.PLC通信技术简介
PLC,是PowerLine Control的缩写形式,也就是“电力线控制”。在更早期的文献里也被写成PowerLine Carrier Control,即“电力线载波方式控制”。不过随着时代的发展,电力线控制已经不仅仅是用载波方式了,例如本文介绍的脉冲位置调制技术也开始走上前台。因此,如不做特别说明,本文的PLC指的是PowerLine Control。
电力线载波(PLC)是电力系统特有的、基本的通信方式,电力线载波通讯是指利用现有电力线,通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。
PLC有极其广泛的应用场合,例如宽带接入网络访问Internet的服务,还可为远程视频点播、家电远程控制等等,特别是在远程抄表系统方面已逐步形成应用研究热点,还可以构建防火p防盗p防有毒气体泄露等保安监控系统和医疗救护系统。
下面来看一看这项技术的优势与不足之处。
PLC有其独特的优势。以光纤和局域网等通信技术作对比,这两者均需铺设专门的电缆,综合成本(包括设备、安装、电缆铺设等费用)高。对用户的干扰大,接口位置固定,也不便于用户随意调整。
相比之下,PLC有如下的优势:
1.实现成本低: 由于可以直接利用已有的配电网络作为传输线路,所以不用进行额外布线,
而大大减少了网络的投资,降低了成本。
2.范围广:电力线是覆盖范围最广的网络,它的规模是其他任何网络无法比拟的。PLC可以轻松地渗透到每个家庭。
3.高速率:PLC能够提供高速的传输。目前,其传输速率依设备厂家的不同而在4.5M~45Mbps之间。
4.永远在线:PLC属于"即插即用",即通信与电源同线,只要没有停电,就等于一直接在网络中。
5.连接方便:PLC与其他设备的连接也非常方便,只要提供电源接口,使PLC设备能够接入到电力网当中就可以了。
当然,PLC并不是完美的,它也有一些自身的不足之处。一是电力线上不可避免的存在许多干扰,现在有比以前更多的电气设备,他们的存在使得电力线上噪声变得更多,各种设备之间的冲突日趋严重,更容易对我们的控制信号产生干扰。第二,它自身也会产生电磁辐射,对周围的电器带来影响。第三,高速度并不能时刻得以保障。提到的速度只是理想情况下的最高速度。第四,它总也要受到停电的影响,从这个角度来看似乎还不如电话线。这个缺点是它一出生就伴随的,无法解决,不过我们利用它在正常工作时的性能完全可以实现很多功能了。
二.脉冲位置调制技术
即PPM(Pulse Positon Modulation)。这是一种编码方式。主要要点就是利用在波形的不同位置加载脉冲信号来表示不同的码。我们提取正弦波的过零点作为同步信号,在波形上加入突发的脉冲信号,依据其与过零点的时间间隔不同,将其判定为不同的编码。
在目前已经采用的一些PPM技术中,一般是在正弦波的第一个1/4周期和第三个1/4周期上加载脉冲,这样的目的是为了消除调光时可能采用的切割波形的影响。请比较下面的两幅图:
我们可以用一个很大的可变电阻或可调压变压器来改变一个完整的正弦波的幅度(如图一所示)。可变电阻式调光法曾经被用于舞台调光,但那已经是二十世纪上半世纪的事了。用那种方法调光,不但工作效率低而且花费昂贵。如今,我们有固态器件可控硅。它控制灯的亮度不是改变正弦波的幅度,而是非常快的"打开-关闭输出给灯的正弦波。
一般来说,波形不会被切割的过分。因此,正弦波的第二个1/4周期和第四个1/4周期是安全的,我们可以把脉冲加在这里。如果把1/4个周期再划分成16个等分(即1/3200秒一等分),在每个时间段内出现脉冲表示1,不出现则表示0。这样的优点是传输速率快(和上面介绍过的X-10协议相比至少提高了32倍)、抗干扰能力强(由于电力线的波形峰值有155V,我们可以把脉冲幅度调的大一些,比如20V,这样在线路中的普通干扰与之相比显得太小以至于根本就不能造成危害),可靠性高(编码解码方便,只要检测相应位置的脉冲是否存在即可,不必像X-10一样那么繁琐)。
产生脉冲的方法,也是利用可控硅,在相应的时刻使其导通,则电力线上就会出现一个脉冲,这个脉冲信号会伴随着正弦波在线路中传输。因此可控硅在脉冲位置调制技术中占有很重要的地位。
1.PLC通信协议简介
CEBus
美国Electronic Industries Association于1992年正式了针对家庭的电器联网标准CEBus(消费电子总线、家庭总线),编号EIA-600。
CEBus参考了ISO的OSI7层模型设计,但比OSI模型简单,包含物理层、数据链路层、网络层和应用层,其中应用层还包括消息传输子层。CEBus的设计者考虑了多种媒体,包括电力线、红外线、无线电、双绞线、同轴电缆乃至光纤。
以电力线为例,MDP子层负责往电力线上发送信号,该子层还不间断地侦听电力线的状态。如果电力线上有载波,就说明电力线处于S状态,否则就处于I状态。显然,只要有一台设备试图使电力线处于S态(发送载波),整条电力线就处于S态。载波的频率范围是100K到400K。SE子层用原语M_STATE.request通知MDP子层发送或不发送载波,而MDP用M_STATE.indication报告SE电力线的状态。假设MDP在不发送载波时发现电力线处于S态(侦听到别人的载波),它会立刻拒绝SE要它发送载波的请求。
CEBus采用NRZ编码体制,用脉冲宽度表示信号,如表所示,其中UST(Unit Symbol Time)为单位符号时间,是编码和解码的计时基准,EOF即End of Frame,EOP即End of Packet。
ApBus
一种分布式控制网络(总线)技术及通信协议,命名为APBUS。该总线技术采用24V直流电源,信号传输速率为10kbps,以双绞线作为传输媒体,总线的双绞线结构使网络既可作数据传输,也可以作为电能的供应。
对于ApBus总线,听者、讲者都可编程,有互操作性(要编程),也有互换性(要再编程)。对于网络系统最基本的问题,即信号传输过程中的数据冲撞问题,ApBus总线有新的突破,它是在以太网所使用的CSMA/CD信号传输控制技术的基础上作了关键性的改进,使各节点可以实现无冲撞的多节点随机数据传输,这项技术进一步提高了系统的通信效率和数据的可靠性,ApBus总线将该方案定义为CSMA/CF(Carrier Sense Multiple Access with Collision-Free)。
LonWorks
LonWorks是一个开放的控制网络平台技术,它是全世界最为普遍的用来连接日常设备的标准。
LonWorks允许网络上许多智能装置直接通信。不需要介入“监控者”轮询取得信息,转发给其他装置。也没有一个监控装置负责全系统的算法。每个装置根据自己的需要信息。信息变成数字式串行数据,通过网络直接到达另一些装置。数据转移通常涉及一个信息发送者,一个或一个以上接收者。
收发器可用于各种介质,包括电力线、无线、红外、双绞线、同轴电缆和光纤。下表总结几类广泛应用的信道特征。
