plc控制系统范文

plc控制系统篇1

关键词：电梯控制系统； PLC； 继电器设计； 微型计算机设计

自我国改革开放之后，经济与科学技术的发展，为人们的生活提供了很大的便利。由于城市用地的紧张，各类高层建筑拔地而起，作为唯一的运输设备，电梯已经成为人们长久依赖的出行工具。电梯不仅提升了建筑空间的利用效率，还方便了广大住户的出行。但是，传统的电梯布线程序复杂，经常会引发故障，由于其体积过大，导致修复困难，无法确保电梯安全、顺利运行。因此，电梯系统的设计问题已经成为建筑行业亟待研究、解决的问题。

PLC系统具有强大的功能，将传统系统中复杂的控制线路变得容易操作，布线程序更加精简，不仅如此，还可同计算机进行有效的连接，在解决了传统电梯控制系统中的弊端之后，还可确保电梯运行的可靠性与安全性。因此，PLC电梯控制系统被广泛应用于各大高层建筑领域，具有非凡的发展潜力。本文从多个角度探讨了PLC电梯控制系统的优势与特点，以期为电梯设计领域提供有效的参考与借鉴。

1.PLC 的相关概念分析

所谓的PLC，从专业的角度来看，是一种以微处理机为基础而设计出的一种新型的自动化、数字化控制系统，业内人士将其称之为编程控制器。PLC主要由电源部件、中央处理器、输出接口部件、输入接口部件组合而成。PLC系统具有一定的应用优势，因此广受建筑行业的喜爱与青睐。纵观电梯行业的发展史，我们不难发现，PLC系统备受各界人士的瞩目，随着集成电路及通信技术的长足发展，PLC系统被广泛应用于电梯行业中。采用PLC系统，具有提升电梯运行可靠性、安全性，投资小等优势，所以，其发展潜力巨大。在电梯的运营及最初设计环节，都应给予控制系统这一问题高度关注，因为对于整个电梯而言，控制系统具有决定性的作用。传统的电梯控制系统缺陷极多，譬如说：缺乏可靠性、安全性；容易发生故障且接线程序较为复杂等，这些对系统的运行均会产生负面影响。PLC系统灵活性较高、编程较为简单，降低了故障的发生几率，保证电梯安全、可靠运行，有效解决了传统控制系统中的存在的问题。

2.电梯PLC 的设计思路探讨

2.1电梯PLC系统的设计思路

电梯能否正常运行一般取决于自身的控制系统。因此，在最初的设计阶段，应选择与电梯运行特点相符的PLC系统。PLC是保证电梯系统技术、质量的关键性因素，因此，设计人员应给予其高度重视。一般而言，电梯控制系统是由层站召唤系统、指令系统、电视监控以及电梯控制系统组合而成。在设计电梯控制系统时，明确PLC设计思路是首要工作，按照熊设计要求及相关使用要求进行I /O 接口的分配，随后，来绘制I /O 端子接线图、编制选定PLC系统的I /O 接口分配表，最终设计成专业性、系统性、安全性较强的电梯控制软件。

2.2电梯控制系统的软件开发研究

在具体的开发环节，设计师在编制程序时，一般选择数据比较方法，不仅操作简单，还便于人们的理解。即便是编写几十层高的电梯系统，仍然会采用最精简的程序。在编制电梯开关门控制程序时，应实现到达目的站自动开门、无司机状态自动开门、电梯手动开门与关门等几个功能。在编制电梯系统程序的具体过程中，应充分考虑电梯的运营及安全状况，来选定电梯最终的运行方向，譬如说：在电梯内有司机的情况下，应以电梯所在的方位作为运行方向；在电梯内没有司机的情况下，应按照所处的位置作为运行方向。上述问题均是在开发电梯控制系统过程中设计师应给予高度关注的，从而确保系统安全、可靠运行。

3.电梯PLC 控制系统设计的主要方式分析

3.1信号控制系统

在PLC系统中，电梯信号控制系统基本上均由PLC软件对其进行处理与控制的。历经长时间的发展与应用，PLC控制系统已经代替了传统的机械选层器与继电器设备，增强了电梯运行的可靠性与安全性，降低了引发故障的几率。因此，PLC控制系统广受电梯行业的喜爱与青睐。

3.2拖动控制系统

一般具有交流拖动方式与直流拖动方式两个类型。PLC系统无需作出太大的变动，工作过程的反馈信息与拖动控制情况直接传送至PLC，随后再通过PLC发出拖动或控制信号。现阶段，随着变频器的出现，很多高层建筑均安设了交流调速的电梯，一般涵盖两种形式，即为半闭环控制与全闭环控制。在电梯运行过程中，PLC首先传送给变频器换速信号，随后由变频器来控制主拖动电路，最终完成调速目标。这样的方式不仅便于操作、简单实用，还确保了系统运行的可靠性与安全性。

4.电梯PLC 控制的主要优势探讨

现阶段，业内常见的电梯控制有三种形式，即为微型计算机控制、PLC控制与继电器控制。相对于微型计算机与继电器控制来说，PLC电梯控制系统具有一定的优势，其自动化水平较高，且使用时间较长，提高系统运行的安全性与可靠性。不仅如此，PLC软件的扩展性也较强，不论是小型电梯，还是大型电梯，都可以应用PLC电梯控制系统。

5.结语

现阶段，随着经济水平及科学技术的发展与进步，促使国内的高层建筑越来越多，增加了人们对电梯的需求。通过合理应用PLC控制系统，在确保电梯稳定、可靠、安全运行的同时，还收获了较好的经济效果。并与当前国家推行的绿色、环保发展主题相符，可见其发展潜力巨大。

