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控制系統可以根據生產的需要將液位分為多段來設定,并分段顯示,當液位為低*自動啟動料泵加液,液位到達設定值時發出聲光報警,并停泵;操作人員可通過確認按鈕解除音響報警信號,閃爍燈光轉平光;系統具有手動/自動兩種控制方式,并設有試驗功能。
2.PLC選型
目前在國內市場上有從美國、德國、日本等國引進的多種系列PLC,國內也有許多廠家組裝、開發數十種PLC,故PLC系列標準不一,功能參差不齊,價格懸殊。在此情況下,PLC的選擇應著重考慮PLC的性能價格比,選擇可靠性高,功能相當,負載能力合適,經濟實惠的PLC。本文介紹以四段液位控制對象為例,據對多種因素的分析比較及監控系統輸入、輸出點數的要求,選用日本立石(OMRON)公司C20P型PLC。
3.系統硬件配置
為實現液位的手動/自動控制,需要輸入口12點,輸出口8點,選用C20P 20點I/O單元的PLC,輸入光電隔離,輸出繼電器隔離,負載能力強;液位檢測采用干簧管傳感器,手動/自動轉換、運行/試驗轉換和液位設定采用雙位旋鈕,手動啟泵、停泵和確認、試驗采用常開按鈕;輸出選用電子音響報警器和24V直流指示燈、繼電器。參見圖一系統硬件配置圖。
在生產機械的自動控制領域,PLC順序控制系統的應用量大面廣。然而,工藝不同的生產機械要求設計不同的控制系統梯形圖。目前,不少電氣設計人員仍然采用經驗設計法來設計PLC順序控制系統,不僅設計效率低,容易出差錯,而且設計階段難以發現錯誤,需要多次調試、修改才符合設計要。本文提出的4種簡易設計方法,能快速地一次設計成功PLC順序控制系統。
順序控制系統的特點及設計思路
高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現代大規模集成電路技術,采用嚴格的生產工藝制造,內部電路采取了*的抗干擾技術,具有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均*時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均*工作時間則更長。從PLC的機外電路來說,使用PLC構成控制系統,和同等規模的繼電接觸器系統相比,電氣接線及開關接點已減少到數百甚至數千分之一,故障也就大大降低。此外,PLC帶有硬件故障自我檢測功能,出現故障時可及時發出警報信息。在應用軟件中,應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序,使系統中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣,整個系統具有*的可靠性也就不奇怪了。
2.2配套齊全,功能完善,適用性強
按圖7接好線。注意COM1、COM2相連接,因為采用相同額定電壓的指示燈。輸入接啟動開關和停止開關。
2.3 程序設計
圖8中,PLC運行時,程序9~19步中,M11導通,由于程序步50~120中,M11動合觸點閉合,分別控制了Y0~Y7的導通,因而彩燈ABCDEFGH同時點亮,因T0延時1秒鐘,故ABCDEFGH同時點亮1秒鐘。1秒鐘時間到,程序第40步,T0動合觸點閉合,移位指令執行,實現輪流點亮,即 ABCDEFGH輪流點亮,因為1秒鐘T0閉合一次,故ABCDEFGH輪流點亮的時間間隔為1秒。程序步20~29中,當M20通時,將M101置位,由 M101動合觸點與MI2~M19動合觸點配合,分別輪流點亮H~A,即H、G、F、E、D、C、B、A每隔1秒輪流點亮。程序步30~39中,當M20通時,將M101復位,M101動斷觸點與MI2~M19動合觸點配合,分別串聯點亮A~H,即A、B、C、D、E、F、G、H每隔1秒輪流點亮。任何時候將停止開關K2合上,在第114步,區間復位指令使M12~M19全部復位,所有燈均不亮。
2.4 運行并調試程序
(1)將梯形圖程序輸入到計算機,檢查電源正確無誤。
(2)對程序進行調試運行。
a.接通PLC電源后,將PLC置RUN狀態,將K1閉合,觀察A、B、C、D、E、F、G、H的亮顯情況。
b.將K2閉合,觀察A、B、C、D、E、F、G、H的亮顯情況。
(3)調試運行記錄。
三、實訓報告要求與考核標準
1、實訓報告要求
(1)整理實訓操作結果,按標準寫出實訓報告。
(2)請用步進指令完成本次實訓。
摘要:本文主要介紹可編程序控制器(PLC)在氨合成催化劑生產過程破碎工序中的控制應用。
關鍵詞:PLC;催化劑;應用
中圖分類號:TP2 文獻標識碼:A 文章編號:1007—6921(2007)04—0085—02
氨合成催化劑是化肥生產工業中*的一種重要催化劑,其生產過程中有一道破碎工序,生產工藝過程如圖1所示。物料從料斗中經過送料機送到顎式破碎機進口,經破碎機破碎后從出口到斗式提升機,經提升機提升到篩分機械進行篩分,并進入下一道工序。
