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plc毕业论文设计

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2022-12-31 15:12:59

plc毕业论文设计

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2025-08-16 14:17:54

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2

1.1 控制系统在送料小车中的作用与地位2

1.2 控制系统介绍2

第2章 送料小车系统方案的选择4

2.1 可编程控制器 PLC的优点4

2.2 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6

3.1 送料小车PLC的 I/O分配表6

3.2 PLC端子接线图7

3.3 梯形图分段设计8

3.4 程序运行原理说明调试与完善13

3.5 系统总梯形图设计13

3.6 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

1.1 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。

1.2 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I0.0,I0.1,I0.2,I0.3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,Q0.4驱动小车左行,Q0.5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I0.4,I0.5,I0.6,I0.7)按钮发出信号其相应指示灯就亮(HL1-HL4),指示灯受PLC的Q0.0-Q0.3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I1.0,I1.1,I1.2,I1.3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,Q1.5驱动小车左行,Q1.4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I1.4,I1.5,I1.6,I1.7)按钮发出信号其相应指示灯就亮(HL11-HL14),指示灯受PLC的Q1.0-Q1.3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

2.1 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。

2.2 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

3.1 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

I0.0-I0.3小车1行程开关

(SQ1-SQ4)Q0.0-Q0.3小车1要料指示灯

(HL1-HL4)

I0.4-I0.7小车1控制按钮

(SB1-SB4)Q0.4-Q0.5小车1左右行线圈

I1.0-I1.3小车2行程开关

(SQ11-SQ14)Q0.6-Q0.7油缸1伸出缩回

线圈

I1.4-1.7小车2控制按钮

(SB11-SB14)Q1.0-Q1.0小车2要料指示灯

(HL11-HL14)

I2.0-I2.5推车机行程开关

(SQ5-SQ10)Q1.4-Q1.5小车2左右行线圈

I2.6-I2.7起动,停止按钮

(SB5,SB6)Q1.6-Q1.7油缸2伸出缩回

线圈

I3.0-I3.1手动,连续

转换开关(SA6,SA7)Q2.0-Q2.1推车机上下行线圈

I3.2-I3.3推车机上下,左右

转换开关 (SA1,SA2)

I3.4-I3.6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。Q0.0-Q0.3和Q1.0-Q1.3控制8个要料指示灯,Q0.4-Q0.5和Q1.4-Q1.5控制小车1、2左行右行,Q0.6-Q0.7和Q1.6-Q1.7。如表3-1所示:

3.2 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

3.3 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I3.0接通,其常闭触点断开,执行手动程序,并由于I3.1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,M0.0-M0.3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I0.0-I0.3,运料小车1的右行,左行,停止控制由Q0.4、Q0.5。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,M1.0-M1.3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I1.0-I1.3,运料小车2的右行,左行,停止控制由Q1.4、Q1.5。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

3.4 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。

3.5 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)

