plc技術(shù)范文

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[關(guān)鍵詞]plc技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展趨勢

中圖分類號:TP3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1210064-01

一、PLC技術(shù)的概念

PLC即可編程控制器(Programmable logic Controller,是指以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會(International

Electrical Committee)頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對PLC做了如下定義:“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器,用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計。”

二、PLC技術(shù)的發(fā)展歷史

1968年,通用汽車對外公開招標(biāo),尋求新的電氣控制裝置,1969年,美國數(shù)字設(shè)備公司制成的首臺plc,1971年日本從美國引進(jìn)了PLC技術(shù)加以消化,由日本公司研制成功了日本的第一臺PLC。從70年代初開始,不到三十年時間里,PLC生產(chǎn)發(fā)展成了一個巨大的產(chǎn)業(yè),據(jù)不完全統(tǒng)計,現(xiàn)在世界上生產(chǎn)PLC及其網(wǎng)絡(luò)的廠家有二百多家,生產(chǎn)大約有400多個品種的PLC產(chǎn)品。其中在美國注冊的廠超過100家,生產(chǎn)大約二百個品種;日本有60～70家PLC廠商,也生產(chǎn)200多個品種的PLC產(chǎn)品;在歐洲注冊的也有幾十家,生產(chǎn)幾十個品種的PLC產(chǎn)品PLC產(chǎn)品的產(chǎn)量、銷量及用量在所有工業(yè)控制裝置中居首位,市場對其需求仍在穩(wěn)步上升。進(jìn)入二十世紀(jì)九十年代以來,全世界PLC年銷售額以達(dá)百億美元而且一直保持15%的年增長的勢頭。

三、我國PLC技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國研究PLC技術(shù)起步較晚,但發(fā)展速度較快。中國電力科學(xué)研究院自1997年開始研究PLC技術(shù),主要考慮PLC技術(shù)用于低壓抄表系統(tǒng),傳輸速率較低。1998年開發(fā)出樣機(jī),并通過了試驗(yàn)室功能測試,1999年在現(xiàn)場進(jìn)行試運(yùn)行,獲得了產(chǎn)品登記許可。1999年5月開始進(jìn)行PLC系統(tǒng)的研究開發(fā)工作。主要對我國低壓配電網(wǎng)絡(luò)的傳輸特性進(jìn)行了測試,并對測試結(jié)果進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理和分析,基本取得了我國低壓配電網(wǎng)傳輸特性和參數(shù),為進(jìn)行深入研究和系統(tǒng)開發(fā)提供依據(jù)。2000年開始引進(jìn)國外的PLC芯片,研制了2Mbps的樣機(jī),2001年下半年在沈陽供電公司進(jìn)行了小規(guī)模現(xiàn)場試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)效果良好,并于6月20日在沈陽通過驗(yàn)收。驗(yàn)收委員會通過現(xiàn)場檢測認(rèn)為,該實(shí)驗(yàn)從中國配電網(wǎng)的實(shí)際傳播特性出發(fā),對電力線通信技術(shù)的理論、實(shí)際應(yīng)用和工程技術(shù)進(jìn)行了開創(chuàng)性研究,在國內(nèi)率先研制成功2Mbps和14Mbps高速電力線通信系統(tǒng),建立了我國第一個電力線寬帶接入實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò);實(shí)現(xiàn)了自家庭至配電開關(guān)柜的高速電力線數(shù)據(jù)通信,并將辦公自動化系統(tǒng)延伸至家庭。該實(shí)驗(yàn)的成功標(biāo)志著我國已經(jīng)全面掌握了高速電力線通信的核心技術(shù),具備了研制生產(chǎn)這種技術(shù)實(shí)用化設(shè)備的能力。據(jù)悉,今年年底以前將建成200戶的試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)。

我國工業(yè)控制自動化的發(fā)展道路,大多是在引進(jìn)成套設(shè)備的同時進(jìn)行消化吸收,然后進(jìn)行二次開發(fā)和應(yīng)用。目前我國工業(yè)控制自動化技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用都有了很大的發(fā)展,我國工業(yè)計算機(jī)系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng)形成。工業(yè)控制自動化技術(shù)正在向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展。

四、PLC的未來發(fā)展趨勢

1.功能向增強(qiáng)化和專業(yè)化地方向發(fā)展,針對不同行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn),開發(fā)出專業(yè)化的PLC產(chǎn)品,以此來提高產(chǎn)品的性能和降低產(chǎn)品的成本,提高產(chǎn)品的易用性和專業(yè)化水平。

2.規(guī)模向小型化和大型化的方向發(fā)展,小型化是指提高系統(tǒng)可靠性基礎(chǔ)上,產(chǎn)品的體積越來越小,功能越來越強(qiáng);大型化是指應(yīng)用在工業(yè)過程控制領(lǐng)域較大的應(yīng)用市場,應(yīng)用的規(guī)模從幾十點(diǎn)擴(kuò)展到上千點(diǎn),應(yīng)用功能從單一的邏輯運(yùn)算擴(kuò)展幾乎能滿足所有的用戶要求。

3.系統(tǒng)向標(biāo)準(zhǔn)化和開放化方向發(fā)展,以個人計算機(jī)為基礎(chǔ),在Windows平臺上開發(fā)符合全新一體化開放體系結(jié)構(gòu)的PLC。通過提供標(biāo)準(zhǔn)化和開放化的接口,可以很方便地將PLC接入其它系統(tǒng)。

五、PLC技術(shù)的特點(diǎn)

1.配套齊全,功能完善,適用性強(qiáng):PLC發(fā)展到今天,可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外,現(xiàn)代PLC多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力,可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn),使PLC滲透到了位置控制、溫度控制,CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展,使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。

2.系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小,維護(hù)方便,容易改造:PLC用存儲邏輯代替接線邏輯,大大減少了控制設(shè)備外部的接線,使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造周期大為縮短,同時維護(hù)變得容易起來。更重要的是可以使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程。

3.體積小,重量輕,能耗低:以超小型PLC為例,新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部,是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。

六、PLC應(yīng)用中應(yīng)注意的問題

PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的控制裝置,通常不需要采取什么措施,就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。但是,當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣時,就不能保證plc的正常運(yùn)行,因此在使用中應(yīng)注意以下環(huán)境問題。

1.溫度:PLC要求環(huán)境溫度在0-55℃,安裝時不能放在發(fā)熱量大的元件下面,四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大,基本單元和擴(kuò)展單元之間要有30mm以上間隔;開關(guān)柜上、下部應(yīng)有通風(fēng)的百葉窗,防止太陽光直接照射;如果周圍環(huán)境超過55℃,要安裝電風(fēng)扇強(qiáng)迫通風(fēng)。

2.濕度:為了保證PLC的絕緣性能,空氣的相對濕度應(yīng)小于85%(無凝露)。

3.震動:應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動源,防止振動頻率為10-55hz的頻繁或連續(xù)振動。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動時,必須采取減震措施,如采用減震膠等。

4.空氣:避免有腐蝕和易燃的氣體,例如氯化氫、硫化氫等。對于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境,可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中,并安裝空氣凈化裝置。

參考文獻(xiàn):

[1]鐘肇新,可編程控制器原理與應(yīng)用[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,2000.

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功能強(qiáng)大、應(yīng)用廣泛。可編程控制技術(shù)具有強(qiáng)大的功能，不僅能夠進(jìn)行運(yùn)算、計算、控制，而且還能夠進(jìn)行智能化的自我檢測、自我診斷、人機(jī)交互功能，能夠用于單個的機(jī)器控制、單條生產(chǎn)線的控制，還可以進(jìn)行整個生產(chǎn)過程甚至整個工廠的控制。編程簡單、理解掌握容易。現(xiàn)在可編寫控制器主要采用的編程方法是梯形圖，這種圖形線路清晰明了。技術(shù)人員和工人經(jīng)過簡單的上崗培訓(xùn)就能夠理解并且熟練地應(yīng)用這一技術(shù)，進(jìn)行程序的改編或控制技術(shù)的操作。體積小、功率低、質(zhì)量輕。可編程控制器有占用空間小、功率和能耗低、質(zhì)量輕方便挪動、易于安裝使用等優(yōu)點(diǎn)。

二、可編程控制器

（PLC）在工業(yè)企業(yè)的應(yīng)用隨著可編程技術(shù)的不斷改進(jìn)以及其可靠性高、應(yīng)用領(lǐng)域廣、操作簡便、通用性強(qiáng)，價格不斷降低和現(xiàn)在工業(yè)技術(shù)的需求不斷增加，PLC技術(shù)現(xiàn)在在工業(yè)企業(yè)中已被廣泛采用，在工業(yè)電氣自動化過程中發(fā)揮著不可替代的作用。目前其應(yīng)用的領(lǐng)域也在不斷地擴(kuò)展，從電力系統(tǒng)到水利系統(tǒng)再到數(shù)控系統(tǒng)都可以看到PLC技術(shù)的出沒。它不僅可以用于現(xiàn)在新型設(shè)備，而且還可以在改造的舊設(shè)備中應(yīng)用。

