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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

    呼和浩特西门子授权代理商变频器供应商

  • 所属行业:电气 工控电器 DCS/PLC系统
  • 发布日期:2024-11-26
  • 阅读量:14
  • 价格:666.00 元/台 起
  • 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  
  • 关键词:西门子代理商,西门子一级代理商

    呼和浩特西门子授权代理商变频器供应商详细内容

    呼和浩特西门子授权代理商变频器供应商


    [摘 要]论述了Modicon PLC的特色和烧结厂在自动化生产上的需要,在文章中作者提出了一套切实可行的方案,可以有效地解决烧结生产中存在的问题,并在实际工程中得到了验证。

    在当今的冶金生产工程中,炼铁原料的烧结处理是的一环,而烧结工艺过程的关键参数就是各种原料的配比。对配比的控制是实现高质量烧结矿的关键。

    传统的烧结生产,对于各个料种的给料量控制采用了手动方式,或者单料种的给料自动下料,整个系统没有进行集中控制,生产数据也不能及时地反映给生产管理人员,从而造成了生产人员劳动负荷较大,产品质量的优劣不能及早预知。

    目前的PLC系统已经发展得很完善,具有各种处理能力,除了传统的顺序控制外,数学运算能力已经接近(奔腾)计算机。PLC在烧结系统中的应用,大大地提高了烧结生产的自动化水平,一些新的控制策略和思想可以很方便地实现,特别是网络技术的应用,为现代钢铁企业对生产过程高层次的管理提供了为方便的实现手段。

    1 Modicon Quantum PLC

    Modicon Quantum PLC系统是具有数字量处理能力的计算机系统,Quantum具有模板化、体系结构可扩展的特点,广泛用于工业和制造过程中的实时控制。它包括Quantum系列CPU、I/O模板(以及采用远程I/O的800系列)、I/O接口、通讯模板、电源和底板。

    Modicon Quantum PLC软件系统功能强大,符合IEC1131标准的全部规定,提供了多种编程语言供用户选择,用户实现其控制思想的手段大大增强,特别是程序生成的设计与编程与PLC无关,并且带有分布式和多功能PLC系统的现代化硬件体系、与强大的操作员和监视系统(MMI)的接口以及新通讯系统的配置。

    2 北钢三烧烧结自动化系统

    北钢三烧烧结自动化系统是以高性工业微机、可编程序控制器(PLC)为而构成的全分布式网络化控制系统;变频调速系统以施耐得公司的Altivar 58变频器为组成,整个自动化系统具有90年代末水平。

    系统采用MB+网络作为主要连接方式,辅助以远程I/O工业控制网络组成一个完整的自动化体系,由可编程控制器(PLC)操作站、上位计算机组成。PLC控制工艺设备的运行,检测系统中各个生产设备的状态及工艺参数,并按确定的控制程序对各个设备进行控制和调节。操作站主要功能是操作人员通过CRT上的实时动态画面监视现场的生产状况,根据现场的实际情况对生产过程进行必要的控制和调节,以及进行趋势分析等。上位计算机记录、处理生产数据。

    3 系统运行方式

    根据设计要求,系统从整体上说具有三种基本的运行方式:
    现场手动运行
    计算机联锁运行
    计算机解锁运行

    “现场手动运行”是指操作人员在现场的机旁箱上进行的设备的启/停操作以及设备运转速度设定。当一台设备处于现场手动运行状态时,这台设备就从整个系统中脱离出去了,设备的启动、停止受现场操作人员的控制,这台设备也就不能再参与系统的任何连锁了。

    “计算机联锁运行”和“计算机解锁运行”从控制方式上讲,可以统称为“计算机自动运行”。

    “计算机联锁运行”是指处于自动运行的所有设备每时每刻都参加各自的所有的条件连锁,例如运行联锁、工艺参数连锁、启停顺序连锁等等。当系统处盂联锁状态时,它的启动、停止既受别的设备的影响,也会影响别的设备的启动、停止,系统各个设备的运行环环相扣。

