产品描述
西门子6ES7222-1EF22-0XA0诚信合作
引言
随着电子技术的发展,可编程序控制器(PLC)已经由原来简单的逻辑量控制,逐步具有了计算机控制系统的功能。在现代工业控制中,PLC 占有了很重要的地位,它可以和计算机一起组成控制功能完善的控制系统。在许多行业的工业控制系统中,温度控制都是要解决的问题之一。如塑料挤出机大都采用简单的温控仪表和温控电路进行控制,存在控制精度低、调量大等缺点,很难生产出高质量的塑料制品。在一些热处理行业都存在类似的问题。为此,设计了较为通用的温度控制系统,具体系统参数或部分器件可根据各行业的要求不同来进行调整。系统采用罗克韦尔SLC500系列PLC,通过PLC串口通信与计算机相连接,界面友好、运行稳定。
1 系统构成
基于PLC的温度控制系统一般有两种设计方案,一种是PLC扩展热电阻或热电偶温度模块构成,另一种是PLC扩展通用A/D转换模块来构成。
1.1 扩展热电阻/热电偶模块
在SLC500控制器扩展模块中,有集温度采集和数据处理于一身的智能温度模块—热电阻/电阻信号输入模块(1746-NR4)。在此模块中温度模拟量产生对应的16位A/D数字值,其对热电阻变送的温度信号的分辨率约为1/8度,控制器在数值处理中可以直接使用模块的转换值,在硬件级电路上作其他处理。热电阻温度模块的使用十分方便,只需要将热电阻接到模块的接线端子上,不需要任何外部变送器或外围电路,温度信号由热电阻采集,变换为电信号后,直接送人温度模块中。热电偶/毫伏输入模块(1746-NT4)的功能与热电阻/电阻信号输入模块(1746-NR4)类似。
1.2 扩展通用A/D模块
在PLC温度控制系统中,可以用通用模拟量输入输出混合模块构成温度采集和处理系统。通用A/D转换模块不具有温度数据处理功能,因此温度传感器采集到的温度信号要经过外围电路的转换、放大、滤波、冷端补偿和线性化处理后,才能被A/D转换器识别并转换为相应的数字信号。SLC500系列PLC常用的模拟量输入输出混合模块有—2路差分输入/2路电压输出模块(1746-NIO4V),其A/D转换为16位。由A/D转换模块构建的温控系统不但需要外加外围电路,而且其软件和硬件的设计也比较复杂。
2 输入输出控制
比较而言用温度模块1746-NR4构建的PLC温控系统具有较好的控制效果。SLC500控制器的输入通道中一个热电阻模块多可以接4个温度热电阻温度传感器。输出通道为模拟量输出模块(1746NIO4V),其输出信号是电压信号,可以通过电压调整器控制电源的开度(即一周期内的导通比率),从而控制电源的输出功率。
在被控对象要求较高的控温精度时,SLC500控制器可以采用PLC自身具有的PID指令进行PID控制算法的研究。SLC500系列PLC的PID指令使用下列算法:
输出=Kc[(E)+1/Ti∫(E)dt+Td·D(PV)/Dt》+bias
程序设计时,输入PID指令后,要输入控制块,过程变量和控制变量的地址。对于SLC500 PID指令,过程变量(PV)和控制变量(CV)两者的量度范围为0到16383。在使用工程单位输入时,把用户的模拟量范围整定在0-16383数字量度范围之内,为了实现这个目的,需要在PID指令之前使用数值整定指令(SCP指令)进行整定。
整定了PID指令的模拟量I/O范围,用户就能输入适用的小和大的工程单位。过程变量,偏差,设和死区将在PID数据监视屏上以工程单位显示。
一般温控系统的控制算法可以采用分段式PID控制,即在系统工作的大多数时间内,为PID控制,其参数由10%电源开度下的温度飞升曲线测得。在温度响应曲线的由初态向设的上升段过程中,大致采用三段控制。置电源为满开度,以大的功输出克服热惯性;接下来转入PID控制;接近设时置电源开度为0,提供一个保温阶段,以适应温度的滞后温升。基于以上要求。
