基于plc的洗车机范文第1篇
电梯作为现代建筑的重要设施, 不仅方便了人们的日常生活, 还提高了人们的工作效率。电梯控制系统是电梯系统的关键, 是保证了电梯运行平稳性和可靠性, 是决定了电梯技术水平的差距。电梯控制技术随着计算机技术、现代电子技术以及控制理论的不停发展也在迅速发展, 新的技术不断出现和成功应用, 推动了电梯技术的不断发展。
基板控制器和PLC控制器是目前电梯控制系统中通常采用的控制方式。基板控制器的信号控制单元是微机, 将单片机作为控制系统的核心, 执行逻辑控制、运算、通信等功能, 电梯控制系统由这些模块构成。PLC控制器则将微机用可编程逻辑控制器代替, 以此来实现对输入输出信号的控制, 其控制系统的核心是微处理器, 从而使用PLC控制器也可以用来实现逻辑控制、运算、通信等功能, 并且比基板控制器更加高效和稳定, 处理的内容也更多。本文采用高性能的西门子PLC的S7-300系列及其配套的数字接口模块、电源模块、扩展模块等来完成电梯控制系统的设计。
2 电梯控制系统的功能
采用基板控制器或PLC控制, 电梯控制系统的功能基本上是一致的:
(1) 电梯轿厢的升降由电动机来控制, 并在各个楼层设置开关。
(2) 当所有轿厢指令执行完毕后电梯控制系统没有收到任何层的外部呼叫电梯信号时, 轿厢应该能自动关闭电梯门, 并按照程序中已经设定好的时间 (一般为3秒) 自动关闭电梯轿厢内的照明设备与通风设备。
(3) 在某层的外部呼梯按钮被按下后, 当电梯在该停靠等待时时, 电梯应能立即自动开门。
(4) 如果有多个选择楼层的指令同时输入电梯内, 那么电梯应在运行时根据输入指令的顺序自动停靠打开电梯门。
(5) 在电梯运行过程中应能记住各个楼层外的呼叫电梯指令, 并自动逐一停靠应答符合运行方向的呼叫电梯指令。
(6) 在电梯门关闭后如果电梯未启动, 此时如果想打开电梯门, 则按下电梯按键盘上的开关, 电梯门将打开。
3 电梯控制系统的设计
本文所设计的电梯控制系统包括硬件和软件两部分。
3.1 控制分析
根据控制要求, 电梯运动流程如图1-1。
(1) 假设电梯在任意一层停靠。
(2) 当某个楼层有呼梯信号输入电梯控制系统时, 呼梯信号被电梯响应, 到达该楼层后, 打开电梯门, 电梯门打开3秒之后自动关闭电梯门。
(3) 当有呼梯信号从电梯轿厢内输入电梯控制系统时, 该呼梯信号被电梯响应, 当电梯在该楼层停靠时, 自动打开电梯门, 开门3秒后自动关闭电梯门。
(4) 电梯在升 (降) 过程中, 对任何反向的外部呼梯信号都不响应, 但是当反向的外部呼梯信号输入前均无其他内、外部的呼梯信号时, 电梯对该外部呼梯信号产生响应。
(5) 当电梯停靠在一楼时, 如果向下外部呼梯信号在其余楼层都有产生, 电梯最先响应顶层楼层呼梯信号。
(6) 电梯在运行时, 如果有同方向的外部呼梯信号, 则响应同方向的外部呼梯信号。
(7) 电梯在运行或者未停靠时, 电梯不响应开、关门按钮的输入信号, 当电梯停止运行或者已经停靠时, 开、关门按钮才起作用。
3.2 电梯控制系统的硬件设计
电梯控制系统的硬件电路开发包括3部分:输入接口电路、输出接口电路和PPLLCC系统, 本文以五个楼层的电梯控制系统为例进行设计。
(1) 输入接口电路设计。本文共设计24个输入端口。
(1) 外部呼梯按钮输入端口设计。一层和顶层只设置上或下外部呼梯输入端口, 其余层设置两个外部呼梯输入端口, 共需要2N-2个输入端口, 所以需要设计8个输入端口。
(2) 电梯轿厢内输入端口设计。电梯轿厢内的输入信号包括两部分:楼层选择信号和开关门信号。楼层选择信号输入端口等于楼层数, 即共5个输入端口。电梯轿厢内应设有开、关门按钮, 需要2个输入端口。所以, 电梯轿厢内共设计N+2即7个输入端口。
(3) 电梯轿厢位置信号输入端口设计。电梯轿厢停靠楼层门洞地点安装有4个传感器产生, 电梯不停靠在该层为开, 当电梯停靠时为关。另外, 还有一组开关门限位传感器。所以, 总共需要6个输入端口。
(4) 电梯井位置输入端口设计。在电梯井的上部和底部分别设置防止电梯轿厢过冲的位置开关传感器产生, 所以, 总共需要4个输入端口。
(5) 电梯超速输入端口设计。为了防止电梯超速, 总共需要1个输入端口。
(2) 输出接口电路设计。本文共设计19个输出端口。
(1) 呼梯信号输出端口设计。呼梯信号包括内呼梯信号和外呼梯信号。内呼梯信号输入端口有5个, 接收轿厢内的呼梯信号, 完成指令后, 消失该信号。外呼梯信号有8个输出端口, 表示外呼梯指令被接受, 并在该指令完成后, 使信号消失。
(2) 运行输出端口设计。电梯轿厢的上、下行指令信号和电梯的上、下行时的指令信号, 共4个输出端口。
(3) 开关门信号输出端口设计, 共需2个输出端口。
3.3 电梯控制系统软件的设计
本文采用1个S7-300PLC控制器、1个电源模块、2个输入模块和2个输出模块。
(1) 输入输出端口的地址分配。
(2) 轿厢门开关程序。
轿厢门开关包括三个过程:开门、停止开门和关门三个过程。