LonTalk通信协议是LonWorks技术的核心。该协议提供了一套通信服务,使得装置中的应用程序能在网上对其他的装置发送和接收报文而无需知道网络拓扑,名称,地址或其他装置的功能。LonTalk协议能有选择的提供端到端的报文确认,报文证实,和优先级发送以便设定有界事务处理时间。
LonTalk通信协议是一个分层的以数据包为基础的对等的通信协议。像有关的以太网和英特网一样是一个公布的标准并遵守国际标准化组织(ISO)的分层体系结构要求。可是,LonTalk协议设计用于控制系统而不是数据处理系统的特定要求。每个包有可变数目字节构成,长度不定,并且包含应用层(第7层)的信息以及寻址和其他信息。
为了处理网上的报文冲突,LonTalk使用类似以太网所用的“载波监听多路访问(CSMA)”算法。LonTalk建立在CSMA基础上,提供介质访问协议。使得可以根据预测网络业务量发送优先级报文和动态调整时间槽数目。通过动态调整网络带宽,称为预测性P-persistent CSMA的算法使网络能在极高网络业务量出现时继续运行,而在业务量较小时不降低网络速度。
参考文献
【1】Anonymous,低压电力线载波信道特性分析
【2】Anonymous,X-10 Communications Protocol and Power Line Interface PSC04 & PSC05
【3】Anonymous,UPB_Announcement
【4】Anonymous,UPBSystem Description
【5】黄更,ApBus控制网络技术及通信协议
【6】Anonymous,消费总线电力线接口电路的设计
[关键词]电气控制;PLC技术;应用
中图分类号:TM921.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)08-0379-01
将PLC技术应用到电气设备控制系统中具有重要性作用,不仅能够规范设备操作流程,也能对系统运行过程中存在的问题进行检测和预警,方便工作人员能够及时发现问题,并提出针对性的解决方案。因此,需要对PLC技术进行进一步的完善和研究,使得PLC在电气行业能够发挥更大的作用。
1 PLC应用技术在电气控制中起到的作用
1.1 数字操控的作用
当PLC系统检测到设备出现故障后,迅速使用简单数控或编程的形式,向电气控制设备相关指令,电气设备接收到指令后自动作业,修复故障或发出警报。
1.2 自动控制的作用
电气设备在运行的过程中可能会遇到一些问题,以往的电气控制系统往往会需要人工操作进行解决,使用PLC技术后,PLC系统中存在着一些内置程序,工作人员也可以事先预估电气设备中可能会出现的问题并编译一些程序存储在PLC系统中,当电气设备出现问题后,PLC系统会自动处理问题,而不需要工作人员手动解决。
1.3 即时反馈的作用
PLC拥有即时反馈的功能,根据PLC设备的反馈,相关人员能够即时了解电气设备的运行状态,一旦电气设备的运行出现故障,工作人员能通过反馈迅速了解,然后排除故障。
2 电气控制与PLC应用技术分析
2.1 开关量逻辑的控制
对开关量进行控制是PLC控制器最为基础性的功能之一,在以往的开关量内应用继电器电路,以达到理想的控制效果,利用PLC控制技术来将继电器的电路予以取代,能在开关量之上实现逻辑与顺序上的合理控制,且开关量控制能适用在单台的设备上,还适用在自动化流水线上。
2.2 模拟量的控制
在工业生产与加工进程中,电气控制系统占据着重要的地位。电气控制系统的运行,其中会涉及到大量的物理量参数,如流量、温度、压力、速度、液位等模拟量。模拟量的控制,主要是通过D/A与A/D来进行转换,让编程器来处理模拟量,能实现电气控制系统运行的高效性与科学性。
2.3 集中式控制系统
在电气控制系统中,集中控制系统也就是CPU,运用具有强大功能的PLC控制器来实现监视目的,对多种设备进行有效的连接,保证这些设备能受到PLC进行统一性管理,进而可大大增强系统的指挥性与控制性。与单机系统相比,集中式控制系统操作起来更为便捷、经济,然而此控制系统却存在一定的弊端,若设备程序需调整,其他受到PLC控制器的控制对象就会停止运作。
2.4 分散控制系统
相较于集中式控制系统,分散控制系统的性能更为先进,分散控制系统中任意一立的PLC都可借助传递信号来达到控制目的,对多台机械设备的生产线来达到控制目的,借助数据来进行连接,任意设备停止运行或需调整,不会对其他的设备构成威胁,且任意一个控制对象都有专属的PLC来予以控制,进而使得彼此间的运行不会受到影响。伴随着科学技术的不断革新,可借助网络连接的方法来对PLC控制器实施底层任务控制工作,还可与过程控制予以结合。
2.5 操作流程的控制应用
PLC技术的成熟应用,帮助了企业中设备的操作流程进行排列和控制性工作开展,电气控制技术也是在PLC方面起到了对设备严格控制的效果。电气设备通过PLC技术的专业通讯器对电路的回路进行监控,在二者结合的情况下延伸出了对设备自身的诊断和抗干扰能力加强,也提高了设备在故障时的反馈系统提示能力。
PLC技术对设备的操作流程控制可以总结为数据、输入和输出三个阶段,这三个阶段为该技术和电气控制领域的结合提供了对应的发展空间。数据方面,PLC技术具备的计算机运算功能可以将整个设备的状态掌握清楚,并将对应的数据以数字的形式展示给操作者,以便手动控制时的命令准确。在操作人员执行程序输入的过程中,PLC会根据编辑好的程序将命令转化为运算指令,并将变化后的数据执行存贮。最后的数据输出阶段会刷新执行人员的操作命令,也是PLC系统中心处理器对设备电路中数据的刷新,只有经过输出过程才能将设备的状态调整到对应的驱动设置方案。
2.6 监控及制动方面应用
电气控制技术在PLC应用主要集中在设备的运行和制动控制处理上,PLC系统在使用中才需要对工件的寿命进行检测,以免设备在运行时因为零件故障产生无可估量的损失。PLC系统运行较好的状况下,也是电气设备正常工作的基础,因此强调控制系统的安全运行就是对设备的实时状态进行管理和监控,在安排巡检人员进行周期性的检查之外,还要让电气控制系统实现对设备的故障制动预判。在以往的经验中零件和程序错误发生的事故不胜枚举,因此对运行设备进行监控和有效制动是电气控制技术在PLC系统设备的主要应用形式。在传统的电气设备中,继电器常常作为实现运行电路通断的主要控制器,但是继电器装置反应时间上远远超过PLC,因此过去的巡检人员即使发现了程序错误也很难在发生前制动设备。而PLC技术的使用为系统运行错误电路的自动切换和故障及时制动提供了可能,既帮助电气设备提升了运行时的工作效率,又加强了电气控制技术对控制制动和运行方面的工作效能及安全性。
总之,现代工业的发展促进了PLC技术在电气控制系统中的应用。PLC技术的广泛应用是电气控制系统不断完善的重要表现。工业现代化发展直接的影响着PLC技术的应用,并且实现了电气控制系统工作效率的提升以及保证工业产品质量。
参考文献
[1] 周志红.PLC技术在电气控制中的应用分析[J].电子技术与软件工程.2016(06).