1.可編程控制器（PLC）在火電系統(tǒng)中的應(yīng)用。在火電系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，需要很多道程序共同完成。為了使這些程序準(zhǔn)確有效地運(yùn)行，就必須用到各種運(yùn)行程序的控制和開關(guān)功能的控制，而PLC技術(shù)中恰恰有這些控制的需求領(lǐng)域。通過使用可編程控制器，不僅能夠?qū)δ骋贿\(yùn)行的步驟進(jìn)行控制，而且能夠可以整體地控制整個火電系統(tǒng)。

2.PLC在傳統(tǒng)機(jī)床技術(shù)中的應(yīng)用。通過對傳統(tǒng)機(jī)床進(jìn)行可編程控制技術(shù)的改造應(yīng)用，由繼電器來進(jìn)行控制的傳統(tǒng)機(jī)床的功能得到了極大的提高和改善。系統(tǒng)能耗大、效率低、故障頻發(fā)、維護(hù)困難等不足是傳統(tǒng)機(jī)床的共同缺陷。通過可編程控制技術(shù)改造后的傳統(tǒng)機(jī)床的功能在實(shí)際應(yīng)用中得到了有效的完善，體現(xiàn)出了能耗較低、效率較高、功能和可靠性相對穩(wěn)定性的特點(diǎn)。

三、小結(jié)

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PLC是可編程邏輯控制器（ProgrammableLog－icController）的簡稱，其主要組成包括中央處理器、存儲設(shè)備、輸入輸出的接口電路、電源模塊、功能模塊、通信模塊等。可以說PLC就是1臺沒有鼠標(biāo)鍵盤的小型電腦。在煤礦的生產(chǎn)過程中，被用來控制各種生產(chǎn)流程，相對于原始的繼電器，PLC科技含量高，執(zhí)行的功能多，能夠讓生產(chǎn)過程更加順暢，煤礦生產(chǎn)的整體效率得到大幅度的提高。

2PLC技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

隨著煤礦工業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，傳統(tǒng)礦山的機(jī)電控制設(shè)備已經(jīng)無法滿足生產(chǎn)的迫切需求，因此傳統(tǒng)的繼電器逐漸被高科技的PLC所取代，并且在實(shí)際生產(chǎn)中運(yùn)行良好，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益［1］。相對于傳統(tǒng)的繼電器，PLC的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾方面：

2．1使用簡單編程方便

PLC的操作界面簡單，對于操作人員沒有過高的技術(shù)要求，如果想要加以調(diào)試，則隨時都可以，不用對硬件做出任何改動。而PLC的梯形圖程序是采用順序控制設(shè)計法來設(shè)計的，對于需要編程工作的人員來說，PLC編程的方法簡單，容易掌握。

2．2功能強(qiáng)性價比高

PLC集成程度高，因此只要有足夠的外接系統(tǒng)，便可以實(shí)現(xiàn)諸多功能。與傳統(tǒng)繼電器相比，雖然PLC的價格更高，但是PLC能夠承擔(dān)更多的功能，在很大程度上精簡了煤礦機(jī)電控制系統(tǒng)，而系統(tǒng)越簡單發(fā)生錯誤的概率也就越低。此外，PLC還可通過通信聯(lián)網(wǎng)，有利于建設(shè)集中管理的體系。

2．3硬件配套齊全

目前PLC的配套硬件設(shè)施已經(jīng)相對齊全，要想真正實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能，只需購買其他的模塊來配置成不同規(guī)模、不同功能的系統(tǒng)。對于原有的系統(tǒng)，如果不滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要，也可以采購硬件模塊進(jìn)行相應(yīng)的升級。總之，PLC硬件配置的齊全讓用戶能夠隨意組裝自己需要的系統(tǒng)，為用戶提供了極大便利。

2．4可靠性強(qiáng)

傳統(tǒng)的繼電器由于其機(jī)械設(shè)備的特殊性，在長期的使用中，特別是處于煤礦這種粉塵較多的環(huán)境中，如果繼電器密封不嚴(yán)，容易出現(xiàn)機(jī)械方面的故障，再加上碳的物理特性，較厚的炭灰堆積很可能造成短路，因此在煤礦機(jī)電中，傳統(tǒng)的繼電器已經(jīng)難以滿足需求，甚至已經(jīng)變成潛在的隱患。相較而言，PLC的集成程度極高，即使處于煤礦這種灰塵較多的環(huán)境中仍然能夠正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，無需擔(dān)心碳粉堆積而造成短路。由于PLC高度的集成性，因而PLC在發(fā)生故障時能夠進(jìn)行自我診斷，在故障發(fā)生時可以自動停止正在進(jìn)行的工作，可避免危險的發(fā)生，與此同時還能顯示是具體哪一部分出了故障，有利于迅速修復(fù)。PLC的配套硬件系統(tǒng)齊全，為修復(fù)工作提供了可靠保障。

3PLC技術(shù)控制煤礦機(jī)電的原理

PLC的工作過程大體上分為三個階段：輸入采樣階段、用戶程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段，三個階段合稱一個掃描周期，PLC在不斷重復(fù)一個個周期中完成預(yù)先設(shè)定的程序［2］。輸入采樣階段是PLC系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，中央處理器掃描所有輸入的數(shù)據(jù)，并存入儲存設(shè)備中，等待后續(xù)程序的執(zhí)行。在這個階段PLC存儲的信息是難以更改的，因此在調(diào)試PLC系統(tǒng)時，相關(guān)操作人員務(wù)必要引起足夠的注意。用戶執(zhí)行階段是PLC技術(shù)通過梯形圖的模型從上到下掃描用戶設(shè)定程序，在一定的運(yùn)算之后，運(yùn)算結(jié)果被保存以待下一次引用。輸出刷新階段是對執(zhí)行階段數(shù)據(jù)運(yùn)行結(jié)果的輸出執(zhí)行，作為一個周期中的最后一個環(huán)節(jié)，PLC在這個過程中通過先前接收的信息調(diào)控電路，達(dá)到調(diào)控煤礦機(jī)電設(shè)備的目的。

4PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電控制中的應(yīng)用

4．1對于井下風(fēng)門的自動化控制

井下風(fēng)門是疏通易燃易爆氣體，提供新鮮空氣的通道，目前我國多數(shù)煤礦企業(yè)的井下風(fēng)門控制都是由人力來完成，由于負(fù)壓的影響，用人力來控制風(fēng)門極為不便，而使用的力量過大很容易對風(fēng)門造成損壞。對于上述問題，可以借用PLC系統(tǒng)，用紅外線傳感器來偵測有無車輛通過，有車輛通過時，中央處理器對風(fēng)門發(fā)出開啟的信號，由機(jī)械裝置控制風(fēng)門開啟，既方便又安全。

4．2PLC技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用

采用PLC技術(shù)代替繼電器來控制礦井的提升機(jī)，能夠?qū)μ嵘龣C(jī)控制更加精確，在礦井井壁和電機(jī)中安裝傳感器以監(jiān)控提升機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，在電機(jī)出現(xiàn)問題或者井壁出現(xiàn)問題時能夠及時反饋給控制中心，并自動采取切實(shí)可行的應(yīng)對措施。在誤操作時也能及時提醒操作者，以避免安全事故的發(fā)生。4．3PLC在膠帶輸送機(jī)中的應(yīng)用在傳統(tǒng)的膠帶輸送機(jī)中，如果要進(jìn)行停車操作，根據(jù)操作人員的操作，控制系統(tǒng)會調(diào)整液壓系統(tǒng)的油壓，液壓系統(tǒng)調(diào)整之后閘瓦與制動盤接觸，以摩擦來阻止膠帶的繼續(xù)運(yùn)行，這樣的制動方式存在明顯的弊端，如果膠帶的初始轉(zhuǎn)速較高，在制動時閘瓦和制動盤之間的摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱量，極易造成危險的發(fā)生。在升級PLC技術(shù)之后，系統(tǒng)則可以控制閘瓦和制動盤接觸一段時間即分離，然后再接觸，由此避免了長時間接觸產(chǎn)生高溫，也不容易產(chǎn)生火花問題。

5PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電控制的應(yīng)用上的缺陷

PLC系統(tǒng)在應(yīng)用時需要與配套設(shè)施相結(jié)合，才能發(fā)揮出理想的效果，繼而提高生產(chǎn)效率。PLC技術(shù)在煤礦機(jī)電控制的應(yīng)用中仍舊存在諸多不足及缺陷，其主要缺陷就在于PLC沒有與配套的設(shè)施相結(jié)合，導(dǎo)致生產(chǎn)效率無法得到應(yīng)有的提高，經(jīng)濟(jì)效益隨之降低。在采用PLC技術(shù)時，應(yīng)當(dāng)對配套的硬件設(shè)施予以更換。舉例而言，在升級到PLC，需要對相關(guān)電路的電力做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，確保PLC在正常電流范圍內(nèi)工作。而升級到PLC之后，對于電流的控制更為精確，因此對電機(jī)也有一定的要求，如果電機(jī)過于陳舊，PLC在對其進(jìn)行微小的調(diào)整時很可能電機(jī)沒有反應(yīng)。這些問題都會對企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益帶來不利影響。當(dāng)然，這些問題并不是無法得以有效解決的，只要在升級PLC時得到重視，這些問題均能夠避免。