参考文献：

[1]丁建锋.基于PLC 的电梯控制系统设计[J].硅谷，2010

plc控制系统篇2

PLC技术一般情况下都被认为是可编程控制器，实际上也是计算机技术中的一种，此技术主要是通过计算机技术为基础转变而成的新型技术，从深层次角度来看，PLC技术极大的促进了电子自动化生产，因为此技术是一项相对专业的自动化控制器，并在电气自动化控制过程中被大力采用，还获取了相应的成绩。即使目前PLC技术在先前的基础上不断的创新和发展，可是我们还是将其称之为PLC。在程序不断运行的状态下，根据用户提出的不同要求，对有关软件进行控制，在依据设定的程序给予相应的处理，从而达到了电气自动化控制的目的。通常情况下处理器都是运行在对命令的执行中。PLC控制系统所包含的接线数量非常少，只有系统的输出和输入口需要接线，其它的线路基本上不需要真实的线路连接，就通过有关软件进行连接便可，和传统的电气自动化控制系统相比较，具有一定的优势。此外，PLC系统包含的信息花去、处理和存储等都是按照事前安排好的程序进行的，通常是不用进行调整和变动。

二、完善PLC自动化控制系统的优化设计

1.完善PLC自动化控制系统的硬件设计

(1)完善PLC控制系统的输入电路设计

通常情况下，PLC自动化控制系统的输入电源供电电压要保持在AC85-240V之间，这种供电电源适用于各种范围，所以一般都会采用这种电源。可是，外界环境会给电源带来一定的干扰，所以我们要在电源上装置电源净化原件是非常有必要的，在电源净化原件中最重要的是段元滤波器和隔离变压器两种，在对隔离变压器使用时可以将双层隔离技术运用其中，能够通过屏蔽层将高低频脉冲干扰有效降低。在设计输入电源时，一般都会应用DC24V的输入电源，可是电源中入关有负载，就要重点关注电源的容量，还要做好一定的电源短路预防工作，在遇到紧急短路事件时能够保证系统的正常运作。此外，输入电源的容量一般情况下都会超出输入功率两倍，所以在电源设计时要在合适的位置装置熔丝，以此保证电源线路的安全性和可靠性。

(2)完善PLC控制系统的输出电路设计

在对输出电路进行设计时，必须根据对基本生产工艺要求的了解保证有关电路设计工作的合理性，在这之中输出电路需要的指示灯和变频器的控制和调节必须通过晶体管才能够输出，尤其是超高频率的PLC控制系统，更是离不开晶体管作为支柱。如果出现频率过低的现象，我们首要选择是对继电器进行输出，继电器不但有简单的设计，而且还能够有效提高系统的负载能力。针对存在输出带电磁线圈的输出电路，为了避免出现电流之间出现冲击，在进行设计时要在直流感性负载周边安装续流二极管，只有这样才能将浪涌电流吸收，有效的保护PLC不受损坏。

(3)完善PLC控制系统的抗干扰设计

对于PLC控制系统的抗干扰进行设计时，通常会使用三种抗干扰方式：即隔离、屏蔽和布线。首先是隔离方式。将干扰解决的最直接方法就是隔离，因为在PLC自动化控制系统中存在的高频干扰都是经过原副边绕组间存在的电容耦合形成的，所以对高频干扰进行隔离时要采用1:1超隔离变压器，这样更好的实现抗干扰目的；其次是屏蔽，屏蔽主要是将干扰源转播途径有效掐断的一种抗干扰方法，在PLC系统中可以将屏蔽安装在金属柜中，因为金属柜有很好的对静电和磁场屏蔽的功能；最后是布线。在抗干扰方法中是非常重要的分散干扰方式，如，对原有的强电动力线路和弱点信号线实行分离布线，能够更好的抵御干扰。

2.PLC控制系统的软件设计改良

PLC的设计工作一定要软件、硬件两手抓，双管齐下。其中在对软件进行设计时，要参照有关规定完成工艺流程图转变为梯形图的工作，在这过程中关系到PLC的应用。在对控制工程进行应用时，完善的软件设计思想具有至关重要的影响力，良好的软件设计能够为工程技术人员提供很大的便捷，让工程技术人员更好的掌握了解设计，在日常系统维护和调节上也更加方面。再生产过程中控制要求的复杂程度大不相同，所以可根据结构形式将其分为基础程序和模块化程序。其中可以将基础程序视为独立个体，监管空竹生产工艺过程，还可以当作组合模块结构中的单元程序。所谓模块化程序设计，就是将一个整体的控制目标程序划分为多个具备明确子任务的程序模块，并分别进行编写和调节，最终结合成一个完整的任务程序。模块化程序设计的思想和方法在对系统软件设计时能够发挥极重要的作用。

三、结束语

总而言之，一般在工业领域的电子操作系统中广泛采用PLC，其优势在于可以不采用保护措施就能使用。然而，如果遇到特别恶劣的工作环境时，尤其是受到电磁干扰时，PLC的程序就会出现编程错误，这种错误将会影响系统整体的正常运作，要不断完善PLC自动控制系统。由于PLC控制系统优化设计属于比较系统化的工程，经常会受到各个方面的因素影响，想要更好的对其进行设计和完善，必须对其进行充分的考察和反复的实践及设计，只有这样才能具备丰富的经验。文章重点对系统硬软件设计方面入手对控制系统的优化设计进行了分析，希望为今后的工作提供有利的参考和帮助。

plc控制系统篇3

关键词:plc;软件设计

为了实现生产工艺的控制要求,以提高生产效率和产品质量,在设计plc控制系统时要遵循以下原则:

1、 最大限度地满足被控对象的控制要求。

2、 在满足控制要求的前提下,力求使控制系统简单、经济,使用和维修方便。

3、 保证控制系统的安全、可靠。

4、 考虑到生产的发展和工艺的改进,应适当留有扩充余量。

plc控制系统的软件设计就是针对生产工艺要求的控制程序的设计,也就是常说的用户程序设计。用户程序的设计需要分析工艺过程,明确控制要求,列出输入输出分配表的基础上进行。

