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    浔之漫智控技术(上海)有限公司

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  • 公司认证: 营业执照已认证
  • 企业性质:私营企业
    成立时间:2017
  • 公司地址: 上海市 松江区 永丰街道 上海市松江区广富林路4855弄52号3楼
  • 姓名: 聂航
  • 认证: 手机已认证 身份证已认证 微信未绑定

    西门子6ES7241-1AA22-0XA0一级代理

  • 所属行业:电气 工控电器 DCS/PLC系统
  • 发布日期:2024-08-23
  • 阅读量:13
  • 价格:面议
  • 产品规格:模块式
  • 产品数量:1000.00 台
  • 包装说明:全新
  • 发货地址:上海松江永丰  
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    西门子6ES7241-1AA22-0XA0一级代理详细内容

    西门子6ES7241-1AA22-0XA0一级代理


    1 引言
    挖泥船监控系统是大型挖泥船的重要组成部分,具有控制设备多、作业流程复杂等特点。工作环境恶劣,粉尘、潮气、盐雾、高温、振动等干扰比较严重。
    可编程控制器(PLC)相对于传统的继电器控制方式,可适应恶劣的工业环境,性高;硬件系统可采用模块化结构,易于扩展,具有网络通讯功能;控制功能大部分由软件实现,程序编制容易、修改方便。

    2 系统简介
    2.1 原系统构成
    海狸4602号是一艘全液压驱动、非自航的大型挖泥工程船舶。船上布置有液压工作机械20台,其中绞系统有液压马达6台;绞架起落系统有液压油马达2台,紧定油缸1只;横移系统有液压油马达4台抛锚系统有液压油马达2只;定位桩油缸2只;甲板吊系统有液压油马达2台;绞盘液压油马达1只。由一台卡特柴油机驱动的6台VICKERS双联叶片泵构成该船的液压动力泵站,另有一台小型的应急柴油机驱动1台应急油泵构成应急泵站。所有液压工作机械均采用电磁阀控制,由传统的继电器控制系统进行控制。
    此外,海狸4602号的动力部分由5台大型柴油机组成,其中1台1140马力的辅机除了驱动全船的液压泵站外,还驱动1台40KW的发电机进行对全船的供电。另外4台柴油机(4*863马力)分为2组,由2台相同的柴油机构成串联机组驱动泥浆泵。机组和泥浆泵中间经过一泥泵齿轮箱减速驱动。为保柴油机和泥泵齿轮箱的运行。该船分别在机舱和操纵室内配置有柴油机冷却水位、冷却水温、柴油机润滑油压力、润滑油温度、齿轮箱润滑油压力、冷却水温度的报警系统以及紧急停车系统。这2套系统也由传统的继电器控制系统进行控制。
    该船的控制系统经过20多年的使用,部分元器件已经老化,工作的稳定性差。引入PLC对挖泥船的监控系统进行改造有必要提上议事日程。
    2.2 控制系统构成
    结合海狸4602好挖泥船原有的设备状况,构建PLC监控网络对原控制系统进行改造,利用上位机监视全船设备的运行状态,并根据实际的工况条件,在挖泥过程中采用模糊控制算法,对绞速度、绞下放深度、横移速度、进桩距离等重要参数进行优控制,实现该船的自动挖泥。
    改造后的挖泥船控制系统具有自动和手动2种控制方式,并实现通过上位机对全船设备的运行进行实时监测显示、故障报警和紧急停车的功能。