6結(jié)語

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關(guān)鍵字：PLC系統(tǒng)；布線；接地技術(shù)；

中圖分類號：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

引言：PLC系統(tǒng)是一種新型設(shè)備，主要用于工業(yè)自動化控制。它具有通用性好、實(shí)用性強(qiáng)、在硬件設(shè)施方面配套齊全、系統(tǒng)的編程簡單清晰、便于學(xué)習(xí)與運(yùn)用等特點(diǎn)，因此在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在電力、機(jī)械、冶金等行業(yè)發(fā)揮了很大的優(yōu)勢。PLC系統(tǒng)的布線的關(guān)鍵在布線的合理性，在系統(tǒng)布線及接地過程中，應(yīng)考慮具體場所及實(shí)際情況，采用適當(dāng)?shù)牟季€及接地技術(shù)，以確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

一、PLC系統(tǒng)的布線

（一）電源安裝

在PLC系統(tǒng)布線過程中首先要考慮到電源的問題。電源會對PLC系統(tǒng)產(chǎn)生干擾作用，因此在布線過程中安裝電源時應(yīng)采取有效措施避免干擾效應(yīng)。PLC系統(tǒng)主要涉及兩種類型的電源，一種是外部電源，另一種是內(nèi)部電源。一些布線場合對系統(tǒng)的抗干擾性要求非常高，同時要求系統(tǒng)具有較高的可靠性。為了避免電源對PLC系統(tǒng)的干擾，PLC系統(tǒng)可以使用一種隔離變壓器，該隔離變壓器帶有屏蔽層，用這種隔離變壓器電源對PLC系統(tǒng)供電，便可有效地避免電源的干擾效應(yīng)。

（二）遠(yuǎn)離高壓

PLC的布線安裝必須要避免與高壓電器或電源線的接觸，因此不能安裝在它們的附近。PLC系統(tǒng)的布線要杜絕安裝在高壓電器的控制柜中，同一個控制柜中安裝的高壓電器將會對PLC系統(tǒng)產(chǎn)生很大的干擾作用。PLC的安裝應(yīng)避免與高壓電源線近距離接觸，以保證布線的合理性與準(zhǔn)確性。

（三）合理布線

在PLC系統(tǒng)中，傳輸線之間會產(chǎn)生相互干擾，這是系統(tǒng)布線過程中非常棘手的一個問題。傳輸線之間的干擾主要來自于導(dǎo)線之間的電感及分布電容，這些分布電容及電感可以引起電磁互耦，影響系統(tǒng)的運(yùn)作。系統(tǒng)布線時必須注意以下幾點(diǎn)。首先，應(yīng)合理布置控制線路，動力線、I/O線及其他線路要盡量避免在同一個線槽里走線，要做到分開布線；第二，交流線與直流線在布線時要分開設(shè)置；第三，輸入線與輸出線遵守分開走線的原則；第四，模擬量與開關(guān)量的I/O線盡量避免在同一線槽布線；第五，I/O線中有一種是用于傳送模擬量信號的線路，這一類線要采用屏蔽線，并且屏蔽線的屏敝層要一端接地；第六，PLC的基本單元要避免與其他線在同一線槽走線，擴(kuò)展單元也是如此，以避免信號相對較小較敏感的單元受到干擾；第七，I/O回路配線要采用單股線的形式，以避免在使用過程中產(chǎn)生摩擦。

二、PLC系統(tǒng)的接地施工技術(shù)

在我國目前的接地網(wǎng)施工中，PLC控制系統(tǒng)與電網(wǎng)的接地方式主要有三種，分別是共地方式、浮地方式、機(jī)殼共地與電路浮地。施工時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場條件，選擇合適的施工方案。

（一）共地方式

在共地方式中，PLC整個控制系統(tǒng)以地面為參考，將機(jī)殼與接地點(diǎn)及接地線全部連在一起。大型工廠中有部分PLC系統(tǒng)采用了共地式的接地方式。在大地地位不易變動的地方，主要采用共地方式。大地電位穩(wěn)定時，整個布線系統(tǒng)的電位也不會輕易產(chǎn)生變化，機(jī)殼接地的方式便會比較安全且便于使用。

（二）浮地方式

在大地電位不穩(wěn)定的地方，大地地位變化大便會導(dǎo)致系統(tǒng)電位不穩(wěn)定，PLC布線中的線路則會受到很大的干擾，這種情況下則采用浮地方式較為妥當(dāng)。在PLC控制系統(tǒng)中，機(jī)殼與電路接地點(diǎn)相連，并且懸浮在空中而不接觸地面，主要采用絕緣膠墊以便在機(jī)殼與大地之間隔開。同時要對進(jìn)線采用絕緣措施。浮地方式的接地措施也可以有效地避免干擾，大地電位變化與電磁感應(yīng)的干擾會因此而大大減弱。但這種方式的缺點(diǎn)是由于整個系統(tǒng)線路采用浮地方式，因此機(jī)殼上會起靜電，操作起來存在一定的危險。

（三）機(jī)殼共地、電路浮地

這種方式是共地方式與浮地方式的結(jié)合。這種方式具有顯而易見的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)闄C(jī)殼接地，所以操作上較為安全，而同時因?yàn)榻拥攸c(diǎn)獨(dú)立，便可減弱大地電位變化產(chǎn)生的擾動效應(yīng)。這種接地方式無論從安全生產(chǎn)的角度，還是保護(hù)設(shè)備的角度，都具有其合理性與明顯優(yōu)勢，因此在煉鐵廠得到廣泛的應(yīng)用。

此外，PLC控制系統(tǒng)與動力設(shè)備的接地方式如下：其一是PLC與設(shè)備分別單獨(dú)接地。這是最優(yōu)方式。但若系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)各個設(shè)備各自接地，便可采用第二種方式即公共接地。但應(yīng)極力避免采用共用接地方式，尤其應(yīng)該杜絕與電動機(jī)或變壓器之類的動力設(shè)備共用接地方式。

結(jié)語：PLC系統(tǒng)作為一種新型工業(yè)自動化控制，在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，其布線與接地技術(shù)的重要性日益凸顯。本文就PLC系統(tǒng)的布線及接地技術(shù)做了一些分析、探討，指出了PLC系統(tǒng)線路布置、接地施工過程中的一些技術(shù)要點(diǎn)和注意事項(xiàng)，供讀者在工作中參考。

參考文獻(xiàn)：

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【關(guān)鍵詞】 鍋爐;PLC;應(yīng)用;穩(wěn)定性分析

鍋爐技術(shù)主要應(yīng)用與日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中,供人們用于生活取暖或?yàn)樯a(chǎn)提供動力。伴隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展及人民生活水平的不斷提高,對鍋爐供暖的質(zhì)量提出了越來越高的要求。現(xiàn)今鍋爐控制技術(shù)仍比較落后,電機(jī)的控制主要依靠值班人員的手動操作,控制過程繁瑣,并且無法對鍋爐供水溫度和管網(wǎng)壓力變化做出實(shí)時的反應(yīng)。

為了改善這種狀況,將PLC技術(shù)引入鍋爐房的控制中的應(yīng)用越來越引起人們的廣泛關(guān)注。PLC又被稱做可編程邏輯控制器(Programmable logic controller),是一種針對于自動化實(shí)時控制的數(shù)位邏輯控制器。由于它廣泛采取了微機(jī)技術(shù)以實(shí)現(xiàn)各種控制功能,繼而解決了使用傳統(tǒng)的控制電路難以解決的問題,可以達(dá)到對鍋爐系統(tǒng)的精確控制。

一、PLC在鍋爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

基于PLC的鍋爐控制系統(tǒng)比較的應(yīng)用于船舶鍋爐,供水鍋爐和企業(yè)生產(chǎn)中。其控制的對象也廣泛的應(yīng)用于鍋爐含氧量、出水溫度和壓力等量的控制上。溫度和壓力是影響鍋爐系統(tǒng)穩(wěn)定和效率的兩個重要的指標(biāo),對于出水溫度和壓力的控制是PLC系統(tǒng)在鍋爐控制系統(tǒng)應(yīng)用中最重要的兩個方面。

溫度控制的目的是使用于使用的水溫可以達(dá)到用戶要求,并盡可能的維持溫度和壓力在給定溫度的范圍內(nèi)不變,控制系統(tǒng)的組成主要包括溫度與壓力傳感器,變頻器,給煤機(jī)與引風(fēng)機(jī)以及PLC系統(tǒng)中包含的PID控制模塊所形成的多閉環(huán)系統(tǒng)組成,系統(tǒng)的主要控制框圖(如圖1所示)。

如圖1所示為鍋爐出水溫度與爐膛壓力控制系統(tǒng),以給定溫度值或壓力值為控制標(biāo)定量,與鍋爐實(shí)際的溫度或壓力值進(jìn)行比較后,其差值通過PID調(diào)節(jié),形成控制信號用以作用于給煤機(jī)或者引風(fēng)機(jī),達(dá)到控制系統(tǒng)的輸出穩(wěn)定的目的。系統(tǒng)PID調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)如式(1)所示:

