選煤廠PLC集中控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究

周亞軍

摘要：在當(dāng)前的知識(shí)經(jīng)濟(jì)新時(shí)代高速發(fā)展的推動(dòng)下，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)水平得到了快速的發(fā)展與應(yīng)用。PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用就是其中一個(gè)典型代表，尤其是該控制系統(tǒng)技術(shù)在煤礦選煤系統(tǒng)中所發(fā)揮的作用尤為突出。而本文從PLC集中控制系統(tǒng)的基本原理入手，在分析了其主要組成和相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上分析了其在選煤廠應(yīng)用的主要方法、作用及優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：選煤廠;PLC;集中控制系統(tǒng);應(yīng)用

1引言

可編程控制器簡(jiǎn)稱(chēng)為PLC，是一種依賴(lài)于計(jì)算機(jī)技術(shù)、繼電器接觸技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而成的一種新型工業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)器件。剛開(kāi)始，這種控制系統(tǒng)裝置設(shè)備只能夠完成幾個(gè)比較容易的功能，列如算數(shù)功能、計(jì)時(shí)功能、計(jì)量功能等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，將更先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用與PLC中，這也使得PLC具有更多智能功能，比如，通信聯(lián)網(wǎng)以及智能算術(shù)運(yùn)算?？删幊绦蚩刂破鞯膽?yīng)用在中國(guó)已經(jīng)有幾十年的歷史，在幾十年的勘探，使用這種技術(shù)在各種工業(yè)生產(chǎn)逐漸成熟，然而，這種控制器和形式的大規(guī)模應(yīng)用編程技術(shù)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，這也是我們一般技術(shù)人員應(yīng)該做出更大努力研究和開(kāi)發(fā)的方向

工業(yè)生產(chǎn)有許多重要過(guò)程環(huán)節(jié)，技術(shù)工程就是其中之一。產(chǎn)品的質(zhì)量在很大程度上取決于這一工藝的精度。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在我國(guó)的逐漸成熟發(fā)展，應(yīng)用于工業(yè)技術(shù)。許多計(jì)算機(jī)技術(shù)也已應(yīng)用于生產(chǎn)線(xiàn)的開(kāi)發(fā)。面對(duì)我國(guó)工業(yè)系統(tǒng)普遍存在的問(wèn)題，控制精度低，可靠性差，生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)監(jiān)測(cè)不足。采用微機(jī)系統(tǒng)和PLC通信，技術(shù)性能好，操作方便，運(yùn)行過(guò)程穩(wěn)定。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也要求企業(yè)順著先進(jìn)科學(xué)技術(shù)方向推進(jìn)，特別是在工業(yè)工業(yè)范圍中，生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化的演變發(fā)展，是由計(jì)算機(jī)科學(xué)、工業(yè)控制理論、電子科學(xué)技術(shù)、電機(jī)控制自動(dòng)化技術(shù)及系統(tǒng)整體控制技術(shù)等得到越來(lái)越應(yīng)用廣泛的結(jié)果。這種可編程控制器已成為工業(yè)技術(shù)控制領(lǐng)域的主流先進(jìn)設(shè)備。

2系統(tǒng)的工作原理

起初發(fā)展的PLC系統(tǒng)控制設(shè)備目的主要是為了代替由以往繼電器接觸器構(gòu)成的控制裝置，但是兩者卻有著不同的工作原理。PLC控制系統(tǒng)運(yùn)用順序邏輯掃描掃描使用者的運(yùn)行方式，對(duì)于傳統(tǒng)的繼電器控制設(shè)備，則是使用并行運(yùn)行的方式。由于二者運(yùn)行方式不同，我們需要采用一定措施消除二者存在的差異，PLC一般采用微型計(jì)算機(jī)掃描技術(shù)，這樣就對(duì)于一般輸入輸出要求不高的場(chǎng)合。

2.1? 掃描技術(shù)

PLC設(shè)備運(yùn)行的工作過(guò)程大致可以分為以下幾個(gè)階段，主要包括采樣輸入、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完整的三個(gè)階段的執(zhí)行才可以稱(chēng)作掃描周期，在一個(gè)完整的掃描期間內(nèi)，其一直以反復(fù)工作完成上述三個(gè)過(guò)程。

2.2? 輸入采樣階段

在采樣輸入過(guò)程中，PLC通過(guò)掃描運(yùn)行按照順尋的讀取輸入的數(shù)據(jù)和指令，然后通過(guò)輸入輸出端口傳送至相應(yīng)的單元之中，在發(fā)送樣本后，程序在下一個(gè)周期執(zhí)行。在此期間，一個(gè)重要的結(jié)果是，即使您再次更改了數(shù)據(jù)和輸入狀態(tài)，在輸入和輸出之前發(fā)送的單元數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。由此我們可以知道若想要所有數(shù)據(jù)信息都能被讀取，我們必須使用信號(hào)寬度大于一個(gè)周期的脈沖信號(hào)，這樣才能使得都能夠被讀入。