    图1中Controller bbbb为现场控制网络,其通讯波特率可达2Mbps,通讯距离可达1km,是目前PC与PLC、PLC与PLC之间通讯速率快的通讯系统, CLK单元通过端子板、CLK支持卡通过插件与双绞线连接,接线非常方便。CLK单元上内置了终端电阻,通过简单的开关设置就可以配备网络两端点所需的终端电阻。在数据链接上,Controller bbbb控制网络除使用LR区外,还可以使用IR、CIO、DM和扩展DM区进行链接,每台PLC发送的字数可达1k,发送和接收的总字数可达8k,具有大容量数据链接的功能。但由于其通讯模块价格较高,以此构成的系统成本高。考虑本文的篇幅,暂时不介绍基于Controller bbbb总线网络的远程实时组态监控系统。
    整个监控系统由2台PLC组成现场控制网络,#1PLC负责对液压工作机械控制,它由基本控制单元和6块开关量I/O模块和1块A/D模块组成,完成自动挖泥过程以及对液压系统工作负荷的测量。#2PLC则由5块开关量I/O模块和2块A/D模块组成。主要用于动力部分和各类辅助机械运行参数的分析处理以及全船的故障报警。
    2.3 控制系统工作原理
    (1) 基本逻辑控制过程。
    PLC逻辑控制流程见图2所示。PLC是按照重复扫描的方式执行它的操作,它使PLC中的用户程序逐行被,并按照操作信号发出的控制命令,实现对液压系统工作过程的控制。
    (2) 系统硬件设计
    a) 2台PLC均采用OMRON C200型PLC。
    CPU单元、输入、输出单元均使用24VDC电源。继电器输出单元C200H-OC225的大通断能力:2A,24V.在实船控制系统中,出于方面的考虑,不用PLC的I/O模块直接驱动负载,而是在PLC的输出端设置插件式的半导体负荷驱动板。该驱动板具有无触点开关的优点,而且本身设置有短路保护环节,带有指示灯熔断器,便于及时维护。



    b) 操作台和控制柜的布置仍然尊重旧有的工作习惯,基本按照原有的位置进行布置。#1PLC放在驾驶室操作台内,#2PLC放在机舱的报警箱内,以减少输入信号到PLC输入单元的线缆长度。驾驶室操作台实现挖泥操作的所有动作,包括自动挖泥和对绞、横移、桥架、抛锚、定位桩的单控制。同时具有对机舱和舱面设备的远程控制功能.机舱控制柜主要负责舱内设备的报警,包括5台柴油机、液压系统以及辅助设备的运行参数的监控。
    c) 系统监测与状态显示部分除了沿用过去直观的指针式真空、压力表之外。还在液压系统中设置18个压力传感器,既可以通过数字式仪表对液压系统和柴油机润滑系统的工作压力进行测量监视。也可以采集绞、横移、桥架、抛锚、定位桩等装置的工作负荷,将模拟量送PLC的A/D模块进行转换,经过数值计算和信号处理之后,一部分作为开关量信号输出用作液压装置的保护。另外一部分可以上传至上位机,显示挖泥工作状态。
    d) PLC设备的供电。PLC允许供电电源电压的变化幅度为-15%~+10%V,瞬时电源故障时间应不大于10ms。在实际工作中对PLC采取两路供电,提高供电的性。一路由交流220V经稳压电源送PLC电源模块,另外一路作为应急供电措施,用24V蓄电池组作电源,保证应状态下控制系统能够操作。
    (3) 系统软件设计
    a) 自动挖泥程序设计
    绞吸式挖泥船的的挖泥过程是指绞的垂向及水平给量与横移速度所形成的合适的切削过程。为此需要控制绞在三维空间的准确位置和绞的转速。从而要求具有能使垂向、水平给量相当稳定,绞切削泥土正常并相应前移的四种自动控制功能。即桥架绞车控制,绞转速控制、横移绞车控制、定位桩前移控制。
    考虑到海狸4602号挖泥船现有设备的局限性,比如定位桩部分不是采用的定位桩台车装置。因此在程序设计过程中,在尽可能提高挖泥作业自动化水平,简化操作的同时,也充分考虑到系统所应具备的灵活性,以适应复杂多变的施工环境。特别是在遭遇风浪、潮汐、塌方、水下障碍物等意外情况时,仍然离不开人工操作。另外,为了尽量避免误操作给设备运行带来的损坏,在程序设计中加了多联锁保护环节。比如定位桩的下落操作中,为防止定位桩在下落过程中突然提桩,导致定位桩的惯量冲击破坏液压缸装置,在程序中通过设置延时程序取代以往的在定位桩系统的液控单向阀中加装节流螺钉的做法。再比如对横移的启动和停止,也通过程序设置为加减速模式,防止人工操作过程中高速启动和停止对液压系统和缆绳的冲击以及对船体稳定性的影响。此外所有液压系统的过载保护也在程序中进行互锁,使液压系统在电气和机械上具有双重保护。
    整个系统可以在手动工作和自动控制工作方式下操作。上述工作方式的转换由“自动/手动”转换开关来实现。手动方式下,可以对绞、横移、桥架、定位桩、抛锚等系统进行单操作,即在特殊情况下,可以由人工进行挖泥操作。
    自动方式下,将挖泥操作分为三大块。分别为绞自动、横移自动、进桩自动。绞自动部分负责将绞头调到预定挖泥模式的起始点,实现对绞垂直给量的位置控制和绞切削厚度控制。横移自动部分主要是根据挖泥过程中的状态参数的反馈量,对横移速度进行控制,保各种驱动装置不过负荷,泥浆正常稳定地输送。进桩自动部分则是根据开挖泥层的土质状况,控制绞合适的水平进给量。自动挖泥的程序流程见图3。
    b) 报警监测程序设计
    在挖泥作业过程中,保证设备的及正常运转是整个工程成败的基础。#2PLC完成对机舱设备、液压系统、泥泵系统运行参数的采集。实现柴油机润滑油的油压、油温、冷却水水位、水温的限报警和柴油机飞车状态下的停车保护和紧急停车保护。实现齿轮箱润滑油油压、油温的限报警和紧急脱泵保护。实现液压系统液