第一, 电梯开门, 信号来自楼层的呼梯指令和轿厢内信号指令。
(1) 轿厢在一楼层时, 一楼层内、外呼梯上行信号。
(2) 轿厢在四楼层时, 四楼层内、外呼梯下行信号。
(3) 轿厢在其余楼层时, 楼层内、外呼梯上、下行信号。
(4) 轿厢到达指定楼层并开门按钮被按。
第二, 停止开门。
当开门动作完成后, 让开门的动作停止, 开门程序完成。
(1) 开门按钮没有被按的同时按了关门按钮。
(2) 关门输出置位, 并且开门按钮没有按。
(3) 开门限位到达, 此时开门动作自动停止。
第三, 关门。
开门结束后要将电梯门关上, 此时有三种情况, 分别是:
(1) 经过3S的延时后, 开始关门, 达到关门限位后, 结束关门, 可以设置定时器 (TIM001) 。
(2) 按下关门按钮。
(3) 当关门动作未结束时如果有门电机开的信号或按了开门按钮, 则取消关门。
(3) 自动选向程序。该程序用辅助寄存器 (AR) 来表示电梯上行与下行部分, 当上行条件或下行条件被满足时触发, 开始执行上、下行程序。
第一, 上行。
电梯上行条件包括:
(1) 下行条件不满足。
(2) 电梯停靠在一楼层时, 电梯都上行;五楼时, 都不上行。
(3) 电梯停靠在其余楼层时, 有楼层上行外呼梯信号和轿厢上行内呼梯信号。
第二, 下行。
(1) 上行条件不满足。
(2) 电梯停靠在一楼层时, 电梯都不下行;五楼时, 都下行。
(3) 电梯停靠在其余楼层时, 有楼层下行外呼梯信号和轿厢下行内呼梯信号。
(4) 呼梯软件设计。
第一, 轿厢内呼梯信号。
(1) 当轿厢在一楼层时, 轿厢内按下呼梯按键后, 将置位相应的内呼梯信号。
(2) 一楼层和五楼层只能向上或者向下, 楼道外的呼梯按钮被按下后, 相应的外呼指令将会置位, 要取消置位, 电梯必须到达相应的楼层。
(3) 其余楼层可以均可以向上或者向下, 要取消外呼置位必须在电梯运行与外呼方向一致时。
4 结语
本文通过分析得出PLC电梯控制系统的优点是:系统的端口的兼容性好、信号模拟能力强、信号检测能力强、系统的逻辑功能强以及系统的通信功能强。
摘要：电梯控制系统是电梯系统的关键, 是保证电梯运行的平稳性和可靠性, 是决定电梯技术水平的差距。本文分析得出PLC电梯控制系统的优点:系统的端口的兼容性好、信号模拟能力强、信号检测能力强、系统的逻辑功能强以及系统的通信功能强。
关键词：电梯,控制系统,PLC
参考文献
[1] 廖常初.PLC基础及应用[M].北京:机械工业出版社, 2004.
[2] 周万珍.PLC分析与设计应用[M].北京:电子工业出版社, 2004.
[3] 龚仲华.西门子系列PLC应用技[M].北京:人民邮电出版社, 2006.
[4] 黄金花.应用PLC进行电梯控制[J].电子学报, 2002 (3) .
基于plc的洗车机范文第2篇
现阶段, 通常采用光伏电池板对太阳进行跟踪, 以实现光伏电池板光电转换率的提高。过去大多采用单片机控制实现光伏电池板对太阳的跟踪。单片机控制具有较低的价格, 但是受自身器件质量和结构布局等因素影响, 单片机的抗干扰能力较差, 且故障频发, 对环境具有较强的依赖性。PLC具有模块化的结构和较强的抗干扰能力, 不易产生故障, 便于对设备进行维护和扩展, 因而逐渐得到广泛的应用。在传统的光伏电池板跟踪太阳控制过程中, 不具备较高的系统控制精度, 因而, 对系统控制要求, 不能很好地实现满足。对于光伏电池板的而言, 无法对其相对位置实施切实有效的实时监测。
1太阳自动跟踪控制系统
1.1太阳自动跟踪控制系统概述
太阳自动跟踪控制系统由一系列设备组成。在该控制系统中, 具有旋转高角方位和水平方位功能的设备是支架;判断支架是否与实现与太阳对正的设备, 是光电传感器;对支架高度角与原点位置、支架方位角与原点位置进行记录的设备, 是编码器;实现对跟踪累计误差消除的设备, 是光耦开关;读取外部数据, 对数据进行运算处理的设备, 是PLC机, 该设备能通过输出信号来控制驱动电机, 确保支架与太阳的对正。太阳自动跟踪控制系统, 对于太阳轨迹的变化, 会在设定的时间周期内, 扫描输出端口并作出准确的判断, 控制驱动电机, 实现支架朝向的改变。
现在大多采用开环控制实现光伏电池板对太阳的跟踪。这种控制方式对于支架朝向, 不能进行很好的监控, 也不具备良好的反馈效果, 导致光伏电池板的光电转换率受到较为严重的影响。因此, 将一组编码器和光耦开关配置在太阳自动跟踪控制系统中, 有利于消除支架位置的累计误差, 还能增强对支架朝向监测的实时效果。
1.2控制系统原理
光电传感器是该系统主回路中的重要设备, 能实现对太阳的跟踪。元器件常易受到天气变化和自身局限因素的影响, 因此, 对于控制系统而言, 为确保控制效果, 需要对太阳的轨迹进行计算。在太阳自动跟踪控制系统的运行中, 太阳光被遮挡会影响光电传感器对信号的接收, 导致信号就会较弱, 导致跟踪支架偏离。通过采用PLC进行对太阳轨迹的计算, 实现与编码器读取的数据进行比较, 控制驱动电机实现对太阳的继续跟踪。通过应用日轨计算指令, 可以充分利用日轨跟踪控制系统, 对太阳方位角进行计算, 实现对支架定位跟踪的控制, 还能将支架复位到设定的任意位置。
