PLC在电气自动化中应用

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孙艳萍

唐山三友氯碱有限责任公司,063000

摘要

PLC可编程控制器是以微处理器为基础,综合了计算机技术,自控话及控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单,编程方便,可靠性高等优点。据统计,可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。


关键词

PLC;控制对象;链接安装;短路

正文

1绪论

PLC是现今常用的控制设备,几乎可以完成工业控制领域的所有任务。其实,现在的PLC对模拟量也有很强的处理能力。在大多数工业控制系统中,PLC已取代工控机(IPC)作为主控器来完对成复杂的工业自动控制任务。

PLC是采用“顺序扫描、不断循环”的方式进行工作的。即PLC运行时,CPU根据用户按控制要求编制好并存于存储器中的程序,按指令序号(或地址号)作周期性循环扫描。如果无跳转指令,则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序,直到程序结束,然后重新返回第一条指令,开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中,还要完成对输入信号的采样和输出状态的刷新等工作。

2  PLC的应用领域和特点

2.1

目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况主要分为如下几类:

1开关量逻辑控制

取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,即可用于单台设别的控制,也可用于多机群控机自动化流水线。如印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。

2工业过程控制

在工业生产过程当中,存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量(即模拟量),PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用的较多的一种调节方法。过程控制在治金、化工、热处理、锅炉控制等场合在非常广泛的应用。

3运动控制

PLC可以用于圆周于东或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块,如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块,应用于各种机械、车床、机械人、电梯等场合。

4数据处理

PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑预算)、数据传输、数据转换、排序、查表、位操作等功能。数据处理一般用于如造纸、治金、视频、视频工业中的一些大型控制系统。

5通讯及联网

PLC通讯含PLC间的通讯及PLC与其它只能设备间的通讯。随着工业自动化网络的发展,现在的PLC都具有通讯接口,通讯非常方便。

2.2  PLC的应用特点

1可靠性,抗干扰能力强

2配套齐全,功能完善,适应性强

3易学易用,深受工程技术人员欢迎

4系统的设计,工作量小,维护方便,容易改造

3 PLC的控制对象  

3.1 PLC变频器对多电机的控制对象

1通过输出开关量,即输出控制通断信号,比如同坐控制小继电器通断来控制交流接触器的电否,从而控制接触器连接的主电路通断。

2通过输出模拟信号,比如0-20mA、4-20mA、0-5V、0-10V等,把这些信号送到现场的仪器仪表进行控制。

3同坐输入数字信号,同坐通讯线路与仪表电气连接进行控制,比如把变频器同坐RS485通讯接口相连,再进行通讯参数设置就能通过PLC直接控制变频器,从而控制现场电机。

4现场许多接触器的吸合与否通过辅助触点的通断,把这个通断信号送入PLC,那么这个通断信号就能被PLC利用通过编程运行程序来输出开关量来控制其他设备。这个信号也可以被PLC接收并传给与之通讯连接的电脑,用来监控这个接触器控制的设备运行与否。现场许多传感器测得的信号也类似的被传送给PLC,这些信号先被转换成数字信号送给A/D转换,再由CPU处理,通过一定的程序(可人为编制)换算,在输出某个阀门的通断信号或模拟控制信号等。数字信号,则直接输入PLC处理后输出,如果要输出模拟信号则要先由PLC固定模块进行D/A转换后再输出。PLC它的核心CPU处理的数字信号(二进制),我们可以把它看成是成千上万电子版小继电器(包括时间继电器、电流继电器等)的高集成体,。

3.2 PLC的链接安装

1 动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线,隔离变压器于PLC和I/O之间应采用双绞线连接。将PLC的IO线和大功率线分开走线,如必须在同一线槽内,分开捆扎交流线、直流线,若条件允许,分槽走线最好,这不仅能使其有尽可能的大空间距离,并能将干扰降到最低限度。

2 PLC应远离干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备,不能与高压电器安装在同一个开关柜内。在柜内PLC应远离动力线(二者之间距离应大于200mm)。与PLC装在同一个柜子内的电感性负载,如功率较大的继电器、接触器的线圈,应并联RC消弧电路。

3 PLC的输入与输出最好分开走线,开关量与模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线,屏蔽层应一端或两端接地,接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10.

4 交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆,输出线应尽量远离高压线和动力线,避免并行。

5 I/O端的接线输入接线

<1>输入接线一般不要太长。但如果环境干扰较小,电压降不大时,输入接线可适当长些。

<2> 输入/输出线不能用同一个电缆,输入/输入出线要分开

<3>尽可能采用常开触点形式连接到输入端,使编制的梯形图与继电器原理图一致,便于阅读。

<4>输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中,可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。

<5>由于PLC的输出原件被封装在印制电路板上,并且连接至端子板,若将连接输出元件的负载短路,将烧毁印制电路板。

<6>再用继电器输出时,所承受的电感性负载的大小,会影响到继电器的使用寿命,因此,使用电感性负载时应合理选择,或加隔离继电器。

<7> PLC输出负载可能产生干扰,因此要采取措施加以控制,如直流输出的续流管保护,交流输出的阻容吸收电路,晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻

PLC技术以处理器为基础建立在数字运算知识向实现自动控制,具有通用性可靠性高的优良特点,对电气自动化的发展有很好的较强的推动作用,PLC技术在电气自动化控制系统中提升了系统的运作效率,提升其灵活性及智能化水平,大大的简化了系统维护程序,降低系统基本成本。可以预测PLC技术在电气化自动控制系统中的应用将越来越广泛,发挥越来越重要的作用。在这段时间的学习和实践中,掌握了PLC变频器控制的使用方法及特点、使用环境、安装调试,在工作中出现的问题怎样解决,为以后工作打下了基础,同时也感谢公司为我实验创造了条件,在工作中得到了锻炼,以后能更好的为公司服务,创造出更好的经济效益。

 


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