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 PLC的种类非常多，可以根据控制要求及PLC的功能、I/O点数、存储容量，以及、维修方便、性价比高等因素加以综合考虑。对于一个企业，应尽量统一 PLC的机型，这样其外部设备通用，资源可共享，也易于联网通信，便于组成分布式控制系统。

    1．PLC的I/O点数选择

    首先要考虑控制要求，在这一前提下，还要兼顾价格及备用裕量。通常I/O点数是根据受控对象的输入、输出信号的实际需要，再加上10%--30%的备用量来确定的。

    2．PLC结构形式的选择

    对于整体结构式的PLC，其每一个I/O点的平均价格比模块式便宜，且体积相对较小，所以一般用于系统工艺过程较为固定的系统；而模块式PLC的功能扩展灵活方便，在I/O点数、I／0模块的种类等方面，选择余地大，维修时只需更换模块，同时故障判断也很方便，因此，模块式PLC -般用于较复杂的系统和工作环境较差的场合。

    3．PLC安装方式的选择

    PLC的安装方式可分为集中式、远程式和多台联网分布式。集中式不需要设置驱动远程I/O硬件，系统反应快、。大型系统经常采用远程I/O式，因为它们的装置分布范围很广。对于多台联网的分布式控制，采用多台设备分别独立控制且相互之间采用通信联系方式时，则要选择具有较强通信功能的小型机。

    4．PLC功能的选择

    PLC的功能主要有逻辑运算、算术运算、计时、计数、数据处理、PID运算和通信功能。对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，可以选用小型的且能配接A/D和D/A转换，具有加减算术运算、数据传送功能的PLC。对于控制系统较复杂，要求实现PID运算、闭环控制、通信联网等功能，可按控制规模的大小及复杂程度，选用中型或大型PLC。

1  引言 
                    
  　制动器是保摩托车安全行驶的重要部件，现代高速摩托车均采用盘式制动器。盘式制动器性能的好坏对摩托车的制动安全性起着至关重要的作用，因此，对摩托车盘式制动器性能的检测，是摩托车制动系检测系统中的重要组成部分。为了保摩托车盘式制动器的生产质量，提高摩托车盘式制动器的制动安全性能，必须对摩托车盘式制动器的性能进行精确的检测。由plc和上位机结合的检测系统，精度高且简单可靠。
            
2  制动器结构及工作原理
                    
盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面为工作表面的金属圆盘，即制动盘，并被固定在轮毂上。其固定元件是由二到四个工作面积不大的摩擦块与金属背板组成的制动块。这些制动块及其助动装置都装在横跨制动盘两侧夹钳的钳型支架中，总称为制动钳[1]。
                    
液压制动器是利用杠杆原理和帕斯卡定律，通过传递并增大操纵力对车轮产生制动转矩和摩擦元件间的摩擦阻力，将行驶中摩托车动能转化为摩擦热能，再依靠摩擦元件吸收并释放热量，达到减缓车速或停车的目的。对制动手柄施加外力后，使手柄油缸中的制动液产生压力并通过油管传送到制动钳一端的油缸活塞上，活塞推动摩擦片夹紧制动盘而使车轮产生制动[1]。由此可见，制动钳的钳口力决定着制动器的制动能力，而钳口力与手柄位移和手柄力有关。所以必须从三个方面对液压盘式制动器的性能进行测试，即钳口力、手柄位移和手柄力。

3  检测系统组成
                    
本测试系统主要由检测台体、plc、上位机三部分组成。

检测台体主要由检测台架、夹具、手柄力及钳口力传感器、手柄位移传感器、极限开关、电机、气缸等组成[3]，是检测系统的基础。
                    
上位机是整个控制系统的核心，其主要利用良好的图形用户界面，显示手柄力及钳口力的大小和手柄位移等参数和对应的曲线，并且向plc发出控制指令。
                    
plc是该系统的下位机，负责现场高速数据采集(控制手柄的位置)，实现逻辑、定时、计数、等功能，通过串行通讯口向上位机传送plc工作状态及有关数据，同时从上位机接受指令，向警报器、打印机等发出命令，实现上位机对控制系统的管理，提高了plc的控制能力和控制范围，使整个系统成为集散控制系统。 
                
当按下启动按钮后整个测试过程由plc控制自动进行，气动执行机构推动制动手柄进行模拟制动，同时手柄力及钳口力传感器、手柄位移传感器获得的检测模拟信号传输到plc的模拟模块，plc通过rs485/232接口与上位机通信，plc把传感器的模拟信号转换成数字信号传输到上位机，显示器别显示手柄力及钳口力的大小和手柄位移等参数和对应的曲线，当设定电机运行时间结束时电机停止且反转使气动执行机构复位，极限开关起限位保护作用，当气动执行机构推动手柄与极限开关接触时，电机自动停止，若有超出设定合格值，报警器会及时报警。