    压油位过低和油温过高报警。实现泥泵堵死、吸泥口堵死报警和管道内泥浆浓度过高,流速临界流速的堵管报警和泥浆浓度过低的低效率报警。

    3 结束语
    本系统采用高性价比的C200Hα型PC构成的挖泥船监控系统,廉,性高,可操作性强,自动化水平的提高在很大程度上降低了挖泥作业人员的劳动强度。同时使系统具有了较强的系统自诊断功能,方便运行维护人员排除故障。该系统的成功改造为国内老龄挖泥船舶以及其它工程船舶的技术改造提供了典型范例,特别是将PLC技术应用到老龄船舶技改领域,从而提高船舶自动化程度有重要的现实意义。


    1 引言
    结晶器钢水液面检测为钢水液面高度控制提供依据,是连铸的关键技术之一。它在保证连铸机、的运行,改善铸坯的质量,提高铸机的生产率及改善操作条件等方面,都起很重要的作用。
    用于结晶器钢水液面高度检测装置有:同位素式钢水液面计,电磁式钢水液面计,电涡流式钢水液面计,热电偶式、声波式、红外辐射式、电跟踪式、浮子式等。
    包钢连铸机于1997年建成投产,共有方、圆坯2台铸机,年设计生产能力为120万吨。其中结晶器液位采用自动控制,该系统属于同位素式钢水液面计(或称Co60液面控制系统),其基本原理如图1所示。

    如图1所示,结晶器液面检测仪由放射源、探测器、信号处理及输出等部分组成。放射源,采用Co60放射元素,利用其发射出的γ射线穿过被测钢液时一部分被吸收,而使γ射线强度变化,其变化规律是随着钢水液面高度的增加,能吸收γ射线的区域扩大,γ射线强度减弱的越多。出γ射线强度变化,就可以转换出钢水液面高度的变化,然后将信号送塞棒液压缸的伺服阀,使液压缸塞棒动作,依此调节中间包流入结晶器中的钢水流量,达到控制结晶器中钢水液面高度的目的。
    包钢连铸机的结晶器液面控制系统能够保证结晶器液位在±3mm的范围内波动,控制精度高,液面波动小所以铸坯的表面质量好,同时减少溢漏钢事故的发生,并且该系统具有的自动开浇功能。该系统对保证铸坯质量和产量,减轻操作工人劳动强度具有重要意义,因此必需保证结晶器液位自动控制系统的正常运行。

    2 工作原理及使用情况
    2.1 工作原理
    结晶器自动控制的执行机构为塞棒系统,其自动控制

    图2 结晶器液位自动控制系统工作原理图

    系为模糊控制器,详细工作原理框图如图2所示。
    2.2 使用情况
    该系统具有控制精度高,响应速度快等优越性能,但由于原程序设计存在一定的缺陷,导致经常出现自动控制信号突然消失的故障,造成停浇、漏钢等故障,严重影响铸机的正常生产和铸坯质量,尤其对方坯重轨钢的生产影响非常大,因此有必要对产生该故障的原因进行分析,并从根本上加以解决。

    3 常见故障分析及解决方案
    3.1 程序介绍
    结晶器液位自动控制是一个非常精密的系统,对相关器件的要求比较严格,因此在程序中对实现结晶器液位自动控制的条件进行了要求,相关程序在PB10-S17, 如图3所示。