在实际的工作中,软件的实现方法有很多种,具体使用哪种方法,因人因控制对象而异,以下是几种常用的方法。

一、经验设计法

在一些典型的控制环节和电路的基础上,根据被控制对象对控制系统的具体要求,凭经验进行选择、组合。有时为了得到一个满意的设计结果,需要进行多次反复地调试和修改,增加一些辅助触点和中间编程元件。这种设计方法没有一个普遍的规律可遵循,即具有一定的试探性和随意性,最后得到的结果也不是唯一的,设计所用的时间、设计的质量与设计者经验验多少有关。

经验设计法对于一些比较简单的控制系统的设计时比较有效的,可以收到快速、简单的效果。但是,由于这种方法主要时依靠设计人员的经验进行设计,所以对设计人员的要求也比较高,特别时要求设计者有一定的实践经验,对工业控制系统和工业上常用的各种典型环节比较熟悉。对于比较复杂的系统,经验法一般设计周期长,不易掌握,系统交付使用后,维护困难。所以,经验法一般只适合于比较简单的或与某些典型系统相类似的控制系统的设计。

二、逻辑设计法

工业电气控制线路中,有不少都是通过继电器等电气元件来实现,而继电器,交流接触器的触点都只有两种状态即吸合和断开,因此,用“0”和“1”两种取值的逻辑代数设计电气控制线路时完全可以的,plc的早期应用就是替代继电器控制系统,因此用逻辑设计方法同样也适用于plc应用程序的设计。当一个逻辑函数用逻辑变量的基本运算式表达出来后,实现这个逻辑函数的线路就确定了。当这种方法使用熟练后,甚至梯形程序也可以省略,可以直接写出于逻辑函数和表达式对用的指令语句程序。

用逻辑设计法设计plc应用程序的一般步骤如下:

1、列出执行元件动作节拍表

2、绘制电气控制系统的状态转移图;

3、进行系统的逻辑设计;

4、编写程序;

5、对程序检测、修改和完善。

三、顺序功能图法

顺序功能图法是首先根据系统的工艺流程设计顺序功能图,然后再依据顺序功能图设计顺序控制程序。在顺序功能图中,在实现转换时使前级步的活动结束而使后续步的活动开始,步之间没有重叠。这是系统中大量复杂的连锁关系在步的转换中得以解决。而对于每一步的程序段,只需处理极其简单的逻辑关系。因而这种编程方法简单易学,规律性强。设计出的控制程序结构清晰、可读性好,程序的调试和运行也很方便,可以极大地提高工作效率。西门子s7-200 plc采用顺序功能图法设计时,可用顺序控制继电器(scr)指令、置位/复位(s/r)指令、移位寄存器(shrb)指令等实现编程。

顺序控制继电器(scr)指令是基于顺序功能图(sfc)的编程方式,专门用于编制顺序控制程序。使用它必须依据顺序功能图进行编程。顺序控制继电器指令的scr程序段对应于顺序功能图中的步,当顺序控制继电器s位的状态为“1”时,对应的scr段中被激活,即顺序功能图对应的步被激活,成为活动步,否则是非活动步。scr段中执行程序所完成的动作或命令对应着顺序功能图中该步相关的动作或命令。程序段的装换(scrt)指令相当于实施了顺序功能图中的转换功能。由于plc周期循环扫描执行程序,编制程序时各scr段只要按顺功能图有序地排列,各scr段活动状态的进展就能完全按照顺序功能图中有向连线规定的方向进行。

依据顺序功能图用置位/复位(s/r)指令编制顺序控制程序。用置位/复位(s/r)指令编制顺序控制程序时,使内部标志位继电器与顺序功能图中的步骤建立对应关系。通过置位/复位(s/r)指令,使其某标志位继电器置位或复位,从而达到使相应步的激活和失励的目的。

现以4台电动机的顺序启动为例说明用移位寄存器(shrb)指令来编制顺序控制程序,启动的顺序为m1m2m3m4,顺序启动的实践间隔为30s,启动后进行正常运行,直到停车。顺序功能图如下所示。

控制系统设计的难易程度因控制任务而异,也因人而异。对于经验丰富的工程技术人员来说,在长时间的专业工作中,受到过各种各样的磨练,积累了许多经验,除了一般的编程方法外,更有自己的编程技巧和方法,可采用经验法。但不管采用哪种方法,平时多注意积累和总结时很重要的。

在程序设计时,除了i/o地址列表外,有时还要把在程序中用到的中间继电器(m)、定时器(t)、计数器(c)和存储单元(v)及它们的作用或功能列写出来,以便编写程序和阅读程序。在编程语言的选择上,用梯形图编程还是用语言表编程或使用功能图编程,这主要取决于以下几点:

1、有些plc使用梯形图编程不是很方便,则可以使用语句表编程,但是梯形图总比语句表直观;

2、经验丰富的人员可以使用语句表直接编程,就像使用汇编语言一样;

3、如果是清晰的单顺序、选择顺序或并发顺序的控制任务,则最好用顺序功能图来设计。

参考文献:

plc控制系统篇4

【关键词】自动化系统， PLC控制系统，运用

一、前言

随着当今社会的不断发展和人民生活水平的不断提高，生产和生活中对电气自动化的要求也日益渐高。因此，积极采用科学的方法，对议PLC在电气自动化中的运用进行分析就成为非常重要的手段。

二、浅析PLC

1、PLC的定义

PLC即可编程控制器，它是计算机技术领域的一个分支，服务于工业生产控制。PLC作为可编程序控制器，是以微处理器为基础，以互联网、现代通讯、计算机、自动控制等装置技术为主要保障的工业控制装置系统。它的基本结构包括有电源、存储器、输入输出接口、电路中央处理单元、功能模块及通信模块六个部分。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字量、模拟量的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

2、PLC的特点

总的来说，，体积较小且重量较轻的PLC具有以下几点优势：实用性较强，PLC可依据电气自动化控制系统规模和需求进行灵活、方便的组合，从而满足工业控制的不同要求，再者PLC强大的运算能力可有效实现数字化控制；使用便捷，因其接口设计简单，编程语言简明易懂，现场调试简单，自检功能强大，开发周期较短，故便于使用和维护；抗干扰能力较强，由于其集成电路采用的是高性能的抗干扰技术，且接地地点选择正确，接地系统相对完善，不仅可以适应恶劣的工作环境，而且有助于提供系统可靠性能。

