可编程控制

可编程控制（精选十篇）

可编程控制 篇1

电气控制与可编程控制器可作为高等院校本科电气工程及其自动化、自动化、机电一体化、计算机应用及轮机工程等相关专业的专业基础课。近年来,很多高校对电气控制与可编程控制器的教学大纲和课程标准进行了很大的调整,加强学生理论联系实际的能力,以适应社会对相关专业的人才需求标准。使学生提高学习兴趣和充分掌握电气控制与可编程控制器知识点成为齐齐哈尔大学教学改革项目之一。

1. 改革课程标准

要想电气控制与可编程控制器能够跟住其在实际应用领域领域更新的步伐,必须要经常关注自动化领域的发展并且及时调整我们的课程标准。第一步要将课本知识和现代电气控制与可编程控制器技术发展进行整合。重点在强调课程基本概念和理论的前提下减少以往的课堂练习与电路设计,加大工程实践项目的解析与小组讨论。第二步在对电气控制与可编程控制器的基本工作原理有一定程度的掌握后,分小组进行设计、分析及应用的PK,既能提高学生学习的积极性又能在实际工程项目中应用的同时保证实验实训的课时数。

2. 教学内容

在重视传统教学中的基本概念和基本理论的同时注意与实际自动化领域的实际应用相联系,故调整后内容如下:

(1)常用低压电器与实例分析

(2)基本的电气控制电路与实例分析

(3)典型机床的电气控制

(4)实际电气控制系统的设计

(5)可编程序控制器基础知识与应用

(6)可编程序控制器的工程应用及实例

(7)典型机械电力拖动控制线路

(8)交流三相异步电动机的制动控制线路

3. 实践环节

电气控制与可编程控制器依据教学内容由浅入深的原则,采用项目教学法共设计6个典型实际工程应用的实践教学项目。分别是:

4. 教学方法

在本学科的课堂教学中,将信息技术手段作为模拟教学、案例教学、讨论等教学方式的有效辅助形式。鼓励学生积极的进行自评、互评,进行班与班之间的教学交流。通过该种形式,作为促进学生自主学习的认知工具,利用信息技术所提供的自主探索、多重交互、合作学习、资源共享等学习环境,把学生的主动性、积极性充分调动起来,使学生的创新思维与实践能力得到有效的锻炼。将班级同学分成3至4人一组,采取小组分组学习和小组PK反馈的方法,在课上教师在讲授完基本概念和基本理论时,将本节课或者本章内容的项目作业提前布置给同学。让各个小组同学在课下进行分组学习,在下次课上课时分别选派一名代表进行项目说明并进行小组PK。最后教师对小组的汇报情况进行总结并且进行评分。这样不仅能大大激发同学的竞争意识,还提高了学生的学习兴趣,并且同学们对电气控制与可编程控制器这门课程掌握的更好,培养我们所需要的创新人才。

5. 考核方式

总结

实践教学与理论教学同样都是教学中必不可少的重要环节,电气控制与可编程控制器通过教学改革,可以使理论教学和实践能力的培养相结合,以理论指导实践,以实践验证基本理论,使学生进一步巩固基本理论知识,具有一定的实际操作能力;同时大大激发了同学学习的积极性,能够提出问题、分析问题、最后能解决问题,培养了同学的团队合作能力并为后续专业课打下良好基础。

参考文献

[1]李洪.信息化教学在电气工程基础课程教学中的使用[J].北京电力高等专科学校学报,2012,10.

[2]翁国庆,张有兵.“电气控制及PLC技术”课程实践教学的改革与优化[J].中国电力教育,2010,(6):143-145.

[3]唐凯兴.“两课”教学新模式初探[J].广西民族学院学报,2004,(4):7.

[4]吴中俊,黄永红.可编程序控制器原理及应用[M].北京:机械工业出版社,2004.

电气控制与可编程控制器四月份教案 篇2

****年**月**日星期

课题：1.1 概述

1.2常用低压电器 1.3基本控制线路 需2课时

教学目的要求：掌握常用低压电器的基本构成和构成原理 教学重点：常用基本控制线路的工作原理 教学难点：各种控制线路的工作过程分析 教案编写日期：

教学内容与教学过程：

前言：电气控制系统实际上是继电接触器控制系统。继电接触器控制是一门重要的控制技术，尤其在电力拖动等领域中，应用的十分广泛。1.1概述：

我国从20世纪50年代开始对新建的工业控制采用这种控制方式，随着电力拖动、自动控制的发展，继电器接触器控制方式得到迅速推广，对当时我国工业建设起到了巨大的推动作用，直至20世纪80年代我国大部分自动控制仍采用这种方式。1.2常用低压电器： 1.低压电器的分类

（1）按工作方式可分为手控电器和自控电器。手控电气是依靠外力（如人工）直接操作来进行切换的电器，如刀开关、按钮等。自控电器是依靠指令或物理量（如电流、电压、时间、速度等）变化而自动动作的电器，如接触器、继电器等。

（2）按用途可分为低压控制电器和低压保护电器。低压控制电器主要适用于低压配电系统及动力设备中起控制作用，如刀开关、低压断路器等。低压保护电器主要用于低压配电系统及动力设备中起保护作用，如熔断器、继电器等。

（3）按种类可分为刀开关、刀形转换开关、熔断器、低压断路器、接触器、继电器、主令电器和自动开关等。2.低压电器的基本结构及特点 1.3基本控制线路： 1.3.1单向运动控制线路

自动控制系统中，电动机拖动运动部件沿着一个方向运动，称为单向运动，这是基本控制线路中最简单的一种。根据控制要求不同，单向运动分为 点动和长动单向运动。1.3.2 多地控制线路

在大型生产设备上，为使操作人员在不同地方均能进行启、停操作，常要求组成多地控制线路 1.3.1 双向（可逆）运动控制线路

双向控制是电动机既可以正转也可以反转。对于三相鼠笼异步电动机来说，实现正、反转控制只要改变其电源相序，即将主回路中的三相电源任意两相对调，电动机就将改变转动方向。常用两种控制方式：一种是利用倒顺开关（或组合开关）改变相序；另一种是利用接触器的主触点改变相序。前者主要适用于不需要频繁正、反转的电动机，而后者主要适用于需要频繁正、反转的电动机

授课时间：

****年**月**日星期 课题：1.4电动机气动控制

1.5三相鼠笼式异步电动机制动控制电路 需2课时

教学目的要求：了解电动机的四种启动控制线路和两种制动控制线路 教学重点：定子串电阻启动、反接制动控制线路的原理 教学难点：能耗制动控制线路的理解与分析 教案编写日期：

教学内容与教学过程： 1.4电动机启动控制

1.4.1定子串电阻启动控制线路 1.定子串电阻降压启动的原理分析：

2按钮控制电动机定子串电阻降压启动线路分析 1.4.2电动机的Y-Δ启动控制线路： 自动控制Y-Δ降压启动电路的分析 1.4.3自耦变压器降压启动控制线路

简单介绍自耦变压器降压启动控制线路的原理 1.4.4三相交流绕线式异步电动机的启动控制

1.按电流原则控制三相交流绕线式异步电动机串电阻启动控制线路分析

可编程控制 篇3

摘 要：随着社会的不断发展，我国的城市化进程也得到了飞速的发展。伴随建筑物高度的不断增加，电梯已成为市场经济中不可或缺的运输工具。目前，我国电梯制造企业忽视电梯的自主开发与研制过程，将主要的资金用于引进国外先进技术上，该现象会导致我国电梯制造企业呈现非正常的发展趋势。而可编程控制器是我国电梯行业广泛应用的控制装置，本文分别从以下几个方面对可编程控制器在电梯控制系统的应用进行相关研究与探讨。

