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西门子6ES223-1HF22-0XA8大量现货可编程逻辑控制器(PLC)是八十年代发展起来的新一代产业控制装置,是自动控制、计算机和通讯技术相结合的产物,是一种专门用于产业生产过程控制的现场设备。 由于控制对象的复杂性,使用环境的特殊性和运行的长周期连续性,使PLC在设计上有自己独特的特点:可靠性高,适应性广,具有通讯功能,编程方便,结构模块化。 在现代集散控制系统中,PLC已经成为一种重要的基本控制单元,在产业控制领域中应用远景极其广泛。1.系统概况 大庆石化公司化工一厂火把系统是在生产装置紧急停车的情况下,需要对紧急排放的气体进行燃烧的安全保护性装置,同时也用来燃烧生产过程中排放的有毒废气。1.1工作过程 当燃气排放时,火把总管内的流量信号升高到给定值时,系统以为有燃气向火把排放,由PLC+PC计算机等组成的控制系统,控制高压发生器和调理器输出高电压,使高空点火器内的电梯发生装置产生面状电弧火源,并打开高压燃气电磁阀向高空点火器内喷进燃气,同时与空气混合被点燃,自高空点火器顶部喷出火焰,并引燃火把顶部的排放燃气。 火把点燃后,由火把火焰远测器探得火焰信号,反馈给控制系统,停止向高空点火器供给高压电和燃气,点火过程完成,系统处于监控状态。 当因某种原因,火把自动熄灭,排放燃气依然存在时,系统将自动重新点火,以保证火把点燃。当火把点燃后,火把顶部的消烟蒸汽也同时投用。系统将自动打开消烟蒸汽管道上的蒸汽控制阀,若火把熄灭,系统会自动封闭蒸汽调节阀,接通氮气。火把排放气假如停止排放,或排放很少,火把可能熄灭,氮气将自动引进火把筒内,火把点燃时自动切断氮气。2.控制系统配置流程图 控制系统的逻辑程序是按照自动点火系统的工艺特征、电发弧特性、燃气特性、安全要求、输进/输出参数等综合因素统筹考虑而设计的如图1所示。 3.硬件组成3.1操纵站硬件配置如图2。*CPU 1G*内存 256M*硬盘 40G 3.2 PLC硬件配置*CPU单元 C200HS-CPU21-E *CPU底板 C200H-BC101-V2 *开关量输进单元C200H-ID212 *模拟输进单元C200H-AD002 *继电器输出单元C200H-OC225 *通讯接口 RS232I/O点分配:开关量输进:16路开关量输出:16路模拟量输进:隔离输进8路(可扩16路)模拟量输出:8路4.软件配置*操纵系统 bbbbbbs NT4.0*系统软件 TAL-401.PLC*应用软件 WINMAKER V4.014.1系统软件功能特点TAL-401.PLC支持软件是基于bbbbbbs3.1/95,支持梯形图和助记符的编程工具,它充分利用bbbbbbs GUI 功能,大量使用通俗易懂的显示,更有效的剪贴操纵和鼠标操纵。PLC面向现场的模拟量输进输出设备和各种开关量的输进输出设备,实现数据的采集、运算及各种逻辑动作的实时控制。PLC在脱离PC机的情况下依然能够正常运转进行实时控制,一些运行结果、特征标记、采集的数据值和运算结果都存进PLC相应的存储单元,等待PC机取出。PLC接受PC机的命令,通过计算机实施点火操纵。软件特点:-在线状态中可以编写程序。-对应于丰富的SYSMAC 机器:适用于SYSMAC C系列到CVM1/CV 系列的机器。-可以读出并编写用欧姆龙DOS版支持软件(CV支持软件、SYSMAC 支持软件等)编写的程序。-在多重窗口下可同时编写多个程序,由此可以高效地编写程序。-可以进行指令、I/O名称、I/O指令、行指令的部分查找,还可以查找、替换I/O编号、DM 等内容。4.2应用软件WINMAKER V4.01可实现如下功能: -可以在WIN95;98;2000;NT平台上安装。-面向PLC,具有很强的编辑功能。-可以采集PLC中的数据,也可修改PLC中的内容。-可以进行画面、曲线、显示点、报警、控制等功能的编辑。-可以对各种给定参数进行修改。-实现系统连接控制和程序控制之间的切换。-按显示系统模拟流程画面。-显示系统操纵画面和参数调整画面。-显示报警画面。-显示数据报表画面-打印显示画面、设置参数和报表等5.系统实现的功能5.1操纵功能1.动点火:实现半自动、全自动、硬手动点火的控制与显示。2.停止点火:控制高压电相关设备和某些工艺参数的接通与断开。3.试报警:实现点火失败的报警系统。