設(shè)計目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計的三個參數(shù)。PID環(huán)節(jié)即為比列-微分-積分環(huán)節(jié),比例系數(shù)決定系統(tǒng)的反應(yīng)力度,積分環(huán)節(jié)用以消除系統(tǒng)的靜態(tài)誤差,使系統(tǒng)的輸出與給定的標(biāo)定量相等,微分環(huán)節(jié)用于提高系統(tǒng)的反應(yīng)速度,在保留相角裕量的基礎(chǔ)上增大系統(tǒng)的帶寬。系統(tǒng)PID的設(shè)計遵循以下步驟:

(1)根據(jù)對系統(tǒng)反應(yīng)時間tm的要求,求算系統(tǒng)的帶寬wc,使校正之后的系統(tǒng)滿足在wc的角頻率點(diǎn)上的幅值為0dB。

(2)根據(jù)系統(tǒng)對超調(diào)量D的要求,求算開環(huán)狀態(tài)下相角裕量,使系統(tǒng)校正后的開環(huán)傳遞函數(shù)滿足相角裕量的要求。

(3)根據(jù)系統(tǒng)的動態(tài)精度要求,確定在某角頻率點(diǎn)w0處滿足增益要求。

對于系統(tǒng)的PLC軟件方面,系統(tǒng)分為多個階段運(yùn)行,軟件各部分實(shí)現(xiàn)的流程如下所示:

(1)PLC系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)的初始化過程,設(shè)置各個寄存器、計數(shù)器、PLC工作模式等參數(shù)。

(2)系統(tǒng)對出水溫度和爐膛壓力進(jìn)行采樣,并通過各自對應(yīng)的傳感器與溫度和壓力的設(shè)定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較,得到溫度差量ut與壓力差量up。

(3)PLC設(shè)置PID控制器的控制參數(shù),通過計算機(jī)處理控制系統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)或引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。

(4)PLC實(shí)時與上位機(jī)進(jìn)行通訊并傳送現(xiàn)場數(shù)據(jù)以及操作人員的指令,對一些簡單的故障進(jìn)行處理。系統(tǒng)的軟件流程圖(如圖2所示)。

其中PLC依據(jù)得到的溫度差量和壓力差量,通過PID環(huán)節(jié)輸出控制信號是整個系統(tǒng)最為重要的環(huán)節(jié)。

二、PLC在鍋爐控制系統(tǒng)應(yīng)用中的穩(wěn)定性分析

為了在控制上保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,可以在控制方法上予以改進(jìn),結(jié)合圖1所示,對于系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的其他因素,可以使用前饋控制法。前饋控制是在PID控制中一種常用的配合PID控制而使用的穩(wěn)定系統(tǒng)的方法,它通過將可能出現(xiàn)的干擾信號接入前饋端,在擾動信號還未作用之前將其消除。前饋控制的原理(如圖3所示)。

除了在控制方法上予以改進(jìn)之外,還有其他一些外部因素可能影響到系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,這些主要分為影響PLC信號穩(wěn)定的因素和執(zhí)行機(jī)構(gòu)出錯兩部分。在PLC信號穩(wěn)定方面,傳輸信號的電路可能由于老化,拉扯造成短路或者斷路;PLC系統(tǒng)元件質(zhì)量問題可能造成系統(tǒng)指令信號出現(xiàn)偏差影響系統(tǒng)穩(wěn)定性;觸點(diǎn)的誤抖動可能造成PLC執(zhí)行周期中的順序錯亂,使系統(tǒng)發(fā)生紊亂。對于執(zhí)行機(jī)構(gòu),則主要是控制負(fù)載的接觸不按照要求動作,執(zhí)行機(jī)構(gòu)在PLC發(fā)出命令之時沒有按要求執(zhí)行指令。在設(shè)計和使用過程中,要密切注意工作環(huán)境的變化,確保元件運(yùn)行無誤。

三、結(jié)論

分析了PLC系統(tǒng)在鍋爐房中的應(yīng)用,并且以典型的溫度和壓力PLC閉環(huán)控制系統(tǒng)為例進(jìn)行分析,給出了系統(tǒng)設(shè)計的框圖和程序的軟件流程圖。討論了從硬件和控制方法上對PLC應(yīng)用于鍋爐房系統(tǒng)穩(wěn)定性的改善方法,使用PLC進(jìn)行鍋爐內(nèi)風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié),替代原來的手工調(diào)節(jié),節(jié)省了大量的電能,提高了鍋爐系統(tǒng)的效率。

參考文獻(xiàn)

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串行通信可編程控制器PLC

1引言

可編程控制器PLC是機(jī)電一體化技術(shù)的核心技術(shù)，是現(xiàn)代工業(yè)控制的四大支柱（可編程控制器技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、CADICAM和數(shù)控技術(shù)）之一。作為一種通用的工業(yè)自動化裝置，PLC具有體積小、編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但它也有自身的一些不足，數(shù)據(jù)的計算處理與管理能力較弱，特別是不能提供給用戶良好的人機(jī)界面。用PLC和計算機(jī)組成監(jiān)控系統(tǒng)，可以充分利用計算機(jī)強(qiáng)大的人機(jī)接口功能、豐富的應(yīng)用軟件，達(dá)到使二者優(yōu)勢互補(bǔ)的目的同。

可編程序控制器是以計算機(jī)技術(shù)為核心的通用自動控制裝置。以其可靠性高、編程簡單、通用性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、安裝維護(hù)方便等特點(diǎn)而在工業(yè)控制中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在分層式控制中PLC通常作為下位機(jī)，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的控制和處理。而計算機(jī)由于在圖形顯示、數(shù)據(jù)處理、打印報表、中文顯示等方面有很強(qiáng)的功能，因此在現(xiàn)代化大型控制系統(tǒng)中常常將多臺PLC與計算機(jī)聯(lián)接起來構(gòu)成具有高性能價格比的多級分布式控制系統(tǒng)。下面的文章將就windows系統(tǒng)中應(yīng)用例子，簡述討論P(yáng)LC的特點(diǎn)。

2通信模式及原理

通用計算機(jī)與PLC結(jié)合的關(guān)鍵是它們之間通信功能的實(shí)現(xiàn)。由于串行通信具有線路簡單、應(yīng)用靈活、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，并且普通計算機(jī)上均帶有串行口，所以，通常上位計算機(jī)（PC）與可編程序控制器（PLC）之間的通信一般都采用串行通信的方式。

S7-200系列PLC（CPU224）的通信端口主要有2種通信模式：PPI模式和Freeport（自由口）模式。PPI通信協(xié)議是西門子公司專門為S7-200系列PLC開發(fā)的一種通信協(xié)議，一般不對外開放。而自由口模式則是對用戶完全開放的，在自由口模式下通信協(xié)議是由用戶定義的。在自由口模式下PC機(jī)與PLC之間是主從關(guān)系，PC機(jī)始終處于主導(dǎo)地位，計算機(jī)通過串行口發(fā)送指令到PLC的通信端口，PLC通過RCV接收指令信息，然后對指令進(jìn)行譯碼，譯碼后再調(diào)用相應(yīng)的子程序?qū)崿F(xiàn)PC機(jī)發(fā)出的指令要求，并通過XMT指令返回指令執(zhí)行的狀態(tài)信息。

S7-200系列PLC通信方式有3種：1）點(diǎn)對點(diǎn)（PPI）方式，用于與西門子公司的PLC編程器或其它產(chǎn)品通信，其通信協(xié)議是不公開的；2）DP方式，這種方式使得PLC可通過Profibus的DP通信接口接入現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，從而擴(kuò)大PLC的使用范圍；3）自由口（FreePort）通信方式，由用戶定義通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)PLC與外設(shè)的通信。

自由口通信在物理接口上要求雙方都使用RS485接口，波特率最高為38400bps。雖然PC機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)串口為RS232，但西門子公司提供的PC/PPI電纜帶有RS232/RS485轉(zhuǎn)換器，因此在不增加任何硬件的情況下，可以很方便地將PLC和PC機(jī)互聯(lián)。

PLC的自由口模式通信編程首先是對串口初始化。對S7-200PLC的初始化是通過對特殊存儲字節(jié)SMB30（端口0）寫入通信控制字來設(shè)置通信的波特率、奇偶校驗(yàn)、停止位和數(shù)據(jù)位數(shù)。SMB30各位的含義如圖1所示，當(dāng)mm=00時PLC工作于自由口模式。

pp：奇偶選擇，00―無奇偶校驗(yàn)；01―偶校驗(yàn)；10―無奇偶校驗(yàn)；11―奇校驗(yàn)。

d：每個字符的數(shù)據(jù)位，0―每個字符8位；1―每個字符7位。

bbb：自由口波特率，000―38400波特率；001―19200波特率；010―96000波特率；011―4800波特率；100―2400波特率；101―1200波特率；110―600波特率；111―300波特率。

另外還可選擇通信模式和主從站模式，各具體存儲位內(nèi)容可參考SIMATIC S7-200系統(tǒng)手冊。

初始化自由端口通信模式后，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)。

（1）發(fā)送數(shù)據(jù)指令XMT。

格式：XMT Table， Port。可以用XMT指令發(fā)送數(shù)據(jù)，XMT指令激活發(fā)送緩沖區(qū)（從Table開始的變量存儲區(qū)）中的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的第一個數(shù)據(jù)指明了要發(fā)送的字節(jié)數(shù)，Port指明了用于發(fā)送的端口，緩沖區(qū)最多可以有255個字符。在發(fā)完緩沖區(qū)的最后一個字符時，會產(chǎn)生一個中斷（對端口0為中斷事件9）。