关键词：可编程控制器；电梯控制系统；电梯制造行业；电梯；高层建筑物

一、电梯的概述

（一）电梯的基本结构

一个电梯主要包含机房、梯门、井道、轿厢、层站以及其他系统共同构成。

1.机房系统

该系统主要包含电源、限速器、开关、曳引器、信号柜、导向轮、控制柜、制动抱闸装置、电源接线板以及机座等。

2.层站系统

该系统主要包含召唤盒、层站开关门、厅门、楼层显示以及门锁等装置。

3.井道系统

井道系统主要由导轨、缓冲器、分线盒、轨道支架、补偿链、照明、限速器、对重、底坑以及随行电缆等装置共同组成。

4.轿厢系统

该系统主要包含轿厢、层装置、导靴、指层灯、轿厢门、门操纵箱、安全窗、报警装置以及通讯装置等。

5.梯门系统

梯门系统是由层门、联动机制、轿厢门、开门机、门锁等装置共同构成。开门机是连接层门与轿厢门的动力；而轿厢门是由门靴、门扇、门刀以及门导轨支架等装置共同组成。

（二）电梯的分类

目前，我国对电梯进行分类的方法有很多，但主要包括按速度、按用途以及按控制方式进行分类三种。按照速度主要将电梯分为高速、中速及低速三类电梯；而按照用途可将电梯分为货梯、客梯、客货梯、住宅梯、船舶梯、病床梯、杂物梯以及观光梯等。按照控制方式则可将电梯分为按钮、信号、手动、层间、并联、集选以及群体控制等。

（三）电梯的运行过程

1.电梯的运行周期

电梯的运行周期是指电梯运转一周或往返一次所耗费的时间，即电梯从基站出发，完成运送任务再次返回基站所耗费的时间。值得注意的是，承载物离开电梯轿厢所使用的时间也包含在内。

2.电梯的运行过程

电梯是一个没有司机的自动化系统，电梯乘坐者进入电梯内部之后，只要按下自己想到达的楼层，电梯会在几秒的迟疑后关闭电梯门，然后开始加速，直至稳定运行。在运行的过程中，控制系统还会记录外部各个楼层的信号召唤，一旦信号与运行方向相一致，电梯就会自动停止并打开梯门，当该操作完成后，控制系统也会将该信号自动消除。当所有的同向信号一一完成后，如果外厅没有信号召唤，电梯会处于待命停机状态，在出现反向的信号时，电梯又会自动换向并重新运行。

3.电梯的理想运行曲线

电梯的理想运行曲线是为满足电梯乘坐者的舒适感而制定完成的，研究表明，加速度一旦超过每秒一点五米就会致使乘坐者产生异样的感觉。目前，我国的电梯通常会使用梯形、三角形以及正弦波形三种理想曲线，但因正弦波形曲线的加速度变化率难以实现，三角形曲线加速度过大等不良因素影响，使得梯形曲线得到最为广泛的应用。

二、可编程控制器的概述

（一）可编程控制器的基本知识

可编程控制器的实质是专用于工业的可操作的数字运算系统，其内部的存储设备可实现信息存储、逻辑运算、定时、顺序控制等过程。其在运行过程中具有较强的适用性及抗干扰性，因此，其可代替其他系统在工业生产中使用。

（二）可编程控制器的特点

1.编程方便，操作简单

可编程控制器使用最多的语言便是梯形图，而梯形图的符号与先前使用的继电器原理图很相似，这会大大缩短技术人员认识和熟悉梯形图符号的时间，此外，梯形图比其他曲线具备更好的直观性与操作性。

2.程序可变，控制灵活

可编程控制器内部因使用模块化的形式而使得自身具备多种类型的硬件装置，这就使得用户在使用该系统时可以自行选择所需的配置，而不同的选择就会造就不同的系统。这也是可编程控制器代替其他继电器控制系统而存在的原因。

3.扩充方便，功能性强

可编程控制器内部包含成千上万的编程元件，而这些元件的存在是实现复杂控制过程的关键。另外，在遇到逻辑很强的系统，而元件数目不足时，操作者只要增加扩展单元即可解决该问题，因此，该编程系统具有比其他系统更强的操作性能。

4.抗干扰，可靠性高

可编程控制器是为工业生产专门制定而成的系统，因此，其内部具有大量的抗干扰设施，隔离、屏蔽、储备电池、电源保护等措施可使该系统在数万个小时内进行无故障运行，因此，其可被直接应用于工业生产，并得到企业的广泛认可。

三、电梯控制系统的硬件设计

电梯控制系统主要由变频调速单元、输送单元以及主控单元等共同组成，该系统的主要任务是实现电梯开关门及曳引电气的运行过程，此外，该过程也通过对变频器的使用完成对速度、电流及位移的协调控制。

四、电梯控制系统的软件设计

目前，我国的电梯制造业多会采用专业的编程软件完成对电梯控制系统的设计，而该过程也常采用功能模块设计法进行设计。该方法先是对电梯系统的控制功能进行模块性的划分，然后根据各个模块的具体功能进行梯形图的设计。通过使用该方法可以实现电梯同种功能间的统一性结合，从而使得整个程序结构更加明晰，便于调试的同时也可随时增加其他的功能。

五、总结

本文分别从电梯、可编程控制器、控制系统硬软件设计方面对可编程控制器在电梯控制系统的应用进行详细的探讨与研究。就我国的目前形势来看，电梯生产业的发展与城市发展程度不能相符，而电梯生产技术的落后是导致该现象发生的关键，因此，在今后的产业发展过程中，应将资金投入到新技术的研究与开发过程中，而不是用于向其他国家购买高水平电梯上。

参考文献：

[1]白晓旭，陈广华，霍凯等.基于PC-PLC的虚拟电梯控制系统设计[J].计算机仿真，2014，31（6）：443-446.

[2]许少衡，张廷锋，莫文贞等.基于PLC 电梯控制系统设计的创新实验[J].中国现代教育装备，2011（3）：127-129.

[3]闾琳，胡玖.基于数学建模的电梯控制系统的设计[J].成都电子机械高等专科学校学报，2012，15（2）：36-39.

可编程控制 篇4

随着社会的不断发展,我国电力系统容量不断增加,短路时故障电流也相应增大,因而对电力系统中的断路器、成套设备等关键设备进行短路开断能力的验证至关重要[1]。试验室对试品进行相关试验,配置高质量,安全可靠,使用方便,输出精度高的试品控制电源是一个必要条件[2,3,4,5]。

为此设计一种适用于高压大容量试验室的试品控制电源系统,采用可编程控制器作为核心控制器件,具有输出电源的智能控制、系统交直流电压的实时监测,触摸屏就地和远程控制功能, 能够以RS232、RS422、RS485接口连接采集模块触摸屏等设备, 采用Modbus等方式通讯,该电源可输出交流AC 0 V ~ 430 V、直流四路DC24 V、DC48 V、DC110 V、DC220 V和较大容量的二路DC110 V、DC220 V电源。可调范围大、输出容量高、升压速度快、 输出电压精度高。

1试品控制电源对开断试验的影响

高压断路器是电力系统中最重要的设备之一,也是大容量试验室试验的主要试品。控制回路中的电源电压波动将直接影响断路器的合分闸动作时间,但是影响断路器动作时间的因素很多,且难以量化分析,因合分闸线圈是一个电磁铁机构,而电磁铁的动作特性和电压、电流有一定的函数关系,即t = f( u,i) 。 可以认为试品电源的输出电流和电压对断路器动作时间有影响[6]。

对于断路器,控制电源须选择合适的容量、自动化程度高、供电质量高、可靠性高、使用维护方便。对于直流电源则要求直流纹波系数小、对交流输入电源要求范围宽,在输入电源波动较大或严重不平衡时,仍能输出稳定的直流电,以保证合分闸时能保持电压、电流稳定。

2试验电源系统参数

2.1试品控制系统电源

见表1,一般10 k V ~ 40. 5 k V高压断路器操动系统控制电源分为交流、直流二种,有永磁机构、电磁铁控制的气动和弹簧储能机构等。直流电源一般是直流屏供电,铅酸蓄电池作为能量来源,其纹波系数比直接整流供电等其他方式供电小。本系统使用DC24 V、48 V、110 V、220 V直流屏充电模块作为电磁铁控制直流断路器的控制电源,以真实模拟变电站的使用环境。

2.2直流电源参数

电磁铁机构的断路器控制直流电源采用充电模块供电,其采用谐振电压型双环控制的谐振开关电源技术,具有体积小、重量轻、效率高、可靠性高等优点。配有标准RS - 485接口,易于与自动化系统对接,适用于各类变电站、发电厂及水电站。具体参数。

输入: AC380 V ±20% ; ( 三相三线) 效率: ≥95% ; 功率因数: ≥ 0. 93; 稳压精度: ± 0. 5% ; 稳流精度: ± 0. 5% ; 纹波系数: ≤0. 1% 。

