PLC和变频器在控制系统的应用论文

【简介】感谢网友“彻宴白”参与投稿，下面是小编为大家带来的PLC和变频器在控制系统的应用论文（共12篇），希望大家能够喜欢!

篇1：PLC和变频器在控制系统的应用论文

摘要：电气工程是国家经济发展的一个重要基础，同时也是确保人们正常生活的基础条件之一。本文介绍了PLC和变频器，分析了PLC和变频器在控制系统中的应用价值，总结PLC和变频器在控制系统中的应用。

关键词：变频器论文

引言

PLC是一种可编程逻辑控制器，它和变频器都是在信息化技术与网络技术发展下生成的产物。PLC技术能够实现顺序控制、开关质量控制、闭环控制等，其应用作用是提升电气自动化控制工作效率，促使电气工程逐步实现自动化。在信息化时代的发展下，工业生产技术在不断地更新与改革。在此背景下，电气工程也在深化改革过程中，改革的主要方向是信息自动化，而PLC和变频器是能推动这种改革进程的技术，所以有必要对它们开展研究。

1PLC与变频器概述

1.1PLC与变频器概念

PLC即可编程逻辑控制器，能依照用户的制定需求开展工作，其中涵盖了逻辑运算、顺序控制、数学运算等。PLC所应用的是可编程的存储器，在存储器内部运行逻辑运算等一系列指令，再由数字信号以及模拟信号的转变进行输入与输出，以此控制整个生产过程[1]。变频器是指使用变频技术以及微电子技术，通过调整电机工作电源的频率达到控制交流电动机目的的一种电力控制设备。变频器主要经由整流、滤波、逆变等构成，依照电机的切实需求提供适合的电源电压，从而实现节能、调速的效果，同时变频器也具备着多种保护功能，如过流、过压保护等。

1.2PLC特点

第一，由于PLC所应用的是已被定义好的各种辅助继电气的节点来实现变位操作，因此整个工作中的运行状态具有一定的简单性特点[2]。第二，PLC的一个显著特点是程序运行简单，操作比较便捷，在工作过程中能减少工作人员的工作量，提升整体工作效率，减少人力资源浪费。第三，PLC的功能性较为完善，同时也具有较高的实用性，适合应用在各种环境中，充分显示出PLC硬件的完整性。第四，PLC在运行期间具有抵抗外界环境与其他相关因素干扰的'功能，在任何复杂的工业生产过程中都能够发挥良好的作用，这就展示出PLC的可靠性。

篇2：PLC和变频器在控制系统的应用论文

2.1有助于加大电气设备产品存储量

PLC系统属于一种计算机应用技术，其特点在于具有一个独立的存储器结构，系统程序存储器中所存放的内容便是系统软件。用户程序中存储器所应该存放的内容同样是应用软件，而此种结构的存储器能够提供较大的存储空间[3]。另外，此系统设计过程中能够依据实际需求完整保存相关设备中的历史数据，保存下来的资料能为后期检查故障等工作提供可靠依据。

2.2有助于强化电气设备产品的智能化

电气自动化控制系统应用PLC技术与变频器的主要作用是提升电气设备的反应速度以及整体运行效率，同时也有助于提升电气设备的智能化水平。具体体现在PLC技术由系统软件完成对整个系统的控制，以确保整个工作流程能严格遵循一定的程序进行。PLC技术中CPU对系统中的数据进行分析与处理，同时对整个系统的运行情况做出评估，实时、可靠地传输数据。变频器起到的作用是在整个系统运行过程中，提供实际需求的电源电压，调节与控制各环节的电压，以确保系统稳定运行。

3PLC在控制系统中的具体应用

3.1在顺序控制系统中的应用

PLC技术被作为一种顺序控制器应用，这是当前社会大多数企业在应用PLC时的一个统一观点。PLC技术在此种模式下的电气工程自动化控制中应用，呈现出三个方面的具体应用。第一，远程控制和监督电气工程自动化系统，以此来确保电气工程工作人员的安全，同时也减少了人力资源的应用;第二，在电气工程自动化系统中进行现场传感，以确保电气工程自动化的控制水平;第三，对电气工程自动化系统的主站层给予局部控制。

3.2在开关量控制中的应用

PLC应用初级阶段，仅能合理地应用在开关量的逻辑控制中，后期在相关技术的进一步完善下，PLC技术得到了更为广泛的应用，在开关量控制的水平以及应用价值上也有显著提升。PLC应用实际上是将定义的虚拟机电器转变为机械继电气器，即忽略了虚拟继电气的反应时间，体现了PLC在开关量方面的应用价值。例如，PLC在断路器控制中的应用，传统电路器利用继电器实现控制，其问题是反应速度较慢，而PLC技术的应用有效提升了反应速度与灵敏度。

3.3在闭环控制中的应用

应用在闭环控制中的主要作用是测量转速，同时合理控制调节器，具体是应用转速测量、电子调节、电液执行实现闭环控制。具体的控制方法是在打开动力泵后，PLC细致地分析动力泵运行时间，同时选择一个最为适宜的主用泵与备用泵，在后期实际操作过程中仅需要将开关挡转变为手动挡即可，便能有效提高运行效率，同时也进一步体现了系统的可持续性。PLC与传统的控制技术相互融合方式能互补两者的不足之处，从而极大地提升了电力系统控制效率以及质量。

3.4在数控系统中的应用

数控系统较为复杂，不只存在直线型，同时还包括连续型与点位型。在生产过程中，点位型数控系统多应用在孔洞机床中，原因是全方位与灵活性。系统控制功能主要有单板机模式与全功能型两种数控装置，在系统控制功能中使用PLC能够确保系统功能的完善性。在数控系统中全功能型数控装置的功能性更为完善，但需要承担的成本也相对较高，与单板机模式相比，全功能型装置的应用存在一定的局限性。

4结语

全文分析了PLC和变频器在电气工程自动化控制系统中的具体应用，其应用推动了系统的自动化发展进程。PLC技术在电气工程自动化系统中的应用主要包括数控系统、闭环控制、开关量等方面，而变频器设备主要应用在电源电压的调控方面，以确保系统运行稳定性。

参考文献

[1]章仰莹.电气自动化设备中PLC控制系统的应用[J].电子技术与软件工程，，2(13)：135.