3.6 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

LDNI3.0AI3.3

JMP0AI2.6

LDI3.2ANI2.4

LPS=Q1.6

AI2.6LDI2.4

ANI2.0OM2.2

=Q2.0ANI1.3

LPP=M2.2

AI2.7LDI3.4

ANI2.1OM2.0

=Q2.1AI3.3

LDI3.5AI2.7

=M2.0ANI2.2

LDI3.4=Q0.7

OM2.0LDI3.6

AI3.3OM2.0

AI3.3AI3.3

AI2.6AI2.7

ANI2.5ANI2.3

=Q0.6=Q1.7

LDI2.5LBL0

OM2.1LDNI3.1

ANI0.3JMP1

=M2.1LDI2.6

LDI3.6OQ2.0

OM2.0ANI2.0

ANQ2.1OQ1.7

ANI2.7ANI2.3

=Q2.0ANQ1.6

LDI2.0ANI2.7

OQ0.6=Q1.7

ANI2.5LDI2.5

ANQ0.7ANI2.4

ANI2.7OQ2.1

=Q0.6ANQ2.0

LDI2.5ANI2.1

OM2.1ANI2.7

ANI0.3=Q2.1

=M2.1LBL1

LDI2.0LDI0.4

OQ1.6ANM0.1

ANI2.4ANM0.2

ANQ1.7ANM0.3

ANI2.7SM0.01

=Q1.6SQ0.01

LDI2.4LDI0.5

OM2.2ANM0.0

ANI1.3ANM0.2

=M2.2ANM0.3

LDI2.5SM0.11

OQ0.7SQ0.11

ANI2.2LDI0.6

ANQ0.6ANM0.0

ANI2.7ANM0.1

=Q0.7ANM0.3

LDI2.4SM0.21

SQ0.21AI0.5

LDI0.7OLD

ANM0.0ANQ0.5

ANM0.1SQ0.4

ANM0.2LDI0.3

SM0.31OI0.2

SQ0.31OI0.1

LDI0.0OM2.1

AM0.0AI0.4

LDI0.1LDI0.3

AM0.1OI0.2

OLDOM2.1

LDI0.2AI0.5

AM0.2OLD

OLDLDI0.3

LDI0.3OM2.1

AM0.3AI0.6

OLDOLD

EULDM2.1

RQ0.06AI0.7

RM0.04OLD

LDI0.0ANQ0.4

OI0.1SQ0.51

OI0.2LDI1.4

AI.7ANM1.1

LDI0.0ANM1.2

OI0.1ANM1.3

AI0.6SM1.01

OLDSQ1.01

LDI0.0LDI1.5

ANM1.0LDI1.0

ANM1.2OI1.1

ANM1.3OI1.2

SM1.11AI1.7

SQ1.11LDI1.0

LDI1.6OI1.1

ANM1.0AI1.6

ANM1.1OLD

ANM1.3LDI1.0

SM1.21AI1.5

SQ1.21OLD

LDI1.7ANQ1.5

ANM1.0SQ1.41

ANM1.1LDI1.3

ANM1.2OI1.2

SM1.31OI1.1

SQ1.31OM2.2

LDI1.0AI1.4

AM1.0LDI1.3

LDI1.1OI1.2

AM1.1OM2.2

OLDAI1.5

LDI1.2OLD

AM1.2LDI1.3

OLDOM2.2

LDI1.3AI1.6

AM1.3OLD

EULDM2.2

RQ1.06AI1.7

RM1.04OLD

ANQ1.4

SQ1.51

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

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勤劳的老虎
高兴的龙猫
2025-08-16 14:17:54

