第一篇：計算機與PLC集成控制系統在石化行業的應用

計算機與PLC集成控制系統在石化行業的應用.txt13母愛是迷惘時苦口婆心的規勸；母愛是遠行時一聲殷切的叮嚀；母愛是孤苦無助時慈祥的微笑。本文由gdturui貢獻

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計算機與 PLC 集成控制系統在石化行業的應用

陳 勇 張華平趙顯紅

摘 要：計算機與 PLC 集成控制系統的基本組成、功能、系統軟硬件設計與 通信技術以及該系統在石化行業的應用。關鍵詞：計算機 PLC 可編程序控制器 控制系統 通信技術 關鍵詞近年來，國際市場上石化產品的競爭日趨激烈。與國外同類產品相比，我國 的石化產品無論在生產工藝上，還是產品質量上，都存在著相當大的差距。為改 變我國石化產品發展嚴重滯后的局面，國內石化行業的許多廠家已開始向產品的 多樣化、添加劑材料和配方的高科技化邁進。我們應有關廠家提出的技術要求，針對石化產品生產工藝復雜、添加劑配比要求嚴格、品種多樣、互換性差的特點，開發研制了計算機與 PLC 集成控制系統。該系統控制可靠、操作簡便、開放性強、性能價格比高，在國內石化系統的數家企業推廣應用后，受到好評。1 系統組成

計算機與 PLC 集成控制系統由生產系統和非生產系統二部分組成(如圖 1)。生產系統主要由微型機、適配器、PLC、執行機構及現場儀表等部分組成。非生 產系統主要由工藝流程模擬顯示屏、電視監視設備、現場通話設備、質量檢查系 統、管理信息系統等部分組成。中央控制室負責處理來自生產系統和非生產系統 的大量信息。通過計算機與 PLC 集成控制系統，將潤滑油廠的各生產車間、附屬 部門以及總廠廠部聯成了密不可分的整體，從而最大限度地利用了信息資源。

圖1 計算機集成控制系統的組成 2 系統功能

為滿足用戶提出的技術要求和現場的工況，此控制系統的設計具有以下功 能： 1.根據用戶提出的技術要求，按照添加劑配方的比例精確地配制生產各種型 號的石化產品，并且通過微型機和現場 PLC 控制系統實現整個生產過程的自動 化。2.通過自行開發的計算機軟件，實現生產現場的動態監控。良好的人機界面、清晰的組態圖形，使得操作人員通過計算機屏幕，對于現場的各種工況變化一目 了然。3.在現場生產中，為提高整個控制系統的精確性，在攪拌器、電動機、電動 閥、電磁閥等設備上均設計了局部反饋功能，這些相互獨立系統的局部反饋功能 構成了對總系統反饋控制的有力支持。4.當系統出現壓力報警或油面報警時，一方面通過 PLC 程序實現自動停車，另一方面借助于語音卡，在控制間的操作人員可以立即聽到報警信號，及時采取 相應措施。5.考慮到生產現場某些部位屬于高溫、有害氣體殘留處，技術人員不宜靠近，在現場設置了電視監視設備，讓技術人員實現遠程監控。為便于管理，還安裝了 現場通話設備。6.在中央控制室設置了 1 個大屏幕模擬顯示屏，在屏幕上不僅可以顯示總廠 所有管道線路，而且能夠動態顯示油的液位、流向，讓高層管理人員從宏觀上掌 握全廠的生產狀況。7.通過微機聯網，質量檢查部門可以直接得到工業現場的信息，各管理部門 之間也可以實現數據通信與數據共享。

硬件與軟件設計

3.1 硬件設計 在本系統中，工業現場控制是核心，而工業現場控制主要由 PLC 系統完成，所以如何合理有效地使用 PLC 技術就成了設計的關鍵。PLC 的特點是控制可靠，編程簡單，但程序內存不大，不能進行復雜的編程；而石化產品的特點是生產工 藝復雜，產品型號繁多，往往 1 條生產線就能夠生產幾十種型號的產品。這就形 成了一對矛盾。如果設計時采用常規的 PLC 控制系統，那么 1 條生產線就需要 20 幾臺 PLC 基本模塊和 A/D 轉換模塊。投資巨大，而且按照現代控制理論，在 1 個控制系統中配置的控制模塊越多，控制越不可靠。為了減少投資和增強控制的 可靠性，在 PLC 控制系統的硬件配置上進行了多項創新。以潤滑油生產線為例，在潤滑油生產車間，有攪拌溫度、添加劑溫度、輸油 泵壓力、油罐的液面等共計 32 路模擬信號需要檢測。如果按常規設計，需要 8 塊 FX-4AD 模塊。為減少投資，設計了多路開關切換電路，只用 2 塊 FX-4AD 模塊 就完成了全部功能。圖 2 為 FX-4AD 模塊的多路開關切換示意圖。

圖2 FX-4AD 模塊的多路開關切換示意圖

圖 2 中，FX-4AD 模塊為 12 位 4 通道模擬量輸入模塊，Y0、Y1、Y2、Y3 為 PLC 的任意輸出觸點。FX-4AD 模塊的多路開關切換電路的設計實質上是通過 1 個多路開關控制 FX-4AD 模塊分別去完成攪拌溫度檢測、添加劑溫度檢測、輸油 泵壓力檢測及油罐液面檢測 4 項功能，其中多路開關的 4 個轉換觸點接 PLC 的輸

