上海西门子PLC模块交换机供应商
  • 上海西门子PLC模块交换机供应商
  • 上海西门子PLC模块交换机供应商
  • 上海西门子PLC模块交换机供应商

产品描述

产品规格模块式包装说明全新

上海西门子PLC模块交换机供应商

本文以实现粮油工业榨油厂自动控制为目的。在GE Fanuc自动控制技术平台上进行了系列90-70 PLC及CIMPLICITY程序的开发,其在于PLC程序和上位机程序所用的中间变量有Excel表的宏程序自动生成后,导入编程软件Proficy Logic Developer – Machine Edition和组态软件Proficy HMI/SA - CIMPLICITY中,这样在节省了大量的建立变量的时间的同时也是得建立变量时的错误率降低了很多。同时在PLC程序和上位机程序编制过程中运用了面向对象的编程方式,使同类设备程序开发过程方便很多,节省50%的开发时间,上位机程序开发过程中运用了大量的脚本程序,同时也用到了“类”,比单纯的组态功能加强大方便,且方便用户使用。
本文从榨油厂工艺开始,结合实际施工情况对其工艺过程进行了详细的分析及描述,并在熟悉工艺图的基础上,完成了对所需设备的统计,根据系统的特点选择了GE Fanuc自动化解决方案。其是同类型的设备量很大,所以程序量也很大,如果按普通的编程方式,将会浪费大量的时间在变量的建立以及结构相同的程序上。所以在这里我用带有宏程序Excel表解决了快速变量建立的问题,“类”的应用解决了结构相同的程序的问题。其难点是VB脚本的开发和带有宏程序Excel表的开发。后本系统现场调试成功,且长时间运行稳定,PLC程序和上位机程序可读性、可维护性、可移植性也相应的增强。

关键词PLC;调用子程序;类;上位机;组态; SA
引言 益海集团是由新加坡丰益集团和世界企业——美国ADM公司控股, 旨在全力打造大型综合粮油加工企业,前期成功运作了“福临门和鲁花”两大食用油,目前益海集团已在国内直接控股工厂和贸易公司35家,并参股鲁花等多家国内粮油加工企业,工厂遍布河北、山东、江苏、福建、广东、广西、四川、湖北、湖南、新疆、宁夏、黑龙江等地区,贸易公司及办事处覆盖除西藏和港、澳、台地区外的全国各省。拥有“口福”、“丰苑”、“益海”及“莎妮雅”四大,蛋白和油脂两大产品系列,包括小包装等各类精炼食用油、大豆蛋白、起酥油、人造奶油、脂肪酸以及磷脂等60多个品种的产品,是国内实力的油脂、油料加工企业集团。其榨油技术是由美国ADM公司提供的,以前ADM公司旗下榨油厂的控制部分大都是由荷兰imtech公司所设计,所以在这里我也借鉴了这些成功的案例,沿用了imtech开发的部分PLC程序和上位机程序。整个PLC程序和上位及程序的开发过程在以后几章我们将会详细的讨论。我向大家介绍一下榨油工艺。在榨油系统,主要分为两个车间:一、预榨车间,榨油前对大豆的预处理;二、浸出车间,用溶剂浸出大豆中的油脂成份。
工艺
预榨:
顾名思义就是榨油前对大豆的预先处理,在各个环节对大豆处理的程度对后续工序起着至关重要的意义,主要是对加热温度、湿度的控制以及对压胚质量的控制,在此过程中用到了大量的PID算法,以及其他对模拟量处理的算法,所以对PLC的浮点运算能力要求很高。
用一个直观的图表来描述预榨车间的概况。

预榨工艺
浸出:
,由预榨车间过来的白豆片浸入出器,用浸出溶剂正乙二氨将大豆中的油脂浸出,由浸出器出来的物质分成两种形态,一种是液体,一种是固体。
其中液体是正乙二氨和油的混合物,这些混合物进入蒸发塔进行三次蒸发,这样便把正乙二氨从油脂中分离出来了。
而固体则是混有正乙二氨的大豆蛋白,这些大豆蛋白经过低温脱融或是高温脱融后便成了蛋白含量大约50%的食用蛋白。这则是根据客户的要求来进行处理,如果需要高含量的蛋白,则需要到SPC(酒精浸出)车间进一步加工。
用一个直观的图表来描述浸出车间的概况。

