产品描述
西门子代理商-变频器代理商-厂家质保
一 什么是PLC
可编程控制器(Programmble Controller)简称PC或PLC.它是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的,并逐渐发展成为以微处理器为,把自动化技术,计算机技术,通讯技术融为一体的新型工业控制装置.目前,PLC已被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制中,成为一种重要,普及,应用场合多的工业控制装置,被公认为现代工业自动化的三大支柱(PLC,机器人,/CAM)之一.
电工(IEC)于1987年颁布了可编程控制器标准草案三稿.在草案中对可编程控制器定义如下:"可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计.它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式和模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程.可编程控制器及其有关外围设备,都应按易于与工业系统联成一个整体,易于扩充其功能的原则设计".
定义强调了PLC应直接应用于工业环境,具有很强的抗干扰能力,广泛的适应能力和广阔的应用范围,这是区别于一般微机控制系统的重要特征.同时,也强调了PLC用软件方式实现的"可编程"与传统控制装置中通过硬件或硬接线的变来改变程序的本质区别.
近年来,可编程控制器发展很快,几乎每年都推出不少新系列产品,其功能已远远出了上述定义的范围.
二 ,PLC的产生与发展
在可编程控制器出现前,在工业电气控制领域中,继电器控制占主导地位,应用广泛.但是电器控制系统存在体积大,性低,查找和排除故障困难等缺点,特别是其接线复杂,不易改,对生产工艺变化的适应性差.
1968年美国通用汽车公司(G.M)为了适应汽车型号的不断新,生产工艺不断变化的需要,实现小批量,多品种生产,希望能有一种新型工业控制器,它能做到尽可能减少重新设计和换电器控制系统及接线,以降,缩短周期.于是就设想将计算机功能强大,灵活,通用性好等优点与电器控制系统简单易懂,价格等优点结合起来,制成一种通用控制装置,而且这种装置采用面向控制过程,面向问题的"自然语言"进行编程,使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用.
1969年美国数字设备公司(DEC)根据美国通用汽车公司的这种要求,研制成功了世界上台可编程控制器,并在通用汽车公司的自动装配线上试用,很好的效果.从此这项技术发展起来.
早期的可编程控制器仅有逻辑运算,定时,计数等顺序控制功能,只是用来取代传统的继电器控制,通常称为可编程逻辑控制器(Programmable LogicController).随着微电子技术和计算机技术的发展,20世纪70年代中期微处理器技术应用到PLC中,使PLC不仅具有逻辑控制功能,还增加了算术运算,数据传送和数据处理等功能.
20世纪80年代以后,随着大规模,大规模集成电路等微电子技术的发展,16位和32位微处理器应用于PLC中,使PLC得到发展.PLC不仅控制功能增强,同时性提高,功耗,体积减小,成本降低,编程和故障检测加灵活方便,而且具有通信和联网,数据处理和图象显示等功能,使PLC真正成为具有逻辑控制,过程控制,运动控制,数据处理,联网通信等功能的名符其实的多功能控制器.
自从台PLC出现以后,日本,德国,法国等也相继开始研制PLC,并得到了的发展.目前,世界上有200多家PLC厂商,400多品种的PLC产品,按地域可分成美国,欧洲,和日本等三个流派产品,各流派PLC产品都各具特色,如日本主要发展中小型PLC,其小型PLC性能,结构紧凑,价格,在世界市场上占用重要地位.的PLC生产厂家主要有美国的A-B(Allen-Bradly)公司,GE(General Electric)公司,日本的三菱电机(Mitsubishi Electric)公司,欧姆龙(OMRON)公司,德国的AEG公司,西门子(Siemens)公司,法国的TE(bbbemecanique)公司等.