结束语
现阶段, 大多采用单轴跟踪的方式实现光伏电池板对太阳的自动跟踪, 只有少数采用双轴跟踪的方式。光伏电池板对太阳的跟踪过程, 主要是通过光伏电池板实现对太阳的实时对正, 从而实现最大化的电转换效率。研究显示, 仅仅通过光电传感器和普通PLC不能实现闭环回路的形成, 无法确保太阳自动跟踪控制系统具有较高的跟踪精度, 无法很好满足控制要求。另外, 也不能实时监控光伏电池板的相对位置。因此, 通过编码器, 可以改善对数据的采集和反馈效果, 通过光耦开关, 可以有效地进行对监控数据累计误差的消除, 将PLC太阳轨迹计算指令引入, 有利于实现优化互补控制程序, 确保跟踪支架的全天候正常运行, 实现对光电转化率的提高。
摘要：本文主要对光伏电池板跟踪控制系统的构架和控制原理进行了阐述, 分析了PLC太阳轨迹计算及其精度, 对光伏电池板跟踪太阳以实现光电转换效率提高的控制方法进行了探讨。
关键词：PLC日轨计算,跟踪控制,优化
参考文献
[1] 李强, 修强, 宋柳.基于PLC日轨计算的太阳跟踪控制优化[J].机电一体化, 2015 (6) :55-58.
[2] 陈维, 李戬洪.太阳能利用中的跟踪控制方式的研究[J].能源工程, 2003 (3) :18-21.
基于plc的洗车机范文第3篇
一、紧急分断电路的安全标准及设计要求
(一) 紧急分断电路的安全标准
在PLC控制设备的安全电路设计中, 必须要明确其安全设计标准, 通常安全设计标准采用“EN”作为标志, 该标志是由欧洲共同体所制定的, 在我国也同样沿用该标准。该安全标准主要包括三类:第一类是A类标准, 该标准也是基础标准, 其能够在所有设备的设计工作中进行通用, 如EN292-1、EN292-3等都是典型的A类标准。第二类是B类标准, 该类标准又被称之为安全类组标准, B类标准包括B1与B2两个类别, 针对不同的设备, 适用类别也有所不同, 如果设备为特殊成套设备, 则适用于B1类, 如EN60204-1便是典型的B1类标准。如果设备为安全操作装置, 则适用于B2类, 而紧急分断电路的安全标准便适用于B2类。第三类是C类标准, 其又被称之为安全产品准则, 对于较为特殊的产品来说, 应采用该类标准, 如prEN616-620就是典型的C类标准。
(二) 紧急分断电路的设计要求
在PLC控制设备的安全电路设计中, EN60204-1规定中明确指出, 如果PLC控制设备发生紧急情况, 直接威胁到设备安全, 应采用紧急分断电路来切断主机, 使设备能够停止运行, 避免造成人员伤亡和设备损坏。因此, 在进行紧急分断电路设计时, 必须要满足以下设计要求:其一, 不得利用PLC来直接控制紧急分断电路, 应采用机电式执行元件来进行控制;其二, 严禁在紧急分断电路中接入与机电式执行元件无关的主令元件、接触点等。应根据强制执行条件来对紧急分断电路的常开与常闭触点进行设计, 同时严禁触点发生重叠;其三, 必须要确保紧急分断电路的控制元件处于紧急分断位置, 而且在控制元件的解除只能利用手或工具来实现。
二、基于电路安全的PLC控制紧急分断电路研究
(一) 安全等级及风险评估
根据EN954-1标准, 可将PLC控制设备的安全等级划分成五个, 分别是B级、1级、2级、3级和4级, 安全等级越高, 则PLC控制设备的安全性就越好。以下便对各个安全等级的电路设计特点进行介绍:首先, 对于安全等级为B级的PLC控制设备电路设计来说, 其电路在设计、选择与组装时都必须要满足该等级要求, B级是所有安全等级中最低的, 因此无论是哪种控制设备, 都至少要达到B级的安全等级要求。其次, 对于安全等级为1级的PLC控制设备电路设计来说, 所采用的各种元器件都必须是成熟、可靠的, 元器件所采用的技术必需是成熟的, 如继电器的触点是通过机械连接方式进行设计的。再次, 对于安全等级为2级的PLC控制设备电路设计来说, 除了要满足1级安全等级要求以外, 还要通过周期性测试来分析设备控制系统的安全控制性能, 如通过反馈回路来周期性测试设备的输出电路。此外, 对于安全等级为3级的PLC控制设备的电路设计来说, 需要确保设备在发生单一故障时, 不会影响其安全功能的发挥, 同时还要检测出该故障的类型, 如对PLC控制设备中安全电路进行冗余设计。最后, 对于安全等级为4级的PLC控制设备的电路设计来说, 除了要确保设备单一故障不会影响其安全功能发挥以外, 还要在下一隐患尚未发生之前能够检测出来, 并且多个故障同时发生时, 也不会造成安全功能失效。
(二) 不同安全等级下的紧急分断电路
