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基于ＰＬＣ多台空调机组的自动控制设计

　　摘要：

当前屋顶式空调机组被电厂等使用单位广泛应用于集控宣，电子设备间等场所，在此环境下，通常有多台屋顶式空调机组需要进行集中控制，控制系统需要安全可靠、性能优越、操作方便等特点。

基于此，本文通过吉荣牌屋顶式空调机组的应用实例，对采用PLC模块式实现多台空调机组的自动控制设计方法进行相关探讨和简要论述。

　　关键词：

PLC；硬件配置；控制要求；控制方法；网络读写

　　一、概述

　　吉荣牌屋顶式空调机组被广泛应用于电厂、医药、军工、写字楼、商场等场所。

对于电厂来说通常有多台屋顶式空调机组需要进行集中控制，可以通过使用SIEMENS（西门子）公司生产的S7-200CN中CPU226控制器的网络读写功能，对多台屋顶式空调机组进行全天候自动控制，实现智能无人操作管理。

华能某电厂工业空调项目使用了多台吉荣牌屋顶式空调机组，本文以此项目为例，对基于PLC多台空调机组的自动化设计方法进行相关探讨和论述。

　　二、系统硬件配置

　　S7-200CN通讯端口采用RS-485信号标准9针D型连接器，同时西门子公司提供了两种类型的网络连接器，你可以很轻松的把多台设备连接到一条总线上，这些连接器有一个开关，可以选择网络所需的合适终端匹配。

（具体连接方式见《s7-200可编程序控制器系统手册》。

）

　　根据上述特点以及吉荣牌屋顶式空调机组的结构控制特点，我们采取如下的控制方案：

一台触摸屏KTP178直接与其中一台PLC相连，以这台PLC为桥梁，其他三台PLC通过这台PLC与KTP178交换数据，通讯通过网络读/写指令来实现，程序既可独立运行又可以四台相联系。

（这种方式在没有使用中继器的情况下，可以直接连接31台PLC，如果加上中继器则可以扩展至125台。

）

　　此方案的硬件配置为触摸屏KTPl78一台、CPU226四台，其中一台屋顶式空调机组为主模块单元。

配有一个模拟量扩展模块EM235、温湿度传感器及相应的电器控制部分，其余三台屋顶式空调机组作为从模块单元。

由于此方案中KTPl78直接与主模块单元交换数据，主模块单元的PLC通过网络读写与其它PLC通讯，因此其优势在于成本相对较低，可以连多台PLC，结构灵活，控制简便：