[2]赖添华.论PLC在电气自动化控制中的应用[J].企业技术开发，，35(7)：94-96.

[3]么坤.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].山东工业技术，2016，6(6)：20.

[4]徐凯.PLC在电气自动化控制中的应用价值[J].山东工业技术，，(6)：189.

篇3：PLC和变频器在电梯控制系统中的应用

1 引言

随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高，PLC控制系统因其功能强，结构简单，可靠性高，抗干扰能力强，维修方便等优点，已经取代继电器控制方式。同时，变频调速使用了先进的SPWM技术，具有优异的调速性能和起制动性能、高效率和节电效果，得到广泛的应用。本设计以五层电梯为例，说明电梯的PLC控制系统。

2 电梯控制系统结构

电梯控制系统由PLC控制的逻辑部分和变频器控制的调速部分组成。

PLC接收来自操纵盘和每层呼梯的呼叫信号、轿厢和厅门系统的功能信号以及井道和变频器的状态信号，经程序判断与运算实现电梯的集选控制。PLC在输出显示和监控信号的同时，根据随机逻辑控制的要求，向变频器发出运行方向、启动、加速、减速和制动停梯等信号。由变频器根据一定的控制规律和控制算法来控制电机。

3 PLC部分设计

3.1 I/O点的分配

根据控制要求，计算出I/O点数如表1所示，其中输入点数为31个，输出点数为26个。输入输出信号均为开关量信号[1]。

图2中各部分说明如下：

(1)电梯复位

在系统上电以后和层楼显示有误的情况，都要把轿厢的位置恢复到第一层的状态;

(2)用户输入程序段

用户的输入包括门厅的按钮和轿厢内的按钮，用户输入后，系统会自动选择执行程序。

(3)轿厢开关门程序段

控制轿厢的开关门。

(4)设定上行、下行指示

系统会根据外呼和内选信号以及门锁信号综合判断电梯的运行方向。

(5)执行上行程序

此段程序包括控制电梯上行，检测是否应该减速或者停止电梯正转并且执行。

(6)执行下行程序

此段程序包括控制电梯下行，检测是否应该减速或者停止电梯正转并且执行，

3.3 程序设计

由于呼叫是随机的, 电梯控制系统采用模块化编程方法。

使用STEP7编程软件将程序分为七个逻辑块：开关门FC1、楼层信号FC2、内选信号FC3、外呼信号FC4、定上下行指示FC5、停层FC6、启停、运行FC7。

⑴在主程序OB1中调用7个逻辑块(以FC2为例)实现电梯的逻辑控制功能。如图3所示，将“上行强迫开关”、“楼层1显示”等实参赋给FC2(楼层显示)，即可实现FC2的调用。

⑵当电梯位于某一层时，应产生位于该层的楼层信号，以控制楼层显示器显示楼层处的位置，离开该层时，该信号应被新的楼层信号(上一层或下一层)取代。电梯的楼层数存放在MW20中。“#sxqpkg”是上强迫行程开关的形参，当电梯到达5楼时，使MW20为5。“#xxqpkg”是下强迫行程开关，当电梯到达1楼时，使MW20为1。在中间，电梯上行时，每上一层，MW20加1;电梯下行时，每下一层，MW20减1。如果层显有误，只要将电梯开到顶层或1 层，马上就能显示正常[2] [3]。

由于功能FC中使用了形参和随机变量，只要主程序中赋予FC适当的实参，该FC即可被不同系统的主程序调用。

4 变频器部分设计

电梯的一次完整的运行过程，就是曳引电动机从起动、匀速运行到减速停车的过程。为使乘客拥有良好的舒适感，电梯采用S型速度曲线，转换成频率曲线如图5所示。

5 结束语

电梯采用PLC变频调速系统提高了系统运行的平稳性、工作的可靠性，操作与维护也很方便，同时节约了大量电能。由于系统选用了无速度传感器反馈的矢量控制方式对电机的速度进行控制，改善瞬时响应特性，具有良好的速度稳定性，而且在低频时可以提高电动机的转矩。实验证明设计的程序合理可行。

参考文献

[1] 王少华.PLC、变频器在电梯中的应用[J]，电气技术.(01):P608～P610

[2] 程子华，刘小明.PLC原理与编程实例[M].北京：国防工业出版社，2007.10.

[3] 廖常初.S7-300/400PLC应用技术[M].北京：机械工业出版社，.4.

[4] MicroMaster440使用大全[M].西门子(中国)有限公司，.

