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基于PC-Based PLC的控制系统的解决策略与实例

作者:时间:2013-12-13来源:网络收藏

  2.5 信号地的处理
  正确、良好的接地可以将混入电源和I/O电路的干扰信号引入大地,消除或减小干扰的影响,是安全保护和抑制噪声的重要手段,对提高I-8000系统的稳定性、可靠性极其重要。为了尽可能减小电磁噪声影响,电源回路和控制回路要分别设立接地极。在中难免有变频器之类的功率器件,注意要将变频器散热器、电源中性线、变频器外壳和中性端、电机外壳和Y型接法中性端要可靠接于电源回路接地极上,所有接地线不可形成接地回路。变频器接地电阻越小越好,接地导线截面积应不小于4mm2,长度应控制在20m以内。屏蔽层、数字信号地接于控制回路接地极。为防止形成回路,屏蔽层应单端接地。控制器的接地线与电源线、动力线分开。I-8000最好单独接地,也可以与其他设备公共接地,但严禁与其他设备串联接地。
  3 实际应用案例
  在小型石油公司中,要进行大量的油料计量工作如轻油、0#汽油、90#汽油等,其计量过程往往是车队从货运站拖回公司后经公司磅房过磅称毛重、卸料、车辆出厂时,再过磅称车重等等,过磅过程、手续、登记极其繁琐,有时还容易出现错磅和漏磅现象,极不容易管理,并且给统计、计量工作带来了极大的困难,过磅工人的劳动强度大,经常出现车队排队过磅的现象,办事效率极其低下,为改变这种局势,采用PC-Based I-8411嵌入式控制,并配以模拟信号输入模块I-8017H、模拟信号输出模块I-8024、光隔离数字输入/输出模块I-8042、I-8060继电器输出模块以及RS232/RS485转换器I-7520,并利用计算机控制技术,为其不同的油料的进站计量、出站计量、统计等开发了一套分布式的油料计量、统计管理系统,省时又省力,深得用户喜爱。系统架构图件图2所示。
  
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  3.1 功能模块
  1)利用I-8017H的差分输入的6路分别采集运输车油罐的液位、液体温度、两个LUGB系列涡街流量变送器的流量值(备计算用,取两个流量计的平均值作为真正的流量值)、存储油罐的液位值以防液体溢出、温度等;
  2)利用I-8024的D/A功能,输出0~10V的直流信号作为Siemens公司的Micro Master通用型变频器的变频控制输入信号,以使变频器能进行V/F转换,变成0~50Hz的交变信号实时控制三相异步电机,达到使电机变频运行、促使液体恒速流动的目的。
  3)利用I-8060功率继电器输出信号实时控制各种流量继电器、流量控制电磁阀、电气接触器的开启;
  4)利用I-8042的数字I/O进行各种开关的检测与控制,同时实时检测流量继电器、流量控制电磁阀、电气接触器的闭合状态;
  5)利用I-7520作为RS-232/RS-485的转换器,使I-8411与上位机服务器的串口进行数据通信。
  3.2 安全可靠措施
  
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  1)尖峰脉冲的处理:由于在本系统中用到了大型的可控硅,其闭合与断开要产生巨大能量的尖峰脉冲,这一脉冲一旦进入信号系统中,不仅会引起的误动作,更为甚者,会烧坏控制设备、死锁控制信号输入通道。尤其是对I-8017H、I-8024、I-8042等模块影响较大,为了减少其影响,在每个控制模块的输入或输出端加入一阻容保护电路,以吸收其尖峰脉冲。同时信号地和电源地要分开。
  2)变频器过压的处理:在本系统中利用变频器拖动大惯性的牵引电机,由于变频器输出的速度比较快,而负载靠本身阻力减速比较慢,使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高,电动机处于发电状态,而变频器没有能量回馈单元,因而变频器支流直流回路电压升高,超出保护值,出现过压故障。因此必须增加再生制动单元,否则会干扰SCADA系统。
  3.3 系统功能
  1)数据显示:对每种油料以数字、棒图、曲线的方式显示实时采集的流量、温度、开关状态、电机转速等各项参数;
  2)可进行流量和总量的计算,生成日报、月报、年报等;并可存储多年的历史记录;
  3)数据修复维护:具有参数设置和数据丢失修复功能。
  4)与公司的MIS系统实时交换数据
  4 结束语
   PC-Based 的发展得益于嵌入式CPU、嵌入式操作系统和IEC-61131-3(LD、SFC、FBD、IL、ST)标准化编程语言的发展,PC-Based 具有IPC和PLC的两重特性,具有PLC的系统结构,又具有IPC的开放式架构,目前在工控界是IPC、PLC以及PC-Based PLC共存的时代,又是三者逐渐走向融合的时代,随着嵌入式CPU、嵌入式操作系统以及符合IEC-61131-3国际标准语言开发工具的发展,PC-Based PLC或嵌入式控制器将更加开放和标准化,功能将会更加强大、数据通信能力将会更强、数据处理能力更快。更能适应更加复杂的工业控制需求。

参考文献:

[1].PLCdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/PLC_1248813.html.
[2].SFCdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/SFC_2043401.html.
[3].RS-485datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/RS-485_584821.html.

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