浸出工艺
GE Fanuc的解决方案
由于在整个大豆加工过程中用到了大量的模拟量调节、浮点计算等。我们在比较了Quantum, SLC, SIMATIC S7-400系列,GE Fanuc系列90-70 PLC后,综合考虑到硬件性能及网络和软件方面的功能后,终选定系列90-70 PLC和Proficy Logic Developer-Machine Edition编程软件、Proficy HMI/SA-CIMPLICITY组态软件。我简要讲述以下选择她的理由。
硬件方面:
(1) 结构紧凑单槽的CPU模块,在CPU模块中有两个主要的处理器。一个是inbbb微处理器用于处理一些模拟量或特殊功能控制。另一个是布尔运算协处理器用于执行高速的开关量控制。(在我们的整个系统中用到了大量的PID调节)
(2) 系统机架采用标准的VME总线结构。可安装过300家的三厂VME标准模块。(我们要与Mettler-toledo的大豆称通讯)
(3) 系列90-70PLC I/O容量大为12288点,模拟量8192点。
(4) CPU内存从512K子节到6M字节。
(5) 具有高密度(32点)的AC/DC输入/输出模块。
(6) 简易的模块卡子,可防止促无安装模块。
(7) 具有标准的硬件方式。可响应开关量或模拟量中断输入。可处理64个事故中断和16个时间中断。
(8) 和方便的系统和模块自诊功能,且易故障排除。
(10)在CPU模块内部有电池支持内部时钟和日历。
(11)具有Genius分布式I/O模块子系统和Field Conrol系统配置。(处控制室外,在现场有按钮柜方便的用到了Genius分布式I/O模块子系统)

软件方面:
(1)为了解决本系统中大量同类型的设备,程序量也很大的状况,如果按普通的编程方式,将会浪费大量的时间在变量的建立以及结构相同的程序上,用的Proficy Logic Developer-Machine Edition (简称ME)采用结构化的编程方式,同时中间变量由Excel宏程序自动生成后导入PLC编程软件中,这样为我节省了大量的时间。
(2)Proficy HMI/SA-CIMPLICITY作为上位机程序的开发工具,其功能本人认为西门子的WinCC相似,但是Proficy HMI/SA-CIMPLICITY有它加强大的VB脚本系统,他为“类”的开发奠定了坚固的基础,它是灵活的可伸缩的,可以适合单位的人机界面到网络化的监督控制和数据采集系统。在产品的各层次上都具有互联的功能,这是我们能够获得各个层次的集成而不需要在一个网络中进行重复组态。Proficy HMI/SA-CIMPLICITY是由服务器和浏览站组成的基于客户服务器体系结构的系统,服务器负责数据的采集和分配,浏览站可对采集到的数据进行访问以便观察和控制。服务器和浏览站可以很得通过网络连接在一起的共享数据甚至都不需要从一个点到另一个点复制你的点数据库,例如,数据点只需要组态一次而且只需要在服务器商进行一次组态。屏幕画面也只需在网路中的一个位置上进行开发和储存,而网络上的其它的Proficy HMI/SA-CIMPLICITY显示系统都可以对他访问。
PLC硬件电路设计

通讯接口设计
GE Fanuc 90-70系列PLC提供了多种接口,本系统用到了四种通讯接口:
(1) 串行接口,用于PLC从计算机次下载程序。
(2) 以太网接口,用于PLC和上位机之间通讯(为了提高通讯速度中间用光缆通讯),PLC和PLC之间通讯,PLC和计算机之间通讯,以及PLC和INTERNET之间通讯。
(3) Genius总线接口,用于PLC和遥控I/O和按钮柜之间通讯。
(4) BUS总线,用于机架和机架之间通讯。


  随着制造业飞速发展,以及测控技术在压铸工艺上所的显著成果,人们对如何实时检测和控制压铸工艺参数越来越重视。当前,国内外压铸机测控正在实现从传统可编程控制器(PLC)到工控机的技术进化。近两三年,国内辽宁工程技术大学、上海二工业大学等单位先后开发出了基于bbbbbbs界面的压铸机测控系统,并分别在阜新压铸机厂、上海压铸机厂到了实际应用。