篇4：PLC在氧气压缩机控制系统中的应用论文

PLC在氧气压缩机控制系统中的应用论文

简介： 介绍了采用三菱PLC和CC-LINK现场总线实现的氧气压缩机自动控制系统的系统配置和主要控制功能。该系统对过程量的实时控制和开关量的联锁控制都有较为理想的实现。

1 引言

莱钢8#氧气压缩机是1m3/h空分装置的关键设备，其作用是将气态氧产品压缩成中压氧,通过管道输送到用户。8#氧气压缩机工作正常与否，对莱钢的生产大局和经济效益影响很大。它主要采用三菱MELSEC A1S PLC实现自动控制，控制效果良好，运行稳定可靠。

2 工艺简介

莱钢8#氧压机的'工艺流程，纯度达到99.6%以上的氧气，经调节阀PCV 3922和入口截止阀PV 1501进入压缩机，进行第一级、第二级、第三级压缩，每级压缩后经过一次冷却;一级压缩后气体经调节阀PCV1 1510形成一级回流，三级压缩后气体经调节阀PCV3 1510形成三级回流;气体回流引起入口压力PI 3922升高、流量FI 3920降低，由调节阀FCV1 3920和FCV2 3920进行机前放空，使压力PI 3922和流量FI 3920保持在设定点附近;从氧压机出来的氧气经截止阀PV 1537通过管道输送到用户，或根据实际生产需要通过截止阀PV 1536放空。为确保安全，每一级压缩排气侧分别装有安全阀，超压时紧急排放部分气体，以降低压缩气体压力。

3 系统配置

莱钢8#氧压机自动控制系统主要采用三菱MELSEC A1S PLC和CC-LINK现场总线实现。系统配置如图2所示，配置有1块CPU主基板(A1S38B)和1块扩展基板(A1S55B-S1)，共有1块电源模板(A1S62P)、1块CPU模板(A1SCPU)、4块数字输入模板(A1SX80)、3块数字输出模板(A1SY80)、3块模拟输入模板(A1S64AD)、1块模拟输出模板(A1S62DA)、2块PT100多路转换变送器(PT-62)，1个操作员面板通过CC-LINK现场总线与PLC控制器相连。系统共有数字量输入信号63 点、数字量输出信号43点、模拟量输入信号9点、模拟量输出信号2点、RTD信号18点。

4 主要控制功能

氧压机控制功能主要包括防喘振控制、压缩机启/停联锁控制、辅助设备的启/停联锁控制，以及重要工艺参数的实时显示、报警等。

4.1防喘振控制

压缩机出口流量与压力不匹配，即流量低或压力高时，会造成压缩机喘振。该氧压机防喘振控制包括入口压力调节、入口流量调节、一级回流调节和三级回流调节。

(1) 入口压力调节

入口压力采取常规PID调节，调节器为PIC 3922，由入口压力调节阀PCV 3922完成。

(2) 入口流量调节

入口流量采取分段调节，由机前主放空调节阀FCV1 3920和旁路放空调节阀FCV2 3920完成。

调节参数为氧压机机前流量，测量值有温压补偿。当PID调节器FIC 3920的输出在0-10%之间时，旁路放空调节阀FCV2 3920起作用，对应开度为0-100%，主放空调节阀FCV1 3920处于全关状态;当调节器输出在10%-100%之间时，主放空调节阀FCV1 3920开始起作用，对应开度为0-100%，旁路放空调节阀FCV2 3920处于全开状态。

(3) 回流调节

回流调节采取分段调节，由一级回流调节阀PCV1 1510和三级回流调节阀PCV3 1510完成。

调节参数为氧压机机前流量和管网压力，二者分别进行PID运算。当管网压力正常时，机前流量调节器FIC 3921的输出作为回路输出;当管网压力超过某一值时，管网压力调节器PIC 1510的输出作为回路输出;当氧压机卸载时，回路输出选择一个时变函数，时变函数为50%+(t/240)×50%(其中t为时间变量)，即在240s内，回路输出由50%逐渐增大到100%。当回路输出在0-50%之间时，一级回流调节阀PCV1 1510起作用，对应开度为0-100%，三级回流调节阀PCV3 1510处于全关状态;当回路输出在50%-100%之间时，三级回流调节阀PCV3 1510开始起作用，对应开度为0-100%，一级回流调节阀PCV1 1510处于全开状态。

渐变选择器能根据一定条件选择不同的输入，从一种输入切换到另一种输入的过程是按指数规律渐变的，需要经过5倍时间常数的时间，时间常数可由编程人员设定。

渐变选择器1和3的切换条件是管网压力超过某一设定值;渐变选择器2的切换条件是氧压机卸载(通过截止阀PV1536放空)。回路输出返回到渐变选择器1的目的是实现无扰动切换。

4.2 压缩机启/停联锁控制

(1) 压缩机启动

压缩机启动前，系统应具备以下条件:

① 冷却水管已打开;

② 压缩机进气管和排气管上的手动阀已打开;

③ 将排放压力调节器PIC 1510置于自动，设定点2900 kPa;

④ 将入口流量调节器FIC 3920置于自动,FIC 3921置于手动，且0%的输出信号，打开回流调节阀PCV1 1510和PCV3 1510;

⑤ 将入口压力调节器PIC 3922置于自动，设定点40 kPa，进气压力调节阀PCV 3922 打开。

当上述条件和供电等外围条件都满足时，在现场控制盘上按下用“压缩机启动”按钮启动氧压机，入口截止阀PV 1501自动打开，在主控室DCS操作画面上增加调节器FIC 3921的输出信号，从而使回流阀关闭。

如果外供用户量小于装置氧产量，机前放空阀自动保持打开。将调节器FIC 3921置于自动，设定点150-200m3/h，高于调节器FIC 3920的设定点。

(2) 压缩机停止

正常停止:

在压缩机正常运行情况下，有就地停止和远程停止两种方式。就地停止方式下，按下现场控制盘上的“压缩机停止”按钮，压缩机即停止;远程停止方式下，在主控室DCS操作画面上按下“COMPRESSER SHUT DOWN”按钮，压缩机即停止;无论采用哪种停止方式，在压缩机停止的同时，入口阀PV 1501都自动关闭。

故障停止:

当启动主电机时，如果系统在5/s内收不到“主电机运行反馈”信号，系统会自动停止压缩机的启动过程。在压缩机正常运行期间，发生电机保护开关失灵、严重喘振等故障，压缩机将自动停止运行，并且所有的系统设备将处于停止状态。

