PLC硬件构成及应用

封面报道 COVERREPORT pLC对原系统进行技术改造。改造 后系统采用集散制控制技术。由5 台西门子S7—300PLC组成。集控 室设上位机及一个可编程控制器， 4个人字门机房分设4个现地子站， 每个子站由一台PLC分别控制人字 门设备及阀门设备。相应开关、按 钮及传感器等就近接子站，相互之 间的闭锁控制及控制信号的传输全 部通过上位机与子站、子站与子站 采用线PROFIBUS现场总线完成。 从而节省大量控制电缆和继电器， f用户之声j 大大提高系统的可靠性。 三峡船闸是目前世界上规模最 大、级数最多、工作水头最大、线 路最长的船闸，面临很多世界上没 有遇到的重大技术问题，也无实践 经验可参考，三峡船闸水头高，人 字门运行淹没水深大，人字门关 闭后易出现门体漂移等难点，三 峡船闸自动控制系统复杂，由14台 西门子s7—400PLC，12个现地控 制子站，每个子站l台PLC，共计 12台。集中控制主站布2台PLC， PLC硬件构成及应用 文，北京首钢国际 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 技术有限公司王凤阁 PLC硬件的构成 目前PLC构成的主要的硬件结 构型式是：电源模块、CPU模块、 通信模块、I／O模块以及特种功能 模块等。PLC一般根据I／O点数分 为大型、中型和小型三种。为了提 高自动化系统的可靠性，双网双 CPU多冗余的网络配置型式得到了 越来越广泛的应用。 1)电源模块是PLC自身运行所 需提供电源的模块，根据所选PLC 系统的大小来确定容量。其电压 适应范围更大，模块的尺寸越来越 小，可靠性更高。 2)CPU模块是PLC的核心，主 要用来完成逻辑判断、算术运算 等功能。目前CPU微处理器的芯片 最高可达到64位，如西门子公司的 TDC。大部份的CPU模块自身都带 有通信接口，如与远程I／O站、上 位机或现场调试用计算机联接的各 种不同的现场总线接口等。 76I电号时代．2008年第9M 3)PLC的通信接口模块是实现 人一机或机一机之间的对话。目前 有了很大的发展，除了以往的与 远程I／O站之间连接的通信模块大 量应用之外，与第三方设备连接 的通信模块也正在广泛的使用。为 了使不同设备厂家的PLC设备、各 种传动设备、数字显示仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 、现场 检测仪表及触摸屏等设备能在同一 工程上相互通信，构成一套完整的 自动化系统，PLC厂商及协作方开 发出了各种不同现场总线的通们接 口模块。目前广泛应用的现场总线 主要有：工业以太网EtherNet／IP、 西门子的PROFIBUS，Profinet网 络、罗克韦尔自动化的控制网络 Con廿olNet和设备网DeviceNet，施 耐德的ModbusHus，ModbusRTU， CONopen网等。随着技术的不断 发展和市场的 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ，通信接口模块 的通信速率、通信距离、抗干扰能 力及所接站点数量在不断提高。 集中控制主站与现地控制系统通 过冗余双环光纤工业TCP／IP以太 网络(SiemensIndustryEthemet)及 光纤切换模块(OSM)和光纤冗余 管理模块(ORM)连接。PLC上所 有模块(包括网络通信模板)均可 带电拔插，并不需作任何初始化 的工作，使现场维护十分方便。 CPU417H操作系统升级也可在线 进行。因此，缩短了维护时间，提 高系统的可靠性。EA 王凤阁教授级高级工程师 北京首钢国际工程技术有限公司电气自动 化室主任工程师、首钢总公司技术专家 4)输入输出(I／O)模块。其功 能是将工业过程信号与CPU联接起 来的接口，包括数字量I／O接口模 块和模拟量I／O接口模块。对于不 同的电压等级和I／O点数，分为各 种不同型号的I／O模块。