4  系统设计
                    
主控制器采用西门子plc，s7-300系列plc功能强大，采用模块化设计，有*处理单元(cpu)、各种信号模块(sm)、通信模块(cp)、功能模块(fm)、电源模块(ps)、接口模块(im)等，有多种规格的cpu可供选择。siemens s7-300，它是一种积木式结构，系统构成和扩展都十分方便[2]。
            
3.1 系统硬件配置
                    
s7-300主要配置如下：电源模块选用ps3075a；*处理模块(cpu)选用cpu313c-2dp；数字量输入模块(di)选用sm321 di16xdc24v；数字量输出模块(do)选用sm322  do16xdc24v/0.5a；模拟量输入/输出模块(ai/ao)：选用sm334。
            
3.2 i/o定义与编程设计
                     
plc的输入、输出端子分配情况如附表所示。测试过程根据程序设计在开始检测以后自动完成，根据设定的测量值的**，系统自动出不合格的产品并报警。

5  结束语
                    
整个系统基于plc及上位机设计，实现了模拟信号的数字化显示，检测更准确，降低操作复杂度。上位机提供了软件支持，能够实现完善的监控功能，进行管理并提供友好的人机接口。所有的系统参数报警故障信息等都可以通过上位机监控。进一步提高了系统集成度可靠性，降低了其复杂性，上位机与plc实时通信参与控制，全面提高了企业信息化和测试设备的自动化水平

1  引言
                    
发信系统调度中心完成对发信系统高压设备的控制、监测、状态和工作参数显示、故障提示，同时完成与发信系统其他控制设备通信等功能。由plc构成的控制柜在线采集运行数据和确定运行状态，并将它们传输至调度中心，控制柜接收调度中心指令对发信系统的设备实施控制，构成完整的监控系统。该系统的设计目标是实施对发信系统多种设备进行远程监视、控制、测量，实现无人值守，对各种瞬间发生的电气事故进行分析判断，对现场众多电气数据进行记录和统计处理。
            
2  系统设计
                    
基于plc设计的监控系统由三个部分组成：1 设置在调度中心的操作终端设备；2 分布在设备现场的五个控制柜；3 通道。

系统包括上位机和下位机两部分。上位机是指调度中心的1＃cpc、2＃cpc(操作终端)，其中包括hmi(human machine interfa -ce)系统和数据库管理系统，功能是遥控操作，遥信、遥测显示及数据报表统计，记录事故分析等。而下位机是指数据采集系统及各种智能控制设备，在这里指的是plc控制箱和5个控制柜。 
                                            
2.1 由plc模块构成的控制柜
                    
下位机的关键设备是采用plc构成的五个控制柜。该方案采用模块式结构，可根据应用需求进行灵活配置和可以扩展。采用plc的控制柜基于几点考虑：
                    
(1)系统为闭环监控工作方式，对于控制过程的安全性要求较高；
                    
(2)plc具有高可靠性和极强的抗干扰能力；
                    
(3)模块化配置实现多功能扩展。
            
2.2 plc 编程软件
                    
plc编程用基于microfost bbbbbbs环境的编程软件gx developer v8.26开发。以实现现场数据的采集、计算、统计、数据通信、系统故障诊断等功能。gx developer v8.26符合iec-1131-3 编程语言标准，有梯形图、顺序功能图、功能块图、结构化文本、指令表。gx developer v8.26t提供了实用简单友好的用户界面，有丰富的编译工具、强劲的搜索功能、自由格式的图形编辑器、完善的在线帮助，使得对modicon tsx momentum(模块式momentum plc组板)构成的自动化控制系统的程序编写、软件调试、系统维护十分简单。

2.3 系统软件设计
                    
系统上位机采用mcgs(monitor and control generated system)组态软件、mcgs是一套基于bbbbbbs平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，可运行于microsoft bbbbbbs 95/98/me/nt/2000等操作系统。mcgs为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表以及监控网络等功能。mcgs具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等**特点，在石油化工、钢铁行业、电力系统、水处理、环境监测、机械制造、交通运输、能源原材料、农业自动化、航空**等领域已进行了成功应用。目前，mcgs组态软件具有整个工业监控系统的从设备采集、工作站数据处理和控制、上位机网络管理和web浏览的所有功能，很好的实现了自动控制一体化的功能。使用mcgs，可以在短时间内完成一个运行稳定、功能全面、维护量小并且具备专业水准的计算机监控系统的开发工作。
            
