常州西门子PLC代理商通讯电缆供应商

常州西门子PLC代理商通讯电缆供应商

  1概况
龚嘴水力发电总厂位于四川省境内的大渡河上,目前由龚嘴和铜街子两个电站构成梯级水力发电,其中龚嘴电站装机容量7×100MW,铜街子电站装机容量4×150MW,总装机容量1300MW。龚嘴水电站分为上下厂房,上厂房为坝后式明厂房,装机容量4×100MW,下厂房为洞内式厂房,装机容量3×100MW;铜街子电站位于龚嘴电站下游约33km,也为坝后式明厂房。龚嘴水力发电总厂基地位于乐山市沙湾区,距离龚嘴电站约37km,距离铜街子电站约32km。
1995年,龚嘴水力发电总厂被国家电力公司列为二批无人值班试点单位。为实现“无人值班(少人值守)”,龚嘴水力发电总厂从1996年开始对龚、铜两站进行综合自动化改造,改造后两电站实现在沙湾梯调控制龚、铜两站,全计算机监控。
2可编程控制器简介
可编程控制器(简称PLC)在工业控制领域应用已有相当长的历史,现已发展成为一项非常成熟的工控技术,它具有逻辑定序、定时、计数、运算、控制、信号及报警、保护、远动和远传等多种功能,其灵活性、性、易编程、易调节等优点已广泛得到承认,在火电、水电、和化工、冶金、机械等各行各业中已大量应用了PLC技术。目前,我国市场上的PLC产品种类繁多。我厂选用多的是三菱电机可编程控制器(FX系列)。下面以三菱电机可编程控制器(FX系列)为例,简要介绍这种PLC基本组成及性能:
2.1基本逻辑指令
基本逻辑指令包括运算开始、串联连接、并联连接、电路块串联连接、电路块并联连接、线圈驱动指令、空操作、线圈接通保持指令、线圈接通指令、运算记忆、记忆读出及复位和程序结束等基本指令。
2.2步进顺控指令
STL(继电器阶梯图或步进阶梯图)是一种摆脱具体的机械动作易于理解的表达图。使用者即使不进行复杂的程序设计,也能其简单地对程序控制器进行编程。STL图以继电器阶梯图的形式表示,具有综合表达负载驱动电路与转移条件电路的特点。流程的形式有单流程、选择性分支与汇合流程、跳转流程、并行分支与汇合流程、中间状态STL、初始状态STL和运行模式的选择控制。
2.3软元件功能
组成有输入、输出继电器XY,辅助继电器M,状态元件S,指针P/I,常数处理K/H,定时器T,计数器C,数据寄存器D,变址寄存器Z/V。
2.4应用指令
应用指令包括程序流程、传送和比较指令、算术和逻辑运算指令、循环与移位、数据处理、高速处理、方便指令、外部I/O设备和外部模块。
2.5特殊软元件
PC状态、时钟、标志、步进顺控、禁止中断、出错、高速表、功能扩展、脉冲捕捉、替代功能、内部增/减计数器和高速计数器。
2.6编程语言
PLC应用技术的主要内容之一是编写应用程序,而梯形图语言则是使用得多的一种编程语言。PLC梯形图是由传统的电气控制电路原理图演变来的,所以容易被广大技术人员接受和掌握。梯形图和电气控制电路原理图的主要相同之处是:(1)图形结构形式相同,都是展开电路原理图,传统的电气控制电路原理图可以看成是继电器梯形图;而用于PLC编程时则称为PLC梯形图。(2)继电器梯形图中使用的是各种控制电器的图形符号LC梯形图中则使用PLC内部资源-编程元件的等效电路符号。(3)信号输入、输出形式及控制功能相同,都是将输入信号经过电路的逻辑运算后输出,完成一定的控制功能。两者的主要不同之处是:(1)工作方式不同。继电器梯形图是各支路上同时加上电源的并行工作方式LC梯形图是顺序扫描的串行工作方式。(2)触点的可用数量不同。硬件继电器中的动作触点数量只是那么有限的几对;而软继电器的触点数量是无限的,可以任意次使用。(3)编程方式不同。在继电器梯形图中是用继电器有限的触点数量,仅考虑各元件之间的动作顺序,适当设置相互制约条件LC梯形图是顺序扫描工作方式,没有并行支路同时动作问题,但要求考虑正确的动作步序,尽量减少程序步数。PLC梯形图编写时主要采用横画法,主要用等效电路和能流方向表示,编写中注意接点的排列顺序、线圈的排列顺序、线圈右侧不允许串有接点以及接点的排列要符合能流规则等。

