成都西门子模块代理商通讯电缆供应商
气流纺织为传统成熟的纱线纺织技术。随着纺织行业对纱线的品质要求的提高，对绵纱的丝纺控制愈加细微，于是如纱线的接头长度、支数、张力等成为纱纺的关键指针。
针对以上要求，国内纺织制造业正以性能、稳定的PLC逐步取代国外流行以单片机为控制的纺纱系统。另外随着人机接口-触摸屏、变频器的应用推广，一些前的企业及时地将人机接口、变频整合在该行业电气控制系统中，为的控制增添新的亮点。如江苏一企业的气流纺织机，就采用了SIEMA公司的PLC及其模块，。该系统采用单台人机接口-触摸屏通过RS-485总线，实时对PLC进行监控、参数调整、断纱自动报警等多项功能。该系统的PLC通过调整一百多个电磁铁开合时间来实现纱线接头长度及纱线支数的调整，由于受电磁线圈消磁特性及纱线粘度、引纱电机的速度等综合影响，电磁铁的开合时间亦通常有0.02-0.06秒的卫小调整来满足生产的需要。所以该系统单台人机接口的点睛运用，在有效控制成本的基础上，大地提高了生产效率及生产工义指针。该系统PLC的I/O点非常多，有八九百个点，面对如此庞大的系统设计及其成本的压力，设计者却一反传统的大而大做，巧妙地利用西门子公司200系列PLC（自带485口）及人机接口共同支持MODBUS协议的特点，及其SIEMA公司200系列32DI、32DO、8TC、8AI、4RTD、4AO 等大点数模块，根据纺纱工艺的要求，将I/O点分为5台PLC主机的小系统，仅用双绞线将传统的5台PLC与人机接口连为统一的"大系统"，真正做到了大系统小设计。 同比全部采用西门子PLC及其模块之下大大节省了成本，同时SIEMA公司产品质量好，运行稳定，保证了系统的性。
在实际应用中，该系统的引纱、喂给电机的频率及相互匹配系数，可直接通过触摸面板快捷地调整和电流的实时监控，并且使线上所有5台PLC程序严格的一致，增加了PLC应急互换性，实现了多层控制单一化，复杂简单化。
纵观整个控制系统，简洁、准确、节能、人性化的设计风格无不透着现代设计者的匠心具。同时也折射出新世纪传统控制产业的方向和主流。
1 概述
在石油加工工业中，大型旋转机组是装置设备的重要组成部分，如催化裂化装置的主风机、气压机组、烟气轮机及汽轮机组等。这些机组功率大，运行条件苛刻，控制系统复杂，是化工生产中的关键设备。因此，对这些设备在突发事故中的保护是至关重要的。现在各大石油化工企业普遍采用的是ESD紧急停车系统，系统结构复杂，成本高（上百万元）。针对上述情况，沈阳石蜡化工有限公司80x104 t/a 重油催化裂化气压机组的联锁-自保系统采用了PLC 进行系统构建，其在随后的生产过程中表现稳定，动作可*，多次在事故状态下对机组及生产装置实行了自我保护，杜绝了恶性事故的扩大和蔓延，了显著的效果。
2 工艺设备及主要联锁参数
在催化裂化装置中，从沉降器出来的油气经分馏塔分馏后得到粗汽油、柴油和富气，富气从分馏塔出来经气压机压缩后送到稳定塔，与粗汽油在稳定塔内充分互溶，得到稳定汽油。在这部分流程中，气压机是关键的设备，它的运行是否平稳直接影响着整个流程。如果气压机受到损坏，会对单位的经济效益产生大的影响。因此，对气压机组的保护是至关重要的。该厂80x104 t/a重油催化裂化气压机组采用的是电机-气压机-汽轮机三机组，在装置开工时采用汽轮机启动机组，达到额定转速（6000转）后开启电动机，采用双动力三机组的形式，主要是为了增加机组运行的可*性。机组的主要联锁参数包括气压机轴位移标停车、汽轮机轴位移标停车、润滑油压力低停车、密封油压力低停车、汽轮机入口蒸汽流量低停车、汽轮机背压低停车、机组转速标停车、手动紧急停车、供电跳闸停车等，这些量都是开关量输入，其中任意一项或多项出现，都要求PLC能切断汽轮机入口蒸汽速关阀和电机电源，同时关闭气压机入口阀，打开放阀，以保证气压机及装置的。
3 方案的确定
自保-联锁系统是指将影响装置和设备的重要参数，如温度、压力、流量、温度等引入ESD（紧急停车系统）系统，由ESD监测，并以显著的声光形式进行报警，达到联锁条件时自动实行联锁保护，设备和装置的，并打印出故障原因及时间，以利于事故分析。随着微电子技术的发展，PLC产品在功能和性能指标上都得到了大地丰富和完善，并以受到用户的欢迎。因此，从满足工艺生产需求出发，考虑到性、可*性、经济性、可扩展性等因素，采用了OMRON公司生产的CPM2AH ?0CDR-A型PLC，并选用了OMRON公司的CX-Programmer软件。
4 系统构成
4.1 硬件构成
