电气控制原理电路的两种基本设计方法

电气控制原理电路的两种基本设计方法

电气控制原理电路设计的方法主要有分析设计法和逻辑设计法两种。

1、分析设计法

分析设计法是根据生产工艺的要求选择适当的基本控制环节(单元电路)或将比较成熟的电路按其联锁条件组合起来,并经补充和修改,将其综合成满足控制要求的完整线路。当没有现成的典型环节时,可根据控制要求边分析边设计。

分析设计法的优点是设计方法简单,无固定的设计程序,它是在熟练掌握各种电气控制电路的基本环节和具备一定的阅读分析电气控制电路能力的基础进行的,容易为初学者所掌握,对于具备一定工作经验的电气技术人员来说,能较快地完成设计任务,因此在电气设计中被普遍采用;其缺点是设计出的方案不一定是最佳方案,当经验不足或考虑不周全时会影响线路工作的可靠性。为此,应反复审核电路工作情况,有条件时还应进行模拟试验,发现问题及时修改,直到电路动作准确无误,满足生产工艺要求为止。

2、逻辑设计法

逻辑设计法是利用逻辑代数来进行电路设计,从生产机械的拖动要求和工艺要求出发,将控制电路中的接触器、继电器线圈的通电与断电,触点的闭合与断开,主令电器的接通与断开看成逻辑变量,根据控制要求将它们之间的关系用逻辑关系式来表达,然后再化简,做出相应的电路图。

电气控制与PLC课程基础知识练习题

电气控制与PLC课程基础知识练习题 一、填空题1.三相异步电动机根据转子绕组的结构型式分为 和电动机。2.三相异步电动机主要由 和

两部分组成。根据的结构不同,分为鼠笼式和绕线式电动机。3.异步电动机转子旋转方向总是与旋转磁场的方向 。4.旋转磁场的旋转方向与三相电源的一致。要使旋转磁场反转,只要把接到绕组上的任意

对调即可实现。5.一台在工频电源作用下的两极三相异步电动机,其旋转磁场的转速为 r/min,当磁极对数P=2或3时,旋转磁场的转速为 或r/min。6.所谓转差率,就是

与 的比值,其数学表达为 。7.异步电动机的转子转速总是

同步转速。8.一台四级异步电动机,通入工频三相交流电,若转差率S=4%,则电动机的转速为 r/min,同步转速为r/min。9.三相鼠笼式异步电动机稳定运行时,如果负载加重,则电动机转速

,而电磁转矩将 ,直到转矩平衡,电动机将以较 的转速重新稳定运行。如果阻力矩超过最大转矩,则电动机的转速将很快,直到 。10.直流电机由 和

(又称 )两个主要部分组成。11.直流电动机按照主磁极绕组(又称励磁绕组)与电枢绕组连接方式的不同可分为 、 、、。12.若三相笼式异步电动机铭牌上电压为380V/220V,当电源电压为380V,定子绕组应接成形;当电源电压为220V时,定子绕组应接成

形。二、计算题1.三相异步电动机以480r/min的转速旋转,如果旋转磁场的转速为500r/min,电源频率为50Hz,求电动机的磁极对数和转差率。2.鼠笼式异步电动机的额定电压为380V,额定转矩为80N·m,起动转矩为100N·m,最大转矩为140N·m。则:电动机的起动能力为多少?过载能力为多少?若电动机在额定电压下运行,负载转矩短时间内由80N·m增至150N·m,其后果是什么?3.有一台三相异步电动机,额定功率为17kW,额定转速为1460r/min,过载能力为2.4,求该电动机的最大转矩。

4.一台三相两级异步电动机,额定功率为7.5kW,额定转速为2890r/min,频率为50Hz,最大转矩为50.96N·m,求该电动机的过载能力。

三、分析题

1.为什么鼠笼式异步电动机应用得比其它电动机更普遍?

2.试说明异步电动机转差率的含义?

3.为了检查三相电动机是否过载,常用电流表测量其线电流,观察它是否超过铭牌上的额定电流值。如果被测试的电动机定子绕组是接成三角形的,那么是否要把测得的数据换算成相电流,再与铭牌上的额定电流进行比较,以确定它是否过载?

