基于PLC的高壓直流電源控制系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)

同時由于高壓設(shè)備的特殊環(huán)境，下位機(jī)現(xiàn)場的電纜合理布線是避免控制電纜在高壓區(qū)域受強(qiáng)磁場干擾以保證控制精度和可靠性的關(guān)鍵。系統(tǒng)對開關(guān)量的測控采用固態(tài)繼電器做中間環(huán)節(jié)二次觸發(fā)和接收現(xiàn)場接觸器的信號和狀態(tài)，一個具備高壓大電流測量，繼電器控制各類開關(guān)接觸器，霍爾元件傳感器感應(yīng)采集模擬量反饋信號，控制電纜采用屏蔽雙絞線穿管走線，保證了控制系統(tǒng)的可靠性。
三、控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
下位機(jī)PLC根據(jù)系統(tǒng)的控制邏輯進(jìn)行編程設(shè)計，西門子STEP7組態(tài)軟件提供梯形圖，語句表和方框圖的編程方式，采用塊編輯方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的編輯方式，用戶可以根據(jù)實際需要選用或編輯相應(yīng)的組織塊，功能塊和數(shù)據(jù)塊，調(diào)用實時性強(qiáng)，程序優(yōu)化余地大，微秒級指令執(zhí)行速度，24K內(nèi)置RAM和4M的外接存儲卡供用戶零活編譯應(yīng)用程序。圖4顯示了用戶部分應(yīng)用程序邏輯并采用梯形圖(見圖5)實現(xiàn)。

圖4 控制系統(tǒng)部分應(yīng)用程序

工控機(jī)配置組態(tài)王(KingView)進(jìn)行用戶人機(jī)通訊和操作界面設(shè)計，組態(tài)王(KingView) 是隨著對工業(yè)自動化的要求越來越高，以及大量控制設(shè)備和過程監(jiān)控裝置之間的通訊的需要，為實現(xiàn)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)而開發(fā)的組態(tài)軟件。運行在Windows 9X/NT上的一種組態(tài)軟件。用戶可以方便地構(gòu)造適應(yīng)自己需要的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，用戶編制的人機(jī)界面友好而功能全面，具備實時操作界面，實時曲線和歷史曲線顯示，并具備報警記錄和打印功能，提高了系統(tǒng)操作自動化水平。本系統(tǒng)采用的上位機(jī)通過組態(tài)王和西門子PLC的協(xié)議，以MPI通信電纜串行方式與下位機(jī)通訊，速率187.5Kb完全滿足了用戶要求。通過中間寄存器對下位機(jī)進(jìn)行尋址讀寫以完成上下位機(jī)實時通訊。本控制系統(tǒng)采用了輸入/輸出寄存器直接尋址和數(shù)據(jù)塊寄存器尋址，編程直觀方便，易于掌握。

圖5 控制系統(tǒng)部分梯型圖

四、結(jié) 論
本PLC組態(tài)控制系統(tǒng)在高壓直流電源實際使用中實現(xiàn)了傳統(tǒng)的電器控制向模塊化﹑數(shù)字化的微機(jī)自動控制轉(zhuǎn)變，簡化了諸多操作結(jié)構(gòu)，大大減少了人為誤差，提高了操作效率，增強(qiáng)了系統(tǒng)功能和可靠性，其結(jié)構(gòu)緊湊，擴(kuò)展性強(qiáng)，解決了長期以來高功率設(shè)備控制系統(tǒng)自動化程度不高的難題。亦可為其它高低壓電氣控制場合提供一個參考模式。
參考文獻(xiàn)
[1] 《Design and Simulation for The Pulse High-Voltage DC Power Supply of 1.2MW/2.45GHz HT-7U Low Hybrid Current Device System》 黃懿贇 《Plasma Science Technology》2000年第6期 ISSN 1009-0630，CN 34-1187/TL，中國合肥出版。
[2] 《西門子SIMATIC可編程控制器操作手冊》2000年產(chǎn)品手冊。C79000-G7076-C102-5D00，中國北京出版。