CPM2AH自带I/O接口，可以接36点输入，24点输出，输出形式是继电器，并且通过RS232C串口与PC机1通讯。PC机1位于气压机控制室内，使用的是bbbbbbs2000操作系统，通过CX-Programmer软件与PLC通讯，实现组态、监控及事故记录功能。由于我厂采用分散控制、集中管理，因此要求在主控室也可以直接看到气压机的自保联锁状态。因此，利用微软的bbbbbbs2000的终端服务功能，在主控室设置了PC机2，将气压机控制室内的PC机1作为终端服务端，主控室内的PC机2作为终端客户端，两台PC机因为距离较远，采取光纤以太网连接，在主控室内的PC机2上，可通过终端服务功能运行位于气压机控制室内PC机1上的CX-Programmer软件，对PLC进行监控及各种操作。
4.2 软件设计
根据工艺要求，润滑油压力及密封油压力低停车采取三取二逻辑，汽轮机入口蒸汽流量及汽轮机背压采取二取二逻辑，以减少由于现场仪表失灵造成的自保误动情况。为满足不同的工况需要，特别设置了手动紧急停车按钮，放在操作台的隐蔽位置，供工艺人员使用。每一项自保条件动作，PC机都会按时间顺序记录下来，供事后分析。PLC系统的软件设计是依据上述逻辑关系，以梯形图方式编写后写入PLC中。在PC机中，可实现在线组态、监控，对输入、输出点可以强制状态，以满足调试、维护需要。
5 结语
本系统投入生产后，运行良好，性高，而且程序简洁，维护方便，保证了装置的长周期运行，为工厂了可观的经济效益，将在今后的生产实践中，逐步考虑采用双PLC或三PLC冗余的方案，以达到高的性
1、概述
随着计算机控制技术的发展，以微处理器为的可编程序控制器（PLC）控制已逐步 取代继电器控制，普遍应用于各行各业的自动化控制领域。煤炭行业也不例外，但目前煤矿 井下主排水系统仍多采用继电器控制，水泵的开停及选择切换均由人工完成，还做不到根据水位或其它参数自动开停水泵，这将严重影响井下主排水泵房的管理水平和经济效益的提高 。
岱庄煤矿是1999年设计竣工的生产能力为1.8Mt／a的现代化矿井，井下涌水量较大，泵 设计安装了5台MD500-57×9主排水泵，配套电动机1250kW，3趟排水管路。正常涌水时，2 台工作，2台备用，1台检修。鉴于PLC的性和性，煤炭工业邯郸设计院对5台主排水泵及其附属的抽真空系统与管道电动阀门等装置实施了PLC自动控制及运行参数自动检测，动态显示，并将数据传送到地面生产调度，进行实时监测及报警显示。
系统通过检测水仓水位和其它参数，控制水泵轮流工作与适时启动备用泵，合理调 度5台水泵运行。系统通过触摸屏以图形、图像、数据、文字等方式，直观、形象、实时地 反映系统工作状态以及水仓水位、电机工作电流、电机温度、轴承温度、3趟排水管流量等 参数，并通过通讯模块与综合监测监控主机实现数据交换。该系统具有运行、操作方便 、自动化程度高等特点，并可节省水泵的运行费用。
2、矿井主排水控制系统系统组成
岱庄煤矿泵房井下主排水泵自动化控制系统图如图1所示，整个自动控制系统由数据自 动采集、自动轮换工作、自动控制、动态显示及故障记录报警和通讯接口等5个部分组成。
2、1数据自动采集与检测
数据自动采集与检测主要分为两类：模拟量数据和数字量数据。
模拟量检测的数据主要有：水仓水位、电机工作电流、水泵轴温、电机温度、3趟排水管流量；数字量检测的数据主要有：水泵高压启动柜真空断路器和电抗器柜真空接触器的状态、电动阀的工作状态与启闭位置、真空泵工作状态、电磁阀状态、水泵吸水管真空度及水泵出水口压力。
数据自动采集主要由PLC实现，PLC模拟量输入模块通过传感器连续检测水仓水位，将水位变 化信号进行转换处理，计算出单位时间内不同水位段水位的上升速率，从而判断矿井的涌水量，控制排水泵的启停。电机电流、水泵轴温、电机温度、排水管流量等传感器与变送器，主要用于监测水泵、电机的运行状况，限报警，以避免水泵和电机损坏。PLC的数字量输入模块将各种开关量信号采集到PLC中作为逻辑处理的条件和依据，控制排水泵的启停。
在数据采集过程中，模拟量信号的处理是将模拟信号变换成数字信号（A/D转换），其变换速度由采样定律确定。一般情况下，采样频率应为模拟信号中频率成分的2倍以上，这样经A/D变换的精度可恢复到原来的模拟信号精度。A/D变换的精度取决于A/D变换器的位数。如5V电压要求以5mV精度变换时，精度为5mV/5V=0.1%,即1/1000十进制的1000用二进 制表示时要求为10位,而本系统所采用的A/D模块分辨率为16bit,其精度在±0.05%以上，该精度等级足以满足控制系统要求。同时，PLC所采用的A/D模块均以积分方式变换，可使输入信号的尖峰噪音和感应噪声平均化，适用于噪音严重的工业场所。