4.3 辅助设备的控制

氧压机辅助系统主要有冷却水系统和润滑油系统。冷却水系统都是手动操作;润滑油系统一般总处于自动状态，当油压低于一定压力时，辅油泵自动运行;当油压高于某一值时，则油泵自动停止。润滑油还带有加热器，当油温低于某一值时，油加热器自动投入;当油温超过某一值时，油加热器自动断开。

4.4 操作员面板的功能

操作员面板通过先进的CC-LINK现场总线与控制器相连，实时采集并显示重要的工艺参数、故障状态、报警信息，调整重要的PID参数，启/停主电机及辅助设备等，实现机组的安全可靠最优控制。

5 结束语

由于充分利用了PLC控制系统的优点，该系统对过程量的实时控制和开关量的联锁控制都有明显效果。

篇5：PLC在火力电厂控制系统中的应用

PLC在火力电厂控制系统中的应用

介绍了PLC控制系统的性能特点并说明了PLC在输煤、电除尘自动控制系统、锅炉吹灰系统等方面的应用.最后介绍了PLC控制系统的'发展趋势.

作 者：郑雷 李颖 邢继伟  作者单位：黑龙江中盟鸡东热电厂 刊 名：黑龙江科技信息 英文刊名：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)： “”(27) 分类号： 关键词：PLC   发电厂   控制系统   应用  

篇6：PLC控制系统在工业废水回收中的应用

PLC控制系统在工业废水回收中的应用

大唐太原第二热电厂污水回用工程采用PLC控制系统,实现了集中控制、集中管理,提高了系统运行的可靠性.同时,污水处理系统采用先进的反渗透技术,实现了废水的'零排放.

作 者：郭苏兰 GUO Su-lan  作者单位：大唐太原第二热电厂,山西太原,030041 刊 名：科技情报开发与经济 英文刊名：SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT & ECONOMY 年，卷(期)：2009 19(35) 分类号：X703 关键词：污水处理   PLC控制系统   反渗透技术   监控系统  

篇7：变频器特点及其应用论文

有关变频器特点及其应用论文

摘要：综合本公司实际生产情况和本人多年工作经验知，生产中使用变频器具有绝对重要性，希望业内人士广泛使用之。

关键词：变频器供水行业应用

引言

一般城市管网的水压无法完全满足所有用水居民的用水需求，绝大部分用户须通过提升水压才能满足用水要求。以前大多采用传统的水塔，高位水箱等等增压设备，它们都必须由水泵以高出实际用水高度的压力提升水量，其结果大大增加了能量损耗。

一、新、旧泵的测试

例如，我公司对6sh-655kw成套机电设备做如下测试：

75KW三垦变频器直拖旧泵测试数据表：

75KW三垦变频器直拖新泵测试数据表

由上述测试结果可得老式供水方式被全新变频供水方式取代具有多项优点：

1.1变频供水能灵活控制供水压力。

1.2采用变频供水节电效果明显。

1.3当异步电机在全压启动时从静止状态加速到额定转速所需时间小于0.5秒，这意味着在不足0.5秒的'时间里，水的流量从零猛增到额定流量，在极短时间内流量的巨大变化将引起对管道的压强过高或过低的冲击，压力过高会爆管而过低导致管子的瘪塌。直接停机同样会引起压力冲击。从上表测试结果可见使用变频器调速后，可通过对加减速时间的合理预置来延长启动和停止过程，合理控制供水压力减少管道冲击，最大限度保护管网，管件，同时也提高电机水泵的使用寿命。从上述测试还可以看出泵老化时严重影响出水量供水压力，维护维修不及时泵效率会大幅降低。

二、变频器的节能效果

变频器节能效果实际工作中更可观。例如，我公司有一水厂，水厂原供水方案为280KW机电系统一工一变两套系统向市区管网以0.18Mpa压力供水，工频供水系统为控制供水压力要采用勒阀门的方法。去年经技术改造改为两套供水系统均用变频器供水，严禁勒阀门通过变频器调频来控制供水压力。改变供水方法后该水厂当月电费较前月少近五万元，当年公司电费较上年减少近六十万元，可见使用变频器供水节能效果很明显，长期使用变频器经济效益可观。

变频调速恒压供水系统，经历了逐步完善的过程。综合早期的单泵恒压供水系统与近几年来被行业内人士普遍使用的多泵恒压调速供水系统诸多供水方式来看，我认为最优的恒压供水系统应为单泵直拖恒压供水系统。

三、各种供水方式比较

例如，我单位现使用以下几种供水方式(以富士变频器为例)：

3.1变频器直拖电机变压（变流量）供水：优点：接线简单，使用电器件少，完全启用变频器自身功能运行稳定，节电效果较明显，维修率较低。缺点：只能变压（流量）运行，节能空间有剩余。

3.2多泵运行方式：控制回路用PLC(可编程控制器)设计以三泵为例：优点：可控制实现恒压（恒流量）供水。缺点：只有一台泵变频调速运行，其余各泵均工频运行，节能一般,部分能量未被挖掘出来。维修工作量较大，运行稳定性较好。:

3.3一拖一单泵运行方式：启用变频器内置PID功能或外用PLC（可编程控制器）均能实现恒压（流量）供水。此方案要求用户量与机电设备工作能力匹配。该方式接线简单使用电器件少，运行稳定，无管线冲击，维修工作量小，节能效果较其它方案优秀等特点。

综合本公司实际生产情况和本人多年工作经验知，生产中使用变频器具有绝对重要性，希望业内人士广泛使用之。

篇8：PLC在氮气压缩机控制系统改造中的应用

某乙烯厂聚丙烯装置TS2/060-B2型氮气压缩机是意大利SIADMACCHINEIMPIANTI公司生产的往复式压缩机，主要用于对常压氮气增压以满足工艺系统需求，由于压缩机投用多年再加上恶劣的现场环境，原控制系统经常出现故障，严重影响了装置的正常运行，急需改造。