（2）接收數(shù)據(jù)指令RCV。

格式：RCV Table， Port。用RCV指令接收最多為255個字符的數(shù)據(jù)，這些字符存儲在緩沖區(qū)中，在接收到結(jié)束字符時，會產(chǎn)生一個中斷（對端口0為中斷事件23）。

3計算機(jī)串口通信實(shí)現(xiàn)

為了解決微控制器系統(tǒng)的程序調(diào)試、控制以及程序升級的問題，可以通過計算機(jī)來實(shí)現(xiàn)對微控制器的控制。而微控制器構(gòu)成的嵌入式系統(tǒng)與計算機(jī)之間的通信，有各種不同的實(shí)現(xiàn)方法。利用計算機(jī)串口通信是一種常用的通信方式。串口通信遵循的國際標(biāo)準(zhǔn)是RS-232C通信協(xié)議。微控制器主芯片一般都提供與計算機(jī)通信的串行接口，而計算機(jī)有25線和9線制兩種標(biāo)準(zhǔn)接口類型，利用相應(yīng)的硬件和通信協(xié)議，就可以實(shí)現(xiàn)它們之間的正常通信。另外，連接二者必不可少的還需要接口芯片，用以實(shí)現(xiàn)兩者電平的匹配，而接口芯片又有多通道、單通道多種不同的選擇。下面就串口通訊實(shí)現(xiàn)的方法從四個方面進(jìn)行闡述。

3.1串口通信方式

目前，采用的通信協(xié)議有兩類：異步協(xié)議和同步協(xié)議。同步協(xié)議又有面向字符和面向比特以及面向字節(jié)計數(shù)三種。其中，面向字節(jié)計數(shù)的同步協(xié)議主要用于DEC公司的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中。

異步通信和同步通信的比較：

（1）異步通信簡單，雙方時鐘可允許一定誤差。同步通信較復(fù)雜，雙方時鐘的允許誤差較小。

（2）異步通信只適用于點(diǎn)點(diǎn)，同步通信可用于點(diǎn)多。

（3）通信效率：異步通信低，同步通信高。

3.2串口通信的基本原理

串行端口的本質(zhì)功能是作為CPU和串行設(shè)備間的編碼轉(zhuǎn)換器。當(dāng)數(shù)據(jù)從CPU經(jīng)過串行端口發(fā)送出去時，字節(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行的位。在接收數(shù)據(jù)時，串行的位被轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)據(jù)。

在Windows環(huán)境下，串口是系統(tǒng)資源的一部分應(yīng)用程序要使用串口進(jìn)行通信，必須在使用之前向操作系統(tǒng)提出資源申請要求（打開串口），通信完成后必須釋放資源（關(guān)閉串口）。

3.3串行通信接口的作用

（1）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式化：因?yàn)閬碜訡PU的是普通的并行數(shù)據(jù)，所以，接口電路應(yīng)具有實(shí)現(xiàn)不同串行通信方式下的數(shù)據(jù)格式化的任務(wù)。在異步通信方式下，接口自動生成起止式的幀數(shù)據(jù)格式。在面向字符的同步方式下，接口要在待傳送的數(shù)據(jù)塊前加上同步字符。

（2）進(jìn)行串-并轉(zhuǎn)換：串行傳送，數(shù)據(jù)是一位一位串行傳送的，而計算機(jī)處理數(shù)據(jù)是并行數(shù)據(jù)。所以當(dāng)數(shù)據(jù)由計算機(jī)送至數(shù)據(jù)發(fā)送器時，首先把串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)才能送入計算機(jī)處理。因此串并轉(zhuǎn)換是串行接口電路的重要任務(wù)。

（3）控制數(shù)據(jù)傳輸速率：串行通信接口電路應(yīng)具有對數(shù)據(jù)傳輸速率――波特率進(jìn)行選擇和控制的能力。

（4）進(jìn)行錯誤檢測：在發(fā)送時接口電路對傳送的字符數(shù)據(jù)自動生成奇偶校驗(yàn)位或其他校驗(yàn)碼。在接收時，接口電路檢查字符的奇偶校驗(yàn)或其他校驗(yàn)碼，確定是否發(fā)生傳送錯誤。

（5）進(jìn)行TTL與EIA電平轉(zhuǎn)換：CPU和終端均采用TTL電平及正邏輯，它們與EIA采用的電平及負(fù)邏輯不兼容，需在接口電路中進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

（6）提供EIA-RS-232C接口標(biāo)準(zhǔn)所要求的信號線：遠(yuǎn)距離通信采用MODEM時，需要9根信號線；近距離零MODEM方式，只需要3根信號線。這些信號線由接口電路提供，以便與MODEM或終端進(jìn)行聯(lián)絡(luò)與控制。

3.4串行通信的物理標(biāo)準(zhǔn)

EIA-RS-232C對電器特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規(guī)定。現(xiàn)在，已經(jīng)對串行通信建立了幾個一致的概念和標(biāo)準(zhǔn)，這些概念和標(biāo)準(zhǔn)屬于3個方面：傳輸率，電特性，信號名稱和接口標(biāo)準(zhǔn)。

（1）傳輸率：所謂傳輸率就是指每秒傳輸多少位，傳輸率也常叫波特率。國際上規(guī)定了一個標(biāo)準(zhǔn)波特率系列，標(biāo)準(zhǔn)波特率也是最常用的波特率，標(biāo)準(zhǔn)波特率系列為110、300、600、1200、4800、9600和19200。大多數(shù)接口的接收波特率和發(fā)送波特率可以分別設(shè)置，而且，可以通過編程來指定。

（2）RS-232C標(biāo)準(zhǔn)：RS-232C標(biāo)準(zhǔn)對兩個方面作了規(guī)定，即信號電平標(biāo)準(zhǔn)和控制信號線的定義。RS-232C采用負(fù)邏輯規(guī)定邏輯電平，信號電平與通常的TTL電平也不兼容，RS-232C將-3V～-25V規(guī)定為“1”，+3V～+25V規(guī)定為“0”。

4結(jié)論

隨計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，也正在引發(fā)控制領(lǐng)域深刻的技術(shù)變革。控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)向網(wǎng)絡(luò)化、開放性方向發(fā)展將是控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的主要潮流。PLC（可編程邏輯控制器）由于其可靠性高、適應(yīng)性好、接口功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是PLC無法單獨(dú)構(gòu)成完整的控制系統(tǒng)，無法進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算，無法顯示各種實(shí)時圖表和曲線，無良好的用戶界面，不便于監(jiān)控，在實(shí)際的工程應(yīng)用中，一般需要與上位計算機(jī)組成分布式/分級型控制系統(tǒng)，這就需要使用PLC的通信技術(shù)。在工業(yè)控制中，PLC與PLC、PLC與計算機(jī)以及PLC與各種智能裝置之間的通信，不但可以提高PLC的控制能力及擴(kuò)大PLC的控制領(lǐng)域，而且便于對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視與操作。

本文所闡述只是PLC很少的一部分，由于采用了PLC與計算機(jī)的通訊，使PLC能很好地實(shí)時控制其他設(shè)備，大大提高系統(tǒng)的自動化程度，僅希望通過本文，擴(kuò)大PLC的認(rèn)識，提高PLC的實(shí)踐實(shí)用性。

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[關(guān)鍵詞]礦山機(jī)電；控制；PLC技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號：TD1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）40-0365-01

1.礦山機(jī)電控制中的PLC技術(shù)簡述

PLC技術(shù)是一種適用于現(xiàn)代工業(yè)控制中的微型計算機(jī)，它是一種可編程控制技術(shù)，它的主要目的是替換過去的繼電器控制系統(tǒng)。PLC技術(shù)擁有非常可靠的穩(wěn)定性，比之于傳統(tǒng)的繼電器，有著更加開闊的應(yīng)用空間。PLC技術(shù)的編程以梯形圖為主要模式，操作簡單，自身的設(shè)計也不復(fù)雜，技術(shù)人員可以很好的掌握，并且日常的維護(hù)和管理都較為簡便，很好的契合了我國目前工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)要求。同時，PLC技術(shù)控制系統(tǒng)體積小、容易拆卸，可以很靈活的適應(yīng)于任何場地。

現(xiàn)代的PLC技術(shù)替換過去的繼電器控制系統(tǒng)，它的邏輯控制是內(nèi)存和程序編制，極大的提升了控制效率，PLC技術(shù)和輸出設(shè)備進(jìn)行連接就可以對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行全面的接管。PLC技術(shù)應(yīng)用于礦山控制中，不僅可以節(jié)省系統(tǒng)的占用空間，還可以提高PLC系統(tǒng)的工作效率，一臺PLC系統(tǒng)就可以對整個機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行控制，還可以連續(xù)控制，PLC技術(shù)的有效利用，不僅節(jié)約了資源和能源，還大大的提升了礦山的開采效率。