温控系统中热电阻模拟量输入模块的电压信号范围一般是0—4124,SCP指令把它整定为0—16383的工程单位,将其值放入PV(过程变量)的内存地址N7:38中,把控制输出值放入N7:39当中。后用MOV指令把N7:39中的过程变量传递到1746NIO4V模拟量输出模块中。控制效果如下:(1)SP-PV≥50时,输出值为大值32767,使电压调节器开度大,即给加热器大电压供电,使被测对象温度快速上升。(2)SP-PV》-30和SP-PV《50时,输出为PID控制输出,此范围为PID参数调节的范围。(3)SP-PV《-30时,输出值为小值0,电压调节器开度为零,即停止加热。
3 显示扩展
PLC控制系统显示界面比较单调,一般是通过观察控制柜上的指示灯或PLC的LED灯来了解控制器状态,但对于温控系统这样的显示是不够的,需要采用数码管显示或PC显示。
采用数码管显示时,可以选用ZLG7289A芯片[4》,它与控制器采用3线串行接口,只需要占用SLC500的3个输出点,可以驱动8个LED数码显示管,同过级联可以扩展数码显示管的数量,实现多段实时温度显示。
CS为片选输入端,此脚为低电平时,可向芯片发送指令;CLK是时钟输入端,;DATA是串行数据输入端,串行数据在时钟CLK的上升沿有效。8个段驱动信号SEG接每个显示器的段,8个位驱动信号DIG0—DIG7分别接显示器的共阴公共地。
SLC500有RS232通信口,可以通过电缆与PC机相连。通过Rsview32软件的组态,PC机可以动态显示PLC传送的温度采集数据,还可以通过联网对多台PLC进行网络监控。
4 PLC与PC通信设计
4.1 PLC数据包的信息格式
SLC500与上位机进行数据交换是以二进制字节数据进行,它包含四种主要命:读命令,代码:01H;响应读命令,代码:41H;写命令,代码:08H;响应写命令,代码:48H[5》。
DST:一个字节,信息接收方的节点号或文件号;
SRC:一个字节,信息发出方的节点号;
CMD:一个字节,命令类型如01H,41H,08H或48H;
STS:一个字节,通信状态,表示通信有无错误或错误类型,0为无错误;
TNS:二个字节,信息包的业务批号,可作为本信息的识别编号;
Addata:地址/字节数/数据,具体内容由不同的命令类型决定。
PLC与PC机的数据通信采用自由端口通信模式,参数设置成为波特率9600bps,每个字符8位数据,无奇偶校验。采用主从式通信协议,PC机为主机,只有PC机有权主动发送报文,PLC则采用报文接受数据。用RSLogix500软件对SLC500的串口进行如下设置:
4.2 PC机程序
PC机采用VB编程,主要有监控界面、当前温度显示、动态温度曲线显示、温度数据库管理、参数设置以及与PLC通信等方面的设计。
5 结束语
本系统设计使用了PLC的热电阻温度采集模块,在上位机的控制下,对工业现场的温度进行实时的采集和监控。本文作者的点是,采用了罗克韦尔的SLC500控制器来实现整个系统的设计,并编程实现了SLC500控制器与计算机串口的实时通信。由于PLC可以适应环境恶劣的工业现场,故其使用范围十分的广泛。
0 引言
可编程控制器简称PLC(Programmable Logic Controller),具有编程简单、性高、通用性强和使用方便等特点,广泛应用于工业控制中的各类生产过程[1》。目前的PLC系统多用指示灯来显示生产过程或设备的状态信号,或借助于的人机界面(HMI)、工业PC来显示过程变量或设置系统参数。HMI和IPC不仅增加了PLC系统的成本,而且无法适应高温、高湿热、多粉尘的工作环境。基于LED的数显仪表具有环境适应性强、显示直观、醒目等优点,可以满足某些工业现场的特殊显示需求。然而,如果使用PLC系统的I/O直接驱动数码管进行显示,则需要占用大量的PLC系统I/O资源。本文采用单片机和程序控制技术,通过特定的传输时序,只需使用PLC系统的2个I/O点即可实现其参数显示。