3试验电源系统结构

3.1试品电源主回路

试品电源主回路输入是三相四线AC380 V,通过断路器和继电器连接高频电源充电模块、调压器、多分接变压器,形成四路较小容量的直流输出,应用于电磁机构合分闸操作,二路较大容量的直流输出,应用于高压永磁断路器的合分闸操作。系统主回路如图1所示。

3.2电源参数采集系统

在输出交流电压时,需要对交流调压器电压调节进行闭环控制,以控制调压器的电压精确输出,调压器的输出电压采用交流参数采集模块实时检测。该模块能将采集到的交流参数信号转换,一路RS485接口,以Modbus RTU协议同PLC通讯。

在用充电模块输出直流电压时,充电模块的输出直流电压通过直流电压变送器将直流电压信号转换,把转换后的电压信号送至PLC,通过对采集到的电压和设定电压的比较,PLC可通过充电模块配的标准RS - 485接口以Modbus RTU协议通讯对模块的输出直流电压进行一定范围的调节。

3.3试品电源控制

3.3.1输入输出点分配

对电源的继电控制主要是通过继电器的合分,控制电源的输入输出,对系统的功能仔细分析之后,将直流整流电源110 V输出返回信号等九个返回信号作为开关量输入点,按照表1分配输入设备和地址。将KMA1合分调压器输入控制等十一个控制输出作为开关量输出点,按照表2分配输出设备和输出点地址。

3.3.2控制过程

可编程控制器DVP40ES2的数字量模块实现电源的交直流电压选择功能,电源的输入输出控制,故障指示,故障报警,调压器的升压降压控制,同时对电源的各种返回状态进行监控。如要实现交流电压的输出,Y0输出,KMA1合,调压器得电输出,交流参数采集模块对调压器输出电压采集后数据通过COM3口传输到PLC( 见表2、表3) ,若此时输出电压低于设定电压,Y7输出, 控制调压器升压,一直到输出电压等于设定电压,则Y7停止输出。如果输出电压高于设定电压,则Y10输出控制调压器降压, 直到输出电压等于设定电压后Y10停止输出。

DVP40ES2的COM1 ~ COM3口可以RS232,RS422,RS485方式通讯,通过COM口连接直流电压变换器,充电模块,交流电参数采集模块,监视直流电压、交流电压的变化。COM3口直接连接人机设备DOP B05S100触摸屏,此触摸屏作为上位机就地控制试品电源和电源参数设置。COM1连接远方试验小室的远控人机设备DOP B05S100触摸屏,以方便试验接线人员就地选择和调整电压。试品电源控制系统原理如图2所示。

4程序设计

4.1人机界面

本系统人机界面采用台达DOP - B05S100,该产品有人性化的使用界面和高速的硬件构架,支持多厂家PLC,具有USB上下载功能。系统的画面编辑软件采用Screen Editor,该软件利用宏功能可以有效的帮助PLC处理复杂的运算功能及分担PLC控制器的工作量。亦可配合通讯宏指令自行撰写通信协议,并透过串行口与特定系统或控制器连接。利用USB Ver1. 1上/下载人机画面程序,大大缩短传输数据的时间。

能提供方便好用类似Excel的配方编辑器,让使用者可以轻松的编辑配方; 并且可以同时输入多组的配方。把配方表数据下载到人机后,便可利用内部存储器来切换。使用者根据不同的项目,如果想变更配方表的数据,亦可单独下载更新配方表的内容。用户可于人机程序的设计过程中,先行于计算机端进行程序仿真动作与除错。而在人机软件里提供离线仿真与在线仿真。人机界面如图3所示。

4.2PLC程序设计

电源控制系统主程序的功能是负责管理整个子程序的调度运行,具体功能则由子程序完成。对系统进行分析,根据系统控制对象的不同和控制功能的不同,划分了交流控制子程序、高频直流电源模块子程序、直流整流子程序、串行通讯等子程序。子程序具体执行了系统所能实现的各种功能,如交直流的选择,电压的调节,继电器合分控制、通讯等。整个系统的程序控制流程如图4所示。PLC程序设计软件为WPLSoft 2. 34。

5结束语

《交通灯的可编程控制》教学设计 篇5

摘 要： 采用任务驱动，由观察实际交通灯的变化引出本次任务，进行任务分析、决策、实施，最后进行总结评价，帮助学生更好地掌握由可编程控制器控制交通灯变化。

关键词： 任务 PLC 十字路口交通灯

可编程控制器是目前应用极为广泛的工业控制专业，是集机、电于一体实践性很强的专业课，是机电专业中专学生的主干课程，也是维修电工国家职业资格的核心课程。

一、教材分析

本节课项目选自《可编程序控制器应用技术》（机械工业出版社 程显吉主编）第二章《S7-200系列PLC的基本指令及寻址方式》中第二节《定时器指令》，本教材是中等职业教育“十一五”规划教材。

二、学情分析

本节课的授课对象是中职机电技术应用专业二年级学生，大多数学生的数理逻辑思维能力差，且注意力难于保持较长时间。学生对纯理论的学习缺乏兴趣，对实践操作兴趣较浓厚，但执行规范的能力及遵守纪律的意识较差。

三、教学目标

（一）知识与技能

1.掌握用PLC控制十字路口交通灯的时序图绘制、I/O分配及实物接线图绘制。

2.掌握西门子PLC基本指令、定时器指令及比较指令的使用。

3.掌握十字路口交通灯的PLC程序设计。

4.掌握简单故障现象的检修。

（二）过程与方法

通过任务分析、任务决策、任务实施、总结与评价，实现“做中学，学中做”。

（三）情感与态度

1.实事求是的学习态度和探究能力。

2.小组合作的团队精神和竞赛意识。

3.树立安全文明生产的观念，形成良好的职业道德。

四、教学重点与难点

（一）教学重点

1.掌握用PLC控制十字路口交通灯的I/O分配及PLC的外部接线图。

2.掌握THSMS-A型实验台上交通灯控制的接线。

3.掌握十字路口交通灯的控制过程，并熟练使用编程软件进行程序编写、下载、调试。

（二）教学难点

1.十字路口交通灯的程序设计。

2.解决在实际操作过程中出现的故障。

五、教学方法

“做中教”，采用情境教学、任务驱动、启发式教学等方法，通过操作演示、启发引导、个别指导、点评反馈等手段展开教学。

“做中学”，采用探究式、讨论式、合作式、实践式等学习方法，通过自主学习和小组合作学习等途径进行学习。

六、教学过程

（一）课前准备

1.布置学生观察某一十字路口交通灯的变化情况，并拍摄一段视频上交。

2.学生查阅书籍，回忆老师讲过的指令思考如果用PLC控制技术实现该路口的交通灯控制，那么怎么办？

（二）课堂活动

1.活动一：项目引入。

老师播放视频，创设情境，抓住学生注意力，激发学生的学习兴趣。

2.活动二：任务分析。

（1）项目描述：PLC实现交通信号灯的控制，规律：先是东西方向绿灯亮25秒，然后闪亮3秒，绿灯闪过之后是东西方向黄灯亮2秒，接下来是南北方向绿灯亮15秒、闪亮3秒及南北方向黄灯亮2秒。在东西方向绿灯亮、闪亮及东西方向黄灯亮的同时，南北方向亮的是红灯；在南北方向绿灯亮、闪亮及南北方向黄灯亮的同时，东西方向亮的是红灯。信号灯按此规律不断重复。（2）老师播放视频，了解最终正确显示结果。（3）引导学生画出十字路口交通灯时序图。

3.活动三：任务决策。

（1）确定I/O分配。（2）绘制PLC外部接线图。（3）绘制实际接线图的连接。（4）确定编程思路及主要使用的指令。

4.活动四：任务实施

（1）播放视频强调安全操作注意点：除调试外，不能带电操作，尤其是接线一定要断电。播放视频老师演示接线。（2）搭建硬件电路，安全接线，并检测接线可靠性。（3）用软件编写梯形图，下载并进行调试。

