【正文】 240 bytes 100 小時(shí) /典型值 (40176。目前國(guó)外 PLC應(yīng)用于自動(dòng)控制這一領(lǐng)域占 60%,應(yīng)用于數(shù)據(jù)管理占 20%,用于生產(chǎn)管理占 18%,用于人機(jī)接口占 22%。根據(jù)國(guó)外資料統(tǒng)計(jì) ,在工業(yè)控制中 80%都采用 PLC 來完成?，F(xiàn)在許多機(jī)器人制造公司選用 PLC 作為機(jī)器人控制器來控制各種機(jī)械動(dòng)作。 機(jī)器人控制 ?，F(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳遞、轉(zhuǎn)換、排序和查表、位操作等功能 ,可以完成數(shù)據(jù)采集、分析和處理。 PLC 的模擬量控制功能已經(jīng)廣泛應(yīng)用于塑料擠壓成型機(jī)、加熱爐、熱處理爐、鍋爐等設(shè)備 ,還廣泛地應(yīng)用于輕工、化工、機(jī)械、冶金、電力和建材等各個(gè)行業(yè)。 閉環(huán)過程控制。 PLC 的運(yùn)動(dòng)控制功能廣泛地用于各種機(jī)械。 運(yùn)動(dòng)控制。 PLC 取代了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng) ,實(shí)現(xiàn)邏輯控制。 PLC 就是這樣周而復(fù)始地重復(fù)上訴 的掃描循環(huán) ,達(dá)到實(shí)時(shí)控制的目的。用戶程序采取掃描工作方式運(yùn)行。由于運(yùn)算速度高 ,從 PLC 的外部輸入、輸出關(guān)系來看 ,處理過程幾乎是瞬時(shí)完成的。 （ 3） 將輸出映像寄存器的內(nèi)容送給輸出模塊 ,去控制外部負(fù)載。它的 CPU 采取掃描方式工作 ,每一次掃描完成以下工作 : 14 圖 CPU結(jié)構(gòu)框圖 （ 1） 將現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)量輸入信號(hào)和數(shù)據(jù)分別讀入輸入映像寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。 PLC 的核心作用 可編程邏輯控制器于 1969 年在美國(guó)面世 ,經(jīng)過 30 多年的發(fā)展 ,現(xiàn)在已成為最重要、最可靠、應(yīng)用場(chǎng)合最廣泛的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)。根據(jù)最近市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)，國(guó)外小型 PLC 平均每一個(gè)I/O 點(diǎn)為 14~20 美元，中型 PLC 折算每個(gè) I/O 點(diǎn)為 20~35 美元，大型 PLC 折算每個(gè) I/O 點(diǎn)為 40~80 美元。 PLC 消耗的功率只是傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的三分之一至二分之一。 PLC 本身高可靠性也保證了故障的幾率是很低的。因此，即使不太懂得計(jì)算機(jī)的操作人員，也能掌握和使 用 PLC。除了適用于離散型開關(guān)量控制系統(tǒng)外，現(xiàn)在也能應(yīng)用于連續(xù)的流程控制系統(tǒng)，從而使設(shè)備的控制水平大大提高。 PLC 不要求專用設(shè)備的機(jī)房，這為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的大量直接使用提供了方便。因此，除單機(jī)控制外， PLC 在柔性制造單元（ FMC），柔性制造系統(tǒng)（ FMS），以致工廠自動(dòng)化（ FA）中也被大量采用。不論是 PLC 和與它有關(guān)的外部設(shè)備都設(shè)計(jì)成容易集成在一個(gè)工業(yè)控制系統(tǒng)內(nèi)以及容易應(yīng)用所有計(jì)劃中的功能。 綜上所述 , PLC 不管現(xiàn)在 還是在未來的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中都將發(fā)揮其不可替代的作用 ,而且它也必將不斷向更多領(lǐng)域進(jìn)軍 ,為再一次科技革命的到來奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。