但同时随着PLC数量的增加，网络通讯速率降低，出现异常的可能性也会相应增加。

　　三、输入输出信号

　　四、控制要求反方法

（一）系统控制要求

　　1、根据当前温湿度及设定温湿度对系统采取相应控制措施。

　　2、具有故障检测与报警功能，能查询当前故障和历史故障。

　　3、系统具有定时控制，能自动开／关机组。

　　4、四台压缩机要求有轮换功能。

（二）触摸屏KTPl78要求

　　1、能查看各模块的输入输出状态。

　　2、查看当前报警和历史报警。

　　3、显示当前温湿度，并能查看温湿度曲线。

　　4、对温湿度设定等参数能进行修改。

　　5、能开／关机组，并能进行定时设定。

　　6、能对显示的温湿度参数进行校正。

　（三）控制方法的实现

　　1、机组运行控制程序的实现。

　　温湿度探头采样进来的是0-5V的信号，分别对应0-50℃与0-100％。

计算公式为：

T=A／32000×50,H=A／32000×100（A表示采样值）。

然后根据温湿度设定值控制压缩机、加热器、加湿器的运行。

　　2、报警处理

　　在KTPl78的报警信息栏里写上如下信息：

　　0001机组1送风机过载

　　0002机组1风压故障

　　0017机组2送风机过载

　　0018机组2风压过载

　　对于历史故障，在KTPl78里的list（historyalarm）中写上：

　　1　机组1送风机过载

　　2　机组1风压故障

　　13　机组2送风机过载

　　14　机组2风压故障

　　48　机组4积水报警

　　3、设定温湿度等参数、当前温湿度读取处理

　　在主模块中，将采样得到的温湿度值用网络写指令写入从模块。

在从模块中。

用网络读指令读取温湿度设定值等其他一些参数设定值。

　　4、压缩机轮换处理

　　在从模块中，用网络写指令将压缩机运行时间写入主模块，在主模块中，根据每台压缩机运行时间，分别列出四种不同的压缩机启动顺序分别进入四个不同的控制子程序。

　　5、输入、输出状态处理

　　在每个从模块中分别列出它的输入输出状态，再用网络写指令写入主模块中。

　　在KTPl78中再做一个模块选择点，根据用户选择模块，将相应模块的I／O状态信息显示在触摸屏KTPI78上。

　　五、流程图

　　主模块：

　　六、结论

　　对于屋顶式空调机组，其特点在于现场安装方式简易，组合方式灵活多样，可以满足不同用户的不同需求，西门子PLC模块式的设计、灵活多样的组网方式恰好符合多台屋顶式空调机组的控制要求。

吉荣牌屋顶式空调机组采用西门子控制器及相应组网方式后，能很好的达到控制要求，充分体现屋顶式空调机组的优点，完成其相应的功能。

基于ＰＬＣ的数控机床电气控制研究

　摘要:

主要对高精度PCB数控机床的电气控制系统进行介绍,提出了电气控制系统总体方案以及设计框架。

并详细介绍了高精度PCB数控机床的电气控制系统的硬件设计和各功能模块。

系统采用SIMOTIOND、变频器、电机、光栅尺构成全闭环控制系统。

同时为了提高生产率而采用工件自动夹紧、机械手自动换刀、断刀检测等多种功能,实现机床监控的自动化。

　　关键词:

数控机床;电气控制;可编程逻辑控制器;抗干扰

　　PCB数控钻床是用于对PCB板进行加工的一种机床,其本质是通过对孔进行平面定位来控制微孔加工钻床。

一般运动执行方式有两种:

一种是采用伺服电机或者步进电机和滚珠丝杠作为运动执行部件,第二种是通过直线电机直接带动工作台运动。

新的电气控制系统设计采用模块化的设计技术,从机床的机械部分、控制系统的硬件和软件方面进行全新的设计。

可以实现高精度的闭环控制,高可靠的状态控制,高效率的加工方式以及友好的人机界面。

　　1电气控制总体设计

　　1.1机械设计

　　总体布局采用X、Y轴分立式结构,装配简单,两方向运动质量基本相同。

X、Y轴的电机带动滚珠丝杠旋转,通过螺母副带动工作台在X、Y方向上移动。

Z轴结构对于高速钻孔极其重要,设计和制造严格保证驱动电机主轴和钻孔主轴共线。

采用上端固定下端悬臂丝杠结构,采用弹性联轴器。

滚珠丝杠和导轨采用国际知名品牌。

机床底座,横梁,工作台采用全花岗石,保证高精度稳定性和温度稳定性。

　　1.2电气控制原理

　　机床基本工作原理如下图1所示:

　　这个系统的工作原理是,机读取文件信息,把数据传递给SIMOTIOND,再根据这些收到的数据控制电机模块驱动电机带动工作台进行位置控制,光栅尺实时检测工作台的位置信息并传递给SIMOTIOND,实现对工作台进行位置调整满足对位置的精度要求。