3、PLC的工作原理

第一阶段，即输入采样阶段。在这个过程中，PLC通过扫描来读取所采样的数据，之后把这些数据存储到输入输出映像区中相应的单元。在将采样数据输入之后，转入至用户程序并继续执行输出刷新操作。在这一过程中，就算输入的数据状态发生变化，也不会改变映像区中的处理单元所接收的数据。

第二阶段即程序执行阶段。在程序被执行的过程中，PLC的对用户程序进行扫描执行顺序总是自上而下的，扫描时，按照固定的顺序和路线进行运算，扫描顺序也是由左至右，自上而下，而扫描线路则是由用户程序的各个触电组合而成，进而得出准确的运算结果，并根据该结果来对逻辑线圈在存储区中的状态或者映像中的状态来完成刷新操作，进而确定是否执行用户程序中的处理指令。

第三阶段，系统输出刷新阶段。在这一阶段所要完成的操作是可编程控制器在执行完用户程序之后的刷新。在刷新过程中，系统的中央处理器会根据映像中相应的状态和前一阶段输入的数据来进行锁存电路，再完成对其他外设的驱动。这一阶段中的输出，才是可编程控制器所要完成的真正任务。

三、PLC技术运用趋势

在对PLC技术进行研究的过程中，相关人员要对PLC技术的抗干扰例不断提升，防止当前该技术在强电磁干扰的情况下出现控制失误或运行失误。当前PLC技术在一定程度上容易受到生产环境的影响，导致技术自动运行控制效果降低。除此之外，在对PLC技术进行研究的过程中，相关人员还要对该技术的设计、安装性能进行提升，对产品的创意进行研究。

四、PLC在电气自动化中的运用

1、用于顺序控制

顺序控制通常是由现场传感器、I/O站与主站层等三层网络结构所构成的，其中，主站层是由人机接口与PLC控制器共同组成，并设置于整个系统集控室中。在集控室当中，其主要是由PLC技术的控制系统所构成的，具有自动控制功能，不过也需要手动操作，对带联锁与解除联锁进行控制。主站层与I/O站间是通过光纤总线进行连接的，I/O站和现场传感器间是通过二次控制的电缆进行连接的。整个系统的程序是由多个功能模块与一个主程序的功能模块所组成的。企业工作人员能够在控制室中，通过PLC远程站完善系统功能，对其整个设备系统的运行工况进行控制与监视，可有效地实现整个钢厂系统的自动控制，甚至可实现无人值班，有效地提高了整个钢厂系统生产的可靠性与生产效率。

2、用于闭环控制

在钢铁系统自动化的控制中，经常要用到闭环控制方式来实现温度、压力、流量、速度等的连续变化的模拟量控制。当前新型的PLC也具有闭环控制功能，并且已十分成熟。各PLC生产厂家推出的PLC模块均提供了PID指令，可以实现PID控制，这种模块的PID控制程序是PLC生产厂家设计的，并存放在模块中，用户使用时只需设置一些参数，用起来非常方便，一个模块可以控制几路甚至几十路闭环回路。

3、用于供水泵的控制

以钢铁厂恒压供水泵为例，其启动方式有三种自动启动、上位机手动启动和在现场控制箱手动启动。自动运行情况下，每台水泵根据累计运行时间的长短，在开机过程中由PLC控制单元的顺控模块选择运行时间累计短的为主泵、运行时间累计长的为备用泵。自动启动条件为水泵出口干管的压力下降到设定值时启动主泵，如果干管压力继续下降到整定值时，备用泵跟着启动，向干管打水。在上位机手动启动水泵，只需将欲启动水泵的控制开关打至“ON”位即可。而在现场就地控制箱上的手动启动只需首先将在现场就地控制箱上的控制方式选择开关打至“水泵手动”位后，操作欲启动水泵的启动和停止按钮，就能启动水泵。

4、用于开关量控制

随着PLC技术的不断发展，基于PLC技术的电气自动化系统被广泛运用在工业领域，例如钢铁企业系统中的开关量控制与顺序控制。钢铁企业的原控制系统多采用电磁型的继电器作为主要元件，不过此类控制系统因继电器中含大量的电磁设备，其触点比较多，众多机械触点降低了设备运行的可靠性，并且存在接线复杂及使用寿命低等问题，体积大占用了较大的空间。目前，PLC技术的运用，对开关量控制中的诸多问题进行了解决，尤其是PLC可靠性很高，控制断路器可靠性也很高，有效保证了钢厂开关设备的安全运行，控制高压断路器可以很好地执行正常手动分、合闸的操作，给出相应的指示信号；在其不能正常操作的时候，也可给出相应的指示信号；在正常分、合闸结束后，可自动地切断分、合闸间的回路；在事故发生时，其可以自动分闸，发出事故音响或者闪光信号，并具有闭锁功能。钢铁企业采取PLC技术控制后，对二次接线进行了简化，原繁琐逻辑电路与二次接线被PLC技术元件代替，原硬件参数调整由程序参数来设定，编制好符合相关要求的控制程序即可。

5、用于主泵的控制选择

主泵可以由PLC按各自的运行小时数来自动选择主泵或手动设定，在机组上位机上可以完成主用泵的选择方式的设定；当PLC重新启动后，将会默认主用泵。PLC将几台水泵的启动优先权输出到优先权选择继电器。PLC程序输出水泵的启动命令后与优先权继电器配合来选择启动相应的水泵。水泵的控制分PLC控制和常规控制。这两部分是相辅相成的，而且常规回路为PLC控制的补充，作为油泵控制的安全回路，即使在PLC故障灯特殊情况下，也能保证工业水的供给，提高了高炉、转炉等主流程设备运行的可靠性。