2、2自动轮换工作
为了防止因备用泵及其电气设备或备用管路长期不用而使电机和电气设备受潮或其他故障未 经及时发现，当工作泵出现紧急故障需投入备用泵时，而不能及时投入以至影响矿井，本系统程序设计了5台泵自动轮换工作控制，控制程序将水泵启停次数及运行时间和管路使 用次数及等参数自动记录并累计，系统根据这些运行参数按一定顺序自动启停水泵和相 应管路，使各水泵及其管路的使用率分布均匀，当某台泵或所属阀门故障、某趟管路漏水时，系统自动发出声光报警，并在触摸屏上动态闪烁显示，记录事故，同时将故障泵或管路自 动退出轮换工作，其余各泵和管路继续按一定顺序自动轮换工作，以达到有故障早发现、早处理，以免影响矿井生产的目的。
2、3矿井主排水控制系统自动控制
系统控制设计选用了日本欧姆龙公司C200HE型PLC为控制主机，该机为模块化结构，由PLC机 架、CPU、数字量I/O、模拟量输入、电源、通讯等模块构成。PLC自动化控制系统根据水仓 水位的高低、井下用电负荷的高、低峰和供电部门所规定的平段、谷段、峰段供电电价时 间段（时间段可根据实际情况随时在触摸屏上进行调整和设置）等因素，建立数学模型，合理调度水泵，自动准确发出启、停水泵的命令，控制5台水泵运行。
为了保证井下生产，系统运行，水位信号是水泵自动化一个非常重要的参数，因此，系统设置了两套水位传感器，模拟量和开关量传感器，两套传感器均设于水仓的排水配水仓内，PLC将接受到的模拟量水位信号分成若干个水位段，计算出单位时间内不同水位段水位的上升速率，从而判断矿井的涌水量，同时检测井下供电电流值，计算用电负荷率，根据矿井涌水量和用电负荷，控制在用电低峰和中电价时开启水泵，用电高峰和电时停止水泵运行，以达到避峰填谷及节能的目的。
2、4矿井主排水控制系统通讯接口
PLC通过通讯接口和通讯协议，与触摸屏进行全双工通讯，将水泵机组的工作状态与运行参数传至触摸屏，完成各数据的动态显示；同时，操作人员也可利用触摸屏将操作指令传至PL C，控制水泵运行。PLC同时将水泵机组的运行状态与参数经生产监测系统分站传至地面 生产调度监控主机，与全矿井生产监控系统联网，管理人员在地面即可掌握井下主排水系统设备的所有检测数据及工作状态，又可根据自动化控制信息，实现井下主排水系统 的遥测、遥控，并为矿提供生产决策信息。触摸屏与监测监控主机均可动态显示主排水系统运行的模拟图、运行参数图表，记录系统运行和故障数据，并显示故障点以提醒操作人员注意。
2、5动态显示
动态模拟显示选用日本Digital公司的GP-570T型触摸式工业图形显示器（触摸屏），系统通过图形动态显示水泵、真空泵、电磁阀和电动阀的运行状态，采用改变图形颜色和闪烁功能 进行事故报警。直观地显示电磁阀和电动阀的开闭位置，实时显示水泵抽真空情况和压力值 。
用图形以及趋势图、棒状图方式和数字形式准确实时地显示水仓水位，并在启停水泵的水位段发出预告信号和低段、低段、高段、高段水位分段报警，用不同音响形式提醒工作人员注意。
采用图形、趋势图和数字形式直观地显示3趟管路的瞬时流量及累计流量，对井下用电负荷的监测量、电机电流和水泵瞬时负荷及累计负荷量、水泵轴温、电机温度等进行动态显示、 限报警，自动记录故障类型、时间等历史数据，并在屏幕下端循环显示新出现的3条故障（故障显示条数可在触摸屏上设置），以提醒工作人员及时检修，避免水泵和电机损坏。
3、矿井主排水控制系统系统功能及特点
（1）系统控制具有自动、半自动和手动检修3种工作方式。自动时，由PLC检测水位、压力及有关信号，自动完成各泵组运行，不需人工参与；半自动工作方式时，由工作人员选择某台或几台泵组投入，PLC自动完成已选泵组的启停和监控工作；手动检修方式为故障检修和手动试车时使用，当某台水泵及其附属设备发生故障时，该泵组将自动退出运行，不影响其它泵组正常运。PLC柜上设有该泵的禁止启动按钮，设备检修时，可防止其他人员误操作，以保证系统。系统可随时转换为自动和半自动工作方式运行。
（2）PLC控制程序采用模块化结构，系统可按程序模块分段调试，分段运行。该程序结构具 有清晰、简捷、易懂，便于模拟调试，运行速度快等特点。
（3）系统可根据投入运行泵组的位置，自动选择启动就近的真空泵，若在程序设定的时间内达不到真空度，便自动启动备用真空泵。
（4）系统根据电网负荷和供电部门所规定的平段、谷段、峰段供电电价时间段，以“避峰填谷”原则确定开、停水泵时间，从而合理地利用电网信息，提高矿井的电网运行质量。