对于第1安全等级的PLC控制设备来说, 其结构较为简单, 可通过接触器来对紧急分断电路进行单独控制, 利用紧急停止按钮来对PLC输出回路电源进行迅速切断, 使执行元件动作能够直接中止。此外, 由PLC程序来对接触器的辅助触点进行处理, 使设备在执行紧急分断动作时能够从强电和软件两个方面同时进行。对于第3和第4安全等级的PLC控制设备来说, 需要通过冗余设计来对紧急分段电路进行设计, 从而使紧急分断电路具有更高的可靠性。如果安全等级为4, 则还可在此基础上对电路中各个安全接触器相对应的辅助触点进行周期性测试。除了以上设计以外, 紧急分断电路还可选择紧急分断特殊继电器或标准安全类组合装置, 以此满足PLC控制设备的紧急分断需要。
(三) 安全隔离开关
在对PLC控制设备的安全电路进行设计时, 除了要对紧急分断电路进行设计以外, 还要应用到安全隔离开关, 这样可使设备在检修过程中对电机电源进行有效隔离, 以免发生危险。安全隔离开关通常需要和带锁手柄进行配套使用, 隔离开关的颜色较为醒目, 而且断开点也较为明显, 这样在紧急分断电路的基础上, 结合安全隔离开关的应用, 可为PLC控制设备的安全性提供双重保障。安全隔离开关通常安装在电机接线盒、动力装置的附近, 这样在使用时也比较方便。
三、结语
总而言之, 对于PLC控制设备来说, 其自身安全性的设计是非常重要的, 而其安全功能在很大程度上是由安全电路所决定的, 其中尤以紧急分断电路的设计最为关键。因此, 在对紧急分断电路进行设计时, 必须要结合PLC控制设备的安全等级要求, 根据安全标准来进行严格设计, 同时还要明确紧急分断电路的设计要求, 做好PLC设备的安全风险评估工作, 结合安全隔离开关的共同使用, 使PLC控制设备具备双重防护功能, 只有这样才能从根本上确保PLC控制设备的运行安全。
摘要：近年来, 越来越多的PLC控制设备被应用于人们的生产生活中, 从而为现代化社会的发展做出了巨大贡献。由于这些PLC控制设备中分布着大量的电路, 因此这些电路在电气设备的功能发挥中起到至关重要的作用, 其中尤以紧急分断电路最为关键, 其直接关系到电气设备运行的整体安全。为此, 本文便从电路安全角度出发, 对基于电路安全的PLC控制紧急分断电路进行深入的研究。
关键词：电路安全,PLC控制,安全电路,紧急分断电路
参考文献
[1] 邓馨颖.PLC控制系统安全电路设计及实现研究[J].信息化建设, 2016 (04) :109.
[2] 吴自然, 舒亮, 许成文, 吴桂初, 陈红.一种新型永磁交流接触器及其控制电路[J].中国电机工程学报, 2016, 36 (13) :3667-3673+3387.
基于plc的洗车机范文第4篇
1—卷筒;2—编码器;3—定滑轮;4—前行程开关;5—后行程开关;6—电液推杆7—钢丝绳;8—动滑轮;9—固定滑套;1 0—滑杆;1 1—气烧窑;1 2—探尺杆;1 3—定滑轮;1 4—钢丝绳
重锤料位计是集机电一体化设计、自动化程度高的仪器, 是石灰窑料位测量的首选。其工作原理:当传感器接到探测命令时, 电机正转, 经蜗轮、蜗杆减速后带动齿轮轴和绕线筒转动, 使钢丝绳下放, 带动重锤由窑顶下降。当重锤降至料面时被料面托起而失重, 钢丝绳松弛, 灵敏杠杆动作使微动开关接触, 控制显示器得到该信号立即发出电机反转命令, 重锤上升返回, 直到绕线筒碰上到顶开关, 电机停转, 重锤回到窑顶原始位置, 完成一次探测过程。在此过程中, 控制显示仪表通过检测绕线筒的转数计算出重锤从窑底到料面间的距离, 在面板上进行数字显示, 并在后面板端子上输出4mA～20mA电流信号。控制显示器采用了16位单片机, 由程序控制传感器的整个探测过程的动作并检测其信号, 进行计算。
这种料位计存在以下问题: (1) 单片机控制器对工业现场的抗干扰能力比较差; (2) 到位信号不稳定、极易造成上过卷。本文采用PLC作为控制器, 用绝对值编码器检测重锤位移, 不仅有效解决了上述问题, 而且带DP口的PLC与上位机组成总线通讯, 实现了数据共享和远程监控。
1 系统功能及特点
料位计由电液推杆、行程开关、定滑轮、动滑轮、滑杆、滑套、卷筒、钢丝绳、探尺杆、绝对值编码器等组成。系统结构示意如图1所示。各部分作用如下。
(1) 电液推杆。它的作用就是机械探尺的动力部分。电液推杆运行平稳、冲击小, 它能减少振动冲击对机构的影响。
(2) 行程开关。控制电液推杆的行程。确保在电液推杆行程内, 探尺能达到设定的料位。
(3) 张紧机构。由定滑轮、动滑轮、滑杆、滑套等组成。确保电液推杆与卷筒间钢丝绳张紧不错乱。
(4) 探尺杆。相当于重锤, 它从窑顶的探尺孔进入, 一端在窑外, 另一端在窑内。由于窑顶烟气温度达500℃, 探尺采用了耐热钢, 确保其长期耐用。
(5) 卷筒。由大小端组成。卷筒小端经钢丝绳与电液推杆联接。卷筒大端经钢丝绳与探尺杆相联接。其有放大作用, 确保电液推杆小的行程就能实现探尺杆长的探测范围。
(6) 编码器。光电式绝对值型, 用于测量卷筒的转数。
如图1所示。
重锤料位计利用电液推杆、变径卷筒、钢丝绳组成的传动机构带动探尺杆上下移动, 利用绝对值编码器来测量探尺杆的位置, 通过编码器PROFIBUS-DP接口, 连接到石灰窑的PLC控制系统和HMI操作界面。经过PLC运算处理后发出相应的控制指令, 控制石灰窑装出料。