电气控制与PLC考试试题 2-A(有答案)_0

电气控制与PLC考试试题 2-A(有答案)

电气控制与PLC试卷

考试班级___ 姓名_学号____

题 号

总得分

实得分

阅卷人

一、填空题(30分)

1.可编程控制器是用来执行 、 、 、 等操作和运算的工业控制器。

2.可编程控制器的硬件结构主要由 、 、 、 等几部分组成。

3.可编程控制器的软件结构可分为两大部分,一部分是 ,另一部分是 。

4.在可编程控制器的数据结构中,定时器和计数器的设定值K为 进制数,输入输出的地址编号为 进制数。

5.请写出FX2系列可编程控制器常用的四个基本指令 、 、、

6.在可编程控制器软元件中,输入继电器的符号是 ,内部辅助继电器的符号

是 ,内部定时器的符号是 ,内部计数器的符号是 。

7.可编程控制器常用的几种编程语言有 、 、 。

8.在可编程控制器的状态转移图中,方框表示 ,有向线段上的垂直短线表示 ,线圈表示 。

9.在可编程控制器的梯形图的设计规则中,梯形图应该按照 、 的方式进行编制。

10.FX2系列可编程控制器中,步进开始指令为,步进结束指令为 。

二 、单项选择题(20分)

1.可编程控制器的英文缩写为:( )

A.DEC B.GM C.PLC D.PC

2.FX2系列可编程控制器是下列哪个公司研制开发的系列产品( )

A.西门子 B.欧姆龙 C.三菱 D.华为

3.可编程控制器的存储器中,可进行读写的是()

A.RAM B.ROM C.EPROM D.EPPROM

4.当往可编程控制器中写入编制的程序时,可编程控制器应处于什么状态()

A.运行 B.输入 C.输出 D.停止

5.当对可编程控制器进行硬件接线时,输出地址的公共端应接在()

A.输入端 B.输出端 C.电源正极 D.电源负极

三、分析简答题(30分)

1.PLC控制系统设计的一般步骤有哪些?

2.请将指令表转化为对应的梯形图。

LD X0 ANI M100

OR M100 OUT M101

ANI M101 LD M100

OUT M100 OUT Y0

LD X1 LD M101

OR M101 OUT Y1

3.请将梯形图转化为对应的指令表。

四、综合题(20分)

如图所示,现有一个机械手,其控制要求是把一个工件从A台移至B台,,请你按照PLC控制系统设计的一般要求,完成该控制系统的设计。

电气控制与PLC理论试题

电气控制与PLC理论试题

2000—2001学年 第二学期 试卷 (A)

一、写出下图指令系统。(16分)

1、

2、

二、指出下列电路有何错误?工作时现象如何?应如何改正?(20分)

1、

2、

三、简答题。(24分)

1、试比较交流接触器与中间继电器的相同及不同之处,并说明如果采用PLC控制,还需要中间继电器吗,为什么?

2、在电气控制中,熔断器和热继电器的保护作用有什么不同?为什么?

3、请说明自动开关DZ10-20/330额定电流大小,极数,并说明它有哪些脱扣装置和保护功能?

4、说明FX0N-40MR型号中40、M、R的意义,并说出它的输入输出点数。

四、说出下图继电控制线路的工作过程;若用PLC实现其控制,请设计I/O口,并画出梯形图。(15分)

五、画出三相异步电动机三地控制(即三地均可起动、停止)的电气控制线路。(8分)

六、有一工业用洗衣机,如下图示,其工作顺序是:

a) 按启动按钮后给水阀就开始给水;

b) 当水满到水满传感器时就停止给水;

c) 波轮开始正转5S 然后反转5S 再正转5S ……一共转5分钟;

d) 出水阀开始出水;

e) 出水10S后停止出水,同时声光报警器报警,叫工作人员来取衣服;

f) 按停止按钮声光报警器停止,并结束整个工作过程。

请:(1)设计I/O口;(5分)

电子产品高温老化的应用

电子产品高温老化的应用

河南思达高科技股份有限公司 王德东 李孝忠(HENAN STAR HI-TECH CO.,LTD

郑州工程学院机电系 徐雪萌 (zhengzhou engineering institute)

摘要 介绍了电子产品高温老化的原理以及一间智能温控老化室的应用。

关键词 高温老化;PID控制;绝热;热平衡;热应力

0 引言

随着电子技术的发展,电子产品的集成化程度越来越高,结构越来越细微,工序越来越多,制造工艺越来越复杂,这样在制造过程中会产生潜伏缺陷。对一个好的电子产品,不但要求有较高的性能指标,而且还要有较高的稳定性。电子产品的稳定性取决于设计的合理性、元器件性能以及整机制造工艺等因素。目前,国内外普遍采用高温老化工艺来提高电子产品的稳定性和可靠性,通过高温老化可以使元器件的缺陷、焊接和装配等生产过程中存在的隐患提前暴露,保证出厂的产品能经得起时间的考验。