2.礦山機(jī)電控制中的PLC技術(shù)系統(tǒng)原理

礦山機(jī)電控制中的PLC系統(tǒng)有3個階段，分別是輸入采樣、輸出刷新、執(zhí)行階段。

2.1 PLC系統(tǒng)的控制環(huán)節(jié)

PLC系統(tǒng)的控制環(huán)節(jié)就是輸出采樣，同時，輸出采樣也是PLC系統(tǒng)的控制效率環(huán)節(jié)，PLC系統(tǒng)利用掃描技術(shù)得到數(shù)據(jù)信息，將之傳輸?shù)较到y(tǒng)的控制單元內(nèi)部，PLC系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息采樣結(jié)束以后，下一個時段的數(shù)據(jù)信息不管是否會發(fā)生任何變化，系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)都不會產(chǎn)生影響。也就是說，當(dāng)PLC系統(tǒng)數(shù)據(jù)采用之后，就不可以變更數(shù)據(jù)了。

2.2 PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)掃描環(huán)節(jié)

PLC系統(tǒng)在對目標(biāo)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采樣之后，其會對上一個時段的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行掃描，掃描的范圍包括上下和左右的不同計算順序，之后新的邏輯信息就會在系統(tǒng)中刷新。在PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)執(zhí)行時段，數(shù)據(jù)的狀態(tài)和大小必須要保持一致。這樣，PLC系統(tǒng)才能夠得到指令，來進(jìn)行控制。

2.3 執(zhí)行階段

PLC系統(tǒng)的最后一個階段是輸出刷新，輸出刷新階段需要進(jìn)行數(shù)據(jù)對結(jié)果的存儲和輸出，進(jìn)而，實(shí)現(xiàn)由輸出電路對整個設(shè)備的有效控制。

3.礦山機(jī)電控制中的PLC技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 礦山機(jī)電控制中的PLC技術(shù)系統(tǒng)的方案

運(yùn)用PLC技術(shù)進(jìn)行對絞車的自動控制，最主要的就是確定好絞車電機(jī)的參數(shù)設(shè)定，特別是電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，當(dāng)出現(xiàn)超速現(xiàn)象時能夠進(jìn)行及時的報警。可以對絞車的運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)行測試，在電機(jī)軸上安裝一個感應(yīng)器就可以了。絞車的運(yùn)轉(zhuǎn)速度平均每秒960轉(zhuǎn)，PLC技術(shù)的掃描周期雖然不能夠達(dá)到，但是，只要簡單的輸入數(shù)據(jù)就可以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)輸出的同時，PLC技術(shù)與之連接成一個顯示器，很容易就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的輸出。

3.2 礦山機(jī)電控制中的PLC技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

當(dāng)PLC技術(shù)在運(yùn)行過程中，只需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的分析，就可以有效的利用PLC技術(shù)。首先是速度的測算，為了提高電機(jī)的不同頻率，減少機(jī)械的運(yùn)行沖擊，可以使用功率單元來進(jìn)行再生能源處理。如下圖表1所示。

為了確保PLC控制系統(tǒng)的有效性，數(shù)據(jù)的刷新時間是1秒鐘，可以利用顯示器將1秒內(nèi)的開關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，PLC控制系統(tǒng)記錄的信息可以存儲于系統(tǒng)內(nèi)部的存儲器里面，系統(tǒng)再將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而得到絞車運(yùn)轉(zhuǎn)的速度。還要對絞車的運(yùn)行方向進(jìn)行控制。當(dāng)絞車的按鈕啟動以后，絞車必須始終保持在一個水平的運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)用兩個顯示器就可以對開關(guān)進(jìn)行有效的記錄，當(dāng)按鈕啟動以后的5分鐘以內(nèi)如果發(fā)生變化，只需要使用計數(shù)器對另外一個計數(shù)器進(jìn)行控制就可以了，此時的絞車在上升的接觸器階段就會產(chǎn)生強(qiáng)大的吸引力，絞車就可以實(shí)現(xiàn)上升。絞車每5秒就是一個循環(huán)期，每一個接觸器在周期以內(nèi)都會在上升和下降的過程中回到起始狀態(tài)。當(dāng)絞車處于超速的運(yùn)轉(zhuǎn)之下時，系統(tǒng)就會發(fā)出警告。

系統(tǒng)對絞車運(yùn)轉(zhuǎn)的速度進(jìn)行控制以后，如果速度超出一定的額度，PLC控制系統(tǒng)會自動產(chǎn)生指令，指令通過顯示器進(jìn)行顯示，工作人員就可以簡單明了的看到相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

3.3 礦山機(jī)電控制中的PLC技術(shù)需要注意的問題

礦山機(jī)電控制中的PLC技術(shù)想要進(jìn)行合理的利用，必須要保證核定的溫度值，溫度要保持在0℃到50℃為最佳。當(dāng)PLC控制系統(tǒng)周圍的溫度過高時，PLC系統(tǒng)就會出現(xiàn)故障，嚴(yán)重威脅到PLC系統(tǒng)的使用壽命，溫度較高也有可能對電路造成傷害；而溫度太低，PLC系統(tǒng)的電路也會變得極為緩慢，大大的降低了安全性能。更嚴(yán)重的是，當(dāng)溫度低于0℃時，PLC系統(tǒng)就有可能出現(xiàn)崩潰。所以，在日常的PLC系統(tǒng)的控制過程中要進(jìn)行合理的應(yīng)用，只有將PLC控制系統(tǒng)安置在適宜的溫度之中，才會將PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)勢得到最大化的發(fā)揮。因此，在日常的工作過程中，如果溫度超過50℃，就必須要采取降溫和通風(fēng)處理。

結(jié)束語：

總的來說，PLC技術(shù)擁有非常可靠的穩(wěn)定性，比之于傳統(tǒng)的繼電器，有著更加開闊的應(yīng)用空間。PLC技術(shù)的編程以梯形圖為主要模式，操作簡單，自身的設(shè)計也不復(fù)雜，技術(shù)人員可以很好的掌握，并且日常的維護(hù)和管理都較為簡便，很好的契合了我國目前工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)要求。但是在PLC控制技術(shù)的應(yīng)用過程中，一定要注意控制溫度變化，溫度太高或太低都會對系統(tǒng)產(chǎn)生破壞。一臺PLC系統(tǒng)就可以對整個機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行控制，還可以連續(xù)控制，PLC技術(shù)的有效利用，不僅節(jié)約了資源和能源，還大大的提升了礦山的開采效率。

參考資料

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篇8

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；機(jī)床電路；改造

1 PLC技術(shù)對機(jī)床電路改造分析的原則

在進(jìn)行PLC技術(shù)對機(jī)床電路進(jìn)行改造時，要注意多方面因素。首先，要注意機(jī)床的型號，因?yàn)樾吞柕牟煌苯佑绊懝ぷ髋_、車身和溜板也存在很大的差異。其次，在設(shè)計過程中要注意機(jī)床的動力系統(tǒng)，很多機(jī)床采用多臺三相異步電動機(jī)提供動力，這就需要區(qū)分主動力電動機(jī)和副動力電動機(jī)，在設(shè)計過程中要設(shè)計出，一旦初相故障，主電動機(jī)可以通過點(diǎn)動，并有自鎖功能。最后，在改造時要注意機(jī)床相關(guān)安全保護(hù)功能的設(shè)計，電動機(jī)要實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖，利用熔斷器進(jìn)行電路保護(hù)，通過熱繼電器實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。在電壓不穩(wěn)或者零電壓時，要通過繼電器的自鎖來實(shí)現(xiàn)對整體電路的保護(hù)。還要注意的是，為了防止電動機(jī)的反轉(zhuǎn)和過高或過低速運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的互鎖很有必要。還要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)機(jī)床，全面分析各個運(yùn)動原件，在改造過程中要多加考慮，來保證生產(chǎn)安全、高效完成，來創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益。

2 PLC技術(shù)對機(jī)床電路改造分析的具體步驟

2.1 控制系統(tǒng)的設(shè)計

為了將設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計合理妥當(dāng)，這就要求設(shè)計改造人員要具有完備的專業(yè)知識，深入了解機(jī)床的運(yùn)行方式和動作進(jìn)行過程中的運(yùn)行原理以及各項(xiàng)保護(hù)程序、連鎖程序的反應(yīng)機(jī)理。所以設(shè)計改造人員要深入生產(chǎn)車間，與一線工人充分交流溝通，充分學(xué)習(xí)和了解機(jī)床的控制運(yùn)行技術(shù)，對機(jī)床的設(shè)計控制程序了然于胸，從而為后期的設(shè)計改造提供經(jīng)驗(yàn)依據(jù)，在設(shè)計過程中可以有的放矢，進(jìn)而提高設(shè)計的精度和可操作性。

2.2 輸入信號和負(fù)載的設(shè)計

分析PLC的輸入信號以及梳理清楚PLC的輸出負(fù)載，從而為后續(xù)的設(shè)計改造奠定一個基礎(chǔ)，運(yùn)用行之有效的方法手段最大限度利用各項(xiàng)生產(chǎn)設(shè)備的信號傳輸，利用PLC輸出繼電器來進(jìn)行控制，將線圈準(zhǔn)確的接在輸出段，利用各處開關(guān)以及相應(yīng)的按鈕提供的反饋信息，使PLC高效的發(fā)揮應(yīng)有的作用。設(shè)計人員還要根據(jù)PLC的信號傳輸，在梯形圖中設(shè)計出繼電器的相應(yīng)位置和相應(yīng)發(fā)揮的作用，并標(biāo)出各項(xiàng)設(shè)備的外部接線點(diǎn)和接線圖。