1 硬件设计
以STC89C51为实现的PLC系统两线连接型数显仪表的硬件组成如图1所示。整个硬件系统主要由STC89C51单片机、输入接口、程序下载接口、数码管显示驱动电路、按键输入(可选)和报警输出(可选)等部分组成。STC89C51和标准80C51保持硬件结构和指令系统兼容,提高了时钟速率,扩充了在系统编程(ISP)、在应用编程(IAP)、电源欠压检测与复位、复位等功能,其I/O口经过了特殊的设计,使其在工业控制环境中具有高的性。
1.1 PLC系统输入接口
PLC系统通过两个输出点将显示数据按照一定的时序传给数显仪表。PLC系统一般有继电器出、可控硅输出、晶体管输出和24V直流电压输出等多种形式可供选择,一般使用其晶体管输出或24V输出形式经过相应的转换电路连接数显仪表。为了适应两种输出形式,采用光电耦合器统一将PLC系统的输出信号转换为TTL电平信号。如果PLC系统的输出形式为24VDC,例如西门子的S7系列PLC,则PLC输出与光电耦合器输入侧的连接如图2所示。如果PLC系统的输出为晶体管集电开路或漏开路输出,如三菱的FX系列PLC,则PLC输出与光电耦合器输入侧的连接如图3所示。无论采用何种连接方式,转换后进入STC89C51单片机的信号逻辑都与PLC系统的输出逻辑保持一致。使用光电耦合器实现信号转换,有利于提高系统的抗干扰能力,因为干扰信号即使具有较高的电压幅值,但其能量相对较小,形成的微弱电流一般不足以使光电耦合器导通。转换后的两路信号分别作为数据线和时钟线,连接到单片机的两个外中断输入引脚,便于使用中断方式传输显示数据。
1.2 程序下载接口
借助于ISP编程功能,可以通过RS-232C接口将程序代码从计算机下载到单片机内部的Flash中。程序下载接口一般设计为标准的RS-232接口,使用一片MAX232转换芯片即可实现。
1.3 数码管驱动电路
为了确保数码管的显示亮度,使用两片74HC245实现数码管的驱动。其中一片74HC245用于驱动4位共阴数码管的段码,其输入和单片机的P0口连接,输出则经限流电阻限流后与4位数码管的8个段码引脚连接。另一片74HC245驱动4位数码管的位码,其输入和单片机的P1.0~P1.3连接,输出则分别和4位数码管的公共端连接。
2 传输时序
1台数显仪表和PLC实现时需占用PLC的2个输出点,分别用作数据线和时钟线。由于显示数据的传输是串行的,因此设计相应的传输时序。构建双方的传输时序时充分考虑PLC系统的工作原理、输出特性及其差异以及传输过程的性等问题。综合考虑这些因素后所设计的传输时序如图4所示。传输1次显示数据总共需要21个时钟周期,其中3个时钟用于同步信号,16个时钟用于传输显示数据的4位BCD码或特定的提示字符,2个时钟用于传输2位表示小数点显示位置的信息。显示数据和小数点位置信息的低位在前,高位在后。例如,图4表示传输的显示数据为8951,小数点位置信息为10,表示小数点在十位之后,因此终显示数据为895.1。
由于PLC系统基于扫描原理周而复始地刷新输入信号、执行用户程序和输出运行[4》,在一个扫描周期内让PLC系统的输出信号发生跳变难于实现,因此图4的一个时钟周期需要占用PLC系统的两个扫描周期。每次传输过程增设3个同步脉冲是为了提高传输过程的性,确保PLC系统及其传输线路无论出现何种故障,都可以在故障恢复后的一个传输周期内正确地传输显示数据。
3 软件设计
数显仪表的程序由初始化、外中断0服务程序、外中断1服务程序和定时器T0中断服务程序4部分组成。T0每隔5ms中断1次,在其中断服务程序中根据接收到的显示数据及其小数点位置信息完成4位数码管的动态显示。外中断0服务程序用于检测同步信号,外中断1服务程序用于接收16位显示数据的BCD编码和2位表示小数点显示位置的信息。
