plc技术论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇plc技术论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

2plc控制系统的运行原理

输入采样是PLC控制系统的基本环节，决定了控制效率。在输入采样时，用到的设备是扫描仪。该设备全方位地扫描作业面，然后将扫描信息储存起来，之后进行分析、处理。这份数据是单独存在的，不会受到后期扫描数据的干扰，所以，应妥善保存，以免其丢失。当输入采样完成之后，PLC控制系统将会利用梯形模式图分析扫描到的信息，以确定扫描用户程序，最后将处理结果显示在计算机界面上。此阶段需要注意的是，计算要有先后顺序，不能随意安排顺序。另外，还应保证输送到控制系统数据的真实性，以避免数据不准确对控制命令产生负面影响。同时，前面2个阶段的运行工作完成之后，就要转入数据刷新阶段。控制系统会总结前2个阶段扫描到的信息，并以结论的形式输出。

3PLC技术的应用

在安装主站时，要事先制订好设计方案，要保证煤矿机电设备安装路线新颖，不能沿袭之前的老套路。只有这样，才能充分发挥控制系统的作用。当线路安装好之后，直接将主站控制屏与机电设备相连接，以便于对其全面控制。合理布置信息数据收集设备，保证设备运行信息能及时被收集起来，这对于及时了解设备运行状况具有重要的意义。在带式输送机运行中，如果信息收集设备布局合理，就可以及时收集、分析和处理其运行情况，为之后的维修工作提供重要的数据支持。此外，还要合理设置PLC控制系统的报警信号。在煤矿开采过程中，经常遇到设备出现故障的情况，这时，就需要报警信号来提示，保证维修人员在第一时间内赶到，以保证设备的正常运行。传统的警报信号通常是由电铃或者蜂鸣报警器发出的，由于采煤现场的噪声大，信号不易被工作人员所察觉，所以，很容易延误了设备的维修。PLC控制系统采用新型的报警信号，并将其安装在集控启停设备中，由专业人员专门管理，当出现报警信号时，由他们处理，进而保证了避险的及时性，有效地减少了人员伤亡。PLC控制系统通常采用梯形图形完成程序的控制。该控制形式应用了简单的操作程序，所以，其使用简单，便于掌握，并且能随时切换，也就是说，它具有灵活性较高、对环境适应性较强的优点。此外，它还具监控功能。在煤矿机电设备运行过程中，能够全面监控，并全面掌控运行过程中出现的问题，比如发热情况、运行速度等。如果运行设备出现故障，那么，监控设施便会自动发出警报信息，尽快通知操作人员，有效地降低了设备出现故障的概率。另外，监控系统还具有自动记录的功能，可以全面记录机电运行中的情况，以便顺利完成日后的维修工作。在使用PLC控制系统之前，应了解与该系统有关的几组关键性数据，主要包括以下2点：①在实际运行过程中，将刷新频率设置为0.5s，以确保对该系统的有效控制。在绞车运转时，系统便会以0.5s为刷新时间，自动获取开关的触碰频率，并予以保存，之后再转换，以便准确计算绞车的运转速度。当绞车运转速度计算好之后，就要确定它的运转方向。绞车运转之后，同时使用2个计数器记录触碰次数，以便确定有效碰撞。通常情况下，在5s之内，2个计数器相互控制，以记录按钮2次变化的时间。由于绞车在接触之后会产生吸引力，使自身稳定上升，所以，要在5s内确定按钮启动次数，以此完成对绞车上升和下降的控制。②对运行环境的要求。PLC控制系统也有合适的运行环境，当环境温度在0～55℃时，能保证其高效运行；当温度高于55℃或者低于0℃时，系统就很容易出现故障，从而影响对煤矿机电设备的有效控制。比如，在低于0℃的环境下，PLC控制系统的运行速度将会降低或者出现崩溃的情况。所以，在控制煤矿机电时，应对适当控制采区的温度，尽量接近系统高效运行的温度。也就是说，运行温度在0～55℃之间，才能保证系统稳定、高效地运行。

篇2

2、PLC技术的优点

作为微机技术和传统继电接触控制技术相互结合的产物，PLC技术克服了继电接触控制系统中机械触点接线复杂、可靠性低、功耗高、灵活性差等缺点，充分利用了微处理器的优势，具体包括以下优点。

2.1功能完善当前，PLC产品的规模和型号非常丰富，可以满足各种工业控制的需要，而且具有非常完善的逻辑处理和数据运算功能，被广泛应用于各种数字控制领域。

2.2可靠性高在PLC的生产过程中，采取了先进的内部抗干扰技术，极大地提高了系统的可靠性。同时，PLC具备相应的自我检测能力，一旦发现硬件故障，可以及时发出警报信号，提醒相关人员处理故障，因此，PLC控制系统具备很高的可靠性。

2.3编程语言简单作为一种工控计算机，PLC的接口相对简单，编程容易，其使用的梯形图语言编程对工作人员的专业技能要求较低，不需要面对复杂的汇编语言，即使那些不熟悉计算机的人员也可以轻松上手。

2.4维护方便在PLC技术中，以存储逻辑代替了接线逻辑，极大地降低了装置外部的接线数量，减少了系统的建设周期，同时，也在一定程度上降低了设计难度，以便于系统的维护和管理。不仅如此，PLC可以实现在线编程，转变生产过程，被广泛应用于多品种、小批量的工业生产控制中。