有很多的 I/O 卡可以直接內(nèi)連接到 計(jì)算機(jī)總線上。軟 PLC 實(shí)際利用軟件來實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng) PLC 的功能 ,它最大的優(yōu)勢(shì)是具備柔性擴(kuò)展能力 ,用戶可以選擇不同廠家生產(chǎn)的各種硬件產(chǎn)品 ,充分利用每一軟件的最佳特性 ,組成最佳的控制系統(tǒng)。 (6) PLC 的新進(jìn)展 PLC 計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的迅速發(fā)展 ,推動(dòng)了自動(dòng)控制技術(shù)又取得了一系列 新的進(jìn)展。 (5)控制系統(tǒng)分散化根據(jù)分散控制、集中管理的原則 , PLC 控制系統(tǒng)的 I/O 模塊將直接安裝在控制現(xiàn)場(chǎng) ,通過通信電纜或光纖與主 CPU 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 PLC與 PC集成 ,即將計(jì)算機(jī)、 PLC 及操作人員的人機(jī)接口結(jié)合在一起 ,使 PLC 能利用計(jì)算機(jī)豐富的 軟件資源 ,而計(jì)算機(jī)能和 PLC 的模塊交互存取數(shù)據(jù)。 (4)向集成化、通訊化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展由于控制內(nèi)容的復(fù)雜化和高難度化 , PLC 將與 PC 集成 ,與 DCS 集成 ,與 PID 集成。這樣 PLC 執(zhí)行指令的速度將達(dá)到納秒級(jí)。所以可編程技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化勢(shì)在必行。 PLC 總的發(fā)展趨勢(shì)如下 : (1)可編程控制技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化 一種自動(dòng)化產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力主要在于其滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的程度和水平。今后 , PLC 將主要朝著以下兩個(gè)方向發(fā)展 :一是向超小型專用化和低價(jià)格方向發(fā)展 。 隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化愈來愈高的需求 ,可編程控制技術(shù)得到了飛速的發(fā)展 ,其技術(shù)和產(chǎn)品日趨完善。但從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上看 ,我國(guó)自主研制及引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的 PLC 大都屬于中低檔產(chǎn)品 ,至今沒有形成主流產(chǎn)品和完整的系列產(chǎn)品。 (5)高可靠 性 ,強(qiáng)抗干擾 ,可用于各種工業(yè)環(huán)境。 (3)編程簡(jiǎn)便 ,108 條指令功能齊全。對(duì)于國(guó)內(nèi) PLC 發(fā)展情況的認(rèn)識(shí) ,可以從江蘇嘉華實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的 dH120 系列產(chǎn)品窺見一斑 ,其主要性能有 : (1)輸入輸出從 20 點(diǎn)到 120 點(diǎn)任意配置。但是國(guó)內(nèi)產(chǎn)品市場(chǎng)占有率還不超過 10%。中型 PLC已有產(chǎn)品 。 我國(guó)的 PLC 生產(chǎn)目前也有一定的發(fā)展。 (7)提供與計(jì)算機(jī)和其它 Siemens 產(chǎn)品或系統(tǒng)的連接接口。 (5)每個(gè) CPU 上多點(diǎn)接口 (MPI) 能力 ,可同時(shí)連接編程裝置、操作員接口系統(tǒng)等等。 (3)最高系統(tǒng)計(jì)算 能力可以有 4 個(gè) CPU 同時(shí)計(jì)算。