1 高温老化的机理

电子产品在生产制造时,因设计不合理、原材料或工艺措施方面的原因引起产品的质量问题有两类,第一类是产品的性能参数不达标,生产的产品不符合使用要求;第二类是潜在的缺陷,这类缺陷不能用一般的测试手段发现,而需要在使用过程中逐渐地被暴露,如硅片表面污染、组织不稳定、焊接空洞、芯片和管壳热阻匹配不良等等。一般这种缺陷需要在元器件工作于额定功率和正常工作温度下运行一千个小时左右才能全部被激活(暴露)。显然,对每只元器件测试一千个小时是不现实的,所以需要对其施加热应力和偏压,例如进行高温功率应力试验,来加速这类缺陷的提早暴露。也就是给电子产品施加热的、电的、机械的或多种综合的外部应力,模拟严酷工作环境,消除加工应力和残余溶剂等物质,使潜伏故障提前出现,尽快使产品通过失效浴盆特性初期阶段,进入高可靠的稳定期。电子产品的失效曲线如图1所示。

老化后进行电气参数测量,筛选剔除失效或变值的元器件,尽可能把产品的早期失效消灭在正常使用之前。这种为提高电子产品可靠度和延长产品使用寿命,对稳定性进行必要的考核,以便剔除那些有“早逝”缺陷的潜在“个体”(元器件),确保整机优秀品质和期望寿命的工艺就是高温老化的原理。

2 高温老化室空间结构和绝热措施

2.1 老化室的空间布置

根据电子产品高温老化的要求以及我单位的实际情况,对一间厂房进行了改造装修,其重点放在空间布置和绝热设计上。平面布置如图2所示,房间被分成两部分,外间作为控制室,控制箱悬挂在控制室的墙上。内间作为高温老化室,是由绝热材料形成的密闭空间。顶部采用钢龙骨吊顶,吊顶一角留有活动板以便维修人员进入顶部进行维护,控制室的控制线经过吊顶上部,然后再分布到老化室的各个部分。绝热墙体采用钢龙骨框架,保证有足够的强度和刚度,绝热墙体两面覆防火板,中间填充绝热材料,如岩棉等(25oC时热导率约0.04w·m-1·k-1)。老化室的门双面覆镀铝锌钢板,中间填充绝热材料,门框与门之间采用硅橡胶密封。后墙推拉窗及前墙观察窗采用双层玻璃结构,具有良好的密封和绝热效果,同时便于采光和监视。在老化室墙体四角放置四个风机,以便室内空气循环流动,均匀室内空气的温度。

2.2 老化室热平衡计算

老化室内温度升高所需的热量靠加热器提供,加热器采用不锈钢铠装结构,加热器之间采用铜排连接,固定牢靠,外面用镀锌铁网进行防护。

不考虑热量散失的理想条件下,老化室达到设定老化温度所需的热量:Q=(c1m1+c2m2)×(T1-T0)

c1为老化室内空气的比热容(约1.005kJ·kg-1·K-1,不同温度下略有不同);

c2为被老化的产品的平均比热容(kJ·kg-1·K-1);

m1为老化室内空气的质量(kg);

m2为被老化的产品的质量(kg);

t1为设定的老化温度(℃);

t0为老化室的初始环境温度(℃);

实际情况下,密封和绝热不可能是理想状态,所以,热量损失是不可避免的。根据空气和岩棉在初始温度及最高设定温度下的不同热导率μ(w·m-1·k-1),根据老化室的结构及房间六个面的面积计算整个系统的绝热系数ξ(㎡·k·w-1),然后计算出一定时间内达到最高设定温度整个系统实际所需的热量,这样就可计算出加热器总的理论功率P。最后,根据系统冗余系数η算出加热器总的实际功率Pt。在定制加热器时,要考虑各个加热器的电压等级和接法,是三角形接法,或是星形接法,或者是星形三角形混合接法。加热器外穿不锈钢散热片,便于散热,防止加热器烧红。

3 温度控制系统

此控制系统采用PID控制仪进行温度控制,当通过温度传感器采集的被老化的电子产品的温度偏离所希望的给定值时,PID控制仪根据反馈的偏差进行比例(P)、积分(I)、微分(D)运算,输出一个适当的控制信号给执行机构(加热器),促使测量值恢复到给定值,达到自动控制温度的目的。