出觸點，由 PLC 編程控制。這個多路開關切換電路簡單實用，而且節省了大量投 資，實踐證明，該電路在控制精度上完全滿足用戶的需要。軟件設計 在計算機與 PLC 集成控制系統的軟件設計中，也采用了許多新的設計思想。仍以潤滑油生產車間為例，按照用戶提出的 72 種潤滑油的生產工藝和技術 要求，如果用常規方法編程，需要 12 臺 PLC 基本模塊。為節約投資，我們充分 利用 PLC 的文件寄存器(2000 點)，用逐項查表的方法編寫了 1 個 72 種潤滑油的 通用程序，用 1 臺 PLC 基本模塊帶 2 臺 PLC 擴展模塊的方式完成了過去需要 12 臺 PLC 才能實現的功能。我們選用了三菱公司生產的 FX 系列的可編程序控制器，文件寄存器共計 2 000 點(D1000～D2999)。為節約程序內存，充分利用 PLC 本身提供的指令資源，我們選用了字傳送方式，用 1 個 16bit 的字來控制 PLC 觸點的 16 個輸出觸點，而不必像過去那樣，1 條指令只能控制 1 個輸出觸點。例如在圖 3 中，首先 X0 導通，十進制數 K6 送入數據寄存器 D0，接著 X1 導通，數據寄存器 D0 的數值 K6 轉化為二進制數“0000 0000 0000 0110”送入 K4Y0，控制輸出 Y0～Y17 共 計 16 個觸點的動作，其開關動作和數據寄存器 D0 的數值 K6 一一對應。如圖 4 所示，“1”控制輸出觸點導通，“0”控制輸出觸點關斷。在此例中，Y1、Y2 觸點導通，其余輸出觸點關斷。3.2 圖3 字傳送方式控制輸出觸點示意圖

圖4 數據寄存器 DO 的值與 16 個觸點的對應關系

通過字傳送方式，我們用 1 條指令就可控制 16 個電動閥及輸油泵的動作，大大節省了程序空間。在這種設計思想下，我們把 72 種潤滑油的工藝流程全部 用字方式編寫，然后輸入文件寄存器，并在此基礎上，編制了 72 種潤滑油的通 用程序。在通用程序運行時，根據某一潤滑油的型號，通過查表的方式，在文件 寄存器中調出對應的數據段(這些數據段也就是該種潤滑油的工藝流程)，然后該 數據自動輸入 PLC 的控制程序，使得 PLC 按照規定的工藝流程控制整個執行機構 工作。如圖 5 所示之例，潤滑油品種 LSO-1 的工藝狀態字存于文件寄存器 D1050～ D1060 10 個字節中。程序運行時，首先根據潤滑油型號在文件寄存器中尋址，查到正確的地址后，調出 D1050～D1060 10 個字節的數據，然后輸入到通用程序 的相應寄存器，參與工業控制。

圖5 文件寄存器示意圖

計算機與 PLC 的通信技術

在計算機與 PLC 集成控制系統中，一個關鍵的技術問題是計算機與 PLC 的通 信。若在整個系統設計中全部采用進口器件，軟件也選用相應的進口產品，那么，整個工程造價驚人。針對這種情況，我們自行開發了計算機與 PLC 的串行通信技 術。該技術設計思想先進，軟硬件簡單實用，可靠性高，性能價格比好，兼容性 強，可適用于市場上多種型號的計算機與 PLC。從硬件上講，現在中國市場上使用的 PLC，在通信接口上多采用 RS422 接口 或 RS485 接口；而微型機多采用 RS232 接口。這樣在計算機與 PLC 通信時就不可 避免地要選用 RS422-RS232 轉換模塊，同時考慮到惡劣工況下的抗干擾要求，這 個轉換模塊必須具有良好的隔離功能和放大功能，而選用高性能進口模塊，必定 提高工程造價。針對這種情況，為降低工程造價，我們在硬件上用 1 根普通的通信電纜代替 進口的通信模塊，在電纜的接口處采用先進的電路設計技術和單片機技術，以完 成信號的隔離和放大功能。實踐證明，通信的可靠性完全可以和國外的進口模塊 媲美，而且造價極低。從軟件上講，計算機和 PLC 的通信技術屬于保密技術，長期為國外公司壟斷。這就使得我們只要選用了該廠家生產的 PLC，就必須選用它開發的工控軟件，提 高工程造價。針對這種情況，我們開發了自己的工控軟件。下面以三菱公司生產 的 FX 系列可編程序控制器為例，介紹我們的軟件設計。FX 系列可編程序控制器 命令格式如表 1 所示。表1 FX 系列可編程序控制器的命令格式 命令 命令號 日標設備 功 能 設備讀 命令‘0’ X/Y/M/S/T/C/D 讀位設備或字設備狀態 設備寫 命令‘1’ X/Y/M/S/T/C/D 強制開 命令‘7’ X/Y/M/S/T/C 強制關 命令‘8’ X/Y/M/S/T/C 寫位設備或字設備 打開位設備 關閉位設備

每一個字符都以 ASCII 碼形式串行傳輸，傳輸格式如圖 6。

圖6 字符傳輸格式

例如，字符‘F’(ASCII 碼是 46H)的傳輸格式如圖 7。

圖7 字符“F”的傳輸格式

一般文本數據的傳輸格式如圖 8。

圖8 文件數據傳輸格式

圖 8 中，STX 為文本的開始，其 ASCII 碼定為 02H；ETX 為文本的結束，其 ASCII 碼定為 03H；CMD 為命令字符，取‘0’、‘1’、‘7’、‘8’。在 STX 之后，被傳送數據的 ASCII 之和，也被作為 2 個字符碼發送。例如，實現從地址 10F6(10F6 為寄存器 D123 的地址)處讀取 4 個字節數據，執行傳輸格式如圖 9。求和： 30H+31H+30H+46H+36H+30H+34H+03H ＝74H 圖9 傳輸格式之例