代表从PLC来的输出无源节点。

一般在操作柱端将旋钮旋到远程时,本地按钮失去作用,需用PLC输出带小型继电器的无源常开点来控制回路。

以前一个污水处理的水泵都是这样的图。

如意的航空
雪白的保温杯
2025-08-16 14:17:54
论文题目:PLC和变频技术在恒压供水系统中的应用 PLC和变频技术在恒压供水系统中的应用WwWWW 摘要:本文是针对节能和提高供水质量问题而提出的恒压供水系统设计和应用的研究.文中分析了旧系统存在的问题,介绍了水位自动检测技术及保护措施,阐述了采用变频技术、PLC技术及自动控制技术相结合来实现的恒压供水控制的系统总体设计方案和软件设计。通过实践证明.该系统具有较强的功能.对供水质量、节约能源和运行可靠性具有较好的改善。关键词:变频技术;PLC技术;恒压供水;自启动1 引言随着各住宅小区的宿舍楼等一座座高楼拔地而起,相应的生活用水量也大幅度增加。人们对提高供水质量的要求越来越高,另外人们的节能意识及对运行的可靠性的要求越来越强。采用变频器及PLC技术实现的无塔恒压供水系统,不仅能提高供水质量,而且在节约能源和运行可靠性具有较好的改善。其中,采用变频调速的主要目的是通过调速来恒定用水管道的压力以达到节能的目的,恒压供水则是为了满足用户对流量的要求。应用PLC技术是为了实现系统的软启动,减少手动操作或抚慰操作,同时替代部分继电器减少机械触点的故障,增强可靠性。下面笔者根据这方面的工作经验谈谈在恒压供水系统设计和实践过程中的一些思路和做法。2 变频器的工作原理在恒压供水控制系统中,关键技术主要是变频技术。目前效率最高、性能最好的系统是变压变频调速控制系统。2.1变频器的基本构成变频器的基本构成如图1所示,由主回路(包括整流器、滤波器、逆变器)和控制电路组成。 整流器的作用是把三相交流整流成直流。滤波器是用来缓冲直流环节和负载之间的无功能量。逆变器最常见的结构形式是利用六个半导体器件开关组成的三相桥式逆变电路,有规律地控制逆变器中主开关的通与断,可以得到任意频率的三相交流输出。控制电路主要是完成对逆变器的开关控制、对整流器的电压控制以及完成各种保护功能等。2.2变频器基本原理 变频器的基本原理是利用逆变器中的开关元件,由控制电路按一定的规律控制开关元件的通断,从而在逆变器的输出端获得一系列等幅而不等宽的矩形脉冲波形,来近似等效于正弦电压波。图2所示出正弦波的正半周,并将其分为n等分(n=12)。每一等分的正弦曲线与横轴所包围的面积都用一个与此面积相等的等幅矩形所代替。这样,由n个等幅而不等宽的矩形脉冲所组成的波形与正弦波的正半周等效。正弦波的负半周也可以用相同的方法来等效。可采用正弦波与三角波相交的方案来确定各分段矩形脉冲的宽度。当逆变器输出端需要升高电压时,只要增大正弦波相对三角波的幅值,这时逆变器的输出的矩形脉冲幅值不变而宽度相应增大,达到了调压的要求。当逆变器的输出端需要变频时,只要改变正弦波的频率就可以了。3 控制系统总体设计过去的供水控制系统投资多,采用的模式为多台小功率水泵供水。在运行实践中暴露出主控电路设计不合理和逻辑控制设计不合理的现象。新系统总体设计方案如图3所示。在该供水系统的控制电路中除采用了变频器(VVVF),还采用一些先进控制装置如数字调节器(PID)、可编程控制器(PLC)等,这些装置都是以电脑芯片为内核完成各自不同的控制功能。为简化控制电路,根据负荷需要,使用一台18.5KW大容量水泵供水。为提高使用的安全系数,选用一台日本富士22.5KW变频器进行水泵调速,该变频器内置PID调节功能,但不具备参数监视功能。为能有效监视调节工况,特选数字显示调节器进行监视和控制,以备实现串级PID控制。鉴于外部I/O可控点数不多,可编程控制器PLC选用20点即可满足控制要求。4 水位检测电路设计4.1水位检测开关考虑到水位检测装置要求故障率少,运行可靠,为简化检测环节,设计中采用结构简单的浮子式水位检测开关,但为防止信号串扰,另外增加了一个隔离转换装置。该装置内选用了干簧继电器用以提高开关接点的可靠性和使用寿命。4.2水位检测逻辑控制水位检测逻辑控制功能如前所述完全由可编程控制器PLc编程实现,减少了硬件配置,提高了运行的可靠性和应用的灵活性。PLC的I/O地址分配见图4(a)所示,简化梯形图如图4(b)所示。其逻辑电路主要完成如下功能,见图4(b)所示。(1)水位信号保持功能水位开关检测分别由PLC的常开接点实现。由于水位由于簧管的常开接点来检测,只有在水面越过该点时闭合,低于该点即断开,因此信号需由PLC保持。(2)水位信号显示、报警、保护功能水位正常时01002动作,使输出绿灯亮。水位低时01003动作,使输出红灯亮,且通过其常闭接点停供水泵。水位高时20000、01000同时启动,使输出黄灯亮(闪光l5秒转平光)且无条件停蓄水泵。 5 操作保护功能设计除了常规保护功能外还增加了人性化操作功能。考虑到泵短时间内的频繁启动对泵运行不利,故设置1分钟内只允许连续启动两次,第三次需延时3分钟后进行,以利泵的散热,延长设备使用寿命,减少功耗。编程时可采用定时器和计数器配合来实现。这项功能在启停调试设备过程中得到检验。6 系统自启动功能设计(1)自启动概述为了方便运行维护人员,有两种情况可以考虑自启动:①系统断电一段时间后恢复供电的自启动,系统在正常运行工况下突然停电时,如果其它检测无异常则来电后可实现自启动,这一点在夜间更为重要,可给维护人员带来方便,此项功能得到了维护人员的认可。②低水位使泵跳闸后水位恢复时的自启动管网用水负荷过大或蓄水水压过低流量减少造成的低水位,会引起供水泵跳闸。在水位恢复正常后可实现自启动。(2)自启功能的实现 如图5所示。图中,“自启动条件”有两个:一是计数器C103接点,二是“水位正常”信号接点。由于计数器C103具有停电记忆特性,所以只要水位恢复正常时01002闭合就可自启动。其过程是:微分继电器20006(13)产生的微分信号由20009继电器保持,再经时间继电器"1"020延时后使其输出的常开接点"1"020(见图4b)接通启动回路,则水泵重新运转。 (3)自启动的预置自启动功能可根据用户需要事先预置,否则,该功能会被屏蔽。设计方案如下:①预置和解除均借用运行状态下的启动按钮。预置时按动启动按钮三下使计数器C103启动,则其常开接点C103闭合。解除自启功能:按住启动按钮1秒,使计数器C103复位或按停止按钮使泵停运的同时也解除了自启动设置。②预置的显示借用水位正常灯(闪光3秒),解除借用高水位报警灯(闪光3秒)。7 结束语上述无塔供水控制系统经投入使用,各项设计功能运行正常,供水质量有了很大提高,单位大功率设备用电量也明显减少。期间,还经历了系统实际异常情况自动处理的考验,如“储水罐满水后的蓄水泵自动跳闸”、“电力网停电来电后的供水泵自启动”、“电源缺相报警”等,这些功能都得到了很好的验证。参考文献[1]张燕宾主编.变频调速应用实践.机械工业出版社,2001.[2]北京四通工控技术有限公司编.FRENIC5000G11S/P11S说明手册.2001.[3]北京鹭岛公司编.OMRON可编程控制器使用手册.2000.[4]高勤主编.电器与PLC控制技术.高等教育出版社,2001. 借鉴一下吧,以前搞了很多,找不到了~不好意思