[2] 宋利.基于PLC的自动化电气控制措施分析[J].科技创新与应用.2016(08).
关键词:PLC控制技术;提升机;变频器;设计应用
中图分类号:TM92 文献标识码:A
1. PLC控制技术综述
PLC控制技术,也是可编程序控制器,其英文是Programmable Logic Controller ,它就是一种数字运算操作的电子系统,大多数应用在工业环境中。它是采用一种可编程的存储器,在其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入、输出控制各种类型的机械或生产过程。
我们根据PLC的结构形式,具体可把PLC分为整体式和模块式两大类。第一类,整体式PLC。它是将电源、I/O接口、CPU等部件集中装在一个机箱内,具有结构紧凑、价格低、体积小特点。在目前使用的小型PLC一般都是采用这种整体式结构。
第二类是模块式PLC。它是将PLC各组成部分,分若干个单独的模块,如CPU模块、电源模块以及各种功能模块。模块式PLC是由框架或基板和各种模块组成。模块装在框架或基板的插座上。这种模块式PLC的特点是配置灵活,可根据需要选配不同规模的系统,而且装配方便,便于扩展和维修。目前使用的大、中型PLC一般采用模块式结构。
2. PLC控制技术工作原理
在实际工作中,当PLC投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段:输入采样、用户程序执行和输出刷新,每次完成上述三个阶段称作是一个扫描周期。在整个运行期间,PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行这三个阶段。
2.1第一个阶段:输入采样阶段。在输入采样阶段,PLC以扫描方式依次读入所有输入状态和数据,把它们存入I/O映象区中的相应得单元内。等输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。
2.2第二个阶段:用户程序执行阶段。在这个阶段中,PLC按照自上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时,又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路,并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算,然后根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。
2.3 第三个阶段:输出刷新阶段。在工作中,当扫描用户程序结束后,PLC就进入输出刷新阶段。在此期间,CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。这就是PLC的真正输出的第三个阶段。
3. PLC控制系统设计
目前,随着科技技术的不断发展,PLC的功能也得到了不断提高和完善,PLC几乎可以完成工业控制领域里的每项工作任务。当我们工作人员在接到某个控制任务后,首先要分析被控对象的控制过程和要求,看看用什么控制装备来完成这项任务。当我们在控制对象及控制装置确定好后,还要进一步确定PLC的控制范围。根据笔者的实际工作,设计了 PLC控制系统各工种间的工作示意图(图1所示)。
图1: PLC控制系统设计图示
4.PLC控制技术在矿井提升中实际应用
时下,随着我国煤矿业的大力发展,煤矿矿井提升机担负着提升煤炭、下放材料、升降人员和设备的重要任务。它的电控系统技术性能和可靠性直接影响煤矿的安全生产。鉴于PLC控制技术的各项特点,现在取代了以前提升机控制系统中众多的继电器、接触器等系统,很好有效解决了TKD控制系统无法克服的弊病。
目前,PLC控制系统控制回路采用先进的是PLC取代原有的继电器逻辑控制系统。它的控制系统是由动力装置、液压站、变频器等诸多系统组成,具体如下图所示。
从图中我们分析可以得出:当井口或井底通过信号通信电路发出开车信号后,司机将制动手柄向前推离紧闸位置,主电动机松闸。司机将主令控制器的操作手柄推向正向或反向极端位置,主控PLC通过程序控制高压换向器首先得电,使高压信号送入主电动机定子绕组,主电动机接入全部转子电阻启动,然后依次切除有关电阻,实现自动加速,最后运行在自然机械特性上。
当交流提升机运行时,旋转编码器跟随主电动机转动,输出2列a/b相脉冲,分别接到主控PLC的高速计数器hsc0的a/b相脉冲输入端,由主控PLC根据a/b脉冲的相位关系,自动确定hsc0的加、减计数方式。根据hsc0的计数值,我们就可以计算出提升行程并显示。同时只根据旋转编码器输出的a 相脉冲,主控PLC进行加计数。根据hsc1在恒定间隔时间内的计数值,就可以计算出提升速度。
结论和总结
PLC控制技术在矿井提升中的实际应用,省去了继电器、接触器及调速电阻,减少了故障发生率,同时还有利于节能,符合国家的技能措施。另外该系统采用PLC软件编程实现矿井提升机的自动操作,灵活性大,节省了人力,提高了效率。
参考文献
[1]张国庆.矿井提升机PLC电控的应用与思考[J].山西煤炭,2010(6):152-156.
[2]秦荷珍,刘杰.矿井提升机PLC电控系统技术改造浅析[J].科学之友,2008(8):57-60.
[3]田媛.PLC先进控制策略研究与应用[D].北京化工大学,2005年.
