PLC技术在沥青拌和站控制系统中的应用.pdfVIP

PLC 技术在沥青拌和站控制系统中的应用 1 、硬件系统设计 1.1 系统配置与结构图 图 1 系统配置与结构图 1.2 硬件选型 1.2.1 PLC 模块 PLC 是 一种用作数字控制的专用电子计算机，能够按照用户自定义的指令安排以及现 场信息的采集来执行相应的逻辑和数值运算，并在此基础上输出控制各种机构进行动作的指 令来，这样一种控制系统的特点就是逻辑判断准确且功能丰富，除此之外稳定性和可靠性也 比较高，完全能够满足一些野外施工运行时环境恶劣以及干扰性强的高要求，在整个系统下 层当中都是非常关键的设备之一。我们在进行具体操作时选择的是西门子公司的 S7-200 系 列，这主要是因为该型的PLC 设计紧蹙且扩展性较好，有着相当强大的指令且运行的速度 快，能够满足不同环境条件下自动化控制的实际需求。 1.2.2 EM231 模拟量的输出模块 考虑到 PLC 本机并不提供模拟量的输入，因此有必要额外的增加模拟量的输入模块， 在这里选择的是EM231 AI4×12 高速模块，其模拟量转换至数字量所需要的时间小于 250 μs，功率耗散则大约在2W 左右。除此之外，EM231 模块还可以设置利用 DIP 开关， 并通过开关 1、2 、3 来进行模拟输入范围的选择。在这里需要注意的一点就是在进行模拟 量到数字量的转换时其数据的格式必须要保证左端对齐，否则一旦出现识别错误就会导致处 理的中断，从而较大程度的降低实际工作的效率。 1.2.3 通讯设备 在这其中涉及到的通讯过程以及设备都比较简单，主要就是实现 PLC 与工业控制机之 间的通讯，在这样一个过程当中，由于需要进行标准接口的转换，因此我们就选择使用了五 开关隔离 PC/PPI 电缆，这样一种电缆一方面是能够较好的支持PPI 协议，另一方面则是能 够进行通讯速率以及通讯模式的设置。 1.2.4 数据采集设备 在进行数据采集的过程当中，我们希望能够较好的反应和控制住沥青拌和站生产过程当 中各个物料的实际重量参数，针对于这样一种实际的状况，我们一方面是选择了与重量值相 适应的压力传感器，另一方面就是选择了可靠度以及精度都比较高的称重显示器 PT650D ， 它一方面是能够直接接受称重传感器传递来的称重信号并直接进行转换和显示，另一方面则 还可以将其进行扩大以后送至扩展模块 EM231 ，使得 CPU226 能够根据这样一系列的数据 进行后续的算数以及逻辑运算。在沥青拌和站控制系统当中，模拟量并不仅仅只是压力信 号，还包括现场的沥青温度信号等，这都是保证现场施工质量的重要参数，正是因为这样， 我们就需要尽可能的获取准确有效的温度数据。 1.3 数据的采集与处理 1.3.1 开关量信号的采集与处理 一般情况下，各个开关量都是直接接受来自于控制面板的输入指示来进行相应的操作， 而 PLC 的输出则可以较好的反应出现场各个电机以及电磁阀的实时开关状况。西门子 CPU226 PLC 本机能够提供 16 路的开关量输出和 24 路的开关量输入，也具有其固定的输 入/输出地址，但是也可以进一步的将其进行扩展。在进行开关量信号的采集时则可以采用 时间上的延迟来对软件滤波进行确认，且延迟的具体时间在一定的范围内可以 自行进行选 择，而这样一个延迟时间正确选择的意义就在于能够较好的滤除输入的噪声，这样就可以防 范输入状态下一系列不可预测的变化，这对于系统本身可靠性的提高都是极有好处的。 1.3.2 模拟信号 模拟信号主要是由扩展模块 EM231 来进行必要的采集和处理，其能够在相当短的时间 内完成模拟信号至数字值之间的转换，而这样一个转换过程就可以在程序访问模拟点的时候 完成。通过上文中的分析和说明我们已经知道，EM231 是高速模块，因此能够对内部以及 外部噪声快速变化的模拟值进行跟踪和控制，且能够相应的通过软件滤波来减小由于噪声所 引起的信号读数上的差异。在这里补充说明的一点就是软件滤波是 PLC 本身所具有的一项 功能，因此就可以直接根据不同的模拟量来对软件滤波器进行选择。 2 、软件设计 2.1 软件开发工具 上文中已经给出了具体的说明，PLC 程序采用 S7-200 的软件来进行开发，运行平台可 以选择win95 及以上版本的操作系统，这主要是因为其更能