快乐的康乃馨
沉默的西装
2025-08-16 14:17:54
控制系统

控制系统其实从20世纪40年代就开始使用了,早期的现场基地式仪表和后期的继电器构成了控制系统的前身。现在所说的控制系统,多指采用电脑或微处理器进行智能控制的系统,在控制系统的发展史上,称为第三代控制系统,以PLC和DCS为代表,从70年****始应用以来,在冶金、电力、石油、化工、轻工等工业过程控制中获得迅猛的发展。从90年****始,陆续出现了现场总线控制系统、基于PC的控制系统等,本文将简要介绍各种常见的控制系统,并分析控制系统的演进过程和发展方向。

2.1 DCS的发展历程 70年代中期,由于设备大型化、工艺流程连续性要求高、要控制的工艺参数增多,而且条件苛刻,要求显示操作集中等,使已经普及的电动单元组合仪表不能完全满足要求。在此情况下,业内厂商经过市场调查,确定开发的DCS产品应以模拟量反馈控制为主,辅以开关量的顺序控制和模拟量开关量混合型的批量控制,它们可以覆盖炼油、石化、化工、冶金、电力、轻工及市政工程等大部分行业。 1975年前后,在原来采用中小规模集成电路而形成的直接数字控制器(DDC)的自控和计算机技术的基础上,开发出了以集中显示操作、分散控制为特征的集散控制系统 (DCS)。由于当时计算机并不普及,所以开发DCS应强调用户可以不懂计算机就能使用DCS同时,开发DCS还应强调向用户提供整个系统。此外,开发的DCS应做到与中控室的常规仪表具有相同的技术条件,以保证可靠性、安全性。 在以后的近30年间,DCS先与成套设备配套,而后逐步扩大到工艺装置改造上,与此同时,也分成大型DCS和中小型DCS两类产品,使其性能价格比更具有竞争力。DCS产品虽然在原理上并没有多少突破,但由于技术的进步、外界环境变化和需求的改变,共出现了三代DCS产品。1975年至80年代前期为第一代产品,80年代中期至90年代前期为第二代产品,90年代中期至21世纪初为第三代产品。

2.2 DCS控制站 DCS系统中,控制站作为一个完整的计算机,它的主要I/O设备为现场的输入、输出处理设备,以及过程输入/输出(PI/O),包括信号变换与信号调理,A/D、D/A转换。控制站是整个DCS的基础,它的可靠性和安全性最为重要,死机和控制失灵的现象是绝对不允许的,而且冗余、掉电保护、抗干扰、构成防爆系统等方面都应很有效而可靠,才能满足用户要求。 关于DCS控制站的系统软件,包括实时操作系统、编程语言及编译系统、数据库系统、自诊断系统等,只是完善程度不同而已。第二代DCS控制站开始有面向过程语言和高级语言;第三代DCS控制站的系统软件可以完成离线组态及在线修改控制策略。为了完成控制策略,目前典型的DCS具有各种功能模块,这是DCS 厂家的专有技术。对于顺序控制和批量控制组态编程,各种DCS控制站采用不同的方法,直到近年来才向IEC 61131-3编程语言标准靠拢。

2.3 DCS操作站 DCS操作站具有操作员功能、工程师功能、通信功能和高级语言功能等,其中工程师功能中包括系统组态、系统维护、系统通用(Utility)功能,还有系统配置、操作标记、趋势记录、历史数据管理、总貌画面组态、控制站组态、工艺单元或区域组态等。 实际的DCS操作站是典型的计算机,它与控制站不同,有着丰富的外围设备和人机界面。在人机界面方面,逐渐过渡为以GUI图形用户界面为平台并采用鼠标,组态时制作流程图和控制回路图等采用菜单、窗口等,使人机界面友好。第三代DCS操作站是在个人计算机(PC)及Windows操作系统普及和通用监控图形软件已商品化的基础上诞生的。目前大多数DCS操作站已采用高档PC机或工控机,Windows NT(或Windows 98)操作系统,客户机/服务器(C/S)结构,DDE或OPC接口技术,以太网接口与管理网络相连。DCS系统组态、操作站组态、控制站组态均有相应软件,为DCS用户的工程设计人员提供人机界面。有的DCS的采用通用监控图形软件,或以此类软件为核心,进行二次开发。

2.4 数据通信及网络 因为数据通信标准牵涉到网络结构、通信介质(信道)、通信协议、不同用户行业的行规等方面,所以直至目前也没有工业(或过程工业)网络的完整的统一标准。到目前为止,IEEE802.4令牌总线传输方式和IEEE802.5令牌环网传输方式的通信协议在DCS系统中应用最广现在第三代DCS通信均有向以太网开放的趋势,工业以太网的标准也在制订之中,是否能够成为今后DCS的通讯标准,还有待观察。