该机械料位计具有以下特点: (1) 功能强, 具有手动、自动测量方式, 多种报警功能, 自动复位功能等; (2) 通过S7-400PLC控制器采集旋转碥码器的值进行料位计算可靠性高; (3) 响应速度在微秒级; (4) 测量精度可以控制在5cm以内, 测量准确; (5) 调试方便; (6) 可远程控制; (7) 料位信号可传送1km几乎无衰减, 探测的温度可达500℃, 一般的工业环境噪声、粉尘、温度、电磁等恶劣环境下都能使用。
2 控制系统设计
2.1 料位探尺工作原理
初始时, 探尺杆位于在窑顶 (原点) , 编码器脉冲数据为0, 电液推杆位于后端, 后行程开关闭合。PLC接到探测命令时, 控制探尺杆按以下三个阶段运行。
(1) 探尺下行阶段:探尺下行接触器闭合, 电液推杆向前动作, 卷筒小端开始释放钢丝绳。探尺在自身重力作用下下行, 并拖动卷筒大端使卷筒正转。编码器随卷筒同轴转动, 码值增加。碰到前行程开关, 电液推杆停止动作。
(2) 探尺停止阶段:下行过程中, 与探尺杆相连的钢丝绳始终处于张紧状态。当探尺触到料面时, 钢丝绳失去探尺的重力作用而松驰, 卷筒停止转动, 此时编码器的码值对应相应的料位。电液推杆仍前行, 释放钢丝绳, 直到碰到前行程开关后停止。
(3) 探尺回原点阶段:电液推杆停止5s后, 探尺上行接触器闭合, 电液推杆向后回程, 探尺上升, 直到探尺回到窑顶 (原点) , 此时电液推杆恰好碰到后行程开关, 停止动作, 探料结束。卷筒反转, 编码器的码值减少, 直到回0。
2.2 控制系统结构
控制系统的料位检测控制环节和装出料逻辑控制环节采用PLC来完成。料位的给定、探测命令、料位监控、装出料控制等采用上位计算机来实现。过程监控用WINCC软件实现。控制系统的组成框图如图2所示。
系统采用西门子公司的S7-400PLC C P U 4 1 4-2 D P作为控制主站, I M1 5 3-1型ET200M远程I/O和带DP口的编码器作为从站。多个ET200M从站分别用于实现装出料控制、单斗提升机控制、电液推杆控制等。编码器选用德国倍加福公司的PVM58-AGROBN-1213型号, 这种多圈绝对值编码器带DP通讯口, 具有单圈采样、多圈机械传送的功能。编码器从站9用于探尺位移检测, 编码器从站10用于提升机料斗行程检测。
3 软件设计
系统的软件设计基于PCS7编程软件, 采用模块化结构, 这样便于程序的调试、修改和扩充。料位计控制功能的程序设计流程如图3所示。
系统起动后, 如果探尺和电液推杆不在原点, 需在上位机的WinCC操作界面上点击复位按钮, 对料位计系统进行复位操作。复位操作包含两部分:一是电液推杆后移, 直到后行程开关闭合, 此时探尺位于窑顶0刻度处;二是编码器清零, 点击复位按钮, 控制字DW#16#80000000写入PQD512, 对编码器进行清零, 否则控制字DW#16#0写入PQD512, 编码器保持原值。
为了保证读取数据的稳定性, 探尺下行停止后, 延时5s才读取编码器的码值。由编码器的数据存储区PID672读取的是32整型脉冲数, 需要转化为料位高度。计算公式为
式中:h为料位高度, 单位cm;
H为窑顶到窑底的高度, 单位cm;
n为编码器的脉冲值, 单位P;
r为料位计的分辨率, 单位mm/P。
为了保证计算精度, 以上数据均采用实型数据类型。因此, PID672的值应转化为实型数据的脉冲后, 送变量n暂存。
编码器的旋转是有方向性的。编码器清零后, 当编码器的正方向旋转 (探尺下行) , 编码器的码值由0逐渐变大;当反向时 (探尺上行) , 编码器的值逐渐变小。实际应用中须设置好编码器的方向。
程序设计的两处报警处理。一是超行程报警, 电液推杆向前动作超行程保护。另一是上过卷报警, 在探尺上行时, 编程器的码值减小, 当n值变负, 表明系统故障或上过卷。
如图3所示。
4 结语
基于编码器和PLC的料位计在广东省韶关钢铁集团有限公司烧结厂的气烧窑中应用, 料位计的分辨率为9.758898e-002mm/P测量精度在5cm以内。料位计运行可靠, 探测准确, 完全满足工艺要求, 提高了气烧窑装出料的自动化程度。
摘要：研究了一种重锤式料位计, 概述了该系统的功能及特点, 提出了基于绝对值编码器位移检测技术的设计方案, 采用PLC控制器和DP总线技术, 实现了对料位计的实时监控, 可以准确测量料面高度, 提高了其控制的可靠性和灵活性。经过实际应用, 性能可靠、效果良好。
关键词：料位计,位移检测,编码器,自动控制
参考文献
[1] 廖志强, 凌玲, 吴百海, 等.重锤式料位计图象识别系统的应用与研究[J].流体传动与控制, 2009 (4) .
[2] 焦亚伟.智能型重锤式料位检测装置[J].中国计量, 2007 (5) :69～70.
[3] 李颖, 谭立新.基于PC和PLC的精确定量灌装控制系统研究[J].制造业自动化, 2009 (6) :61～65.