赛一赛，看哪一组配合得好，做得既快又好，评选出前三名并发小奖品以示鼓励。

（4）故障排除。

5.任务五：提高与总结

（1）对任务实施过程中学生出现的故障进行分析，对照常见故障检修表，和学生一起讨论故障检修的方法，化解难点。赛一赛：设置故障，小组派一名成员进行比赛故障检修，看哪一组快。（2）给出样例程序并进行总结。（3）填写学习过程评价表。

6.任务六：布置作业

七、教学反思

（一）可取之处

1.项目选取“十字路口交通灯的PLC控制”贴近学生生活实际，较好地激发了学生的学习兴趣和学习动机；难度适中，由项目的评估和验收情况来看，95%的同学能够完成任务，锻炼技能的同时，极大提高学习成就感，为今后的继续学习打下坚实基础。

2.教学设计上以十字路口交通灯的控制的整个工作过程为导向，将具体教学目标落实到各个工作任务中，同时，学生工作页中的知识链接、操作指导和教师制作的教学视频，为本项目的教学重点难点提供了所需补充，达到了化难为易的目的。

3.组织形式，通过小组合作学习，较好地实现了优势互补，特别是在故障检修环节，如一个小组内故障不尽相同，这时小组内同学相互检查、排故。另外就常见故障现象及解决办法我列出了表格帮助同学进行排查，较好地解决了难题。

4.评价方式，在教学环节中，变由教师一方评价为学生自评、互评，老师总评的大家一起参与的评价方式，起到了很好的互动作用。

（二）不足之处

进度控制方面，由于学生在知识和能力方面存在较大差异，小组内完成时间相差较多，一定程度上影响了整体进度。

（三）改进措施

可编程控制 篇6

摘要：国家中长期教育改革发展纲要和卓越工程师教育培养计划对工程技术人才的知识结构、学习能力、实践能力和创新能力及工程意识提出了明确要求。应用型本科院校必须修改培养方案，创新课程体系以适应人才培养的要求。本文以电气工程专业的“电气控制技术和可编程控制器”为例，进行课程体系研究，通过整合教学内容、改善教学手段、课程实验层次划分、课程设计工程化、改善实验室运行方式等强化学生的能力培养，取得较好的效果。

关键词：电气控制技术;可编程控制器;课程体系;能力培养

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）32-0065-02

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》，指出高等教育今后的战略目标是：“优化知识结构，丰富社会实践，强化能力培养;着力提高学生的学习能力、实践能力和创新能力，”力争于2020年跻身创新型国家行列和人力资源强国行列[1]，为实现这一目标，高等教育任重而道远。教育部于2010年6月23日启动了“卓越工程师教育培养计划”，旨在培养造就一批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。卓越工程师教育培养计划的核心是以社会需求为导向，以实际工程为背景，以工程技术为主线，强化学生的工程意识和实践能力[2]。

“电气控制技术”和“可编程控制器”是两门实践性强的专业基础课程，是电气工程及其自动化专业的核心课程。如何利用现有条件，在“电气控制技术”和“可编程控制器”的教学环节中，不断提高教学质量，提高学生综合分析和解决工程实际问题的能力，培养高素质创新型应用人才，满足社会需要，已引起各高校和相关教师的高度重视。因此，改革这两门课程的教学方法和手段，构建与社会需求相适应的教学新方案，具有重要而深远的意义。我院从课程的教学内容、教学手段、实践环节以及实验室运行改革入手，开展研究，逐渐形成了自己的教学特色。

一、调整教学大纲，精心选择授课内容

对于应用型本科院校，应紧密联系社会生产实际，瞄准典型岗位群，整合教学内容。因为可编程控制器应用越来越广泛，所以课程应以可编程控制器控制为核心;同时，考虑到企业中还有相当数量的接触器——继电器控制的机床设备，加之接触器——继电器控制的典型环节和控制规律又是学习可编程控制器控制的基础，所以课程内容中要有接触器——继电器控制部分。这两部分内容既相对独立，又密切联系。

1.电气控制技术理论课程内容安排

继电器——接触器控制部分主要有低压电器元件的原理、用途及电气符号介绍、典型控制环节和基本控制规律以及典型的常用机床的电气控制系统原理分析，要求熟练掌握典型环节、基本控制规律和原理分析方法及必要的故障检查排除方法。

2.可编程序控制器理论课程内容安排

可编程控制器部分以国内广泛应用的西门子S7-200为背景机型，主要讲述可编程控制器的结构和工作原理、基本指令和使用频率较高的扩展指令、可编程序控制器的编程方法。在编程方法上，以顺序控制编程方法为主要内容。以上内容分两门课进行讲授。教学中注重理论与工程实际相结合，重视培养学生的实际工程应用能力和创新能力，融入前沿技术，较好地体现课程的基础性、先进性和前沿性[3]。在讲课过程中注重对比和联系，引导学生理解两种控制方式的异同和特点。

因为可编程控制实践性强，安排适当的学时数讲解最新典型可编程控制系统的编程实例，使学生眼界开阔。这部分内容每轮都会更新，即课程内容是开放的、动态的。编写教学大纲时要充分考虑两部分之间的联系，将课程内容精选。

二、应用现代化的教学手段

理论教学中采用多媒体辅助教学手段，进行启发式教学，课堂气氛活跃，同时可以使复杂问题简单化，抽象问题具体化，便于知识更新，显著提高理论教学效果。

对于扩充学生知识面的认知知识，我们采用多媒体手段，可以扩大课堂信息量，也可以为重点问题留出更多的理论课时。

充分利用网络手段，将课程多媒体课件、章节重点内容和典型案例等传至QQ交流群，供学生下载交流学习。

在多媒体教室计算机中预装S7-200编程监控软件及仿真软件，供教师在课堂教学中使用。当学生对某些指令用法存在疑惑时，可进行现场演示，生动直观。

鼓励学生在自己的电脑上安装S7-200编程监控软件和仿真运行软件，查找资料进行自主学习，可以弥补实验设备的不足[4]。

三、分层次安排课程实验内容

根据学习规律，必要数量的实验可以强化学生对课程内容的理解与掌握，但学生的技能优势逐步提高的。因此将实验课程按難度排列，可以达到较好的效果。

1.电气控制技术课程实验安排

电气控制技术的课程实验分为两部分。一部分为基础实验，主要验证典型控制环节和基本控制规律，引导学生加深对上述控制电路的理解与掌握，培养学生的动手能力;另一部分是综合实验，培养学生对较复杂的机床电气控制系统的原理分析、寻找故障和排除故障的能力，相应的实验内容和学时分配见表1。

2.可编程序控制器课程实验安排

可编程序控制器部分的课程实验也分为两部分。一部分为基础实验，主要包括熟悉编程软件和实验装置用法的准备实验和若干基本指令应用实验，主要是理解和验证指令功能，重点掌握移位寄存器指令和顺序控制指令的编程方法，掌握基本编程技能;另一部分是综合实验，训练学生根据任务要求，绘制程序流程图，进而综合利用各种指令进行复杂编程的能力，学生可以在四层电梯的模拟控制、加工中心模拟控制、自动售货机模拟控制等试验中选择一个进行。相应的实验内容和学时分配见表2。

表1 电气控制技术实验内容

实验层次 实验内容 学时

基础实验 电动机正反转直接起动控制电路 2

电动机降压起动控制电路电路 2

电动机串电阻反接制动控制电路 2

电动机能耗制动控制电路 2

综合实验 C620车床的电气控制线路 2

M7130平面磨床的电气控制线路 2

X62W铣床模拟控制线路的调试 4

表2 可编程控制器实验内容

实验层次 实验内容 学时

基础实验 PLC的基本指令练习、软件学习 2

交通灯的PLC模拟控制 2

机械手的PLC模拟控制 2

装配流水线的PLC模拟控制 2

综合实验 加工中心的PLC模拟控制 2

自动售货机的PLC模拟控制 2

四层电梯的PLC模拟控制 4

四、改進课程设计教学

为了巩固学习效果，进一步训练学生利用所学知识分析问题解决问题的能力，在每门课程讲授完成后，进行课程设计。

1.电气控制技术课程设计

进行电气控制技术课程设计时，学生根据所给题目进行接触器——继电器控制系统原理设计，然后在维修电工实训室对所设计的原理图进行连线验证，验证通过后，根据负载选择电源开关、熔断器、接触器、热继电器、时间继电器、按钮等电器元件的型号、参数，查阅资料确定每个元件尺寸，按题目所给的底板尺寸安排各元器件的位置，绘制电气元件布置图和电器元件布线图，给出元器件清单和其他材料消耗定额，撰写设计说明书，最后答辩评定成绩。通过上述课程设计，使学生经历一次比较完整的接触器——继电器控制系统设计过程，提高学生的工程实践能力。

