基于PLC的自动化控制系统的配置与组态研究.pdf

L 0 W c A R B o N Wo R L D 2 0 1 6 ， i 0 综合论述 基于P L C的自动化控制系统的配置与组态研究 黄荣坤 安徽东风 机电 科技股份有限 公司， 安 徽合肥2 3 1 2 0 2 【 摘要】 随着科技的快速发展， 我国的自动化控制水平也在逐步提高， 多种控制技术也层出不穷。 P L C自 动化控制系统不仅提高了机械维修和 养护的效率 ， 同时也减 少了人 员、 资源和 资金的浪 费。可编程 的控制系统应用 了 P L C技术 之后， 具有适应性强 、 可靠性高和功能完善的特性。为 此 ， 本文就 P L C自动化控制 系统 的配置及组态进行 了研究。 【 关键词 】 P L C ； 自 动化控制系统； 配置 【 中图分类号】 T P 2 7 3 【 文献标识码】 A 【 文章编号】 2 0 9 5 2 0 6 6 2 0 1 6 2 9 0 2 4 3 0 2 引 言 自动化 是人 类在 科 学发展 领域 中着重追 求的一项技 术 ． 随着社会 的进 步， 人们对 自动化控制 系统 的研 究越 来越 深入 ． 并且要 求也越 来越 高。 自动化控 制 系统可以划分为执行端和 控 制端 ， 两者都 由 系统 中的计算机 来 实现 ， 其 中， 控制 端和外 界 端 口共同来控制 系统，执行 端通过光通信的互动连接得 以 实现 。 1 P L C的原理 1 ． 1 P L C的组成部分 P L C是 可 编 程 控 制 的 简称 ．控 制 技 术和 继 电 器技 术 的 结 合 产生 了P L C。 其属于一种微型的处理 器． 用来对编程进行控 制 的仪 器， 是工厂控 制的终端 系统。 P L C在 自动控制 系统 中的 运 用相 当予大脑对人产 生的作 用一样 。负责 引领其他部分严 格 按 照 编 程 好 的 程 序 开 展 工作 ， 图 1为 可 编 程 的 组 成 示 意 图 。 P L C和计算机的组成部分极其相似 。主要 由处理 器、存储 设 备 、 电源和接 口组成 。但 P L C的程序比计算机的要 简单很 多． 然 而其 同样也 可以在 复杂的环境 中运行 工作 。P L C系统 中的 编 程软件 不仅 可以 用来调试 设备 还能编 写程 序 ．随 时 了解 P L C的参数 ， 对 当前状 态进行评估l l l 。 近几年来 ， 编程软件成为 社会广 泛关注的热点， P L C为人们提供 了平 台． 只需要 将计算 机和 P L C连接起来 ， 就 能共 享编程成果和 实现 系统仿 真。 输 囤 _ 入 鍪 慧 圈 光 ． 觉 回 r 1 1 ． ．． ．． ．． ．．． ．．_ _ j 图 1可编程的组成示意 图 1 ． 2 P L C的工作流程 P L C 的 整 个 工 作 流 程 见 图 2 是 在 C P U 的 监控 下 完 成 的 ．一旦 出现任何 问题 ， P L C就会发现并且发 出相应 的警 示， 只有保证供 电的情况 下， 才能可循环的 完成 系统 内部 的业务 。 P L C的 工 作 流 程 如 下 ’ 1 在 P L C初始化阶段 ， 需要对所有 内部继 电器和定时器 进行 清零操作 和复住 处理 ， P L C本 身就具备 自我诊 断功 能， 会 利 用 自我诊 断程序定期 的对电源和 电路 等查看是 否存在语法 错 误 问题 2 在 P LC扫 面 阶 段 ． 主 要 通 过 检 查 P L C和 其 他 设 备 的 设 备 信 息 和 连 接 状 态来 保 证 设 备 间顺 利 的进 行 每 个设 备 间信 息传 递 ，在所有设备 间的连接状 态和信 息都检 查 完毕 以后 ， P L C会 自动 以扫描的方式开始执行程序 中的语 句命令 。