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产品描述
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PLC控制系统设计原则
1）实用性
实用性是控制系统设计的基本原则。工程师在研究被控对象的同时，还要了解控制系统的使用环境，使得所设计的控制系统能够满足用户所有的要求。硬件上要尽量的小巧灵活，软件上应简洁、方便。
2）可靠性
可靠性是控制系统极其重要的原则。对于一些可能会产生危险的系统，必须要保证控制系统能够长期稳定、安全、可靠的运行，即使控制系统本身出现问题，起码能够保不会出现人员和财产的重大损失。在系统规划初期，应充分考虑系统可能出现的问题，提出不同的设计方案，选择一种非常可靠且较容易实施的方案；在硬件设计时，应根据设备的重要程度，考虑适当的备份或冗余；在软件设计时，应采取相应的保护措施，在经过反复测试确保无大的疏漏之后方可联机调试运行。
3）经济性
这要求工程师在满足实用性和可靠性的前提下，应尽量使系统的软、硬件配置经济、实惠，切勿盲目追求新技术、高性能。硬件选型时应以经济、合用为准；软件应当在开发周期与产品功能之间作相应的平衡。还要考虑所使用的产品是否可以获得完备的技术资料和售后服务，以减少开发成本。
4）可扩展性
这要求工程师，在系统总体规划时，应充分考虑到用户今后生产发展和工艺改进的需要，在控制器计算能力和I/O端口数量上应当留有适当的裕量，同时对外要留有扩展的接口，以便系统扩展和监控的需要。
5）先进性
这要求工程师在硬件设计时，**选用技术先进，应用成熟广泛的产品组成控制系统，保证系统在一定时间内具有先进性，不致被市场淘汰。此原则与经济性共同考虑，使控制系统具有较高的性价比。
PLC控制系统设计流程
设计控制系统时应遵循一定的设计流程，掌握设计流程，可以增加控制系统的设计效率和正确性。
被控对象的分析与描述
分析被控对象就是要详细分析被控对象的工艺流程，了解其工作特性。此阶段一定要与用户进行深入的沟通，确析的全面而准确。在控制系统设计时，往往需要达到一些特定的指标和要求，即满足实际应用或是客户需求。在分析被控对象时，必须考虑这些指标和要求。在全面的分析之后，就需要按照一定的原则，准确地用工程化的方法描述被控对象，为控制系统设计打好基础。
1）系统规模
根据被控对象的工艺流程、复杂程度和客户的技术要求确定系统的规模，可以分为大、中、小三种规模。确保硬件资源有一定裕量而不浪费。
小规模控制系统适用于单机或小规模生产过程，以顺序控制为主，信号多为开关量，且I/O点数较少（低于128点），精度和响应时间要求不高。一般选用S7-200就可达到控制要求
中等规模控制系统适用于复杂逻辑和闭环控制的生产过程，I/O点数较多（128点到512点之间），需要完成某些特殊功能，如PID控制等。一般选用S7-300等。
大规模控制系统适用于大规模过程控制、DCS系统和工厂自动化网络控制，I/O点数较多（**512点），被控对象的工艺过程较复杂，对于精度和响应时间要求较高。应选用具有智能控制、高速通信、数据库、函数运算等功能的高档PLC，如S7-400等。
2）硬件配置
根据系统规模和客户的技术对控制系统I/O点数进行估算。分析被控对象工艺过程，统计系统I/O点数和I/O类型。按照设备和生产区域的不同进行划分，明确各个I/O点的位置和功能。再加上10%～20%的备用量列出详细的I/O点清单。
3）软件配置
根据控制系统设计要求选择适合的软件，包括系统平台软件、编程软件。
上位机软件的选择。首先需考虑监控的点数限制；是否有报警显示、趋势分析、报表打印以及历史记录功能。
4）控制功能
要正确的进行控制系统的规模选择，首先要了解各家控制器的特性，比如性能参数、应用场合、行业解决方案，以及可靠性和通用性等。如何选择一个控制系统，一般遵循以下几点：
控制系统是否需要冗余、I/O信号模块是否需要冗余、通讯是否需要冗余。
控制点数有多少，包括数字量输入和输出点数、模拟量输入和输出点数。
被控对象工艺是否复杂，是否需要实现特殊功能，比如防喘控制等。
系统正常运行时，控制器的负载率是否有足够的工作裕量；I/O信号点是否需要一定的余量。
针对数字信号，是否需要继电器隔离；考虑输入信号的电压和电流等级；输出信号是否需要固态继电器输出。