從西門子公司的 SMI ATIC S7 400 的性能可對(duì)世界領(lǐng)先PLC 窺見一斑 : SMI ATIC S7 400 是匣式封裝模塊 ,可卡在導(dǎo)軌上安裝 ,由 I/O總線和通信總線建立電氣連接 ,模塊可在工作或加電時(shí)替換或插拔 ,可快速安裝維護(hù) ,修改方便 ,其主要性能有 : (1)CPU 存儲(chǔ)器容量 64K 字節(jié) ,可擴(kuò)展到 1. 6M 字節(jié)。 2020 年 PLC 的銷售額在控制市場(chǎng)份額中超過 50% 。在 2020 年發(fā)運(yùn)的 PLC 中 , 按最終用戶分 :汽車占 23% , 糧食加工占 16. 4%，化學(xué)藥品占 %，金屬、礦山占 %， 紙漿、造紙占 %,其他占 % 。 可編程邏輯控制器的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)目前 ,全世界約有 PLC 生產(chǎn)9 廠家約 200 家 ,生產(chǎn) 300 多個(gè)品種。 90 年代 PLC 發(fā)展更為迅猛 ,各個(gè)公司在進(jìn)一步完善自己原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上 ,不斷開發(fā)出新的系列產(chǎn)品和增強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)功能。 80 年代中期世界上已有近百個(gè)廠家 ,二百多種系列機(jī)型。此時(shí)面向工程技術(shù)人員的 PLC 語言也發(fā)展成熟 ,出現(xiàn)了工藝人員使用的圖形語言。十六位微處理器和 51 系列單片機(jī)相繼問世 ,使 PLC 向大規(guī)模、高速度、高性能方面發(fā)展 ,形成了各個(gè)系列的產(chǎn)品。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,編程容易 ,具有較強(qiáng)抗干擾能力 ,因而很快取代 了矩陣式順序控制器 ,推動(dòng)了 PLC的普及和發(fā)展。 70 年代中期 , PLC 進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段 ,美、日、德等一些廠家開始采用微處理器 (MPU)作為 PLC 的中央處理單元 (CPU)來擴(kuò)大功能、提高可靠性、增加靈活性 ,且比較經(jīng)濟(jì)。從那時(shí)起 ,各個(gè)公司都相繼 朝著 PLC 實(shí)用化階段發(fā)展。這就是 PLC問世前的設(shè)想。 第三章 硬件 介紹 的發(fā)展歷史 本世紀(jì) 60 年代 ,計(jì)算機(jī)控制技術(shù)已經(jīng)開始用于工控領(lǐng)域 ,但由于技術(shù)復(fù)雜、編程不便、價(jià)格昂貴等原因 ,未能廣泛應(yīng)用。系統(tǒng)復(fù)位是整個(gè)系統(tǒng)準(zhǔn)備運(yùn)行的前提，是 PLC已經(jīng)投入到了控制系統(tǒng)中了，系統(tǒng)的操作方式大致分為兩 種，分別是手動(dòng)控制和8 自動(dòng)控制，其中自動(dòng)控制有分為自投自復(fù)和自投不復(fù) 。該系統(tǒng)的流程圖如圖 。 備自投裝置控制系統(tǒng)的組成 備自投控制系統(tǒng)是以 PLC 為核心 ，其采樣信號(hào)通過過壓繼電器、欠壓 繼電器、中間繼電器以及手動(dòng)開關(guān)和斷路器上自帶的觸點(diǎn)。 圖 采樣信號(hào) 介紹 如表 ， PLC 控制的雙路電源自動(dòng)投入裝置共用了 26 個(gè)采樣信號(hào)，分別是從低壓斷路器、過壓繼電器、欠 壓繼電器和中間繼電器采來的信號(hào) 。在此仍引用充放電這一概念 ,只是通過軟件進(jìn)行邏輯判斷以實(shí)現(xiàn)備自投充放電。 7 (6)備自投裝置只允許動(dòng)作一次。 (4)人工切除工作電源時(shí) ,備自投裝置不應(yīng)動(dòng)作。 (3)必須在斷開工作電源的斷路器之后 ,備自投裝置方可動(dòng)作。 表 采樣信號(hào)變量表 6 CPU226型的 PLC 來控制 運(yùn)行的 雙路電源自動(dòng)投入裝置實(shí)現(xiàn)相互備用 主要工作集中在以下幾方面 : (1)當(dāng)工作母線上的電壓低于設(shè)定的無壓定值 ,且持續(xù)時(shí)間大于時(shí)間定值時(shí) ,備自投裝置方可啟備自投的時(shí)間定值應(yīng) 與相關(guān)的保護(hù)及重合閘的時(shí)間定值相配合。