4.消报警:确认报警。5.打印画面:打印各种即时报表,操纵信息,历史曲线。5.2显示功能1、 显示流程图如图3。2、 显示当前参数曲线。3、 显示历史趋势。4、 显示过程即时值。5、 显示积算器记录。6、 显示记录查询。 1、 设定燃气排放压力启动点火门槛。2、 设定火把火焰,确定燃烧的门槛。3、 设定高空点火器门槛。5.4时间设定1、 设定点火持续时间。2、 设定送燃气时间。3、 设定火焰确认时间。4、 设定点火次数。5、 设定超前送高压时间。6、 设定再次点火间隔时间。6.编程步骤编制一个PC控制程序的基本步骤如下,如图4:1、确定被控制系统必须做哪些事情及完成的顺序;2、分配输进和输出设备到PC的I/O位。也就是决定哪些外部设备将发送信号到PC和哪些设备从PC接收信号;3、使用继电器梯形符号,画出梯形图以描述所需操纵规程的顺序和他们之间的内部关系;4、假如用编程器,应把梯形图符号转换为记忆符指令代码,使程序逻辑能够被输进到CPU;5、对程序的错误进行检查;6、调整程序以纠正错误;7、运行程序并测试执行中的错误;8、再次调整程序以纠正错误。 7.投用效果 该PLC火把自动点火系统自2005年6月投用以来,目前使用状况良好,运行稳定,可实现火把在线自动点火,即在没有废气排放时熄灭火把长明灯。该系统克服了人工点火、长明灯点火和一般电打火的缺陷,采用独特的电梯发弧方式和远间隔远测火把火焰,以PLC+PC组成主控器,实现了火把点火安全可靠,为我厂全面回收装置废气,彻底消灭火把长明灯提供了安全可靠的保证。1 引言 大型火力发电厂油库系统在机组启停及机组低负荷时用于向锅炉提供燃油。传统运行方式由值长下达用油命令,油库值班人员启动设备进行运行管理,需要人员长期在油库值班,浪费大量人力,本文将介绍厦门某4*300mw电厂采用组态王软件及plc进行油库控制系统改造,实现油库设备无人职守。 2 工艺流程分析 燃油系统共有两个油罐通过阀门切换可以选择#1油罐、#2油罐进行用油,在供油母管安装有一个气动阀门,通过控制阀门开度,可以控制供油母管回油数量,从而调节供油母管的压力,以确保锅炉用油在正常压力范围内。2.1 主机监控要求 主机在锅炉需要用油时启动一台油泵电机向锅炉供油,同时打开油泵循环冷却水阀门。当供油管压力小于3mpa时,调小供油母管气动阀,当气动阀调到小时还无法达到母管所需压力要求时,系统启动另一台油泵电机及其油泵循环冷却水阀门。2.2 辅机控制要求 辅机包括控制一台污油回收泵电机及净化油回收泵电动机,当油库污油池达到高油位时启动污油回收泵,进行污油回收,到低油位时停止电机运行;油库净化油池达到高油位时启动净化油回收泵,进行污油回收,到低油位时停止电机。2.3 上位机监控要求 模拟量信号主要包括两个油罐温度测点共22个、供油母管压力、供油母管回油气动阀开度、两台油泵电机电流信号、油罐油位;数字量信号——两台油泵电机状态(包括运行、停机、跳闸)、污油回收泵电机及净化油回收泵电动机状态(包括运行、停机、跳闸)、两台油泵出口压力状态(包括低压力、高压力)、污油池高低油位、净油池高低油位、plc通信状态等。2.4 硬件架构体系 plc主机采用日本欧姆龙c200he-cpu42单元。执行系统逻辑控制,运算及通过软件编程实现模拟量输入信号的采样、滤波、pid控制等功能,上位机通过rs-232c/rs422通信接口转换实现与plc通信。硬件系统有2个数字量输入模块、2个数字量输出模块实现现场各开关状态采集及执行元件驱动,6个温度采集模块用于两个油罐本体温度的采集,ad002模块用于气动阀控制,da002用于油泵电动机电流、母管油压、油罐油位、供油回油阀开度信号采集。 3 plc程序流程设计3.1 油泵电机控制 当接到启动油泵指令时,操作人员在上位机上进行启动操作,可选择启动a油泵电机或b油泵电机并启动相应的油泵冷却水系统,对油泵进行水冷却,避免油泵温度过高。启动一台油泵无法达到母管压力工作要求(大于3mpa)时,首先对回油气动阀进行调节,调到气动阀小形程时,仍无法达到3mpa以上,启动另一台油泵,并进行判断油压是否大于3mpa,如果还小于3mpa,系统进行报警处理,通知运行人员进行现场检查。当母管油压大于工作压力大值6mpa时,调整气动阀进行压力调节,如果气动阀已调整到大值仍无法满足工作压力要求,进行报警,通知运行人员处理。程序流程如图1所示。