针对模拟量信号，是否需要安全隔离栅；信号的类型，电压型还是电流型；电压和电流的测量范围。不一样的信号类型，需要选择不一样的I/O信号模块。
用于温度测量的信号模块，考虑是热电阻还是热电偶。
信号模块是否需要在线带电插拔更换。如果需要，还需考虑附加特殊的背板插槽。
当系统和外部出现故障时，比如信号短路或锻炉，这时信号模块是否需要将输入输出信号自动切换到预先设置的安全值。如有要求，需考虑选用故障安全型的控制器和信号模块。
当需要和第三方设备通讯时，需考虑通讯距离的长短，以及相应的通讯接口协议等，选用不同的通讯模块。
针对系统中的重要连锁信号，是否需要特殊的SOE模块，来记录信号变化的时间先后顺序。
熟悉被控对象是设计控制系统的基础。只有深入了解被控对象以及被控过程，才能够提出合理科学的控制方案。
1）分析被控对象。详细分析被控对象的工艺流程，了解其工作特性。此阶段一定要与用户进行深入的沟通，确析得全面而准确。
2）画出工艺流程图。经过第一步，应对被控对象的整个工艺流程有了深入的了解，为了更直观、简洁的表示，画出工艺流程图，为后面的系统设计做准备。
3）分析并明确控制任务。根据已经做好的工艺流程图，工程师可以把用户提出的控制要求转换为专业术语，对其逐一进行分解，并从控制的角度将其中的要求转化为多个控制回路。对于过程控制系统可用PID图来表示其中的控制关系。
PLC控制系统总体设计
在控制系统设计之前，需要对系统的方案进行论证。主要是对整个系统的可行性作一个预测性的估计。在此阶段一定要全面地考虑到设计和实施此系统将会遇到的各种问题。如果没有做过相关项目的经验，应当在实地仔细考察，并详细地论证设计此系统中的每一个步骤的可行性。特别是在硬件实施阶段中，稍有不慎，就会造成很大的麻烦，轻则系统不成功，重则会造成严重的人员和财产的损失。工程实施的过程中的阻碍，往往都是由于这一步没有做足工夫而导致的。
系统的总体设计关系到整个系统的总体构架，每个细节都必须经过反复斟酌。首先要能够满足用户提出的基本要求；其次是确保系统的可靠性，不可以经常出现故障，就算出现故障也不会造成大的损失；然后在经济性等方面予以考虑。
一般来说，在系统总体设计时，需要考虑下面几个问题：
（1）确定系统是用PLC单机控制，还是PLC联网控制；确定系统是采用远程I/O还是本地I/O。主要根据系统的大小及用户要求的功能来选择。对于一般的中小型过程控制系统来说，PLC单机控制已基本能够满足功能要求。但也可借鉴集散控制系统的理念，即将危险和控制分散，管理与监控集中。这样可以大大提高系统的可靠性。
（2）是否需要与其它部分通信。一个完整的控制系统，至少会包括三个部分：控制器、被控对象和监控系统。所以对于控制器来说，至少要跟监控系统之间进行通讯。至于是否跟另外的控制单元或部门通讯要根据用户的要求来决定。一般来说，如果用户没有要求，也都会留有这样的通讯接口。
（3）采用何种通信方式。一般来说，在现场控制层级用PROFIBUS DP；而从现场控制层级到监控系统的通讯用PROFINET。但有时候也可互相通用，根据具体情况选择合适的通信方式。
（4）是否需要冗余备份系统。根据系统的所要求的安全等级，选择不同的办法。在数据归档时，为了让归档数据不丢失，可以使用OS服务器冗余；在自动化站（Automation Station，AS），为了使系统不会因故障而导致停机或不可预知的结果，可以使用控制器冗余备份系统。选择适当的冗余备份，可以使系统的可靠性得到大幅提高。
在进行控制系统选型之前，首先考虑系统的网络结构是怎样搭建的。
确定系统的操作站、过程控制站的数目和位置，相互之间是怎样连接的。是否需要工业以太网交换机。
一般情况下，现场控制室和主控制室与电气控制柜分别安放在两个地方，且距离较远，为保信号的稳定可靠，会考虑用光缆来连接各自的交换机。同时，为了通讯线路的冗余，会考虑选用带荣誉管理功能的工业以太网交换机，将现场操作站和过程控制站组成一个光纤环网。这样，即使有一个方向的通讯断开，也可通过另一个方向继续通讯。
对于过程控制站和现场信号之间的连接，传统的连接方式是将现场信号直接通过硬件连接到过程控制站上。这样如果距离太远，信号传输会有损耗，尤其是模拟量信号。且当信号点很多时，布线也较复杂，浪费材料。所以，一般需在现场安装分布式I/O从站（如果现场为危险区，需选用本质安全型的分布式I/O从站），将现场信号直接连接到I/O从站上，在通过现场总线的方式将信号传送到过程控制站。