    对于烧结配料这样的物料输送系统来说,这一点特别重要,有效地防止因下游设备故障而引起上游皮带的堆料就是“联锁运行”的重要作用之一。

    “计算机解锁运行”是指处于自动运行的所有设备不再随时判断它的运行和停止条件,该台设备的启动、停止仅仅受操作人员在CRT上对他发出的启停命令的影响,操作人员通过一台CRT就可以随意控制接入计算机的所有设备。这种运行方式,为设备的试车、检修等针对单台设备的操作提供了大的方便。

    但是要注意,从系统角度来说,“计算机解锁运行”方式具有一定的危险性,特别是当整个系统处于运行状态时,如果系统解锁,就很有可能造成物料堆积、设备损坏等等十分讨厌的结果。所以,除非真的有必要,一般不要采用“计算机解锁运行”方式,而应该把系统长时间的置于“计算机联锁运行”状态。

    4 系统的启动和停止

    系统启停方式包括下列4种:
    紧急停止
    顺序停止
    顺序启动
    同时启动

    紧急停止用于需要所有参与配料的设备立即停止运行的场合,例如发生紧急情况要立即使系统停车时。

    当点击“紧急停止”按钮时,系统所有正在运行的给料设备全部立即停止运行,只有处于现场机旁手动的设备不理会,仍然处于它自己原来的运行状态。

    顺序停止用于希望长时间停车的场合,这样可以保输送皮带上的物料都运送干净,使皮带处于物料状态,并且可以保证料尾对齐。

    顺序启动用于系统的初次运行或者顺序停止后的系统再次启动,顺序启动功能可以控制参加配料的给料设备按照皮带的运行方向按一定的时间间隔依次启动,保证料头能够对齐。

    同时启动用于急停后的系统再次启动。

    同时启动能够使系统在上一次的“断点”处接着往下进行,就象没有发生过任何事情一样。

    5 设定目标量的自动跟踪

    配料系统所使用的给料设备具备调速功能,并且已经通过MB+网的形式接入了计算机,这是自动跟踪下料量的硬件基础。

    系统实现目标值自动跟踪的软件基础是在PLC中嵌入了调整灵活的PID功能,通过合理的设置PID的参数值,可以在响应速度和调节稳定度之间平衡,优化自动调节和跟踪的效果。

    当一个料种的给料目标值被设定或者被自动计算出来以后,作为PID模块的给定值输入到模块中,而现场各类皮带秤的输出作为反馈信号也输入到PID模块中,后计算机按照PID方式作出筛选的响应,这种响应被转换为变频器的设定频率值,从而可以根据设定值与皮带秤的偏差来调节给料电机的转速,终达到稳定给料量的目的。

    除了自动方式外,还有一种手动调节给料速度的方式,那就是“PID手动给定值”输入,当选择了这项功能时,可以直接输入给料电机的转速,系统不再使用PID方式进行调节,也不再考虑皮带秤的输出,给料电机的转速用这种方式就可以直接控制。

    手动给定的是一个百分比值,它的含义为变频器输出频率的百分之多少,输入范围应在0~100%。目前,批料系统所有变频器的频率都设定为50Hz,当变频器的输出为50Hz时,给料电机达到转速。

    画面的下方为皮带秤的实际输出值,当调整手动给定百分比时,可以观察皮带秤的输出值,不断地增加或者减少百分比值,就可以让皮带秤的输出达到设定目标值。

    PID的3个参数直接关系到PID的响应特性。

    一般的来说,P值是一个比例参数,它没有单位,P值越大,对于同样的偏差,PID的响应输出就越大,但调节输出的稳定性就越糟糕,甚至产生剧烈的震荡;I值的含义是积分时间,它的值越大,系统的响应时间就会越长,当输入有变化时,PID的输出达到后稳定的时间就会越长;D值是一个微分时间,它的值越大,PID对输入偏差就会越敏感。

    以下是P、I、D三个参数在实际使用中的取值范围:
    P:0.5~20
    I:5~40s
    D:0~5s

    6 结束语

    该系统已经于2001年在北台钢铁公司二炼铁厂的烧结车间投入实际生产运行,Modicon Quantum PLC系统非常稳定,软件设计满足现场需要,一改多年来手动操作进行生产的状况,大地提高了生产的自动化水平。