2.7三菱可编程控制器(FX系列)的基本性能
运算控制方式:存储程序、反复运算方式;
输入输出控制方式:批处理方式;
运算处理速度:基本指令0.48μs/指令;应用指令数～数百μ
指令数:基本指令20个、步进指令2个、应用指令228个;
输入继电器:154点X0～X267;
输出继电器:84点Y0～Y267;
辅助继点器:M0～M8255;
状态继电器:S0～S999;
定时器:T0～T255;
计数器:C0～C199;
数据寄存器:D0～D7999。
3可编程控制器的应用
我厂使用多的可编程控制器是日本三菱公司生产的电机可编程控制器(FX系列)和美国A-B公司生产的SLC-5LC。龚嘴水力发电总厂在综合自动化改造时,一方面采用的计算机监控系统,用动作灵敏、性高、性能稳定的自动化元件代替原有的性差、测值不准的自动化元件。另一方面用PLC代替原有的自动盘、机组油压装置控制盘以及空压机、集水井控制盘等。利用PLC,既能够自成系统立对相应设备进行监测控制,又能方便地与计算机监控系统进行数据交换,具有测值准确、故障率低、运行稳定等优点,使其在一般情况下能够立运行,只在PLC发生故障的情况下,才由计算机监控系统对其相应设备进行干预控制。
3.1配置与功能
3.1.1空压机控制系统
(1)配置:
三菱可编程控器FX2-80T、4A/D模块、电源、继电器等。
电机控制及保护:空气开关、接触器、热保护元件(带缺相保护)。
测控元件:压力变送器、电磁阀、电子流量开关、温度开关。
(2)功能:
系统的测控为PLC,它负责所有信息的处理。所有监测开关量送入PLC输入口,变送器将测得的气压电信号送入PLCA/D转换模块进行数据处理。PLC按照预置程序完成对空压机系统的自动测量控制,实现空压机的自动启停、供水阀和压力气罐排污阀的自动控制。系统能记录各台空压机的累计运行次数、累计运行时间。
3.1.2压油装置控制系统
(1)配置:
三菱可编程控制器FX2-80T、SGK交流固态电机控制器、压力变送器、压差变送器、液位变送器、组合补气阀B302、压力开关。
(2)功能:
整套装置完成对压油装置的自动控制,实现对油泵的自动启停及自动补气,维持压力和油位在正常的工作范围内;自动运行时“工作”和“备用”泵自动循环,轮流担任,当“工作”泵故障时,“备用”泵自动替。系统依据连续测量的油位和补气油位设定值,控制电磁补气阀组进行自动补气,至正常油位后停止补气,并在压油罐油位及回油箱油位异常时,发出相应的故障信号。
3.1.3集水井控制系统
(1)配置:
三菱可编程控器FX2-80T、4A/D模块、电源、继电器等。
电机控制:软起动器、空气开关;
控制元件:液位变送器、浮子开关、电磁阀(常开式)、热导式流量开关;
(2)功能:
PLC作为系统的测控,将液位变送器和浮子开关测得的水位信号进行自检和互检等数据处理。PLC按照预置程序,执行对水泵电机的启停控制,维持集水井中的水位正常并自动完成水泵电机的“工作——备用”状态切换。当水位达到备用水位及高水位时,发出相应信号。系统采用不同测量原理的两种水位测量控制信号,液位变送器和浮子开关轮换担任“主态”工作状态,运行中其中一个担任“主态”出现故障时另一个自动替其运行;液位变送器和浮子开关组成的控制测量模式具互检功能。
3.1.4变压器冷却器控制系统
(1)配置:
FX2-80MT可编程控制器、4A/D模块、温度变送器、温度开关、流量开关、压差变送器、电动阀。
(2)功能:
PLC根据主变负荷和3只温度开关与1只温度传感器送来的4个设定温度值,进行冷却器的启动和停止控制与温度升高的予警和报警;对风冷式变压器冷却器实现对油泵和冷却器的自动启停,维持主变油温在正常的工作范围内;对水冷式变压器冷却器实现冷却器的自动启停,并能对冷却器淤堵进行报警,能自动对冷却器冷却水进行正反向倒换。其运行方式除了按主变油温自动调节外,还自动执行定时逐台循环切换。当冷却器在运行中出现故障,测控装置还能自动进行“工作”“备用”状态的切换;同时,将报警信号上送给电站计算机监控系统。
系统为了保证主变冷却器的事故停运动作,对于3只温度开关与1只温度传感器的动作正确与否,测控装置除了进行自检与互检外,还要进行两者之间的三选二关联动作(即:两只温度开关与1只温度传感器在事故温度时,有两个以上的输出量达到事故温度设定值),装置才会送出跳闸信号,否则不会动作。
3.1.5大坝溢洪门控制系统
(1)系统结构及配置:
该系统的构成为每个溢洪门由一套PLC控制,5套溢洪门的PLC连成PLC网和大坝LCU-PLC相连;操作控制既可在现地控制单元PLC的面板上进行操作,也可在闸门LCU-PLC上进行操作。现地PLC组成为:A-LC-5可编程控制器、电源、面板、通信转换器1770-KF3、继电器、电磁阀、压力开关、位移传感器、空气开关、软起动控制器等。
(2)功能:
(a)数据采集运行监视
大坝LCU和现地PLC均可采集并监测显示各压力、油位、闸门开度、自动化元件动作情况等,对油泵的运行状态、闸门位置等进行监视,出现故障或异常时报警。压力传感器输出值直接接进PLC,由PLC输出各上限和下限控制接点。
(b)闸门控制
大坝LCU和现地PLC可立执行确定的任务,PLC即使在脱离大坝LCU时仍能通过操作面板实现闸门的控制及显示,运行人员通过现地PLC控制面板上的触摸按钮进行闸门的开度设置,工作、备用泵切换,闸门的起升、下降、停止的控制;可完成对弧门水封系统的水润滑装置自动控制。闸门的下沉回升通过PLC实现。当闸门处于任意设定位置时,由于漏油等原因发生下滑并过200mm时,启动工作泵,闸门上升到原位置。若工作泵故障,继续下滑到250mm时,备用泵启动,闸门上升到原位置。若备用泵出现故障,继续下滑到300mm时,发报警信号。自动运行时,工作泵、备用泵自动循环,轮流担任,当工作泵故障时备用泵自动替工作。
(c)现场PLC模拟量、开关量与大坝LCU共同享用,以确保两套系统自动平稳切换。现地单元PLC故障时能自动平稳切换到大坝LCU工作,并报出故障信号,但不影响其它PLC的正常工作;在大坝LCU故障时,现地PLC能自动投入到立工作状态。
(d)保护功能
溢洪闸门PLC监控系统可以根据采集的数据和运行情况确定闸门的运行是否正常,如发生电气或机械方面异常,可根据不同情况保护动作,以避免设备的损坏、溢流门PLC控制电源由两段电源供电,且能自动切换。
(e)通讯功能
溢洪闸门PLC可作为计算机监控系统的一部分,可立运行也可由计算机监控系统统一管理。
3.2应用情况
为实现“无人值班、少人值守”,龚嘴水力发电总厂进行了综合自动化改造,对龚嘴和铜站辅机及公用设备进行了大量改造工作,在辅助设备控制系统改造中大量使用了PLC技术,其中空压机自动测控系统在龚、铜两站高压、低压气机系统中使用了4套,机组压油装置自动测控系统在铜站使用了4套、龚站使用了7套,渗漏排水自动测控系统使用了9套,大坝溢洪门自动测控系统1套,主变冷却器5套。
从以上投运的PLC装置的实际运行情况看,PLC装置运行、、稳定;采用以可编程控制器为及高的外围自动化元件组成的自动测控系统,改变了传统的测控方式,它取代了传统的调整困难、容易疲劳受损的接点压力表计、机械式压力继电器,这种全新的系统测控模式自动化程度高、运行、功能齐全,具备完善的自动控制、保护及信息传递功能,能地实现系统自身工作状态的自检,外围设备故障状况判断,并具有较强的故障容错功能。地数据显示功能为检查和分析设备的运行情况提供依据,从而提高了综合管理水平。