3.1 控制数学模型

控制对象是一个具有滞后环节的一阶系统,控制系统采用闭环延时输出的PID调节方式。PID控制技术比较成熟,灵活可靠。

连续调节的PID微分方程为

u=Kp(e+ )+u0

对于微机控制而言,要使离散的控制形式逼近于连续的控制形式,采样周期必须取得足够短,这样,可将描述系统调节规律的微分方程改变为差分方程,便于编程,实现模拟控制的数字化。

PID差分方程为

Un= [en+ ·T+ ( )]+U0

Un为第n次的输出量

U0为初始的输出量

en为传感器第n次的采集所得的偏差量

en-1为传感器第n-1次的采集所得的偏差量

为比例系数

为积分时间

为微分时间

3.2控制器参数的调节

比例运算是指输出控制量与输入量的一阶差商关系。仪表比例系数

设定值越大(比例带δ越小),控制的灵敏度越低,设定值越小,控制的灵敏度越高。增大比例系数有利于减小静差,加速系统的响应,但比例系数过大会使系统产生大的超调,甚至产生震荡,使稳定性变差。积分运算的目的是消除静差。只要偏差存在,积分作用将控制量向使偏差消除的方向移动。积分时间是表示积分作用强度的单位。增大积分时间对减小超调,减小震荡有利,使系统趋向稳定,但系统的静差的消除随之减慢。仪表设定的积分时间越短,积分作用越强。比例作用和积分作用是对控制结果的修正动作,响应较慢。微分作用是为了消除其缺点而补充的。微分作用根据偏差产生的速度对输出量进行修正,使控制过程尽快恢复到原来的控制状态,微分时间是表示微分作用强度的单位,仪表设定的微分时间越长,则以微分作用进行的修正越强,有利于加快系统的响应,减小超调,增加稳定性,但降低了系统对扰动的抑制能力,使系统对干扰过于敏感。在实际的调试过程中几个方面都要兼顾,经过反复调试,使控制器处于最佳状态。

3.2 温度控制系统的结构

温度控制系统主要由PID控制仪(我公司生产的WP-S805型)、可控硅、可控硅触发器、温度传感器、加热器、控制回路等组成,如图3所示。

由温度传感器采集老化室内的温度,然后把它传给控制仪,控制仪把它与内部设定值进行比较运算,根据偏差值输出控制量来调节可控硅导通角的变化的,也就是控制负载电流的变化,从而以闭环的控制形式达到自动控温的目的。另外,本控制仪还设置了温度上限跳闸保护,这样,当PID控制仪失灵时,可以起到双重保护作用。控制仪通过标准的串行通讯接口与远方计算机相连,后台计算机可调用控制仪的现场数据,可进行控制仪内部数据的设定,并可打印实时温度曲线。

4 结束语

经过两年的实际运行,系统的稳定性和动态响应性均满足使用的要求,温度控制精度在正负1度之内。

参考文献

1焦尚仁. 微机控制技术.北京:轻工业出版社,1988年。

2贾德昌.电子材料.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2000年.

3高维堃等.现代电子工艺技术指南.北京.科学技术文献出版社,2001年.

Application of high temperature aging for electronic production

【keyword】high temperature aging; PID control; adiabatic; heat balance;

heat stress

【abstract】the principle of high temperature aging for electronic

production and the application of a high temperature aging room are

stated in this article.

王德东,男,(1970- ),93年毕业于西安理工大学,工程师,一直从事机电产品的研究与开发工作。已获六项省部级科研成果及专利一项。

通信地址:450001 郑州高新技术产业开发区科学大道67号河南思达高科技股份有限公司。

电器控制系统与PLC控制系统的比较

电器控制系统与PLC控制系统的比较

  1. 电器控制系统的组成

通过第一章的学习可知,任何一个电器控制系统,都是由输入部分、输出部分和控制部分组成,如图1所示。

图1 电器控制系统的组成

其中输入部分是由各种输入设备,如按钮、位置开关及传感器等组成;控制部分是按照控制要求设计的,由若干继电器及触点构成的具有一定逻辑功能的控制电路;输出部分是由各种输出设备,如接触器、电磁阀、指示灯等执行元件组成。电器控制系统是根据操作指令及被控对象发出的信号,由控制电路按规定的动作要求决定执行什么动作或动作的顺序,然后驱动输出设备去实现各种操作。由于控制电路是采用硬接线将各种继电器及触点按一定的要求连接而成,所以接线复杂且故障点多,同时不易灵活改变。