2.可编程序控制器课程设计

进行可编程控制器课程设计时，学生根据所给题目，明确控制要求，确定输入、输出信号和可编程控制器的输入、输出点数，选择可编程控制器的型号，绘制可编程序控制器接线图和程序流程图，然后根据流程图进行梯形图设计，利用计算机和可编程控制器实验装置进行程序验证和改进设计，符合要求后，打印程序清单，进行程序注释。根据题目所给控制箱的背板尺寸安排个电器元件的位置，绘制控制系统元件布置图和布线图，给出元器件清单和其他材料消耗定额，撰写设计说明书，最后答辩评定成绩。通过上述课程设计，使学生经历一次比较完整的可编程控制系统的设计过程，进一步锻炼学生的工程实践能力。

五、改进实验室运行方式

实验室是学生施加能力培养的重要场所，以往理论教学后开始实践教学，当学生做实验时，电气控制原理或可编程控制器的指令已经生疏了。其次，理论教学和实践教学分别由不同老师执行，不了解学生的学习情况，影响学习效果。再次，受实验设备的限制，有些实验项目不能进行。最后，实验室利用效率低，非实验时间实验室不开放，学生想进一步进行实验提高能力时不方便。基于此，我们改变实验室运行方式，主要有：

1.为了促进理论教学和实验教学的融合，理论课教师参加指导实验，这样有利于理论知识对实践环节的切实指导，也有利于实践环节对理论知识的有效检验，同时也促进了教师的教学交流，提高教学质量[5]。

2.应用MCGS等监控仿真软件，构造虚拟实验环境，扩充实验数量，学生可自主进行仿真实验，提高学生实践能力，还可引导学生进行仿真实验开发，丰富实验内容。目前已经将可编程控制器经典的三十多个试验进行仿真建模。

3.将实验室在课程设计、生产实习、毕业设计阶段全开放，提高实验室利用率。指导教师指定课程设计和毕业设计内容，学生充分利用实验室资源，通过查阅资料，结合生产实践，确定控制系统方案，进行验证。

4.鼓励学生申请创新性试验项目，在老师指导下，利用实验设备进行项目研究，锻炼学生创新能力。

六、结语

在卓越工程师培养计划的引导下，对电气工程专业的“电气控制技术”和“可编程序控制器”的课程体系进行了重建。

1.精简整合两部分的理论授课内容，重视原理和方法的阐述，并注重两部分之间的异同和联系;

2.在课程实验教学中，将实验分成基础实验和综合实验，分层次培养学生的动手能力;

3.在课程设计环节教学中，为学生虚拟一个工程背景，按工程技术人员的开发规程完成课程设计;

4.改进实验室运行方式，理论课教师参加实验教学，改善实验条件，扩大实验室开放时段，引导学生利用实验室资源。

通过几轮的理论与实践教学，我们观察到学生对电气控制原理都有较深的理解，可编程序控制器的编程能力与前几届学生相比有明显提高。同时，学生接受了电气控制系统的开发工作过程训练，工程实践能力明显增强。

参考文献：

[1]刘欣梅，刘雪暖，丁传芹，等.“卓越工程师教育培养计划”的实施[J].石油教育，2011，（5）：68-70.

[2]戴波，纪文刚，刘建东，等.以工程能力培养为主线建构专业人才培养模式[J].高等工程教育研究，2011，（6）：136-140，168.

[3]马永力.“电气与PLC控制技术”教学改革的研究与探索[J].黄石理工学院学报，2012，（2）：67-70.

[4]王惠莉.基于MCGS的PLC实验教学系统的构建[J]. 电气电子教学学报，2010，（S2）：144-146.

[5]尚书旗，杨兆慧，连政国，等.促进实验教学改革的思路与探索[J]. 华中农业大学学报，2005，（S1）：128-130.

可编程控制 篇7

一、什么是PLC?

采PLC (Programmable Logic Controller) 简称可编程序存储器, 能够控制各种类型的生产过程的机械设备, 主要原理是在其内部执行逻辑运算、定时、顺序控制以及算术运算等操作, 然后运用数字或者模拟输出来执行控制指令。进入二十一世纪以来, 计算机技术与微电子技术迅猛发展, 可编程控制器PLC逐渐具备了计算机所具有的功能, 不仅能够实现数据的处理、通信及互联网等功能, 而且还能够进行逻辑控制。其主要特点为抗干扰能力强、可靠性高、编程简单、组装维护方便、体积小, 现在在工业控制的各个主要领域都能够看到可编程控制器PLC的身影。就目前使用情况来看, 可编程控制器PLC主要应用在以下几个方面:第一是顺序控制领域, 可编程控制器PLC成功取代传统的继电器顺序控制系统, 这个也是可编程控制器PLC应用最为广泛的领域, 主要生产现场为数控机床、电梯控制以及装配生产线等;第二是过程控制领域, 国民经济工业生产过程中, 许多生产参数量是连续变化的, 比如流量、压力、温度等等, 可编程控制器PLC利用其自身的数模、模数转换模块, 可以实现直接采用模拟量用于过程控制领域;第三是数据处理领域, 可编程控制器PLC自身一般都设置由四则运算指令, 能够用来对生产过程中产生的数据进行处理, 可编程控制器PLC能够直接进行数据采集和处理, 并实时对生产过程进行监控。一般较为先进的可编程控制器PLC都设置有位置控制模块, 可以用来控制伺服电动机或者步进电动机, 就能够实现对各种机械设备的控制。

二、PLC电梯控制系统结构

PLC电梯控制系统主要由硬件部分和软件部分两部分构成, 下面笔者将逐一进行介绍。

1、电梯控制系统的硬件部分。

电梯系统有大量的开关量输入/输出信号, 主要包括内外呼梯信号, 上下行减

速信号, 平层信号, 开关门信号, 上下限位信号等一些开关量输入信号, 还有一些开关量输出信号包括平层、减速、上行、下行、开门、关门以及驱动楼层显示数码管信号等等。电梯运行的状态以及数据被PLC的通信模块通过RS232接口传输到计算机中。电梯控制系统的硬件框架图如下图1所示。

假设建筑物楼高共有N层, 由楼层数确定可编程控制器输入/输出点的原则, 电梯控制系统所需要的输入输出点数就可以被确定出来。输入I/O点数的确定:外呼梯按钮除了第一层只有一个上呼梯按钮, 最高一层只有一个下呼梯按钮以外, 其他各层的上下呼梯按钮都各有一个, 电梯内的控制区域有楼层每一层的按钮以及开关门按钮盒报警按钮各一个, 用两个限位开关充当轿厢门控, 电梯内部顶端有两个平层传感器以及两个减速传感器, 电梯井的顶部和底部各有两个能够有效防止电梯冲出导轨的限位传感器, 编码器需要有两个输入I/O点。所以总共的输入I/O点为3N加上13个。输出I/O点数的确定:内呼梯指示灯有N个, 外呼梯指示灯有2N减去2个, 上行下行指示灯两个, 控制变频器输出需要三个I/O点, 四位BCD码指示灯需要八个, 关门开门个需要一个。总共的输出I/O点为3N加上13个。

电梯控制系统采用减速平层传感器和编码定位器相结合的方式, 能够有效防止由于采用单一定位装置失效引发的事故, 而且还能够相互检测, 一旦出现定位系统发生故障的现象, 就可以通过人机交互系统向值班人员发出警报, 从而有效提高系统运行的安全性以及可靠性。

2、电梯控制系统的软件部分。

可编程控制器PLC的运行方式与一般的计算机不太一样, 其工作过程一般由输入采样、用户程序执行以及输出刷新三个阶段组成, 上述三个阶段完成一次被称作一个扫描周期。在整个系统的运行期间, 可编程控制器PLC的处理器以一定的扫描速度重复执行这三个阶段。可编程控制器PLC的编程有自己的特点。如果扫描周期的影响能够忽略不计, 那么在缺少循环语句的情况下, 电梯系统也能够重复执行相应的操作。