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一、简介
全自动砂光机：是指对一些不平整、厚度不均、不符合工艺要求的材料与物件，通过砂布、砂轮、砂纸、百洁布、不织布抛光轮等物理去除的方式，使之更加的光滑平整、厚度均匀一致，工艺使之达标的一种方法、运用于各种贴面工艺生产、标准结构件制作、玩具工艺品行业、装修和家具行业、地板墙板建材行业等等。
二、工艺要求
按下总启动按钮（设备启动）→启动磨轮（设备有四个磨轮，可分别启动，停止。磨轮启动后，根据限位条件，进行程序设计的摆动动作等）→启动输送带→输送带上升下降→设备完全启动（完成）。
三、机器特色
自动进料系统的木工砂光机，在木工机械业内简称砂光机 或宽带砂光机，是木工机械生产企业，主要针对木工板材加工业、地板墙板加工业、竹木工艺品加工业、竹木玩具加工企业，专门开发的砂光设备，具有操作简单、自动化程度高、生产效、技术成熟稳定、配套完善等特点，可以和自动生产流水线**的对接，组成各种自动生产线。
四、方案
该控制系统采用维控人机界面LEVI700LK，PLC主机采用LX3V-1616MR构成。
一般的全自动砂光机要有
1：工件计数报警。
2：监控设备运行时间，进行砂带更换报警。
3：设备常规故障报警和保护动作。
4：输送带当前高度显示（通过高速计数器指令实现）。
5：各变频器频率可在触摸屏上设置和显示（通过485通讯来实现）。
6：具体的设备运行工艺等。
五、程序简要介绍
HMI程序
PLC部分程序
六、工程总结
砂光机设备的不断更新换代，一些新的封边工艺的不断涌现，打磨的质量和效率也不断的提高。
维控触摸屏和plc的产品质量和稳定性都很好，例如设备上应用的高速计数指令的精确计数，和485通讯的抗干扰能力，在满足客户工艺要求的前提下，同时提高了设备的控制精度和稳定性，在砂光机得到了市场的认可，维控产品给砂光机厂家提供更好的工艺和解决方案，并配合厂家，研发更高端的设备。为客户提供，先进、节能的产品。
V80-U整个系统符合国GJB150、GJB151A/152A通信接口的选择：
1、数字量IO通信，因为数字量IO的输出一般是继电器或晶体管输出，会存在抖动和时延的问题，造成误判和误动。同时数字量IO的输入也是经过光耦进入CPU的，同样存在抖动和时延的问题。
一般大家为了增强数字量IO口的抗干扰能力会在输入输出上加上下拉电阻，当然也是可以起到一定作用的，但无法从根本上解决，如果选择的匹配太强了，还会造成光耦的提前老化，从而使产品寿命减短。一般该通信方式的通信速度不应超过10HZ，因为PLC的标准IO口的滤波时间是10mS，再加上双方之间的错位与时延应为10mS＊3=30mS以上，如果用户的程序周期比较长或者不稳定时间可能更长，其通信距离应控制在10m以内。
2、RS232通信，因为RS232是电平通信方式，无法抗共模干扰，对于现在的复杂电磁环境，这是一个很致命的问题，所以在工控上一般要求RS232线不要超过10米，即使如此RS232仍不适合作长时间高可靠要求的通信。RS232的通信速率一般在19200以下才能在现场环境可靠通信。
3、RS485通信，RS485是差分通信方式，可以有效的抗共模干扰，RS485是许多种现场总线的物理层，包括ModBus、ProfiBus等。 RS485的通信速率为1200至12M之间，通信距离为9公里以内，与通信速率相关，如果波特率为1.2M则通信距离要在300m以内。
4、CAN通信，CAN是为汽车传感器开发的**现场总线，目前在其它工控现场也得到了广泛的应用。它的优点是速度较快，同时可靠性较高，但单帧的通信量比较低，无效字符占的比例较多
三、总结：
V80系列优势：
1、国内空白
解决了各种、、战车、雷达等对国外产品的依赖，从根本上解决用民用级PLC开发产品的情况。
2、增强的防解密功能；
有两个加密等级，第二级加密将从协议一层屏蔽程序的上传功能，防止非正常的上传程序。
3、可根据用户的需要定制功能块和定制软硬件；
4、长期的元件库存，定货周期只需要2～6周；
5、支持运行态在线编程，便于现场维护和升级；
6、完全的自主知识产权，包括核心解析芯片在内的所有软硬件均可以根据用户的需要进行定制
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