我国的PLC研制,生产和应用也发展很快,尤其在应用方面为.在20世纪70年代末和80年代初,我国随国外成套设备,设备引进了不少国外的PLC.此后,在传统设备改造和新设备设计中,PLC的应用逐年增多,并显著的经济效益,PLC在我国的应用越来越广泛,对提高我国工业自动化水平起到了的作用.目前,我国不少科研单位和工厂在研制和生产PLC,如辽宁无线电二厂,无锡华光电子公司,上海香岛电机制造公司,厦门A-B公司等.
从近年的统计数据看,在世界范围内PLC产品的产量,,用量高居工业控制装置,而且市场需求量一直以每年15%的比率上升.PLC已成为工业自动化控制领域中占主导地位的通用工业控制装置.
三,PLC的特点与应用领域
(一)PLC的特点
PLC技术之所以高速发展,除了工业自动化的客观需要外,主要是因为它具有许多特的优点.它较好地解决了工业领域中普遍关心的,,灵活,方便,经济等问题.主要有以下特点:
1.性高,抗干扰能力强
性高,抗干扰能力强是PLC重要的特点之一.PLC的平均无故障时间可达几十万个小时 ,之所以有这么高的性,是由于它采用了一系列的硬件和软件的抗干扰措施:
(1)硬件方面 I/O通道采用光电隔离,有效地抑制了外部干扰源对PLC的影响;对供电电源及线路采用多种形式的滤波,从而或抑制了高频干扰;对CPU等重要部件采用良好的导电,导磁材料进行屏蔽,以减少空间电磁干扰;对有些模块设置了联锁保护,自诊断电路等.
(2)软件方面 PLC采用扫描工作方式,减少了由于外界环境干扰引起故障;在PLC系统程序中设有故障检测和自诊断程序,能对系统硬件电路等故障实现检测和判断;当由外界干扰引起故障时,能立即将当前重要信息加以封存,禁止任何不稳定的读写操作,一旦外界环境正常后,便可恢复到故障发生前的状态,继续原来的工作.
2.编程简单,使用方便
目前,大多数PLC采用的编程语言是梯形图语言,它是一种面向生产,面向用户的编程语言.梯形图与电器控制线路图相似,形象,直观,不需要掌握计算机知识,很容易让广大工程技术人员掌握.当生产流程需要改变时,可以现场改变程序,使用方便,灵活.同时,PLC编程器的操作和使用也很简单.这也是PLC获得普及和推广的主要原因之一.
许多PLC还针对具体问题,设计了各种编程指令及编程方法,进一步简化了编程.
3.功能完善,通用性强
现代PLC不仅具有逻辑运算,定时,计数,顺序控制等功能,而且还具有A/D和D/A转换,数值运算,数据处理,PID控制,通信联网以等许多功能.同时,由于PLC产品的系列化,模块化,有品种齐全的各种硬件装置供用户选用,可以组成满足各种要求的控制系统.
4.设计安装简单,维护方便
由于PLC用软件代替了传统电气控制系统的硬件,控制柜的设计,安装接线工作量大为减少.PLC的用户程序大部分可在实验室进行模拟调试,缩短了应用设计和调试周期.在维修方面,由于PLC的故障率低,维修工作量很小;而且PLC具有很强的自诊断功能,如果出现故障,可根据PLC上指示或编程器上提供的故障信息,查明原因,维修为方便.
5.体积小,重量轻,能耗低
由于PLC采用了集成电路,其结构紧凑,体积小,能耗低,因而是实现机电一体化的理想控制设备.
(二)PLC的应用领域
目前,在国内外PLC已广泛应用冶金,石油,化工,建材,机械制造,电力,汽车,轻工,环保及文化等各行各业,随着PLC性能价格比的不断提高,其应用领域不断扩大.从应用类型看,PLC的应用大致可归纳为以下几个方面:
1.开关量逻辑控制
利用PLC基本的逻辑运算,定时,计数等功能实现逻辑控制,可以取代传统的继电器控制,用于单机控制,多机制,生产自动线控制等,例如:机床,注塑机,印刷机械,装配生产线,电镀流水线及电梯的控制等.这是PLC基本的应用,也是PLC广泛的应用领域.
