6ES7223-1BM22-0XA8库存优势

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PLC在铁道信号微机监测系统中的应用

（2） 下位机（采集机）

依照程序或上位机发出的命令，向采集电路发出相应的控制信号，对电路送至采集口的信号进行，对采集的数据进行相应的综合，并将所采集的数据整理后存入相应的数据缓冲区，完成与上位机数据通讯。根据本站需求，本系统采用omroncs1系列plc作为数据采集机;

（3） 上位机（监测机）

·通讯管理：上、下位机之间各种类型数据通讯的管理;

·数据管理：对采集的各类数据建立数据库，各种参数、图表、曲线的绘制，以及显示、查询和打印各种报警信息。

本系统中，利用dephi语言编写上位机程序，实现通讯管理和数据管理。

3.2 系统实现的几个关键问题

从系统的需求分析可以看出，铁道信号微机监测系统需要采集的数据量大，对可靠性和安全性很高，而且需要系统在方式下运作，如何合理配置，使资源得到有效利用是设计重点和难点，下面阐述几个关键问题的解决方法。

（1） 系统采集方式的选择

铁路系统中，由于监测的信息点多，且各种被监测量要求的采集周期不同，如开关量要求的采集周期为250ms，轨道电压的采集周期为2min，如果采用常规的点对点采集，会大大增加系统成本，所以系统采用分类集中的信号采集方式，将同类信号集中并作相应的保护，经过切换，利用一个a/d口输入。另外，由于本系统是用于广深铁路线上，地处南方多雷击地区，而且电气化的高速铁路本身会产生高达几万伏的冲击电压，因此监测系统必须保证有很强的抗干扰性。系统采用欧姆龙公司的cs1系列plc作为采集机，同时，对所有被采集的信号都作了隔离和保护。

PLC在铁道信号微机监测系统中的应用

1 引言

随着国民经济的快速发展，高速列车大大提高了交通运输效率，同时也增加了对安全性的要求，如何在列车高速运行的情况下保证铁路设备的安全问题也变得越发重要。以原有的人工**体制保证设备的安全，不仅费时费力，而且难以适应发展后的铁路系统的各种客观需要。根据以往我们开发工业监控系统的经验，结合铁路系统的特点，开发了适合铁路系统的微机监测系统，利用其采集大量信号，通过这些信号可以了解设备的运行状况并分析故障产生原因，它在保证铁路列车安全运行、及时发现故障、分析故障及保证铁路维修体制改革实现状态修方面发挥了不可缺少的作用。利用plc作为微机监测系统的数据采集机可以保其高可靠性要求。

2 需求分析

铁路系统关系到人民生命财产的安全，所以铁道信号微机监测系统必须具备以下特点：

（1） 高可靠性

监测系统在寿命期限内能在恶劣条件下平稳可靠运行，将故障率降至较低;

（2） 抗干扰性强

微机监测系统是暴露在铁路沿线运行的，所处的环境相对恶劣，为了提高数据采集和的可靠性，避免发生错误报警，系统必须具有较强的抗干扰性;

（3） 可扩展性与可维护性

与铁路系统的扩建相对应，监测系统应该易于扩展和维护;

（4） 高性价比

完成状态检修的微机监测系统作为列车的辅助设备，不应投入太多资金，应该在下操作。

根据系统要求的高可靠性和强抗干扰性，选用plc作为系统的采集机。系统实现要解决的关键问题就是plc的资源较少，我们必须经过合理分配，有效利用有限的资源。

以广深铁路线某站为例，需要采集1024个开关量，128路轨道电压，6路外供电压，40路转辙机电流，768路电缆绝缘值，50路电源屏电压。设计铁道信号微机监测系统时，必须根据铁路系统运行特点和要求，采取一些特殊的技术和方法，建立适用的全面反映铁路系统及设备的宏观运行状态的系统，更有效的管理整个铁路系统的运行。

3 系统构成

3.1 系统总体结构

总体上看，本论文所要介绍的gswj型铁道信号微机监测系统结构可分为三部分：即采集电路—前置部分;下位机—采集机;上位机—监测机三个部分。各部分的作用分析如下：

（1） 采集电路

·对所有被监测量实现保护、隔离，将隔离后的信号转换为标准电压或电流信号;