[4]王玉中.基于PLC技术的交流提升机电控系统改造[J].煤炭科学技术,2005,33(11):40-42。
【摘要】 长期以来,PLC作为一种工业控制器,在工业控制领域具有极其重要的地位。随着科学技术的日新月异,PLC技术的应用和发展趋势越来越受到人们的重视,就将从PLC技术的应用及其发展趋势展开论述。
【关键词】 PLC;应用;趋势
一、PLC技术的应用
(1)控制开关量。PLC控制开关量的能力是很强的。所控制的入出点数,少的十几点、几十点,多的可到几百、几千,甚至几万点。由于它能联网,点数几乎不受限制,不管多少点都能控制。所控制的逻辑问题可以是多种多样的:组合的、时序的;即时的、延时的;不需计数的,需要计数的;固定顺序的,随机工作等,都可进行。(2)控制模拟量。模拟量,如电流、电压、温度、压力等等,它的大小是连续变化的。工业生产,特别是连续型生产过程,常要对这些物理量进行控制。在进行PID运算前,必须将工程实际值标准化,即转换为无量钢相对值格式。在对模拟量进行PID运算后,对输出生产的控制作用是在[0.0~1]范围的标准化值,为了能够驱动实际的驱动装置必须将其转换成工程实际值。PLC进行模拟量控制,要配置有模拟量与数字量相互转换的A/D、D/A单元。(3)控制数字量。实际的物理量,除了开关量、模拟量,还有数字量。如机床部件的位移,常以数字量表示。数字量的控制,有效的办法是NC,即数字控制技术。PLC的输入电路,按外接电源的类型分,可以分为直流输入电路和交流输入电路;按PLC输入模块公共端(COM端)电流的流向分,可分为源输入电路和漏输入电路;按光耦发光二极管公共端的连接方式分,可分为共阳极和共阴极输入电路。(4)数据采集。随着PLC技术的发展,其数据存储区越来越大。如OMRON公司的PLC,前期产品C60P的DM区仅64个字,后来的C60H达到1000个字;到了CQMI可多达6000个字。这样庞大的数据存储区,可以存储大量数据。数据采集可以用计数器,累计记录采集到的脉冲数,并定时地转存到DM区中去。数据采集也可用A/D单元,当模拟量转换成数字量后,再定时地转存到DM区中去。PLC还可配置上小型打印机,定期把DM区的数据打出来。(5)进行监控。PLC自检信号很多,内部器件也很多,多数使用者未充分发挥其作用。其实,完全可利用它进行PLC自身工作的监控,或对控制对象进行监控。对一个复杂的控制系统,特别是自动控制系统,监控以至进一步能自诊断是非常必要的。可减少系统的故障,出了故障也好查找,可提高累计平均无故障运行时间,降低故障修复时间,提高系统的可靠性。(6)联网、通讯。PLC联网、通讯能力很强,不断有新的联网的结构推出。PLC可与个人计算机相连接进行通讯,可用计算机参与编程及对PLC进行控制的管理,使PLC用起来更方便。为了充分发挥计算机的作用,可实行一台计算机控制与管理多台PLC,多的可达32台。也可一台PLC与两台或更多的计算机通讯,交换信息,以实现多地对PLC控制系统的监控。
二、PLC技术的发展趋势
(1)向微型化发展。微型可编程序控制器异军突起,体积如手掌大小,功能可覆盖单体设备及整个车间的控制功能,并具备联网功能,这种微型化的可编程序控制器使得控制系统可将触角延伸到工厂的各个角落。随着世界经济一体化进程的加快,在技术发展的同时,发达国家更加注重了对可编程序控制器的知识产权的保护,国际大型可编程序控制器制造商纷纷加入了可编程序控制器的国际标准化组织,他们利用许多技术标准建立了符合他们经济利益的技术保护壁垒。(2)向网络化发展。现在各种PLC都在发展自己的网络,一般从结构上有两种,一种在PLC模块上做了一个通信输出口,可以直接与计算机联接实现点对点通信(RS232联接);另一种是通过多点联接(RS485联接),这适用于多层PLC。目前网络是一个发展趋势。网络的控制中心一般有两台计算机,通过电缆与现场的PLC站相连,每个站就放在被控设备的附近,从设备到PLC站之间的电缆很短,从PLC站到控制中心只需一根电缆线,这样成本就大大降低了。(3)向高性能、高速度、大容量发展。伴随PLC技术的不断发展,PLC扫描速度越来越快,编程指令的功能越来越强,数量越来越多,内部元件的种类与数量不断完善,PLC的处理能力和控制能力得到大幅提升,可扩展能力越来越强。PLC存储设备的容量越来越大,价格越来越低,可靠性却越来越有保障。(4)大力开发智能模块。随着市场需要的个性化和多样化,要求工业自动控制具有某些智能化的功能,以满足特殊控制的需要。智能I/O模块应运而生,以微处理器和存储器为基础的功能部件,其CPU与PLC的主CPU并行工作,占用主CPU的时间少,有很强的信息处理能力和控制功能,有的模块甚至可以自成系统,单独工作。智能I/O模块的广泛应用简化了某些控制领域的系统设计和编程,作为PLC主CPU的辅助模块,大大提高了PLCC系统的适应性和可靠性。
参考文献
[1]罗华丽,李斌.开放式数控系统中的软件PLC技术研究[J].组合机床与自动化加工技术.2003(2):38~43
[2]游华云,叶佩青.基于RTLinux的软件PLC的研究与开发[J].计算机工程与应用.2002,38(22):134~136
[关键词]电气控制 PLC技术 应用分析
中图分类号:TH166 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)03-0360-01
前言
PLC技术应用在电气控制是加快构筑现代基础重要领域当中必不可少的一步,是拉动和促进经济稳定增长的重要支柱,同时也是实现打赢脱贫攻坚战的重要基础。近年来,我国PLC技术应用在电气控制目标中要求逐渐升高,完成任务压力增大,使大家不得不正视PLC技术与电气控制工作中出现的问题。本文就对PLC技术与电气控制过程中存在的问题进行初步的研究,以期准确把握解决方案对加强电气控制工作质量有着积极意义,努力把我国PLC技术应用在电气控制上的质量提升到一个新的水平。
1.电气控制与PLC技术在应用过程中存在的问题