2.运动控制
大多数PLC都有拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块.这一功能广泛用于各种机械设备,如对各种机床,装配机械,机器人等进行运动控制.
3.过程控制
大,中型PLC都具有多路模拟量I/O模块和PID控制功能,有的小型PLC也具有模拟量输入输出.所以PLC可实现模拟量控制,而且具有PID控制功能的PLC可构成闭环控制,用于过程控制.这一功能已广泛用于锅炉,反应堆,水处理,酿酒以及闭环位置控制和速度控制等方面.
4.数据处理
现代的PLC都具有数学运算,数据传送,转换,排序和查表等功能,可进行数据的采集,分析和处理,同时可通过通信接口将这些数据传送给其它智能装置,如计算机数值控制(CNC)设备,进行处理.
5.通信联网
PLC的通信包括PLC与PLC,PLC与上位计算机,PLC与其它智能设备之间的通信,PLC系统与通用计算机可直接或通过通信处理单元,通信转换单元相连构成网络,以实现信息的交换,并可构成"集中管理,分散控制"的多级分布式控制系统,满足工厂自动化(FA)系统发展的需要.
四,PLC的分类
PLC产品种类繁多,其规格和性能也各不相同.对PLC的分类,通常根据其结构形式的不同,功能的差异和I/O点数的多少等进行大致分类.
1.按结构形式分类
根据PLC的结构形式,可将PLC分为整体式和模块式两类.
(1)整体式PLC 整体式PLC是将电源,CPU,I/O接口等部件都集中装在一个机箱内, 具有结构紧凑,体积小,价格低的特点.小型PLC一般采用这种整体式结构.整体式PLC由不同I/O点数的基本单元(又称主机)和扩展单元组成.基本单元内有CPU,I/O接口,与I/O扩展单元相连的扩展口,以及与编程器或EPROM写入器相连的接口等.扩展单元内只有I/O和电源等,没有CPU.基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接.整体式PLC一般还可配备特殊功能单元,如模拟量单元,位置控制单元等,使其功能得以扩展.
(2)模块式PLC 模块式PLC是将PLC各组成部分,分别作成若干个单的模块,如CPU模块,I/O模块,电源模块(有的含在CPU模块中)以及各种功能模块.模块式PLC由框架或基板和各种模块组成.模块装在框架或基板的插座上.这种模块式PLC的特点是配置灵活,可根据需要选配不同规模的系统,而且装配方便,便于扩展和维修.大,中型PLC一般采用模块式结构.
还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来,构成所谓叠装式PLC.叠装式PLC其CPU,电源,I/O接口等也是各自立的模块,但它们之间是靠电缆进行联接,并且各模块可以一层层地叠装.这样,不但系统可以灵活配置,还可做得体积小巧.
2.按功能分类
根据PLC所具有的功能不同,可将PLC分为低档,中档,三类.
(1)低档PLC具有逻辑运算,定时,计数,移位以及自诊断,监控等基本功能,还可有少量模拟量输入/输出,算术运算,数据传送和比较,通信等功能.主要用于逻辑控制,顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统.
(2)中档PLC 除具有低档PLC的功能外,还具有较强的模拟量输入/输出,算术运算,数据传送和比较,数制转换,远程I/O,子程序,通信联网等功能.有些还可增设中断控制,PID控制等功能,适用于复杂控制系统.
(3)PLC除具有中档机的功能外,还增加了带符号算术运算,矩阵运算,位逻辑运算,平方根运算及其它特殊功能函数的运算,制表及表格传送功能等.PLC机具有强的通信联网功能,可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统,实现工厂自动化.
3.按I/O点数分类
根据PLC的I/O点数的多少,可将PLC分为小型,中型和大型三类.