并且 保 存 执 行 结 果 3 在信 息的输 出、 输入 方面 ， P L C会将 程序执行 的 最终 结果传送到相应的映像 区和外部 的被控设备 。 在上述过程 中， P L C需要 不 间 断 的扫 描 ， 直 到机 器进 入 停 止 休 眠 状 态【2 】 。 ．坭饼 水 图 2 P L C 自动 化 控 制 系 统在 水 处 理 厂 污水 处 理 工 艺流 程 图 2 P L C自动化控制系统的组态研究 2 ． 1 基本 内容 P L C 自动化控制 系统 的模拟过程是 组态．主要用来修改 P L C 自动控制 系统的方案 ． 在技术人 员对 P L C进行 安装后 ． 需 要 根 据 用 户发 出 的 信 息 需 求 对 配 置 完 整 的 系统 进 行 重 新 配 置 ， 修 改其模块参数 。在 P L C 自动化控制 系统 中， 机 架主要分 为扩展机架和主机 架的组 态。 在组态过程 中． 主机 架的配置要 严 格 按 照 它 的 分 布进 行 处 理 。 不 能 随 意 的 更 改 信 息 扩 展 机 架 需按 网络 的组 态配置进行 ， 接 17 模 块、 电源 、 中央 处理器的安 装位置都要 符合标准 ， 确定扩展机 架位 置以后 。 需要增加模块 进行安装删 。P L C控制 系统如 图 3 图 3 PL C控制 系统 口 啪 N o 舌 H ． 慨 ≥ Z 0 I t0 一 № 篁 H MI 协 U ≥ I t 0 协 I． d 1 懈 帮 出 2 43 综合i仑 述 L o W C A R B 0 NW o R L D 2 0 1 6 ／ 1 0 2 ． 2 参数分析 组态的匹配、机 架的安排号和模块名称都和模块组 态的 参数息息相关，在组 态分析 中最重要的就是对模块组 态的分 析 ， 需要不断地对参数进行测量。 其 中的每项参数都要进行模 拟 实验 ． 反 复 的 测 定 确保 其 准 确 性 。可 以通 过 以 前 测 量得 出的 数据结果来标定最终的参数 ， 最后 对这些数 据进行 分析修 改。 偏移数值、 信号类型和过滤时间都是通过输 出端 口传 输、 模拟 信 号 的 输 入 和 标 定 的 。 为 了 能通 过 一 定的 比例 使 模 块 实现 其 器件上 、 下的衔接转换 ， 需要设 定相应 的过度 时间来保证 处理 器 以扫 描 的 方 式 获 取相 应 的输 出 、 输 入 值 ， 并且 求得 平 均 数 。 3 P L C的自动化控制系统的配置 3 ． 1 P L C系统的配置原则 从 粗 到 细 、从 整 体 到 局 部是 P L C 自动 控 制 系统 所 遵循 的 基 本原 则． 在 完成 某一配置操作之后 ． 需要 不断重复操作 并及 时更新配置信息 ．不断完善 系统的配置 在进行产品的选择 时 ， 不仅要 选择 合适的机型 ， 还要具备 可继承、 有发展 潜力的 产 品 1 运作方面还要保证 系统 的可靠性 ， 对相关的设置信息 进 行备 份 ， P L C 是 自动 化 控 制 系统 中 最核 心 的部 分 、 在 其 设 计 过程 中， 不要仅局限于本 身， 应从 整体 出发 ， 遵循 完整性原则。 2 P L C自动化控 制 系统在我们 的生活应 用的范 围很广 泛 。 市场对 自动化控制 系统 的需求很 大， 有 良好 的发 展 空间， 带来的经济效益也可观 在设计过程 中需要不断的对 实物进 行 测 试检 验 ． 保 证 不 存 在 疏 忽 的 地 方和 错 误 。 最 大限 度 的 减 少 运行成本和研发成本 ，提 高生产 的效率 ，减 少技术人 员的数 量 ． 