2.4 系统网络结构
                    
系统采用标准的开环总线以太网配置。这样不仅降低了成本，方便布线，易于扩展；而且网络结构上保了信息传输的安全性，能对数据进行有效的分流，从而减轻网络负荷，增强了系统的可靠性。其网络标准为ieee802.3；传输速率为10mbps。整个系统采用10/100m以太网交换机形成自适应以太网通信。

控制柜设备之间的采用plc**网络melsecnet/h组成控制层网，melsecnet/h网络是通过光纤连接plc控制器与plc控制器的**网络，通过使用高速通信和大容量的链接软元件，在控制系统设备之间实时地传递和设备的运转、动作相关的数据，可以实现25mbps的高速通信，光纤采用双重回路提高了系统冗余性和可靠性。
                    
上位机与下位机的通信是监控系统的一个关键。我们选用mcgs的设备构件用于实现以态网模块(qj71e71-100)和三菱q系列plc通讯。三菱q系列tcp/ip设备构件把plc的通道分为只读，只写，读写三种情况，只读用于把plc中的数据读入到mcgs的实时数据库中，只写通道用于把mcgs实时数据库中的数据写入到plc中，读写则可以从plc中读数据，也可以往plc中写数据。
            
通信网络采用主从方式定时收发数据。在本系统，上位机定义为主设备，下位机五个控制柜所有智能监控装置定义为从设备，只有主设备能初始化或对从设备查询。所有设备都有规定的ip地址或站地址，主设备按地址发布消息，从设备根据主设备查询或提供的数据决定要产生何种行动，实现了系统的监控功能;同时当系统故障，比如五个控制柜中有某一个从网络中断开，在主设备端马上诊断出来，而当故障后，网络又可自动接通，这样有利于操作员进行系统功能诊断。
            
3  系统工作过程
                    
下位机从现场设备采集遥信及遥测信号，经过一定的处理后存储到plc的寄存器中供上位机读取；同时接收上位机发送的遥控命令经过处理后传给现场设备。而上位机则是负责从下位机读取遥信量和遥测量，经过处理后进行显示或生成报表等；同时根据操作员的需要发出遥控命令。下面分别介绍系统的具体工作过程。
            
3.1 系统通信
                     
整个系统的通信都是基于ip地址的。
                    
(1)上位机和下位机的通信，是通过为mcgs组态软件的各个数据建立通信通道来实现的。
                    
(2)下位机之间的通信：下位机之间的通信通过melsecnet/h网络完成melsecnet/h网络具有的ras功能，ras功能代表可靠性、可用性、可维修性。melsecnet/h网络具备环路回送功能，在光纤环路系统中，传送路径是双结构，当传送路径中发生错误时，通过把传送路径从正向环路切换成反向环路或从反向环路切换成正向环路或进行环路回送来断开故障区，在仍然能够进行数据通讯的站之间继续正常传送。

3.2 下位机接受遥控(yk)命令
                    
上位机往下位机写的遥控(yk)命令，是以一个字(word)为单位的，一个字包括16位(bit)，每一位(bit)代表一个遥控信号。每个遥控对象又有两种操作状态(如断路器的分闸和合闸)。从上位机来的16位的遥控字(word)存到plc的cpu处理器通信适配器的寄存器的某个区(如400011)中，当操作员发出一个遥控命令时，相应的遥控位由0变为1，离散量基板上对应的输出端被置为高电平，被控制的断路器受电动作。通过设置让输出端的高电平维持2秒钟，以确保断路器操作机构动作使断路器跳闸或合闸。
                    
由于plc模拟块是低电压低电流输入，而控制回路电压电流比较大，因此需要用继电器来进行电气隔离放大。
            
3.3 下位机遥信(yx)信号处理
                    
遥信(yx)信号包括位置信号和非位置信号，位置信号包括断路器和隔离开关的分、合状态；非位置信号包括保护信号和故障信号的状态。遥信信号是由momentum的离散量基板进行采集的，离散量基板把从现场设备送上来的16位离散的输入数据以一个字(word)的方式传送给cpu处理器通信适配器，再由cpu处理器与上位机建立通信、传送数据。
            