1 系統控制要求
1.1 自動程序工作狀態
在自動程序工作狀態下(選擇開關X3打在自動程序檔),初始狀態時送料機、破碎機、提升機和篩分機都處于關閉狀態,當按下啟動按鈕X0時,為了避免破碎機腔內物料堆積而造成破碎機無法啟動和提升機內物料堵塞而使提升機無法工作,故要求逆物料傳送方向按一定的時間間隔順序啟動各設備,其啟動順序為:篩分機———提升機———破碎機———送料機,相鄰二者時間間隔都為5s。當按下停止按鈕X1時,為了使篩分機、提升機和破碎機內不留剩余物料,要求順物料傳送方向按一定的時間間隔順序停止各設備,其停止順序為:送料機———破碎機———提升機———篩分機,相鄰二者時間間隔都為10s。
1.2 手動程序工作狀態
在手動程序工作狀態下(選擇開關X3打在手動程序檔),每個設備都是相對獨立的,都可以單獨啟動和停止。該工作狀態一般不用,僅用于檢修某一設備時使用。
1.3 故障停車狀態
在該系統設計中,四臺設備的電機都裝有JR16B-20/3型熱繼電器,當電機因過載等原因而引起熱繼電器動作時,通過與PLC相連的常閉觸點動作而使該電機停止工作,從而保護了電機,提高了整個系統運行的安全性和可靠性。另外,利用熱繼電器的95、98一對常開觸點動作,依次停止其他機器,具體為:當篩分機發生故障停車時,應同時使送料機、破碎機和提升機停止工作;當提升機發生故障停車時,應同時使送料機和破碎機停止工作,過10s停止篩分機;當破碎機發生故障停車時,應同時使送料機停止工作,過10s停止提升機;再過10s停止篩分機;當送料機發生故障停車時,過10s停止破碎機;再過10s停止提升機;后過10s停止篩分機。當發生故障停車后,應斷開開關K1,切斷PLC電源,檢查過載電機,并將熱繼電器復位,再合上開關K1,按下啟動按鈕X0,使系統正常工作。
1985年,電工委員會(IEC)對PLC作出如下定義:
可編程控制器PLC是一種數字運算操作的電子系統,專為在工業環境應用而設計;它采用一類可編程的存儲器,用于其內部存儲程序,執行邏緝運算、順序控制、定時、計數與算術運算等操作指令,并通過數字、模擬式的輸入、輸出,控制各種類型的機械或生產過程;可編程控制器及其有關外圍設備的設計,都要按照“易于與工業控制系統聯成一個整體、易于擴充功能的原則”進行。
由該定義可知:PLC是一種由“事先存貯的程序”來確定控制功能的工控類計算機。
20世紀60年代,汽車生產線的自控系統基本上由繼電器控制裝置構成。當時汽車的每一次改型都直接導致繼電器控制裝置的重新設計和安裝。隨著生產的發展,汽車型號更新的周期變短,因而繼電器控制裝置就需要經常地重新設計和安裝,這不僅費時、費工、費料,甚至阻礙了更新周期的縮短。為了改變這一現狀,美國通用汽車公司在1969年公開招標,希望用新的控制裝置來取代繼電器控制裝置,并提出了以下10項招標指標:
①編程方便,現場可修改程序;
②維修方便,采用模塊化結構;
③可靠性高于繼電器控制裝置;
④體積小于繼電器控制裝置;
⑤數據可直接送入起管理作用的(上位)計算機;
⑹成本可與繼電器控制裝置竟爭;
⑺輸入可以是交流115V(注:我們中國是AC220V);
⑻輸出為(交流115V,2A以上),能直接驅動電磁閥、接觸器等;
⑼在擴展時,原系統只需要進行很小的變更;
⑽用戶程序存儲器容量至少能擴展到4KB。
1969年,美國數字設備公司(DEC)研制出*臺PLC,并在美國通用汽車自動裝配線上試用,獲得了成功。這種新型的工控裝置,以其體積小、可變性好、可靠性高、使用壽命長、簡單易懂、操作維護方便等一系列優點,很快就在美國的許多行業里得到推廣應用。到1971年,已經成功地應用于食品、飲料、冶金、造紙等行業。
這一新型的工控裝置的出現,受到世界上許多國家的高度重視。1971年,日本從美國引進了這項新技術,很快研制出了他們的第1臺PLC。1973年,西歐國家也研制出他們的第1臺PLC。我國從1974年始研制,到1977年開始應用于工控領域。
早期的PLC,一般稱為“可編程邏輯控制器”(Programmable Logic Controller)。這時的PLC基本上是(硬)繼電器控制裝置的替代物,主要用于實現原先由繼電器完成的順序控制、定時、計數等功能。它在硬件上以“準計算機”的形式出現,在I/O接口電路上做了改進以適應工控現場要求。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規模集成電路,并采用磁芯存儲器。另外,還采取了一些措施,以提高抗*力。在軟件編程上,采用類似于電氣工程師所熟悉的繼電器控制線路的方式——梯形圖(Ladder)語言。因此,早期的PLC的性能要優于繼電器控制裝置,其優點是簡單易懂、便于安裝、體積小、能耗低、有故障顯示、能重復使用等。其中PLC*