五、结束语

电气自动化系统作为电气工程项目施工的核心工作之一。提高PLC在电气自动化中的运用对电气自动化具有十分重要的作用。我们必须将科学的方法融合到电气自动化中的运用工作中。

参考文献

[1]石磊.PLC在工业自动化控制的运用.城市建设理论研究，2012

plc控制系统篇5

关键词:恒压供水系统;PLC控制;供水质量;可靠性

1. 引言

以 PLC控制为核心、变频调速技术为基础的恒压供水控制系统,已逐渐取代原有的供水方式。PLC用于恒压供水系统中,不仅简化了系统的硬件,减少了系统在硬件上出现故障的次数,提高了硬件系统的抗干扰能力,而且,随着社会的发展和进步、通信技术的快速发展,为实现系统的远程控制奠定了基础,同时,也解决了城市高层建筑和居民小区的供水问题。

2. 供水自动控制系统的组成

PLC与变频器实现的恒压供水自动控制系统的组成如图1所示。

图1恒压供水自动控制系统的组成

2.1主要设备选择

(1) FK2 - 32可编程控制器是三菱公司的产品,适用于各种环境,抗干扰能力强,编程方便,易于使用;扩展功能也很强。本身具有16路开关量输入和16路输出,精度高,多量程的A/D 和D/A 模块用于反馈控制。基本指令处理时间为0.74μs/每步,平均无故障时间达30万h,可满足一般工业控制需求。

(2) 本系统设备选型的主要要求是可靠性高,能长时间稳定运行。所选设备应能满足恒压供水闭环控制和泵组切换控制。

根据系统的实际需要,选用FX2 - 32 作为系统的控制主机,扩展1个模拟量输入模块FX-4AD和1个模拟量输出模块FX- 2DA,能满足系统水压的PID闭环控制和开关量的切换控制要求。

变频器选择日本三肯公司制造的MF-l10kW交流变频调速器,该变频器具有快速响应转矩调整功能、转差补偿功能及优良的保护功能。变频器容量为150 kVA ,驱动电机功率110kW,输出额定电流228A(120%的过载能力),操作方便,直观。

压力变送器选择国产1151型号的电容式压力变送器。该变送器具有结构简单,安装方便,准确度高及高可靠性等优点,能满足控制要求。

2.2水压闭环调节原理

该系统的水压闭环调节原理是:在泵站的输出母管上的压力变送器将出水母管水压转换为1～5 V,直流电压信号输入PLC,经FX- 4AD将其转换为数字信号。该信号与压力给定值相比较,并经PID运算,由PLC输出1个控制信号经FX- 2DA 转换为4～20mA的控制信号送往变频器,控制变频器输出频率,从而控制供水泵电机转速,达到输出供水母管水压稳定在设定的压力上。

3. 泵组切换与恒压供水控制方法

该系统由1台编程控制器和1台变频器配合来控制4台水泵的起、停。上电时系统由变频器控制软起动1号泵变频运行。如变频器的输出频率上升到50Hz,输出母管水压还达不到设定值,则延时3 min后(使母管压力稳定),将1号泵切换为工频市电驱动。变频器则再软起动2号泵运转,如输出母管水压还达不到设定值,则将2 泵切换为工频市电驱动。变频器则再起动3号泵运转,直到输出母管水压达到设定值为止。

当系统处于N台泵同时运转时,因用水量的变化可引起水压的变化。泵组切换与恒压供水的控制流程如图2所示。

为防止变频器50Hz驱动与市电50Hz驱动时电机输出功率不同造成反复加泵缄泵现象,程序中的加泵缄泵的切换点不是刚好等于设定值时就切换。加泵时压力判断点为设定值-Δ,减泵时判断点为设定值+Δ。其中Δ根据水压控制的精度要求而对应设置。

另外,为防止减泵时由于市电驱动的泵的切换使水压下降甚至造成断水现象,故减泵之前将变频器的输出控制在30Hz上(此值可根据实际情况进行修正)。泵可处于不打水状态,一旦N - 1号泵停止,则第N号泵将在30 Hz的基础上增加,上升频率速度快,可避免切换过程中的断水现象。

为了满足在火灾情况发生时的消防需要,本系统具有双恒压控制功能,即当发生火灾时,按下消防按钮开关,PLC读到消防按钮开关信号后,立即起动消防水压(即第二恒压设定值)控制,满足消防灭火水压要求。

4. 系统保护功能的实现

4.1 定时换泵功能

为了防止某1台水泵因长期不运行锈死而另外1台却长时间运行,影响系统的运行寿命和可靠性,该系统PLC内部设有实时时钟。PLC系统定时巡检每1台泵的运行时间,并与整个系统泵的平均运行时间比较,如果某1台泵休息时间太长,则将该泵投入运行,而运行时间最长的泵投入休息状态。系统尽量使每1台泵的运行时间接近,以防止泵因长期不运行而锈死,同时也避免了某1台泵因运行时间太长而易出现故障的现象。

4.2故障检测与报警功能

该系统设有水位检测与报警、变频器故障检测与报警、超压(水压)检测与报警及故障处理功能。

蓄水池水位的检测采用1台浮球传感器。当水池中水位高于某设定值时,浮球悬浮在水中,球内的干簧管接通。若水池水位低于某设定值时,浮球悬起,内部干簧管断开。PLC接收到此信号后,发出报警信号,通知操作人负处理。

超压报警在设备正常运行时是不会发生的,因为一旦水压超过设定值时,则PLC会减泵或控制变频器降低频率使水泵减速。特殊情况下,如压力传感器失灵等情况出现,实测压力大大超过设定水压时,则PLC发出报警信号,通知操作人员处理。

5. 结束语

FX2 - 32可编程控制器与变频器结合实现的智能恒压多泵恒压供水自动控制系统已在企业得到实际应用。实际运行表明,系统投入后供水压力稳定,控制精度高,运行可靠,效率较高。

参考文献:

[1] 黄立培,等.变频器应用技术及电机调速[M].北京:人民邮电出版社,1998.