通過改變命令號和地址號，就可以實現計算機與 PLC 之間的讀、寫、強制開 關等基本功能，用戶可以使用我們研制的通信軟件，也可以在該軟件基礎上，根 據實際情況靈活地用 C 語言開發自己的通信程序，這正體現了該軟件的開放性特 點。5 結束語

計算機集成控制系統采用了先進的系統集成的設計思想，投入運行后，為企 業帶來了可觀的經濟效益和社會效益。該系統在工業現場控制方面，尤其在 PLC 控制方面，獨樹一幟，以其卓越的控制功能和良好的性能價格比，贏得了用戶的 廣泛贊譽。

作者單位：機械部洛陽拖拉機研究所計算機室(471039)參考文獻 1 2 趙海.現場總線網絡控制系統與領域自動化.微計算機信息，1996；15(1)李瑜詳.微機數據通信技術.上海：上海科學技術文獻出版社，1992

第二篇：PLC在銑床控制系統中的應用

PLC在銑床控制系統中的應用

謝保雞

摘要：介紹用PLC取代X62W萬能銑床的繼電器控制電路，闡述了PLC的設計方案；根據控制要求，確定PLC的輸入輸出點數，進行PLC型號選擇，對I/O地址進行了分配，并畫出了I/O接線圖；根據控制原理，畫出了梯形圖。

關鍵詞：可編程控制器(PLC)；銑床；控制；

1引言

PLC是將計算機技術應用于工業控制領域的產品，它具有高可靠性、編程簡單、體積小功耗低等優點，在短短的幾十年里得到了迅猛發展，已成為當代工業自動化的主要支柱之一目前，部分中小型企業及高校仍廣泛使用傳統的繼電器控制機床，這些機床經歷了比較長的歷史，雖然它能在一定范圍內滿足單機和自動生產線的需要，但由于它的電控系統是以繼電器、接觸器的硬連接為基礎的，技術上比較落后，特別是其觸點的可靠性問題，直接影響了產品質量，生產效率和生產成本。而用PLC對它進行技術改造，便能取得很好的效果。X62W銑床的電氣控制要求

圖1是X62W銑床控制系統的主電路圖，其中M1是主軸電動機，M2為冷卻泵電動機，M3為進給電動機，FR1—FR3為熱繼電器，FU為熔斷器。

具體控制要求如下：

(1)主軸電動機M1采取空載直接起動，且要求實現正、反轉控制，但由于銑床在加工過程中主軸方向的改變并不頻繁，因此采用了電源相序轉換開關SA3來實現正、反轉。

(2)為防止銑削時，系統發生振動，在主軸傳動系統中裝有慣性輪，但在高速切削后，停車很費時間，故采用電磁離合器YC1制動。

(3)工作臺的縱向、橫向和垂直三個方向的進給運動由進給電動機M 3拖動，三個方向的選擇由操縱手柄改變傳動鏈來實現，每個方向有正、反向運動。要求M3能正、反轉，同時，一個時刻只允許工作臺向一個方向移動，所以三個方向的運動之間應有聯鎖保護裝置。

(4)為了防止刀具和機床的損壞，要求只有主軸旋轉后，才允許有進給運動，而為了減小加工件表面的粗糙度，停車時要求先停進給，然后停主軸。但由于主軸本身具有慣性，因此可 以采用主軸和進給同時停止的方式。

(5)主軸運動和進給運動采用變速盤來進行速度選擇，為保證變速時齒輪進入良好的嚙合狀態，兩種運動都要求變速時電機作瞬時點動。

(6)為操作方便，主軸電動機的起動與停止，工作臺快速移動均采用兩地控制。

(7)冷卻泵由電動機M2拖動，只要求實現正轉控制。

(8)為了加工螺旋槽，在X62W銑床上安裝了圓工作臺，但要求圓工作臺的旋轉與工作臺的上下、左右及前后進給運動之間有聯鎖保護裝置。PLC控制電路

3.1 I/O地址分配、機型選擇及I/O端口接線圖為實現上述銑床的控制要求，現選擇三菱公司生產的FX2N－48MR型PLC，其I/O地址分配如附表所示。

圖2是X62W銑床的PLC輸入輸出接線圖，需注意的是，圖中對輸入的常閉觸點進行了處理，即常閉按鈕改用常開按鈕，熱繼電器的常閉觸點改用了常開觸點。

3.2 PLC梯形圖

圖3是X62W銑床的PLC梯形圖，其中，回路6控制主軸起動和變速，回路7控制主軸制動，回路11控制工作臺分別作縱向、橫向、垂直、變速等運動以及圓盤運動，回路8控制工作臺快速進給。PLC梯形圖控制分析

4.1主軸控制電路分析(1)主軸電動機起動

起動前先合上電源開關QF，再把主軸轉換開關SA3扳到所需的旋轉方向，然后按起動按鈕SB1（或SB2)，X0（或X1)閉合，Y0得電，KM1工作，主軸電動機運轉。

(2)主軸電動機的停車制動

按主軸停止按鈕SB5（或SB6)，這時X4（或X5)常閉斷開，M5失電，Y0失電，KM1斷開，主軸電動機失電作慣性運動，接著X4（或X5)常開閉合，Y3得電，電磁離合器YC1工作，對主軸進行制動，待主軸停車后，松開SB5（或SB6)。

(3)主軸換銑刀控制

SA1是主軸換銑刀開關，需換刀時，將SA1扳到“換刀”位置，這時X14常閉斷開，使Y0失電，KM1斷開，主軸電動機失電作慣性運動，接著X14常開閉合，Y3得電，電磁離合器YC1得電工作，對主軸進行制動，使機床無法運行，保證了人身安全。(4)主軸變速沖動控制