3、PLC技术在电力工程中的应用

在电力工程中，PLC技术的应用主要表现在以下几个方面。

3.1开关量控制开关量控制包括以下两方面的内容。

3.1.1断路器控制在传统的电力自动化控制系统中，对断路器的控制多是采用继电器控制的方式，需要使用大量的电磁继电器，存在许多触点和联接点，进而降低了系统的可靠性。而PLC技术的应用和普及，使得软继电器逐渐代替了继电元件，极大地提高了控制系统的可靠性。在PLC控制系统中，操作人员只需要执行一些非常简单的工作，比如分闸、合闸等，系统就会自动根据实际运行状况，给出正确的操作信号。同时，在系统出现故障时，会自动跳闸，并发出相应的报警信号。而且，PLC控制系统不需要进行复杂的二次接线，可以有效地降低接线失误率，大大减少维护检修的工作量。

篇3

二、远程通信控制与系统控制中PLC技术的应用

目前，在自动化控制系统中，PLC技术不仅在其他继续结构控制中应用，同时还在自动化系统本身的控制中得到应用，也可以说，PLC技术能在本身系统中采取逻辑错误纠正以及故障排查，这样才能保证自动化控制系统运行的稳定性。在工业自动化的实际生产中，设备所进行的每个动作都会有相应的自动化系统进行控制，并且应用系统检测装置会进一步调整执行期间所出现的累积误差，一旦设备的运行情况发生异常，PLC整个系统的逻辑关系就会发生混乱，通过发生混乱现象的逻辑关系，PLC控制系统就会自行诊断故障，并且报警。在不同系统间PLC进行远程信息控制的过程中，只要确保信息传输界面同互联网通信模块之间的正确性，PLC技术便能稳定的进行远程通信。

三、逻辑运算中PLC技术的应用

PLC在自动化控制系统中，数据处理与逻辑运算有着比较重要的作用，例如运算功能、数据筛查功能、数据传输功能、数据转换功能、数据位处理功能以及控制开关量等。利用PLC运算功能，进而对生产数据进行处理，比如数据的分析、采集以及工作总结等，目前大部分的造纸工业、冶金以及食品等都是通过PLC对数据信息进行监控。通过PLC控制开关量，可以使软接触点得到有效的增加，进而使工业自动化系统质量得以提升，企业能够节省大量的物力成本与人力成本，对比传统意义上继电器，其可靠性较好、操作简单、便于维修、迅速控制，目前基本上能替代大多数的继电器。

四、生产系统自动化控制中PLC技术的应用

在自动化生产的过程中，通常PLC是利用主机模块、位置控制模块、模拟参数控制模块、工//0界面模块、通信模块以及计数模块对工业自动化生产进行控制。在实际的工业生产过程中，PLC技术可以利用对于生产过程的了解，并且按照实际生产过程中需要控制的监控对象与动作对象，优化组合以及合理调整PLC系统中的相关控制模块，进而通过最合理方式与最少模块构建功能完善且全面的一个自动化控制系统，这样才能确保生产中灵活调整控制以及生产中的准确运行。在运行PLC控制系统的过程中，对参数模块功能的模拟是在监控整个生产的过程，并且将控制语句传输到监控仪表，进而对控制精度进行改善，比如，热处理日常运行的维护，锅炉温度升降控制或者是保温工作等等。目前世界上的大部分国家，都已经利用PLC技术完成机械工程自动化的相关标准设备，这一技术的应用范围比较广，覆盖到食品、娱乐、交通、化工以及冶金等全部轻重工业，在自动化领域中使用最为重要，也是用途最为广泛的控制设备。仅在2009年全国PLC的生产件数就己经达到了1500万件，到2010年时，其产量突破了1800万件，2011年时产品最终数量达到2300万件，到目前为止呈现为持续增长的趋势。

篇4

1.极高的可靠性

由于工业生产的环境条件远比通用计算机所处的环境差,因此要求PLC具有很强的抗干扰能力,并且应能在比较恶劣的运行环境中(如高温、过电压、强电磁干扰和高湿度等)长期可靠地运行。

2.使用方便

(1)操作方便:对PLC的操作包括程序输入的操作和程序更改的操作。大多数PLC采用编程器进行程序输入和更改的操作。更改程序的操作也可直接根据所需的地址编号继电器编号或接点号进行搜索或顺序寻找,然后进行更改。

(2)编程方便:PLC有梯形图、布尔助记符、功能表图多种程序控制设计语言可供使用。

(3)维修方便:当系统发生故障时,通过硬件和软件的自诊断,维修人员可根据有关故障信号灯的指示和故障代码的显示,或通过编程器和CRT屏幕的显示,很快地找到故障所在的部位,为迅速排除故障和修复节省了时间。

3.灵活性高

PLC的灵活性表现在下列三方面。

(1)编程的灵活性:PLC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块图等,只要掌握其中一种语言就可进行编程。

(2)扩展的灵活性:PLC根据应用的规模的不断扩展,它不仅可以通过增加输入、输出卡件增加点数,通过扩展单元来扩大容量和功能,也可通过多台PLC的通信来扩大容量和功能。

(3)操作的灵活性:操作的灵活性指设计的工作量大大减少,编程的工作量和安装施工的工作量大大减少,操作十分灵活方便,监视和控制变得容易。

4.机电一体化

PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备,它的体积大大减小,功能不断完善,抗干扰性能增强,机械和电气部件被有机地结合在一个设备内,把仪表电子和计算机的功能综合在一起。

二、PLC应用中需要注意的问题

PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备,一般不需要采取什么措施,就可以直接在工业环境中使用。然而,尽管有如上所述的可靠性较高,抗干扰能力较强,但当生产环境过于恶劣,电磁干扰特别强烈,或安装使用不当,就可能造成程序错误或运算错误,从而产生误输入并引起误输出,这将会造成设备的失控和误动作,从而不能保证PLC的正常运行。要提高PLC控制系统可靠性,一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力;另一方面,要求设计、安装和使用维护中引起高度重视,多方配合才能完善解决问题,有效地增强系统的抗干扰性能。因此在使用中应注意以下问题:

1.工作环境

(1)温度

PLC要求环境温度在0~55oC,安装时不能放在发热量大的元件下面,四周通风散热的空间应足够大。

(2)湿度

为了保证PLC的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。

(3)震动

应使PLC远离强烈的震动源,防止振动频率为10~55Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时,必须采取减震措施,如采用减震胶等。

(4)空气

避免有腐蚀和易燃的气体,例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境,可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。

(5)电源

PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中,可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器,以减少设备与地之间的干扰。一般PLC都有直流24V输出提供给输入端,当输入端使用外接直流电源时,应选用直流稳压电源。

2.控制系统中干扰及其来源

(1)干扰源及一般分类

影响PLC控制系统的干扰源,大都产生在电流或电压剧烈变化的部位,其原因是电流改变产生磁场,对设备产生电磁辐射;磁场改变产生电流,电磁高速产生电磁波。通常电磁干扰按干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地的电位差,共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,直接影响测控信号,造成元器件损坏,这种共模干扰可为直流,亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压,主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,这种干扰叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。

(2)PLC系统中干扰的主要来源及途径

强电干扰

PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广,它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压。

柜内干扰

控制柜内的高压电器,大的电感性负载,混乱的布线都容易对PLC造成一定程度的干扰。

来自信号线引入的干扰

与PLC控制系统连接的各类信号传输线,除了传输有效的各类信息之外,总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径:一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰,这往往被忽视;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰,这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低,严重时将引起元器件损伤。

来自接地系统混乱时的干扰

接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正确的接地,既能抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地,反而会引入严重的干扰信号,使PLC系统将无法正常工作。

来自PLC系统内部的干扰

篇5

引言

可编程序控制器（Programmable Controller，简称PLC）是近十几年来发展起来的一种新型工业用控制装置。由于它具有很多优点，它可取代传统的继电器控制系统，实现逻辑控制、顺序控制、定时、计数等种各种功能。有些高档大型PLC还能象微型计算机那样进行数字运算、数据处理、模拟量调节以及联网通信等。它具有通用性强、可靠性高、指令系统简单、编程简便易学等一系列优点。随着微电子技术和大规模集成电路的发展，微处理器问世并被用到PLC中，使其功能更加完善，体积大大缩小，成为当今社会生产、实现自动控制的主要手段之一。

随着造船业的蓬勃发展，我们把PLC产品在船舶组泵的控制系统进行了应用,达到了预期的控制目的。

一、任务与构想

船用泵组合控制系统对12组泵进行了切换控制，每组泵两台，每台泵需要一个输入信号确定泵组是自动或手动；每组泵需要测量出口压力是否正常；每台泵之间需要一个互连信号表明哪一台泵是主泵；输出要控制每台泵的启动，指示出每台泵的运行状态，并给出故障或低压报警信号。论文参考网。

针对提出的问题，提出了如下的设计思想：

1、 手动启动各泵

在PLC投入使用后，将组合启动屏上的各泵转换开关切至自动位置即可手动启动各泵。互为备用的两台泵，首先投入的为主用泵，后投入的为备用泵。

2、 自动启动各泵

如果各泵转换开关在PLC通电前已在自动位置，且开机、关机都严格按照程序进行，则PLC通电后按预订程序自动启动各泵。论文参考网。论文参考网。这种情况常用于上次停机时只关闭PLC电源，停机时哪台泵运行，再次启动时仍然是该泵运行。

3、 手动切换各泵

用备用泵替换运行泵，在两泵都处于自动位置时，将运行泵开关切至手动，即可自动停止运行泵，启动备用泵，然后再将开关切回自动，按报警按钮，撤消报警。

4、 各泵自动换

运行中如果一台泵热继电器动作，则自动启动备用泵，同时发出该泵切换报警，故障泵的运行指示灯闪烁，撤消报警按钮，撤消报警。如果一台泵出口压力开关闭合，则备用泵自动并车，并发出该泵切换报警。压力恢复后，停止故障泵，故障泵运行灯闪烁，撤消报警按钮切除报警及灯光闪烁。

二、各泵启动顺序图

三、PLC的选用

CPU是PLC的核心单元，其性能决定了PLC的整体性能，必须根据控制系统的要求来选择，这里我们根据实际需要，选用CPU102型，即可满足控制要求..

四、梯形图

五、结束语

该船用泵组合启动控制系统是根据某造船厂的实际情况，对某轮船上的12组泵的控制系统进行的初步设计，采用西门子的S5-100PLC，达到了预期的控制目的。

参考文献：

[1]汪晓光，孙晓瑛等，可编程控制器原理及应用 北京 机械工业出版社

篇6

 

1． 前言

随着发电技术迅猛发展目前新建火电机组单机容量600MW属于主流，我公司三四期扩建工程装机容量为4×600MW。论文大全，自动。面对如此规模的发电机组对煤炭的需求量也就越来越大，对输煤等公用系统的自动化控制要求也就越来越高。论文大全，自动。考虑机组容量对用煤量的问题，为了避免一条卸煤和上煤通路成为瓶颈耽误正常生产，设计了两条上煤通路，在正常情况下的运行方式是双路如果在其中一条有缺陷需要停运处理时就得单路运行这主要是考虑设备运行的稳定性。

2． PACSystem 控制系统介绍

利港电厂为三四期扩建工程配套输煤系统所使用的控制系统为 GE FANUC公司在2003年推出的新的可编程自动化控制器PACSYSTEMRX7I .虽然PAC形式与PLC相似, 但PAC系统的性能却广泛全面得多.它是一种多功能控制器平台,包含了多种用户可以按照自己的意愿组合,搭配和实施的技术和产品.