[2] 彭旭昀.机电控制系统原理及工程应用[M].北京:机械工业出版社,2006.

[3] 钟肇星,等.可编程控制器原理及应用[M].广州:华南理工大学出版社,1997.

plc控制系统篇6

关键词：cip系统；plc；控制；触摸屏

就地清洗（clean in place），简称cip，是用水和清洗液对设备管道在原位进行循环冲洗，而无需拆开设备的一种清洗技术。随着近几年乳品饮料行业的高速发展，生产线自动化程度不断提高，对设备的要求越来越高，相对于传统的手动、半自动cip系统相比，基于plc控制的全自动cip系统以其高效、清洗质量可靠等特点逐渐被越来越多的厂家所认识和接受，大有取代旧式手动cip系统之势。本文对基于plc控制的全自动cip系统的基本设计进行了阐述。

1 cip系统介绍

该系统由水缸、酸缸、碱缸、平衡管、板式换热器、清洗泵及控制系统等组成。为了简便起见，现以单路清洗系统为例进行介绍，每个缸内都装有浮球液位开关，用于罐体液位的在线自控；平衡管内装有液位开关，用于控制运行过程的补充用水；回流管路上装有浓度传感器，用于酸碱清洗液的自动调配、在线检测以及控制酸碱液的回收；换热器出口及回流管路上装有温度传感器用于在线检测温度，然后通过蒸汽调节阀v110控制清洗温度达到设定要求；在换向板上装有接近开关，用于防止设备被误操作清洗。

该系统可以完成碱清洗、酸清洗、酸碱清洗、消毒四项清洗工艺。典型的酸碱清洗流程一般包括：冲水、碱循环、碱回收、冲水、酸循环、酸回收、最后冲洗。在上述自动流程中，每一步骤又有不同的时间、温度要求，用户可以根据自身清洗要求进行设定。其他三项清洗工艺流程也基本大同小异，只是为满足清洗的特定要求，简化了某些步骤。

2 控制系统硬件构成

根据系统控制要求，考虑系统先进性、可靠性以及以后扩展系统的要求，选用siemens s7-300系列plc，该系列控制器功能强大，性能稳定。硬件配置如下：（1）电源模块：ps307/5a； （2）中央处理模块：cpu315-2dp（可满足以后利用profibus-dp总线远程监控要求）；（3）数字量输入模块：sm321 di 32×24v；（4）数字量输入模块：sm321 di 16×24v；（5）数字量输出模块：sm322 do 32×24v/0.5a；（6）模拟量输入模块：sm331 ai8×12bit；（7）模拟量输出模块：sm332 ao 2×12bit；（8）触摸屏： tp270-10

3 系统软件设计

（1）系统通讯。s7-300 plc自带mpi接口，mpi 允许主-主通讯，主-从通讯，无需其他通讯模板，本系统触摸屏（hmi）与plc之间要求相互之间有信息交流，所以采用mpi协议通讯，通讯速率为187.5kbps。

（2）plc程序设计。采用基于windows环境的simatic manager-step7 v5.2+sp1编程软件进编程。系统操作分手动、自动两种方式。手动方式主要为了系统调试和检修时使用，或者有自动化仪表失灵时应急使用。自动方式则根据输入要求自动完成整个清洗过程。自动操作连联锁条件多，控制参数包括温度、液位、浓度、流量等都需要根据加工顺序段不断改变，控制程序为典型的时间顺序控制程序。

根据系统控制特点采用模块化结构编程，这种编程方法结构简单、清晰、可读性强，便于程序编程和调试。整个cip程序由主程序和七个子程序组成。主程序主要完成系统初始化，执行各事件中断处理程序及根据系统功能调用子程序。对子程序的调用在各控制段调用相应的控制参数，控制子程序的运行。

子程序：①清洗液调配程序，根据输入请求自动启动气动隔膜泵及相关阀门，抽取适量浓酸、浓碱配置酸碱溶液达到要求浓度；②碱清洗程序，根据碱清洗的工艺流程，结合时间、温度、浓度、流量等参数要求，按时序控制相关电磁阀、继电器的动作，控制系统按步骤自动运行。子程序；③完全清洗程序，根据酸碱清洗的工艺流程，结合时间、温度、浓度、流量等参数要求，控制系统按步骤自动运行。子程序；④消毒程序，根据消毒的工艺流程，结合时间、温度、流量等参数要求，控制系统自动运行。子程序；⑤温度控制程序，温度控制是系统控制的重点，对温度的控制采用控制蒸汽调节阀开度的方法来实现，温度信号为4-20ma的电流信号，通过a/d、d/a转换，采用pid控制。在s7-300中集成了pid功能，通过设置pid算法的回路参数表，很容易实现过程量的闭环控制。子程序；⑥参数设定程序，对温度、浓度、时间等参数，通过编程使其可以根据工艺的需要在触摸屏上进行修改，使用方便灵活，pid参数同样也可在触摸屏上设定，以方便调试。子程序；⑦故障报警程序，对检测到的超出设定范围的参数，或者马达过载、压缩空气低压等异常现象，通过触摸屏提示和闪光灯报警，对比较严重的报警，会暂停程序运行，直到故障排除方可继续运行。

（3）触摸屏画面设计。采用 simatic protool/pr0 v6.0 sp2软件进行组态，画面由主菜单、子菜单、下一级菜单组成，各子画面可由“主菜单”画面切入。通过触摸屏组态设计可以达到以下功能：系统操作、系统运行状态监控、工艺参数适时显示，故障报警信息及故障诊断记录显示、工艺参数历史数据查询、工艺参数设定，参数设定采用口令保护，只有持有口令的相关人员才能进入此画面。cip系统的控制，由于plc和hmi的引入，其自动化程度显著提高，系统性能更加稳定、操作更加简单。全自动cip清洗系统的投入使用可以降低生产过程中的清洗成本，保证清洗的彻底和安全，现已得到越