笔者开发的电梯控制系统软件没有采用简单的逻辑控制编制程序, 而是采用了数据比较编制程序, 这样做的好处是程序比较容易理解, 并且在设计楼层层数不断增加的时候, 整个程序的规模并不增加多少, 相反的, 在使用逻辑控制编制的程序, 楼层较少的时候还可以应对, 一旦楼层数目增大, 程序容量显著增加而且程序逻辑比较复杂。在编制此程序的时候, 采用了模块化的方法, 即整个程序由许多个功能相对独立简单的模块组成, 这样做的好处是程序的可读性好, 修改方便。模块主要包括:呼梯信号消除模块、上行减速模块、下行减速模块、确定上行最近目的楼层模块、确定下行最近目的楼层模块、开关门模块、初始化模块、自动返回原点模块、确定上下行模块。这些模块中最为重要是的确定上下行最近目的楼层模块以及确定上下行模块。下面将结合程序流程图详细介绍这三个模块的编程思路。逻辑线圈M100用来表示上行标志, M101用来表示下行标志, M103用来表示电梯空闲标志, 数据寄存器D0用来表示电梯处于当前楼层, 数据寄存器D1用来表示电梯上行过程中最近的呼梯楼层, D2用来表示电梯下行过程中最近的呼梯楼层, D3用来表示中间变量。确定上下行模块的流程图如图2所示。

如果电梯此时处于空闲状态, 那么楼层号将被放在D3, 当同一扫描周期中有好几个呼叫信号, 那么就将最高楼层的楼层号存放在D3, 将电梯的最高呼叫楼层和当前楼层进行比较, 假设最高呼梯楼层大于当前楼层, 则上行标志被置1, 假设当前楼层大于最高呼梯楼层, 那么下行标志被置1, 如果在一个扫描周期中未出现呼梯信号, 那么就将电梯的控制标志置1。

由于确定上行最近目的楼层模块与确定下行最近目的楼层模块相类似, 故这里仅介绍一种, 其程序流程图如下图3所示。

在上行方向确定之后, 主程序的每一个扫描周期中都会调用该程序模块, 在子程序模块中, 当前的楼层号被放在变址寄存器中, 同时使用跳转指令CJ, 它的指针是P10V, 这样就只处理比当前楼层高的楼层出现的呼梯信号, 并且这些呼梯信号会按照一定的顺序被排列起来, 当电梯进入减速或者子程序消除之前, 每个扫描周期都会刷新D1一次, 如果并未出现比当前D1中楼层对应信号更高优先级的呼梯信号, 那么D1中就存入新呼梯信号出现的楼层信号。所有的比现楼层高的呼梯信号处理完成之后, M100就会复位, 主程序解除对此子程序的调用。

三、人机交互界面设计

为了使电梯的运行情况能够比较直观的出现在值班人员的视野中, 可以考虑采用编程语言设计一个监视电梯运行情况的交互界面。主要相关程序包含以下两部分:一是PC与PLC相互通信的部分。采用串口通信设计, 把PLC的通信格式设置为与编程语言一致, PC接收到的数据用T0语句写入通信模块的数据缓冲寄存器之中。二是显示部分的设计, 运用编程语言中的数组存放接收到的帧, 数组元素对应电梯运行状态。计算机接收到数据之后, 通过对数组的内容进行分析, 就能够准确知道当前电梯的位置以及运行情况。人机交互界面方便的使值班人员时刻观察注意电梯的运行情况, 并且在电梯系统出现故障的时候, 可以快速及时的发现故障类型以及出现的位置, 这样就为及时排除故障节省了时间。

四、总结

本PLC电梯控制系统采用简化硬件电路设计, 大大提高可靠性, 有效降低了系统出现故障的可能性, 同时, 系统软件部分易于扩展, 这样不管是只有几层的小型梯还是几十层的大型梯都能够使用本电梯系统。伴随着我国经济科技的不断发展, 国内的高层建筑将会越来越多, 对于电梯的需求也会不断持续旺盛发展。电梯中使用PLC控制系统之后, 不仅能够持续稳定安全运行, 而且会带来很好的经济效益, 符合环保绿色的要求。

摘要：随着人民生活水平的逐步提高, 电梯已经成为日常生活中必不可少的交通工具, 尤其是在一些高层建筑中, 住户上下楼都离不开一部方便快捷的电梯。科技发展日新月异, 电梯逐渐抛弃了老式控制系统而采用全新的PLC控制系统。本文介绍了可编程控制器PLC在电梯控制系统中的作用, 重点分析了控制系统的基本组成结构以及实现过程。笔者认为, 可编程控制器PLC终将以其方便灵活、性能稳定等优点占领电梯控制系统领域。

关键词：可编程控制器PLC,电梯控制,控制系统

参考文献

[1]毛卫兵.基于PLC的电梯控制系统[J].才智, 2011 (13) .

可编程控制 篇8

关键词：调胶控制系统,PLC控制,人机界面

1 引言

调胶就是在刨花板生产线中,根据工艺和板材性能要求,在树脂中加入一定量的固化剂、防水剂等添加剂,并混合均匀,配制成胶液的过程。胶液的质量严重影响刨花板的力学强度,同时,粘贴剂是昂贵的原料,不能单纯用提高施胶量来提高产品质量。为了保证刨花板的质量稳定和合理的生产费用,有效地控制和测定各种成分含量是调胶工序的一个很重要的问题。工厂过去采用人工称重配制,此法虽准确,但是效率低,为防止混合液变质需增加员工的劳动强度。现由于生产规模的扩大及改善员工环境的需要,均采用自动计量配制,由配备液位开关的圆筒计量容器和控制电器组成,它们将预定量的各种成分送入混合罐,搅拌均匀送入混合罐备用。PLC可靠性高,编程简单,易于维护而广泛应用于各种控制系统。本系统以PLC和人机界面为核心,能够完成系统的精确控制,实现可视化操作,通过修改工艺运行程序中的相应参数,可灵活地完成各种配方的胶液配制,保证产品质量,提高生产效率。

2 调胶系统工作原理[1]

胶控制系统由主回路和PLC控制系统两部分组成,其工作原理为:各组成成份由泵送入计量桶内,先后由放胶阀注入混合罐,其各自的重量作用在称重传感器上。当传感器受力时,其输出的电压信号0-10V送到A/D转换器(称重变送器),转换成数字信号后送入PLC内处理,各种成分的加注控制数值已先经人机界面(HMI)输入PLC内。PLC把检测到的重量值送到HMI上显示并与给定值比较,当检测值等于(或大于)给定值时,控制接口输出控制信号,使加注阀停止放胶,加完第一种原料。然后再加第二种原料,并依次加注完其它各种成分原料。全部加注完后,PLC发出信号进行搅拌,搅拌时间由HMI设定送入PLC中,搅拌后自动放胶进芯(表)层罐中。工作原理如图1所示:

3 控制系统的硬件设计[2]

根据调胶系统的控制功能要求,需要对设备进行各种逻辑、顺序、过程控制,包括对设备的手自动控制、各种报警输入、输出,信号反馈等的多层控制,对PLC的输入输出点数要求较多。其中PLC控制的输入信号包括:操作台上的启停按钮、液位开关的上下限、加注阀关闭到位信号、各电机运行过载信号等共55点;PLC控制的输出信号包括:各电机、电磁阀运行状态指示、8个放胶阀中间继电器、8个交流接触器等44点。本系统选用三菱公司的FX2N系列的80MT基本单元、16EX扩展输入模块、2AD模拟量输入模块及FX2N系列的8EYR扩展输入模块。三菱FX2N系列PLC配置如图2所示:

系统运行过程中用户要求能输入芯、表层配方,混合罐、芯、表层胶罐各限位控制值,上料时间等相关信息,并要求能够打印芯、表层胶液每分钟消耗量的历史曲线,根据这些要求,PLC通过RS-485与人机界面(HMI)相连,HMI通过USB接口连接微型打印机。