一、工艺过程与旧控制系统老化问题

从界区来的常压氮气由第一级气缸吸入，被压缩，送入冷却器和冷凝分离器，在分离器中湿的气体由换热器除去冷凝水，冷凝水必须经合适的阀门进行周期性的排泄。压缩、冷却，干燥后气体送至下一级，同样的循环在每一级进行。常压氮气经氮气压缩机压缩后，高压氮气供主催化剂输送用，高高压氮气通过管线与工艺系统连通，供工艺系统气密用。高压氮气送入缓冲罐中，压力为1.0Mp。高高压氮气压力为3.7Mp。氮气压缩机必须在有润滑油润滑时工作，润滑油由润滑油泵提供，设定一个润滑油低压压力开关PSL646为3.5bar，低低压压力开关PSLL649为3bar,使压缩机不在无润滑油时工作。

机组控制系统主要由位于现场控制盘内的5块单片机电路板与部分继电器组成，完成机组的启动、停车、报警、联锁等。由于多年来一直未曾使用，控制系统中单片机电路板出现了部分锈蚀，元件运行极不稳定，如吸入口压力低报PSL640信号输入后，无输出报警信号;PALL641、PAHH645、PAHH643、TAHH642在无输入信号的情况下，偶尔出现报警，其报警会引起联锁停车，而原单片机电路板无法购买到，所以迫切需要改造。改造为性能稳定、成本低廉的S7-200PLC控制系统。

二、PLC控制系统硬件配置

选用S7-200PLC的型号为CPU226DC/DC/DC24输入/16输出，订货号为6ES7216-2AD22-0XB0;选用扩展模块的型号为 EM22324VDC数字组合8输入/8输出，订货号为6ES7223-1BH22-0XA0，继电器用原系统中已有的。利用STEP7-Micro /WINV4.0软件强大的功能编制程序，然后通过PC/PPI电缆将程序下载到S7-200PLC中。

三、PLC控制系统软件设计

根据原控制系统的逻辑关系在STEP7-Micro/WINV4.0环境下设计了PLC梯形图，下面说明了一些主要程序的设计方法。

1、滑油压力信号、累积报警和停车程序

K24为一接通延时继电器，延时时间为15秒，

当氮气压缩机停止时，继电器K24线圈断开，K24的常闭触点闭合，内部继电器M1.0、M1.1接通，M1.0、M1.1的常开触点闭合，由于原控制系统中的压力开关、温度开关都是触点断开报警，所以氮气压缩机停止时即使油泵润滑油的压力非常低，也不会产生报警，即PAL646、PALL649灯都是熄灭状态。当氮气压缩机运行时，K24接通，延时15秒后，K24常闭触点断开，M1.0线圈的通断由润滑油压力低报开关PSL646控制，M1.1线圈的通断由润滑油压力低低报开关PSLL649控制。在PLC上电后，正常状态下，PSL646、PSLL649的触点都是闭合的，所以M1.0、M1.0都是接通的，不会产生报警。当PSL646、PSLL649中有一个或都在报警状态时，报警开关的触点断开，就会产生报警。为此，内部继电器M1.0和M1.0的常开触点可以看作报警点来设计累积报警和联锁停车。

不会危机设备安全但设备已经在不正常状态下工作时的报警开关设置为累积报警，当这些报警开关中有一个产生报警，QA641断开，在DCS上产生累积报警;危机设备安全的报警开关设置为累积停车，当这些报警开关中有一个产生报警，QA642断开，在DCS上产生联锁停车。润滑油压力信号、累积报警和累积停车程序梯形图。

2、报警确认、试灯和消音程序

报警确认、试灯和消音按钮是本控制程序必不可少的，由于所有的报警点的程序设计方法一样，下面仅以PSL640为例分别介绍。

(1)报警确认与试灯程序的设计。应用西门子PLC内部定时器T33和T34产生一个闪烁信号，当PSL640报警后，PAL640闪烁，按下S9确认后，如果PSL640处于报警状态，则PAL640一直亮，报警恢复则灭;如果报警后未按下S9确认，无论是否还在报警状态，则PAL640一直闪烁，直到按以下S9。S8为试灯按钮，按下S8则灯亮。

(2)报警与消音程序的设计。当PSL640报警后，K44输出，喇叭响，按下消音按钮S10后，停响;如果未按下S10，即使报警恢复正常，但喇叭仍响，直到按一下S10按钮才停响。

四、总结

西门子S7-200系列PLC功能强大，配置灵活，工程设计简单、方便，在恶劣的环境下能运行稳定，极适合在石油化工现场装置控制系统中应用。改造后的系统投入运行后可靠性高，故障率低，控制精确，减少了维护人员的工作量，大大地提高了经济效益。

篇9：浅议纸机控制系统中西门子变频器应用

在现代造纸机的传动控制中，广泛采用了交流电机的变频调速控制，这种方式较之传统的直流控制系统、总轴传动系统，在控制精度，故障率、维护费用方面有着较大的优势。西门子6SE70系列变频器是完整矢量控制高精度变频调速装置，该系列变频器采用最新的矢量控制技术，从而提高了系统的控制精度和动态响应精度。同时，由于其内部有开关量连接器和模拟量连接器及各种功能数据组，加上提供的丰富的自由功能模块和自由控制方式，使该系统变频器较多应用于高动态性能传动系统的频率控制、转速控制和转矩控制，满足了不同控制系统的要求。特别是在近年来投产的造纸机电气传动系统中较多采用了这种工程型变频器来组态系统，反映出这种变频器在造纸传动中的卓越性能。从而提供了一套基于现代控制技术的完整解决方案。