    一、概述

    随着我国工业生产自动化程度的不断提高,配料皮带称已广泛地应用在冶金、建材、电力、化工、食品等行业中。我国现在广泛使用的配料皮带称控制部分还比较落后,直接影响了产品的质量。 96年初我们通过市场调研,开始着手研制开发“HTP-O 2型P L C控制变频器自动定量给定控制系统”。

    过去传统配料皮带称多采用模拟电路控制滑差调速电机的方法进行速度控制,由于滑差电机调速方式在低速时特性差、效率低;使用现场外部工作环境又很恶劣,工业粉尘很多,这些粉尘很容易进入滑差电机内部而出现磨损、卡死等现象,维修、维护麻烦,造成工作故障多,影响正常生产;另外由于采用模拟电路控制方式,控制不稳定,精度低,调试烦琐,使用不方便。我们根据所掌握的资料,深入使用现场了解情况,结合现代控制技术,采用可编程序控制器控制矢量型变频器拖动密封式鼠笼电机方案,以计算机数字处理技术取代传统的模拟控制方式,以无级变速的矢量型变频器控制封闭式鼠笼电机转速方式取代老式的滑差式调速方式,经过反复论证与实验,终于开发成功了“ HTP-O 2型PLC控制变频器自动定量给定控制系统”。该项技术被国家经贸委列为《一九九八年国家技术项目》。

    二、设备的基本工作原理

    我们知道,当输送机输送物料时,测量皮带称上每单位长度的载荷值

    q(Kg/M)与皮带在同一时刻的运行速度V(M/S)相乘,所得结果即物料的瞬时流量 : q.v( K g/S).

    因物料输送的不均匀性和皮带速度随时间的变化,所以在T时间间隔的累积流量可以用以下积分式表示:

    W= q(t)V(t) dt

    式中:W-T时间间隔内所输送物料的累计量 (kg或T);

    T一物料通过称的时间 (S或h);

    q(t)一皮带单位长度上的物料重量(kg/M 或 T/M );

    V(t)一物料在皮带上的运行速度 (M/S)。

    从式中可以看出,只要保q(t).V(t)的乘积不变,就可以保证物料流量的恒定.即随皮带上物料重量的变化控制皮带运行速度做出相应的调整,就可以保证物料流量的恒定.HTP-02型自动定量给定控制系统就是根据这个原理进行工作的。

    三、主要技术性能指标

    1.仪表计量精度:士0.1%

    系统计量精度:土 0.5%

    系统控制精度:土 1%

    2.大输送量 1000 T/h

    3.大计数容量:999999

    4.分辩率: 0.01Kg

    5.显示内容

    l)实时流量显示 4)累积重量显示

    2)设定流量显示 5)电机工作速度显示

    3)压力变送器输出值显示 6)变频器故障类型显示

    6. 载、空载、上限、下限、变频器故障声光报警

    7. 自动/手动控制选择

    8.标定/运行控制选择

    9. 背景、预压扣除功能

    10.给定流量任意设定功能

    11.变频器七大保护功能

    1)过电流失速 5) 过电压失速

    2)过电流限幅 6)输入欠压

    3)短路及接地障碍 7)瞬时停电

    4)电子热敏温度保护

    12.供电电源:AC220V士 10%, 5 O HZ土 2%

    13.工作条件:仪表温度 0-4 0 ℃ 相对湿度< 90%

    振动 < 0.5g

    四、应用范例及效果

    1.广州钢铁集团有限公司烧结分厂

    该厂配料生产线原有十三台调速皮带称(采用顺德伦教电器设备厂 TDG系列滑差电机调速电子皮带称)在使用过程中主要存在以下几个问题:

    1) 原系统使用滑差直流调速电机,由于工作现场粉尘较大,这些粉尘经常进入电机内部而出现电机卡死、磨损等问题,而且维修、维护麻烦,费用高,影响正常生产;

    2) 原设备电器控制部份采用分立元件以模拟电路原理工作,工作点易飘移,工作不稳定,控制精度低,校称维护烦琐,影响产品质量;