2.1）控制系统

本系统使用了两套GE 公司的PACSystem RX7i系列PLC，(RX 代表机架式安装,7代表基于90-70架构, i代表智能化意思)，互为热备用即CPU冗余。为了避免同时失电，两个机架的电源都取UPS电源。其处理器的型号700 MHz Pentium，内存10MB和10MB FLASH。另外CPU冗余使用了一种新技术—映射内存,如果在一个内存中写入数据,它们会立即在其它内存中映射出来.它是一种光纤环和独立设备.这体现了冗余备份技术的可用性和可靠性.在实际生产运用中我们两个使CPU中的程序完全一样，采集信息、处理程序、发出命令由主CPU完成，备用CPU在实时跟踪主CPU工作。一旦主CPU失电或者通讯中断，备用CPU将代替主CPU继续完成工作。　主机通过以太网同PC机相连进行数据交换，由CPU通过判断采集的输入信号，经过预先编制好的程序进行运算处理后，再通过输出模块发出命令，来达到控制的目的。

3. 现场控制系统

3.1）系统控制对象

本套输煤系统的主要控制对象有：皮带机24条（其中4#A/B皮带可双向运行），卸船机2台，十个环式布料机和十个环式给料机，滚轴筛4台，碎煤机4台，取样装置两套，圆盘电磁除铁器10台，皮带称4套，，电动三通挡板2个，移动伸缩头4个，除尘器24个。

3.2）人机接口系统

本系统由两台操作员站(POS)，一台工程师站(EDS),一台服务器,及相应的通讯网络组成.两台工控机可互为备用,EDS 是对输煤系统运用软件,进行开发管理的工具,与编程软件一起完成所有的工程设计,组态修改,文档服务,现场调试和系统维护等任务。服务器用于对过程数据进行实时采集、记录、处理、存储并生成一定格式的报表等数据以便于运行监视、历史分析等管理工作.各工作站使用普通网线同以太网交换机相连，通过以太网通讯模块同PLC主机进行通讯。所有的数据显示和操作都可以在操作员上位机上完成，并且还有报警，历史趋势和报表功能，给操作人员提供最完备的使用环境。论文大全，自动。

3.3）远程系统

本系统设置了八个I/O远程站，通过光缆经光电转换器与主/从站的总线控制器相连。这种应用方式极大地减少了控制电缆的数量和长度，减少了因电缆过长而引起的接地或接线不良等故障，也减少了费用的投入。另外采用光缆连接远程站的通讯方式，使得通讯距离比应用同轴电缆通讯长了很多，并且消除了电压、电流的干扰，提高了数据传输的品质。每一套系统通过四块IC697BEM731总线控制器与现场Genius BIU(IC670BI002)总线接口单元连接，构成一个简洁Genius 网络。这个时候我们可以通过Genius 网络特性一览表决定终端电阻等。我们可以从网络组态图上可以看出基本上每个转运站都有两个BIU，每个BIU可以管理多种类型的I/0模块，热电阻和热电偶模块。我厂在现场主要采用的是IC670MDL640输入模件，IC670MDL740输出模件，IC670ALG240模拟量输入模块及 IC670ALG620 RTD模块。对于BIU 和I/O模块我们都可以通过HHM手持式监视器进行配置。

4） 构成局域网主要软硬件

4.1 软件系统

4.1.1）上位机监控软件

本系统的上位监控软件选用的是GE公司的CIMPLICITY HMI 6.1作为开发平台，利用该软件的变量存档编辑器和报表设计器，可以很方便地为运行用户过程数据生成用户档案并生成报表。利用ODBC功能，把所有设备的报警和人员的操作都记录下来，通过声音通知操作人员，以便使操作人员能够立即进行处理，并给日后事故原因的分析创造有利条件。报表的数据量目前保留一个月，通过ODBC功能存放在服务器中（服务器所用软件为SQL2000）

4.1.2）PLC编程软件

PLC编程软件采用GE公司的Proficy Machine Edition5.0（包含编程软件、组态软件）作为编程调试软件的开发平台。论文大全，自动。使用梯形图编程方式，这种软件的优点是有强大的功能块系统，并且由于集成了组态通讯等功能对于我们使用者是相当方便的。另外当时上位机软件也采用GE公司的HMI，作为画面开发平台它虽然不属于主流开发软件，但我们考虑到与PLC良好的兼容性通过和INTOUCH软件比较后觉得还是采用同一家公司的软件比较好。

4.2) 硬件系统

操作员站配置客户机2台.长期放置于值班员操作台,POS客户机采用DELL台式PC.工程师站配置服务器一台,服务器采用DELL服务器.安装软件为基于微软 Windows XP 操作系统上的SQL2000 数据库软件,一台DELL 台式PC机

5） 使用注意问题

a) 控制好温度

PLC正常工作要求的环境温度在0-55°C之间。在安装PLC时应使其尽量远离发热量在的元件，并给PLC四周留足足够的通风散热空间。PLC的基本单元和扩展单元之间要留有30mm以上间隔。PLC机架上要安装风扇，在夏天最好装设空气调节器，以降低PLC运行时的环境温度。

b) 保证供电电源质量

PLC设备使用的供电电源为50HZ、220（1±10）V的交流电。考虑到设备持续运行的问题一般考虑接入UPS电源。论文大全，自动。

c) 提供良好的接地

良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。论文大全，自动。PLC的接地线与机器的接地端相接，扩展单元其接地点与基本单元的接地点接在一起。并使用专用地线（独立的接地装置），接地点应尽可能靠近PLC。