4结束语
龚嘴水力发电总厂从1996年开始进行综合自动化改造工作,其目的是为实现水电站“无人值班、少人值守”,而原有辅机控制很难满足“无人值班、少人值守”的要求。在辅机及公用设备控制系统改造中,我厂选用PLC控制而没有采用计算机监控系统现地LCU进行控制有以下几点原因:
(1)水电站辅助设备(如压油装置、盖排水泵等)即使在机组停机状态下,也要按其监视的工况自动控制启停,如果这些辅助设备控制全部由计算机监控系统来完成,势必要求机组LCU在停机状态时也不能退出检修,这时,对LCU的性和可用率提出了不切实际的要求,在技术上和经济上都是不可取的。目前,随着新技术的发展,已采用PLC实现控制以提高性。当计算机监控系统暂时不可能与机组同步投运,或者监控系统出现暂时故障而短时退出时,为保机组的运行,除少数的辅助设备(与机组运行同时工作的如技术供水系统、主轴密封水等)可由机组LCU实现自动控制外,其它辅助设备宜分别设置专门的自动装置。
(2)水电厂的公用设备主要包括高、低压气系统、排水系统等,这些设备安装位置分散,相互立、自成系统,只需靠各自的自动化元件,按其监视状态和给定的运行方式立进行控制,自动控制的逻辑比较简单。为满足调试与运行管理的需要,一般都分别设制现地控制屏,如果将这些分散设备的自动控制都集中到计算机监控系统的公用LCU上则连接电缆增加很多,干扰难防,对公用LUC的性要求太高,从而增加了计算机监控系统编程与调试的难度,使得自动控制难以实现。
(3)PLC操作简单、维护方便,PLC编程语言标准化,步进阶梯图易懂。
(4)从经济方面来讲,PLC的价格较之相同测点数量的LCU模件的价格要低得多;在性方面,PLC由于具有上述能够自成系统立对设备进行监测控制的特点,即使计算机监控系统或其它各系统发生故障不能运行时,也不会对该系统的正常工作造成影响。因此,采用以计算机监控为主再加上若干个PLC小系统(主要用作辅助设备及公用设备的监测控制)组成整个电站的计算机监控系统的方式,无论从经济还是从的角度看,都是一种非常好的配置方法。