    3) 使用滑差电机调速,动态范围小、低速时输出转距小、速度不稳定、效率低。

    4) 原系统保护功能不完善,没有声光报警功能,以致经常造成空斗、缺料、负荷运行,配料质量不稳定,不仅易造成设备带故障运行,还严重影响产品质量。

    针对上述问题我们利用 HTP一02型自动定量给定控制系统对该设备进行技术改造获得成功.经过多年的运行结果表明:整个系统运行稳定,功能完善,控制精度、工作稳定性等技术指标大幅提高,克服了原系统存在的所有问题,还免除了过去校称烦琐的问题,控制线性良好,操作使用方便,减少了故障率,另外由于采取了完善的声光报警及保护措施,基本了缺料、空斗、载运行情况的出现,还避免了过去大块物料割损皮带和烧毁电机的现象出现,节电率达 50%,烧结矿碱稳定度较过去提高了2.785个百分点。达到预期的技术指标,为企业解决了一直困扰的技术难题.经统计设备投入使用后,从提高产品质量、减少物料损耗、减少设备故障率及维修费用、节电 50%等数据综合计算,年平均综合效益在30一50万元,全部投资不用一年即可收回,了良好的社会与经济效益.

    我们还将该厂13台HTP-02型自动定量给定控制仪通过RS-232接口与上位PC机连接,组成一个完善的控制系统,使各台控制仪的工作状态及差数得到统一合理的控制,完成设定、自动下达配比、故障发生时自动调整工作机台、统计查询配比、原材料消耗量、打印各种统计报表等功能,使企业自动化管理水平得以提高。

    2.韶关钢铁集团烧结厂

    韶钢集团烧结厂配料生产线控制系统原采用湖南湘潭华光电子仪器厂 PCS型配料控制系统,由于该系统采用单片机作为控制,易受现场工业干扰影响,故障率高,调试校称也很麻烦,无法解决由于机械特性不一致带来的偏差,特别是在 9号称上反映甚大。9 8年5月我们将一套HTP一02自动定量给定控制仪安装在该厂9号称上,一次投运获得成功,解决了原系统难以克服的问题,并且简化了校称操作程序。自运行至今,运行稳定正常,达到了生产要求的各项技术指标,满足了生产的需要,受到厂技术部门及操作工人的一致肯定.目前我们已对该厂十台皮带称用HTP一02型自动定量给定控制系统进行技术改造,经长期运行结果表明整个系统运行稳定,达到了良好的预期结果。

    五、应用范围与应用前景

    自动化工业生产的发展导致对自动定量给定控制系统的需求 日益增大。该系统可广泛应用于冶金、建材、电力、化工、食品、饲料等各种行业中,在冶金行业可应用于烧结工艺;在建材行业可应用于对水泥生料的自动配料;在电力行业,它可应用于锅炉的定量供煤;在化工、食品和饲料部门,多种原料的自动配料也需要它。目前我国这些行业所使用的控制系统大都采用老式滑差调速、模拟电路控制方式,所以该系统具有十分广阔的应用前景。

    1 概述
    随着科学技术的发展,PLC在工业控制中的应用越来越广泛。PLC控制系统的性直接影响到工业企业的生产和经济运行,系统的抗干扰能力是关系到整个系统运行的关键。自动化系统中所使用的各种类型PLC,有的是集中安装在控制室,有的是安装在生产现场和各电机设备上,它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高PLC控制系统性,一方面要求PLC生产厂家用提高设备的抗干扰能力;另一方面,要求工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视,多方配合才能完善解决问题,有效地增强系统的抗干扰性能。

    2 电磁干扰源及对系统的干扰
    2.1 干扰源及干扰一般分类
    影响PLC控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备的干扰源一样,大都产生在电流或电压剧烈变化的部位,这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源,即干扰源。
    干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中:按噪声产生的原因不同,分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等;按噪声的波形、性质不同,分为持续噪声、偶发噪声等;按噪声干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地的电位差,主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压迭加所形成。共模电压有时较大,特别是采用隔离性能差的配电器供电室,变送器输出信号的共模电压普遍较高,有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,直接影响测控信号,造成元器件损坏(这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因),这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两间的干扰电压,主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,这种让直接叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。

    2.2 PLC控制系统中电磁干扰的主要来源
    2.2.1 来自空间的辐射干干扰
    空间的辐射电磁场(EMI)主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的,通常称为辐射干扰,其分布为复杂。若PLC系统置于所射频场内,就回收到辐射干扰,其影响主要通过两条路径:一是直接对PLC内部的辐射,由电路感应产生干扰;而是对PLC通信内网络的辐射,由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小,特别是频率有关,一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。