来越多乳品饮料厂家的青睐，经济效益显而易见。

参考文献

［1］simatic hmi pro tool/pro course st-bproprs simens ag 2002.

plc控制系统篇7

关键字：PLC 数控系统梯形图

引言

传统机床的电气控制多为继电器控制，设备相对独立性差，接线复杂且控制不及时，长期使用会大大降低设备的可靠性，造成控制故障和机械故障。PLC（可编程控制器）具有应用灵活、扩展性好、操作方便、标准化的硬件和软件设计、通用性强以及完善的监视和诊断功能、控制功能强大、可适应恶劣的工业应用环境、体积小重量轻、性价比高而且省电的优点，是传统继电器逻辑控制柜无法与之相比的。所以PLC的应用，几乎覆盖了所有的工业企业。本文以搬运机械手的控制为例，介绍了数控机床电气控制系统的软件设计和硬件设计。

1 、PLC安装原理

安装在床身上的主轴箱中的主轴转动，带动装夹在其端头的工件转动；刀具安装在刀架上，与滑板一起随溜板箱沿主轴轴线方向实现进给移动，主轴的转动和溜板箱的移动均由主电动机驱动。由于加工的工件比较大，加工时其转动惯量也比较大，需停车时不易立即停止转动，必须有停车制动的功能，较好的停车制动是采用电气制动。在加工的过程中，还需提供切削液，并且为减轻工人的劳动强度和节省辅助工作时间，要求带动刀架移动的溜板箱能够快速移动。控制电路可划分为主电动机的控制电路和电动机的控制电路两部分。

组合机床的控制是一典型的顺序控制，实际生产中，常采用可编程序控制器来构成电气控制系统，使得电气控制设备体积小，工作可靠，控制要求易于修改。PLC有三种输出形式，要根据负载的要求来决定选择哪一种形式的输出。

下面以继电器输出形式为例，介绍几点注意事项。

1.1 PLC的输出接线有独立输出和分组输出两种类型。独立输出型，各输出点之间相互隔离，每一个输出点都可使用单独的电源。

1.2根据PLC输出端的带负载能力，选择负载的接线形式。采用继电器输出的PLC可以驱动2A的电阻负载，也就是说PLC输出公共端允许的最大电流是2A。

1.3 PLC的输出端接有感性元件(如线圈负载)时，要加抗干扰电路。

2、控制系统的梯形图

目前多大数使用的"梯形图"编程语言，沿用了继电器控制线路中的一些图形符号和定义，对于熟悉继电器电路的工程技术人员很容易将继电器控制线路“翻译”成PLC梯形图。由于PM具有使用灵活、通用性强、编程简单的特点，因而在机床控制中的应用日益广泛。根据机械手的工艺流程图，可以设计如下的梯形图（如图1所示）。

梯形图的执行过程是：

（1）机械手应处于原位。运行时，先按下复位按钮SB2，输入继电器的动合触点406闭合，单脉冲指令使辅助继电器200产生一个脉冲，移位寄存器复位。因此，移位寄存器的动断触点101~111均为闭合状态。同时，因机械手在原点，上限位开关ST2。左限位开关ST4被压合，相应的动合触点402、404闭合，程序使100置1，输出继电器430得电，原点指示灯亮。

（2）压下启动按钮SB1，400接通，产生移位信号，使100右移一位，则101为1，从而使431得电，执行下降动作。机械手下降，上限位开关ST2打开，402失电，100置0。

（3）机械手下降到位时，下限位开关ST1被压下，401闭合，产生移位信号，100的0态移到101，使431失电，机械手下降停止。同时，101的1态移到102，使201得电并保持，通过201的保持触点使432、定时器450同时得电，将工件夹紧，并延时。

（4）延时继电器450延时3 s，其动合触点接通，产生移位信号，使103为1，102为0，于是433得电，驱动电磁阀YA1执行上升动作。由于201的保持作用，432不会失电，工作继续保持夹紧状态。

（5）机械手上升到位时，上限位开关ST2被压下，402接通，产生移位信号，使104为1，103为0，从而使433失电，机械手停止上升；输出继电器434得电，驱动电磁阀YA4，使机械手右移。

（6）机械手右移到右限位开关ST3动作时，403接通，又产生移位信号，使105为1，104为0，从而使434失电，机械手停止右移；431再次得电，驱动电磁阀YA1，执行下降动作。

（7）机械手下降到位时，压下ST1，401接通，产生移位信号，使105为0，106为1，从而使431失电，下移停止，201复位，从而使432失电，夹紧的工件被松开。同时，定时器451得电，开始松开并延时。

（8）451延时2 s后，气触点接通，产生移位信号，使106为0，107为1，433再次得电，使机械手上升。

（9）机械手上升到上限位开关处时，压下ST2，402接通，产生移位信号，使107为0，110为1，从而使433失电，机械手停止上升，435得电，使机械手左移。

3、PLC与上位机通讯协议

存储设备与传输设备执行PLC命令，高速度、高密度地自动输送存取货物，同时在上位机可进行实时监控。当选择自动工作方式时，上位机可以通过通讯来控制PLC，控制交流变频器并最终控制交流电机，实现堆垛机的送货和取货过程。

4、总结

实践证明，用PLC改造传统继电器控制系统是很好的方法。它可以充分发挥PLC高可靠性、高抗干扰的特点，寿命长、维修量少、查找外部线路简单。同时采用变频器改善了原系统工作台启动调速性能，有利于节能，提高了效率，为企业创造较好的经济效益。

参考文献：

[1]齐占庆，王振臣．电气控制技术[M]．北京:机械工业出版社，2002．

[2]史国生．电气控制与可编程控制器技术[M]．北京:化学工业出版社，2003．

plc控制系统篇8

【关键词】PLC 化工处理 控制系统

化工生产的环境比较特殊，其中涉及大量的化学原料和元素物质，为生产埋下安全隐患，直接关系到化工生产的质量安全。保障化工处理的控制能力和安全效益，引入PLC技术，强化PLC的应用能力。根据化工企业的生产实际，构建基于PLC的化工处理控制系统，满足生产需求，体现系统的控制和处理能力，提高化工企业生产与运营水平。