3.4 下位机遥测(yc)信号处理
                    
遥测信号是用8通道输入差分基板采集的，我们采用的是平均值变送器，把控制柜一次回路中的交流电压和电流以直流平均值表示，再输入到模拟量基板中。基板的8输入通道是为8个模拟量输入提供的，每个模拟量占用一个通道，每个输入通道对应一个输入字(word)；由于模拟量aai基板上扣有momentum的cpu处理器适配器，因此由基板传上来的模拟量信号直接存到cpu处理器的寄存器中供上位机读取；而每个通道的输入参数则通过concept中硬件配置中的i/o map进行设定。
            
3.5 上位机功能实现
                    
上位机运用mcgs组态软件主要实现以下的功能模块：欢迎画面、主画面、系统运行记录、设备配置图、控制柜实况图、电压电流显示图、控制柜控制屏、事件记录、报警记录、模拟屏显示、曲线、重载数据库、程控操作、报警画面、数据备份与恢复、模拟控制柜接线图、系统帮助画面。
                    
采用mcgs自带的数据库的报表管理系统对整个控制系统产生的数据进行查询、打印、转出、计算、分析。该系统主要有以下功能：日报管理、月报管理、操作事件管理、异常事件管理、报警信息管理、图形分析。
                    
报表管理系统还具有丰富强大的电子制表功能。通过动态数据交换(dde)和odbc标准，可方便地将系统的实时数据、历史数据库、应用数据库与报表系统链接，可生成柱形图、条形图、面积图等二维或三维的彩色图型，形成图文并茂、直观清晰的图文报表，并可召唤、定时和条件驱动打印报表。
            
3.6 web功能实现
                    
在本方案中，所采用的mcgs软件为网络板因此不需要任何特殊的配置，只要有一台配置了web浏览器(如ie、netscape navigator)的pc机就可以通过以太网浏览到上位机的web 网页。实时地显示该上位机点的运行状况。

1  引言 
                     
    　空气压缩机作为气动控制系统的气源设备，其在运行过程中的稳定程度和可靠性直接关系到生产安全性。由于早期的电气控制多为继电器线路，长期运行容易老化，从而使灵敏度降低，在运行过程中会经常出现停机故障，给正常生产造成影响。采用可编程控制器技术改造空气压缩机的控制，克服了传统的纯继电器控制电路的不足，不仅可以完成对开关量控制，还能实现对模拟量进行控制。满足了系统对控制准确性和安全性的要求。
                     
    　本文采用西门子公司的s7-300可编程控制器，对两台柳州柳二空机械股份有限公司(原柳州第二空气压缩机总厂)生产的zw-3/7型无油润滑空气压缩机及其气体干燥器进行控制。本控制系统是在原生产线控制基础上，进行i/o口扩展从而达到空压机的控制目的。

2  系统工作过程
    
 　   2.1 空气压缩机组的工作过程
                     
   　 在设备上电开机后，系统首先对空缩机的运行条件进行检查，当冷却水压力、空压机曲轴箱油压满足要求时，1＃机启动，2＃机作为备用，其启动方式均采用y-δ起动方式，y-δ起动延时为6秒。起动后，储气罐开始充气，在储气罐压力达到设定值0.7mpa时空缩机进气阀关闭，机器空运转。当储气罐压力下降到0.65mpa时，进气阀打开，再次进行充气。由于故障等原因使储气罐压力降到设定值0.55mpa时，且1#机处于停机状态，则2#机起动并正常运行，其运行原理同1#机相同，继续对储气罐充气。在储气罐压力降到0.55mpa时，且2#机处于停机状态，1＃机起动并正常运行。与此同时，两台机器的正常运行时间均为12小时，也就是说，一台机器运行到12小时时，无论其有无故障，或是储气罐压力是否低于0.55mpa，均要停机并启动另一台机器。
    
   　 2.2 气体干燥设备的工作原理
                     
    　两台压缩机共用一台气体干燥设备。该设备是采用柳州柳二空机械股份有限公司生产的gwu系列无热气体干燥器，其工作原理如图1所示。开机后，a塔先做吸附运行，b塔做再生运行。在设定的时序控制下，进气电磁阀a2打开a1、b1、b2均关闭，压缩空气经a2阀，从底部进入a塔，在向上运输过程中，气体中的水分被塔内吸附剂吸掉，干燥的气体通过梭阀c进入储气缺罐，与此同时，在a2打开后，经延时10秒b1打开，用b塔中的残余气体从上到下运动，将吸附剂中的小分从b1阀带出，经消声器排空。其开启的10秒时间是进行b塔脱附工作。在a2打开后延时十分钟后b2电磁阀打开，同时a2阀关闭，b塔进行充气，十秒后，a1阀打开，a塔中剩余气体从上至下经a1阀，从d消声器排出，并将a塔中水分带出，使a塔脱附，经延时十秒a1阀关闭。此时，由于a塔中的压力下降，b塔中的压力上长，梭阀c将a排气口关闭，将b排气口打开。同理，在b2阀开启十分钟后，a2阀打开，b2阀关闭，延时十秒，b1阀打开，使b塔进行脱附运行。就这样两塔交替运行，进行对气体的干燥。