    产品研究概要
    上海二工业大学刘正国等人基于bbbbbbs图形界面开发的压铸机测控系统主要功能:(1)能提供手动和自动两种工作方式,手动方式主要用于调整机器,自动方式用于批量生产压铸件;(2)实时检测和显示压射过程中的压力、位移和速度曲线;(3)能直接通过工控机对合型、压射、开型等12种工艺状况的输入功能和输出功能进行设置,以适应现场工艺调整之需要;(4)能对模具参数和程序选项、工艺时间等压铸参数进行设定,通过参数调整从而提高产品的品质;(5)通过输入状态、输出状态和动态模拟3个模块,能分别以表格和图形方式显示压铸机各输入输出接口的实时状态;(6)能随时打开保存的历史数据,通过缩放、平移、时间标尺等工具对压力、位移和速度曲线进行分析并打印输出;(7)能将所有产品的重要数据以表格汇总,并分别用红黄两色显示出设定值10%和设定值10%的产品数据供工艺员分析。从节约能源的角度出发,在手动方式下,软件中采用了延时卸荷。当系统压力达到设定值,程序将执行以下的任务:(1)判断是否某动作已完成,如已完成则延时1s后停止高、低压泵的工作;(2)如由于硬件故障,导致无法获得动作的结束信号时,程序将在设定的延时卸荷时间后自动停止高、低压泵的工作,使用者可以通过软件设置该延时卸荷时间。