1 简介
生物质高温空气气化技术是燃料利用和能源供应领域内的一项,对提高资源利用率、缓解能源危机和改善环境质量具有重要意义。生物质高温空气气化系统主要由高温空气预热器、卵石床气化器、余热锅炉、气体湿式净化装置、汽轮机等动力供应装置及空气压缩机等辅助装置组成。高温低氧弥散燃烧为技术的高温空气发生器是生物质高温空气气化技术研究实验研究系统的关键部件之一,其主要功能是产生温度为 800-1500℃的空气。四通阀的周期切换是高温空气发生器正常工作的关键,本文介绍采用可编程序控制器(HLC)实现四通阀周期切换的控制方案。
2 高温空气发生器的组成及工作原理
高温空气发生器是获得高温空气的关键设备,其关键技术在于采用了一对蜂窝陶瓷蓄热体,该蓄热体具有比表面积大、传热性能好、阻力小、能实现限余热回收等特点,是一种紧凑的换热器。高温空气发生器主要由燃烧室、燃烧器、蓄热室、四通阀、鼓风机及排烟机组成,其中燃烧室、燃烧器、蓄热室各两个,呈左右对称布置。高温空气发生器工作原理如图1所示。
高温空气发生器工作时,燃料在A侧燃烧室内燃烧,产生1300℃左右的高温烟气,高温烟气通过蓄热室时,与蜂窝陶瓷蓄热体进行热交换,蓄热体被加热,烟气则冷却到120℃左右经四通阀排气中;与此同时,常温空气经四通阀后进入B侧的蓄热室,吸收蓄热室内高温蓄热体中的热量,升温到1000℃以上,加热后的高温空气分成两部分,其中大部分输入到卵石床气化器中作气化剂,另一部分用于A侧燃烧室燃气的燃烧。经过一段时间后进行切换,B侧燃烧,A侧产生高温空气,切换周期为15~30s。通过这种交替运行方式,实现限余热回收和燃烧空气的高温预热。
1 前言
目前在物流条烟自动分拣系统中大量使用西门子公司的控制产品,其中PLC编程软件STEP 7已被大多数工程技术人员熟悉应用。因此基于STEP 7开发环境下的PLC必定成为本的主品。其优点是广大的工程开发人员熟悉此编程,因此开发,各种控制功能易于实现。在从项目成本及技术性能指标等因素上考虑,VIPA公司基于SPEED7技术的PLC控制系统与西门子PLC相比有一定优势和新特点。我公司在物流自动分拣项目中,尝试引进了具有高性价比的德国VIPA公司的PLC产品,了很好的效果,也提高了我公司在承接项目中的技术指标和竞争力。
2 系统组成
在某市物流自动分拣项目中,使用了德国VIPA 公司的300S PLC系列的控制系统,了很好的效果,其主要配置如下:
1) VIPA 317-4NE12 CPU及I/O模块作为主控系统,它自带有PROFIBUS DP主站接口;CP343以太网接口和PG/OP以太网编程口;MPI接口。
2) VIPA 200V 系列模块组成的3个远程DP从站,其中两个远程DP从站分别配置一块VIPA 250-1BA00高速计数模块,计数频率可达1MHz;这样组成的远程站结构紧凑,节省安装空间,系统运行。
3) 8个SIEMENS的ET200S作为远程DP从站;
4) 2台DANFOSS公司的FC300系列变频器采用Profibus DP总线控制;
5) 1台VIPA触摸屏TP 612C做操作员终端;
6) 1个SIEMENS EM277接口模块用于与自动热缩包装机通讯。
电梯的电气系统由拖动系统和控制系统两部分组成。传统的电气控制系统采用的继电器逻辑控制由于触点多、故障率高、性差、体积大等缺点,正逐渐被淘汰。目前电梯设计使用可编程控制器(PLC),要求功能变化灵活,编程简单,故障少,噪音低。维修保养方便,节能省工,抗干扰能力强,控制箱占地面积少。当乘员进入电梯,按下楼层按钮,电梯门自动关闭后.控制系统进行下列运作:根据轿厢所处位置及乘员所处层数.判定轿厢运行方向,保轿厢平层时减速。将轿厢停在选定的楼层上;同时,根据楼层的呼叫,顺路停车,自动开关门。另外在轿厢内外均要有信号灯显示电梯运行方向及楼层数。
