可编程控制器简称——PLC是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点,已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计,可编程控制器是工业自动化装置中应用多的一种设备。专家认为,可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一,PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。
PLC是在继电器控制逻辑基础上,与3C技术(Computer,Control,Communication)相结合,不断发展完善的。目前已从小规模单机顺序控制,发展到包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。
PLC早期主要应用于工业控制,但随着技术的发展,其应用领域正在不断扩大下面就其在公路交通领域的应用做一简单介绍:
PLC型交通灯控制器
将PLC用于对交通信号灯的控制,主要是考虑其具有对使用环境适应性强的特性,同时其内部定时器资源十分丰富,可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行jingque控制,特别对多岔路口的控制可方便的实现。目前大多品牌的PLC内部均配有实时时钟,通过编程控制可对信号灯实施全天候无人化管理。由于PLC本身具有通讯联网功能,将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理,可缩短车辆通行等候时间,实现科学化管理。
公路收费系统中的应用—PLC型车道控制机
每个公路收费站,其车道机电设备配置、型号各有不同,因此用于控制这些设备的主机—车道控制器的结构也不尽相同,通用性、可维护性较差,不利于使用及维修,以PLC作为主机开发出的新型车道控制机,不仅可使其通用性、维 护性得到大程度上的改善,还可以在使用寿命、稳定性机控制功能方面获得极大提高,具体叙述如下:
1. 对棚灯及雾灯的控制
如前所述,由于PLC本身具有时钟功能,通过软件编程,可对棚灯、雾灯进行无人化、智能控制。
2. 对费额显示器的控制
PLC本身具有上位机接口,可接收上位收费计算机下传的数据,而PLC具有各种译码指令,可将接受的数据转换成七段显示码,输出给LED数码管进行数据显示。
3. 对挡车器的控制
将PLC用于对挡车器进行控制具有以下几方面的优势 。
(1)使用寿命长:从目前反馈情况看,目前挡车器控制电路的使用寿命大部分均不足五年这与其电路设计、元器件选型、工作环境及控制方式等因素有关,是其本身无法克服的固有缺点。PLC作为工业控制单元,应用于各种控制环境,内部电路、机械结构设计极为精良,所用器件均选用标准工业级产品,其使用寿命一般可保证在十年以上。
(2)性能稳定可靠,抗干扰性好:PLC应用于各种工业控制现场,其硬件及软件设计均考虑到各种生产环境,其电压适用范围很宽,具有极强的抗电磁干扰、抗震动、抗高温、高湿等特性,性能极为稳定、可靠。
(3)功能强大,实现灵活,可扩展性好:PLC型挡车器作为老型号挡车器的升级产品,其功能得到极大增强,目前可实现的功能有:自动抬杆、自动落杆、防砸车、防砸人、各种情况的自动报警、设备保护及故障识别等。以上功能可实现各种组合,并可根据实际需要改变上述功能的控制过程及方式,并可根据使用者要求在不增加或少增加硬件的基础上开发新的控制功能。
(4)良好的性价比:虽然PLC型挡车器的性能及功能较现有挡车器有极大提高,但其成本的增加与其性能的提高并非成线性关系,所以无论将其作为整机用于新品开发,还是作为老设备改进均有其良好的性价比。
PLC作为一门控制技术在我国已有近二十年的应用,并已从工业控制逐渐向其他行业扩展,相信随着其本身性能的不断提高,其应用领域将不断拓宽,了解及掌握这一控制技术,将使我国的自动化控制技术得到更广泛的应用与发展。
一、概述
本文介绍了艾默生公司EC20 PLC在老化房控制系统中的应用并着重介绍该产品的PID闭环功能在恒温控制上的实现和强大的网络通信功能对EMERSON EV2000变频器运行控制的实现。该老化房控制系统是家电,电子,电脑行业产品生产检测的重要设备,也是产品生产合格检查的重要环节。该系统采用EMERSON EC20 PLC和多台EV2000变频器,实现对室内温度和变频器运行的集中控制。
二、 老化房控制系统工艺要求:
老化房结构如图所示:

具体要求如下:
1, 该系统所控制的老化房面积达16×30M,要求控制范围在20-55℃,控制精度达±5℃,能够在上位机对温度设定/显示/保存;(加湿控制采用单独进行和PLC无关)
2, 该系统有3个风机,用于进风,回风和排风;有4个风闸:新风闸,回风闸,排风闸,防火闸;2个防尘过滤网;6个火灾报警点;
在正常情况下(温湿度),关闭进风阀和排风阀,停止进风电机和排风电机,打开回风阀和防火阀,启动回风风机,保持老化房内回风循环;
在高温情况下,排风阀和进风阀打开,启动排风电机和进风电机,抽出部分空气;
在火灾报警情况下,防火阀关闭,回风禁止循环,全部从室内抽出;同时排风阀和进风阀打开,启动排风电机和进风电机,抽出室内空气;
3,其他要求省略;
三、 工作原理:
PLC系统结构如下:

EC20PLC设备的I/0接线如图:

工作原理:
根据老化房工艺要求组成如上图控制系统:上位机采用台湾研华IPC(工控计算机);监控画面采用亚控公司的KINGVIEW软件,该软件操作简单,元件形象丰富,性能稳定;核心控制部分采用EMERSON EC20-2012BTA类型的PLC和4个温度采集模块(EC20-4TC,接受K型温度信号);传动采用EMERSON EV2000通用型变频器。
在设备连接方面,EC20 PLC充分体现了自身的优势,由于EC20 PLC本身带有2个串行通信口(1个RS232口,集成自由协议/编程协议/MODBUS从站协议,1个RS232/485口,集成自由协议/MODBUS主站/从站协议),EC20 PLC利用COM0口和IPC进行通信(EC20 PLC做从站,设置成MODBUS从站协议),利用COM1和多台变频器组成网络进行集中控制(EC20 PLC的COM1设置成MODBUS主站协议)。
IPC为整个系统的人机接口,IPC读取PLC采集的系统运行状态如各风机的运转状态,各测温点温度,报警状况并显示在监控画面上,IPC又把各种操作命令传给PLC以控制系统的运行,如温度的设定,PID参数设定,各种阀门的开闭,变频器的启动、停止等设定。并且可以实时监控整个系统的工作运行状态、动作过程及故障报警等,IPC还可以根据设定对采集的数据进行保存打印。
在系统设计中,EC20 PLC为整个系统的核心,执行各种系统操作及计算,EC20 PLC根据工艺要求和现场状况进行逻辑判断,开闭各种阀门和启停各风机;同时利用自身的PID功能对温度进行控制,具体方法后面描述。
EV2000系列变频器自带RS485接口的通讯单元,符合RS485通讯规范,用于实现PLC与多台变频器的联网。根据MODBUS通讯协议,我们可以通过RS485网络轻松实现对变频器的运行控制。由于RS485通讯链路传输距离远、配线简单、抗干扰能力强、可靠性高,因此在设计中,我们省略了变频器的外部起停控制线路,对变频器的所有控制都通过RS485通讯链路来完成,达到了经济高效的目的。
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