到目前为止,DCS所存在的问题,主要集中在3个方面:即系统开放性问题与现场传感器、变送器、执行器的接线问题;价格较贵问题[1]。这些问题在第三代DCS中已开始得到解决。在21世纪,新一代的DCS应满足用户这方面的需求。

在DCS应用行业分布上,近年来DCS在钢铁、自来水厂及污水处理厂等行业中的市场占有率下降,目前PLC已成为其主要选型对象,当然PLC的价格低也是原因之一。如对DCS产品进行改造,是可以保持其在这些行业中的地位的。

3.1 PLC的诞生和发展 1968年,通用汽车公司的油压部门确立了第一个可编程控制器的标准,他们的目的是消除既复杂又昂贵的继电器控制系统。该设计规格需要固态系统和电脑技术,并要求能够在工业环境中生存,也能够方便地编程,并且可以重复使用。到1969年,第一个PLC诞生。当时称为可编程控制器,英文是Programmable Controller,缩写为PC。由于第一代PLC是为了取代继电器的,因此,采用了梯形图语言作为编程方式,形成了工厂的编程标准。这些早期的控制器满足了最初的要求,并且打开了新的控制技术的发展的大门。在很短的时间,PLC就迅速扩展到食品、饮料、金属加工、制造和造纸等多个行业。 PLC通常根据CPU所带的I/O点数的规模分为微型PLC、小型PLC、中型PLC、大型PLC、PC插卡式PLC以及PC兼容的PLC。各种规模分类标准如附表所示。 一套典型的PLC通常包括CPU模块、电源模块和一些输入/输出模块,这些模块被插在一块背板上。如果配置增加,可能会包括一个操作员界面、监控计算机、通讯模块、软件以及一些可选的特殊功能模块

矮小的电话
欢喜的外套
2025-08-16 14:17:54
RTU英文全称 Remote Terminal Unit,中文全称为远程终端控制系统。RTU具有的特点是:

1、通讯距离较长

2、用于各种恶劣的工业现场

3、模块结构化设计,便于扩展。

4、在具有遥信、遥测、遥控领域的水利,电力调度,市政调度等行业广泛使用。

RTU 产品目前与无线设备,工业TCP/IP产品结合使用,正在发挥越来越大的作用。

RTU(Remote Terminal Unit)是一种远端测控单元装置,负责对现场信号、工业设备的监测和控制。与常用的可编程控制器PLC相比,RTU通常要具有优良的通讯能力和更大的存储容量,适用于更恶劣的温度和湿度环境,提供更多的计算功能。正是由于RTU完善的功能,使得RTU产品在SCADA系统中得到了大量的应用。

远程终端设备(RTU)是安装在远程现场的电子设备,用来监视和测量安装在远程现场的传感器和设备。RTU将测得的状态或信号转换成可在通信媒体上发送的数据格式。它还将从中央计算机发送来得数据转换成命令,实现对设备的功能控制。

监视控制和数据采集是一个含义较广的术语,应用于可对安装在远距离场地的设备进行中央控制和监视的系统。SCADA系统可以设计满足各种应用(水、电、气、报警、通信、保安等等),并满足顾客要求的设计指标和操作概念。SCADA系统可以简单到只需通过一对导线连在远端的一个开关,也可复杂到一个计算机网络,它由许多无线远程终端设备(RTU)组成并与安装在中控室的功能强大的微机通信。

SCADA系统的远程终端设备可以用各种不同的硬件和软件来实现。这取决于被控现场的性质、系统的复杂性、对数据通信的要求、实时报警报告、模拟信号测量精度、状态监控、设备的调节控制和开关控制。

远程测控终端(RTU)述评

一、概述

在生产过程自动化装置中,PLC、DCS是两类应用最广泛的控制系统,20世纪80年代之前,这些控制系统的I/O卡件均集中在远离现场的控制室内,与现场装置(其中包括AI/AO模拟量输入输出装置和DI/DO 开关量输入输出装置等)的连接线都是一对一直接接线,我们现在还可以在很多现场看到进出控制室的大量电缆和敷设电缆的大尺寸桥架。在80年代后期,PLC、DCS两类控制系统先后推出远离控制室安装的远程I/O卡件,它安装在现场,可就近与现场装置连线,而这些远程I/O 卡件与PLC、DCS系统安装在控制室的控制器是通过单根电缆的通讯实现信息交换。而在这之前,即在80年代初期,一些相对生产规模小一些的厂家利用它们在数据采集转换及通讯方面的优势,就已经推出远程测控终端RTU,并采用RTU 构成计算机SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统,有时我们又将它称为四遥(遥测、遥信、遥控、遥调)系统,像我们知道的英国施伦伯杰(Schelumberger)公司20世纪80年代初期开发的IMP远程测控终端及由它构成的SCADA系统就是RTU早期成功应用的一个例子。