1.1 线路老化与设备操作存在问题
电气控制技术是以电动机为主要控制对象、以微电子装置为核心、以电力电子装置为执行机构而组成的电气控制系统,简而言之,电气控制系统由电气设备与基本线路构成。在电气控制系统操作的过程中常遇到的问题就是线路老化与设备操作存在不恰当。由于企业内的检查人员忽视案件问题就导致没有及时发现电气控制系统中的基本线路由于人工操作不注意对线路破坏,还有就是年久失修造成线路老化,这就直接影响电气控制出错。电气控制系统投入到不同的行业,不同行业的技术人员水平参差不齐,这就直接导致有些工人对电气控制系统不了解,同时也不能够熟练对相关设备进行操作,设备操作存在问题就会极大地降低电气控制技术在企业中的应用效率。
1.2 PLC技术在电气控制过程中执行动作出错
PLC作为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,因此采用了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技术应用于电气控制中可以极大的提高工作效率,但PLC技术应用在电气控制中面对的一大难题就是执行动作经常性的出错。PLC技术在电气控制中执行动作出错可能的原因是电磁干扰接触器接触不够紧,还有可能就是控制负载接触器出现问题,导致PLC发出的信号不能被执行端有效的接受。
1.3 信号不能准确完整传到PLC系统内部
基于PLC技术的电气控制应用包括数据处理控制、运动控制、位置控制及温度控制等,这些功能推动控制领域发展的一个基本前提是准确完整的信号传达到PLC系统的内部,在此基础上电气控制才能正常运行,然而在PLC技术在电气控制系统应用的过程中却经常出现信号不能准确完整的传导到PLC系统内部中。出现这样错误的原因可能有几点原因,电气设备现场电磁开关或其他仪器的开关闭合不彻底,导致控制系统的收集数据和传输数据的过程中出现问题,最终致使控制系统不能正常使用。企业也不能忽视自然因素对控制系统造成的损害,由于系统出现错误造成数据没有成功传输,PLC系统内部就无法获得信号,也就没有办法做出工作,直接影响PLC系统的工作。
2.提高电气控制与PLC技术应用的措施方法
2.1 加强检修力度及提高操作水平
基本线路与电气设备是电气控制系统的主要构成部分,电气控制技术想要高效率的应用在各个领域,首先就要做到对基本线路与电气设备的保护。企业应该安排指定的检查维修人员针对线路老化或设备损害问题进行管理,这样在一定程度上提高电气控制系统的使用寿命,最大程度的扩大企业的利益。在加强对线路与设备检修力度的同时,也不能忽视在设备操作过程中存在的问题。企业想要提高电气控制运行的效率,就要重视企业中工人对电气控制系统运行的了解程度及对设备的熟悉程度,企业应该确保企业内的工人对电气设备的操作熟练且极低的错误率。这就需要企业积极开展电气控制系统的专业培训,还要针对处在生产一线的工人们进行设备操作的技能培训,以确保提高全体职工的操作水平,只有将加强对线路与设备的检修力度和积极努力的提高企业内工人的整体操作水平,才能更高效的将电气控制技术应用在各个领域的发展中。
2.2 完善PLC技术中的预警系统
PLC技术在电气控制过程中执行动作出错直接导致工业以及人们的日常生活造成影响,甚至还会引起遇难事件的发生。对此,企业应该为了避免PLC技术出现不必要的损失,这就需要完善PLC技术的预警系统。PLC技术的预警系统需要配置自动化、安全可靠的设备,在出现执行动作错误的第一时间,预警系统就会及时的发出警报的信号,防止电气控制系统运行出现中断的现象发生,同时还要防止开关接触不良、系统自身故障以及变频器故障等此类事情。企业想要建立预警系统首先需要投入大量的资金,其次就是需要针对PLC技术相关的专业科研人员对预警系统进行设计与建设。预警系统的使用将会进一步的提高PLC技术在电气控制系统运行的完整性,同时也会为企业节省一大笔处理危机所需要的大量费用和时间。
2.3 加强PLC技术系统中的信号传导准确性
在电气控制系统运行的过程中,信号传导决定实施相应的控制动作,只有正确的、迅速的及完整的信号才能维持住电气控制系统的正常运行。企业想要确保PLC技术系统中的接收的信号的准确性与完整性需要通过加强一系列的措施来实现,企业首先应该针对电气控制系统的所有电磁开关及其他仪器的开关问题来设置固定的督察工人按时进行检查,以此来确保系统在数据传输和收集的过程中避免故障。电气控制系统不仅面对线路老化问题的威胁,在自然因素方面也应该有相应的预防措施,在根本上遏制线路在信号传输过程中出现故障的问题。加强PLC技术系统中的信号传导准确性不仅提高生产力,同时这也是在满足广大消费群众的需要,确保PLC控制系y信号的准确性就是保证不断增长的客户的数量,因此就需要迅速对信号传输模块进行创新发展,企业就应该虚心学习国际前端的技术,以此来进行合作和交流,提高PLC技术系统中的信号传导准确性。
3.结语
近年来,我国PLC技术在多个领域做出贡献的不断增长,PLC技术应用于电气控制方面问题越来受到国家和人民的关注,同时我国采用PLC技术的电气控制将会扩展应用到广大不同领域,这就更需要在技术质量方面有更进一步的要求目标。因此我国PLC技术应用与电气控制过程中存在的各种质量缺陷问题,这就需要企业加强对线路的检修问题与提高设备操作水平、完善PLC技术中的预警系统及加强PLC技术系统中的信号传导准确性等,只有这一系列合理的预防和管理措施才能促进我国PLC技术应用在电气控制方面的质量上更上一层楼。这样我们也有理由相信我国的电气控制建设行业会一直促进国家经济发展和提高国民的生活水平。
参考文献
关键词: 电气自动化 PLC技术 控制
前言:电气自动化是工业自动化的重要组成部分,也是工业经济发展的一项重要技术,是一个国家现代化发展的重要标志,可以说电气自动化水平代表着一个国家的工业发展水平。随着电气自动化的快速发展,各种先进的科学技术开始全面用于电气自动化当中,如远程控制技术、智能控制技术等。PLC 技术是基于计算机技术而产生的一种可编程控制器,是智能控制技术的一种,这种技术已经开始应用到电气自动化当中,并且显著提高了电气自动化水平。