顺序处理、发送、接受数据流程如图2所示。

（1）翻译助记符，助记符分两类，一类是计算机常用的，比如换行符LF，有固定的十六位数值0A，回车符CR，有固定的十六位数值是0D，这些数值不需要翻译直接用MOV指令把数值转移到相应寄存器中即可；另一类助记符不是计算机固定使用的助记符，这些助记符是没有固定数值，比如：接通电源指令的助记符是PI，于是就要分别把代表P的数值H50和代表I的数值H49用MOV指令转移到相应的寄存器当中；数字0~9也分别变换成相应的十

六制数值，转移到相应的寄存器当中。

（2）其次，通过程序固定的通讯格式进行连接，通过使用RS串列资料传输指令，把命令和数值发送给被控机。例如：开机指令：LF PI CR

LDP M100

SET M1122    //送信要求

MOV 0A D200  // LF换行符

MOV H50 D201 // P

MOV H49 D202 // I

MOV 0D D203  // CR回车符

LD M100  //发送启动

LDP M0

RS D200 K4 D206 K4

3.3 EX通讯指令深入研讨

通常，被控机在接受到正确指令后就会按照事先好的指令进行回答，对于回答的这些指令需要进行判断是否正确，比如上述例子，D206对应是LF，D207对应是P，D208对应是I，D209对应是CR，正确处理这些指令和数值，产生的结果可以通过内部中间继电器和寄存器表现出来，使之通过RS232通讯到触摸屏让医生得到正确的判断，知道被控机现在的状态，然后进行下一步的工作；如果数据不正确，进行相应的提示，通过提示目录知道机器的不良状态，同样方便医生做出下一步判断。

X光射线机高频高压发生器的通讯指令有很多条，可以全部使用，也可以根据需要进行选择。这是因为有些指令是正常中常用的，这类指令一般要被经常用到；有些指令是调试机器使用的，这些指令单制作一台调试仪，只在调试机器时使用，一般不提供给医生平时使用；有些指令是使用键盘输入时用到的，比如：增加或减少键，由于使用触摸屏可以直接输入参数就不需要了，等等这些，把需要处理的指令助记符按上述方法进行整理后，基本上就可以进行数据交换的操作了。

4 结束语

通过采用台达PLC的RS指令的应用，加深入地了解了台达PLC在不同设备之间进行通讯的处理方法和使用。现在日新月异的设备具有了智能控制，具有了各种交流的方法和手段，要在PLC各种功能的应用上要不断探索，寻找出多的具体的应用方法，发挥PLC新技术新功能的实际使用工效。

    主要介绍了基于S7-400／300 PLC系统，对汉钢2#高炉的自动化控制进行改造，阐述了系统硬件构成、软件配置，如何实现高炉配料、送料工艺过程自动化和炉膛温度控制，通过人机操作界面实现了高炉集中监控，大大提高了冶炼过程自动化程度和节能环保。

0 概述

      我厂2#高炉的原有电气控制系统，仅槽下上料系统使用富士的可编程控制器进行控制，其他系统仍为传统仪表盘面显示各生产参数手动控制操作，炉上料采用大小钟配合料车自动控制上料的模式。该高炉控制设备陈旧，除了2006年曾对槽下做过一些升级改造将其改造为西门子S7-300可编程控制器控制，并使用Step7和winCC重新编制控制程序与操作界面外其它部分大大落后于当今的高炉控制水平，制约了生产成本的降低及工艺操作水平，影响了炼铁整体生产水平，因此，汉钢于2008年对2#高炉系统进行了改造，全系统采用西门子PLC自动控制。炉上料形式保留料车上料方式，将高炉大小钟投料方式改为无料钟投料方式。

1 系统配置

      改造后系统电气控制部分PLC主机采用西门子S7-400系列的CPU414-2DP，各远程站采用S7-300系列的CPU及10模块，完成现场数据采集、逻辑运算、联锁、数据处理及输出执行指令等功能。系统采用2种网络连接方式：工业以太网和ProfibuS-DP总线网络。硬件配置如图1所示。

      以太网采用光缆作为主干传输网络，通过光纤收发器、交换机用双绞线连接各操作站电脑；卷扬没有设置电脑操作，因此直接采用ProfibuS-DP总线连接至远程站。

2 软件配置及实现方法

      系统软件在bbbbbbsXP操作环境下运作。编程软件采用西门子STEP7编程软件包，用梯形图逻辑语言实现控制软件的开发与应用。人机界面用WinCC V6.0软件开发组成监控站，监视、控制设备和自动化过程。

主要功能：

      按高炉生产需要设定的配料顺序自动地将炉料配好装入焦斗和矿斗中，通过料车送到炉，再按不同布料要求将炉料自动布入炉内，实现了整个给料、称量、配料、输送、布料过程全自动。