那么什么是RTU呢?RTU是Remote Terminal Unit(远程测控终端)的缩写,是SCADA系统的基本组成单元。一个RTU可以有几个,几十个或几百个I/O点,可以放置在测量点附近的现场。RTU应该至少具备以下两种功能:数据采集及处理、数据传输(网络通信),当然,许多RTU还具备PID控制功能或逻辑控制功能、流量累计功能等等。

远程测控终端RTU作为体现“测控分散、管理集中”思路的产品从20世纪80年代起介绍到中国并迅速得到广泛的应用。它在提高信号传输可靠性、减轻主机负担、减少信号电缆用量、节省安装费用等方面的优点也得到用户的肯定。

二、远程测控终端RTU的应用

(一)应用场合

除了在传统的工业生产过程中大量应用(例如电厂、钢铁厂、化工厂)之外在测控点特别分散的场合,例如在以下行业中远程测控终端RTU得到广泛的应用:城市供水自动化控制系统;城市废水处理系统;城市煤气管网综合调度系统;天然气、石油行业自动化系统;电力远程数据集控系统;热网管道自动化控制;大气/水质等环保监测;水情水文测报系统;灯塔信标、江河航运、港口、矿山调度系统。

(二)应用实例

甘肃玉门发电厂2×130t/h锅炉、25MW汽机数采系统由34台解放军南京工程兵学院生产的893-IDCB 型远程测控终端RTU和5台微机组成,采集控制全系统380个模拟量输入信号、30个模拟量输出信号、125个开关量输入信号和6个开关量输出信号,实现了火力发电机组运行参数的在线监测、设备故障诊断、参数变化趋势分析等功能。

新疆塔里木油田桑塔木作业区是一个方圆数百平方公里的作业区,地处塔克拉玛干沙漠边缘,自然环境十分恶劣。全区范围内分布着80口油井,平时油井无人值守,油井的计量数据采集只能靠人工巡视。但由于地域宽阔、自然条件差,一次巡视往往要用大半天的时间才能完成,而且设备故障不能及时发现,为此作业区下定决心对涉及5个计量站,2个阀组站的油田计量系统进行改造,数采、控制部分采用和利时公司的FOPLC系统,再通过数传电台将设备运行状态信息传到中心站。本系统在塔里木油田应用后,运行稳定,中心站对7个RTU站的轮询只要几分钟就可以完成(中心站与RTU站间最远距离为13公里),所有数据采集准确无误,避免人为因素采集数据错误,真正实现了计量自动化。

昆明市环保局污水远程监控系统由控制中心和分散于昆明市区的数百个监控点的远程测控终端组成,远程测控终端采用的是带GSM/GPRS模块的微型PLC。远程测控终端将监控点的数据(包括排放污水流量值、污水处理设备运行时间等数据)以短信息方式,通过电信部门提供的短信业务定时将以上数据传送到控制中心,录入SQL Server数据库,并对录入的排放污水流量值、污水处理设备运行时间进行实时累计。在每天晚上的固定时间将当日累计数据上报数据中心。此外,控制中心监控人员可随时察看分散于昆明市区的监控点的实时运行数据,了解各监控点的实际运行情况,如污水处理装置是否运行,实际排放污水量的大小等数据。

三、远程测控终端RTU性能比较

从用户角度出发,我们可以从以下几个方面对各种远程测控终端产品进行性能比较:

(一)外形

远程测控终端外形通常为长方形,大多数相当于是一个黑匣子,没有显示器及操作键盘,操作及显示都要在上位计算机上进行。而北京安控科技发展有限公司的SuperE可按照用户要求带液晶显示器及操作键盘,液晶显示器为单色,显示分辨率为240×128,显示器的显示对比度及背光值可在线调节,在远程测控终端的液晶显示器及操作键盘上还可进行现场监控、现场操作、现场诊断、现场维护、现场升级。其最大组态画面数为40页,画面动态元素最大数量为40个,操作键盘有28个,可见其操作能力很强、显示功能非常丰富。此主题相关图片如下:

图1 埃波罗公司EP105 RTU

(二)品种

英国施伦伯杰公司IMP的品种比较少,只有直流模拟量输入、电阻量输入、直流模拟量输出及开关量输入/输出等少数几个品种,但每一个IMP的通用性较好,如模拟量输入IMP可接受热电偶、直流电流、直流电压三种类型的输入信号,每一类型信号又有多个分度号或多个量程可供选择,又如电阻量输入IMP可接受电阻、直流电压、Pt100、应变量四种类型的输入信号,每一类型信号又有多种桥路类型或多个量程可供选择,再如开关量输入/输出IMP可自由选择各点是开关量输入还是开关量输出。这种灵活性是同时期其他仪表所不曾具有的,所以它的通用输入特性受到普遍欢迎。