一、PLC 技术的概述
从过去几十年的研究历史来看,我们可以将我国对电气控制技术的研究分为四个阶段:上世纪六十年代以前,由于我国内部问题及战争因素,从而促使机械系统与电子技术相互融合,这也使得我国在开发研制电气控制系统产品的问题上,很大程度都是处在自我研发水平,这也导致我国的研发受到自身技术水平的限制,所开发研制成功的产品很难得到大范围的推广,导致接下来的工作难以得到深入发展,这给我国研制电气控制系统产品提供了良好的外部技术基础。第三阶段开始于九十年代初,由于光学技术、微细加工等技术的渗透,越来越多的新型电气控制技术开始呈现,最终决定了电气控制技术的发展朝着智能化方向前进。自二十世纪八十年代初,我国开始接触并电气控制技术,在电气控制系统产品的研制与应用领域,一批又一批科研院校和大中型企业联合攻关,为我国的科技开发做出了大量贡献,尽管如今我国的电气控制系统水平得到了不错的发展,但同其他先进国家比起来,仍然还有许多不足和需要改进的地方。
PLC 技术是可编程控制器的简称,它虽然本身属于计算机技术,却是为工业控制应用专门设计制造的一种控制器。早期的可编程控制器又被称为可编程逻辑控制器,随着计算机技术的发展和 PLC 本身的逐渐成熟,现在所使用的 PLC 已经远远超出了逻辑控制的范围,不过习惯上仍称之为 PLC。PLC 的控制原理主要分为3个步骤,即输入采样阶段、用户程序执行阶段和输出刷新阶段。在输入阶段,PLC 利用数据扫描器一次读入所有的输入状态和数据,并存在 PLC 的I/O映像区内。然后按照由上到下的基本顺序扫描用户程序,一般呈现出一个梯形图,扫描完成后进行逻辑运算,根据运算的结果刷新该逻辑线圈在系统 RAM 存储区中对应的位状态。扫描用户程序以后,就进入输出刷新阶段,控制器中的 CPU 向系统发出指令,按I/O映像区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,在经过输出电路驱动外设,达到控制电器系统的目的。
1、PLC 的结构
PLC 技术的本质是应用于工业控制的计算机技术,因此,它的硬件结构组成同大多数计算机结构是基本一致的,都包括有:电源、CPU(中央处理器)、存储器、功能模块、通信模块、输入/输出接口电路等等。
2、PLC 技术的原理
PLC 技术的工作原理主要包括有三个部分的内容,即:(1)扫描阶段:即对采样进行数据输入;(2)用户程序的执行阶段:即面向用户执行各种指令和要求的阶段;(3)输出新阶段:即对内部数据和状态进行刷新后再输出。
3、PLC 技术的特点
PLC 技术主要包括有以下几个方面的特点,即:(1)安装方便、简便,便于维护和检修;(2)编程简单,容易使用,通常是采用逻辑图、梯形图以及语句表等语言进行编程;(3)组合灵活、功能完善、实用性强、方便扩展。
二、PLC 技术在电气自动化的应用
PLC 技术在电气自动化中的应用是非常广泛的,如在中央空调控制系统设计、公路交通系统设计、数控系统设计等方面,都有着比较广泛的应用。笔者就 PLC 技术在这些自动化系统中进行了详细的分析,以下将具体阐述。
1、PLC 在中央空调上的应用
中央空调与工农业生产和生活有着密切的关系,无论是在工业生产中,还是在城市居民的日常生活中,都是不可缺少的一种工业系统。例如,在一些对温度要求比较高的电子企业中,中央空调是车间生产的必备设备,一般要借助中央空调来稳定车间内的温度。目前,中央空调冷冻系统的控制方式主要有3种,即早期的继电器控制系统、直接数字式控制器(DDC)以及可编程序控制器(PLC)控制系统。其中,PLC 控制系统不仅智能化水平较高,而且具有良好的抗干扰能力,并且对控制系统的结构也没有硬性的要求,运行的可靠性大大提高,使用和维护起来也很方便,目前已经成为中央空调中应用最广泛的控制系统。
2、数控系统中的应用
随着我国工业技术的发展,数控技术已经成为工业生产中一种不可缺少的技术,而数控技术的实现与 PLC 用有着密切的关系。目前常见的数控系统主要有3种,即点位控制系统、直线控制系统、连续控制系统。目前,数控系统的实现主要有2种方式,即全功能数控装置和单板机控制,这2种控制系统都应用了PLC,只不过在功能和应用范围上有很大的区别。全功能数控装置的功能非常完善,但是价格非常昂贵,对于一些企业来说这种装置的许多功能完全是多余的。为了满足一般企业的发展需要,市场上出现了基于 PLC 的单板机数据系统,其是为了解决传统单片机中长期存在的设计硬件电路、接口电路、驱动电路和抗干扰问题,不仅能根据生产需要调整机床功能,还能根据技术进步对机床功能进行升级,这一点满足了很多中小企业的发展需要,增加了企业经营管理的灵活性。
3、PLC 在公路交通系统上的应用
现在很多城市将 PLC 技术应用到交通信号灯系统设计中,形成了 PLC 型交通信号灯控制器,对交通信号灯的控制能力大大增加,使其对城市发展的适应力能力明显地提高。这是因为 PLC 控制器对外部环境的适应力很强,并且内部也具有丰富的定时器资源,对城市交通发展中常用的“渐进式”信号灯能够进行精确的控制,特别是能够实现对岔路口的控制。目前,国内使用的 PLC 交通信号灯控制系统在内部具有实时时钟,通过 PLC 编程控制可以对交通信号进行全天候的无人管理。由于 PLC 控制器自身具有联网通讯的功能,这样就能够帮助交通部门对各个信号灯进行局域网式的统一调度和管理,最大程度地缩小车辆信号灯的等候时间,从而更加科学地对城市交通进行管理。
三、电气自动化中PLC技术的应用建议
PLC 技术是专门为了工业的生产自动化而设计的,这就需要 PLC 技术在任何环境下,均具有正常运行的能力。由于工业环境比较复杂,一些情况下,是难以配套专门保护措施的,可能会使得PLC 技术下的电气自动化系统不能正常运行,并出现设备失控的状况。要提升PLC 技术的可靠性,就需要生产企业通过生产工艺改进系统的抗干扰功能,并在安装、设计与维修时,通过多方配合,有效消除干扰。