    辽宁工程技术大学结合J11280型卧式冷室压铸机,研究了基于bbbbbbs界面的压铸机电气控制系统。采用虚拟设备驱动程序技术解决了压铸机控制中的实时性和设备相关性问题。主要性能:①能够完成调整、联动两种工作机制;②过程和工作参数具有实时动态可调性和可选性;③控制算法,实现模糊神经网络PID控制策略,增强系统的鲁棒性和控制精度;④实时故障诊断和处理;⑤对各行程开关、按钮、继电器等状态实时监控和显示;⑥实时合型力、压射速度和油压,实时曲线显示、保存和打印。合型力检测的采样周期为0.5ms,油压检测的采样周期为5ms。在阜新压铸机厂J11280型卧式冷室压铸机上初步调试通过。
    德国富来公司压铸机控制系统DATADIALOG是FRECH公司新研制的多处理器控制系统。系统硬件是专门为压铸机而研制的,采用非集中化的硬件结构设计、数据总线结构,以及通过光缆传递数据来避免电磁信号的干扰。软件部分特点:①显示机器参数(时间、位移等)且能够在计算机上用图形显示;②显示机器运行参数(压射曲线、出和合模过程的速度曲线)设定值与实际值的比较,并提供参考曲线和误差范围;③各种语言的选择及切换;④提供生产过程监控(质量统计表)并附带有偏差监控;⑤实时显示机器信息(警告、故障、状态、错误)并提供服务和检修的提示;⑥压射参数的计算程序大大简化了机器参数的设定;⑦对不同级别操作人员采用密码保护。除了能够在生产过程中提供给用户及时的参考信息,还具备有远程诊断的功能:⑴通过电话线进行故障诊断;⑵软件可实现远程新;⑶压铸过程优化,质量控制有效。
    捷克Bruntal开发的RSE 10压铸机控制系统包括压铸工艺的技术评估、工艺报告处理、金属加料系统控制和数据采集系统相互连接。可以提供技术工艺(压力、活塞轨道和速度等)的实时图表显示,优化压铸工艺;包含集中数据库,自动采集的数据通过通讯网络与PC互传;还包括完整的诊断功能,提供次品件的统计监测。
    加拿大Windsor大学研制了基于PC的数据攫取和控制系统(DACS)用于压铸温度控制,该系统有三个温度信号输入通道和一个水流速信号输入通道、一个水泵输出通道,能够显示曲线和数值。
    两则分析
    2002年柯有权申请的中国实用新型“压铸机智能控制装置”包括触摸屏、可编程控制器、数模转换器、比例放大板、操作开关,数模转换器的输入端与可编程控制器输出端,可编程控制器的输入端与触摸屏的输出端相连。触摸屏进行机器运行情况及故障报警显示,体现出控制装置的智能化。
    1997年日本TOSHIBA MACHINE CO LTD申请的美国US6082435揭示的压铸控制系统以和快的新方式实时控制压铸产品质量,包括:测量数据的读取和累积、测量值显示及其与优良产品指标的比较,并具有存储和新优良产品数据的功能。
    技术要点小结
    压铸件的品质与压铸过程中的诸多工艺参数直接有关,如压铸机的合型力、压射力、压射速度、增压时间。过去只凭经验和用定性而无定量的工艺分析方法,已不适应市场的要求。近几年开发的基于bbbbbbs图形界面的压铸机测控系统,能实时测出压铸机压射过程中的参数变化和锁模力的大小,为提高压铸件的品质提供保,具有广阔的应用前景。国外德国富来、日本等大公司开发的压铸机测控系统,与国内同类产品相比,除了具有相关工艺测控功能外,以远程控制、工艺参数自诊断和过程优化等方面见长。
分析了电磁干扰及其对PLC控制系统干扰的机制,指出在工程应用时综合考虑控制系统的抗干扰性能,并结合工程提出了几种有效的抗干扰措施。
1 概述
随着科学技术的发展,PLC在工业控制中的应用越来越广泛。PLC控制系统的性直接影响到工业企业的生产和经济运行,系统的抗干扰能力是关系到整个系统运行的关键。自动化系统中所使用的各种类型PLC,有的是集中安装在控制室,有的是安装在生产现场和各电机设备上,它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高PLC控制系统性,一方面要求PLC生产厂家用提高设备的抗干扰能力;另一方面,要求工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视,多方配合才能完善解决问题,有效地增强系统的抗干扰性能。
2 电磁干扰源及对系统的干扰
2.1 干扰源及干扰一般分类
影响PLC控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备的干扰源一样,大都产生在电流或电压剧烈变化的部位,这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源,即干扰源。
干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中:按噪声产生的原因不同,分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等;按噪声的波形、性质不同,分为持续噪声、偶发噪声等;按噪声干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地的电位差,主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压迭加所形成。共模电压有时较大,特别是采用隔离性能差的配电器供电室,变送器输出信号的共模电压普遍较高,有的可高达130V以上。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(这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因),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,这种让直接叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。
2.2 PLC控制系统中电磁干扰的主要来源
2.2.1 来自空间的辐射干干扰
空间的辐射电磁场(EMI)主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的,通常称为辐射干扰,其分布为复杂。若PLC系统置于所射频场内,就回收到辐射干扰,其影响主要通过两条路径:一是直接对PLC内部的辐射,由电路感应产生干扰;而是对PLC通信内网络的辐射,由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小,特别是频率有关,一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。
2.2.2 来自系统外引线的干扰
主要通过电源和信号线引入,通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重。
(1)来自电源的干扰
实践证明,因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多,笔者在某工程调试中遇到过,后换隔离性能高的PLC电源,问题才得到解决。
PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广,它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化,入开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等,都通过输电线路传到电源原边。PLC电源通常采用隔离电源,但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。实际上,由于分布参数特别是分布电容的存在,隔离是不可能的。
(2)来自信号线引入的干扰
与PLC控制系统连接的各类信号传输线,除了传输有效的各类信息之外,总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径:一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰,这往往被忽视;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰,这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低,严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统,还将导致信号间互相干扰,引起共地系统总线回流,造成逻辑数据变化、误动和死机。PLC控制系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏数相当严重,由此引起系统故障的情况也很多。