南京工程兵学院的893-IDCB继承了IMP上述优点,同时它又根据中国用户的需要,开发了很多新品种RTU,如工频交流量输入、智能调节器等,以适应国内(特别是电厂)对电量信号的采集及PID调节回路的要求。此主题相关图片如下:

图2 北京安控RTU产品

北京安控科技发展有限公司的SuperE则选择了另一个思路,它在每一块RTU内部均可配置模拟量输入、模拟量输出、开关量输入、开关量输出、脉冲量输入5种类型的信号通道,最大通道数为35个。用户选型时只要根据现场信号采集类型及数量的要求确定5类信号通道是否都需选用及每一类信号的通道数。我们知道,每一个特定的生产现场往往不是只有单一的信号类型,例如污水处理的曝气沉淀池,它有温度、液面、流量、pH值等模拟量输入信号,也有控制调节阀动作的模拟量输出信号,还有泵、闸门开启关闭的开关量输入和输出信号,甚至某些流量信号可能是脉冲量输入信号。所以生产现场要求的是可接受不同信号类型的混合型RTU。而且,不同的生产现场各类信号类型的点数差别很大,它又要求各类信号的点数可以灵活选择。在IMP、893-IDCB等RTU现场配线时,要将单一信号类型都接入同一个RTU,必定有部分信号的连接电缆加长。所以像SuperE这样混合型信号输入输出且点数可以适当变动的RTU,就可以灵活地适应各类生产现场的要求,不仅方便用户选型,还可节省RTU的数量及减少信号电缆的用量。

SuperE小型化的产品SuperE-M,最多15路I/O,它集成了最新的GPRS(通用分组无线业务)技术。另一个产品是SuperE-S,它采用模块化积木式结构,I/O通道数可少到几个,多到600个。增加了这些产品后,用户选型时挑选的余地更大了。

澳大利亚悉雅特公司MOX Origin卡件I/O包括 8点AI、8点DI、8点DO、2点计数脉冲,MOX Unity卡件则可由用户选择4个I/O模块,用户若需要更多的I/O点,可通过RS485、以太网等方式与各种AI、AO、DI、DO卡件连接。MOX Unity卡件还可实现I/O点、电源的冗余配置,而冗余功能在RTU中不太多见。MOX GATEWAY现场总线组件可提供各种标准现场总线(如Profibus-DP、Interbus、DeviceNet、ControlNet、CANOpen、AS-I)和工业标准协议(如MODBUS、MODNET)的转换。

(三)电源

英国施伦伯杰公司S-网络的IMP数量为5块或5块以下时,IMP可直接由主计算机供电,IMP数量超过5块时,由外部供电,电源等级为12~50VDC。

南京工程兵学院893-IDCB使用220VAC电源,也可按特殊要求,采用12~36VDC供电。

北京安控科技发展有限公司的SuperE使用220VAC电源、24VDC供电、12V太阳能电池供电,具有省电模式,并具备电池充电和后备功能。省电模式是指在软件控制下RTU 进入休眠状态,电耗降低,而一旦有中断输入,系统就恢复供电,这特别适用于太阳能电池供电。SuperE另一个优点是可向现场仪表(如变送器)提供隔离的24V电源输出,从而大大减少了配电用的专用电源、连接导线及接线工作量。

北京华迅通信电子技术公司eNET无线RTU使用10~30VDC供电,支持太阳能电池供电。

澳大利亚埃波罗(ELPRO)公司的RTU可提供交流供电、直流供电、太阳能电池供电、蓄电池供电、24VDC环形供电等多种方式。

(四)通讯

通讯一般分为有线和无线两大类,有线方式采用各个公司专用网络或符合国际标准的现场总线网络通讯,无线方式称则采用远程拨号通讯、无线电台、卫星通讯、专线通讯、GSM/GPRS通讯。

英国施伦伯杰公司IMP远程测控终端通过S-网络相连,S-网络是一根总长可达1000m的专用双芯双绞屏蔽电缆,其通讯波特率为163k,每秒可完成1000个通道的扫描。与主计算机的连接是通过S-网络适配器,主机数只能是一台。

南京工程兵学院893-IDCB远程测控终端通过893-网络相连,893-网络是一根总长可达1200m的普通双芯双绞屏蔽电缆,其通讯波特率为187.5k,每秒可完成1600个通道的扫描。与计算机的连接是通过893-网络适配器,为多主机系统,主机数最多为31台。