（5）PLC自动检测水位信号，计算单位时间内不同水位段水位的上升速率，从而判断矿井的涌水量，自动投入和退出水泵运行台数，合理地调度水泵运行。
（6）在触摸屏上动态监控水泵及其附属设备的运行状况，实时显示水位、流量、压力、温 度、电流、电压等参数，限报警，故障画面自动弹出，故障点自动闪烁。具有故障记录，历史数据查询等功能。
（7）系统具有通讯接口功能，PLC可同时与触摸屏及地面监测监控主机通讯，传送数据，交换信息，实现遥测遥控功能。
（8）系统保护功能有以下几种。
电动机故障：利用PLC及触摸屏监视水泵电机过电流、漏电、低电压等电气故障，并参与控制。
电动闸阀故障：由电动机综保监视闸阀电机的过载、短路、漏电、断相等故障，并参与水泵的联锁控制。
温保护：水泵长期运行，当轴承温度或定子温度出允许值时，通过温度保护装置及PLC 实现限报警。
流量保护：当水泵启动后或正常运行时，如流量达不到正常值，通过流量保护装置使本 台水泵停车，自动转换为启动另一台水泵。
（9）系统根据水位和压力控制原则，自动实现水泵的轮换工作，延长了水泵的使用寿命
在轮胎硫化过程中，胶囊作为轮胎加工时的配件，在性能方面有很高的要求。它需要经受反复的膨胀和收缩、拉伸等变形，还要经受急剧的升温和冷却。胶囊硫化是胶囊获得使用性能的关键工序之一，也是胶囊生产中重要的一道工序。其过程是先将胶料经过适当加工制成半成品，再通过化学作用，将半成品制成胶囊外型，达到符合轮胎加工的使用性能。
硫化工艺包括合模、紧模、保压硫化、启模等。胶囊硫化机通过控制上芯杆、下芯杆和主油缸的动作，组合成一定的芯模腔，形成胶囊硫化所需的压力，同时通过控制蒸汽的进入以控制硫化所需的温度。大部分胶囊硫化机采用液压系统。液压站通过油路管道来控制上芯模、下芯模和主油缸的升降动作。
结合HOLLiAS LM系列PLC模拟量采集精度高、网络延展性好的特点，提出了一套基于和利时小型PLC的胶囊硫化机控制系统的解决方案。该方案克服了传统继电器对胶囊硫化过程中的压力、温度和时间三大要素控制不够、故障率高等缺点，对PLC在胶囊硫化机行业的应用具有一定的参考。
根据输入、输出点数要求，选择40点CPU模块LM3109和4通道模拟量输入模块LM3310。控制系统的开关量输入主要包括运行方式切换按钮、设置按钮以及各动作按钮等。系统的模拟量输入包括温度变送器信号输入和压力变送器信号输入。系统的输出包括电机、电磁阀、指示灯等。触摸屏用于输入参数，同时监控当前运行状态和时间。计算机作为远程监控的设备，可以与PLC连接，用于保存和监控胶囊硫化机的运行状态。胶囊硫化机的控制系统主要实现了对硫化各个阶段的压力、温度和时间的控制、故障检测与报警、参数记录及通讯等工作。
采用HOLLiAS LM系列PLC设计的胶囊硫化机控制系统具有温度和压力控制精度高、网络接口丰富等特点，实现了胶囊硫化机的自动化控制和网络化管理，大大提高了胶囊的生产效率和产品质量，满足了高质、、低故障率等要求。
自Profibus-DP十年前在欧洲诞生起，就以的性能、方便的使用性、应用的经济性而地被广大制造业用户所接受，至今一直占据各种现场总线应用数量的大份额。近年来随着现场总线控制系统的日益兴盛，推动了Profibus-DP技术不断发展，不仅可以把分散在现场的I/O连接到中控室，同时将传统应在主站上执行的控制任务下移到从站设备，从而实现真正意义上的分布式控制系统。 100米，1200多个I/O点。用户对控制系统的要求是，所有I/O状态均可以在中控室集中监控，巴氏、待装、CIP清洗三个重要的子系统实现就地显示控制，整个系统性与经济性并重，具有开放性使得备品备件不依赖于某一个供应商。和利时公司针对用户要求提出了如图所示的解决方案，终被用户接受。系统网络为Profibus-DP，主站采用西门子PLCS7-400系列，S7-400功能强大，足以完成1000多点的控制任务；由Profibus-DP连接的22个局部I/O箱分别安装在各个子系统的设备旁边，大限度减少电缆用量。其中巴氏、待装、CIP为三个带从站接口的PLC，分别执行本系统的控制任务，并将控制状态信息上传主站，三个从站PLC各带一个触摸屏作为人机界面。使用从站PLC可以使该子系统的控制不因网络的意外故障而停机，避免浪费宝贵的奶品资源。´该厂保鲜奶、酸奶生产线为日产200吨的大型生产线，前处理部分包括收奶、巴氏、待装、混料、菌种扩培、发酵、均质/过冷、CIP清洗、耗能与产量监测等12个子系统，生产线占地50 亩.