3  系统的控制要求
    
    　3.1 空气压缩机的控制要求
                     
(1) 开机前按通电源，所有安装在中控室和现场的状态指示灯点亮，显示当前状态。
    
   　（2) 按下起动按钮，空压机按y-δ方式起动，进气口电磁阀打开，开始给储气罐充气。另外，在起动时，不要求两台机器同时运行，但可选任意一台先运行。

  (3) 正在运行的机器，运行时间超过12小时或故障，备用机起动，并运行。
    
 　   (4) 在运行过程中，如果发生水压、油压不足，立刻停机，并发出指示。
    
    (5) 按下停止按钮，停机。
    
    3.2 气体干燥器的控制要
    
  　  气体干燥器的控制与空压机的运行同步，与空压机的电源一并打开，其起动受空压机的主接触器的控制。

4  系统硬件设计
    
   　 4.1 系统配置                    
    
 　   本设计所选用的是s7-300的标准型cpu，i/o口选用sm321和sm322数字量输入/输出模块及sm331模拟量输入模块在其三号扩展槽的第二个sm口上依次进行扩展。
    
    4.2 扩展单元i/ｏ分配及接线

 开关量信号的采集，空压机在高速运行时，必须有很好的冷却系统和润滑系统，以避免运行过程中产生的热量对机器造成损坏。所以水压、油压是首先要考虑的，采用压力开关进行这些量的采集，并连接到其数字量输入模块sm321上，起始地址为100.0-100.3。模拟量的采集主要是用于测试储气罐的压力，以控制空压机运行。这些量需要用压力变送器进行采集，并将0-1mpa的压力转换成4-20ma的电流信号送到模拟量输入模块sm331上，其起始地址为672-687。

  对于空压机的y-δ起动，虽然在软件程序设计中已经对其进行km2和km3、km5和km6的互锁，但为了其运行的安全性，所以在硬件连接中再一次对其进行互锁，确保起动时由于触点烧蚀或其它故障造成不能断开而产生短路情况。气体干燥器部分有四个电磁阀，这四个阀的在电源接通后，由ｋｍ1和ｋｍ4进行控制，无论是1＃机还是2＃一旦起动，气体干燥器就开始工作，其ａ塔下面的ａ2阀打开，a塔**工作。然后按前述的工作原理进行工作。用ｋｍ1和ｋｍ2控制这一部分能保证气体干燥器与空压机的同步工作。

5  软件设计
    
    　5.1 空压机控制
                     
   　 依据空压机的工作原理设计其运行程序。开机，检查其水压、油压，在这些条件满足时1#机起动，并开始正常运转。在此要注意的是，在运动中2#机的起动，由于它一方面要受到定时器的控制，还要受到储气罐的压力控制，当储气罐的压力低于0.55mpa时，这说明1#机故障，所以2#机起动，但是这与1#机的初始条件相同，在开机时，储气罐的压力为0，两台机器都可以运行，因此在这里要求通过压力变送器和km1、km4共同对开机进行控制。km1、km4分别与压力变送器串接进行对两台机器的互锁运行控制。其主机和备用机的运行梯形图如图3所示，通过i672与q108.3控制1#机起动，i672与q108.0控制2#机的起动。这样就使得，当压力低于设定值0.55mpa时，两台机器不至于同时起动。

  5.2 气体干燥器系统控制

 空压机气体干燥器系统的梯形图如图4所示。对气体干燥器的控制，主要依据两台空压机的起动情况而定。作为共用部分，无论那一台机器起动都要求气体干燥运行，因此，在气体干燥的梯形图中不必设计起、停按钮，而是通过q108.0和q108.3即1#、2#机的km1、km4来完成其控制。

6  结束语
                     
   　 本次改造后，在空压机在运行过程中，减少了操作人员到现场的巡回次数，可以通过在中控室直接观察空压机的工作状况，对现场出现的异常情况发出的报警信号，可做出快速反应，而不是像以前那样，等到其它气动控制的设备出现气压不足报警时才发现空压机系统有问题。经过这一年多的运行，除了设备的机械故障外，基本上没有出现控制上面的问题，完全符合设计要求。采用可编程控制器对空压机的控制，使其操作简便，而且在运行过程中的安全性和稳定性也进一步得到提高