主軸變速時的沖動控制是利用變速手柄與沖動行程開關SQ1，通過機械上的聯動機構進行控制，變速時，扳操縱手柄使SQ1動作，這時X6常閉斷開（斷開自鎖回路)，X6常開閉合，使Y0得電，KM1工作，主軸電動機實現點動控制。

4.2進給控制電路分析

轉換開關S A 2是控制圓工作臺的，在不需要圓工作臺工作時，轉換開關SA2扳到“斷開”位置。此時，X15常閉閉合，常開斷開；當需要圓工作臺工作時，轉換開關SA2扳到“接通”位置，此時X15常閉斷開，常開閉合。(1)工作臺左（右)控制

主軸電動機啟動后，將操縱手柄向左（右)扳，其聯動機構壓動位置開關SQ5（SQ6)，使X12（X13)常閉斷開（聯鎖保護)，X12（X13)常開閉合，Y1（Y2)得電，KM2（KM3)工作，進 給電動機實現正（反)轉，通過相應傳動裝置拖動工作臺向左（右)運動。(2)工作臺下、前（上、后)控制

主軸電動機啟動后，將操縱手柄分別向下、前（上、后)扳，其聯動機構壓動位置開關SQ3（SQ4)，使X10（X11)常閉斷開（聯鎖保護)，X10（X11)常開閉合，Y1（Y2)得電，KM2（KM3)工作，進給電動機實現正（反)轉，通過相應傳動裝置拖動工作臺向下、前（上、后)運動。(3)進給變速沖動控制

與主軸變速原理一樣，變速時只需將變速盤往外拉，使進給齒輪松開，待轉動變速盤選擇好速度后，將變速盤向里推，在推進時，檔塊壓動位置開關SQ2，使X7常閉斷開（斷開自鎖回路)，X7常開閉合，Y1得電，KM2工作，進給電動機實現點動控制。(4)工作臺快速移動控制

按下快速點動按鈕SB3（或SB4)，X2（或X3)接通，M9得電，它的一個常開觸點接通進給控制電路，另一個則接通快速進給電磁離合器YC3，常閉觸點切斷正常進給電磁離合器YC2，讓工作臺實現快速進給。松開SB3（或SB4)，X2（或X3)斷開，M9失電，此時YC3失電，YC2得電，工作臺快速移動停止，仍按原方向作正常進給運動(5)圓工作臺的控制

當需要加工螺旋槽時，應將工件安裝在圓工作臺上，調整好銑刀和工件之間的位置，主軸電動機啟動后，將開關SA2扳到“接通”位置，X15常閉斷開（聯鎖保護)，X15常開閉合，Y得電，KM2工作，進給電動機通過相應傳動裝置拖動圓工作臺開始工作值得注意的是，當圓工作臺在運轉過程中，既不要求調速，也不要求反轉

5結束語

用PLC改造后的X62W銑床通過實際使用，生產效率得到了很大提高并能很好的保證其加工精度，自運行以來，系統運行穩定、可靠，完全滿足生產工藝的要求，對同類設備的技術 改造有較大的參考價值。參考文獻：

[1]李秀忠.PLC在X62W銑床電氣控制電路中的應用 [J].自動化技術與應用,2004,08（23）：29-31.[2]胡俊達.PLC在專用雙面銑床電氣控制中的應用 [J].組合機床與自動化加工技術,2003,12（05）：35-37 [3]姚道如,汪功明.變頻器和PLC在龍門銑床控制中的應用[J].常熟理工學院學報(自然科學),2008,04(04):97-99 [4]俞鴻斌.PLC在龍門刨銑床數控化改造中的應用[J].機電工程, 2007,(7): 97-99.[5]閻占文.PLC在鋁錠銑床自動控制上的應用[J].電器時代, 2004,(11): 80-83.[6]余雷聲.《電氣控制與ＰＬＣ應用》[M].機械工業出版社,2002.6.

第三篇：淺談計算機控制系統在汽車行業的應用

淺談計算機控制系統在汽車行業的應用

關鍵詞:計算機控制;汽車行業;汽車性能測試;汽車監控;汽車檢測 摘要:一直以來汽車工業都是國家經濟發展的支柱產業之一。隨著社會的進步，經濟的發展以及我國入世以后汽車行業的迅速發展，這就把汽車行業對科技水平需求提升到了一個新的高度。文章就計算機控制系統在汽車行業中的一些重點應用問題進行了綜合論述。

我國入世以后汽車行業得到了迅猛發展，汽車已逐漸成為人們生產和生活中不可或缺的工具。目前，我國是全世界機動車保有量增長最快的國家（2007年末統計超過2300萬輛）。這也就強烈的促進了汽車行業的發展。與此同時，現計算機控制技術已滲透到汽車的各個組成部分，汽車的結構變得越來越復雜，自動化程度也越來越高。不過對于汽車行業來說，從宏觀角度來看計算機控制系統表現最為突出的是在：汽車出廠前的性能測試、汽車出廠后的監控及汽車檢測三大方面。下面我們首先來看一下：

1．計算機控制系統在汽車性能測試方面的應用

由于電子技術的飛速發展，測試技術日新月異。應用先進、成熟的測試技術，是成功開發性能優良、經濟實用的汽車性能測試系統的基本原則。在汽車性能的測試方面，最常見的計算機控制系統包括：

1.1 PLC控制系統

可編程序控制器PLC(Programmable Logic controller)控制系統:PLC是重要的機電一體化產品，其主要功能是開關量控制。起初主要用于替繼電器控制，目前已發展到具有模擬控制功能，因而應用范圍也有所擴展，形成了以PLC為核心的控制系統模型。