基于plc的洗车机范文第5篇
1 钢铁企业喷煤技术发展趋势
高炉喷煤技术是钢铁生产过程中大幅度降低焦比和生铁生产成本的重要技术措施, 同时也是推动钢铁生产工艺流程技术更新升级的核心力量。自20世纪80年代初, 高炉喷煤技术在钢铁生产工艺中得到广泛推广使用以来, 在大量研发人员的共同努力下, 各国钢铁厂的高炉喷煤量也有了很大提高。我国经过最近十来年的研发和工程实践, 高炉喷煤技术也取得了很多令人满意的成果, 推动钢铁生产的快速发展[3]。富氧喷煤技术、氧煤喷吹技术、粒煤喷吹和配煤混合喷吹技术等新技术在钢铁生产高炉喷煤系统中得到广泛推广应用[3]。高炉喷煤系统由于工作原理复杂、专业性较强等因素的影响, 在钢铁生产自动控制系统中具有非常重要的地位, 因而对整个高炉喷煤系统各环节动作保护的可靠性、灵敏性、精确性等均有很高的要求。高炉喷煤系统虽然整体结构较为复杂, 但是各电气设备相互间的连锁工作原理较为简单, 工艺流程较为系统, 因此可以充分利用分散分布式DCS系统进行系统调控, 充分发挥DCS系统过程控制性能水平。随着各种喷煤技术的不断开发和在工程实践中的广泛推广应用, 高炉喷煤控制过程均离不开相应的自动控制系统, 也就是说相应技术的产生必须有对应控制系统模型作为支撑, 以发挥出其应有的功能效果。因此, 在结合高炉喷煤系统的总体流程方案的基础上, 构筑高效精确的高炉喷煤自动控制数据模型和计算机可视化监视控制系统是钢铁企业自动控制工作人员研究的一个重要课题[4]。
2 高炉喷煤工艺流程控制总体方案
贵港钢铁厂高炉喷煤系统生产工艺流程主要包括原煤贮运系统、制粉 (磨粉) 系统、供气系统、煤粉计量系统、自动控制系统等。贵港钢铁厂高炉喷煤工艺流程框图如图1所示。
从图1可知, 整个高炉喷煤自动控制工艺实际上就是将煤场中的燃煤资源传输到高炉进行燃烧能量转换的一个复杂大控制系统。贵港钢铁厂的高炉喷煤自动控制系统采用以PLC控制器为控制核心的计算机在线监控系统, 并通过DCS集散控制模式实现对整个高炉喷煤系统的分散集中自动控制。高炉喷煤控制系统可将制粉与喷吹分开, 按照两个相对独立控制站进行现地分散控制, 然后经DCS系统与高炉中央控制中心的工作站进行实时通讯, 完成实时监测、动态分析运算和自动控制等功能。IPC、PLC、交换机等硬件设备分别布置在制粉控制室和喷吹控制室中, 通过喷吹PLC站、中速磨PLC站、制粉PLC站等获得整个高炉喷煤系统的基础控制当量。为了整个系统布线和现场调试维护的方便性, 在制粉控制室和喷吹控制室内分别设置以太网交换机, 通过冗余设计原则将两个交换机按照级联方式进行有机连接。整个系统中的热电偶、热电阻、电磁阀、限位开关、压力变送器等传感器获得的检测信号, 按照点对点直接通信模式接入到各PLC控制模块中。中速磨PLC站和制粉PLC站通过对应通信模块接口进行数据信息实时共享。在制粉和喷吹控制室内设立两个不同的操作站, 相应运行管理人员可以通过模拟仿真界面就能及时了解整个系统的运行情况, 便于其制定安全可靠、高效节能的调度方案。后台服务工程师站主要负责整个软件系统的维护。通过安装在工作现场的摄像头对相关信息的实时采集、远程传输、动态分析、显示、储存, 并经相关仿真界面发布主排粉风机、皮带转运站、以及中速磨等分散工作点处的视频监控图像信息, 实现高炉喷煤系统的信息化、网络化、以及分散集成化设计。高炉喷煤自动控制系统设计需要充分考虑整个高炉喷煤系统的所有功能和控制要求, 从而具有构筑喷煤量控制精确度高、煤粉分配较均匀、炉况运行较稳定、连续大喷吹等优点的自动控制系统, 保证整个高炉喷煤过程高效稳定的运行[5]。
3 基于DCS与PLC的高炉喷煤系统总体结构
贵港钢铁厂高炉喷煤自动控制系统全系统操作站均是联网协调自动工作的, 无论是从钢铁生产控制管理角度, 还是从现地生产子系统生产控制角度, 整个系统均是一个互联、协调、动态自动控制大系统。系统采用标准的以太网络、S I E M E N S SIMATICNET工业控制以太网络、以及PROFIBUS过程现场总线相互结合, 构成系统三级通信网络结构体系, 从而保证不同控制层级间数据信息的高可靠性、无拥塞性、以及高速度 (10M~100M) 高效稳定传输共享。系统采用西门子公司自主研发的S7-400系列 (S7-414, S7-416) 大容量、高可靠性的先进PLC可编程控制器, 包含了DCS分散集成控制和PLC控制两大技术功能。贵港钢铁厂高炉喷煤自动控制系统中各操作站间均是实时数据动态通信关系, 可以实现功能数据间相互共享和互操作。系统采用容错光纤网络作为主要通信媒介, 提高了网络系统数据信息传输的现场抗干扰能力和数据信息传输可靠性、实时性和精确性。S7-400系列PLC具有DCS分散集成控制功能, 并按照分散集成自动化过程控制系统构筑系统网络通讯结构, 实现了对整个高炉喷煤系统的分散集成自动化过程控制。系统主要由过程层级、现场控制级、以及中央操作控制级三个网络子系统共同组成, 并在网络通信体系设置时, 除了具备数据传输高速、可靠、全冗余等基本功能特性外, 还设置了将高炉喷煤系统所有其它功能分散子系统的集成控制功能, 从而构成一个以S7-400系列PLC为中心的完整的、分散全集成的全过程自动控制系统。