北京安控科技发展有限公司的SuperE在通讯方面则灵活得多,它采用标准的通讯协议和多种通讯方式进行通讯,可提供两路对外通讯接口。例如可采用以下通讯方式:RS232、RS485、无线电台、远程拨号通讯、卫星通讯、专线通讯。通讯距离RS232为16m、RS485为1200m、无线电台为数10km、专线通讯也超过10km。用户可根据使用环境从多种通讯方式种中进行选择或组合。它还支持标准的MODBUS RTU/ASCII通讯协议,也可以自定义通讯协议。

(五)系统功能

英国施伦伯杰公司IMP只能构成单一功能的数据采集系统,不能进行PID回路控制和逻辑控制。

南京工程兵学院893-IDCB因其品种中有智能调节器,所以它可以构成带PID回路控制的数据采集与控制系统,但这种PID回路控制不应该是太复杂的。

北京安控科技发展有限公司的SuperE的软件中包括逻辑梯级图程序和C程序,逻辑梯级图程序可完成一般的计算、逻辑控制、PID回路控制等功能;C程序可完成复杂的计算、逻辑控制、PID回路控制等功能,所以它可以构成带逻辑控制、PID回路控制的数据采集与控制系统,这样的系统通常也可以称之为PLC或DCS系统。

(六)软件

英国施伦伯杰公司IMP仅提供驱动程序、基于Windows的组态软件包等少数软件。

南京工程兵学院893-IDCB仅提供网络驱动程序、网络演示调试程序及与多种工控软件的接口程序等软件。

北京安控科技发展有限公司的SuperE采用的是多任务系统,其内部程序包括:监控程序、逻辑梯级图程序、C程序、屏幕组态程序等4部分。监控程序控制整个系统的运行,完成数据的采集、存储、通讯等工作;逻辑梯级图程序可完成一般的计算、逻辑控制、PID调节等功能;C程序可完成复杂的计算、逻辑控制、PID调节等功能,也可实现自定义的通讯协议;屏幕组态程序完成屏幕画面的组态显示。SuperE还可提供多种气体流量算法和专用监测、控制软件包,如污水处理、水源井控制、抽油机控制、油气计量专用软件包,用户也可以进行二次开发。

包容的钢笔
调皮的小蚂蚁
2025-08-16 14:17:54

PLC的主要功能与作用:

1、用于顺序控制:

顺序控制是根占有关输进开关量确当前与历史的状况,产生所要求的开关量输出,以使系统能按一定顺序工作。这是系统工作最基本的控制。也是离散生产过程最常用的控制。

2、用于过程控制:

过程控制要用到模拟量。模拟量一般是指连续变化的量,如电流、电压、温度、压力等物理量。过程控制的目的就是,根占有关模拟量确当前与历史的输进状况,产生所要求的开关量、或模拟量输出,以使系统工作参数能按一定要求工作。是连续生产过程最常用的控制。

扩展资料:

当扫描用户程序结束后,可编程逻辑控制器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。这时,才是可编程逻辑控制器的真正输出。

PLC工作过程的特点如下:

①PLC采用集中采样、集中输出的工作方式,这种方式减少了外界干扰的影响。

②PLC的工作过程是循环扫描的过程,循环扫描时间的长短取决于指令执行速度、用户程序的长度等因素。

③输出对输入的影响有滞后现象。PLC采用集中采样、集中输出的工作方式,当采样阶段结束后,输入状态的变化将要等到下一个采样周期才能被接收,因此这个滞后时间的长短又主要取决于循环周期的长短。此外,影响滞后时间的因素还有输入滤波时间、输出电路的滞后时间等。

④输出映像寄存器的内容取决于用户程序扫描执行的结果。

⑤输出锁存器的内容由上一次输出刷新期间输出映像寄存器中的数据决定。

⑥PLC当前实际的输出状态有输出锁存器的内容决定。

参考资料来源:百度百科——可编程逻辑控制器

标致的洋葱
淡然的小懒虫
2025-08-16 14:17:54

PLC即可编程逻辑控制器,它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,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。

拓展资料

基本结构

可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的计算机,其硬件结构基本上与微型计算机相同,基本构成为:

一、电源

可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的,因此,可编程逻辑控制器的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内,可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去

二、中央处理单元(CPU)

中央处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制中枢。它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态,并能诊断用户程序中的语法错误。当可编程逻辑控制器投入运行时,首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据,并分别存入I/O映象区,然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序,经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后,最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置,如此循环运行,直到停止运行。

为了进一步提高可编程逻辑控制器的可靠性,对大型可编程逻辑控制器还采用双CPU构成冗余系统,或采用三CPU的表决式系统。这样,即使某个CPU出现故障,整个系统仍能正常运行。

三、存储器

存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。

存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。

四、输入输出接口电路

1.现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路,作用是可编程逻辑控制器与现场控制的接口界面的输入通道。

2.现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成,作用可编程逻辑控制器通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。

五、功能模块

如计数、定位等功能模块。