1.2 面向對象控制系統

面向對象的控制系統是利用典型基礎控制產品，針對特定應用對象進行系統設計和二次開發，二次開發的重點是系統結構、專用系統或部件以及應用軟件的開發。這種系統由于其針對性強，因而能夠做到系統緊湊、價格低廉，并能實現EIC（電控、儀控、計算機）一體化。

1.3 DCS控制系統

分布式控制系統DCS(Distributed control of system)，DCS是當今汽車過程工業自動化的主控系統，特點是控制分散、操作顯示集中、系統具有很高的可靠性和很強的功能。

1.4 模塊化控制系統

近年來控制模塊和模塊化控制系統得到發展。模塊化控制系統是以模塊為基礎，組成高度可配置的、分布式采集控制系統，這種系統當I/O出現故障時，只需要調換故障的模塊，而不需替換整個系統。模塊化控制系統的持點是：結構簡單、安裝方便、組織靈活、可擴展性較好、可靠性高、維護方便。

2.計算機控制系統在汽車監控方面的應用

從上世紀末90年，電子信息技術越來越多地進入交通運輸部門，并逐漸形成一個嶄新的工程領域，即智能交通系統ITS(Intelligent Trans Portation System)。所謂智能交通系統，就是通過采用先進的電子技術、信息技術、通信技術等高新技術，對傳統的交通運輸系統及管理體制進行改造，從而形成一種信息化、智能化、社會化的新型現交通系統。

2.1車載端計算機控制系統的職能歸納

車載端計算機控制系統的職能可歸納為：首先，精確定位:車載監控終端全天候24小時連續不斷的接收GPS衛星信號，從而為系統提供車輛的位置和速度，定位精度可達10米。其次，記憶功能:車載監控終端具有存儲車輛位置/模擬量/異常信息的功能，而且可存儲長達兩個月的車輛位置/模擬量信息。第三，控制功能:車載監控終端接收到監控中心的控制命令后，對車輛執行控制動作。第四，通信功能:在GSM網絡覆蓋范圍內，車載監控終端可與監控中心進行數據交換。最后，防劫報警職能:在車輛遭受搶劫時，駕駛員觸動一個隱蔽報警按鈕，即可在自保的同時等待援助。

2.2監控端計算機控制系統的職能歸納

監控端計算機控制系統的職能可以歸納為：首先，數據預處理:通信服務器從Internet上接收到車輛的信息之后對信息進行初始的驗證、校驗、數據日志處理。并將待處理的信息分發給有處理能力的監控終端。其次，數據跟蹤:將移動車輛的實時位置以列表的方式顯示出來。第三，跟蹤監控功能:服務器端可以實現對多終端的跟蹤監控，系統實現采用TCP/IP協議，采用此協議是因為該協議可以保證信息傳輸的可靠性和實時性。第四，報警功能:終端設備報警分為預報警，實際報警，以及報警解除三級報警狀態，這主要為了避免誤報警情況發生，當服務器端收到終端設備預報警信息，則彈出報警對話框，并且在預報警車號列表框中列出發出預報警信息的車號，雙擊其車號可以使系統定位到該車上，預報警情況不會使系統自動定位該車號的終端。

3.計算機控制系統在汽車檢測方面的應用

對于計算機控制系統在汽車檢測方面的應用，我們需要從汽車管理檢測和汽車故障檢測兩方面來進行分析。

3.1計算機控制系統在汽車管理檢測方面的應用

其實也就是常說的“多站點汽車檢測動態管理網絡系統”主要是利用計算機信息技術實現道路運輸管理部門對多個汽車檢測站的檢測數據進行實時傳輸與檢測結果的自動判斷，實現車輛二級維護備案，并實現對道路運輸車輛技術狀況的實時監控和道路運輸車輛相關信息的自動化傳輸，該系統還可以對汽車維修企業的二級維護車輛的一次檢驗合格率進行監控，該系統可以應用于所有道路運輸管理部門，以及其相應的檢測站，利用網絡技術實現車輛技術管理及信息傳遞的自動化，滿足交通部4號令的要求。該系統采用分級分布式星型網絡結構，網絡各工作站點通過集線器相互連接構成檢測系統局域網絡，完成數據通信和信息傳輸;通過調制解調器能方便地與電話網連接，加入Internet國際互聯網，實現局域網與局域的遠程通信，從而構成廣域網。其車輛檢測、辦理車輛技術等級評定和二級維護簽章實行封閉式自動檢測和流水作業辦公。3.2計算機控制系統在汽車故障檢測方面的應用

經過多年的發展，目前國內的汽車故障檢測維修行業已具相當規模。大部分汽車綜合性能檢測站均采用了計算機控制系統，汽車維修企業也應用維修信息管理系統，一定程度上實現了檢測自動化和管理科學化。

3.2.1 計算機控制系統可以為汽車故障檢測提供技術支持

通過計算機控制系統完善汽車行業整體信息化之后，維修企業就可以通過一個公共的專家數據庫查詢需要的維修技巧并將自身的工作經驗與同行共享；一個維修企業的配件儲存是有限的，但如果將每個維修企業甚至供應商的配件倉儲量、型號和規格等登入信息網，可以較好地解決企業配件短缺但一時難以購置的問題；為車主提供周到迅速的服務，應是每個維修企業追求的目標之一，車輛檢測不合格需要進廠維修時，維修企業可以通過網絡查詢到該車輛的原始檢測數據和汽車性能曲線，極大地提高維修效率和準確性。

3.2.2 計算機遠程故障控制系統對汽車行業的現實意義

目前我國汽車維修行業已經從完全依靠檢查者的感覺和實踐經驗進行診斷的階段，發展到了利用專門設備進行綜合檢測診斷階段。計算機遠程故障控制系統為傳統汽車故障診斷技術進行了很好的補充。首先，它增加了用于遠程診斷的診斷服務器，并預期能與該技術領域力量較強的大型汽車維修企業、科研院所、高等院校或國內外汽車生產廠家建立的故障分析診斷中心互聯，同時與相關專家建立一種協作關