3.2 油库辅助系统 油库辅助系统主要根据油池的油位控制两台电机的启停,以及时回收废油,避免环境污染。其工作流程分别如图2、图3所示。图2 油位控制流程图3 回收废油流程3.3 模拟量数据采集处理 为了避免现场干扰,模拟量采集在plc中采用平均值滤波方法进行抗干扰处理。连续采集五次数,并剔除其中高及低两个数,然后在对其余的三个数作平均,并以其值作为采集数。3.4 气动阀控制 由plc模拟量模块输出控制信号4~20ma,阀门控制器把电流信号转换为步进电机的行程信号,电机转动,由杠杆带动阀杆运作,实现直行程。电机运行,通过齿轮运转,由三接头的滑动变阻器输出阀门的定位信号,此外还有全开,全关数字量限位信号。控制系统根据上位机的给定值及反馈开度信号,通过pid运算进行控制。 4 监控软件设计 上位机监控软件采用组态王5.1版本,该系统运行于bbbbbbs 系统,系统功能完善、稳定,其内嵌的可编程控制器通信协议有广泛的硬件支持,并采用dll通信方式,采样速度快,可靠性高,使用方便。上位机组态王主要功能设计:4.1 油库设备动态显示 通过与plc进行通信,采集油库各设备状态,并通过程序组态,可以直观显示现场设备运行状态、电机电流、调节阀开度、温度等数值,操作人员在控制室就能获得设备状况并及时做出反应,如图4所示。 . 概述电熔磨削复合机床是专门用于加工有色金属,以及其它超粘、超硬、超脆、热敏感高等特殊材质材料,解决了一些采用传统的车、铣、刨等加工方法不能满足加工要求的问题,是一种新型复合多用途磨削机床。由于机床在电熔放电加工时,电流可达几百甚至几千个安培,产生的强烈电磁辐射严重干扰着控制系统。为此,采用了抗干扰能力强的HOLLiAS LM系列PLC做为机床的控制核心,保证电熔磨削复合机床能正常工作并达到有关国家标准。本文介绍和利时公司小型一体化PLC HOLLiAS LM系列产品用于电熔磨削复合机床的应用实例。2 . 系统组成系统由1块24点的高性能CPU处理器LM3106(14点开关量输入和10点晶体管输出)、1块2通道的模拟量输出模块LM3320、1块8点开关量输入模块LM3210,实现对电熔磨削复合机床的控制。主控单元PLC配置图如下:和利时公司小型一体化PLC HOLLiAS LM系列产品LM3106+LM3320+LM32103 . 系统控制原理机床运动控制系统由四大部组成:机床主轴运动控制、砂轮主轴运动控制、头架主轴运动控制、工作台运动控制。1)机床主轴运动控制机床主轴是由一台5.5KW的电机驱动,转速的变化由5.5KW变频器调节,变频器的控制信号来源于模拟量输出模块LM3320的通道。由于在电熔放电加工过程中,主轴放电盘与工件头架是处于非接触状态,且两者间需保持一定的相对运动(线)速度才能保证正常加工,因此,主轴转速随工件头架转速的变化由PLC系统作相应调整。PLC是根据旋转编码器测量反馈的当前工件头架速度信号适时调整变频器的输出驱动频率值,从面保证机床主轴变频电机能以要求的速度平稳运行。控制原理如图:2)砂轮主轴运动控制砂轮主轴只须获得恒定转速,控制7.5KW交流异步电动机。3)头架主轴运动控制为保证加工精度,Φ32∽Φ320mm的工件需以恒定的线速度转动,因此头架主轴的转速是根据被加工工件的直径由PLC系统自动控制,由编码器自动调整。控制信号是模拟量输出模块LM3320的第二通道控制头架电机的驱动变频器调节头架电机转速。控制原理如图:4)工作台运动控制工作台的纵向运动控制(Y轴)系统要求快移速度Vmax=4M/min,由和利时电机公司的直流伺服电动机驱动。选用1024线脉冲编码器,配5倍速倍频器。5)系统实现及调试过程机床系统操作界面采用触摸屏直接与LM3106的RS232通讯口相接,用于对加工工件的参数设定、控制操作以及显示机床的运行状态。部分程序梯形图如下:在系统调试方面:由于该系统是运行在安全系数特别高的工作现场,必须经过严格测试、严密调试。应用和利时LM系列小型一体化PLC的编程软件PowerPro特有的仿真调试功能(如图),将程序系统调试,保证了到设备应用的可靠性,确保了安全生产的稳定可靠。5 . 结束语经过一段时间的调试和试运行,由HOLLiAS LM系列小型一体化PLC组成的控制系统已成功应用于该机床。实践证明,该设计方案下的机床设备性能稳定、质量可靠、功能完善,为设备商提供了高性价比的产品,在市场中具备强有力的竞争能力。企业新闻