一、造纸工艺简述

此造纸机由流浆箱、网部、压榨部、干燥部、冷缸、卷纸部构成。经过打浆与净化的纸料，进入流浆箱，通过堰板以接近于网速的喷浆速度喷到网上。上网纸料经过一系列脱水措施，脱除大部分水分后，送至压榨部继续脱水，然后进入烘缸烘干，最终在卷纸机上卷成纸卷。

为了适应生产过程纸张特性变化的需要，造纸机的传动必须能够在一定范围内调节车速，并且各个分部的速度能单独调节。因为造纸机上的纸受到牵引力和压榨的作用，在湿部产生纵向伸长;在干部，起初是纵向伸长，而随纸张被干燥，降低含水量后，纸的纵向又会缩短;最后到卷纸机时，纸又会伸长;具体到电容器纸，湿部与干部的速度差可达10%。此外，辊面的长期磨损也会影响分部间的速比。所以，造纸机的传动调定在某一速度时，应该有一定的调速范围，以适应浆料配比、纸料性质以及造纸机运转情况的变化。在造纸过程中，保持各传动子系统之间的同步运行是尤为重要的。这种同步，不仅仅是稳速运行时需要同步，而且在加减速的动态过程中也需要保证线速度的一致。

为此，在造纸传动自动化系统的设计中，必须充分考虑纸机生产的特点，将调速、自动化以及其他逻辑控制有机地结合起来，从而实现一个全集成的纸机生产系统。

二、纸机对电气传动控制系统的要求

(1)纸机工作速度的调节范围要有比较大的空间，均匀地调节速度，要求调节范围在1：10之间;

(2)纸机传动系统要有较高的稳速精度，总车速提升和下降都必须平稳，要求纸机稳速精度为±0.05-0.01%;

(3)保持各分部问速比的可调、稳定，才能保证纸机可以生产良好的纸页和提高纸机正常工作时间，减少因张力不均引起的断纸现象，要求纸机各分部的速度必须是调节为±10-15%;

(4)引纸操作时的紧纸、松纸功能，要求各分部点具有速度微升、微降功能;

(5)必要的显示功能，如线速度、电流或转矩、运行信号、故障信号等;

(6)为了防止某点的速度发生变化而引起负荷在分部内动态转移，主副分部间应能实现联动工作、负荷自动平衡调节，

同时在这些分部中.应具有单动、联动功能，并可以同时起动、停止;

(7)爬行速度。为了检修和清洗聚酯网、压榨毛毯、干网以及各分部的运行工况，各分部应有15-50m/min可调的爬行速度，但不宜在此速度下长时间运行，以减少无效的运行和机械磨损;

(8)纸机为恒转矩负载性质，要选择具有恒转矩控制性能的变频器，并具有较高的分辨率，良好的通讯能力，并采用PLC作为控制单元，实现对整个控制系统的可靠、协调的控制，以满足纸机控制系统正常工作的需要。

三、纸机控制系统结构

6SE70系列变频器，其核心控制技术使用当前最成熟的矢量控制技术，矢量控制理论精度可达以下标准：调速范围1：1000、静态速度精度 0.0005%(实际为0.005% )、力矩控制精度±2%、力矩上升时间2.5ms、力矩脉动2%，能够较理想地实现速度链控制、自动负荷控制、速差控制、张力控制等功能。

通过以上的内容，我们可以大概地描叙出一个纸机控制系统结构：以西门子6SE70全数字多功能矢量控制高精度交流变频器为驱动装置，纸机传动系统的控制中心采用S7300 PLC，设定值的分辨率0.01Hz以上，并且要求控制系统稳速精度达到0.01%。通讯控制方式可以灵活多变地使用PROHBUS现场总线、工业以太网、QCS、DCS系统，将大大地提高抗干扰性，不受元器件老化和温度漂移的影响，使得运行得到可靠的保证。在某些纸机的压榨、施胶部，存在负荷平衡的问题，都可通过力矩控制的方法，实现几个传动点的负荷均匀分配，以满足纸机控制系统正常工作的需要。

根据纸机自动化的特点以及今后技术的发展趋势，我们采用了通讯总线来传递数据(见上图)。也就是说，将主PLC、变频器连接在总线上，通过通讯方式来控制变频器，从而将PLC通往变频器的控制电缆数量降为零。在纸机控制系统结构中，采用该种方式，能够在提高系统的可用性的同时，大大方便了今后的系统维护。

四、结束语

西门子6SE70全数字多功能矢量控制高精度交流变频器能够提供高转矩和高动态性能，实现恒转矩或者恒功率调速，可以使普通异步电动机实现无级调速，是纸机系统理想的调速设备。另外，利用USS协通信格式实现PLC与变频器的通信功能，以便我们采用通讯总线将它们联系起来，实现了基于电动机和机械模型控制策略的高水平控制。同时实现了全自动控制大大降低了操作人员的劳动强度，节约了经济成本，取得了良好的经济效益。

篇10：PLC控制在自控轧钢机控制系统的应用

可编程逻辑控制器(Programmable logic Controller,简称PLC),是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的，它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程,目前已在钢铁企业广泛应用。

1 PLC的基本构成

PLC实质是一种专用于工业控制的计算机,其硬件结构基本上与微型计算机相同,基本构成为:电源、中央处理单元(CPU)、存储器、输入输出接口电路、功能模块、通信模块等。

2 可编程序控制器的特点

为适应工业环境使用,与一般控制装置相比较,PC机有以下特点:

1)可靠性高,抗干扰能力强。工业生产对控制设备的可靠性要求即要求设备的平均故障间隔时间长、故障修复时间(平均修复时间)短。

2)通用性强,控制程序可变,使用方便。PLC品种齐全的各种硬件装置,可以组成能满足各种要求的控制系统。硬件确定后,不必改变PC的硬设备,只需改编程序就可以满足要求。

3)功能强,适应面广。现代PLC不仅有逻辑运算、计时、计数、顺序控制等功能,还具有数字和模拟量的输入输出、功率驱动、通信、人机对话、自检、记录显示等功能。

4)编程简单,容易掌握。与直接执行汇编语言编写的用户程序相比,执行梯形图程序的时间要长一些,但对于大多数机电控制设备来说,是微不足道的,完全可以满足控制要求。

5)减少了控制系统的设计及施工的工作量。由于PLC采用了软件来取代继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件,控制柜的设计安装接线工作量大为减少。

6)体积小、重量轻、功耗低、维护方便PLC是将微电子技术应用于工业设备的产品,强抗干扰能力,易于装入设备内部,是实现机电一体化的理想控制设备。

3 可编程序控制器的应用

目前,PLC在国内外应用范围大致可归纳为以下几种:

1)开关量的逻辑控制。这是PLC最基本、最广泛的应用领域。它取代传统的继电器控制系统,实现逻辑控制、顺序控制。

2)运动控制。PLC可用于直线运动或圆周运动的控制。目前,制造商已提供了拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。动的程序可用PLC的语言完成,通过编程器输入。

3)闭环过程控制。PLC通过模拟量的I/O模块实现模拟量与数字量的A/D、D/A转换,可实现对温度、压力、流量等连续变化的模拟量的PID控制。

4)数据处理，

数据处理一般用在大中型控制系统中;具有CNC功能:把支持顺序控制的PLC与数字控制设备紧密结合。

5)通讯连网。PLC的通讯包括PLC与PLC之间、PLC与上位计算机之间和它的智能设备之间的通讯。PLC和计算机之间具有RS-232接口,用双绞线、同轴电缆将它们连成网络,以实现信息的交换。

4 实例分析

轧机是实现金属轧制过程的设备。泛指完成轧材生产全过程的装备o包括有主要设备p辅助设备p起重运输设备和附属设备等。轧机的主要设备有工作机座和传动装置。并不是所有的PLC都具有上述的全部功能,有的小型PLC只具上述部分功能,但价格比较便宜。

在PLC在轧钢机的运行过程中,主要分四大类操作:公共操作、I/O操作、执行用户程序、服务外设。本文就继电―接触器控制线路进行分析。

简单实例――从继电―接触器控制线路的PLC梯形图:

1)主电路。控制对象:通断主电路的KM――接触器线圈,输出点编址00001。

2)控制线。SB2:起动按钮,输入点编址10001;SB1:停车按钮,输入点编址10002;FR:过载保护,输入点编址10003。

3)梯形图及I/O硬件接线(如图)。在PLC的开关量输入端,按钮:一般以常开状态接入;FR:以常闭状态接入,此时在梯形图中FR应取常开触点。

一般步骤:观察主电路――控制对象――确定输出点,编址;观察控制线路――输入信号的给出(对象)――确定输入点,编址;逻辑关系(过程):中间继电器、互锁、自锁、延时等――确定内部继电器,触点。

1)面向对象,面向过程,从上到下、从左到右写出梯形图;2)按梯形图一般编写规则整理、编址;3)I/O接线图(输出端无中间继电器、时间继电器线圈,并注意电源的连接);4)较熟练后,可利用上一级的输出作为下一级的输入控制。

5 结论

随大规模和超大规模集成电路等微电子技术的发展,微机化PC得到了惊人的发展。使PC在概念、设计、性能、价格以及应用等方面都有了新的突破,而且随着远程I/O和通信网络、数据处理以及图象显示的发展,使PC向用于连续生产过程控制的方向发展,已成为实现工业生产自动化的一大支柱。可以预见,PLC 将不断地大规模渗入钢铁企业的自动可控生产。

参考文献

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[2]史代红,李锦龙,张丽丽,邸红霞.宣钢2500m-3高炉自控 系统中新技术的应用[J].电气时代,2008(5):158-160.

[3]陈永辉.MCU软件抗干扰分析方法[J].工业仪表与自动化装 置,2008(1):10-12.

篇11：基于PLC和变频器的龙门刨床的工学论文

基于PLC和变频器的龙门刨床的工学论文

论文关键词：龙门刨床 可编程序控制器 变频调速 能量回馈

论文摘要：用可编程序控制器和交流变频调速技术对B220龙门刨床进行改造。刨床的主传动采用转差频率闭环控制，能较好的满足工作台静、动态特性要求；制动采用了能量回馈制动。改造后系统达到了预期效果。

龙门刨床的电气控制系统主要包括工作台的主传动和进给机构的逻辑控制两大部分。目前，国内龙门刨床主要采用的主传动系统有两种：一种是50年代的电机扩大机一发电机一电动机组(K―F―D系统)；一种是80年代少数经过改型的直流可控硅调速系统(SCR―D 系统)。这两种系统的逻辑控制普遍采用继电器控制，故障率高，维修困难，生产效率低，因此，采用变频调速系统已成趋势。作者用交流变频调速技术和可编程序控制器(PLC)改造成功了一台B220龙门刨床，且改造后系统运行可靠稳定。

1 龙门刨床控制系统要求

机床型号为B220，产地为济南第二机床厂，要求改造后机床的调速范围为5m／min一60m／min，系统运行的平滑性要好，能实现无级调速，且有很好的起制动性能。起制动时既能快速启动和制动，又保证机械冲击不过大，不对机械部件造成损害。能快速实现提速、降速和平稳的.调节速度，换向时要减小对齿轮的冲击。能实现慢速切入，稳速加工，快速换向，点动调节等各种加工工艺要求。