本系统中的I/O及从站PLC全部选用和利时公司的PLC产品。这种选择为用户带来两点益处：避免采用国外产品使系统价格过高；二和利时PLC可以采用STEP7编程语言，与S7-400相同，用户花费额外精力学习。这一项目的顺利实施证明和利时PLC可以通过Profibus-DP总线与西门子及任何有Profibus认证的产品相连，并大大扩展了DP总线的功能，实现真正意义上的现场总线控制系统。Profibus-DP技术是和利时公司掌握的技术之一，在DCS和PLC中均广泛采用，使和利时PLC系统在中小规模控制系统市场上与国外公司站在了同一起跑线上。
“这套系统的采用使我们真正了解了民族的技术实力”，主管系统验收工作的技术人员这样评价道，“性能上可以与水平，价格则充分考虑国情，再加上和利时公司信誉上的，这种合作应该成为国内不**业企业之间合作的。”
随着PLC 技术的发展, PLC 系统在工业企业中的应用越来越广泛。新建钢铁企业已普遍采用PLC 来实现电气和自动化控制。转炉炼钢工艺较复杂,检测参数多,设备动作频繁。工艺参数检测的准确与否,自动控制水平的高低,直接关系到钢水质量与产量的高低。因此,有一套检测准确、及时,自动控制水平较高的控制系统,才能稳定生产,满足企业生存与发展的需求。 本文以滦南华瑞65t转炉电气施工为例,介绍PLC控制系统的一般设计方法及应用中的注意事项。
一、工艺概述
转炉系统主要完成将铁水和废钢冶炼成钢水,同时将冶炼过程中产生的煤气和水蒸汽进行回收再利用。转炉生产主要工艺设备包括转炉本体、转炉倾动、氧升降、氧横移系统、活动烟罩、汽化冷却、一次除尘和煤气回收系统;辅助设备包括散状料上料和散状料投料及钢包车、钢渣车等;还有相关的吹氧、吹氮、氮封、吹氩、水冷、气动系统和电气自动化及仪表系统等。
二、工艺控制系统设计
（1）控制系统构成
根据65t转炉炼钢工艺过程复杂情况及控制要求, 转炉的电控、仪控、计算机“三电”控制系统采用全数字、全分布,网络化系统结构。控制系统是现代化生产的,它将控制和管理从铁水、废钢入厂开始,经铁水处理、转炉吹炼、钢水处理、送入连铸为止整个炼钢厂的生产过程。车间生产线的自动化控制系统具有基础自动化及过程监控的二级计算机控制系统。
自动化系统控制范围：基础自动化系统控制范围。包括: 氧升降功能、转炉倾动功能、原料下料功能、煤气回收功能等。过程监控级计算机系统的控制范围：整条生产线的生产管理,包括生产计划、生产报告、适时数据和历史数据的存储、调阅、打印,生产线电气设备故障诊断、报警功能,具有物料自动跟踪功能。
自动化系统控制水平：采用计算机实现全线自动控制,车间生产管理、质量控制、基础自动化,全线采用局域网络。
基础自动化级(L1 级）的主要功能：存储各种控制表格;逻辑及顺序控制;级联速度控制;机组自动调整及设定;联动故障保护;液压、润滑系统控制;打印自动控制。
（２）自动控制系统构成
转炉自动控制系统采用4 台SIMATICS7-400PLC 主站,分别完成转炉本体控制、散装料控制、烟气净化和汽化冷却控制。其配置主要有主机架、扩展机架、电源系统、CPU、接口模块、通信模块,以及数字量和模拟量输入/ 输出模块等。4 台主站之间通过以太网完成数据通信。
转炉本体PLC主站：转炉本体PLC 主站主要完成炉前的炉门动作和炉体的倾动操作,炉后倾炉和出钢钢包车、出渣车操作,烟罩的升降操作和氧的升降操作和氧定位控制,氧横移换操作,上料称重和进料操作等实时数据采集监视、限及事故报警。通过以太网实现PLC和操作站之间的实时数据传送,由人机界面完成生产过程监控。
主机架：主机架包括电源、CPU 、通讯模块及其它特殊模块等。主机架CPU 是PLC 系统的,担负运算、数据处理和通讯的任务。根据工艺要求CPU 运算处理速度并结合转炉系统中单台PLC 所带的点数(PLC 点数要留10%～20% 的l/O 余量),考虑到系统的经济实用性,在充分满足生产工艺及上述技术要求的前提下,确定采用的CPU 型号为:S7414-2DP。
电源系统：电源系统的供电范围包括主机、各机箱电源模块、输入输出模块、各种特殊模块、打印机等。PLC 允许电压波动范围在15% 左右,方案考虑系统供电性要求,使用不间断电源(UPS)为系统供电,再配电给各用电部分。系统正常运行时,不间断电源UPS 对其内部电池充电;一旦出现断电,UPS 可在一段时间内给计算机供电,以便系统进行相应存储。系统每隔5ms 进行一次数据刷新,当突然掉电再恢复送电后,系统能够保持掉电前的设置,直接进入正常运行状态。
三、注意事项
PLC 电源应选用双绞线,线径>2mm．如选用扩展单元,主机和扩展单元要共用一个开关,即同时上电或断电;PLC 接地端一般不接地。若需要接地,应接地线。按标准线径2mm2,接地电阻≤4 欧姆,接地点应靠近PLC;输入信号长度不要过 30m。输入、输出走线要分开,并与动力线保持200mm 以上距离;PLC 若直接安装在金属板上,底部应垫绝缘层,以防干扰;紧急停止线路应在PLC输出电路的外部切断;调试时,不能带电插拔编程器电缆,防止损坏器件;PLC 负载电源要外接,并加快速熔断器保护。