    图3 结晶器液位自动控制示意图
    其中:
    F158.7 结晶器液位控制故障
    F11.4 结晶器液位刻空
    F159.0 射源已打开
    F20.0 塞棒零点测试正运行
    F21.2 塞棒零点测试正常
    F151.0 中包车1在浇铸位
    F151.1 中包车2在浇铸位
    F10.0 自动信号
    当上述各条件中任意一个不满足时,都会导致自动信号消失,为了查清造成自动信号消失的故障来源,需要先临时加装一段监视计数程序,该程序能够记录是由哪一个条件引起的故障,经该程序运行跟踪发现:引起自动控制信号消失的条件:中包车塞棒液压缸自动测试正常,即F21.2,现在问题的关键就是对F21.2这个标志进行研究.
    3.2 关于F21.2
    F21.2是代表“中包车塞棒液压缸自动测试正常”的一个标志,具体的意思就是在开浇前中包车打车过程中对塞棒液压缸进行自动测试,以检验液压缸是否能满足结晶器液位自动控制的需要,测试内容包括3步:
    l 液压缸开启度≥85%
    l 液压缸上下腔压力差ΔP≥35bar或液压缸速度V≤100mv/s
    l 此时液压缸零位在35%—65%之间
    当塞棒自动测试依次满足上述3个条件后,F21.2变为‘1’,表示塞棒液压缸工作正常能够满足结晶器液位控制的需要。
    3.3 故障原因
    原程序中F21.2这一标志的设计上,未采用触发器保护信号,而是直接采用信号传递置位,其程序框图如图4所示。

    图4 未采用触发器的程序框图
    这样的程序设计有如下缺陷:
    l 干扰信号有可能造成零位信号消失,从而影响自动控制
    l 在工作中如果压力传感器等器件有问题也可能造成误动作信号
    经过跟踪观察,结晶器液位自动控制信号消失就是由原因1造成的,因此有必要对这一部分程序进行修改完善。
    3.4 改造方案
    对有关F21.2的产生程序进行修改,加SR触发器对信号加认保护,屏蔽干扰信号,其作用就是保证在塞棒175494e-38到 3.402823e+38,占1个32位字。浮点数在寄存器中32位的空间表示为:
    S xxxxxxxx mmmmm
    上面: s=符号 x=指数 m=尾数
    可见用浮点数表示的值的十进制有效位数只有7位。因此,考虑有效位数问题。举例如下:
    设A代表计算的总流量,F代表计算上一次累加的流量,把F加到A上就会计算出一个新的总流量。在控制器的存储器中,A和F使用浮点数文件格式,有效数字是7位。一旦A比F大很多时,那么A和F的加数将会产生误差。
    请看计算过程:
    A=3.632523E+9
    F=4.978E+3
    3,632,523,000
    + 4,978
    3,632,527,978
    因为这个结果只能保留7个有效位,所以舍去后几位数,写成3.632527E+9或3,632,527,000,数值978被丢失。为了避免出现这个问题,我们可以想办法使A和F在整个运算过程中不出现小数,数值不过7个有效位。
    4 结束语
    流量累积的运算,要尽量避免计算过程中的误差,一是要选择正确的文件存储格式,二是要避免运算值出数值范围和有效位数范围,三是尽可能减少采样时间的定时器带来的误差。在上面PLC5/40C的梯形逻辑中,我们按照以上几个原则,经过细致的考虑和计算,使用长预置值的参考定时器,并使所有被用到的浮点数文件的值的有效位数不出范围,不出现小数,避免了丢失小的数值,从而实现的累积运算,满足了工艺要求。


    引言

    工业锅炉是我国一次能源的消费大户,目前运行的工业锅炉不仅热效率很低,而且性较差,已不适应目前能源形势的状况。锅炉汽包水位高度关系着汽水分离的速度和生产蒸汽的质量,也是确保生产的重要参数,为克服以上缺点,我们开发了一套适用于中小型工业锅炉的给水控制系统,该系统按“蒸汽锅炉技术监察规程”供水的有关要求而进行研制,可直接安装在现行的给水系统上,大的提高了锅炉的热效率和稳定性。

    2 控制系统总体方案

    该系统控制装置由单片机和PLC组成,执行机构由切向调节阀和电动执行机构两部分组成。锅炉蒸汽量频繁波动时,将引起水位与调节阀开度的不平衡,单片机采集水位信号和阀位反馈信号,将数据进行处理后送出到PLC,PLC通过模糊控制算法产生相应的输出,电动执行机构将根据控制器的输出调节自动给水执行机构的位置,改变调节阀的流通面积,增减给水以达到调节锅炉水位的工艺目的,使锅炉水位与阀位达到新的平衡状态,锅炉水位在变化工况下始终保持在“规程”规定的正常范围内,从而实现锅炉给水量随蒸发量变化的自动调节。