3.1 外中断0服务程序
外中断0由数据信号线的下降沿触发,在其中断服务程序中,如果到时钟线为低电平,则视为同步信号。当检测到3个同步脉冲后,则表明收到了正确的同步信号,此时关闭外中断0,开启外中断1,借助于外中断1服务程序接收数据。如果在次或前两次中断服务程序中已同步脉冲而本次未检测到同步脉冲,则视为无效同步信号。外中断0服务程序的主要代码如下:
void Int0_Srvice(void) interrupt 0
{ p33=1;
if(p33==0) SysClock++; //有效,同步脉冲加1
else SysClock=0; //无效,同步脉冲清零
if(SysClock==3)
{ //检测到3个同步脉冲
RecEnable=1; //置允许接收标志
EX0=0; //关闭外中断0
EX1=1; //开放外中断1
}}
3.2 外中断1服务程序
外中断1由时钟信号线的下降沿触发,在其中断服务程序中,如果查询到已建立允许接收标志,则接收16位显示数据的BCD码和2位小数点位置信息,并将其转换为18位并行数据,存于DispData变量中供T0中断服务程序进行显示。由于显示数据和小数点位置信息都是低位在前,高位在后,所以在程序中使用右移操作实现串行数据到并行数据的转换。小数点位置信息为0~3时,表示小数点分别位于数码管的千位、百位、十位和个位之后。如果小数点在个位之后,则不显示小数点。当接收到18位信息后,则关闭外中断1,重新开放外中断0进行下一周期的。外中断1服务程序的主要代码如下:
void Int1_Srvice(void) interrupt 2
{ if(RecEnable==1) //允许接收
{ p32=1; //检测数据线电平
if(p32==1) RecData=RecData|0x40000;
RecData=RecData》》1; //实现串/并转换
DataClock++;
if(DataClock==19) //已接收到18位数据
{ //显示数据存于DispData中
DispData=RecData;RecData=0;
SysClock=0;DataClock=0;
RecDone=1;RecEnable=0;
EX0=1; //开外中断0
EX1=0; //关外中断1
}}}
4 应用实例
利用PLC系统的(n+1)个输出点可以连接n台数显仪表,其中1点用作公共时钟线,n点用作n台数显仪表的数据线。使用数显仪表显示PLC系统的数据或参数时,还给PLC系统编写满足时序要求的驱动程序。
4.1 PLC驱动程序设计
此处以三菱FX2N PLC系统为例,介绍PLC系统驱动程序的编写方法。设使用Y0作为数据线,Y1作为时钟线,则PLC驱动程序的梯形图如图5所示。程序中使用D0单元存放显示数据,其取值范围为0~9999,D1单元存放小数点位置信息,其取值范围为0~3。占用的资源包括计数器C0~C1和中间继电器M100~M131,可以结合用户程序进行相应的调整。
4.2 多台数显仪表与PLC系统的连接
多台数显仪表与PLC系统的连接如图6所示,图中的1台FX2N PLC连接了8台数显仪表,PLC的Y10用作公共时钟线,Y0~Y7分别用作8台数显仪表的数据线。PLC系统的驱动程序和图5类似。由于多台仪表的时钟线是公共的,数据线是并行输出的,因此多台数显仪表的数据刷新时间和其连接的数量无关,可以确保PLC系统数据显示的实时性。
5 结论
该数显仪表知晓任何PLC系统的协议,仅使用PLC系统的n+1个输出点即可实现在n台数显仪表上显示其数据或参数。占用较少的PLC资源,既可扩充PLC系统的外围显示设备,又间接地解决了HMI无法适应恶劣工作环境等实际工程问题。该仪表已应用于垃圾发电12路远程手操信号的显示,应用结果表明其具有高的性和良好的可维护性。
