曹鉅榮

（佛山南方廣恒鋼鐵有限公司，廣東 佛山 528041）

可編程邏輯控制器，也稱PLC（ProgrammableLogicController），是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、繼電器控制、模擬調(diào)節(jié)等技術(shù)有機(jī)融合的工業(yè)控制產(chǎn)品，在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛。

一般情況下，較大型生產(chǎn)型企業(yè)往往利用PLC實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，既增強(qiáng)了可靠性，也大大減輕了人力勞動(dòng)強(qiáng)度。本文就PLC實(shí)現(xiàn)負(fù)荷遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)視和控制的角度進(jìn)行闡述。

1 PLC簡(jiǎn)介

PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同。工業(yè)用的PLC，通常主要由以下幾部分組成：電源、中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路、功能模塊、通信模塊等組成。

PLC工作原理是：當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程通過(guò)輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段完成。在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入；在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。在程序執(zhí)行的過(guò)程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點(diǎn)。即使用I/O指令的話，輸入過(guò)程影像寄存器的值不會(huì)被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出過(guò)程影像寄存器會(huì)被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別；在輸出刷新階段，當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。

2 研究對(duì)象

為描述方便,我們將總值班室配電站設(shè)為0號(hào)站（總站），其他依次為 1、2、3、… …配電站（子站）。整個(gè)配電系統(tǒng)，在0號(hào)站總控下，按設(shè)計(jì)要求，分別完成站內(nèi)數(shù)據(jù)采集，自動(dòng)調(diào)整補(bǔ)償電容、自動(dòng)合、分各回路開(kāi)關(guān)等。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖所求。

3 功能特點(diǎn)

3.1 聯(lián)網(wǎng)通信

PLC內(nèi)部設(shè)有64個(gè)16位鏈接寄存器LR 0～LR63,PLC間數(shù)據(jù)互訪通過(guò)編程來(lái)完成。各個(gè)PLC都有自己的LR寄存器，各自擁有完全控制權(quán)，而對(duì)其它PLC的段只有讀取權(quán)限而無(wú)寫的權(quán)限。

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換由內(nèi)部通訊程序完成。0站與其它站（即總站與子站）間可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換,子站間數(shù)據(jù)相對(duì)獨(dú)立，無(wú)法互訪。

3.2 電源

PLC工作電壓為220V,本身自帶電源模板。但在應(yīng)用中，工廠技術(shù)人員同時(shí)還采用了專門的供電電源，在0站專門安置了一臺(tái)較大功率隔離變壓器,與通信電纜（采用雙絞屏蔽）一并鋪設(shè)至各PLC子站供電,還配置單獨(dú)的直流24V電源，并按規(guī)范設(shè)置了接地線等輔助性裝置。

3.3 模擬多路開(kāi)關(guān)

采用獨(dú)立繼電器型開(kāi)關(guān)組成模擬多路開(kāi)關(guān)，編程使每次1路選通,依次循環(huán)導(dǎo)通。

3.4 LED數(shù)碼顯示

所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一編號(hào)循環(huán)顯示。

3.5 按鈕鍵盤

設(shè)置為掃描輸入方式,組成行列,類似掃描鍵盤,信號(hào)可實(shí)現(xiàn)按鍵控制,并用數(shù)字鍵可修改參數(shù)值。

3.6 I/O控制

全部采用24V直流電源,輸入經(jīng)接點(diǎn)引入,回路狀態(tài)、聲光報(bào)警等用24V紅、綠指示燈、蜂鳴器,回路操作經(jīng)中間繼電器轉(zhuǎn)接,模擬量全部采用4～ 20mA直流電流輸入。

3.7 其他軟件功能

其他比如實(shí)現(xiàn)自檢、報(bào)警功能、數(shù)據(jù)濾波|歷史數(shù)據(jù)|電容補(bǔ)償?shù)裙δ?，根?jù)工廠自身需要完成。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保等各個(gè)行業(yè)。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。伴隨著變配電技術(shù)的不斷更新，PLC系統(tǒng)將在智能控制方面有新的發(fā)展，使變配電系統(tǒng)更加安全可靠、簡(jiǎn)單實(shí)用。

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