基于PC－Based PLC的控制系統(tǒng)的解決策略與實(shí)例
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2.5 信號(hào)地的處理
正確、良好的接地可以將混入電源和I/O電路的干擾信號(hào)引入大地，消除或減小干擾的影響，是安全保護(hù)和抑制噪聲的重要手段，對(duì)提高I-8000系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性極其重要。為了盡可能減小電磁噪聲影響，電源回路和控制回路要分別設(shè)立接地極。在控制系統(tǒng)中難免有變頻器之類的功率器件，注意要將變頻器散熱器、電源中性線、變頻器外殼和中性端、電機(jī)外殼和Y型接法中性端要可靠接于電源回路接地極上，所有接地線不可形成接地回路。變頻器接地電阻越小越好，接地導(dǎo)線截面積應(yīng)不小于4mm2，長(zhǎng)度應(yīng)控制在20m以內(nèi)。屏蔽層、數(shù)字信號(hào)地接于控制回路接地極。為防止形成回路，屏蔽層應(yīng)單端接地?？刂破鞯慕拥鼐€與電源線、動(dòng)力線分開(kāi)。I-8000最好單獨(dú)接地，也可以與其他設(shè)備公共接地，但嚴(yán)禁與其他設(shè)備串聯(lián)接地。
3 實(shí)際應(yīng)用案例
在小型石油公司中，要進(jìn)行大量的油料計(jì)量工作如輕油、0＃汽油、90＃汽油等，其計(jì)量過(guò)程往往是車隊(duì)從貨運(yùn)站拖回公司后經(jīng)公司磅房過(guò)磅稱毛重、卸料、車輛出廠時(shí)，再過(guò)磅稱車重等等，過(guò)磅過(guò)程、手續(xù)、登記極其繁瑣，有時(shí)還容易出現(xiàn)錯(cuò)磅和漏磅現(xiàn)象，極不容易管理，并且給統(tǒng)計(jì)、計(jì)量工作帶來(lái)了極大的困難，過(guò)磅工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，經(jīng)常出現(xiàn)車隊(duì)排隊(duì)過(guò)磅的現(xiàn)象，辦事效率極其低下，為改變這種局勢(shì)，采用PC-Based PLC I-8411嵌入式控制，并配以模擬信號(hào)輸入模塊I-8017H、模擬信號(hào)輸出模塊I-8024、光隔離數(shù)字輸入/輸出模塊I-8042、I-8060繼電器輸出模塊以及RS232/RS485轉(zhuǎn)換器I-7520，并利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，為其不同的油料的進(jìn)站計(jì)量、出站計(jì)量、統(tǒng)計(jì)等開(kāi)發(fā)了一套分布式的油料計(jì)量、統(tǒng)計(jì)管理系統(tǒng)，省時(shí)又省力，深得用戶喜愛(ài)。系統(tǒng)架構(gòu)圖件圖2所示。
3.1 功能模塊
1）利用I-8017H的差分輸入的6路分別采集運(yùn)輸車油罐的液位、液體溫度、兩個(gè)LUGB系列渦街流量變送器的流量值（備計(jì)算用，取兩個(gè)流量計(jì)的平均值作為真正的流量值）、存儲(chǔ)油罐的液位值以防液體溢出、溫度等；
2）利用I-8024的D/A功能，輸出0～10V的直流信號(hào)作為Siemens公司的Micro Master通用型變頻器的變頻控制輸入信號(hào)，以使變頻器能進(jìn)行V/F轉(zhuǎn)換，變成0～50Hz的交變信號(hào)實(shí)時(shí)控制三相異步電機(jī)，達(dá)到使電機(jī)變頻運(yùn)行、促使液體恒速流動(dòng)的目的。
3）利用I-8060功率繼電器輸出信號(hào)實(shí)時(shí)控制各種流量繼電器、流量控制電磁閥、電氣接觸器的開(kāi)啟；
4）利用I-8042的數(shù)字I/O進(jìn)行各種開(kāi)關(guān)的檢測(cè)與控制，同時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)流量繼電器、流量控制電磁閥、電氣接觸器的閉合狀態(tài)；
5）利用I-7520作為RS-232/RS-485的轉(zhuǎn)換器，使I-8411與上位機(jī)服務(wù)器的串口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
3.2 安全可靠措施
1）尖峰脈沖的處理：由于在本系統(tǒng)中用到了大型的可控硅，其閉合與斷開(kāi)要產(chǎn)生巨大能量的尖峰脈沖，這一脈沖一旦進(jìn)入信號(hào)系統(tǒng)中，不僅會(huì)引起控制系統(tǒng)的誤動(dòng)作，更為甚者，會(huì)燒壞控制設(shè)備、死鎖控制信號(hào)輸入通道。尤其是對(duì)I-8017H、I-8024、I-8042等模塊影響較大，為了減少其影響，在每個(gè)控制模塊的輸入或輸出端加入一阻容保護(hù)電路，以吸收其尖峰脈沖。同時(shí)信號(hào)地和電源地要分開(kāi)。
2）變頻器過(guò)壓的處理：在本系統(tǒng)中利用變頻器拖動(dòng)大慣性的牽引電機(jī)，由于變頻器輸出的速度比較快，而負(fù)載靠本身阻力減速比較慢，使負(fù)載拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速比變頻器輸出的頻率所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速還要高，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器沒(méi)有能量回饋單元，因而變頻器支流直流回路電壓升高，超出保護(hù)值，出現(xiàn)過(guò)壓故障。因此必須增加再生制動(dòng)單元，否則會(huì)干擾SCADA系統(tǒng)。
3.3 系統(tǒng)功能
1）數(shù)據(jù)顯示：對(duì)每種油料以數(shù)字、棒圖、曲線的方式顯示實(shí)時(shí)采集的流量、溫度、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電機(jī)轉(zhuǎn)速等各項(xiàng)參數(shù)；
2）可進(jìn)行流量和總量的計(jì)算，生成日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)等；并可存儲(chǔ)多年的歷史記錄；
3）數(shù)據(jù)修復(fù)維護(hù)：具有參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)丟失修復(fù)功能。
4）與公司的MIS系統(tǒng)實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)
4 結(jié)束語(yǔ)
PC-Based PLC的發(fā)展得益于嵌入式CPU、嵌入式操作系統(tǒng)和IEC-61131-3（LD、SFC、FBD、IL、ST）標(biāo)準(zhǔn)化編程語(yǔ)言的發(fā)展，PC-Based PLC具有IPC和PLC的兩重特性，具有PLC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，又具有IPC的開(kāi)放式架構(gòu)，目前在工控界是IPC、PLC以及PC-Based PLC共存的時(shí)代，又是三者逐漸走向融合的時(shí)代，隨著嵌入式CPU、嵌入式操作系統(tǒng)以及符合IEC-61131-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)工具的發(fā)展，PC-Based PLC或嵌入式控制器將更加開(kāi)放和標(biāo)準(zhǔn)化，功能將會(huì)更加強(qiáng)大、數(shù)據(jù)通信能力將會(huì)更強(qiáng)、數(shù)據(jù)處理能力更快。更能適應(yīng)更加復(fù)雜的工業(yè)控制需求。
參考文獻(xiàn):
[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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