6） 结束语

这套系统目前已经运行了两年时间了，根据实际的运行情况证明：整个系统安全可靠，稳定性高，控制灵活性强。随着计算机和PLC技术的提高，输煤系统的自动化水平也在不断提高，目前已经做到了把相对分散的各个设备统一集中到一起进行远程控制，表明了目前自动化水平的提高。相信随着我国电力工业的发展和计算机、PLC硬件及软件水平的不断提高，程序控制作为输煤系统的主要控制方式，在火力发电厂将得到更加广泛的应用。

参考文献

PACsystem中文手册

网站www．ctrlink．com．cn以太网须知介绍

篇7

1 引言

随着可编程逻辑控制器（PLC）技术的逐渐发展，很多工业生产要求实现自动化控制的功能，都采用PLC来构建自动化控制系统，尤其是对于一些电气控制较为复杂的电气设备和大型机电装备，PLC在电气化和自动化控制方面具有独到的优势，如顺序控制，可靠性高，稳定性好，易于构建网络化和远程化控制，以及实现无人值守等众多优点。基于此，PLC技术逐渐成为工业电气自动化控制的主要应用技术。

本论文主要结合数控机床的电气化功能的改造，详细探讨数控机床电气化改造过程中基于PLC技术的应用，以及PLC技术在实现数控机床自动化控制功能上的应用，以此和广大同行分享。

2 数控机床的电气化改造概述

2.1 数控机床的主要功能

数控机床是实现机械加工、制造和生产中应用的最为广泛的一类机电设备。数控机床依托数控化程序，实现对零部件的自动切削和加工。但是目前我国仍然有超过近1000万台的数控机床，主要依靠手动控制完成切削加工，无法实现基本的电气化和自动化控制。为此，本论文的主要的目的是基于PLC控制技术，实现数控机床的电气化改造，主要实现以下功能：

（1） 数控机床的所有电机、接触器等实现基于PLC的自动化控制；

（2）数控机床的进给运动由PLC控制自动完成，无需人工手动干预；

（3） 自动检测零部件切削过程中的相关参数，如加工参数、状态参数等等；

（4） 结合上位机能够实现对数控机床的远程控制，以达到无人值守的目的。

2.2 电气化改造的总体方案

结合上文对于数控车床的电气化、自动化改造的功能要求，确定了采用上位机与下位机结合的自动化改造方案。该方案总体结构分析如下：

（1） 上位机借助于工控机，利用工控机强大的图像处理能力，重点完成数控车床的生产组态画面显示，以及必要的生产数据的传输、保存、输出，同时还要能够实现相关控制指令的下达，确保数控车床能够自动完成所有切削加工生产任务。

（ 2）下位机采用基于PLC技术的电气控制模式，由传感器、数据采集板卡负责采集数控车床的生产数据、环境数据、状态数据等所有参数，由PLC实现对相关数据的计算，并传输给上位机进行相关数据的图形化显示和保存；另一方面，PLC控制系统还接收来自于上位机的控制指令，实现对数控车床的远程控制。

（3） 对于数控车床最为关键的控制――进给运动的控制，利用PLC+运动控制板卡的模式实现电气化和自动化的控制。具体实现方式为：选用合适的运动控制板卡，配合PLC的顺序控制，对进给轴电机实现伺服运动控制，从而实现对数控车床进给运动的自动化控制。

3 数控车床电气化自动控制改造的实现

3.1 系统改造结构设计

数控车床的电气化自动控制改造，其整体结构如下图1所示，其整体结构主要由以下几个部分构成：

3.1.1 底层设备

底层设备主要包括两个方面，首先是实现数控车床自动切削加工运转等基本功能的必要电气、机电设备，如电源模块、电机模块等，这些机电设备能够保证数控车床的基本功能的稳定可靠的实现；其次，底层设备还包括各类传感器，比如监测电机转速、温度的速度传感器和温度传感器，监测进给轴运动进给量的光栅尺等，这些传感类和数据采集类设备为实现数控车床自动化控制提供了基础数据源。

3.1.2 本地PLC站

本地PLC站主要负责接收底层传感设备传送过来的传感参数、状态参数及其他检测参数，通过内部程序的运算，判断整个数控车床的工作状态，并将其中的重点参数上传到远程控制终端进行数据的图形化显示、存储、输出打印等操作；另一方面，本地PLC站同时还接收来自于远程控制终端所下达的控制指令，比如停机、启动等控制指令，PLC站通过对相应执行器（比如电机）的控制，从而实现自动化控制的功能。

3.1.3 远程控制终端

远程控制终端主要是依赖于工控机实现的上位机数据管理和状态监控，需要专门开发一套面向数控车床加工、生产和自动控制的软件程序，以实现对数控车床的远程化、网络化、自动化控制，真正实现无人值守的功能。

基于PLC的数控车床电气自动化改造框图

3.2 PLC电气控制系统的设计实现

本研究论文以CK6140普通数量机床为具体研究对象，详细探讨其电气化、自动化控制的改造。通过上文对机床改造方案和结构功能的分析，可以确定整个机床电气化、自动化改造，一共需要实现14个系统输入，9个系统输出。结合控制要求，这里选用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC，输入回路采用24V直流电源供电方式。根据对数控机床的各模块控制功能的分析，选用合适的接触器、继电器、开关、辅助触点等电气控制元件，与PLC共同实现对电气设备的控制，比如PLC通过接触器控制电机模块，PLC通过继电器控制电磁阀等部件，从而完成基于PLC控制的数控车床电气化改造。