2 系统组成及工作原理

2-1 系统组成

本系统由VVVF(变电压变频率)变频器、交流电动机(Y280S一8，Pe =37KW ，I。=78-2A，n。=740r／min)、测速器组成闭环调速系统。采用闭环调速系统是为了对负载的波动和电网的波动有较强的抗干扰能力，以保证刨床的稳定运行。刨床的电机均由PLC 给出的指令进行控制。设计时，主传动用一台异步电动机代替原K―F―D系统机型，进给机械执行机构则用变频调速器取代原电磁离合器，实现对工作台的各种不同速度的控制和往返换向。核心部件用PLC进行控制，它根据操作站指令和现场信号，按预先编制好的程序对变频器、刀架、横梁、磨头的跟踪状况进行自动或人工控制。变频器选用日本富士FRN45 Ggs一4JE电压型通用变频器。原系统采用机械式行程开关， 由于工作台时频繁的往复运动，挡块频繁地撞击行程开关，导致行程开关容易发生故障，在不可靠的时候更可能产生事故，影响生产。改造中我们用光控无触点接近开关代替机械式行程开关，经使用效果很好。

2-2 工作原理

2-2-1工作方式

龙门刨的刨削过程是工件(放在刨台上)与刨刀之间做相对运动的过程。也就是刨台频繁的往复运动。刨台的运动分为人工点动运行和自动往复循环运行。图1是刨台的往复周期运行图。

图1 刨台的往复周期

2-2-2 主传动的控制原理

主传动采用转速闭环、转差频率控制的变频调速系统，来满足工作台频繁换向和负载变化时转速快速跟随性的要求。

由上式可以看出，在S很小的范围内，只要能够维持气隙磁通不变，异步电动机的转距就近似与转差角频率∞、成正比。控制∞ 就能达到控制转速的目的。在设计中我们用了转差调节器，使(1)。<(1)s ，以使电动机运行在最佳状态。因为使用的通用型变频器具有恒定电压／频率(V／F)比的功能，电机的气隙磁通就可以基本保持不变，因此控制(1)。为最佳就实现了控制转距为最佳的目的。

2-2-3 制动系统原理

工作台换向制动采用能量回馈制动，用两组晶闸管(GTR)组成可逆调速系统，制动时将系统中交流电动机发电制动状态的再生电能进行逆变，变成与电网同频的交流电送回电网，来实现电机的再生回馈制动，这种制动方式与能耗型制动方式相比具有很多的优点。能节约电能，并使电机运行平稳，发热少，制动效果好，延长了电机的使用寿命。

3 系统设计

3-1 PLC 的选择

西门子公司的S7―200系列PLC 内部集成了32位浮点运算，具有高速汁数、占空比可调脉冲输出、PID调节、模拟电位器等功能。在设计中考虑到控制回路输入和输出点数及运行速度， 选用S7―200CPU226型PLC~]，它共有24输)k／16输出共40个数字量I／O点。图2是PLC与变频器的连接图。变频器的多档速度控制端Xl、x2、x3分别与PLC 的输出端QO．4、QO．3、QO．2相接，从而，多阶段变频器的输出频率将取决于QO．4、QO．3、QO．2状态。

变频器的多档升、降速时间控制端X4、X5分别与PLC的输出端Q0．1、Q0．0相接，从而变频器在不同阶段的升、降速时间将取决于QO．1、QO．0的状态。

变频器的正向控制端FWD、反向控制端REV以及点动控制端DDD 分别与PLC 的输出端Q0_5、Q0．6、Q0．7相接。

3-2 PLC程序设计

龙门刨床自动进刀、换向、刀架的自动进给、手动进退、点动、横梁升降等功能都由PLC软件来实现。图3给出了主程序流程图。

工作台往复工作程序梯形图如图4所示。图中M1．0、M1．1― ―M1_7是PLC 内部的辅助继电器

图中：t 循环开始与紧急停机段

t1― ― 刨刀开始切人工件段 t2― ― 正常切削段

t3― ― 退出工件段 t4― ― 高速返回段

t5― ― 低速返回段 t 点动控制

图4 工作台往复工作梯形图

其中tl-t5段与图1中的刨台往复运动的各个阶段相对应。

4 结束语

经过交流变频调速改造后，B220龙门刨床的拖动系统大大简化，减小了电动机的容量。加工的调速范围变宽，达到3―70m／min，静差率<3％ ，且为无级调速，工作台运行更加平稳，尤其是换向迅速且冲击小，加工效率提高。此外变频调速有利于节电，且使现场的操作控制变得更为方便和可靠。而PLC的应用充分体现了快速、灵活的控制特点。实现了以往难以作到的多种复杂控制和故障保护，使系统实现了操作维护简单化和控制智能化。

篇12：PLC在电气设备自动控制系统的应用论文

【摘要】自动化技术的科学性及其发展使其广泛应用于电气设备控制系统中，在电气设备控制中应用的自动控制系统日益增多，PLC控制系统就是电气设备中应用较多的自动控制系统之一。本文简要分析PLC控制系统在电气设备控制系统中的科学设计及其应用，为电气设备控制的自动化控制设计的科学设计给予有价值的参考，有利于提高电气设备控制系统自动化水平。

【关键词】电气设备；自动控制；PLC系统

PLC的研究与发展使其在自动化控制系统中发挥着的越来越重要的功能，其功能性和实用性受到了广泛应用，能较好的实现相应的控制功能，在工业生产环境不好的地方，PLC对于控制系统的设计要求较高的电气设备自动控制系统中有着极好的适用性，PLC可替代计算机的功能为各种类型的控制工作或功能的完成给予辅助作用，因此对PLC进行科学的设计及合理应用能有效提升电气设备自动化控制水平。