槽下配料与自动称量

      槽下共14个称量斗，对称分布于上料小车轨道两侧，紧挨轨道两侧是两个焦炭称量斗，随后每边依次排列六个称量矿斗，同时在轨道两侧还有两个左右中间矿斗。工艺画面如图2所示。

      配料分设左中问斗备料和右中问斗备料，分别用以设定装入左中问矿斗、右中间矿斗的称量斗代码——也就是说每个矿石振动筛根据所对应的每个称量斗所设定的称料重量来振料，然后通过左右中问斗备料代码来选择需要下料的称量斗，再通过1#、2#皮带将需要的料分别装入左右中间矿斗，以备料车到达料坑时装入料车。左右中间斗空后，备料指针后移，进行下一个备料行为，形成一个立的循环。各种料的称料重量、料种在界面中各个称斗中设置。各振筛根据本称量斗所设置称量定值及称量斗满、空信号自动备料，并自动进行称量补偿、修正定值、称量值零点校正、余振值测定、称量斗料空后延时关闸门等控制。配料代码随时可由操作员在线设定修改。界面中还有料批设定，可共设定A、B、C、D、E、F六种料批，每种料批分前半批和后半批及附加焦，每半批料多可上4车料，根据每车是否填写代码来确定实际上料车数，当没填时视为没有。当料车到料坑时根据装车代码确定是打开中问矿斗还是焦称量斗还是空走，每上完‘车料料批前进一位，整个循环周期按界面中所设定的料制中的所选的料批代码进行，构成整个上料大循环。在每一个料批结束时均可加进行“附加焦”，不会打乱周期程序。

布料方式

      布料器电气部分由原来的简单电机控制改为由变频器拖动，α(溜槽倾角)、β(溜槽回转角)、γ(料流调节阀开度)三个编码器反馈布料器位置状态。布料系统主要功能是与槽下系统1起控制上料，将炉料正确地装入料罐，并控制炉设备，完成向高炉装料和按照设定布料数据进行布料，可根据需要随时调整布料倾动角度、旋转角度、旋转圈数、料流开度。灵活多变的布料方式带给操作人员全新的操作模式，例如：难以解决的边缘问题，现在可利用扇形和布料克服；布料不均的问题，可利用多圈环行布料随时纠正等等。

      当每半批料装入受料罐，装料指令下达后，打开放散阀卸压，随后先开启上密封阀，再开启上料闸，将上罐中炉料装入下罐。装料完毕，关闭上料闸、上密封阀，然后关闭放散阀，探尺探料降至规定料线深度提探尺，提尺同时打开两个均压阀向下罐均压，布料器倾动到位，打开下密封阀在溜槽到达步进角位置时打开下料闸(料流调节阀)，用下料闸的开度大小来控制料流速度，炉料由布料溜槽布入炉内。为使炉项全自动布料准确无误，本系统对如下信号作了处理：

(1)上罐料空及料满的信号处理；

(2)上罐料满与均压放散阀、上密阀、放料阀的联锁；

(3)下罐料满及料阀的联锁；

(4)控尺与布料器阀的联锁。

      同时，为配合布料，炉还增设有炉内成像设备，由清晰的视频摄像机在氮气流套筒的保护下及时传送炉内料面燃烧分布情况，高炉操作室配有监视器随时眼观炉内情况，同时有配套分析软件及时分析料面燃烧温度分布，显示在专门的计算机画面上。灵活多变的布料方式，提高了布料质量，提高了高炉的利用系数。无料钟炉具有布料灵活、密封性好、维修方便等明显优势，是小高炉优化工艺设备的发展趋势。变频器的大量应用使得控制精度大大提高并节省很多电力。