2.3? 用戶(hù)程序執(zhí)行階段

執(zhí)行程序的過(guò)程中，PLC控制系統(tǒng)一直是按照一定的順序掃描想要執(zhí)行的程序，再次這個(gè)過(guò)程中又一直是按照一定的次序?qū)ζ浣Y(jié)構(gòu)上的控制線(xiàn)路進(jìn)行掃描包括先上后下，先左后右的原則。最后，通過(guò)以上邏輯算出來(lái)的結(jié)果，更新系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中相對(duì)應(yīng)位置的數(shù)據(jù)。

3PLC的硬件組成

PLC硬件組成部分是系統(tǒng)的主要組成部分，包括存儲(chǔ)器、中央處理器、輸入輸出端口、電源部分和通信接口等主要部分。主機(jī)部分由微處理器、存儲(chǔ)器輸入輸出單元和電源部分組成。在整個(gè)PLC控制系統(tǒng)中，微處理器作為其核心部件，在整個(gè)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。它不僅可以識(shí)別特定格式的用戶(hù)輸入指令并按照指令進(jìn)行工作，還可以識(shí)別用戶(hù)輸入指令格式的語(yǔ)法錯(cuò)誤，從而具有系統(tǒng)測(cè)試和診斷的功能。

電源部分起到的作用是把外部接入較高電壓的電源轉(zhuǎn)換成可以使系統(tǒng)正常工作的低電壓，電源通過(guò)外部接口連接，經(jīng)過(guò)PLC內(nèi)部的一個(gè)專(zhuān)用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源轉(zhuǎn)化成內(nèi)部工作電壓。用戶(hù)自己提供驅(qū)動(dòng)電源。一般的電源內(nèi)部組件會(huì)有各種鋰電池備用，以保證斷電時(shí)的正常工作。

4可編程控制器的特點(diǎn)

PLC在現(xiàn)代自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用非常普遍，已經(jīng)取代了以前的繼電器控制設(shè)備的很大一部分，這是因?yàn)镻LC具有很大的綜合優(yōu)勢(shì)。具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

4.1? 功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高

編程元件數(shù)量多，這種PLC系統(tǒng)有幾百幾千不等的元件組成，能夠完成很強(qiáng)大的功能，同樣可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)繼電器不能完成的強(qiáng)大功能，綜合看來(lái)，性?xún)r(jià)比特別高。

4.2? 硬件配套齊全，用戶(hù)使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)。

可編程控制器產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化，配備了多種風(fēng)格的硬件設(shè)備，可以由用戶(hù)直接使用。用戶(hù)可以簡(jiǎn)單配置控制系統(tǒng)，該控制器設(shè)備的安裝和布線(xiàn)方法也相對(duì)簡(jiǎn)單。接線(xiàn)端口一般用于連接外部接線(xiàn)，PLC的負(fù)載功能也非常強(qiáng)大。

4.3? 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)

以往的繼電器控制系統(tǒng)中存在有很多的中間繼電器和時(shí)間繼電器。由于觸點(diǎn)較多導(dǎo)致接觸不良，也比較容易出現(xiàn)很多毛病，PLC控制系統(tǒng)采用了很多硬件和軟件抗干擾的方法，抗干擾能力大大提升相比于以往的繼電器，從測(cè)試可以得出平均無(wú)故障時(shí)間可以達(dá)到幾萬(wàn)小時(shí)，因此可以直接使用在強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)作業(yè)中。

4.4? 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少

繼電器控制系統(tǒng)中很多的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件都被PLC控制系統(tǒng)的軟件功能替代完成，由此減少了很多錯(cuò)誤的發(fā)生，這也很大程度上降低了控制柜的設(shè)計(jì)、裝配、接線(xiàn)工作量。

除了以上優(yōu)點(diǎn)以外，還有編程方法容易掌握，程序簡(jiǎn)單，體積較小能耗低。以及具有很強(qiáng)大的與時(shí)俱進(jìn)變，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊等。

目前，PLC已廣泛應(yīng)用在鋼鐵、石油、化工、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、紡織、交通、環(huán)境保護(hù)、文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)在國(guó)內(nèi)外的使用情況大致可以總結(jié)如下：最基本的開(kāi)關(guān)邏輯控制和模擬量控制。

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