系，共同為系統提供高效、快捷的遠程故障診斷服務。其次，形成了豐富的診斷數據庫和診斷知識庫，提高了診斷智能，并通過多手段、多專家協同對故障進行會診，提高了故障診斷的準確性和可靠性。再次，遠程故障診斷技術同時克服了地域障礙，使用戶在行駛過程中也可以對汽車進行故障診斷和狀態監測。

參考文獻

[1]揚海泉.汽車故障診斷與檢測技術[M].人民交通出版社，2004.[2]王國軍.自動控制理論發展綜述[J].微型機與應用,2006.[3]孫林.智能系統與汽車的智能化技術[J].汽車研究與發展，2007.

第四篇：PLC在恒壓供水變頻調速控制系統中的應用

PLC在恒壓供水變頻調速控制系統中的應用

引言

恒壓供水系統對于某些工業或特殊用戶是非常重要的，例如在某些生產過程中，若自來水供水因故壓力不足或短時斷水，可能影響產品質量，嚴重時使產品報廢和設備損壞。又如當發生火警時，若供水壓力不足或無水供應，不能迅速滅火，可能引起重大經濟損失和人員傷亡。所以，某些用水區采用恒壓供水系統，具有較大的經濟和社會意義。

基于上述情況對某生活區供水系統進行了改造，采用plc作為中心控制單元，利用變頻器與pid相結合，根據系統狀態可快速調整供水系統的工作壓力，達到恒壓供水的目的，提高了系統的工作穩定性，得到了良好的控制效果。2 系統結構與工作原理

供水系統由主供水回路、備用回路、儲水池及泵房組成，其中泵房裝有1#~3#共3臺150kw泵機。另外，還有多個電動閘閥或電動蝶閥控制各供水回路和水流量。由于該供水網較大，系統需要供水量每小時開2臺泵向管網充壓，供水量大時開3臺泵同時向管網充壓。要想維持供水網的壓力不變，在管網系統的管道上安裝了壓力變送器作為反饋元件為控制系統提供反饋信號，由于供水系統管道長、管徑大，管網的充壓比較慢，故系統是一個大滯后系統，不宜直接采用pid調節器進行控制，而應采用plc參與控制的方式來實現對控制系統起調節作用。選擇frn160g7p-4變頻器實現電動機的調速運行，可編程序控制器選擇日本松下fp1-c40型，且配有a/d和d/a模塊，其原理框圖如圖1所示。

圖1 恒壓供水系統原理圖

控制系統主要由plc、變頻器、切換繼電器、壓力傳感器等部分組成。控制核心單元plc根據手動設定壓力信號與現場壓力傳感器的反饋信號經plc的分析和計算，得到壓力偏差和壓力偏差的變化率，經過pid運算后，plc將0~5v的模擬信號輸出到變頻器，用以調節電機的轉速以及進行電機的軟啟動;plc通過比較模擬量輸出與壓力偏差的值，通過i/o端口開關量的輸出驅動切換繼電器組，以此來協調投入工作的水泵電機臺數，并完成電機的啟停、變頻與工頻的切換。通過調整電機組中投入工作的電機臺數和控制電機組中一臺電機的變頻轉速，使動力系統的工作壓力穩定，進而達到恒壓供水的目的。3 系統程序設計和plc的i/o分配

系統程序包括啟動子程序和運行子程序，其流程圖如圖2所示。運行子程序又包括模擬調節子程序(其流程圖如圖3所示)和電機切換子程序(流程圖略)，電機切換子程序又包括加電機子程序和減電機子程序(程序設計略)。plc的輸入、輸出端子分配情況如附表所示。

圖2 啟動程序流程圖

圖3 模擬調節流程圖 系統工作過程

加上啟動信號(x4)后，此信號被保持，當條件滿足時，(即x2為“1”)時，開始啟動程序，此時由plc控制1#電機變頻運行(此時y0、y6、y7亮)，同時定時器t0開始計時(10s)，若計時完畢x2仍亮，則關閉y0、y6，(y7仍亮，)t2延時1s。延時有兩方面的原因: 一是使開關充分熄弧，防止電網倒送電給變頻器，燒毀變頻器;二是讓變頻器減速為0，以重新啟動另一臺電機。延時完畢，則有1#機投入工頻運行，2#機投入變頻運行，此時y1、y2、y6、y7亮，同時定時器t1開始計時(10s)，若計時完畢x2仍未滅，則關閉y2、y6，(y1、y7仍亮，)t3延時1s，延時完畢，將2#機投入工頻運行，3#機投入變頻運行，(此時y1、y3、y4、y6、y7亮，)再次等待y7滅掉后，則整個啟動程序執行完畢，轉入正常運行調節程序，此后啟動程序不再發生作用，直到下一次重新啟動。在啟動過程中，無論幾臺電機處于運行狀態，x2一旦滅掉，則應視為啟動結束(y7滅掉)，轉入相應程序。綜合整個啟動過程，完成三臺電機的啟動最多需要22s的時間。

運行過程中，若模擬調節器節上、下限值均未達到(即x1、x2滅)，則此時變頻器處于模擬調節狀態(此時相應電機運行信號和y6亮)。

若達到模擬調節上限值(x1亮)，則定時器t4馬上開始定時(5s)，定時過程中監控x1，若x1又滅掉，則關閉定時器，繼續摸擬調節;若t4定時完畢，x1仍亮，則啟動一低速(y8亮)，進行多段速調節，同時定時器t5開始定時(3s)。定時完畢，若x1仍亮，則關閉此多段速，啟動一更低速(y9)，同時定時器t6定時(10s)。定時完畢，若x1仍亮，則關掉y9，此后x0很快會通，轉入切換動作程序。在此兩級多段速調節過程中，無論何時，若x0亮，則會關閉相應多段速和定時器，同時進行切換動作，即轉入切換程序，同樣，若無論何時，x1滅掉，則關閉運行多段速和定時器，轉入模擬調節。