2.3 設(shè)計改造過程中的軟件程序設(shè)計

在PLC改造程序設(shè)計過程中，軟件程序設(shè)計是其中的重中之重。PLC是由系統(tǒng)和應(yīng)用程序兩部分組成的，如今的PLC產(chǎn)品，系統(tǒng)程序固化在成品里，有管理程序、翻譯程序還有其他標(biāo)準(zhǔn)程序組成來滿足PLC的一些運(yùn)行要求，運(yùn)行調(diào)用要求。而應(yīng)用程序就是我們所需要的系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)計模塊，簡而言之就是用戶針對不同的需求進(jìn)行的程序編寫，一般的方法是通過改變繼電器的系統(tǒng)控制部分進(jìn)而達(dá)到用戶所要達(dá)到的功能需求。在PLC技術(shù)中，只要對控制系統(tǒng)的程序加以修改便可以達(dá)到改造的目的。在現(xiàn)階段的技術(shù)中主要依靠梯形圖和語句表來進(jìn)行PLC程序編譯，并且兩者可以相互轉(zhuǎn)換。

3 PLC技術(shù)對機(jī)床電路改造的注意事項(xiàng)

3.1 分離交織的電路設(shè)計方法

為了保證電路能高效的運(yùn)行，保證分離交織的電路在滿足技術(shù)要求的前提下，也能保證電路的壽命，根據(jù)有關(guān)規(guī)定和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，可以將每一個線圈的控制電路進(jìn)行分離處理，然后在進(jìn)行設(shè)計連接，一定要將繼電器的每一個線圈都考慮在內(nèi)，應(yīng)用相應(yīng)的梯形圖，描出觸點(diǎn)和電路控制的位置，從而進(jìn)行合理的設(shè)計和改造。

3.2 減少PLC信號的傳輸

因?yàn)镻LC原件的價格較高，并且與相關(guān)點(diǎn)數(shù)有關(guān)系，同時電機(jī)交流接觸器的電路相對單一，也受到繼電器控制。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，一般一個原件只需要一組開關(guān)傳輸PLC信號即可，在電路中可以多次使用繼電器的控制開關(guān)。然而為了保證設(shè)備的長期高效的運(yùn)轉(zhuǎn)，延長設(shè)備的使用壽命，所以在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)該盡量減少繼電器PLC開關(guān)的使用，這就要求在設(shè)計過程中盡量設(shè)計成減少PLC的輸入信號和輸出信號。

3.3 合理處理常閉觸點(diǎn)信號的傳輸

在PLC技術(shù)應(yīng)用過程中，多使用常開觸點(diǎn)，來保證電路的穩(wěn)定與安全，如果不可避免的選用常閉觸點(diǎn)，那么就要注意在梯形電路中常開與常閉觸點(diǎn)的類型是相反的。在電路連接過程中一定要注意觸點(diǎn)的接觸類型，按照技術(shù)要求檢查電路設(shè)計合理性。

4 結(jié)束語

PLC技術(shù)是利用結(jié)構(gòu)簡單，簡易編程的方法，通過對邏輯關(guān)系分析，對機(jī)床進(jìn)行快速維修，從而快速定位出現(xiàn)問題的地方便于及時發(fā)現(xiàn)問題及時維修。如今，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用與機(jī)電一體化的生產(chǎn)進(jìn)程中。雖然現(xiàn)階段應(yīng)用PLC技術(shù)還存在很多問題，這就要求我們在應(yīng)用過程中，要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行不斷的修改和調(diào)試，對梯形圖進(jìn)行優(yōu)化，使PLC技術(shù)進(jìn)一步的得到完善。充分發(fā)揮PLC技術(shù)的優(yōu)勢，采用行之有效的改造技術(shù)，利用原有的生產(chǎn)設(shè)備，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約資源，從而提高經(jīng)濟(jì)效益，使PLC技術(shù)得到更廣泛的應(yīng)用。

[參考文獻(xiàn)]

[1]甘存夏.應(yīng)用PLC技術(shù)對機(jī)床電路的改造[J].赤子，2012，（6）：48-49.

篇9

關(guān)鍵詞：PLC 牙輪鉆機(jī) 控制技術(shù)

中圖分類號：Td422 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（b）-0038-01

牙輪鉆機(jī)是一種適用于大型露天礦山的鉆孔設(shè)備，它的性能好壞直接影響礦山的生產(chǎn)效益。某礦山采用的KY-310B型牙輪鉆機(jī)是由國內(nèi)某公司生產(chǎn)的露天采礦用重型鉆孔設(shè)備，具有故障率低、穿鑿范圍廣、工作安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。該型號牙輪鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)、提升/行走及加壓交流變頻調(diào)速系統(tǒng)采用了PLC控制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)電控系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)控。牙輪鉆機(jī)的作業(yè)環(huán)境惡劣，針對PLC控制系統(tǒng)系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)，在日常作業(yè)中采取一些有效措施，才能更好保證系統(tǒng)的可靠長久運(yùn)行。

1 PLC在牙輪鉆機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用

在牙輪鉆機(jī)鉆孔作業(yè)中，為了獲得最好的經(jīng)濟(jì)效益，就需要牙輪鉆機(jī)采用最佳的鉆孔參數(shù)，這其中就包括鉆具的轉(zhuǎn)速、軸壓等參數(shù)的選擇確定及合理組合。為使牙輪鉆機(jī)在多種巖性變化的巖層中始終能獲得最佳的鉆進(jìn)速度，需要對鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與提升行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時的速度調(diào)節(jié)。特別是牙輪鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，在鉆孔過程中由于巖性的變化回轉(zhuǎn)電機(jī)的負(fù)載變化較為頻繁。因此，需要對牙輪鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)、提升/行走及加壓交流變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時可靠的監(jiān)控調(diào)節(jié)。

KY-310B型牙輪鉆機(jī)電氣控制系統(tǒng)應(yīng)用了觸摸屏和PLC技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)電控系統(tǒng)的監(jiān)控，對鉆機(jī)進(jìn)行局部自動控制。另外，在操作臺顯示屏上可以直觀地了解鉆機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，大大方便了設(shè)備操作。牙輪鉆機(jī)交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，其原理如圖1所示。PLC主站一方面負(fù)責(zé)讀取各個變頻器的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，然后把這些數(shù)據(jù)送入其內(nèi)部處理器進(jìn)行處理和運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)對變頻器的數(shù)據(jù)、位置和狀態(tài)進(jìn)行判斷和運(yùn)算。另一方面，PLC主站將從內(nèi)部處理器獲得的變頻器運(yùn)動控制數(shù)據(jù)通過PROFIBUS-DP總線發(fā)送給回轉(zhuǎn)行走變頻器，從而驅(qū)動變頻器運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的驅(qū)動控制。

2 PLC的日常維護(hù)

PLC為精密電子產(chǎn)品，在生產(chǎn)中要求能長時間不間斷的運(yùn)行，因此PLC對運(yùn)行環(huán)境要求極高。鉆機(jī)應(yīng)用了PLC控制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)電控系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)控調(diào)節(jié)功能，盡管PLC具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，但在牙輪鉆機(jī)上，由于礦山環(huán)境粉塵大、供電質(zhì)量不高、電磁干擾強(qiáng)及頻繁震動等，很可能影響PLC的正常運(yùn)行，產(chǎn)生錯誤的信號輸出，這將會導(dǎo)致設(shè)備失控或事故發(fā)生。要提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性，一方面要求制造廠家采用高質(zhì)量電氣性能穩(wěn)定的電器元件，并在PLC內(nèi)部本身做好抗干擾措施；另一方面，要求控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝和使用維護(hù)時注意外部干擾源對PLC的干擾，采取一些措施有效地增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能。針對牙輪鉆機(jī)的作業(yè)環(huán)境，應(yīng)從以下方面注意對PLC進(jìn)行日常運(yùn)行維護(hù)。

2.1 保持環(huán)境溫度適宜

通常情況下PLC要求運(yùn)行環(huán)境溫度在0～55之間，要求四周通風(fēng)散熱空間足夠大。在KY-310B型牙輪鉆機(jī)上，PLC安裝在電氣控制柜里，與其他散熱量大的部件（如空壓機(jī)）均放置在機(jī)械室內(nèi)，周圍環(huán)境溫度較高。為避免控制柜內(nèi)溫度太高，應(yīng)經(jīng)常檢查柜內(nèi)安裝的散熱風(fēng)扇，確保散熱風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)正常。在寒冷的冬季，在電氣設(shè)備啟動前應(yīng)用暖風(fēng)機(jī)對機(jī)械室進(jìn)行加熱，確保環(huán)境溫度達(dá)到運(yùn)行要求。

2.2 工作環(huán)境濕度合適

為了保證PLC的絕緣性能，通常要求空氣的相對濕度小于85%（無凝露）。濕度太大，容易影響模擬信號的輸入/輸出精度。因此，應(yīng)該確保PLC所處環(huán)境通風(fēng)干燥，特別是不能讓電氣控制柜結(jié)露雨淋。