3 HMI(Human Machine Interface)监控技术

      HMI(人机界面)使系统实现了集中监视控制，可对现场采集的数据进行显示、报警，供生产人员及时掌握生产运行情况。HMI显示了整个系统的工艺设备画面，可以对所有设备进行在线监控，完成各个工艺设备或者工艺流程的顺序控制、故障报警处理及显示，可设定修改各种生产工艺数据和运作方式，可设定是使用自动方式还是手动方式，是否连锁等，以便在检修、调试时能够方便地测试单个设备的运转或特定情况下的单个设备运行，使系统在合理的工艺要求下有序的运行。系统按操作区域共划分为槽下上料、高炉监控操作、热风炉操作控制，布袋除尘等四部分，各系统数据互相联络共享。其中槽下上料系统主要控制槽下各个称斗的料制配比、皮带运行和上料小车的运行以及炉设备的动作控制，高炉系统安置四台操作站，分别用以操作和监控高炉的各项操作如炉温、混风温度、冷风流量控制、探尺反馈的炉内料位以及槽下上料情况等，同时根据高炉运作情况随时连锁或禁止某些关键阀门的开闭。热风炉系统操作站负责控制热风炉各项操作，控制烧炉温度向高炉提供高风温。布袋除尘控制炉煤气的处理、除尘等工作。对这几个区域系统的改造，主要是将原有仪表盘、操作台等占用空间又大又重的设施改为计算机显示与操作控制，大大降低故障率，全局参数与运行状态一览无余，操作方便，效率提高。

4 总结

      整个系统的控制方式分为集中自动、手动和机旁手动等几种方式。在自动方式下，对单体设备可以手动干预，而不影响整个系统的自动流程。这既减轻了操作人员的负担，又减少了操作转换时间，提高了冶炼速度。而机旁手动时，又可以在设备检修调试时方便地控制其动作幅度和时机。

  横河PLC FA-M3在扩散炉上的应用。扩散炉工作区间内（800到1000mm)一般需要±01℃（个别要求±0.5℃)。多数情况下只使用外温控制，内温只在数据测试（Profiling）和2-3周一次的矫正时使用。不同晶片及数量的要求内温相对外温设定值由profiling给出。使用内温时，使用串级控制，内温输出作为外温设定值使用。为防止电流过大，会加一些电流限定或限制值斜坡。外温取2热电偶之高值。一般800到1200度内扩散，一次约12-14小时。

扩散炉工作区间内（800到1000mm)一般需要±01℃（个别要求±0.5℃)。多数情况下只使用外温控制，内温只在数据测试（Profiling）和2-3周一次的矫正时使用。不同晶片及数量的要求内温相对外温设定值由profiling给出。使用内温时，使用串级控制，内温输出作为外温设定值使用。为防止电流过大，会加一些电流限定或限制值斜坡。外温取2热电偶之高值。一般800到1200度内扩散，一次约12-14小时。

控制难点：

1：温度精度的保持。＋0.1度需要相当的控制工艺（PID参数）积累。

2：程序的自由度。多组目标值数据要存储并自由切换。避免干涉。

3：电热丝断线预警；通常使用CT监测电流，配以电压监视。也有使用监视同等条件下的输出变化（比如从60%升高到70%)来判断老化程度给出预警。

FA-M3适用模块：

      各电热丝温度控制－－－－-F3CU04-1S:

☆提供200ms周期，0.1度的控制,温度控制曲线条数不受限制。

☆单系统多144loop温控控制，节省了大量的安装空间，控制灵活，方便联网扩展。

☆各点立，不必加装隔离栅，减少电热丝间干扰。

☆由于是模块式，不再需要PLC与温度调节器间繁琐的通信编程和布线。

☆使用软件设定PID/测试/监视。不必使用记录仪辅助。多路图彩监视为调试提供了方便。

其他－－－－-断线检测和e-RT3智能CPU

☆检测加热器电流的下限，断线报警。

☆补偿电源电压变动，以防止误报警。

☆e-RT实时系统CPU完成主控部和温度控制部处理，代替传统PC，系统稳定。

   结合系统结构图说明了该系统的组成和特点。PLC温控模块具有16位测温精度，且自带PID自整定功能，静态时温度误差可控制在0.5℃以内。再流焊接是表面贴装技术（SMT）特有的重要工艺，焊接工艺质量的优劣不仅影响正常生产，也影响终产品的质量和性。PC系列PLC因其在方案上的优越性，正越来越多的应用在回流焊行业。