以S7-400系列PLC为核心构筑的SI-EMENS SIMATIC NET工业控制网络通讯系统是一个分散全集成的过程控制网络系统, 利用网络系统固有的并行数据通信和系统资源数据信息共享的全冗余设计, 使得整个高炉喷煤系统具有分散集成全过程自动化控制系统 (CIPS) 的集成控制和分布式动态分析计算等功能。在高炉喷煤自动控制系统中, 设置了高炉供料系统、高炉上料系统、高炉热风系统等多个工艺子系统, 并且在各子系统间均按照就地分散控制和集成中心控制相结合的控制模式进行逻辑连锁动态控制设计。系统通过I/O输入输出端子共采集系统工艺流程中上百个控制参变量, 如水、空气、氮气、O2、蒸汽等工艺运行媒介的温度、压力、流量等数据信息, 并通过PLC内部相应数据处理单元获得对应的控制逻辑决策, 实现高炉喷煤系统安全稳定、节能经济的高效运行。同时基于S7-400系列集DCS和PLC控制功能为一体的高炉喷煤控制系统还应具备对整个工艺流程运行参数进行实时监控、运算分析、报警提示、数据存储、曲线生成、生产统计报表生成、打印等其它人性化服务控制管理功能, 以满足高炉喷煤集散控制系统生产工艺流程自动控制需求。
4 高炉喷煤系统硬件和软件配置
4.1 系统硬件配置
本系统主要实现贵港钢铁厂高炉喷煤系统的全过程集散自动在线检测控制, 即完成了对高炉喷吹系统、高炉热风炉系统、高炉上料系统、以及其它辅助工艺子系统的温度、流量、压力等工艺特性参数的实时监测和PID数据动态调节控制, 是一个动态辅助的工业计算机自动逻辑控制大系统。高炉喷煤系统主要以西门子公司自主研发的S7集散过程控制系统构筑系统通讯网络。在高炉现地控制区域采用S7-400系列PLC作为下位机控制系统, 输入输出I/0模板全选用400型信号输入输出模板, 共设计5套;数据量输入输出DI/DO模板选用电压等级为120/230VAC系列模板。高炉现地控制区域的上位机监控系统选用西门子公司的100M工业以太光纤环网作为数据通信网络, 数据通讯协议按照TCP/IP进行配置, 通讯管理交换机选用西门子公司的100M-OSM, 并配置1613西门子网卡, 并按照子系统要求设置9套操作站 (其中一套供系统工艺流程各特性参数计量所用) 。
4.2 系统软件配置
贵港钢铁厂高炉喷煤集散自动化过程控制系统其上位监控组态软件选用WinCC V6.0组态仿真软件, 控制系统工艺流程逻辑编程选用STEP7 V5.3软件, 控制中心上位机工作站操作系统选用Win2000系统。整个高炉喷煤系统的电源系统为380VAC经隔离变压器转换, 内部稳压电源按照220VAC进行设计, 并为监控系统配置不间断供电UPS电源 (能够在30min正常供电) , 系统中24VDC电源选用西门子公司的SITOP整流电源, 以保证整个高炉喷煤系统运行供电可靠性。贵港钢铁厂高炉集成控制系统首先需要解决各控制子系统间数据信息的集成问题。为此在整个系统控制逻辑设计时, PLC逻辑分散控制过程程序设计全部采用模块化设计, 这样喷煤系统中的4个喷吹系统可以相互协调运行完成自动装料、喷吹和喷吹罐自动稳压等功能, 且各自过程控制逻辑程序均是相互独立的控制模块, 也就是说这些PLC单元模块可以根据系统实际运行需求, 协调或独立完成相应过程控制功能。比如, 当整个喷煤系统中一个喷吹系统由于设备故障或其它原因造成其不能进行自动喷吹工艺时, 运行管理人员可以关掉该喷吹系统的自动控制程序, 将其从自动喷吹程序中切除出来独立手动运行, 而其它没有故障的喷吹系统依然可以在系统自动稳压程序下照常稳定运行, 从而提高了系统运行可靠性。在系统通信系统设计时, 通过数据通讯规约软件实现不同独立子系统间数据信息资源的实时共享和互操作, 即将各高炉现场独立控制系统中特征参变量数据信息, 按照高炉喷煤系统控制工艺流程需要, 动态采集到高炉喷煤控制中心上位机数据处理单元中, 结合相应仿真软件, 实现对整个系统的实时组态仿真, 同时将现场独立控制子系统的控制数据信息实时存储在中心上位机对应的数据库中, 便于其它服务单元进行数据信息实时调取共享和动态分析, 充分发挥出数据信息中的重要价值, 为钢铁厂高炉喷煤系统综合自动化调控管理提供重要决策数据信息, 优化和平衡系统能源的供给, 获得最优控制策略, 保证整个系统安全可靠、节能经济的高效运行。
5 结语
贵港钢铁厂高炉计算机自动化过程控制系统选用具有DCS和PLC控制功能的先进的西门子PCS S7集散自动化过程控制系统, 并严格按照高炉喷煤系统工艺技术规范要求对系统硬件配置和软件设置进行系统完善的设计, 实现了对贵港钢铁厂高炉喷煤系统生产全过程的自动化控制管理。
摘要：提高喷煤水平是钢铁企业降低焦比和生产成本的重要技术措施。贵港钢铁厂高炉喷煤系统自动控制水平低是其发展的主要瓶颈, 需要结合先进的高炉喷煤技术提高高炉喷煤系统综合自动化水平。在归纳总结了高炉喷煤技术发展趋势后, 分析了高炉喷煤自动控制工艺流程。最后详细介绍了贵港钢铁厂所选用的基于具有DCS和PLC过程控制功能的S7-400系列PLC高炉喷煤集散控制系统的硬件配置和软件设置。
关键词：高炉喷煤,S7-400系列PLC,集散过程控制
参考文献
[1] 梁福臣, 孙沼光.模糊控制理论在高炉喷煤控制中的应用[J].钢铁, 2005 (l) :131～132.