四、抗干扰措施
PLC 抗干扰能力很强,但对外部干扰如变频器、精炼炉等, 还应设置一些抗干扰措施:PLC 系统接地采用直接接地方式；接地采用800×800×5铜板接地,接地电缆采用截面70mm2
以上多股铜线,系统接地电阻小于4 Ω；将网线与其他电缆分开,单穿管敷设；为了减少电力辐射电磁干扰,现场信号至PLC模板信号线应采取屏蔽电缆,且不同类型信号分别由不同电缆传输,并分层敷设,严禁用同一电缆不同导线同时传送动力电源信号,以减少电磁干扰；电缆路尽量远离变频器、精炼炉等干扰源。
五、安装要求
（１）安装位置要求
PLC 安装选择符合本地区电气标准的PLC 外罩。为避免附近控制屏或电气装置产生的干扰,安装时应满足下列条件。采用封闭的防尘箱;与高频设备安装在一起时,其外罩接地;不要把PLC 安装在发热源的上面;不要把PLC与高压设备安装在同一罩壳内;尽可能远离高压线和动力线;垂直安装PLC,保证空气能大限度流动,同时防止脏物从通分道掉入机内。
（２） 安装环境要求
环境要求:0℃～55℃,相对湿度:35％～85%；应防止周围粉尘严重侵入,特别是盐类、金属粉末等；避免安装在异常振动或冲击场所,避免眼光直射；不能和产生强干扰的设备使用同一电源；不能装在强电场、磁场环境；在安装CPU 和扩展单元时,若两者水平安装,CPU 在I/O 扩展单元的左边;若两者垂直安装,CPU 在I/O 扩展单元的上边,其各单元之间应留有足够的间隙。
六、结语
综上所述,本套转炉PLC 系统配置不但具有的较高处理能力且性能稳定,并能较大幅度减少了工程投资费用。在企业实际应用中证明其性能满足要求生产要求,是一种性能价格比较高的转炉PLC 配置
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置 ,变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的装置 ,用变频器调速是一种理想的率、 的调速手段。P LC控制变频调速试验系统是电工技师考用教学自制设备。通过立项研制开发,在改善实验教学条件、 提高技术人员和教师的科研、 教学水平和加强实验室建设等方面都起到了积作用。我们研制的 P LC控制变频调速试验系统融 CPU224P LC、 变频器、 电机、 按钮、 指示灯和开关电源等于一体,形象逼真,便于学生观察理解外部硬件接线等。在 P LC的教学和工、 技师考证中起到了良好的效果。
一、控制系统构成
控制系统是以西门子 S72 200 CPU224和三菱变频调速器 ( FR2 S540E2 0 . 4K2 CHT)为主 , CPU模块采用整体式结构 ,它的体积小、 价格低 , CPU模块、I/0模块和电源装在一个箱形机壳内 ,前盖下面有模式选择开关、 模拟量电位器和扩展模块连接器。 I/0模块中输入 14点 ,输出10点 ,可实现高速输入输出响应 ,内部具有高速计数和中
断处理功能。该控制板将 PLC主机固定于板子, PLC的输入输出端子均接到面板相应的接线端子排,输入输出信号通过这些接线端子排可由其他地方直接引入,这些接线端子排的布置与 PLC的输入输出端子以及电源端、 接地端和公共端的实际位置一一对应。在控制板的一侧安装有开关电源,其作用是将 220V交流电转变为 24V直流电源。I/0模块接口将输入输出信号引入到控制主板上。正转 STF,反转 STR,多段速度 RH, RM, RL分别与对应输出相连接。PLC— 变频器— 电机外部硬件接线图 (自动控制生产流水线 )如图 1所示。PC/PPI编程电缆上标有 PC的RS2 232端连接电脑的 RS2 232通信接口,标有 PPI的 RS2 485端连接到 CPU模块的通信口,并拧紧两边接口的螺丝。PC/PPI编程电缆通常在教学中下载梯形图程序时使用。
二、控制系统原理及调试
上位机选用 PC机, PLC作为从机, PC/PPI编程电缆连接电脑与 PLC。主机和从机之间通过标准串行接口 RS2 232实施。RS2 485串行通信口的外部信号与逻辑电路之间不隔离,支持 PPI自由通信口协议和 PROF I BUS点对点协议。PP I/MPI协议的波特率设置为 9 . 6 kB / s, PC机主要的任务是通过 STEP72 Micro /W I N编程软件进行 PLC程序的编辑、 修改、 监控以及在线状态监控。可编程序控制器有两种工作方式,即 RUN (运行 )方式与 ST OP (停止)方式。在 RUN方式,通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。在 CPU模块的面板在用编程软件控制 CPU的工作方式之前,应在编程软件与可编程序控制器之间通过 PC/PPI电缆建立起通信连接,并将方式开关设置在 RUN或 TERM位置。允许用编程软件变 CPU的工作方式,在软件中单击工具条上的运行按钮可进入运行方式,单击停止按钮可进入停止方式。