由于光栅尺信号不能直接识别,所以通过传感器模块转换为标准的信号传递给SIMOTIOND。

被接收到主轴的转速信息通过模拟量模块输出一个相应的电压控制变频器驱动主轴转动。

工作台的工作状态可以通过多个传感器如接近开关、断刀检测传感器、深度检测传感器等检测到并传入系统。

这些传感器的信号先送到扩展模块中,再送入SIMOTIOND中,运用强大的工艺处理、逻辑处理能力,对这些信号进行处理,从而完成整个的加工任务。

　　2PCB数控机床电气控制

　　为了实现较高的控制精度,采用变频器、电机、光栅尺构成全闭环控制系统。

同时为了提高生产率,数控机床具有工件自动夹紧、机械手自动换刀、断刀检测、通信检测自动建立通信连接以及刀位检测等多种功能,实现机床监控的自动化。

　　2.1硬件结构

　　数控机床是由上位机软件、下位机软件、硬件电路和机械部分组成。

硬件电路负责机床的驱动、各部分之间信息的传递以及系统的保护等。

（1）机械手换刀。

　　机械手为气动型有两个自由度,向上伸出机械臂和刀具加紧。

分别通过对电磁阀的开关控制实现对机械手气缸进气控制使机械手可以自由的伸出、收回、加紧刀具和松开刀具。

为了刀具被正确的放回刀库,机械手的伸出长度可以由SIMOTIOND控制,实现方式为机械手的运动活塞带有磁性,在气缸外壁安装磁性感应开关,当机械手运动到某一位置时感应开关接通,SIMOTIOND收到信号后立即关闭机械手的进气路达到机械手限位目的。

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（2）断刀检测。

　　短刀检测采用光纤传感器,为OC门形式,三根接入线可以直接接24V电源,信号线可以通过电阻介入24V构成电平输出。

传感器的一根光纤输出一束红外线,另一根光纤接受这束红外线,这样可以通过是否被遮挡判断道具是否失效。

其原理图如图2所示。

　　2.2系统功能模块

　　软件的设计是整个系统的组成部分,是硬件按照要求工作的指挥者。

下位机软件是运行在序,负责从上位机接收数据并控制执行部件工作和检测机床状态的任务。

已经组态好轴以后就可以通过程序对轴进行操作。

SIMOTIOND内部程序是由操作系统调用的,SCOUT为我们提供了大量的功能块方便调用。

（1）轴使能功能块。

　　此功能块主要是对即将启动的轴进行初始化。

在启动一根轴之前必须先对此轴进行使能。

步骤为在中选择要使能的轴,选择使能方式。

（2）轴的位置控制功能块。

　　轴的位置控制功能块是驱动一根轴运动到指定的位置。

　　（3）轴的回零功能块。

　　对于非绝对值编码器,每次系统上电轴必须回零以确定轴的当前位置。

　　（4）关闭轴功能块。

　　在轴不再启动时可以关闭轴。

在关闭轴后如果在操作轴运动是非法的会造成停机。

　　2.3调试结论

　　本系统具有6根轴,使用了接近开关、深度检测传感器、机械手、压力传感器和变频器等多种输入输出器件,各器件之间的相互融合性对系统的性能具有决定性作用。

所以本系统的调试工作极为重要。

经过空载调试、主轴调试、传感器工作参数调试、自动换刀和上位机控制调试,可以知道,高精度PCB数控机床的电气控制系统是成功的,具有高的可靠性和抗干扰能力,具备较高的动态特性与快速反应能力。

其中电机调试中的低速鸣叫与其载波频率相关,而一般鸣叫则与其电流增益相关,严重的振动则是伺服增益参数需要较大调整,也就还需要进一步努力。

　　参考文献

　　[1]寥常初.PLC编程及应用[M].北京:

机械工业出版社,2005,（7）.

　　[2]邱公伟.可编程序控制器网络通信及应用[M].北京:

清华大学出版社,2000,（7）.

　　[3]王永华等.现代电气控制及应用技术[M].北京:

北京航空航天大学版社,2005,（3）.

　　[4]任玉田.机床计算机数控技术[M].北京:

北京理工大学出版社,1996,（9）.

　　[5]熊幸明.控制系统接地抗干扰技术的研究[J].低压电器,2004,（6）.

转贴于中国论窑炉系统ＰＬＣ抗干扰工业设计分析

tt　摘要:

在工业环境中,PLC抗干扰设计在PLC控制系统设计中占有十分重要的地位,对干扰源进行了详尽的分析、论述,从硬件和软件两方面阐述了PLC控制系统的抗干扰设计方法。

　　关键词:

PLC;干扰源;抗干扰设计

　　1PLC控制系统中电磁干扰的主要来源

　　1.1来自电源的干扰

　　工业现场种类繁多的动力设备的启停运转,可能引起电源过压、欠压、浪涌、下陷及产生尖峰干扰,这些干扰均会通过耦合到PLC系统的电路,给系统造成极大的危害。

同样,这些干扰源也能以电磁