[2] 汤清华, 马树涵.高炉喷吹知识问答 (第1版) [M].北京:冶金工业出版社, 1997.
[3] 刘应书.高炉富氧喷煤关键技术研究开发[M].北京:北京科技大学, 2005.
[4] 王炜, 陈畏林, 徐智慧, 等.炼铁工序提高煤比降焦节能探讨[J].冶金能源, 2006, 25 (2) :15～17.
基于plc的洗车机范文第6篇
1 设计思想
顾桥矿主井采用双箕斗提升, 箕斗设计满载值32t, 实际最大提升量不得超过40t, 箕斗的超载范围即不能大于8t。当井筒中主箕斗C1与副箕斗C2运行到交错点时, 由于此时提升箕斗的钢丝绳的静张力最小, 系统根据电流计算得出来两箕斗的差重值, 通过比较本钩与上一钩的差重值, 如果得出差重的绝对值大于8t, 则说明上一钩箕斗中有超出8t煤没有卸尽, 箕斗到停车位时系统将不给到位信号, 装载系统中的皮带机和给煤机将停止运行, 定量斗停止向箕斗中装煤, 并向司机发出警报。
2 硬件组成
根据设计对电控系统的安全、功能、工艺上的需求, 本系统硬件主要采用SI-EMENS工控相关器件, 具体如下:STEP7编程器一台;主控PLC-400一台;装载站PLC-300一台;WINCC人机画面上位机一台。
STEP7编程器将编好的程序通过MPI网下载到主控PLC-400中, 通过调试运行装载站PLC通过DP网络将其所监视传感器、继电器状态传输给主控PLC, 并由人机界面发出指令, PLC通过执行元件控制设备。系统结构如图1所示。
3 系统软件设计
系统的软件设计基本按梯形图逻辑 (LAD) 编辑语言编制。
在Network 1中, 在主提升机司机操作台上取一按钮, 作为“功能投入”钮。当全自动提煤时, 将功能钮投入。利用M500.0作为此功能的自保点, 作为当Network5中的故障点426.5输出时复位用。利用M500.0作为此功能的自保点, 作为当Network5中的故障点426.5输出时复位用。见图2。
在Network 2中, 当主箕斗C1或副箕斗C2在装载位时, 将储存在“MD1118”差重值复制到地址MD630中, 可把MD630和MD1118分别理解为上一钩和本钩提煤时两箕斗的差重值。
在Network 3中, 假设C2在上勾中有煤未卸尽, 现在C1中被装入32t煤, C2由卸载站向装载站运行, 当系统检测出MD1118与MD630的值不相等时, 将它们进行减法运算。此时, 运算输出值存在MD634中的值为负值。
在Network 4中, 我们把MD634里的值取绝对值, 目的是与Netork5中的自定义常量IN2进行比较。见图3。
在Network 5中的IN2为超载范围, 此值用户可以根据现场需要自行设定。顾桥矿主井箕斗设计满载值32t, 实际最大提升量不得超过40t, 超载范围不得大于8t。现将IN2定为8, 当MD634的值大于8时, 复位线圈M426.5接通, 通过MPI网将故障点传到WINCC中, WINCC界面显示故障信号。
同时在Network 6中的常开点M426.5断电, 当PLC可编程控制器中的FM458模块计算出副箕斗C2的实际位置在装载到位上限与下限之间时, 即C2到停车位时系统将不给到位信号, 定量斗停止向C2中装煤.提升机解除自动提煤运行。
4 上位机界面
上位机通过WINCC监控系统对系统可进行绞车运行状态显示、故障监视报警, 并且对于所需记录的运行状态及报警都可以进行记录。当功能投入确认后, 如未出现“煤未卸尽”故障, 故障指示灯将一直显示为绿色, 反之, 将显示红色, 如图4。
5 结语
主井提升机卸煤不净, 造成箕斗在装载位置二次装煤, 是很多煤矿生产中经常遇见的情况, 采用PLC技术对顾桥矿主井提升机箕斗“煤未卸尽”问题进行保护设计后, 系统运行的稳定性和安全性得到大大的提高, 减少了运行故障和停工工时, 节省了人力和物力, 提高了运煤能力, 安全和经济效益得到显现。
摘要：本文详细介绍了顾桥矿主井在自动提煤过程中箕斗出现“煤未卸尽”现象的原因以及由此产生的后果。阐述了针对此问题而设计的编程思想, 硬件组成以及软件设计。此设计的投入, 使矿井主提升机得以有效安全的运行, 具有较大的实用和推广价值。
关键词：PLC可编程控制器,煤未卸尽,主井提升机
参考文献
[1] 高素芹.主井提升机非正常情况下卸煤不净的技术改造[J].中国矿业, 2009 (9) .
[2] 边军, 张登岭.主井提升系统可靠性技术改造[J].矿山机械, 2007 (3) .
[3] 莫其华.PLC与上位软件组成的自动配煤系统设计[J].电气应用, 2007 (6) .
[4] 沈惠霞, 朱真才, 翟亚军, 等.主井提升系统增大提升能力的技改方案探讨[J].矿山机械, 2005 (3) .