  1. PLC控制系统的组成

由PLC构成的控制系统也是由输入、输出和控制三部分组成,如图2所示。

图2 PLC控制系统的组成

用西门子PLC S7-200实现工作小时累计

用西门子PLC S7-200实现工作小时累计

一、前言

工作小时累计是工程机械设备一个必备的功能。一方面它是企业与客户之间履行保修条款的重要的数字证据;另一方面也是用户施工结算的有效工作数据。传统的小时计大都是电磁机械式的,也有用液晶式的。随着科学技术的不断发展,plc(可编程序控制器)在工程机械设备上被广泛应用。三一重工股份有限公司在所有的产品中全部使用了siemens公司的S7-200PLC,使产品的可靠性、控制精度、智能化程度、扩展性都有了很大的提高。S7-200功能强大、资源丰富,用它来实现工作小时累计是可行的,传统的小时计可以省掉。

硬件组成

在现有的S7-200PLC电气系统中,不需要增加任何资源。在外部计时条件满足的情况下,CPU开始计时,同时,计时数据通过PPI电缆传到人机界面显示。

软件设计

计时器。利用系统的特殊寄存器标志位SM0.5作为计时脉冲,接通一次(或断开一次)为1秒,用计数器累计时间,满60向前进位。

时间累计。实时的小时计是前一次的累计时间加本次的工作时间。H=h0+h1。

时间存储。用永久存储的方式存储时间数据到EEPROM存储器。

存储周期。存储周期长,EEPR

OM存储器使用的时间长,但计时精度低;存储周期短,计时精度高,但EEPROM存储器使用的时间短。这是一个矛盾的统一,设计时要根据系统的实际情况确定合适的存储周期,一般设计为3-5分钟。进行一次永久存储的操作,扫描时间会增加15-20ms。

小时计编辑功能。考虑到CPU有可能损坏的原因,更换CPU后小时计的数据会清零,所以,小时计要有编辑的功能才更完善,当更换CPU后,通过界面可以把以前的工作数据输入到系统并永久存储,在这项操作时,为了使编辑的数据能够成功存储到永久存储区,必须在数据编辑完后,让CPU再运行一个大于存储周期的时间。当然,为了使工作数据的严谨性,小时计的编辑一定要密码进入。

存储地址更换。为了小时计的实时性和准确性,存储周期不能设计得太长,一般设计为3-5分钟。EEPROM存储器操作的安全次数为10万次,那么一个EEPROM存储器安全计时时间为100000×3/60=5000小时,一般机器的工作寿命是大于这个时间。解决这个问题的办法是在计时次数超过100000次时,更换存储地址。为了存储地址更换的方便,小时计的寻址方式采用间接寻址。

存储次数存储。为了小时计存储地址更换的需要,存储次数也要与小时计一样进行永久存储,并到100000次后更换地址。

地址更换的次数存储。为了小时计存储地址更换的需要,地址更换的次数也要与小时计一样进行永久存储,由于次数不多,所以,不要更换地址。

程序流程简图

误差分析

小计时产生误差的原因有两方面,一个是计时误差,另一个是存储误差。

计时误差。本小时计的计时器是用系统特殊寄存器标志位SM0.5,它的状态变化周期是500ms,如果程序运行时捕捉不到状态的变化就产生误差。通过长期的监控实验,这个计时误差很小,1小时的误差不到1秒,可以忽略不计。

存储误差。机器在关机时,最后一次存储还没来得及执行,产生存储误差。这个误差是一个负差,计时时间比实际的工作时间表小。每次关机的最大误差是一个存储周期的时间3分钟。

总结

经过500台机器三年时间的现场施工运行,小时计工作稳定可靠,没有出现任何故障。最大的计时时间已达8000小时。

小时计计时范围宽,可达10万小时以上,可满足机器终身的计时要求。

时间数据存在EEPROM上,更可靠、更安全。

小时计数据可以密码进入进行编辑,消除了CPU损坏的后顾之忧。

可以节省一个电磁机械式的小时计,节约了一定的生产成本。

用可编程控制器控制交流异步电动机 实验

用可编程控制器控制交流异步电动机 实验

一、实验目的

1、学习自己设计梯形图。

2、熟练应用GPP软件进行编程,并在ON LINE 状态下运行负载。

3、学习用可编程控制器控制交流异步电动机正反转,并对电动机正反转进行接线。

二、实验器材:

1.个人电脑PC。

2.PLC程控器实验装置。

3.RS—232数据通信线。

4.继电控制装置实验板。

5.异步电动机一台。

6.导线若干。

三、实验内容说明

吊车或某些生产机械的提升机构需要作左右上下两个方向的运动,拖动它们的电动机必须能作正、反两个方向的旋转。由异步电动机的工作原理可知,要使电动机反向旋转,需对调三根电源线中的两根以改变定子电流的相序。因此实现电动机的正、反转需要两个接触器。电机正反转的继电器控制线路实验图如下图所示。

虚线框部分,我们称为主电路,其余部分称为控制电路。从图中主电路可见,若正转接触器KMF主触点闭合,电动机正转,若KMF主触点断开而反转接触器KMR主触点闭合,电动机接通电源的三根线中有两根对调,因而反向旋转。不难看出,若正、反转接触器主触点同时闭合,将造成电源二相短路。

用可编程控制器控制电机的正反转时控制电路中的接触器触点逻辑关系可用编程实现从而使线路接线大为简化。用可编程控制器实现电机正反转的接线图,主电路不变,控制电路如图2所示。

图2 程控器输入端接线

下面是异步电动机正、反转控制输入/输出地址定义表

三、实验步骤

  1. 根据定义表,在GPP下编写正确梯形图。
  2. 将程序传送至程控器,先进行离线调试。
  3. 程序正确后,在断电状态下,按照图1、图2进行正确接线。

用三菱的FX2N PLC实现N-N网络(令牌总线)

用三菱的FX2N PLC实现N:N网络(令牌总线)

一网络概述:

目前PLC网络采用分级分布式复合结构时,一般分为三级(层)

1管理层(以太网)

2控制层(开放式,标准的现场总线)

3现场层(部件层)也就是指装置层和传感器层

以太网采用CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Asscess with Collision

Detection)介质访问控制方式,即载波监听多路访问/冲突检测方式,该方式可以简单通俗地叙述为“先听后讲,边讲边听”。以太网在工厂管理层、车间监控层将成为主流技术,与互连网技术结合是未来eManufactory技术基础;在没有严格时间要求的设备层也将获得一定的发展;但对一般工业网络要求实时性、确定性通信场合,现场总线技术还将处于主导地位;我们必须学会面对一个多种网络技术并存的现实世界。以下就对现场总线中的一种

――令牌总线进行研究。

二关键字:以太网,令牌总线(N:N网络),RS485

N:N网络相当于三级总线型结构的中间一级,即控制层,最低一层为远程I/O链路,负责与现场设备通信,收集现场数据,驱动执行器,在远程I/O链路中配置周期I/O通信机制,这一层也可配置AS-I(传感器-执行器接口)链路,除了N:N网络外,比较通用的有主从总线(1:N)方式,争用总线方式,令牌环方式,浮动主站(N:M)方式,目前已存在若干种现场总线,现场总线的体系结构,省略了网络层,传输层,回话层及表示层这四层,包括应用层(APPLICATION),数据链路层(DATALINK),物理层(PHYSICAL),这主要时针对工业过程的特点,使数据在网络流动中尽量减少中间环节,加快数据的传输速度,提高网络通信及数据处理的实时性,他们之间区别最大之处在于数据链路层协议,尤其是这层中的介质访问控制(MAC)子层,MAC协议可分为如下三个类型。(1)集中式轮询协议。1:N(2)令牌总线协议N:N(3)总线仲裁协议。

SCADA(Supervisory Control And Data

Acquisition)系统作为生产过程和事物管理自动化最为有效的计算机软硬件系统之一,它包含两个层次的含义:一是分步式的数据采集系统,即智能数据采集系统,也就是通常所说的下位机;另一个是数据处理和显示系统,即上位机HMI(Human

Machine Interface)系统。

三 RS232C和RS422/485串行通信接口介绍

RS232C和RS422/485串行通信接口,RS232C地电气接口电路是单端驱动,单端接收地电路,有公共地线,这种接口电路不能区分有用信号和干扰信号,抗干扰能力差,故其传输速率和传输距离收到很大限制。