现场的开关信号直接进到PLC的输入端口,而混合罐、芯、表层胶罐的重量信号则由模拟量采集模块进入PLC。对开PLC输出的控制信号,24V的信号分成一组,由公共正极通过PLC直接接到执行器;220V的上料泵和搅拌器分成一组也有PLC直接控制。HMI是操作人员与机器设备之间双向沟通的桥梁,操作人员根据屏幕上的提示输入数据,观察工艺流程的参数变化,实时监控生产工艺过程,实现可视化操作,减少了操作上的失误;HMI还负责把调胶工艺参数值下传到PLC,并在一个工艺流程结束时打印出实时数据。

4 系统软件设计[3]

在调胶控制系统的PLC软件设计中,主要完成工艺参数输入、配胶控制、故障报警与处理以及一些设备的常规控制,程序一旦调试完毕,用户只需在HMI上修改工艺参数,便可以完成不同的调胶工艺,操作过程简单、方便。

4.1 工艺参数输入程序

工艺参数包括芯(表)层的配方、各胶罐重量的上下限及上下极限、芯(表)层请求配胶值、芯(表)层配胶计时和各种原料上料时间设置。对于不同的配方,或者同一配方不同的请求配胶值,工艺参数有所不同。操作人员按照HMI上的提示一步一步地输入工艺参数;如果是已输入的工艺参数,操作人员可以调用已经储存的工艺参数文件,在HMI上完成对工艺参数的修改。

工艺参数输入程序主要由传输指令MOV(P)与基本指令构成,在HMI的基本窗口上设定每个工艺参数。数值的输入和确认调用基本窗口上的十六键小键盘来实现。

4.2 配胶控制

设备正常工作时,操作人员只需选择“自动”,此系统就会自动完成调胶。当芯(表)层胶罐的重量低于芯(表)层请求配胶值时,自动发出芯(表)层请求配胶信号,开如配胶。根据HMI上设置的芯(表)配方,自动控制相应原料的加注阀按顺动作,将各种原料按组成成份分别加入混合罐内,同时进行搅拌,各种原料的实际加注量均在HMI上显示出来。原料加注结束并搅拌延时后,混合罐开始向芯(表)胶罐放胶,完成一次配拉过程,部分梯形图如图3所示。

4.3 故障报警与处理

各个控控制部分或元件出现故障时要有声光报警,当报警发生时故障部分设备停止运行,或进行故障清理后继续运行,或使用手动独立回路单个启停控制系统。故障包括各个电机的过载保护、各胶罐超重、芯(表)层胶罐空、各原料桶空或满等等,采用三菱PLC的PLS指令可以很好的实现报警控制功能。

5 系统画面[4]

操作人员通过HMI能够清晰直观地看到整个调胶系统的运行情况,并进行集中控制。HMI的主要监控画面包括:“主流程图”、“芯层配方”、“表层配方”“、历史曲线”、“报警显示”等工程画面。图4为系统的主画面。

操作员可以通过监控画面看到各个监测点的瞬时值和各受控设备的运行状态。还提供报警显示,打印报表,数据管理等功能,真正实现调胶系统的管控一体化。

6 结束语

本系统充分利用了三菱FX2N的优越性,完全实现了调胶系统的自动控制,保证了调胶的高效性。目前,北京永清吉森木业有限公司已经成功运行。基于PLC的调胶控制系统以运行稳定、操作简单、画面直观等优点得到了用户的好评。

参考文献

[1]王恺.木材工业实用大全(刨花板卷)[M].北京:中国林业出版社,1998.

[2]FX2N系列微型可编程控制器使用手册[Z].

[3]FX2N系列微型可编程控制器编程手册[Z].

可编程控制 篇9

在传统的电气设备中, 没有PLC设置的功能, 此时的电气设备只能依照预设的流程操作, 人们没有选择的权力。在电气设备走向自动化的过程中, 为了控制电器化产品工作的流程, 渐渐开发出PLC可编程控制器。PLC可编程控制器是一种专为工业环境开发的编程系统, 通过该编程系统的格式能能对生产的电气产品进行控制让电气产品拥有自动化的功能, 它目前也在机组控制中被广泛应用。PLC可编程控制器一般由于五个部份组成:控制器、I/O板、操作站、通讯网络、图形和编程软件, 通过五个部分的共同运作, 它能全面对机组的硬件进行操控。

2 PLC可编程控制器的应用范围

2.1 控制逻辑判断

PLC可编程程序可对逻辑判断进行控制。比如以一台自动装订机来说, 当装订机运行时, 它能自动判断装订机运行时运行条件是否满足、是否出现运行故障。它通过逻辑判断能自动完成接下来的流程。

2.2 控制数值定量

PLC可编程控制器能控制电器设备每个工序流程的数值, 比如智能洗衣机, 用户能根据预设的程序自动控制洗几次、甩几次等。通过控制数值能让电气设备更加智能化, 同时也能让电气设备的操作更加精细化。

2.3 控制运动类型

一些电气设备在运行时有好几种运动方式, 如果可作直线动动或曲线运动等, 每种不同的运动方式都能满足用户的某种需要。PLC可编程控制器能对每种运动类型进行控制, 它能让电气设备的智化化进一步加强。

2.4 控制数学运算

有时电气设备的运行过程不能用固定的数字进行控制, 它的运行次数可能是一个运行变量。PLC可编程控制器可以针对变量的要求用数学计算的方法让电气设备乍动按照计算的结果进行操作。通过控制数学运算, 电气设备应用的灵活性极大的加强。

3 PLC可编程控制器的应用实例

在机组控制中。有时要用PLC可编程控制器使用编程的方法完成它的预设操作。从PLC可编程控制器应用的范围可以看到, 它能根据以上的范围对机组灵活控制, 完成机组设备的预设操作。PLC可编程控制器的应用能使机组设备的运行变得自动化、智能化、灵活化。PLC可编程控制器与机组设备的共同应用, 使电气设备的可应用性进一步加强。

以下是使用PLC可编程控制器对一台柴油发电机组的预设的详细设置过程, 从该过程可以看到PLC可编程控制器在机组控制中的应用。

3.1 硬件系统

3.1.1 监控仪

从该发电机组的主配电系统图中可以看到, 它的机组监控仪能收集机组运行的数据。如果运行的数据与预设的数据不符, 它会给出显示提示, 并用警报的方式给予响应, 同时机组停止运行。人们可以通过监控仪的提示调整机组, 直到机组数字设置满足需要再继续运行机组。

3.1.2 控制设备

该套控制设备控制机组运行的所有环节。比如它的运行情况、负荷情况、运行频率、运行方式、控制方式等, 该控制器拥有两个接口, 如果接入外部设备, 可对它的运行情况进行远程监视。

3.1.3 存储模块

该模块能存储PLC可编程控制器的数字预设, 如果要使用预设数据启动机组, 或者要更改预设, 都需要从存储模块调用数据。不同的机组存储模块的大小不同。

3.2 软件系统

该套柴油机组预设AETP7-M ICRO/W N32编程软件做为可编程控制器, 通过该套编程软件, 用户可以将自己预设的运行方案编程并存储。以后该机器可以此方案运行。

3.3 PLC可编程控制器应用分析

从软件系统和硬件系统的对应可以看到, 该软件系统的每一个环节都对应硬件系统的每一个操作。可编程控制器只是对软件系统进行设置, 软件系统就能令系统完成硬件操作的工作。其对应关系如下:

GPC能控制机组所有的功能操作, 它集成多种操作模式, 使用GPC能启动该柴油机组所有的并联功能。而PLC可编程控制器则是设置GPC的操作过程。通过PLC可编程控制器, 就能通过预设方案对GPC进行智能的操作, 让GPC操作脱离人工的控制。

GPC能控制机组的外部通讯, 它能完成机组的通讯, 通过通讯系统它能得到外部的指示。而PLC可编程控制器则通过预设程序完成所有对它操作的干涉行为。

PLC完成GPC的逻辑判断, 该套编程流程系统可以看到, PLC可编程程序完成一系列逻辑判断的功能, 它已预设好一系列可能出现的情况, 无论机组出现哪种运行情况, 它都能通过逻辑判断走完运行的程序。

4 PLC可编程控制器应用实例的分析

通过以上实例可以看到应用PLC可编程控制器有以下的优势:

4.1 简单易用

从PLC可应用程序的编程可以看到, 它有一套专为该套组机设计的软件程序, 这套软件程序仅为该机组的运行方式设计。操作人员只要懂该套机组运行的方式就能对它编程。一套机器一套专用的程序让PLC可应用程序的编程变得极简单。