(3)来自接地系统混乱时的干扰
接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效手段之一。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。
PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层一点接地,如果电缆屏蔽层两端A、B都接地,就存在地电位差,有电流流过屏蔽层,当发生异常状态如雷击时,地线电流将大。
此外,屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内有会出现感应电流,通过屏蔽层与芯线之间的耦合,干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱,所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布,影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低,逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮,造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降,引起对信号测控的严重失真和误动作。
2.2.3 来自PLC系统内部的干扰
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。这都属于PLC制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容,比较复杂,作为应用部门是无法改变,可不多考虑,但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。
3 PLC控制系统工程应用的抗干扰设计
为了保证系统在工业电磁环境中免受或减少内外电磁干扰,从设计阶段开始便采取三个方面抑制措施:抑制干扰源;切断或衰减电磁干扰的传播途径;提高装置和系统的抗干扰能力。这三点就是抑制电磁干扰的基本原则。
PLC控制系统的抗干扰是一个系统工程,要求制造单位设计生产出具有较强抗干扰能力的产品,且有赖于使用部门在工程设计、安装施工和运行维护中予以考虑,并结合具有情况进行综合设计,才能保证系统的电磁兼容性和运行性。进行具体工程的抗干扰设计时,应主要以下两个方面。
3.1 设备选型
在选择设备时,要选择有较高抗干扰能力的产品,其包括了电磁兼容性(EMC),尤其是抗外部干扰能力,如采用浮地技术、隔离性能好的PLC系统;其次还应了解生产厂给出的抗干扰指标,如共模拟制比、差模拟制比,耐压能力、允许在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作;另外是靠考查其在类似工作中的应用实绩。 在选择国外进口产品要注意:我国是采用220V高内阻电网制式,而欧美地区是110V低内阻电网。由于我国电网内阻大,零点电位漂移大,地电位变化大,工业企业现场的电磁干扰至少要比欧美地区高4倍以上,对系统抗干扰性能要求高,在国外能正常工作的PLC产品在国内工业就不一定能运行,这就要在采用国外产品时,按我国的标准(GB/T13926)合理选择。
3.2 综合抗干扰设计
主要考虑来自系统外部的几种如果抑制措施。主要内容包括:对PLC系统及外引线进行屏蔽以防空间辐射电磁干扰;对外引线进行隔离、滤波,特别是原理动力电缆,分层布置,以防通过外引线引入传导电磁干扰;正确设计接地点和接地装置,完善接地系统。另外还利用软件手段,进一步提高系统的性。
4 主要抗干扰措施
4.1 采用性能优良的电源,抑制电网引入的干扰
在PLC控制系统中,电源占有重要的地位。电网干扰串入PLC控制系统主要通过PLC系统的供电电源(如CPU 电源、I/O电源等)、变送器供电电源和与PLC系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。现在,对于PLC系统供电的电源,一般都采用隔离性能较好电源,而对于变送器供电的电源和PLC系统有直接电气连接的仪表的供电电源,并没受到足够的重视,虽然采取了一定的隔离措施,但普遍还不够,主要是使用的隔离变压器分布参数大,抑制干扰能力差,经电源耦合而串入共模干扰、差模干扰。所以,对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、抑制带大(如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术)的配电器,以减少PLC系统的干扰。
此外,位保证电网馈点不中断,可采用在线式不间断供电电源(UPS)供电,提高供电的性。并且UPS还具有较强的干扰隔离性能,是一种PLC控制系统的理想电源。
4.2 电缆选择的敖设
为了减少动力电缆辐射电磁干扰,尤其是变频装置馈电电缆。笔者在某工程中,采用了铜带铠装屏蔽电力电缆,从而降低了动力线生产的电磁干扰,该工程投产后了满意的效果。
不同类型的信号分别由不同电缆传输,信号电缆应按传输信号种类分层敖设,严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号,避免信号线与动力电缆靠行敖设,以减少电磁干扰。
4.3 硬件滤波及软件抗如果措施
信号在接入计算机前,在信号线与地间并接电容,以减少共模干扰;在信号两间加装滤波器可减少差模干扰。
由于电磁干扰的复杂性,要根本迎接干扰影响是不可能的,因此在PLC控制系统的软件设计和组态时,还应在软件方面进行抗干扰处理,进一步提高系统的性。常用的一些措施:数字滤波和工频整形采样,可有效周期性干扰;定时校正参考点电位,并采用动态零点,可有效防止电位漂移;采用信息冗余技术,设计相应的软件标志位;采用间接跳转,设置软件陷阱等提高软件结构性。
4.4 正确选择接地点,完善接地系统
接地的目的通常有两个,其一为了,其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。
系统接地方式有:浮地方式、直接接地方式和电容接地三种方式。对PLC控制系统而言,它属高速低电平控制装置,应采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响,装置之间的信号交换频率一般都1MHz,所以PLC控制系统接地线采用一点接地和串联一点接地方式。集中布置的PLC系统适于并联一点接地方式,各装置的柜体接地点以单的接地线引向接地。如果装置间距较大,应采用串联一点接地方式。用一根大截面铜母线(或绝缘电缆)连接各装置的柜体接地点,然后将接地母线直接连接接地。接地线采用截面大于22mm2的铜导线,总母线使用截面大于60mm2的铜排。接地的接地电阻小于2Ω,接地埋在距建筑物10 ~ 15m远处,而且PLC系统接地点与强电设备接地点相距10m以上。
信号源接地时,屏蔽层应在信号侧接地;不接地时,应在PLC侧接地;信号线中间有接头时,屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理,一定要避免多点接地;多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏电缆连接时,各屏蔽层应相互连接好,并经绝缘处理。选择适当的接地处单点接点。
5 结束语
PLC控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题,因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素,合理有效地抑制抗干扰,对有些干扰情况还需做具体分析,采取对症的方法,才能够使PLC控制系统正常工作