2.3 注意抗震防護(hù)檢查

牙輪鉆機(jī)在鉆孔過程中，不可避免的會產(chǎn)生劇烈的震動。PLC在運(yùn)行時，應(yīng)盡量保持平穩(wěn)、避免震動，以防止造成接線或元器件插接松動。因此，必須經(jīng)常對電氣控制柜的減震裝置進(jìn)行檢查，確保控制柜內(nèi)的聯(lián)接電纜、聯(lián)接螺釘、外部接線及安裝螺釘緊固可靠。

2.4 空氣質(zhì)量適合

露天礦山生產(chǎn)不可避免會產(chǎn)生大量粉塵，牙輪鉆機(jī)作業(yè)時也會產(chǎn)生大量粉塵，粉塵會對PLC帶來不利影響。因此，需要定期對控制柜內(nèi)的PLC進(jìn)行清潔除塵，確保PLC的工作環(huán)境清潔。

2.5 保證電源穩(wěn)定

目前為止，PLC對于供電電源帶來的干擾具有一定的抵抗能力，允許有一定的波動范圍，但電源的波動不應(yīng)超出PLC規(guī)定的范圍。如果電源波動太大，或干擾明顯，需要對電源采取凈化。在PLC系統(tǒng)中，日常維護(hù)時還需要檢查PLC基本單元上的電池電壓，當(dāng)電池電壓跌落指示燈亮?xí)r，必須及時更換系統(tǒng)電池。另外，良好的接地可以抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾，避免偶然發(fā)生的電壓沖擊對PLC的危害。因此，應(yīng)經(jīng)常檢查PLC的接地線是否可靠。

3 結(jié)語

隨著露天礦山的數(shù)字化建設(shè)，牙輪鉆機(jī)也在向大型化和全自動化、智能化方向發(fā)展。以PLC為基礎(chǔ)的控制裝置能夠?qū)⒀垒嗐@機(jī)的全部控制和顯示功能集中在一起，可控制鉆進(jìn)參數(shù)，監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自動鉆進(jìn)、自動調(diào)平和自動，各種參數(shù)的自動監(jiān)測和調(diào)整，可以進(jìn)一步提高牙輪鉆機(jī)的生產(chǎn)效率和安全性。PLC的主體構(gòu)成元器件是半導(dǎo)體器件，考慮到牙輪鉆機(jī)作業(yè)環(huán)境的影響，隨著使用時間的延長，元器件逐漸老化，要做好定期檢修與日常維護(hù)，才能更好的能保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 賀建平，魯娜.淺談國內(nèi)外牙輪鉆機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].機(jī)械管理開發(fā)，2012（6）：115-116.

篇10

PLC是西門子公司的產(chǎn)品，現(xiàn)在在提升機(jī)操作保護(hù)系統(tǒng)中，應(yīng)用得到最廣泛的就是西門子公司的產(chǎn)品PLC，由于它的很多方面的性能都明顯的優(yōu)于傳統(tǒng)的操作保護(hù)系統(tǒng)。下面是各個硬件模塊的功能介紹：

（1）電源模塊：將220V的交流輸入電壓轉(zhuǎn)換成24V的直流輸出電壓，以供其它模塊使用。

（2）CPU模塊：控制總線上模塊與模塊之間的數(shù)據(jù)傳遞，并執(zhí)行用戶輸入的程序。

（3）32路輸入模塊：該輸入模塊一共有3塊，它的作用是將PLC外部的信號轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部的可進(jìn)行處理的信號。

（4）16路輸出模塊：該輸出模塊一共有2塊，它的作用是將PLC內(nèi)部可處理的信號轉(zhuǎn)換成能夠控制提升機(jī)系統(tǒng)的外部信號，來控制提升機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行工作。

（5）轉(zhuǎn)換模塊：此模塊分為兩類模塊：一類是是A/D模數(shù)，它的作用是將連續(xù)信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，便于PLC系統(tǒng)進(jìn)行識別和處理；另一類是D/A模塊，它的作用與A/D模塊的作用恰恰相反，它是將PLC內(nèi)部可處理的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成連續(xù)信號。

（6）通信模塊：它的作用是：確保各模塊與各模塊之間的通道流暢，再就是確保模塊與上位機(jī)之間的通道流暢，保證信號從各模塊傳送給上位機(jī)時，可以使上位機(jī)做出相應(yīng)的響應(yīng)。

（7）計數(shù)模塊：該模塊主要有2塊，這兩塊計數(shù)模塊的作用都是計數(shù)，兩塊模塊分別是對主滾動筒上的和導(dǎo)向輪上的編碼器進(jìn)行計數(shù)。

2PLC操作保護(hù)系統(tǒng)的軟件設(shè)計

PLC是西門子公司的產(chǎn)品，它不需要用戶自主進(jìn)行編程，能夠好好地滿足用戶的需要，下面是它的軟件模塊，軟件模塊的主要作用就是存放程序，它的軟件模塊有下列幾種：

（1）組織模塊（OB）：它的作用是保證接口通道流暢，保證CPU操作系統(tǒng)和用戶程序之間的通道流暢。對用戶程序的循環(huán)處理工作主要是由OB1模塊來完成的，剩余的OB模塊用來對特定事件做出響應(yīng)和中斷。

（2）功能模塊（FB）：它是可多次調(diào)用的邏輯功能模塊，它在執(zhí)行時必須帶有即時數(shù)據(jù)模塊，并且每次用戶程序?qū)B進(jìn)行調(diào)用時可提供新的參數(shù)。

（3）功能模塊（FC）：它也是可多次調(diào)用的邏輯功能模塊，但是它在執(zhí)行時不需要帶有即時數(shù)據(jù)模塊，這也是它與FB模塊的最大區(qū)別，并且每次用戶程序?qū)C進(jìn)行調(diào)用時可提供新的參數(shù)。

（4）數(shù)據(jù)模塊（DB）：數(shù)據(jù)模塊用來存放各種不同類型的數(shù)據(jù)，它在PLC存儲器開辟另一個存儲區(qū)。

根據(jù)用戶的要求和本身系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要求，用戶程序可以自行選擇軟件模塊的構(gòu)成形式,其中軟件模塊有以下幾種，各個軟件模塊的功能和作用如下。FC0、FC1兩個軟件模塊的作用是用來進(jìn)行計數(shù)，主要是用來計算計數(shù)模塊中的脈沖個數(shù)；DB1和DB2兩個軟件模塊的作用是存放FC0、FC1兩個軟件模塊計算出的計數(shù)模塊的脈沖個數(shù)，以此來實(shí)現(xiàn)計數(shù)模塊將數(shù)據(jù)和信號流暢而準(zhǔn)確的傳送到CPU模塊之中；FC91軟件模塊的作用是用來處理輸入到PLC中的模擬量，模擬量有：電機(jī)電壓和電流、電機(jī)轉(zhuǎn)速、軸承壓力、提升速度和載荷等；FC93軟件模塊的作用是制動，主要是對電氣施閘類故障進(jìn)行制動處理；FC114軟件模塊的作用是用來處理PLC內(nèi)部信號，并產(chǎn)生控制信號，像回路的安全和保障、故障的報警和液壓器件的制動等等；FC5軟件模塊的作用是進(jìn)行邏輯運(yùn)算和閉鎖，主要是對輸入到PLC內(nèi)部的信號進(jìn)行運(yùn)算并產(chǎn)生控制指令來控制提升系統(tǒng)的各個部分；FC92軟件模塊的作用是處理施閘類故障，這類故障主要是立即施閘類故障；FC94軟件模塊的作用也是對施閘類故障進(jìn)行處理，這類施閘類故障主要是提升終了施閘類故障；FC95軟件模塊的作用是處理報警類故障，當(dāng)報警系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，主要是由該模塊進(jìn)行處理；PLC的啟動組織模塊是OB100軟件模塊，在系統(tǒng)啟動后該組織模塊只可運(yùn)行一次，以后的循環(huán)程序就不會再運(yùn)行了，在該組織模塊中有關(guān)參數(shù)和程序可隨著用戶的需要進(jìn)行更改；OB1軟件模塊是用戶程序主要組成部分，用來存放用戶主程序，它也是組織模塊中唯一可以循環(huán)運(yùn)行的軟件模塊，在FC功能模塊中編制成的可以實(shí)現(xiàn)特定功能和作用的程序可以在OB1軟件模塊中進(jìn)行循環(huán)調(diào)用，采用這樣的程序設(shè)計可以使我們的程序設(shè)計更加簡單，調(diào)試更加方便；OB35軟件模塊是組織模塊中唯一可以實(shí)現(xiàn)定時中斷的組織模塊，采用M/T法可以計算出提升機(jī)的提升速度。n=（60M1f）（/ZM2）式中：n為電機(jī)的轉(zhuǎn)速；Z是旋轉(zhuǎn)編碼器每轉(zhuǎn)一圈時所輸出的脈沖的個數(shù)；M1為計數(shù)器M1所記的脈沖個數(shù)；M2為計數(shù)器M2所記的脈沖個數(shù)；f為脈沖頻率（高頻時鐘脈沖）。

3結(jié)束語