若達到模擬調節下限值(x2亮)，則定時器t7馬上開始定時(5s)，定時過程中監控x2，若x2又滅掉，則關閉定時器，繼續摸擬調節，若t7定時完畢，x2仍亮，則啟動一高速(y7、y2)，進行多段速調節，同時定時器t8開始定時(3s)，定時完畢。若x2仍亮，則關閉此多段速，啟動一更高速(y8、y9)，同時定時器t9定時(10s)，定時完畢。若x2仍亮，則關掉y8、y9，此后x3很快會通，轉入加電機動作程序。在此兩級多段速調節過程中，無論何時，若x3亮，則會關閉相應多段速和定時器，同時進行加電機動作，即轉入加電機程序。同樣，若無論何時，x2滅掉，則關閉運行多段速和定時器，轉入模擬調節。

電機切換程序分為電機切除程序和加電機程序兩部分。此程序動作的條件是:啟動結束后無論何時x0亮，一旦條件滿足，即由plc根據電動機的運行狀態來決定相應切換哪臺電機，切換時只能切換工頻運行電機。

若工作狀態是一臺變頻一臺工頻，則立即切除工頻電機，然后計數值減1，即完成此過程，再由調節程序運行，調節至滿足要求為止。

若3臺電機同時工作，則應由plc來決定切除哪臺工頻運行電機。切除依據是3臺電機對應計數器的大小，誰大切誰，切除掉一臺后，要由定時器定時(5s)等待，以便變頻器調節一段時間，防止連續切除動作。這主要是考慮到本系統的非線性和大小慣性因素而采取的措施。

加電機程序, 其動作程序是:啟動結束后無論何時x2亮, 一旦條件滿足, 立即關掉變頻運行電機和變頻器，延時一段時間后(原因同上), 將原變頻運行電機投入工頻運行，同時打開變頻器和將要啟動電機的變頻開關, 完成加電機。

同樣，若原有2臺電機工頻工作，則x2一亮，立即開始加另一臺電機(無延時)，(加電機依據是判斷計數值，誰小加誰)。但加電機完成以后，定時器要開始定時(5s)等待，讓變頻器調節一段時間，防止連續加電機動作。其過程分為:結束語

用變頻器來實現恒壓供水，與用調節閥門來實現恒壓供水相比較，節能效果十分顯著。其優點是: 起動平穩,起動電流可限制在額定電流以內，從而避免了起動時對電網的沖擊;由于泵的平均轉速降低了，從而可延長泵和閥門等的使用壽命;可以消除起動和停機時的水錘效應;在鍋爐和其他燃燒重油的場合,恒壓供油可使油的燃燒更加充分，大大地減輕了對環境的污染。參考文獻

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[4] 曾 毅.變頻調速控制系統.濟南:山東科學技術出版社,2002 作者簡介

張全莊(1963-)男 講師/碩士 主要研究方向:工業電氣自動控制與plc應用。

第五篇：PLC在工業全自動洗衣機控制系統中的應用畢業論文

XXX學校

Xx辦學點畢業論文

課題名稱：PLC在工業全自動洗衣機

控制系統中的應用

專 業：

班 級：

學 籍 號： 學生姓名：

導師姓名：

提交日期：

PLC在工業全自動洗衣機控制系統中的應用

(姓名)摘 要：隨著科學技術和生活水平的提高，洗衣機的洗滌水平也隨著科技的發展大大提高。PLC在運用中，硬件也相對簡單，提高控制系統的可靠性，另外它的編程語言也相對簡單。本文選擇三菱F1—20MR為核心部件，著重進行硬件接口設計，利用梯形圖和語句表進行編程，實現了全自動洗衣機控制系統的自動化。關鍵詞：全自動洗衣機；PLC；控制

一、工業全自動洗衣機的自動控制

目前洗衣機是一種耳熟能詳的家用電器，隨著科技的進步和人們生活質量的提高，以及人們對精神文明的高度追求，所以目前市場上還是有很大的發展空間。不同材質的衣物越開越多，對洗衣機的要求也越來越高。智能控制洗衣機的動力系統是目前研究的方向，在工業控制系統中廣泛運用的PLC，它是整體模塊，集中了驅動電路，檢測電路和保護電路以及通訊聯網功能。現代的全自動化洗衣機實現了洗衣機由進水、洗滌、排水、脫水、報警到停機的自動化過程。

1.進水和排水系統

全自動洗衣機的洗衣桶和脫水桶是以同一軸心安放的。脫水桶的周圍有許多小孔，使內桶和外桶的水流相通。全自動洗衣機的進水系統采用水位壓力開關和進水閥，由程序控制器調節。設有溢水口，其位置在盛水桶上口部。漂洗時，它能讓洗滌液中的泡沫和污水溢出，有利于漂清。

全自動洗衣機水位開關一般有三檔水位控制,并都有 低水位、中水位、高水位、再注水等功能當進水閥注水，內桶水位增高到預選水位時，主電機導通，進水閥斷開，并開始洗衣。全自動洗衣機的排水系統由程序來控制排水電磁閥，牽引排水閥。