（1）编写程序：STEP 72 Micr o /W I N是专门为 S72 200设计的在个人计算机 bbbbbbs操作系统下运行的编程软件,它的功能强大,使用方便,简单易学。我们可以方便地对 P LC控制变频调速试验系统对项目进行编程操作,在此不作介绍。部分梯形图程序 (自动控制生产流水线模拟装置)如图 2所示。
（2）控制系统连接：将 PLC主板和演示板相应的输入输出点连接起来。作为输入元件的按钮,其一端接 PLC的输入点,另一端接输入的 L + ,而 M和 1M端接地;正转 STF接 Q0 . 0,反转STR接 Q 011,多段速度 RH, RM和 RL分别与 Q 0 . 2, Q013,Q 0 . 4相连接。公共端 S D接 PLC输出端的 M, 1M和2M端,而 1L + , 2L +和 L +则接 L1端。L1, L2和 L3接工频电源,而 U,V和 W接三相鼠笼电机。开关电源其作用是将 220V交流电转变为 24 V直流电源,后插上电源。置 PLC为 ST OP (停止)方式,后用 PLC编程电缆 PC/PPI电缆将 PLC与 PC机连接起来即可。为了防止触电,电机和三菱变频调速器必需良好的接地。
（3）程序运行及调试：CPU通过与计算机建立通信。确信 PC机与 CPU的通讯电缆已连接好 ,并且 CPU上的工作方式选择开关处于“TERM” 或 ST OP位置。从主菜单的“检视 ” 中选择“ 通讯 ” ,或单击“通讯 ” 图标 ,出现通讯设定对话框 ,此时显示没有连接 CPU。双击通讯设定对话框中的刷新图标 , STEP 72 Micro /W I N32检查所连接的任何 S72 200CPU(站 )。在通讯设定对话框中所连接的每个站显示为一个CPU图标。双击要进行通讯的站 ,在通讯设定对话框中可以看到所选站的通讯参数。建立与 S72 200CPU的在线联系 (下载、 上装、 监控 )。下载梯形图程序到对应模拟装置 ,并对程序进行上机调试运行。三菱变频调速器参数设置:切换按下 PU /EXT键,切换PU操作模式和 EXT外部操作模式。PU操作模式下设置P79 “0” 按 SET键。参数清零 CLR “10” 、 扩张功能显示 P30“1” ,在结合具体项目输入 P4, P5, P6, P7, P8, P24和 P25对应参数数值按下 SET确认,后按下 MODE键两次确认。并在按下 EXT外部操作模式进入项目运行与调试。
三、PLC控制变频调速试验系统特点
P LC控制变频调速试验系统可应用于学生的认识性实验、 应用性实习,工、 技师考证用；可利用 P LC控制变频调速试验系统作项目导入,任务驱动法教学,并根据不同需要完成不同的教学内容；采用 P LC控制变频调速试验系统开发柔性好、 抗干扰性强及自动化程度高；本装置相对立,只要接入 220V的交流电源,接好输入输出端线,弄清分配即可进行各种试验,所需的各种直流电源、 P LC的硬件设备也由实验系统提供,只须改变应用程序即可,具有很高的性、 灵活性好,了教学的实用性
四、结束语
该控制系统将 PLC、 变频器、 电动机和相应的传感器地结合起来 ,发挥各自优势 ,配套的界面美观、 简洁 ,使得系统调试和使用都十分方便。实践证明 ,所研制的 PLC控制变频调速试验系统具有结构简单、 操作的方便性 ,在教学设备的、 性方面具特色。利用 PLC控制变频调速试验系统模拟实际的系统运行 ,为 PLC理论教学和实践教学创造了良好的的教学条件和环境 ,为好地培养学生的职业技能具有较高的实用。
一、引言
随着科学技术的不断发展 ,多种控制技术应用到了农业领域 ,以实现农业生产的自动化。由于农业作业都在田间进行 ,工作环境受外界影响很大 ,所以农业作业中应用的控制系统有较好的抗干扰性能、防震性能且操作简单 ,使用和维护比较方便。基于以上原因 ,本文提出了用可编程控制器来控制气动射种播种机的播种过程。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统 具有很强的抗干扰能力和广泛的适应能力。其编程语言简单易学 ,维修方便且工作量小。应用 PLC来控制气射播种机的播种过程 ,实现了播种的自动化 ,减轻劳动强度 ,降低生产成本 ,且能保证精量播种。
二、播种机的播种原理及控制要求
采用新的排种原理 ,发展单位精量播种技术和直接播种是种植机械化新技术发展的主要体现 ,气射式播种机应运而生。气射式播种机利用高压气体把种子射入土壤 ,实现直接播种 ,并利用可编程控制器对播种过程进行控制 ,实现单位精量播种。气射式播种机利用进入射种腔里的高压气体把提前进入射种腔里的种子压到种子加速管中。由于射种腔内外的压力差 ,进入加速管后高压气体变成了高速气体 ,气体高速流动时也使得进入加速管中的种子获得了一定的速度 ,即实现了气体对种子的加速。此时 ,气体压力减少为大气压;种子在加速管中获得速度后 ,在该动能的作用下射入土壤预期的深度 ,完成播种。播种装置中的控制主要是对牵引电磁阀、 步进电动机、 二位二通电磁阀的通电、 延时和断点的控制。PLC控制器实现对种子在播种机内部运动的控制 ,即种子从种箱进入输种管、 从输种管进入射种腔的控制;同时 ,对气体由二位二通电磁阀进入射种腔进行控制。