1 基于PLC化工处理控制系统的设计要求

根据化工处理控制的实际要求，分析PLC在控制系统中的设计要求，稳定化工生产的控制发展。

第四，强化控制调试，PLC参与下的控制系统，需要借助控制调试，保障系统运行的效果，防止化工生产内部因素对系统造成冲击影响。

第二，保持系统稳定，处理控制系统利用PLC的稳定功能，提高系统的防干扰性能，减少系统故障发生率，利用PLC，保障系统效率，即使发生系统问题，也可维持系统控制，降低经济损失。

第三，达到软件驱动的效果，处理控制系统内除包括PLC外，还包含诸多控制程序，属于可编写类型，实现控制系统对多项软件的兼容性，确保多项软件同时工作。

第四，化工生产现场的设备比较多，各类设备的通信，需要借助稳定的通信系统，站在效率和效益的角度，需提高PLC的稳定性，支持系统通信，达成通信协议。

2 PLC在化工处理控制系统中的实际设计

PLC在化工处理控制系统中，发挥控制、自动的作用，化工生产对PLC的应用非常明显。例如：化工运行系统中的PLC，系统需要根据实时数据库，分布数据接口，实现设备的有效控制和采集，其中PLC可以实现大量数据的优化采集和转换，逐渐成为系统中的主要部分。首先PLC需要采集生产信息，及时满足数据库对信息的需求，PLC对数据的采集效率可以达到毫秒级别，体现采集可靠特性；其次实现系统的信息展示，PLC具备读取功能，运用桌面信息显示功能，准确显示采集信息，定义各项信息数据，方便操作人员，促使其可根据系统运行的实际情况，设定相关参数，提高系统生产效率，数据显示，可以有效降低参数设置的失误率，强化生产效益；最后提高系统自动化的水平，PLC提供可编程功能，代替系统内的多项硬件，利用程序编写，精确控制系统运行，例如：PLC应用在仪表控制中，排除仪表控制不准确的影响，确保仪表的控制和监测，处于高度精密状态中，还可防止人为干扰，不仅提高系统现场工作的能力，还可提高现场生产的安全系数，降低系统波动，造成安全隐患。可见：PLC在控制系统中的实际应用具备明显的效益价值。

3 PLC在化工生产中的控制应用

在化工处理控制系统中，引入PLC技术，一方面提升系统的控制能力，另一方面推进系统发展。PLC在控制系统内，综合考量自身在功能、模块、设计等方面的因素，发挥独特优势，分析PLC在控制系统中的应用，如下：

3.1 PLC控制模块的设计

PLC在控制系统中的核心部分为控制器，分析控制器I/O部分的设计，体现控制系统的工作方式。I/O代表控制器的输入和输出，连接PLC与系统中的被控对象，输入部分采集系统信息，实行分析与处理，转化为PLC可识别的信号，输出与输入的工作状态恰好相反，将PLC内部的信号，转化为普通信息，传输到控制系统内，驱动设备，作用于化工生产。PLC控制模块的设计，着重考虑系统的传输距离、控制方式和干扰因素，还要考虑PLC接入点的选取，提高控制系统的效率。

3.2 基于PLC的环境要求

PLC内部结构基本由电路和芯片组成，决定PLC的使用寿命，影响控制系统的稳定性。例如：化工生产现场空气湿度明显，影响电路的工作效率，干扰芯片应用能力，导致PLC的内部结构出现锈蚀或腐蚀，降低控制系统的能力。因此，对PLC的应用环境提出要求：（1）湿度基本控制在35%-80%，温度维持在零上状态，≤55℃；（2）保持环境的清洁度，避免扬尘、强酸碱性气体和导电物质的干扰，防止PLC接触不良，影响化工生产处理的精确度；（3）定期排查控制系统，清理现场，稳定状态，保持基于PLC处理控制系统良好的工作状态。

3.3 PLC的防干扰方式

化工处理控制系统对PLC运行要求比较高，为防止PLC受过多因素的影响，为其构建防干扰环境。首先以PLC为中心，围绕控制系统，设计密闭的工作方式，例如：在密闭环境中，添加清洁气体，避免外界刺激或不良气体进入，影响控制系统的运行；其次PLC在控制系统中，较容易受振动影响，尽量保持生产系统的稳定状态，降低系统的振动频率、幅度，满足PLC的防振动要求，防止PLC元件受损；最后加强对控制系统的管理，根据PLC的运行标准和工作要求，合理管理控制系统。

3.4 PLC的工作方式

处理控制系统对实际化工生产，提出严格的运行标准，特别是在因素控制方面，如：压力、流量、体积等，发挥极大作用，结合PLC，提高控制严格性，保障控制系统的稳定性。PLC可以有效约束系统的参数设置，根据现场的控制情况，提出控制方式，优化自动化的控制状态。

4 结束语

PLC属于可编程的控制器，不仅具备存储运算的能力，还可以有效作用于处理系统，参与系统控制，提高系统生产与处理的水平。处理控制系统，综合多项化工生产的数据，科学、高效的处理化工信息，传统处理方式已经不能满足现代化工的生产需求，因此，合理利用PLC，满足化工生产需要，确保处理控制的能力，推进化工发展。

参考文献

[1]汪小澄.PLC控制网络的组建与监控[J].计算机应用，2012（04）：78-80.

[2]朱海珍.PLC控制系统的维护及故障诊断[J].大众科技，2011（12）：35-37.

[3]陈琦.PLC系统的抗干扰及措施[J].科技信息（科学教研），2012（30）：27-29.

[4]王成琼.WINCC FLEXIBLE组态软件在精冲机PLC控制系统中的应用[J].机电技术，2011（04）：32-34.

作者单位