随着技术 的不断发展，各种不同功能的I／O 模块不断涌现，模块的体积越来越 小，接线方式更加方便。 随着微处理技术应用的不断发 展，PLC的硬件构成也在发生着一 些新的变化。 1)由于传统的交直流传动装 置已经被全数字传动装置所取代， 如直流调速系统、交流变频调速 万方数据 封面报道 COVERR￡PoHT 系统、品闸管固态软起动装置等。 而这些传动设备本身可以通过各种 现场总线与PLC实现网络通信。因 此也就不在需要PLC的模拟量输出 对传动设备进行点对点的控制，同 时可以将传动装置与PLC之间进行 数据的双向传送。如设备运行的状 态、系统电压．负载电流、电动机 的转速及温度等，更好的实现系统 对传动设备的监测与控制。 2)目前各种类型的国内外电 机智能保护装置及智能数显仪表被 大量的应用，如西门子的3UF5、 3UF7，罗克韦尔自动化的E3 Plus、施耐德的TeSysT等电机智能 保护器和一些国产的智能电机保护 器等。智能电机保护器具有多种电 机数据监测和保护功能，并内部设 有少量的I／0输入及输出点，可以 将接触器，主令开关、按钮和信号 灯等开关量或模拟量点接入电机 保护器内，同时具有内置的 网络通信能力，可以通过现 场总线与PLC系统进行数据交 换。根据不同厂家的智能电 机保护器，所采用的现场总 线的通信方式也各不相同。 基于以上原因，以往用于PLC 系统大置的MCC内所需的I／O 点全部由智能电机保护器所 替代，其与PLC之间所传输的 数据量也大为扩展，对PLC 系统的通信能力和可靠性也 提出了更高的要求。对于广 泛使用的数显仪表同样也都 78l电号眄代·2008年第9期 具备网络通信功能和 FO点的接入功能。 3)对于大量使 用的自动化检测仪 表，如压力、温度， 流量、液位传感器及 电动执行机构等，虽 然有些产品也具备网 络通信功能，但应用 还是比较少，基本的自动化控制和 检测系统还是通过PLC的模拟量输 入、输出点来完成。 PLC今后的发展方向是I／0输 入输出模块的数量会不断的减少， 最终完全变为通过现场总线直接与 传动控制设备、现场检测仪表、执 行机构及上位计算机、触摸屏等相 连。因此对PLC系统的通信接口模 块提出了更高的要求，如通信速 率、通信距离、可靠性、抗干扰能 力、多种现场总线的通信方式等。 PLC的系统的主要硬件构成也就变 成了电源模块、CPU模块、不同现 场总线的通信接口模块等。随着现 场总线控制系统FCS的发展，PLC 将作为一个站点挂在高速总线上。 应用实例 下图是PLC在首钢迁钢4000 m3高炉工程上料系统中的应用。 在近年来，在首钢 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的一 些工程中，由于大量采用了智能 MCC系统，使PLC系统的I／O模块 数量发生了极大的变化，I／O点的 数量大约减少了70％。 该工程中选用的是施耐德中档 的Premium系列的PLC系统。CPU 的型号为TSXP574634M。本身带 有以太网接口，并通过该接口与上 一级PLC系统相连l电源模块的型 号为TSXPsY2600Ml由于MCC柜 内所接智能电机保护器和软起动 器较多，因此现场总线采用的是 CONopen总线方式，其具有网络 运行速度快，在线接点数量多的特 点。通信模块的型号为TSCPPl10， 理论上可接128个点，实际所接数 量大约在60点左右。对于柜内所接 数显仪表为了节省投资选用为国内 产品，其 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 通信接I：1为Modbus RTU，因此通信模块选用施耐德的 TsxSCYl1601Modbus总线的通信 模块。该模块理论上可接32点，实 际运行所接数量大约在20点，同时 运行速度也要慢一些，但是由于只 是显示数据，不参与控制，还是可 以满足运行要求的。通过此站看 到，PLC系统中的I／O模块已经不 需要了。EA 【栏目壕辑张万英】 田 上料系统智能柜PLC系统配置圈 万方数据