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PLC电路在备用自动投入中

时间:2011-11-10 15:19来源: 骆驼毕业论文网 作者:admin
第2章 可编程控制器控制系统 PLC是由继电器逻辑控制系统发展而来,它在数字处理、程序控制方面具有优势,PLC是为间歇生产和机械加工而一种专用计算机。PLC可采用BSDLC语言、C语言、符合逻辑流程和梯形图编程,具有复杂的数学运算、数据处理、统计报表、PLD控

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第2章  可编程控制器控制系统
PLC是由继电器逻辑控制系统发展而来,它在数字处理、程序控制方面具有优势,PLC是为间歇生产和机械加工而一种专用计算机。PLC可采用BSDLC语言、C语言、符合逻辑流程和梯形图编程,具有复杂的数学运算、数据处理、统计报表、PLD控制及处理模量等功能,其是其性能价格比很好因此PLC已成为工业控制的主要组成部分。
(1)PLC吸收DCS的优点,在算法上增加了模量运算、PLC运算、累积加法运算和电机算法运算,同时还增加了各种模量模块及相应的补尝、滤波、校正、报警等功能。
(2)PLC的结构向网络化方向发展,PLC的站间形成了网络,加增强了通信,可由主站协调各子站进行操作管理和CRT集中监视。
(3)PLC主站上可连接上位计算机,能用高级语言编程,完成图形显示、趋势分析、数据管理、故障诊断和控制报警等功能。
(4)远程智能I/O网络是PLC的另一个发展重点。
(5)PLC和IPC构成功能强大的开放式集散控制系统。
2.1继电器控制
PLC的梯形图与继电器控制线路图十分相似,主要原因是PLC梯形图的标注大致上沿用了继电器控制的电器元件符号,仅个别处有些不同。同时,信号的输入/输出形式及控制功能也是相同的,但PLC的控制与继电器的控制又有不同之处,主要表现在以下几个方面。
控制逻辑:继电器控制逻辑采用硬接线逻辑,利用继电器机械触点的串联与并联及延时继电器的滞后动作等组合成控制逻辑,其接线多而复杂,体积大,功耗大,一旦系统构成后,想再改变或增加功能都很困难。另外,继电器触点数目有限灵活性和扩展性很差。
(1)工作方式:当电源接通时,继电器控制线路中各继电器都处于受约状态,既该吸合的都应吸合,不该吸合的都应受某种条件限制不能吸合。而在PLC的控制逻辑中,各继电器都处于周期性循环扫描接通之中,从宏观上看,每个继电器受制约接通的时间是短暂的。
(2)控制速度:继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制,工作频率低。角点的开闭动作一般在几十毫米数量级,另外,机械触点还会出现抖动问题。而PLC是由程序指令控制半导体电阻来实现控制,速度极快,一般一条用户指令的执行时间在微秒数量级。PLC内部还有严格的同步,不会出现抖动问题
(3)可靠性和可维护性:继电器控制逻辑使用了大量的机械触点,连线也多,触点开闭合时会受到电弧的损坏,并有机械磨损,寿命短,因此可靠性和可维护性差。而PLC采用微电子技术,大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成,它体积小、寿命长、可靠性高。PLC还配有自检和监督功能,能、检查出自身的故障,并随时显示给操作人员,还能动态的监视控制程序情况,为现场调试和维护提供了方便。
2.2 工控计算机控制系统
工控机IPC的范围很广,本文专指以商用IBM PC个人计算机为基础的工业控制计算机。IPC与商用个人计算机的区别在于;
(1)需满足工业控制实时性的要求,能实时采集数据和处理工业过程中各种参数并把各种操作分成优先等级,能响应实时中断;
(2)高可靠性,能粉尘、高温、振动和电磁干扰严重等恶劣环境下长期可靠地运行,能抗工业电网的浪涌、闪变、跌落和尖峰干扰。
(3)具有直接连接现场输入信号和控制到现场的输出现场的能力;
(4)可维护性好,便于维修,对硬、软件故障能力强。
IPC适应工业环境应用,虽然起步晚,但发展迅速,具有下列一系列优点:
(1)运算速度快,运算能力强,能进行复杂的数学运算。
(2)与微处理器同步发展,更新换代快,容易升级,通用性强。
(3)硬盘和内存容量大,内存可扩展到64MB。
(4)支持很多硬件设备,如CD-ROM驱动器……
(5)有广泛硬件供应厂商,硬件大多是通用的、标准的。
(6)软件资源丰富,品种齐全,软、硬件开发环境有有关工具丰富,有友好的用户界面和图形显示工具。
2.3 冗余系统与热备用系统
 在石油、化工、冶金等行业的某些系统中,要求控制装置有极高的可靠性。如果控制系统发生故障,将会造成停产、原料大量浪费或设备损坏,给企业造成极大的经济损失。但是仅靠提高控制系统硬件的可靠性来满足上述要求是远远不够的,因为PLC本身可靠性的提高是有一定的限度。使用冗余系统或热备用系统就能够比较有效地解决上述问题。
2.3.1冗余控制系统
在冗余控制系统中,整个PLC控制系统(或系统中最重要的部分,如CPU模块)由两套完全相同的系统组成如图2所示。两块CPU模块使用相同的用户程序并行工作,其中一块是主CPU,另一块是备用CPU;主CPU工作,而备用CPU的输出是被禁止的,当主CPU发生故障时,备用CPU自动投入运行。这一切换过程是由冗余处理单元RPU控制的,切换时间在1~3个扫描周期,I/O系统的切换也是由RPU完成的。
2.3.2热备用系统
在热备用系统中,两台CPU用通讯接口连接在一起,均处于通电状态如图3所示。当系统出现故障时,由主CPU通知备用CPU,使备用CPU投入运行。这一切换过程一般不太快,但它的结构有比冗余系统简单。
2.4 PLC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。PLC的接地线与机器的接地端相接,接地线的截面积应不小于2mm2 ,接地电阻小于100Ω;如果要用扩展单元,其接地点应与基本单元的接地点接在一起。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰,应给PLC接上专用地线,接地点应与动力设备(如电机)的接地点分开;若达不到这种要求,也必须做到与其它设备公共接地,禁止与其它设备串连接地。接地点应尽可能靠近PLC。
 

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