    2.2.2 来自系统外引线的干扰
    主要通过电源和信号线引入,通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重。
    (1)来自电源的干扰
    实践证明,因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多,笔者在某工程调试中遇到过,后换隔离性能高的PLC电源,问题才得到解决。
    PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广,它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化,入开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等,都通过输电线路传到电源原边。PLC电源通常采用隔离电源,但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。实际上,由于分布参数特别是分布电容的存在,隔离是不可能的。
    (2)来自信号线引入的干扰
    与PLC控制系统连接的各类信号传输线,除了传输有效的各类信息之外,总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径:一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰,这往往被忽视;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰,这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低,严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统,还将导致信号间互相干扰,引起共地系统总线回流,造成逻辑数据变化、误动和死机。PLC控制系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏数相当严重,由此引起系统故障的情况也很多。
    (3)来自接地系统混乱时的干扰
    接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正确的接地,既能抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地,反而会引入严重的干扰信号,使PLC系统将无法正常工作。
    PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层一点接地,如果电缆屏蔽层两端A、B都接地,就存在地电位差,有电流流过屏蔽层,当发生异常状态如雷击时,地线电流将大。
    此外,屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内有会出现感应电流,通过屏蔽层与芯线之间的耦合,干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱,所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布,影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低,逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮,造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降,引起对信号测控的严重失真和误动作。2.2.3 来自PLC系统内部的干扰
    主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响,模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于PLC制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容,比较复杂,作为应用部门是无法改变,可不多考虑,但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。

    3 PLC控制系统工程应用的抗干扰设计
    为了保证系统在工业电磁环境中免受或减少内外电磁干扰,从设计阶段开始便采取三个方面抑制措施:抑制干扰源;切断或衰减电磁干扰的传播途径;提高装置和系统的抗干扰能力。这三点就是抑制电磁干扰的基本原则。
    PLC控制系统的抗干扰是一个系统工程,要求制造单位设计生产出具有较强抗干扰能力的产品,且有赖于使用部门在工程设计、安装施工和运行维护中予以考虑,并结合具有情况进行综合设计,才能保证系统的电磁兼容性和运行性。进行具体工程的抗干扰设计时,应主要以下两个方面。

    3.1 设备选型
    在选择设备时,要选择有较高抗干扰能力的产品,其包括了电磁兼容性(EMC),尤其是抗外部干扰能力,如采用浮地技术、隔离性能好的PLC系统;其次还应了解生产厂给出的抗干扰指标,如共模拟制比、差模拟制比,耐压能力、允许在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作;另外是靠考查其在类似工作中的应用实绩。 在选择国外进口产品要注意:我国是采用220V高内阻电网制式,而欧美地区是110V低内阻电网。由于我国电网内阻大,零点电位漂移大,地电位变化大,工业企业现场的电磁干扰至少要比欧美地区高4倍以上,对系统抗干扰性能要求高,在国外能正常工作的PLC产品在国内工业就不一定能运行,这就要在采用国外产品时,按我国的标准(GB/T13926)合理选择。

    3.2 综合抗干扰设计
    主要考虑来自系统外部的几种如果抑制措施。主要内容包括:对PLC系统及外引线进行屏蔽以防空间辐射电磁干扰;对外引线进行隔离、滤波,特别是原理动力电缆,分层布置,以防通过外引线引入传导电磁干扰;正确设计接地点和接地装置,完善接地系统。另外还利用软件手段,进一步提高系统的性。

    4 主要抗干扰措施
    4.1 采用性能优良的电源,抑制电网引入的干扰
    在PLC控制系统中,电源占有重要的地位。电网干扰串入PLC控制系统主要通过PLC系统的供电电源(如CPU 电源、I/O电源等)、变送器供电电源和与PLC系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。现在,对于PLC系统供电的电源,一般都采用隔离性能较好电源,而对于变送器供电的电源和PLC系统有直接电气连接的仪表的供电电源,并没受到足够的重视,虽然采取了一定的隔离措施,但普遍还不够,主要是使用的隔离变压器分布参数大,抑制干扰能力差,经电源耦合而串入共模干扰、差模干扰。所以,对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、抑制带大(如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术)的配电器,以减少PLC系统的干扰。
    此外,位保证电网馈点不中断,可采用在线式不间断供电电源(UPS)供电,提高供电的性。并且UPS还具有较强的干扰隔离性能,是一种PLC控制系统的理想电源。