    3 控制系统硬件结构设计

    本系统采用单片机与PLC相结合的设计思想,在不改变系统性能的前提下大的降低了系统成本。硬件结构图如图1所示。

    先通过单片机对数据进行处理,再把信号以二进制编码的格式送入PLC,这样PLC只需要较少的输入点,就得到了较多的状态。在系统性方面也有周密的考虑,现场水位计来的高低保护信号直接接入PLC,即使单片机受现场干扰造成“死机”,当实际汽包水位威胁到锅炉运行时,可以直接通过PLC去实现停炉操作,了设备的运行。并采用两个水位计冗余技术,避免了单片机稳定性差的缺陷。由此可见,整个系统的性、经济性都是较高的。
    3.1 水位测量原理
    水位计测量元件是均匀分布,间距为5mm的干簧管,测量范围是-100mm~+100mm,磁浮筒对干簧管产生磁场作用,使相应的干簧管吸合,对应生成相应的水位信号,以89C2051为的信号采集电路,将这些开关信号采集且转换成对应的水位值,并通过RS485通讯将水位信号送到控制室。
    3.2 控制箱设计
    控制箱主要由8031为的单片机系统和PLC(CPMIA-30)组成,RS485的通讯过程和信号的输入、输出如图2所示。

    8031通过RS485方式与现场两个水位计通讯,RS485采用平衡驱动,差分接收的方式,抗干扰能力强,远传输距离为1200m,能驱动32个接收/发送对。数据的读写控制由P3.7来完成,当P3.7为高电平时RS485的DE端有效,则允许数据发送,当P3.7为低电平时RS485的有效,则允许数据接收,这样在半双工的方式下实现了数据的发送与接收。8031单片机有4个8位双向并行I/O端口,每个I/O端口除可作为字节的输入/输出外,每条I/O线也可以单地用作输入/输出线,设计中充分利用这一特性,将P0口作为输入口,接收现场的状态,P1和P2口作为输出口,完成报警、水位、阀位信号的输出。

    4 控制系统软件设计

    单片机程序采用模块化设计的程序设计方法,既方便程序的修改和调试,又能实现软件的自诊断,提高了软件的易理解性和易维护性。对PLC采用梯形图的组态方式,通过CPT编程可实现相应的保护联锁功能和控制算法。整套系统组态灵活、修改方便。
    4.1 RS485通讯程序设计
    通讯程序的设计包括:通讯协议的约定、报文的信息格式、通讯的任务、多机通讯的实现方法、通信的校验方法、编程方法。
    (1) 通讯协议:
    本系统采用主从式的通讯方式,主机为8031,从机为两台89C2051,地址分别设为00H和01H,数据格式为1位起始位,8位数据位,1位停止位,传输速率为:1200bps。多机通讯的实现方法是:8031发送地址主动联络2051,两台2051同时收到地址与本机地址比较,若相同则将本水位计采集的水位值发送出去,若不相同则不反应,主机和从机都采用中断方式接收,这样提高了程序的执行效率并避免了通讯错误发生时死机。
    (2) 报文信息格式:

    主机与从机都采用这样的信息格式发送数据,@字符作为报文起始位,状态位用来标识单片机的运行状态,校验位为位异或的结果,回车符作为报文结束标志。
    (3) 通讯出错处理办法:
    RS485通信具有高抗干扰能力,但由于系统所处环境干扰较严重,为增强系统通信的性,软件设计中主、从机间的通信采用关键字重发的方法。通讯错误主要有两种:接收不到水位计的数据和接收到错误的数据,接收不到数据时,主机将重新发送地址,如果还是收不到返回的水位信息且次数达到3次,则主机认为这台水位机出现故障;接收的数据如果校验位不正确,则说明接收的数据错误,则主机要求从机重新发送数据,若错误次数达到3次则主机认为水位计有故障。
    4.2 模糊控制策略的实现
    锅炉是典型的复杂热工系统。锅炉建摸与控制问题一直是人们关注的焦点。工业锅炉汽包水位的主要动态特性包括:非线性、非小相位特性、不稳定性、时滞和负荷干扰,以及汽水分离器动态的不稳定性等。若采用单一的水位反馈控制或能够反映动态特性的三冲量给水系统,由于锅炉水位控制系统的动态特性不断变化,采用各种自校正措施会使系统结构复杂,整定困难,同时仍然存在误差,在现场工况变化后难以适应控制要求。本系统基于现场操作经验,运用模糊控制策略控制复杂的工业锅炉汽包水位,从而获得了良好的控制效果。
    (1) 模糊推理过程
    现场操作人员用以调整汽包水位而观察的对象过程参数为:(a)汽包水位实际水位值;(b)汽包实际水位与水位设定值偏差;(c)调节阀开度。操作人员基于以上参数观察一下水位,估计一个入水量与蒸汽流量间的平衡关系,然后操作主控入水阀以决定入水量是否需要增加或减少。调整操作之后。操作人员再进一步观察运行效果,以决定是否需要进一步调整,模糊控制器的设计正是要体现以上反映人的思维的经验过程。
    (2) 模糊推理规则
    本系统中,根据水位变化趋势和水位测量值来调节主控入水阀开度校正量和泵的起停,“+1”表示水位上升,“-1”表示水位下降,其控制规则如附表所示。

    以水位的上升为例,调节阀与泵的动作过程如下:水位在-20mm到+10mm之间为正常范围,此时A泵开,B泵关,当水位过+10mm时开始关阀,若关阀后水位继续上升,达到+70mm时开始满水报警,达到+80mm则关掉A泵,若还是上升,达到+95mm则停炉。这一控制规则,充分体现了现场操作人员的经验,实现起来简单、方便,在实际应用中控制效果良好。

    5 结束语

    本文提出了一种利用单片机和PLC组成的锅炉汽包水位控制系统。本系统采用人模糊控制策略,用于中小型工业锅炉的技术改造,了良好的控制效果。本系统既可以大幅度地提高劳动生产率,改善劳动条件,提高热效率,节约能源,降;又具有结构简单,价格,使用方便,投资少,的优点。


    1 引言
    美国罗克韦尔自动化生产的Micrologix1000系列微型可编程控制器具有体积小、使用简单、通用性强、快速等特点。它是一种集成式控制器,集成了电源、输入模块、输出模块和处理器于一身,输入输出状态LED指示,内装RS-232通讯接口,可连接手持编程器输入指令程序或连接计算机直接编制梯形图程序,并且通过1761-NET-AIC通讯模块可联成DH-485网络,网络长度1200m, 波特率为32.5Kbps。
    PLC编程
    Micrologix1000系列PLC的内部有输入继电器I;输出继电器O;辅助继电器B;计时器T;计数器C;状态继电器S等。它们的编号均从0开始,例如I/0,I/1,…,O/0,O/1等,个数则与型号有关。

    2实验系统设计
    下面通过用Micrologix 1000系列中型号为1761-L16BWA的可编程控制器控制十字路通灯的实验例子来说明可编程控制器的硬件和软件设计步骤和手持编程器的使用方法。
    交通灯系统要求实现“正常时序控制”及“急车强通控制”两种控制方式。

    正常时序控制要求如下:当起动开关接通时,信号灯系统开始工作,先南北红灯亮,东西绿灯亮,南北红灯亮维持28s,在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮,并维持19s,19s延时到,东西绿灯闪亮,绿灯闪亮周期2s(亮1s熄1s),绿灯闪亮3次后熄灭,东西黄灯亮,并维持3s,3s延时到,东西黄灯熄,东西红灯亮,同时南北红灯熄,南北绿灯亮。东西红灯亮维持33s,南北绿灯亮维持24s,24s延时到,南北绿灯闪亮3次后熄灭,南北黄灯亮,并维持3s。3s延时到,南北黄灯熄,南北红灯亮,同时东西红灯熄,东西绿灯亮,开始二周期的动作,以后周而复始地循环。

    急车强通控制要求如下:急车强通信号受急车强通开关控制。无急车时,信号灯按正常时序控制。有急车来时,将急车强通开关接通,不管原来信号灯的状态如何,一律强制让急车来车方向的绿灯亮,使急车放行,直至急车通过为止。急车一过,将急车强通开关断开,信号灯的状态立即转为急车放行方向的绿灯闪亮3次,随后按正常时序控制。
    来源:[bbb=//www./]PLC编程[/bbb]
    2.1 硬件系统设计
    PLC采用Micrologix1000中型号为1761-L16BWA的控制器,它有10个数字量输入点和6个数字量输出点。交通灯控制系统硬件结构图如图1所示。