使其更全面的投入 到实际生活[4 1 中。 3 P L C 自动化控制 系统 的应 用已经有很 多年 的时间 ， 不 断的创新和改善 ， 积 累了很 多经验 ， 通过对 以前使 用情 况的反 馈 来改 进 实验 ， 吸 取 更 好 的 设 计 想 法 ， 使 自动 化 控 制 系统 的 配 置在 同一属性产品的应用更为全面 ，也 节省 了产品的开发 周 期 ， 人 力、 物力和财力的投入 。遵循 和继承可持 续发展 原则对 自动化控制 系统也有 更好 的完善 ，进一 步优化 了它的技 术水 平 ， 在发展 空间上也有 了很 大的优 势。 3 ． 2 P L C系统的配置方法 根 据 P L C 已经 有 的 公 式 ． 当 自动 化 控 制 系统 的 输 出点 和 输 入 点 配置 完成后 ． 先 对 P L C 自动 化控 制 系统 的 输 出点 和 输 入 点进行计算 ， 然后设计并且分析模块 ， 确保 电压信号的稳 定 性 ， 分 清交流电和直流 电。 因为电压对输入 工作 的影 响很 大， 在 配 置 开始 之 前 就 得 了解 是 否 具 备 严 谨 的 间 隔 条 件 ．还要 根 据 实际情况应用相关的手段 对 电压采取隔 离措施 进 行输 出 点计算时。首先要确定好继 电器和半导体的输 出模式才能确 定 其 输 出模 式 和 输 出 点 的 输 出模 式 相 关联 的 是 半 导 体 式 、 继 电 器 式还 是 回路 式 等模 块 3 _ 3 公用 P L C的 自动化控制系统配置 1 公 用 P L C的应用也 占自动化控制 系统 中的一部 分， 但 公 用 P L C的 自动 化控 制 系统对 控 制 设 备 的 需 求 量较 大 ．安 装 范围也 比较广泛 ， 所需的成本相对来说也会有所上升。为了确 保 系统的稳定性和资金的节省 ， 公用 P L C 自动化控制系统 见 图 4 可 以 配置 两个 操 作 平 台 和 两 个远 程 终 端 柜 ． 远 程 终 端 柜 一 个可以安 装在切割站 ． 进行设备的控 制处理 另一个 可以直 接 安 装 在 液 压站 ． 进 行相 关设 备 的 检 测 问题 处理 2 在公用 P L C的 自动化控制 系统 中， 输 出输入柜可 以采 用 C o n t r o l Ne t 模 式 和 变 频 设 备 进 行 通 讯 ．减 少 了 对设 备 的 使 图 4 公用 p ／ c自动化控制 系统示意图 用 、 优 化 了线路设计 ， 节省 了资金 ， 对 维修 人 员进行检 查也提 供 了很 大的方便 。通过 P L C技 术的有效控制 ，优 化了变频设 备 的 连 接 线路 ． 降 低 了变 频设 备 发 生故 障 的 可 能性 4 结 语 P L C的 自动化控制 系统可 以替代部分继 电系统 ．确保提 高系统的稳定性 和 系统的灵活性 ．并且 具备联 网、调 节的功 能 。随 着 P L C技 自动化控制 系统的发展 ，其使用领域更为宽 广， 功能也越发全 面． 并且发挥越来越大的作 用。 参考文献 [ 1 ] 贾坤鹏 ， 郑 鹏． O P T O控 制 系统 RS 2 3 2通信的实现} J ] ． 黑龙 江科技信 息 ． 2 0 1 6 2 5 ． [ 2 ] 刘 芬． 化 工生产 中 D C S控制 系统的应用【 J I ． 化工管理 ， 2 0 1 4 0 6 ． [ 3 ] 王德森．DC S控制 系统的介 绍与应 用[ J ] ． 科技创新与应用 ， 2 0 1 4 1 4 ． [ 4 ] 孟志强．控 制 系统的区别与共通『 J ] ． 科技与企业 ， 2 0 1 3 o 4 ． 收稿 日期 2 0 1 6 1 0 3 凸 o z。∞ u 。_ 1 呔 替髻