PLC的工作原理及在远洋船舶上的使用.docVIP

PLC的工作原理及在远洋船舶上的使用 12天津航海 2006年第1期?轮机管理与故障分析? 张玉阁 (天津海员学校 张玉阁 天津 300451) 摘 要: 介绍了PLC控制器的工作原理及在工业上的应用,通过具体例子对传统电路与带有PLC电路进行了比较并做详细说明。指出了使用PLC的优点,同时展望PLC会得到更为广泛的应用。 关键词: 可编程逻辑控制器 三相异步电动机 逻辑电路 程序 控制 执行 PLC是programmerlogiccontroller的缩写,即可 编程逻辑控制器,是一种集成化的综合了计算机技 术与自动控制技术为一体的工业控制产品,完全具 备微机的逻辑运算、统中。,单的数字电路板,通过PLC可以将设备和机控室及 驾驶台紧密地连接起来,使船舶具有明显的数字化 特征,船员可从上层控制台进行检测、读数、打开阀 门加油加水、操纵船舶航行等业务。船舶操作简便 易行,效率得到了很大提高。 世界上第一台可编程序控制器诞生于1969年, 是由当时美国数字设备公司为通用汽车公司研制开 发并成功应用于汽车生产线上的。设想通过编程的 方式使用程序逻辑代替原有的继电器硬接线逻辑, ——————————————————————————————————————————————— 以适应由于汽车改型而引起的流水线上的继电器和 开关重新布置的需要,减少装置和维修工作量。有 效地减少了继电器的重新设计和安装。 一台PLC是一部硬件和软件齐全的电子计算 机,硬件是由中央处理单元(CPU)、内存储器、输入/ 输出单元(I/O单元)、电源、编程器等组成。软件系 统由主板上集成的操作系统和各种输入输出管理程 序组成。将编制好的程序拷贝进PLC的存储器中, 收稿日期:2005-11-18 作者简介:张玉阁,(1968-),男,天津静海人,讲师,主要从 事轮机教学研究工作。图2 传统电路图图1 PIC工作方式程序图PLC,即每,PLC循环扫描时间。整个过程分为内部处理、通信、输入处理、执行程序、输出处理几部分,把从输入端得到的信号经过加工变换后送到输出端,指挥设备工作。示意图如下: 远洋船舶机舱里通用的Y-?起动运行系统如图2、图3 。 输入端子中的L和N为PLC提供电源,X0、Xl、COM 端子接收输入指令。输出端子中的Y0、Y1、Y2执行指令完成后的输出。如果要起动控制电路,首先应闭合PLC的RUN开关,使PLC内部的程序运行起来。当按下起动按钮ST时,起动指令从输入端子X0进入PLC,通过里面的光电耦合装置转换后存储 到内部数据区X0对应的地址变量中,正在运行的程序检测到X0——————————————————————————————————————————————— 的变化进行相应的逻辑运算,从输出端子Y0输出执行信号,接触器1KM线圈通电并自锁。同时,从Y2输出的信号使3KM接触器线圈通电,程序中的时间继电器开始计时,1KM的主触头1KMl和3KM的主触头3KMl将定子绕组接成星形,当电机达到一定转速时间继电器延时时间到时,通过程序的逻辑运算,Y2信号输出停止,3KM线圈断电。Y1开始信号输出,2KM线圈通电,1KM的主触头1KMl与2KMMl将电机绕组接成,。如果要停止工作X1Y0得到断,接触器1KM线圈复位,自锁解除,控制电路失电。主电路中的1KMl触点和3KMl触点被接触器中的弹簧复位,电动机断电停止工作。 将两个电路图进行比较可知,控制电路有较大区别,图2中控制电路的动作逻辑是由三个接触器的触点与时间继电器的触点按一定的动作次序完成的,依靠的完全是硬接触的触点形成的逻辑关系。图3中的控制电路使用了PLC控制器,线路的复杂程度有所降低,PLC左边的输入端是并联的起动开关和停止开关,与传统电路中的串联形式不同。右面是并联接触器线圈和互锁触点,时间继电器被程序所模拟没有表达出来,实际表达出来的输入输出部分连同时间继电器在PLC的内存数据区中都有对应的地址变量,电路中的动作逻辑关系则对应我们所编写的PLC的程序,程序读取输入量进行逻辑运算将计算结果写入到输出地址变量中,PLC再把计算结果转换成电信号通过外部电路进行具体执行。这一连串的过程非常迅速和准确,并且PLC中的主程序一刻不停循环往复地运行,只要输入变量有变化马上计算出新的输出结果,产生新的动作序列。 ——————————————————————————————————————————————— 综上所述,我们可以看到在拖动电路中使用PLC有很多优点。首先整个控制电路的稳定性有较 图3 加入PLC后的电路示意图 QS:隔离开关;1KM:主接触器;2KM:三角形运转接触器;3KM:星形 运转接触器;KT:时间继电器;ST