4.2 功能强大

通过PLC可编程控制程序可以完成该套机组的各种操作工作。它能预设机组的操作方式、逻辑判断、数字设定、通讯方式等。强大的功能能使机组运行变得自动化、智能化, 让人尽量减少对机组的手工干预。

4.3 控制性强

PLC可编程控制器实际上是对机组设备的软件进行预操作, 而机组的软件与硬件的对应功能很强。只要PLC可编程控制器对软件进行干预, 软件就能使硬件完成式作流程。通过PLC可编程器控制软件、软件控制硬件的层层控制方式, 使PLC可编程控制器能控制硬件的一切操作。

4.4 独立性强

PLC可编程控制器是应用专用的机组软件程序对它预设, 而这套软件是仅仅用来对该机组控制的专用程序, 它的专用性极强。人们不需要借且第三方的程序就能完成对机组的全部操组。换言之, 它的运行过程也不会受到其它软件原因的干扰。

5 总结

使用PLC可编程控制器, 可以完成对电气设备的智能操作。从文章中所举PLC可编程控制器的应用上可以看到, 它能以直观、简单、灵活的方式完成对电气设备的智能化控制。

摘要：PLC可编程控制器是机组走向自动化、智能化的产物。人们通过PLC可编程控制器可以对机组的运行过程进行预设, 并让它们按自己的要求完成运行过程。本文分析PLC可编程控制器的特点、在机组中的应用范围, 并通过实例变到它的应用方法, 并对PLC可编程控制器应用为机组控制带来的优势进行描述。

关键词：PLC可编程控制器,机组,控制,应用

参考文献

[1]李国屏.谈PLC可编程控制器的原理和工业应用[J].宁波职业技术学院学报, 200 (52) .

[2]杨锦尊.可编程控制器的特点及其发展动向[J].现代电子技术, 2007 (14) .

可编程控制 篇10

玻璃加工是将玻璃加热到指定温度后,然后再自然冷却的过程。其工艺过程如下:前处理后的普通玻璃经过上片辊道输送进加热炉,在炉中由加热辊道带动其往复摆动,均匀加热至工艺温度后送入上层通道自然冷却后送至卸片辊道,即完成一个周期的生产过程。

目前,国产玻璃生产线的电气控制系统经多年发展已日趋成熟,从传统的单回路过程控制仪表、定时器、继电器过渡到工控机控制、PLC(可编程控制器)控制或两者结合的混合控制。PLC以其可靠性高、价格低廉、维护方便,深受业界人士欢迎,被广泛应用于冶金、机械、纺织等恶劣环境的工业现场。经长期实践,提出了一套PLC联合变频器上位机控制系统并成功应用于玻璃加工生产线。系统中共有装载玻璃进行加工的小车15辆,在上下两轨道中循环运行,图1中标号1～7的为温度由低到高的7个区,加工原料放在小车内从1区上部进入,逐渐升温,到达8区后进行高温加工,加工完毕后再从下部出来。

2 系统构成

针对玻璃生产过程的特点,提出了如图2所示的控制方案。该系统采用PLC为中心控制器,完成对温度、小车运行速度、风量等参数的计算和输出、系统运行的顺序控制、当前状态、报警显示任务[1]。多路温控模块采集现场16路温度,并通过PLC对各路温度进行输出控制。在加热与冷却传输小车的传送带上各安装一个选择编码器,以检测玻璃在加热炉内的位置,确保玻璃在整条生产线的运动定位准确。小车在传送辊的作用下,在上下两层循环运行,用来送料加工,并把加工完毕的成品送出。用变频器对加热和冷却小车分别进行调速,即刚送入相应区的时候慢速,到达区的中部的时候快速,出区的时候改为慢速。由热电偶来感测各区温度,当温度符合要求时,停止加温;当温度低于要求时,开始加温,用来保持各区的恒温。此外系统的操作控制、数据采集和动作过程监视、各种参数的显示设定,由挂接在PLC的上位计算机结合组态软件来实现[2]。

组态软件选用国产的组态王[3],它通过与PLC进行数据交换,实现系统温度、运动速度等参数的显示和设定,取代以往电控柜操作面板上数量众多的开关、按钮、指示灯及柜内大量的中间继电器和导线,所有操作都可在触摸屏中的操作单元上完成。

3 硬件构成

系统中的基本单元所使用的主要元件如下所示:

(1)PLC采用的是永宏PLC基本单元,是系统核心,采用FB-8EX、FB-8EY用于扩展其输入输出点。它是一种价格适中、性价比较高的小型机,配有丰富的指令系统,易于用户编程,具有丰富的特殊模块和强大的通信能力,可以满足工厂自动化的多级要求。

(2)温控模块采用的是FB-4AK16永宏PLC专用温控模块,可直接采集多达16路温度数据,经PLC基本单元进行温度控制。

(3)变频器采用的是VFD-M台达变频器,其性能优越、价格便宜,具备MODBUS总线功能。永宏PLC支持MODBUS-RTU通信协议,通过PLC与变频器的通信,实现对加热与冷却小车的速度控制。

4 软件实施

软件系统主要分两部分:上位机监控软件的实现和PLC程序的设计。

上位机监控软件采用国内先进的组态软件——组态王5.0进行编写。通过使用组态王[4]可以完全代替硬件控制台完成对整个生产的控制,动态显示玻璃生产中温度控制的效果,记录实时和历史曲线。自动记录异常数据,并且可以根据生产的实际需要自动选择配方进行控制,使流水线的灵活性大大增强。

PLC程序采用WinProladder v2.35软件进行编程,下面简要介绍几个重要部分。

1)图3为PLC主程序流程图,该系统有手动和自动及维修三种运行方式:

(1)手动为步进运行,即操作一按钮,一部分动作执行,操作另外一个按钮,另外一动作执行。主要用于分步控制流水线,如图4所示。

(2)自动为全部一次性执行,即在自动模式下,自动地完成整个生产流水线的所有动作,用于长时间生产。

(3)维修为单独的点动模式,专为维修调试时所用,所有操作均为点动。即操作相应的按钮时动作,否则不动作。

2)温控程序由热电偶来感测各区温度,热电偶温度采集模块是近年来出现的一种现场物理测控设备。它内含微处理器,通过多路模拟量开关和高精度模数转换器采集物理量,如热电偶的温度电信号,它可将其转换为数字量,再由微处理器转换为温度值,经RS485串行通信总线上传给PLC,免除了PLC的温度采集、转换工作量。它可加冷端补偿,并将PLC直流逻辑电平与现场电平隔离,其可靠性高、成本低。当温度符合要求时,停止加温,当温度低于要求时,开始加温,用来保持各区的恒温,图5为程序流程图。

3)针对玻璃生产线的主要电气设备,采用变频器控制电机、辊道传动等环节,融入DCS控制系统,便于设备的维护,实现节能降耗,提高系统设备的可靠性。经过几年来的实践,其优越性已得到广大技术人员的共识。

4)通过永宏PLC特有的MODBUS功能指令,可准确无误的按每台变频器预先设置好的通信地址将人机界面HMI预设的控制变频器的运行参数传达给每台变频器,实行对变频器的控制。

5 结语

该系统已经成功地被玻璃生产厂应用于实际生产,使用效果良好,保证了玻璃生产时工艺控制的稳定,为企业赢得了较好的经济效益和社会效益,深受用户好评。系统的设计不仅改善了安全生产状况,而且在很大程度上提高了生产的自动化水平,对于其他玻璃生产系统的设计也具有很强的借鉴意义。

摘要：介绍了玻璃加工系统的结构组成和工作过程,提出了以可编程控制器PLC、组态王、变频器结合的系统设计方案。采用梯形图以模块化方式编写程序,结合变频器,实现了玻璃加工的运动调速控制、温度控制及相关的报警等功能。运行表明,该系统具有较强数据处理能力、可靠性高、性能好、实用的特点。

关键词：可编程控制器,组态王,玻璃加工

参考文献

[1]易泓可.电气控制系统设计基础与范例[M].北京:机械工业出版社,2005.

[2]杨劲松,张涛,朱平.计算机工业控制[M].北京:中国电力出版社,2003.

[3]龙志文.工控组态软件[M].重庆:重庆大学出版社,2005.