2.洗滌與脫水系統

全自動洗衣機主要是通過波輪對衣物的翻滾達到洗滌目的。為了保證洗滌效果，洗滌桶的內壁上必需設計成凸形來增大摩擦力，達到滿意的洗滌效果，提高洗滌率。

洗滌正轉、反轉由洗滌電動機驅動波盤的正、反轉來實現，此時脫水桶并不旋轉。脫水時，控制系統將離合器合上，由洗滌電動機帶動內桶正轉進行甩干。啟動按鈕用來啟動洗衣機工作，停止按鈕用來實現手動停止進水、排水、脫水及報警。洗衣房設備排水按鈕用來實現手動排水。

洗衣機具有蓋的帶鎖裝置，該鎖定裝置，包括洗衣機蓋板、洗衣機箱體，還包括控制開關，與控制脫水的開關聯動，使用戶在脫水時不能打開洗衣機蓋板，從而確保了洗衣機脫水時的操作安全。

3.箱體與支承系統

洗衣機外箱體是洗衣機的盔甲，很多洗衣機采用高分子聚合塑鋼材料作為外箱體，永不生銹，耐碰撞，防漏電，機身輕便，易于搬動。有的采用剛柔相濟的不銹鋼做內桶剛性，在于不銹鋼材質表面分子結構致密，空隙小，以達到抗菌，抑菌，耐腐蝕的作用。柔性，超級鏡面不銹鋼材料光滑柔細，即便是最嬌柔的面料也不會受到損傷。很多洗衣機內桶完全采用世界一流的不銹鋼材料制成，擁有 頂級的品質保證。全自動洗衣機一般采用輕觸式開關，全自動洗脫機 在按下開關后，字符旁邊的指示燈會亮。當指示燈亮起表示程序選中，指示燈閃爍表示正在執行此程序，指示燈熄滅表示程序未選擇或執行完畢。

4.PLC機型選擇

PLC是一種根據用戶給的指令，通過輸入接口現場采樣信息執行邏輯或數值運算，再通過輸出接口去控制各種執行機構動作。它主要有CPU、存儲器、I/O接口模板三部分。通過對結構圖的分析，可知全自動洗衣機的I/O點不多，選擇三菱FX系列F1—20MR，可以完全滿足其要求，F1—20MR有20個I/O，根據輸入，輸出口的總點數，考慮留有適當余量。

全自動洗衣機電氣控制系統包括微處理器、排水電磁鐵、電容器、門開關、按鍵開關、指示燈、中間繼電器，水位壓力開關、蜂鳴器及進水電磁閥等部件組成。通過微處理器，能自動完成進水，洗滌（漂洗）、排水、脫水、報警等全部程序，只需設計軟件就可以來達到預想控制的目的。

二、設計目的

1.了解和掌握全自動洗衣機的工作流程；

2.了解自動控制的工作原理及PLC在日常工作中的應用。

三、全自動洗衣機的設計要求

控制要求：整個洗滌過程分為進水、洗滌、放水、脫水四個部分，系統從進水環節開始到脫水環節結束共循環兩次。

（1）PLC投入運行，系統處于初始狀態，準備好啟動。

（2）按下啟動按鈕后，洗衣機開始進水。進水直到高（中、低）水位，水位開關由OFF變ON）。

（3）PLC停止進水，2秒后開始洗滌。

（4）洗滌時，正轉30秒，停2秒，然后反轉30秒，停2秒。

（5）如此循環5次，總共320秒后開始排水。

（6）排空后脫水30秒。

（7）開始清洗，重復（1）～（5），清洗兩遍。

（8）清洗完成，報警3秒并自動停機。

四、PLC控制系統工作原理及調試過程

1、初始脈沖M8002使初始狀態S2置1，按下啟動按扭X1，狀態轉入S20，Y1得電啟動洗衣機，選擇水位（高、中、低）狀態轉入S21，Y2得電開始進水，達到選定水位后相應的水位檢測觸點接通，狀態轉入S22。

2、狀態轉入S22，T0定時2S，2S后T0的觸點接通，狀態轉入S23，Y3得電，洗衣機正轉，并用T1定時30S，30S后T1觸點接通，狀態轉入S24，T2開始定時2S，2S后其觸點接通，狀態轉入S25，Y4得電。

衣機反轉并用T3定時30S，30S后T3觸點接通，狀態轉入S26，此時用T4定時2S，C0計數5次，2S后T4觸點接通，當計數未達5次，C0的常閉繼續閉合狀態轉入S23，當計數達5次，C0的常閉斷開，常開閉合，狀態轉入S27。

3、狀態轉入S27后，Y5得電，開始排水，當水排空后，X6閉合狀態轉入S28，Y6得電，T5定時30S，C1計數2次，開始脫水，30S后T5觸點接通，此時當C1計數未達2次，則C1的常閉繼續閉合，狀態轉入S21，若C1計數達到2 次，則C1的常開就閉合，狀態轉入S29。

4、狀態轉入S29后，Y7得電，T6定時3S報警，3S后，T6觸點接通，狀態轉入S2.步進階梯結束，程序結束.五、結束語

PLC控制洗衣機洗滌程序有獨特程序。

首先，它是一個順序控制系統程序；

其次，洗滌、排水、脫水時間是由PLC內的計數器和定時器中K參數控制的，只要改變它的參數大小就可以改變整個程序時間長短；

第三，通過改變PLC的型號，可以根據認物的質地、數量和臟污程度來實現標準洗、強洗、快洗的多功能；

第四，通過改變洗滌程序可實現進水洗滌、漂水、排水、脫水的順序控制，也可實現或洗滌、或漂水、或脫水等單體控制；

第五，在設計過程中，可以方便的加入相應的配套裝置，如指示燈，蜂鳴器。通過衣裳的分析說明，可知全自動洗衣機的控制系統是有多種性的，各種最優控制系統均可運用，但是必須考慮它的結構和成本。

參考文獻

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