MCGS(Monitor and Control Generated System,通用监控系统)是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件,能够在bbbbbbs平台上运行。通过对现场数据的采集处理。以动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式。向用户提供解决实际工程问题的方案。充分利用bbbbbbs图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点。比以往使用机开发的工业控制系统具通用性.在自动化领域有着广泛的应用。本文利用MCGS组态软件检验电梯PLC控制系统的运行情况。
2 电梯PLC控制系统
S7—200可编程控制器是德国西门子公司研制的一种新型可编程控制器。它工作,功能强,存储容量大,编程方便,输出端可直接驱动2A的继电器或接触器的线圈,抗干扰能力强。因此,能够满足电梯对电气控制系统的要求。S7-200系列小型PLC(Micro PLC)可应用于各种自动化系统。紧凑的结构。低廉的成本12.b~功能强大的指令集使得S7—200 PLC成为各种小型控制任务理想的解决方案。利用西门子S7—200可编程序控制器编写一个四层电梯的控制系统。分别完成轿内指令、厅外召唤指令、楼层位置指示、平层换速控制、开门控制等控制任务。
STEP 7-Micro/WIN 32是S7-200系列的PLC的编程软件.可以对S7—200的所有功能进行编程。该软件在 bbbbbb8平台上运行。基本操作与omce等标准bbbbbbS软件相类似,简单、易学。其基本功能是协助用户完成应用软件。例如创建用户程序、修改和编辑过程中编辑器具有简单语法检查功能。还可以直接用软件设置PLC的工作方式、参数和运行监控。
2.1 电气控制系统
图l为本系统的组成框图。
2 PLC系统部分
完成所设定的控制任务所需要的PLC规模主要取决于控制系统对输入,{禽出点的需求量和控制过程的难易程度。
(1)I/O点的估算:
系统的输入点有:门厅召唤按钮6个输入点;轿内指令按钮4个点;楼层感应器4个点;门区感应l点;手动开门l点:共计输入点16点。而输出点有:快慢速接触器2点;上下行接触器2点;楼层指示灯4点;门锁1个点;共计输出点9点。总计I/O点数为16/9;
(2)可编程控制器S7—200的CPU226输入,输出点数为24/16。足以满足要求。
3 电梯PLC控制系统设计
因篇幅有限。仅将电梯指示及上下行程序列出说明。
3.1楼层状态指示设计
当电梯运行至某层有指令发出时.指示位置及指令。以二层为例:
3.2电梯下行程序设计
以电梯在三层下行情况为例。当电梯的一或二层有指令时,将三层下行位置1,同时无上行,驱动电梯下行。程序说明如下:
以电梯在二层上行情况为例。程序说明如下:
电梯到达某层时。将已完成的指令信号复位。以电梯到达三层为例。程序ig明如下:
MCGsm态软件具有全中文、面向窗口的可视化操作界面。实时性强,有良好的并行处理性能和丰富生动的多媒体画面。MCGSm态软件的开放式结构拥有广泛的数据和强大的数据处理功能。同时。提供良好的机制,为多个不同级别用户设定不同的操作权限。MCGS组态软件支持多种硬件设备,实现“设备无关”,用户不必因外部设备的局部改动,而影响整个系统。MCGS组态软件由“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个系统组成。两部分互相立。又紧密相关。