    4.2 电缆选择的敖设
    为了减少动力电缆辐射电磁干扰,尤其是变频装置馈电电缆。笔者在某工程中,采用了铜带铠装屏蔽电力电缆,从而降低了动力线生产的电磁干扰,该工程投产后了满意的效果。
    不同类型的信号分别由不同电缆传输,信号电缆应按传输信号种类分层敖设,严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号,避免信号线与动力电缆靠行敖设,以减少电磁干扰。

    4.3 硬件滤波及软件抗如果措施
    信号在接入计算机前,在信号线与地间并接电容,以减少共模干扰;在信号两间加装滤波器可减少差模干扰。
    由于电磁干扰的复杂性,要根本迎接干扰影响是不可能的,因此在PLC控制系统的软件设计和组态时,还应在软件方面进行抗干扰处理,进一步提高系统的性。常用的一些措施:数字滤波和工频整形采样,可有效周期性干扰;定时校正参考点电位,并采用动态零点,可有效防止电位漂移;采用信息冗余技术,设计相应的软件标志位;采用间接跳转,设置软件陷阱等提高软件结构性。

    4.4 正确选择接地点,完善接地系统
    接地的目的通常有两个,其一为了,其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。
    系统接地方式有:浮地方式、直接接地方式和电容接地三种方式。对PLC控制系统而言,它属高速低电平控制装置,应采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响,装置之间的信号交换频率一般都1MHz,所以PLC控制系统接地线采用一点接地和串联一点接地方式。集中布置的PLC系统适于并联一点接地方式,各装置的柜体接地点以单的接地线引向接地。如果装置间距较大,应采用串联一点接地方式。用一根大截面铜母线(或绝缘电缆)连接各装置的柜体接地点,然后将接地母线直接连接接地。接地线采用截面大于22mm2的铜导线,总母线使用截面大于60mm2的铜排。接地的接地电阻小于2Ω,接地埋在距建筑物10 ~ 15m远处,而且PLC系统接地点与强电设备接地点相距10m以上。
    信号源接地时,屏蔽层应在信号侧接地;不接地时,应在PLC侧接地;信号线中间有接头时,屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理,一定要避免多点接地;多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏电缆连接时,各屏蔽层应相互连接好,并经绝缘处理。选择适当的接地处单点接点。

    5 结束语
    PLC控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题,因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素,合理有效地抑制抗干扰,对有些干扰情况还需做具体分析,采取对症的方法,才能够使PLC控制系统正常工作

    通过应用PLC响应速度快的特点,发挥PLC信息捕捉锁定功能,实现实时就近报靶、显示弹着点,随时为修正误差提供依据。文中对PLC多个输出负载采用矩阵处理方式,减少了I/O点数,扩展了PLC的功能和应用领域。

    利用PLC的程序可编制及反应速度快的特点在胸环靶激光训练装置中作激光信号锁定及指示用,与数字电路逻辑组合功能相结合,对激光信号实施控制,制成激光训练装置,进一步扩大了PLC的应用范围。
    激光靶装置分为胸环激光信号接收、显示靶两大部分,射手利用远距离激光发射波长为630 ~ 680mm大输出功率5mW的激光束,在百米开外的胸环靶上安装有激光接收装置,该装置的输出信号,通过电缆线的传输,送至安装在激光发射位置的小型声光报靶装置,报靶装置中的PLC对激光信息进行锁定,然后处理,通过声音和发光显示,实时报出弹着点及环数,供者随时参考,修正瞄准点。

    一、激光信号接收靶的控制原理
    把胸环靶按弹着点位置分为若干个区域,如图1 所示。




    胸环靶有5 ~ 10环的6种环数,靶面共分为8个(0 ~ 7)区域,区域划分得越细,显示弹着点的位置越。胸环靶所有激光件分成34个区域,胸环靶每个区域内有若干个光电件相并联,器件间距不大于胸环靶接收的激光点直径,胸环靶电气原理见图2 所示,