·下位机（采集机）的控制下，将所有代表被监测参数的标准电压或电流信号，分类依次送至plc相应的数据采集口。

PLC在工业锅炉自动控制中的应用

3 plc控制系统结构

3.1 plc控制系统的组成

plc控制的结构如图5所示。控制设备选用德国si-emens公司的plc系列可编程序控制器。系统配有一台上位机和一台下位机。通过数据通讯网络，彼此相连。下位机的cpu模板采用plc simatic s7可编程控制器，上位机采用闽台研华公司的工业控制机ipc。

系统配置的软件有s7-400编程软件和simatic wincc全面开放的新一代人机界面软件。step7-400用于plc的编程、调试和生成各种程序文档，simatic wincc用于实现人机接口功能。

锅炉控制系统由锅炉本体，一次仪表、微机、手/自动切换操作器、执行机构及阀、滑差电机等部分组成，一次仪表将锅炉的温度、压力，流量，氧量，转速等热工参数转换成电压、电流或电阻值输入plc。手/自动切换操作部分：手动时由操作人员手动控制，用操作器控制滑差电机及阀等，自动时由plc发出控制信号经执行部分进行自动操作。plc对整个锅炉的运行进行监测、报警、控制，以保锅炉正常可靠地运行。

除此以外为保证锅炉运行的安全，在进行plc系统设计时，对锅炉水位、锅炉汽包压力等重要参数应设置常规仪表及常规报置，以保水位和汽包压力有双重甚至三重报置，这是的，以免锅炉发生重大事故。

3.2 燃烧过程的模式识别与智能控制

燃烧过程的模式识别与智能控制结构图如图6所示：

这里给定量为给煤量、送风量、引风量等;被控量为蒸汽温度、蒸汽压力、烟气含氧量、炉膛压力蒸汽流量等。

本系统设计了一个*控制器。

（1） *控制器的基础是知识库

*控制器由经验数据库和学习与适应装置组成。图6所示的为工业锅炉燃烧*控制器的结构框图。图6中知识库用于存入有关工业锅炉燃烧过程控制的*知识，包括有经验的锅炉操作人员和控制工程师手动操作调整的综合经验与判断能力。其中经验数据库主要存储经验和事实数据，学习与适应装置的功能是根据在线运行获取的信息补充或知识库的内容，对锅炉热效率进行自学习寻优。锅炉*控制器在某一工况下，可以通过改变鼓风量，搜索到锅炉燃烧热效率的较高点，按此时的较佳风煤比设定鼓风量、抛煤机转速和炉排转速并把这些数据补充到知识库中，从而可以实现锅炉的节能经济运行并改善系统的动态特性。

（2） 建立知识库

建立知识库的主要工作是如何表达已获取的知识。*控制器的知识库用产生式规则建立，其中每条规则都可以独立地增删修改，使知识库的内容便于更新。控制规则集是被控过程的各种控制模式和经验的归纳和总结，当规则条数不多，搜索空间很小时，推理机构可以采用向前推理方法，逐次判断各规则的条件，满足则执行，否则继续搜索。

（3） 特征识别与信息处理

这部分的作用是实现对信息的提取加工，为控制决策和学习适应提供依据。它包括抽取动态过程的特征信息、识别系统的特征状态，并对特征信息作必要的加工。在锅炉*控制器中，通过主蒸汽流量和压力的测量值及计算一段时间内的累加值，就可以判断蒸汽负荷的增减，通过炉膛温度的测量值及增量和累加值，就可以判断锅炉的燃烧状况，从而为下一步控制决策提供依据。

利用上述方法，在负荷波动较大时搜索较高炉温。在负荷平稳时搜索较佳风煤比以获得较高的锅炉效率。此外还可采用分层递阶智能控制算法。

4 结束语

经过对武钢能源总厂工业锅炉控制系统的反复调试与不断改进，生产过程的自动控制得以实现，生产效率明显提高，节能效果十分显著，取得了良好的经济效益和社会效益，受到了生产厂的一致**。该系统的设计思路及设计技巧对其它相似过程的控制也具有一定的借鉴作用。

实践证明，锅炉这种具有大惯性、纯滞后、非线性的多变量系统，各变量间相互耦合，干扰因素多，数学模型不易建立，某些参数难以检测，燃料发热值及压力频繁波动情况下，用常规方法不能进行有效控制，应用智能控制及模式识别技术，能够收到满意的控制效果。