20220222173907301904.jpg202202221739073176584.jpg202202221739072455394.jpg

引言:
    PLC(Programmable Logic Controller)是将微机技术与继电器常规控制方式相融合,以微处理器为,专为工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子学系统。自从1969年台PLC面世以来,其产品不断新换代,性能逐渐提高,控制领域也进一步扩大。PLC的高性到目前为止没有任何一种工业控制设备可以达到,PLC对环境的要求较低,与其它装置的外部连线和电平转换少,可直接接各种不同类型的接触器或电磁阀等。
    PLC的工作过程一般可分为输入采样,程序执行和输出刷新三个主要阶段。PLC按顺序采样所有输入信号并读入到输入映像寄存器中存储,在PLC执行程序时被使用,通过对当前输入输出映像寄存器中的数据进行运算﹑处理,再将其写入输出映像寄存器中保存,当PLC刷新输出锁存器时被用作驱动用户设备,至此完成一个扫描周期。PLC的扫描周期一般在100毫秒以内。
    PLC采用模块化设计,其运行程序也可如此。PLC程序的易修改性、性、通用性、易扩展性、易维护性可和计算机程序相,再加上其体积小、重量轻,安装调试方便,使其设计加工周期大为缩短,维修也方便,还可重用。我们选用了SIEMENS的S7-300型可编程控制器,主控模块为CPU314,其系统框图如图(1)所示。从图(1)中可以看出,需参与控制的对象有高频发生器,电子的灯丝电流,扫描幅度等;此外,还有输出能量调节,束流调节和各种连锁信号,总共有60路开关量和14路模拟量,它们分别由各自的传感器产生并被连接至PLC输入接口电路板。
PLC控制过程的人机界面简介
    地那米的控制主要有开机﹑关机和换件过程,以及各种模拟量的处理过程;我们选用的人机界面软件为SIEMENS的PROTOOL/PRO V5.22版本。根据控制过程的要求,地那米的控制界面主要分为登录画面﹑主控画面﹑开机画面﹑关机画面和菜单画面。
    登录画面主要是完成操作人员的确认,只有正确输入用户名和密码的人方可操作。开机和关机界面的主要功能是提供给使用者正确的操作步骤,用醒目的标记显示当前的操作对象以及相关提示。主控界面用于显示当前系统的工作状态,如图(3)所示,包括输出能量和束流的大小及其变化趋势图,各主要工作部件的运行参数值,各主要接触器或电磁阀的工作状态等;主控界面还可显示出现故障的部件及其类别。换件画面只是为了在辐照物件时,中途停下来换物件之用。菜单画面中包含有消息(故障消息和报警消息)查看,运行参数的历史趋势图,打印消息,步进马达测试等辅助功能。
    地那米的PLC控制流程如图(4)所示。程序设计采用结构化编程和分部编程相结合的方法进行,可简化程序,方便调试,编程语言为SIEMENS PLC销售商提供的编程软件STEP7 V5.12运行版。编程时注意以下几个方面:
1. PLC控制输出的终执行元件为接触器或电磁阀,在控制其开或关的过程中,留有足够的动作时间,以便其地接通或断开。如在束挡板的开关过程中,由于其采用气动控制,需给出至少2秒的动作时间。
2. 各部件之间的连锁关系,任一部件出现故障终都导致高频封锁,因此,可用输出信号及其回馈触点信号来判断是否有故障产生,至于是何部件故障,由其相应的传感器信号显示出来。
3. 扫描幅度随输出能量的变化,可采用查表方式进行,但扫描幅度不能为零,即使能量为零。
4. 除了束流大小的输出外,其余的模拟量输出都具有RAMP的功能,变化时间可调,以满足不同模拟量的需要。另外,各模拟量应有缺省值设定功能。
5. 正常工作时,地那米要求输出束流在能量输出稳定以后进行;束流降为零后方可降低能量至零。
6. 束流大小的调节是由两只步进马达控制两只电位器实现的,分为粗﹑细调。正常开机时,先动作粗调,再调节细调电位器至所要求的束流大小;关机时,先退回细调电位器到底,再退粗调电位器。
   安装在山东曲阜电力电缆厂的地那米是台应用PLC进行控制的,现场调试结果令人满意。所有的控制电路经受住了打火的考验,实现了能量输出的稳定控制(其稳定度好于1%),各种基本控制得以顺利地实施,对提高和改善地那米的性能迈出了坚实的一步。但是,对地那米PLC控制需改进的方面还很多,如束流输出稳定加PID调节功能,地那米运行的自动控制,地那米的远程监控或故障诊断等等。


http://zhangqueena.b2b168.com

产品推荐