4 结语

篇8

中图分类号：TD5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（a）-0045-01

对胶带机运输系统的集中控制及其相关问题进行研究与阐释，不仅事关胶带机使用效率的正常发挥，而且也事关矿山企业生产效率的提高。因此，有必要结合现有胶带机运输系统的集中控制实践，根据企业的生产需求与相关的自动化技术的发展，对其现存的问题进行科学地分析与客观地说明。从而提高胶带机运输系统的使用效率，推动胶带机运输系统的自动化水平。

1 胶带机运输系统的研究现状

1.1 分析现状的资料准备

为了充分地了解胶带机运输系统集中控制的研究现状，通过以下的方法来搜集相关的研究资料。首先，在知网上，以“胶带机运输系统”和“集中控制”为关键词进行相关的论文搜索。然后再针对搜索的结果，以论文刊发期刊的质量为标准，特别是核心期刊所载的论文更是研究分析的重点资料。其次，在此基础上，又以“下载”次数为标准，选择一批重点论文作为研究资料。因为知网上所统计的论文下载次数，不仅可以再现研究者关注的焦点所在，而且还能表明相关论文所阐释问题的影响力。

1.2 研究现状的具体分析

下边简单列举相关的研究论文：廉建国发表于《煤碳学报》的、名为《影响胶带机运输系统效率的因素探索》的文章，下载次数达到了106次；付征耀、罗福盛发表于《钢铁技术》的、名为《胶带机通廊系统钢结构设计》的文章，下载次数已达到了80多次；特别是2012年来源于会议数据库的、单福友的文章《胶带运输系统控制技术研究与应用》一文，更是大家关注的焦点。再如，郝榕、谭得健、王树胜、费运河的、名为《井下胶带机运输地面集中控制系统的应用》以及田刚发表于《电子世界》的文章《煤矿胶带机PLC集中控制系统的设计研究》一文。

虽然，在此不能穷尽我们为了分析胶带机运输系统集中控制的研究现状所阅读的各篇论文，但是，从上边简单的列举中，却可以发现这样的问题：首先，胶带机运输系统的集中控制的研究，必然要涉及到整个系统的各个环节。特别是从表面上看，《胶带机通廊系统钢结构设计》一文似乎与对胶带机运输系统的集中控制无关，但是，作为对胶带机运输系统集中控制产生重要影响的环境问题，也不容在具体的集中控制研究中所忽视。其次，作为一种集中控制研究，对胶带机运输系统的集中控制研究，必然要考虑到最后集中控制系统的运行效率问题。如何提高系统的运行效率，只有在设计之初对其就给予关注，才是最佳的解决办法。最后，胶带机运输系统的集中控制研究，其核心问题是相关的技术研究。就如《胶带运输系统控制技术研究与应用》、《煤矿胶带机PLC集中控制系统的设计研究》这几篇文章所涉及的问题一样，如何把具体的技术应用于集中控制实践是研究者在技术层面研究的重点。

2 胶带机运输系统的集中控制研究

2.1 研究思路

通过上边的研究现状分析，可以看出，在目前的胶带机运输系统集中控制的研究主要涉及到两个层面的研究问题。即，从技术的层面上讲，涉及到某一技术或者说某自动化研究成果的具体运用，如PLC集中控制系统的设计应用问题；从研究的思路层面讲，或者说从整个胶带机运输系统的集中控制所涉及的具体问题出发，探讨相关的问题。如影响控制系统效率问题的分析，保证整个控制系统正常运行所需要的外部环境问题。前者可以称作是微观层面的研究，后者可以称为宏观层面的研究。然而无论是宏观层面的研究，还是微观层面的分析，都是研究胶带机运输系统集中控制的关键。

2.2 研究的核心问题分析

结合上边的分析，下边从宏观的层面，对胶带机运输系统的集中控制研究的核心问题进行逐一的阐释和分析。

（1）胶带机运输系统的集中控制所需要的研究问题可以简单地分为两类。一类是集中控制正常运行所需要的技术问题。包括整个运输系统每一个组成部分所需要的技术问题和整个集中控制所需要的技术问题。换而言之，在这个集中的控制中，需要根据每一个组成部分的运行特点，进行相关的技术设计。如，针对控制单元的技术设计、针对信息传送网络的通讯技术，特别是对于远程集中控制而言，通讯技术更为关键。再如，针对集中控制中心而言，面对众多的仪器、设备，研究者更需要相关的技术作为保障。其次，胶带机运输系统的集中控制还涉及针对故障处理的技术问题。特别是系统对故障的发现能力，直接关系到整个集中控制系统的运行效率和安全保障。

（2）胶带机运输系统的集中控制的相关研究还要涉及到具体的企业生产环境。这一点思考，是阅读《影响胶带机运输系统效率的因素探索》的感悟。生产者之所以要对在相关的生产中运用胶带机，之所以在运用的基础上还在实现对其整个运输系统进行集中控制，目的是非常的明确，即，提高工作效率。然而，胶带机运输系统的运用过程中，究竟有哪些因素会对其集中控制产生影响，这是设计中必须关注的问题。否则，即使你的设计再科学、再高效，也会在具体的运用实践中达不到其最初的设计目的。因此，研究者还要在具体的设计与运用中，考虑到胶带机使用企业的具体生产环境以及其员工的素质。一句话，企业的生产环境也是集中控制研究中必须考虑的核心问题。

总之，胶带机运输系统的集中控制有许多问题值得每一位研究分析和研究。这些问题，不仅是其技术层面的问题，也有研究者对现有胶带机运输系统的集中控制实践进行反思得出的宏观分析。特别是后者，它更能为技术层面的更新提供参考的依据。

参考文献

篇9

 