结束语:
在电气自动化当中,PLC 技术因其很强的抗干扰性、高可靠性与操作简单等优点,获得了广阔的应用前景。为了进一步拓展PLC技术的应用范围,满足不同的工业控制场合,我们还需要加强科研投入力度来提高完善PLC技术,为工业发展提供更为先进科学的电气自动化设备。
参考文献:
关键词:PLC 技术 电气控制 系统 实践 应用
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)05(b)-0050-01
1 电气控制系统中的PLC技术
PLC即可编程控制器,是一种综合使用计算机技术、信息技术和自动化技术进行编程控制的装置。PLC技术除了具备较好的编程性之外,其操作简单性也使得这项技术可以很好地被工作人员所熟悉,其装置内部的微型处理器可以实现装置的稳定运行。PLC技术目前已经广泛的应用于电气控制领域,这项技术的使用大大提高了电气机械的运行稳定性与可靠性。
2 电气控制系统PLC技术的应用特点
(1)体积小质量轻。PLC装置主要的运行部件便是其内部的微型处理器,并没有很多的繁琐机构,这就使得目前常见的PLC装置其尺寸往往为100mm左右,质量在150g上下,小巧的体积,轻微的重量使得PLC装置可以很方便的进行携带、组装,这也使得其获得了更好地应用范围。(2)实用性强。PLC装置内部的微型处理器可保障装置对于电气设备进行必要的监管与控制,能够在形式多样的电气设备中发挥其控制作用,由于其具有便于安装的特点使得其对于工作环境的要求并不苛刻,这也进一步增加了其使用的范围及广度,随着PLC技术的发展,目前PLC装置内部处理不仅可以进行既定程序的运行更加可以对于一些长街的数据进行逻辑处理与运算,除了进行简单的监控之外,还实现了对于温度和位置的控制。(3)抗干扰能力强。PLC的主要功能部件为其内部的微型处理器,此处理器主要采用集成电路的方式进行设计,这也就保证了装置具有很好的抗干扰能力,相比于传统的继电器等装置,拥有集成电路的PLC装置在干扰的抵抗能力上实现了巨大的提升,同时由于PLC技术发展晚于继电器等一些控制技术,使其生产工艺同样获得了巨大的提升,这也进一步保证了装置的抗干扰能力,使其可以在复杂多变的工作环境中更好地进行装置的控制,保障装置的稳定运行。
3 PLC技术在电气控制系统的应用分析
(1)运动控制。
伴随着我国机械化程度的逐渐加深,很多企业在进行生产建设时难免利用生产设备进行产品的生产处理,而一些时候只有对装置进行准确的控制才可以保证相关的产品质量达到保证,而PLC装置的存在则可以很大程度的对于设备的运动进行控制,实现设备的精准运行。PLC装置内部的微型处理器可以输入既定程序,这些固化程序可以保障其运行参数的唯一性,在这样的情况下,PLC装置对于生产设备进行控制便可以很方便的进行生产运动的控制,进而达到所需的运动标准,生产出质量得到保障的产品。基于PLC装置对于运动的精确控制,目前此技术已经广泛的应用于机器人技术,生产机床等多个领域,发挥其应有的作用。
(2)数据处理。
伴随着PLC技术的日趋成熟,从事PLC技术研发的工作人员对于PLC装置的内部处理器进行着不断地革新与升级,使其可以更好地完成相关工作任务,随着技术的发展,当前PLC内部处理器不仅可以实现程序的输入存储与执行,更是可以对于一些数据进行时时的计算处理,并根据这些数据的处理结果进行分析确定下一步工作。为了更好地实现产品质量的提升,一些产品在进行生产的过程中应该进行数据的及时统计保存,以备不时只需,而新型的PLC装置便可以实现这一目的,在进行相关程序的录入之后,装置便可以及时的进行设备运行一些参数的统计保存,为相关设备的革新发展提供数据支持,同时PLC还具备一定的信息数据传递功能,使其可以很好地将信息进行传递,这使得相关设备的工作数据可以得到更好地监控处理,一旦出现运行稳定可以及时的进行修改,从而更好地提高产品的质量。
(3)分散控制。
分散控制系统的存在可以保障PLC可以更加有效地实现对于生产设备的控制。相比于传统的生产方式,生产线的存在使得产品的生产效率大大提升,但是同时进行生产线设备的控制成为一个较为困难的问题,但是PLC的出现很好的进行了这一问题的解决,PLC的分散控制系统使得生产线上每一台设备都有专门的PLC装置进行单独的控制,之后由PLC装置进行信息的交流传递,由总机进行相关信息的处理分析,这就使得生产线既是一个整体,同时也是无数个分散的单元,进行分散控制使得设备的稳定运行性得到了良好的保障,同时生产精度也得到了很好的提高。
(4)集中控制。
PLC坚实系统以及多个辅助设备的组合实现了PLC装置的集中控制,在该套系统当中,为了更好地进行多个设备的协调管理,功能强大的PLC坚实系统将多个子系统发回的数据进行及时的整理分析,判断其当前的运行情况并进行合理的认为分配调整,确保整套设备在更加稳定的情况下运行。协调统一的管理相比于单一的控制系统,更加适合多设备协调操作的生产活动,PLC的集中控制系统具有更加便捷的控制效果,更加低廉的成本以及更加稳定的数据监测,保障设备更加高效运行。
4 结语
PLC技术的可编程,易于操作以及方便扩展的特点使得其在电气控制领域的应用得到了越来越广的发展,传统的继电器控制体系完全可以被更加先进的PLC技术所取代,实现更好地发展,PLC技术已经发展的越来越完善,成为现代工业生产体系中十分重要的组成部分,进行此项技术的研究有着十分重要的实际意义。
参考文献
[1] 姜志宏.花键轴铣床PLC电气控制系统的设计与实现[J].长春工程学院学报:自然科学版,2006(2):40-42.
[2] 张淑慧,任建平,王国俊.基于PLC的小钻杆回火工序液压控制系统[J].山西电子技术,2008(2):38-40.
[3] 郭凤玲.基于PLC的电气控制线路设计应用[J].装备制造,2009(11):254.