本文針對(duì)常規(guī) BZT 裝置存在的問題，開發(fā)出了以 PLC 為核心的備用電源自動(dòng)投入裝置，該裝置充分發(fā)揮了 PLC 的智能化優(yōu)勢(shì)，功能強(qiáng)，使用靈活，維護(hù)方便，動(dòng)作定值采用全部數(shù)字化給定，進(jìn)一步提高了BZT 裝置的適用性和可靠性。 檢查線路 2 是否正常工作 PLC 停止 手動(dòng) 自投自復(fù) 自投不復(fù) 決定 QF QF2 的 斷開或閉合 4 技術(shù)綜述 傳統(tǒng)的 BZT 裝置是由電磁型、晶體管或集成電路型的電壓繼電器、時(shí)間繼電器等構(gòu)成，其功能單一，對(duì)不同的一次系統(tǒng)接線方式適應(yīng)性差且可靠性低。在此仍引用充放電這一概念 ,只是通過軟件進(jìn)行邏輯判斷以實(shí)現(xiàn)備自投充放電。 (6)備自投裝置只允許動(dòng)作一次。 (4)人工切除工作電源時(shí) ,備自投裝置不應(yīng)動(dòng)作。 圖 工藝 流程圖 (3)必須在斷開工作電源的斷路器之后 ,備自投裝置方可動(dòng)作。 備用電源自動(dòng)投入裝置的要求 (1)當(dāng)工作母線上的電壓低于設(shè)定的無壓定值 ,且持續(xù)時(shí)間大于時(shí)間定值時(shí) ,備自 投裝置方可啟備自投的時(shí)間定值應(yīng)與相關(guān)的保護(hù)及重合閘的時(shí)間定值相配合。當(dāng)運(yùn)行在 II 電源后，若 I 電源又恢復(fù)正常，控制器不再發(fā)出轉(zhuǎn)換信號(hào)， I 電源和 II 電源不分主次，互為備用。則再經(jīng)過一定的延時(shí)時(shí)間 t2（返回延時(shí)，觀察常用電源是否真正恢復(fù)正常）， PLC 發(fā)出信號(hào)將備用電源的斷路器斷開，合上常用電源的斷路器，負(fù)載仍由常用電源供電，此種控制程序稱為自投自復(fù)。當(dāng)運(yùn)行在備用電源后， 若常用電源 恢 線 路1 線 路 2 圖 硬件電路簡(jiǎn)圖 復(fù)正常 時(shí)， PLC 隨時(shí)對(duì)常用電源和備用電源進(jìn)行檢測(cè)。 自投自復(fù)的工作原理： 當(dāng) PLC 設(shè)定為“自投自復(fù)”控制程序 時(shí)， PLC 隨時(shí)對(duì)常用電源和備用電源進(jìn)行檢測(cè)?？刂葡到y(tǒng)分為四個(gè)擋位，分別是手動(dòng)、停止、自投自復(fù)和自投不復(fù)。 備用電源自動(dòng)投入裝置的原理 圖 為該設(shè)計(jì)的硬件電路簡(jiǎn)圖，該方案適用于低壓電路的相互備用 ， QFQF2 分別為線路 1 和 2 的低壓斷路器。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能全面、可靠性高、操作簡(jiǎn)單、維修方便 ,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化 。可編程控制器 (PLC)是近年來發(fā)展迅速、應(yīng)用面廣的工業(yè)控制裝置。 隨著現(xiàn)代電力工業(yè)的發(fā)展和電網(wǎng)的建設(shè)改造 ,電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大 ,結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜 ,性能要求越來越高 ,備用電源自動(dòng)投入裝置的邏輯關(guān)系有時(shí)需要根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化而改變。當(dāng)工作電源不論由于何種原因而失去電壓時(shí)，備用電源自動(dòng)投入裝置能夠?qū)⑹ル妷旱碾娫辞袛?，隨即將另一備用電源自動(dòng)投入以恢復(fù)供電， 因而能保證一類負(fù)荷或重要的二級(jí)負(fù)荷不間斷供電，提高供電的可靠性。 關(guān)鍵詞 :PLC 備用電源 自動(dòng)裝置 II Abstract Automatic standby power supply switching device is applied in power