RS422/485采用平衡驱动,差分接收电路,取消了信号地地接法,平衡驱动器相当于两个单端驱动器,当输入同意信号时其输出是反相的,如有共模信号干扰时,接收器只接收差分信号电压,从而大大提高了抗共模干扰的能力,并能在较长距离内明显提高传输速率。其传输距离可达1200M(10KB/S)传输速率可达10MB/S,分别是RS232C的100倍和500倍。

RS485是RS422的变形,二者的区别是RS422为全双工型,RS485为半双工型,在使用RS485互联时,某一时刻只有一个站点可以发送数据,其他站点只能接收,因此,其发送电路必须由使能端加以控制,

用FX2N所组成地N:N网络地总站点数最大为8个,使用专用协议时,最多16个站,包括A系列的可编程控制器,半双工通讯,38400bps,

N:N网络 RS485连线的选择是一对导线

,单对子布线的情况下,在端子RDA和RDB之间连接端子电阻(110欧,1/2瓦棕棕棕),双对子布线的情况下,在端子SDA和SDB之间连接端子电阻,(220欧姆,1/4瓦),而在RDA和RDB之间也是这样。(橙橙棕),

优点: 1节省配线,2提高处理速度,3实时性好。

四N:N网络设计

1硬件设计,

PLC可选用FX2N,FX2NC,FX1N,FX0N,通讯选用FX2N-485-BD,或者FX1N-485-BD,FX0N-485-BD,在本设计中,选用两个FX2N-485-BD,两个FX1N-485-BD。一个FX1N-32MR,一个FX1N-485-BD

2软件设计,由于使用了三个FX2N可编程控制器,在软件设计中,要分别对每个可编程控制器进行编程,选一个PLC为主站,将网络参数写在这个主站中.

其他程序见附表,分别为每个可编程控制器写好程序。其通讯通过以下操作实现:

1)主站点的输入点X000到X003(M1000到M1003)输出到站点号1和2的输出点Y010到Y013。

2)站点1的输入点X000到X003(M1064到M1067)输出到主站点和站点2的输出点Y014到Y017。

3)站点2的输入点X000到X003(M1128到M1131)输出到主站点和站点1的输出点Y020到Y023.

4)主站点中的数据寄存器D1指定为站点1中计数器C1的设定值。

计数器C1的接触(M1070)状态反映在主站点的输出点Y005上。

5)主站点中的数据寄存器D2指定为站点2中计数器C2的设定值。

计数器C2的接触(M1140)状态反映在主站点的输出点Y006上。

6)站点1中数据寄存器D10的值和站点2中数据寄存器D20的值被加入主站点,并被存入数据寄存器D3中。

7)主站点中数据寄存器D0的值和站点2中数据寄存器D20的值被加入站点1,并被存入数据寄存器D11中。

8)主站点中数据寄存器D0的值和站点1中数据寄存器D10的值被加入站点2,并被存入数据寄存器D21中。

五结果分析

在本试验中,N=3,在这个网络中,通过485BD的通讯功能,链接了这个网络中的数据,这种通讯是通过在刷新范围内的字软元件和位软件的数值和状态交换来实现的,可以通过改变一个站点的数值,来改变整个网络的控制状态。

此网络的最大总站点数最大为8个,为半双工通讯,可以根据需要来决定站点数的多少,当增加站点数的时候,可以通过修改N=3的程序,写入增加站点的程序,并在原有的站点进行相应的改变即可实现。

此网络适用于多点分散控制,实时性要求高的场合,且处理速度快。能节省配线,。但存在的问题是有通讯距离的限制,在此系统中不使用FX2N-485-BD或FX1N-485-BD时,最大延伸距离是500M,(使用时:最大50M)。

参考资料

《FX通讯用户手册》

《FX编程手册》

《现代电气控制》

用PLC编程消除球磨机误操作影响

用PLC编程消除球磨机误操作影响

球磨机是火力发电厂、水泥工业、化学工业、煤粉制备系统的主体设备,而稀油站是与其相配套的循环润滑系统。本人采用OMRON

C60P型可编程序控制器(PC)改造了稀油站的继电器控制系统,并通过合理编程,消除了各种误操作的影响。在PC控制系统中,可能产生的误操作包括人为的和系统本身所产生的。