[关键词]PLC技术;电气控制;应用
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)22-0371-01
PLC技术是基于计算机的微处理器功能,结合通信技术、自动控制技术而形成的一种通用控制器技术。尽管PLC是基于非常复杂的微处理器而来,但在实际的使用中,实际上并不要求使用者去完全掌握其复杂的内部构成。开始的时候,PLC还只是被当作继电器的替补使用,而在电气控制系统应用之后,逐渐表现出其易用性的特点,通过对抗干扰功能、自诊断能力等的运用,有效的增强了电气控制的可靠性,在一定程度上解决了以往继电器中常常会出现的故障情况,实践表明,其能够较长时间的安全准确运行。本文对PLC的特点及其基本流程进行了分析,进而对其在电气控制中的应用等展开了研究。
一、PLC技术的特点
(1)实用体积比较小、功耗低。对于超小型的PLC来说,其底部小于100毫米,重量小于150克,功耗低到数瓦。因为体积较小,就能够非常容易装到设备中,实现了机电一体化的应用。
(2)适用性较强。PLC能够被应用到各种各样的电气系统中,不仅具备一定的逻辑处理能力,多数PLC还具备数据运算功能,并可使用在数字控制当中。随着PLC技术的不断完善,已被大量应用到温度控制、以及CNC等各项领域。
(3)具有较强的抗干扰能力。因为PLC应用的是现代化的集成电路技术,不管是电路组成,还是工艺技术等都采用了非常可靠的抗干扰工艺,有着非常强的可靠性。此外,PLC还实现了硬件故障自主检测,如果发生故障就会给出告警。在软件方面,还可以在其中写入单元的自诊断编码,不仅是PLC,对其他的电路、设备也能实现自主保护。
(4)使用方便、快捷。PLC是一类直接与企业连通的控制技术,有着以下特点:连接简单、便于被应用人员所掌握等,特别是程序符号、表述形式等与以往的继电器是非常相似的,仅需要加上PLC的逻辑控制命令就能够在电气控制中得到方便的应用。
(5)便于维护、改造。PLC是使用存储逻辑替换了接线逻辑,降低了控制系统外部的连线,显著的减少了后期设计、建造的周期,便于后续的维护,而且程序也非常容易被改变,以应用于不断发展变革的生产过程。
二、PLC技术的基本流程
对于PLC技术来说,需要符合“与工控系统成为一个整体、便于功能的拓展”,各类电气控制系统都是按照工艺技术的要求,以不断改进工作效率以及产品水平。所以,在对PLC进行设计的过程中,需要符合使用者的各种需求,并基于实际情况来获取、分析相关信息,并追求研发设计者与现场人员的紧密协作,一起讨论给出可靠的设计方案,对存在的问题及不足之处加以分析、通过讨论来解决。并在实现控制需要的同时,尽可能的实现简单化、便捷化,以及低成本,便于后续的应用及维护,并不断提高电气控制的可靠性、稳定性。
PLC技术的基本流程如下:
(1)首先,是现场数据的输入:通过软件工具的控制,依照次序对输入点实现扫描,并对输入点的情况进行读取。
(2)其次,是程序的运行:对所在程序中的命令依照次序扫描,并按照输入的情况及命令开展逻辑运算。
(3)最后,是控制命令的输出:按照上面运算流程得出的结果,寄存器向相应的输出点发送信号,以进行逻辑控制。
进行以上流程之后,需要再次开始,并不断运行,每一次是一个运行周期。 在实际情况下,许多系统的工作程序能够分成不断循环的执行动作,而PLC的运行流程就是类似这样的,所以PLC能够非常方便的同设备反应相对应,而且编程简易、直接,方便修正,还降低了研发成本,并进一步减少软件研发时间。
三、PLC技术在电气控制中的应用
(1)对于开关量逻辑的控制
该应用可以说是PLC控制中最榛础且普及最为广泛的。它代替了以往的继电器功能,并能够进行顺序、逻辑控制,不但应用在单个设施的控制中,还能够使用在自动化设备中,比如:生产线、组合机床等等。
(2)对于模拟量的处理
调查发现,在实际情况下,存在许多的不断改变的物理量,比如:温度、速度、流量等等。以上都属于模拟量,能够借助于数值之间的D/A、A/D变换来实现,从而保证对模拟量的处理过程。
(3)集中式控制系统
该系统是应用一个非常庞大的PLC监视系统、对各类设施实现控制,已逐步发展为“中央集中式”的管控体系。在该应用中,各个设施之间的连接以及运转等都是通过PLC来实现的。可以说,集中式要比单机的控制系统运行成本低,性价比更高。不过,假如其中的一个项目的代码需要发生变化,就需要暂停总的PLC,这也会造成别的项目的暂停。
(4)分散控制系统
在该系统中,各个项目都要对应一个PLC,各个PLC之间又是借助于信号的发送、接收来相互取得联系的,或者是借助于通讯总线来实现各自间的互通。该系统中应用的是多个机械控制的形式,各设备之间都通过数据相连,因为各个项目都是通过本身的PLC来控制,因此假如某一个PLC暂停,并不会对别的PLC造成任何干扰。伴随科技的创新发展,当前可由PLC负责底部的控制工作,经由网络相连,实现了PLC与过程控制的有机结合。
(5)对运动的控制
PLC还能对圆周或者直线运动实现一定的控制。对其的设计来说,以往采取的是直接性的使用在传感器等器件的上面,而当前则是应用专门的运动控制器件。比如:伺服电机其单轴、可驱动步进电机等等,PLC还能被使用在机器人、机械、电梯等等各个领域。
(6)数据处理功能
在数据处理方面,PLC具有以下功能:数据传递、数据变换、数据运算、查找、排序及运用等,还能进一步实现数据的获取、整理、分析等。以上的数据能够与存放在存储器中的信息共同参考,以实现控制行为。此外,以上数据还能够借助于通讯功能来发送到智能设备中,或者实现制表。当前,数据的处理更多的是被使用在大型控制设备中,比如:过程控制系统等。
总的来讲,随着科学技术的飞速发展,PLC技术在各行各业都获得了大量的应用,特别是在电气控制领域。其发挥出了高可用性、低成本的优势,再加上适用性强、安全性高、快捷方便等优点,使其在自动化控制方面获得了非常广泛的应用。随着当前科技的飞速发展,PLC技术不断获得创新,其生产成本持续降低、功能性持续增强,已成为各工业生产领域的首选系统。
参考文献
[1] 刘殿江,王玲.机械电气控制装置中PLC技术的应用研究[J].南方农机, 2015(8):47-47.