1 引言
近年来,随着我国化纤工业的飞速发展与进步,连续线聚酯生产也步入了一个全新的阶段。这就要求聚酯生产的工艺方法不断的完善及设备运行的性不断提高。冷却水循环系统在整个聚酯切粒的生产过程中的系统设备,它们对切粒生产过程中的冷却水的温度、压力按工艺所规定的要求进行恒定并可调节;使切处于状态下运行,并要求给中控室dcs系统进行通讯。
以前传统的循环除盐水控制系统是采用继电器控制电路,并利用pid调节仪表来控制压力及水温,随着工艺要求的不断提高传统的控制系统已远远不能满足。根据新的工艺要求,我们充分利用可编程控制器(plc)的逻辑控制性、简便性和性,将其作为主要的控制元件,设计制造出一套使用pid控制器,可控制冷却水的温度及压力,并与中控室进行profribus-dp通讯。
2 循环除盐水系统简介
循环除盐水电控系统对聚合造粒所需冷却水温度、压力、液位、过滤器报警信号等进行采集,由可编程控制器对数据进行处理运算后,运用pid控制器,再控制调节阀、电磁阀、水泵、带式过滤器等器件来实现冷却恒温等控制功能;循环除盐水电控系统可与中控室dcs系统由profribus协议通讯。图1是循环除盐水系统原理图。水箱中除盐水由浮球阀根据液位进行自动补液。由温度度传感器t检测管道中水温,运用pid控制气动调节阀v4调节冷冻水的流量使除盐水温度始终保持在设定温度。带式过滤器上有液位传感器h1,用来判断过滤器是否被堵,当过滤器被堵后,要启动过滤器电机拖动滤布走动,到设定的时间后停止。水箱里有低液位传感器,用于与水泵联锁。为了使除盐水到达切粒系统水压在设定值,由压力传感器p2检测管道水压,运用pid控制气动调节阀v3。由于板式换热器容易被堵,要经常清理,系统要求对板式换热器进行在线切换,当板式换热器1工作时,电磁阀v1工作,电磁阀v2关闭,当压力传感器p1值大于p2值在某设定值后,表明板书式换热器1已被堵,这时电磁阀v2工作,v1关闭,切换到板式换热器2工作。整个项目对除盐水循环系统性的要求非常高,要求系统每年连续运行时间不8000小时,而且由于整个系统工艺对水温的高低也有严格的要求,所以也要求水温的调节精度比较高,系统的自动化程度也比较高,现场无人维护,所有数据与此中控室进行交换,使得中控室(dcs)能对设备做到全程监控。
3 控制系统硬件组成
根据整个工艺条件要求,在充分比较国内外各小型plc的各种功能参数及性价比的基础上,我们控制系统选用西门子的s7-200系列可编程控制器(plc)为主要控制元件。装置采用cpu226(ac/dc/继电器),其输出可分组直接接ac220v的电磁阀、dc24v气动阀及三相固体继电器控制泵电机。由于需要采集温度压力和控制调节阀,选用了em231和em232模拟量模块,和dcs通讯采用em277 profibus-dp 模块。cpu226具有高的性,操作便捷,并且运行速度快,拥有很强的内部集成特殊功能;具有pid控制器,在程序中多可用8条pid指令,这些指令只要不用相同回路号,各pid运算之间就不会互相干涉,这有利于同时控制多个调节阀进行多点温度控制。而cpu226有2个rs485通讯/编程口,其具有ppi通讯协议、mpi通讯协议和自由方式通讯能力;这两个通讯口一个用于与显示器通讯,另一个用于电脑进行调试。em277 profibus-dp 模块用于接收来自dcs指令及温度设定,并上传报警信号。运用step7-micro/win v4.0(sp6)软件,可以在bbbbbbs系列的操作系统下进行编写plc控制程序,而且step7-micro/win v4.0(sp6)还可在线调试并监视用户程序。