1.人为误操作

原因在于操作人员在按下按钮时,手指的颤动或误操作,会使PC接受不止一个相同的输入信号或接受一个错误信号,从而造成PC失控。

(1)手指颤动造成失误:这是不可避免的,解决的方法是使用微分指令DIFU(13)来检索按钮送入电信号的上升沿,在一个执行周期里PC只执行一次,从而避免此类误操作的发生。见图1,0005为高压泵停止按钮,HR005为低压泵起动标志位。当按下低压泵起动按钮0003时,信号转化为微分指令HR005,HR005在一个程序扫描周期里,只接收一个上升沿脉冲,从而过滤掉由于手指颤动产生多余的脉冲,保证定时器TIM00正常延时10min,确保高压泵(0506)按时起动。

(2)无意误操作:这是经常会发生的,解决的方法有两种。

一是通过程序来优化显示功能,减少人为失误,在设计中使用一个指示灯来显示各种不同的工作状态:平光–显示系统处于运行状态;高频闪光–显示系统处于试验状态,每1s闪1次;低频闪光–显示系统处于步进状态,每3s闪1次。这样不仅节省费用,而且使控制指示集中,易于操作人员的观察,减少事故。

二是通过输入信号之间的联锁,这种方法工作量大,考虑要全面,否则也会出现输入信号相互干扰,起反作用。所以当设计完成后,一定要进行模拟试验,杜绝误操作的出现。图2是一个简化的梯形图,图中:0003为1号低压泵起动按钮;HR400为1号主机停止24h后标志;HR401为2号主机停止24h后标志;0005为2号低压泵起动按钮。实际上的相互制约的关系很复杂,此图只是说明一下如何避免误操作。图2的工作原理为1号或2号低压泵任意一台工作,并互为备用,保证有一台在工作。1号或2号低压泵停止按钮的常闭接点(0004,0006)互为连锁,当操作人员误按停机按钮0004

(0006)

时,程序会自动起动另一台低压泵(1号或2号低压泵),从而避免低压泵停机严重事故的发生。HR100为低压泵起动标志,常开(闭)接点广泛串联到各个相关回路中,尤其是串联到高压泵控制回路中,保证在低压泵未起动的前提下,起动高压泵无效,从而避免对高压泵的误操作。

1号或2号低压泵起动后,HR100得电,技术要求只有三种情况低压泵起动标志位(HR100)失电:1号、2号主机 (0000、0001)

同时停运,且按下系统总停按钮(0002);PC上电复位信号(1815);1号、2号主机同时停运24h后(HR400,HR401)。除了上述三种情况外,HR100总保持上电状态,保证整个控制系统的稳定,误按下系统总停按钮也不要紧。

2.系统本身产生的失误

是由于稀油站采用PC作集中联锁控制时,输入信号来源复杂,且PC的动作响应时间远远短于继电接触控制系统的响应时间,因而在继电接触控制系统中不太引人注意的触点瞬间跳动问题(如,干簧继电器触头的弹跳抖动、触头接触不良或触头弹簧压力过低出现“打火”、继电器线圈电压波动、周围电磁场干扰、环境中机械振动的影响等)将会在PC集中控制系统中产生误操作,加之PC供电电源采用隔离变压器隔离,I,

O(输入、输出)连线采用屏蔽方式和走线分开等措施只能限制强电对PC的I,

O信号的干扰,为此我在程序中加入干扰滤除子程序,见图3。图中TIM00用于消除0104接点断开时,因机械振动影响出现的瞬间闭合;TIM01用于消除0104接点闭合时,因跳动与受干扰的影响出现的瞬间断开;CNT20用于保持输入的信号;HR410、HR411为相关的运行设备。当继电器触电断开(闭合)时,由于外界环境恶劣或机械振动或其它原因,造成触点瞬间闭合(断开),接通(断开)电路,由此会造成机器误动作。针对这种情况,我设计了图3所示的梯形图中加入干扰滤除子程序,在接点与设备之间加上缓冲程序,避免了误动作的发生。当0104油位下限开关(干簧继电器的一个触点)断开后,由于以上原因造成0104瞬间闭合,起动定时器(TIM00),如果在设定时间内,0104断开,则系统判定此次闭合为误动作,不执行以下程序;若0104在设定时间内仍为闭合,则系统判定此次闭合为正常的命令,通过计数器(CNT20)保持输入的信号,起动相关的运行设备;当0104闭合后,由于以上原因造成0104瞬间断开,方法同上。TIM00、TIM01的时间设定为0003

(0.3s)、0002

(0.2s),它不会对控制系统有什么影响,一般来讲TIM00、TIM01时间的设定值是按输入继电器可靠吸合后立即断开,这一过程的时间考虑的,约0.2s

~