本文利用MCGS组态软件设计。在设备组态窗口中选择适当的串口通讯设备.添加西门子S7—200PLC。正确设置其属性。正确设置组态软件中数据变量设备通道的连接,即可实现PLC与组态软件的通讯。将PLC中的串口驱动程序与组态软件的需求响应相结合,使电脑对PLC发出的信号有响应。在 MCGS组态软件的用户窗口中,制作一个动画界面。在界面上设置各个控件的属性,使设置的控件按照真实的情况动作,检验和测试电梯PLC控制系统对电梯的运行状态的控制效果。MCGS用主控窗口、设备窗口和用户窗口来构成一个应用系统的人机交互图形界面.组态配置各种不同类型和功能的对象或构构。可以对实时数据进行可视化处理。组态过程如图2所示:
5 结语
针对这个四层电梯的控制系统.本文采用西门子S7—200可编程控制器设-H-电梯的控制系统完成电梯的轿内指令、厅外召唤指令、楼层位置指示、平层换速控制、开门控制等控制任务。利用MCGS组态软减设计模拟电梯PLC控制系统的运行。将PLC中的串口驱动程序与组态软件的需求响应相结合,加载驱动。使设置的控件能够按照真实的情况动作。检验和测试电梯PLC控制系统对电梯的运行状态的控制效果。实践证明。将PLC可编程控制器和MCGS组态软件结合可以非常好地模拟电梯控制系统的测试运行.有利于PLC控制系统的设-H-、检测,具有良好的应用。
近年来,在纺织机械中经编机的市场需求上升,双针床的经编机,高速机,双轴向、多轴向的经编机都销售形势良好。针对经编机的系统控制要求,北京和利时自动化驱动技术有限公司推出了经编机梭节横移系统。整套系统采用性价比较高的和利时PLC作为控制器,利用PLC伺服定位功能、丰富的内部数据资源和强大通讯功能,使得控制与驱动紧密结合,使系统控制好,显现出和利时产品在系统整合上的优势。
经编机主要由编织机构、梳栉横移机构、送经机构、牵拉卷取机构和传动机构组成。经编机控制系统主要包括电子送经系统、电子提花系、梭节横移系统三个部分。电子送经系统主要功能在于控制各种纱线的送经速度及张力,保恒定送经。电子送经系统可以分为单速或双速的EBA和多速的EBC两种,采用可编程控制器、变频器、三相异步电机、伺服电机、编码器等组成闭环控制,来实现主轴恒速运转同时调节经轴转速,进而实现恒定送经。电子提花系统主要用于花型的提取,再配合梭节的横移以实现花型的成型。其主要由一个嵌入式系统来实现提花数据的转换及提花的动作控制,执行动作由3146~4096个电磁阀来实现。由于电磁的动作响应速度较慢,现在慢慢地被动作响应快的压电陶瓷所取代。梭节横移系统主要控制梭节的移动。经编机的梭节一般有56条或40条,目前多的是56条。每条梭节由一个900W的伺服来控制。由于控制轴数多,故采用分散控制。
和利时公司研发的梭节横移系统由PLC和伺服电机构成,包括控制部分、驱动部分和监控部分。
控制部分的主控制器要进行横移信号采集与处理,协调各分控制器的同步工作。系统采用和利时公司G5系列PLC,由一个CPU模块 15-2BT02、两个16点开关量输入模块21-1BH00、三个16点开关量输出模块22-1BH00和一个16点继电器输出模块 21-1HF00组成。系统分控制器共有28个,每组分控制器控制两轴梭节伺服。分控制器采用和利时公司G3系列高速运动控制CPU模块 LM3106A,CPU模块上集成14点输入和10点晶体管输出,具有一个RS232串行通讯接口,具有两路100KHz高速脉冲输出功能。分控制器通过 RS232/RS485转换器以485通讯方式连接到上位计算机上,进行监控。
系统共有56条梭节,由和利时公司56套900W的森创交流伺服进行控制,伺服根据织花转换程序事先转换好的存储在分控制器中的花型数据进行动作。
上位监控由一台研华触摸式平板电脑TPC-1261配以软件来完成;同时电脑上还运行织花花型转换程序,进行花型数据的转换与下载。软件采用和利时公司组态软件,完成对整个系统的运行状态监控,包括对伺服的运行状态,PLC、伺服的通讯状态,花型运行的梭节号等等运行状态的监控;完成系统的参数设置:机械参数主要是主轴参数,运动参数主要是给PLC定位控制用的脉冲频率、滤波时间、加减速时间等等;另外完成工艺装针、故障处理、盘头控制、用户管理、帮助等功能。