选择td400c中文文本显示器作为装置的终端显示器,用选择项确认方法td400c可显示多80条信息,拥有可编程的15个功能键,并提供密码保护功能,参数在显示器中显示并可用输入键进行修改,本装置中用来进行温度和pid参数设定及工艺参数和报警信息显示;td400c连接很简单,只需用他提供的连接电缆接到cpu226的ppi接口上即可,不需要单的电源。
4 plc软件设计
由于系统需做大量的数据运算处理,因此编程过程中只运用stl语句表进行编程,程序在编程中采用模块化结构,使各路pid互不干扰,亦便于修改和扩充。
4.1 plc的i/o口分配
4.2 程序功能
控制系统的程序结构为:
main 主程序
sbr0 模拟量数据初始化子程序
sbr1 除盐水温控pid1初始化子程序
sbr2 除盐水压力pid2初始化子程序
sbr3 td400c 子程序1(报警信息)
sbr4 td400c 子程序2(参数设定)
sbr5 水泵控制子程序
sbr6 带式过滤器控制子程序
sbr7 板换切换子程序
int0 pid1中断处理程序
int1 pid2中断处理程序
在主程序中,扫描调用各pid初始化子程序,并进行通讯、显示使能初始化,由td400c的组态处理嵌入在消息中的温度设定值、压力设定值、pid参数值等变量并送其到既定的寄存器中;对温度进行采集、处理,报警处理;主程序后面部分根据对液位、压力值的判断调用对应的处理子程序。
程序中采用了plc内嵌的pid控制器,之前对温度和压力采集值和设定值进行转换、标准化。经转换的pid输出再控制调节阀,保证温度和压力偏差(e)即给定值和过程变量的差为零,使温度和压力达到稳定状态。
文本显示器td400c的自定义和配置也在step7-micro/win v4.0(sp6)编程软件中进行,其他的参数赋值软件。根据软件的向导配置完成后在程序中生成隐藏子程序、符号表和数据块,然后在子程序中根据配置生成的符号表进行功能分配和参数设置。
4.3 与dcs系统采用profibus-dp通讯
在dcs系统上位机中安装好em277模块的gsd文件,组态好主站的通讯地址及通讯接口数据区.软件组态的em277 profibus站地址要与实际em277上的拨码开关设定的地址相一致,通讯接口区大小为32字节输入和32字节输出,在主站设定v区的偏移值为2000。
在从站s7-200侧不用编写任何通讯程序,只需提供通讯数据内容的定义。
5 结束语
循环除盐水电控系统是根据聚合物切粒对除盐水的工艺要求,通过对国内外各种小型plc的对比、分析,采用了以西门子s7-200 plc为控制,用pid控制器、调节阀实现恒温恒压控制,整个系统组成简单,程序编制容易,控制功能完善,具有联控、联锁保护、通讯等功能,适应性很大,并且采用人机界面操作和显示,操作简单方便,具有故障自诊断功能,维修排故直观快捷。
采用可编程控制器对循环除盐水系统进行控制,保证了循环除盐水系统的、、稳定的运行,对于聚酯化纤的连续稳定生产起着重大作用,故值得推广。
PLC中辅助继电器M和状态继电器S的区别主要是:
辅助继电器M和状态继电器S都是PLC内部的软继电器,只有0和1两个判断状态,但是他们的功能和使用位置却不一样。
1、辅助继电器M:
辅助继电器M相当于实践当中一般控制电路的中间继电器,它只是在PLC内部程序(梯形图)中使用,不能对外驱动外部负载,在PLC梯形图用于逻辑变换和逻辑记忆作用。辅助继电器M有通用辅助继电器、断电保持辅助继电器M和特殊辅助继电器M,辅助继电器M接受外部的信号也可以接受内部其他软元件的控制信号来控制其他部分,M的触点(常开、常闭)可以无数次被使用,但是线圈却只有一个,这是常用的辅助继电器M;还有特殊用辅助继电器M,一种只用它的触点,一种只用它的线圈。
2、状态继电器S:
状态继电器S一般都是用在步进状态编程SFC内,一个状态一般用一个状态继电器,只用S的线圈而不是触点,PLC编程时一般用指令STL+状态继电器S的触点符号就表示进入这个继电器代号的状态,所以在编程的电路中不用触点。