0 前言

FA 506型环锭细纱机是目前国内纺织机械厂大量生产的一种细纱机，通常采用传统PLC控制，自动化程度高，操作简单，成纱质量较好，便于管理。论文写作，FPGA。但传统PLC控制系统也存在固有的缺陷，由于PLC是一种通用控制器，应用到纺织机械控制系统作为现场控制装置有其局限性，需做许多硬件和软件上的改进工作，配置额外的设备和电路。论文写作，FPGA。同时PLC本身存在严重的缺点，主要是PLC的软、硬件体系结构是封闭而不是开放的，绝大多数的PLC是专用总线、专用通信网络及协议，编程虽多为梯形图，但各公司的组态、寻址、硬件结构不一致，使各种PLC互不兼容。同时，PLC配合PC机控制系统监控程序的实时性、开放性和可靠性无法得到保障，其通信速度慢和PLC专用联网模块的设计也是一个很大的问题。

1 系统总体设计

本嵌入式PLC系统利用FPGA设计为高性能的嵌入式处理器，采用了基于VHDL语言的自顶向下的模块化设计方法，顶层设计使用原理图输入。并利用Visual C++实现了编译型PLC上位机软件，最后用QuartusⅡ进行仿真，并将以处理器为核心的嵌入式系统应用于FA506型环锭细纱机的改造。论文写作，FPGA。论文写作，FPGA。测试表明，该处理器能准确且快速的响应嵌入式PLC的逻辑指令，能满足工程技术指标，且较传统的PLC处理器更灵活，集成度更高。

2 嵌入式处理器设计

2.1 控制器设计

控制器的形式主要有组合逻辑控制器和微程序控制器两种，与组合逻辑控制器相比较，微程序控制器具有规整性、灵活性、可维护性等一系列优点[1]，在计算机的设计中使用比较普遍，本控制器的设计采用的也是微程序控制器。微程序控制的基本思想，就是仿照通常的解题程序的方法，把操作控制信号编成所谓的“微指令”，存放到一个只读存储器里。当机器运行时，一条又一条地读出这些微指令，从而产生全机所需要的各种操作控制信号，使相应部件执行所规定的操作。微程序控制器主要由控制存储器(CM)，微地址产生逻辑，微地址寄存器(uAR)，微指令寄存器(uIR)等组成。

该处理器指令采用十位二进制编码格式。每条机器指令对应一段微程序，一段微程序包含若干条微指令，微程序的设计就具体地可落实到微指令的设计[2-3]，微指令中的控制字段作为控制命令控制计算机的操作，控制字段给出的微命图1 系统结构图

令应包含计算机操作的所有微命令，对微命令给出和表示的方法与所采用的编码方式有关，常用的微命令表示方法有直接表示法、编码表示法、和混合表示法，该设计采用的是将直接表示法和编码表示法混合使用的混合表示法。

控制存储器中存放的是各指令所对应的微程序，它可以用FPGA中的LPM_ROM模块来实现，当clock上升沿到来时，rom就把address所对应的地址中的值输出。

微地址产生逻辑主要是根据微指令中的测试位及其他相关的条件来控制微地址的产生，它是根据一定的逻辑功能用VHDL语言编写的，并且经过编译和综合后生成的模块。

2.2 运算器设计

运算器是用来对输入的数据进行算术和逻辑运算的部件，该ALU具有三输入和两输出。2.3RAM设计

RAM用来存储用户程序，它可以用FPGA中的LPM_RAM_DQ模块来实现。其中，wren是读写控制端，当wren=0时为读允许，这时在同步时钟clock的上升到来时沿将address所对应的地址中的内容给输出端；当wren=1时为写允许，这时在同步时钟clock的上升沿到来时将data端的数据写入到address所指明的地址中。论文写作，FPGA。

3 软件设计与仿真

编译型PLC下载到下位机的程序，是在上位机编译系统中编译过的程序。该程序下载到下位机后，可以直接执行，而不再需要解释；并且可以一次编译，多次执行。这种机制在上位机就完成了编译的工作，下位机通过加载程序就可以直接执行，从而节省了很多时间。这种执行机制的编辑环境和解释型PLC的编辑环境基本相同，也包含了硬件配置模块、网络设置模块、梯形图和语句表的编辑模块等，但不同的是其增加了对指令的编译处理部分[4-5]。经过编译处理，在上位机完成把应用程序转化为嵌入式机器码的工作，然后通过编译系统的串口下载功能将这些连续的机器码下载到下位机。

图4 程序仿真

为了测试指令的运行情况，本文给出了一段基于QuartusⅡ的程序仿真。仿真时给出了10位输入数据indata='1110000101'，I0. 0~I0. 4分别对应着该数据的第0位~第4位，同样Q0. 0和Q0. 1分别对应着输出端子的第0位和第1位。仿真结果的图4中：T1，T2，T3，T4为4个时钟节拍信号，out0和out1分别对应着输出端子Q0. 0和Q0. 1，因为I0. 0和I0. 2为1， I0. 3和I0. 4都为0，因此程序运行的最后结果应该是Q0. 0和Q0. 1都为1，并且从图4可以看出，仿真结果与此相同，程序运行正确说明所设计的微处理器及其指令正确可靠。

本文所设计的PLC微处理器具有很强的可修改性和可移植性，并且优化升级也很方便，可以根据特定的需要方便地增删指令和I/O端口的数量，这比传统的PLC具有更大的灵活性。另外，由于FPGA具有很高的密度，能够集成很大的系统，因而极大地提高了系统的可靠性。

4 系统在细纱机上的应用

传统的络纱技术在卷绕速度增加时，纱线质量相应下降。在PLC微处理器中采用PID（比例- 积分- 微分）算法进行调节，可以控制纱线前后张力保持稳定一致，使一个筒子上纱线张力稳定均匀，可减少纱线毛羽波动。另一方面采用FPGA的快速运算功能控制气圈控制器、气圈破裂器，以减少纱线退绕时气圈过大与空气及周围的零部件的摩擦碰撞，使纱线张力始终能保持稳定，从而减少毛羽的产生。通过对FA506细纱机嵌入式PLC改造，实现了3mm毛羽指数由原来的6.5个降低到4.5个。