    图1 交通灯控制系统硬件结构图2.2 软件系统设计
    可编程控制器的软件设计步骤如下:
    (1) 画出控制时序图;
    (2) 列出对应的I/O编号的分配;
    (3) 写出符合控制要求的程序。
    PLC输入输出端口的分配如图1所示。控制时序图如图2所示。


    图2 交通灯正常时序控制时序图


    把南北向控制、东西向控制和急通车控制看成为三条分支流程控制过程,其程序总流程图如图3所示。南北向控制和东西向控制都是按正常时序顺序动作,控制相应信号灯循环发亮,其中南北向控制子程序流程图如图4所示,东西向控制子程序流程图与图4相似。急通车控制分南北向急通车控制和东西向急通车控制两路,当南北向急通车开关I/1合上,则控制南北向绿灯亮,东西向红灯亮,让南北急车放行,当东西向急通车开关I/2合上,则控制东西向绿灯亮,并设置南北、东西强通互锁,避免冲突的发生,急通车控制子程序流程图如图5所示。


    图3 程序总流程图


    图4 南北向控制子程序流程图 图5急通车控制子程序流程图


    (4) 输入程序、调试程序、运行程序
    程序的输入、调试以及运行将结合下面的编程器的使用来说明。

    3 编程器的使用
    手持编程器(型号为1761-HHP-B30)通过一条8针RS-232电缆与可编程控制器(型号为1761-L16BWA )的RS-232口连接,可编程控制器接通220V交流电源(注意根据型号的不同接不同的电源),这时可编程控制器上的POWER指示灯亮。编程器有两种工作模式,即编程工作模式和运行工作模式。

    在编程工作模式下,可进行程序的写入、读出、插入、删除和修改;在运行工作模式下,PLC的RUN指示灯亮,PLC运行程序。编程器上的键大部分有双重甚至多重功能,例如键既可为模式键,亦可为输出继电器O,键入时编程器会根据当前状态自动判别选择,在屏幕上显示相应的功能或字母。

    3.1 编程工作模式
    进入编程工作模式的方法是按键,选择RPRG,按[ENT]键,即进入编程工作模式。
    在编程工作模式下,可进行如下操作:
    (1) 用户程序存储器内容:按菜单键,再按上下键的下键,选择6.bbbbb PROG,按[ENT]键,显示“YES[ENT] NO[ESC]”, 按[ENT]键,即可用户程序存储器内容,程序后按[ESC]键返回主菜单;
    (2) 写入程序:按[MON]键,再按[ENT]键,即可开始输入程序。每输入梯形图中新的一行要按键,每键入一条指令后按[ENT]键;
    (3) 删除程序:按左右键找到所要删除的某条程序,按[DEL]键即把该条程序删除;输入程序时某个字母或数字输错,可按[ESC]键删除;
    (4) 插入程序:按左右键找到所需插入程序的某条程序,输入需插入的程序,即可把需插入的程序插入在该条程序之后;
    (5) 修改程序:上下左右键、[DEL]键、[ESC]键的配合使用,可进行程序的修改。

    3.2运行工作模式
    进入运行工作模式的方法是按键,选择RRUN,按[ENT]键,即进入运行工作模式。

    在运行工作模式下,可编程控制器的运行程序,这时可编程控制器上的RUN指示灯亮,可利用输出指示灯观察程序是否满足控制要求。同时编程器还可监控程序的运行,方法是:按[MON]键,再按[ENT]键即可监控程序,按左键或右键可监控任一条指令及至全部程序。

    在运行工作模式下,PLC运行程序满足要求后,手持编程器可拔去,后做负载考验运行。本例用电路板上四边放置的4组共12个发光二管模拟十字路通灯,接在PLC对应的输出端口上,接通电源,拨动输入端相应的开关,发光二管按要求循环发亮,说明达到了控制要求。

    4 结束语
    城市交通灯控制采用PLC比传统的采用电子线路和继电器具有性高、维护方便、使用简单、通用性强等特点,PLC还可以联成网络,根据实测各十字路口之间的距离、车流量和车速等,合理确定各路口信号灯之间的时差,把N台PLC联网到一台控制电脑上,以方便操作、管理和监控,从而大地提高城市道路交通管理能力。





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