      回流焊一般有8到20个温区，每个温区上下部分别有1路热电偶测温及1路加热管加热。总得来说，这些温区又可以分为以下4个基本温区：

1） 预热区，也叫斜坡区,用来将PCB的温度从周围环境温度提升到所须的活性温度。炉的预热区一般占整个加热区长度的15～25%。次段要求温度控制反应，同时不能调，否则容易损伤电子元器件；

2） 保温段的主要目的是使SMA内各元件的温度趋于稳定，尽量减少温差。在这个区域里给予足够的时间使较大元件的温度赶上较小元件，并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发。温度的静态误差要控制在0.5℃以内；

3） 回流区,有时叫做峰值区或后升温区,这个区的作用是将PCB的温度从活性温度提高到所的峰值温度。活性温度总是比合金的熔点温度低一点，而峰值温度总是在熔点上。回流区如果峰值问题过高，时间过长，则会PCB的过分卷曲、脱层或烧损，并损害元件的完整性。

4） 冷却段这段中焊膏中的铅锡粉末已经熔化并充分润湿被连接表面，应该用尽可能快的速度来进行冷却，这样将有助於得到明亮的焊点并有好的外形和低的接触角度。缓慢冷却会导致电路板的多分解而进入锡中，从而产生灰暗毛糙的焊点。

PC系列PLC在回流焊设备的方案：

      PC系列PLC自带编程口和485通讯口。其编程口同工控机通讯，实现数据的监控和设置；485通讯口同变频器modbus协议通讯，表格化的modbus指令，编写复杂通讯程序，使用非常简单方便。

      PC系列温控模块不仅具有16位测温精度，而且自带PID自整定功能，PID参数调节编写冗长的程序。科学的温控算法，静态时温度误差控制在0.5℃以内。有的调抑制功能，能够有效的保护电子元器件过热损坏。另EPRO软件提供示波器功能，能够实时监控温度曲线，并将监控曲线导出至EXCEL表格，为提升回流焊工艺提供依据。

      PC系列PLC由于在温控和通讯上的优势，给客户工程师在使用过程中提供了大的支持，有效提高了工作效率及系统性能，在回流焊行业应用越来越广泛。

3 PLC应用中需要注意的问题

      PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工业环境中使用。然而，尽管有如上所述的性较高，抗干扰能力较强，但当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC的正常运行。要提高PLC控制系统性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求设计、安装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。因此在使用中应注意以下问题。

3．1 工作环境

(1)温度：PLC要求环境温度在0～55℃，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大。

(2)湿度：为了保证PLC的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85％(无凝露)。

(3)震动：应使PLC远离强烈的震动源，防止振动频率为10～55 Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，采取减震措施，如采用减震胶。

(4)空气：避免有腐蚀和易燃的气体，例如化学的酸碱等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。例如电厂的干排渣、干除灰等，在基建后期增加了封闭小屋。

(5)电源：PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。一般PLC都由直流24V输出提供给输入端，当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使PLC接收到错误信息。

3．2 控制系统中干扰及其来源

      现场电磁干扰是PLC控制系统中常见也是易影响系统性的因素之一。

(1)干扰源及一般分类

      影响PLC控制系统的干扰源，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，其原因是电流改变产生磁场，对设备产生电磁辐射；磁场改变产生电流，电磁高速产生电磁波。通常电磁干扰按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。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)电压叠加所形成。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，这种干扰叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。

(2)PLC系统中干扰的主要来源及途径

      强电干扰：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。尤其是电网内部的变化，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。

      柜内干扰：控制柜内的高压电器，大的电感性负载，混乱的布线都容易对PLC造成一定程度的干扰。

      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。

      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。

      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。

      变频器干扰：一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量；二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰，影响周边设备的正常工作。