细纱工序是影响条干均匀度的关键工序，生产中应根据产品的特点、纺纱原料的性质、粗纱的结构以及所使用的牵伸装置型式，通过对比纺纱试验，确定合理的嵌入式PLC工艺参数。当成纱质量要求较高但又缺少必要的有效措施时，总牵伸和局部牵伸分配不宜接近机型允许的上限，应以偏小掌握，以利于提高成纱条干。罗拉隔距、喂入粗纱的定量、牵伸型式均应与局部牵伸倍数相适应。论文写作，FPGA。罗拉加压应稳定、均匀，以确保稳定的牵伸效率。通过对FA506细纱机嵌入式PLC改造，实现了细纱条干（ CV 值）由原来的17.5%降低到16.8%。

FA506细纱机电气控制系统采用嵌入式PLC控制整个纺纱过程，提高了控制精度，解决了生产管理方面存许多缺陷。利用“提高软件设计水平来整合硬件”原则，降低了系统成本，单机实现每吨纱用电由原来的1550度降低到1350度，提高了产品盈利能力，具有广阔应用前景。

参考文献：

【1】李济顺,姜存学,梁春安,等.用VisualC++实现的嵌入式PLC梯形图编辑软件[J].河南科技大学学报:自然科学版,2006,27(5):50-54.

【2】周荣.基于FPGA的嵌入式CPU的VHDL建模和设计[J]浙江工业大学学报,2006,34(5):550-553.

【3】韦忠善,朱海燕.基于FPGA的精简指令CPU的实现[J].广西梧州师范高等专科学校学报,2005,21(1):90-94.

【4】罗燕华.嵌入式软PLC技术的研究与实现[D].武汉:华中科技大学,2006.

篇10

    (1)根据该项目设计的要求:对系统进行了总体设计。构建了以通用 PC 机 为上位机,可编程序控制器(S7-200PLC)为下位机的控制系统。

    (2)控制软件编程:控制软件采用自适应设计,使系统的稳定性发挥到最佳 状态。采用提前量自整定的控制算法并编写了 PLC 程序,实现了提高了发油精 度的设计目标。

    (3)组态软件设计:利用组态软件实现上位机对系统的组态控制。 

    由于时间有限,本课题难免存在一些不足,需在以后的研究中进一步完善。 后续工作应集中在以下几方面:

    (1)本系统设计主要是针对中小型油库而设计的,总的发油鹤位小于十个, 如果油库的规模再大些,可以采用 S7-300PLC 作控制主站,S7-200PLC 通过 PROFIBUS 现场总线挂接在 S7-300 上作为控制从站,形成 PROFIBUS 现场总线 结构,系统的适应能力会更强大。

    (2)为了加强系统的可靠性,如果条件允许,还可以增加双设备冗余或双 机热备功能。

    (3)在原有控制程序的算法上加入人工智能方法(专家系统、模糊逻辑、神 经网络),实现智能控制,从而提高控制系统的性能。

    6 技术经济分析

    本文是针对中小型油库设计的。设计的对象是自动发油系统;设计的目的是在日益激烈的国际市场竞争面前,提高油库效率,加快周转,加强安全管理,减少人为差错,增强竟争力和提升企业形象。信息化、自动化、规范化是油库发展的必然趋势。

    以PLC为控制器投资比较大。一台西门子S7-200的PLC加上扩展模块售价为5000元;油泵每台2500元以内;电动机每台2000元,总投资为23000元。它比DCS系统和以太网系统要贵一些,但是,它以良好的人机界面、发油的稳定性和兼容性为以后的维修和长时间的使用打下了基础,后期的维修费用大大降低了。

    致谢

    本论文是老师的悉心指导下完成的,在课题进展的全过程中,宋老师精心指导,严格要求,可以说自己每一步的前进都是与老师的指导分不开的。 宋老师学识渊博、治学严谨,具有丰富的实际科研项目经验。宋老师待人热情,从不以长者自居,他是学生的良师益友。总而言之,无论是在做学问还是在做人方面,宋老师为我树立了榜样,指明了方向。

    本论文之所以能顺利完成,还要感谢同学们的热心帮助,我还要向自己的父母、亲戚和朋友表示感激,感谢他们的全力支持和鼓励。最后,我再一次向曾经支持和帮助过我的老师、同学表示衷心 的感谢!

    参考文献

    [1]  司马冰.石油化工信息化现状和发展趋势.数字化工.2004,(12):1~4

    [2]  王常力,罗安.分布式控制系统(DCS)设计与应用实例.电子工业出版社,2004:22~39

    [3]  郑晟,巩建平,张学.现代可编程控制器原理与应用.科学出版社,2002:10~22

    [4]  SIMATIC S7-200 可编程控制器系统手册.2002.4

    [5]  周万珍,高鸿斌.PLC 分析与设计应用.电子工业出版社,2004:141~173

    [6]  彭向军.基于现场环境的部队油库综合业务信息管理平台的设计与实现.中国科技大学硕士论文.2001:43~54

    [7]  王金龙.浅谈油库防爆电磁阀的选用.石油商技.2000,(2): 40~41

    [8]  高东华.新旧国家标准《石油计量表》与微机自动发油系统之分析.石油库与加油站.2000,(5):32~34

    [9]  赵翔,李着信,税爱社.自动罐装系统电液控制阀恒流调控软件包.油气储运.1997,(3):30~33