    胸环靶每个区激光件可分别产生1个区信号和1个环信号。34个区域接收到的激光信号经过逻辑电路变换成8路区信号和6路环信号逻辑输出。当胸环靶某个区接收到激光信号时,通过数字逻辑电路产生出相应的区、环信号,然后送往声光显示靶进行处理。
    电气原理图逻辑关系表达式为:
    X = A0 + A1 + A2 + A3 + A4 + A5 + A6 + A7
    Y = A0 + B0 + C0 + D0 + E0
    Z = A7 + B7 + C7 + D7 + E7
    式中:X为9环信号输出端,当IC1(8输入端或非门)任一输入端有效时(高电平有效),9环输出X端有效(低电平有效)。A0 ~ A7分别对应0 ~ 7区的9环激光检测输入信号。Y为0区的区选信号输出端,当0区任一信号输入有效时,0区输出Y端有效。IC2的输入A ~ E分别对应0区9、8、7、6、5环激光检测输入信号。Z为7区的区选信号输出端。X、Y、X接至PLC的输入端,当输出三管基为高电平时,输出端X、Y、Z为低电平,PLC输入有效。
    当激光信号击在0区9环靶位时,件R1有效,IC1、IC2输入端A0有效。(1)环处理电路,IC1输入信号A0有效,X(9环)输出低电平有效(IC1为9环处理或门电路)。(2)区处理电路,IC1输入信号A0有效,Y(0区)输出低电平有效(IC2为0区处理或门电路)。X、Y有效信号送向PLC,PLC得到9环0区有效信号,即作相应处理。
    又如激光束击在7区9环时,通过R2的接收,使IC1、IC3输入信号A7有效,输出端X(9环)、Z(7区)输出低电平有效。
    二、声光显示靶的控制原理
    声光显示靶显示区域的划分,与胸环靶相类似。胸环靶逻辑输出信号经电缆线传输至位于射手侧前方的显示靶,作为PLC输入信号,设PLC输入为干接点结构,胸环靶输出低电平时PLC输入有效,利用PLC内部锁存功能,对捕捉到的区、环输入信号脉冲进行锁存,而对以后5秒内连续发出的激光信号不予相应。并按照胸环靶所接收激光信号的相应位置,显示弹着点位置,同时用语言报出击中环数。
    PLC外部电路如图3 所示,




    PLC输出点采用继电器输出,在PLC输出端口分别产生区、环有效信号输出,并与发光二管和语言芯片一起构成矩阵电路。显示靶每区、每环用一个发光二管指示弹着点位置,故区域划分的越细,显示弹着点的位置越。
    输出矩阵设计思想,根据胸环靶的要求分别可驱动34个发光二管及6片语言芯片。矩阵电路的引用扩展了PLC的输出端点,使得仅用40点PLC的14个输出端点,就驱动了40多个负载,满足了本系统的基本控制要求,节省了PLC的硬件资源。设PLC输出区信号X=1、环信号Y=1时,区、环输出矩阵选通X,Y线,使交叉处发光二管点亮,同时Y=1环信号使报警语言芯片报出相应环数。

    三、PLC程序设计
    PLC控制系统程序设计的思路如图4 所示,




    在无激光信号输入时,程序处在循环扫描输入端口,等待激光信号到来的状态。当收到激光输入信号,并对激光脉冲锁定后,封锁所有输入端点,不再响应激光输入。其员在于,激光发射装置可连续发射,而所模拟的却只能单击,不能连续无间隔发射,故采用封锁处理(封锁时间可调),使得在激光发射时不响应连续信号,以达到真实地模拟的目的。
    按级联锁功能设定的意义在于,激光信号无论射在胸环靶任意位置,都应覆盖住激光件,要求激光件的间距小于激光束的直径,这样就有可能使得2个相邻的激光件同时有效,这时报靶电路应报出高环靶数,而不是高、低环数同时输出,如某区9、10环同时接收到激光信号时,应报10环而不应报9环,故10环输出应9、8、7、6、5环的输出,依此类推。

    四、应用前景
    激光训练装置是一种物美的训练器具,可随时进行弹着点的分析和修正。若配合摄像系统或微机系统可留下训练资料,供系统地分析研究训练过程,提高射手的水平。




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