三、PLC控制系统的硬件配置
根据对该播种装置控制系统的控制要求分析 ,其输入信号有系统的开启按钮和停止按钮信号;输出信号有种子从种箱进入输种管、 种子由输种管进入射种腔及气体由二位二通电磁阀进入射种腔。该播种机的播种控制输入、 输出信号都比较少 ,输入点数为 2,输出点数为 3,所需的 I/O点数不多 ,属于小型单机控制系统 ,因此选择一般的小型低档机即可。其容量要留有余量 ,选用三菱公司的 F1 -12MR型 PLC作为控制器构成播种机播种的控制系统 ,其主机的 I/O点数为 6 /6。表 1是 PLC的输入、 输出分配表。
四、PLC控制系统的软件设计
具体控制过程为:系统初始化 ,按下启动按钮X000,步进电动机和牵引电磁铁同时得电工作;种子由种箱进入输种管 ,同时牵引电磁阀将射种腔部的排种阀压下 ,种子由输种管依靠自身的重力滑过排种阀的上表面进入射种腔 ,延时继电器 T0也开始工作;此时常闭开关 T0, Y000和 Y001断开 ,以保证二位二通电磁阀 Y002处于非工作状态。T0工作 5 s后步进电动机 Y000和牵引电磁阀 Y001断电 , T0停止工作;此时常闭开关 T0, Y000和 Y001恢复闭合状态 ,二位二通电磁阀 Y002得电 ,气体由气阀进入射种腔 ,延时继电器 T2也得电工作 ,工作状态持续 2 s。同时 ,种子被高压气体压入加速管中 ,在加速管中被加速 ,随即射入土壤 ,完成一个射种过程 ,随后进入下一个播种。如果已完成播种作业 ,只需按下停止按钮 X001即可使播种机停止工作。此梯形图采用了自锁的功能 ,按动启动按钮X000,只有在步进电动机 Y000和牵引电磁阀 Y001断电以后 ,二位二通电磁阀 Y002才能得电工作。其目的是保证只有在射种腔中有种子的时候二位二通电磁阀才工作 ,气体才能进入射种腔 ,防止播空种现象的发生。当按下停止按钮 X001时 ,所有部件都停止工作。
五、PLC播种控制系统的维护
PLC内部没有导致其寿命缩短的易耗损元件 ,因此其性很高 ,但也应做好定期的常规维护和检修工作。由于该控制器在田间工作 ,环境比较差 ,应根据具体的情况随时进行控制器的维护工作。
（1）检查周围环境是否符合要求
该播种控制系统基于 PLC,虽具有很强的抗干扰能力 ,为了保证控制系统的正常工作、 延长控制系统的使用寿命 ,应尽量使播种环境符合 PLC的要求。及时清理尘土和残存种子。在田间进行播种时 ,控制器及整台机器内部避免不了有尘土进入 ,在机器内部的种子 ,应及时进行清理 ,以保证气体通道的畅通和元件的绝缘性能不被损坏。播种时土壤的湿度要适当。播种的土壤不要太干也不要太湿 ,保证湿度在 5% ～95%之间。湿度太大 ,引起内部元件性能的恶化 ,使内部绝缘性能降低;在其干燥的环境下 ,MOS集成电路会因静电而引起击穿 ,因此建议播种完后再进行浇水灌溉 ,保证控制其在合适的湿度环境中工作。周围温度应在 0～55℃。播种工作一般在春季进行 ,作业环境温度在此范围之内 ,符合要求;要保证农闲季节存放播种机的周围环境温度不要在此温度范围之外 ,温度过高或过低都将缩短 PLC控制器的使用寿命。
（2）在工作和运输过程中 ,避免强烈振动和冲击
在振动和冲击的情况下 ,会使各 PLC单元的固定变得不牢固 ,外部配线螺栓松动 , I/O模块端子变得不紧固 ,甚至会使 PLC受到损坏。
（3）检查供电电源
供电电源的质量直接影响该控制器中 PLC的使用性 ,也是故障率较高的部件。检查电压是不是满足额定范围要求 ,电压波动是否太频繁。频繁的电压波动会加快电压模块电子元件的老化 ,应加装稳压电源。
（4）检查 PLC的程序存储器中的电池
随时检查 PLC的程序存储器中的电池使用情况 ,电量不足时应及时换新的电池。
（5）检查输出触点接触是否良好
一般输出触电器因经常动作 ,其接触部分容易产生松动 ,使输出触点接触不良。
（6）及时换 PLC内部锂电池
PLC内部锂电池的寿命一般为 3年 ,应经常注意“BATT . V” LED指示灯的状态 ,及时换新电池。
六、结束语
该系统将可编程控制器应用于农业播种领域 ,且该系统还有一定的扩展功能。随着气力式播种技术的不断发展 ,其控制系统也要随其进行改进 ,该系统的扩展功能有助于播种技术的发展 ,开辟一个新的播种领域。PLC控制系统易于维护 ,技术 ,应用于农业领域具有很大的经济效益和社会效益。
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