状态继电器S如果不用于步进指令编程SFC,它也可以当作辅助继电器M使用,使用方法和辅助继电器M一样。
在应用PLC高速计数器时往往会碰到如下一系列问题,计数器与输入计数脉冲信号的脉冲电平不匹配。如旋转编码器、光栅尺数据输出是TTL电平,而PLC高速计数器为确保工业现场的高抗干扰性能,却要求接受的是0 - 24v传输脉冲信号、又有的编码器为了提高编码性,提供A+、A-,B+、B-,Z+、Z- 对称反相的编码计数脉冲或者是提供A+、A-,B+、B-,Z+、Z- 对称反向的正弦矢量差分、差模信号,但PLC高速计数器要求接收的是单相计数脉冲。而使用者没有选择用到合适的转换接口而放弃了其中一相(编码器本因为要提高系统工业现场抗干扰能力,而提供的双相计数脉冲信号)进行计数。
又如在应用旋转编码器、光栅尺的场合非单方向匀速运动,其运动速度是时快时慢、时动时静止、时正时反的不确定性、或者在运动速度非常低的场合,如果接口没有匹配处理好是非常容易发生计数误差的。还有脉冲距离稍长些,脉冲传输过程中会产生脉冲波形奇变。
有许多应用场合虽然计数脉冲频率不高,而忽略了PLC高速脉冲计数器对计数脉冲的前后沿口是有速率要求(脉冲形成的上升、下降沿口响应速度要陡峭),尤其是在应用线数比较高的编码器在低速运行时,由于机械运动必然产生细微斗动或者编码器前级安有变速齿轮,就很容易会引起编码脉冲前后沿口上出现锯齿口。还有长期机械运动产生机械磨损,使间隙变大也会引起编码脉冲前后沿口上出现锯齿口。
在工业现场的干扰是错综复杂的,由来自控制现场如电动机的启动停止、大电流接触器的切换、可控硅的调相干扰、电弧电脉冲、电磁波等等复杂的干扰群,那纵向和横向电磁干扰是罗列不完。
问题终综合反映在计数脉冲上,产生了寄生毛刺信号或寄生干扰脉冲,寄生毛刺脉冲如果没有得到有效的遏止整形。所以必然会导致PLC高速计数器的计数精度不稳定、不、产生累计误差、经常会碰到偶发性的计数出错等一系列问题。
所以许多部件在实验室做模拟试验时是完好无误的,而一旦到了工业现场却出现种种不正常的现象。这往往是因为忽略了系统设计的整体概念,各个系统与系统之间的不匹配所产生的系统性干扰。它会直接影响到PLC控制精度,使得原本为了提高控制精度而设置的功能,却发挥不了本该提的效果。即理论设计精度与实际得到的效果差距甚远。有时误认为PLC高速计数器质量有问题、编码器有故障、码盘线数还不够多。且没有找到问题的真迹在哪里而无从着手,也没有采取有效克服措施或者没有找到有效的克服干扰的方法。
为此我们针对这些在国内电气系统、工业自动化控制系统普遍存在而又常见的有共性的技术问题,专门精心比照分析,研究了许多国外引进的大系统集成项目,自动化控制程度比较高的比较经典的控制系统时。发现有许多是常被我们设计师所忽略的细节,往往认为是“多余”的或者是认为可以“节省”开销的部件,似乎那些接口件去掉可以工作,有些部件当下去掉确实反映不出有无的变化和必要性。尤其是在当前市场竞争白日化,比价竞争为竞标的不明智压力下。常常是会在做设计时从成本角度考虑被“精简”掉了。从而往往会形成许多国产化系统先天不足后天失调,在现场系统调试时常常卡口。在现场采取应急措施,此时所采取措施常常是不十分完善的治标不治本小仓贴。系统不也就自然的了,反倒使工程日后无形的维护费用变大,似乎和前期项目投入是互不关联的两家之的事。其实质原因问题还是在自身,非常值得我们反思。
我们对那些可“精简多余”接口部件进行分析研究后又在工业现场实地试验后方知,它在构成系统整体集合时存在的必要性,选好对应匹配的接口,是对系统长期稳定运行的。尤其是度要求比较高的机械电气合一的数控项目中尤为重要。
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