做为工业自动化代表性的控制产品,PLC一直都是许多自动化公司发展的产品。同时,PLC也是应用范围广的工业控制产品。
PLC也随着技术和应用的不断进步功能日益强大。如今的PLC,在功能上除了逻辑控制外,早已经实现了速度控制、位置控制,以及网络通信等功能。
同时,日益强大的CPU功能,I/O点数的增加以及通信功能的强大,让PLC有了大的使用空间,在许多应用场合,如原本使用伺服、DCS的地方都可以应用PLC。
在技术的驱动下,自动化设备性能不断提高,对于速度控制、位置控制、精度、速度和轴数方面的要求也不断提高。
与此对应,将来的PLC会相应的加强以上方面的功能。如网络型伺服所带来的高速响应、便利的设置和监控、便利的多轴协同工作等会在PLC上逐步实现。
网络功能继续加强
以太网将逐步渗透到以往的现场总线、控制器网络层,一网到底不再仅仅是理想。天涯若比邻,网络使得人之间的交流在指尖就可轻易实现。
自动化领域同样如此,高速并且大容量的网络将会有效异地控制、远程控制的重重障碍,成为“本地”控制,这也将使控制器轻松地融入企业级的信息网络,PLC不再是孤岛,也不再封闭,欧姆龙准备了可切实满足用户需求的SYSMAC CJ2系列产品。
适合设备控制的欧姆龙CJ2H CPU单元特别加强了从读取输入指令到进行运算、输出前的“系统总处理能力”。
此外,还支持高速、大容量网络,同时提高了编程、调试的效率。基本的设备控制用产品中又添CJ2M CPU单元系列,其备有丰富齐全的CPU单元,无论控制规模如何,都可在CJ2中选择合适的CPU单元。CJ2支持从小型到高速、等各种设备的新,确保用户、放心地使用。
工业以太网与物联网技术
越来越多的PLC生产厂家推出了自己的工业以太网,以保证PLC与控制在交换数据时的性及稳定性。这将要求原先PLC基于以太网开发的功能将向工业级方向发展。
物联网(The Internet of things)的定义是通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、定位系统,以及激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、、跟踪、监控和管理的一种网络。
作为自动控制系统的,PLC如果接入到Internet中,也要具备多功能,以能好地融入到物联网技术中去。
PLC作为通用的控制器,广泛的应用于工厂自动化的各个领域。随着产品差异化竞争的需要和市场的细分,PLC也将越来越成为“专”家,专注于多的细分的行业或设备。
与工业PC相比,PLC在开放性方面仍较为欠缺。不同的厂商有各自不同的标准和平台。降低了开发的效率,也增加了技术推广的难度。
未来,PLC可以在民用场合,如BA(楼宇自动化)实现多的应用。由于人机界面与控制器的集成,以及DCS和PLC之间逐步在融合,PC Base、HMI、过程控制等方面都会逐步融入PLC技术,现在各个厂商也都在这方面正进行着不断地尝试。
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。
为此我们引进了上而又成熟的接口技术,吸收消化了许多针对性细节的处理方法。专门设计了半国产化的MHM-02A/B型双高速光栅隔离耦合器接口模块和MHM-06双高速差模信号转换器接口模块,而且分别还有多种输入输出方式组合,可以满足国内外现有各种形式的旋转编码器、光栅尺与各种PLC控制器的要求。它已经在许多PLC数控系统上,尤其是在那些“问题系统”上、和在老系统进行数控改造项目上,实际应用得到了验证。使许多项目控制精度有非常显著提高,使理论设计精度与实际得到的效果吻合。的确是“多”而不“余”,着实能解决掉问题,起到事半功倍的效果。
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