基于PC－Based PLC的控制系統的解決策略與實(shí)例
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2.5 信號地的處理
正確、良好的接地可以將混入電源和I/O電路的干擾信號引入大地，消除或減小干擾的影響，是安全保護和抑制噪聲的重要手段，對提高I-8000系統的穩定性、可靠性極其重要。為了盡可能減小電磁噪聲影響，電源回路和控制回路要分別設立接地極。在控制系統中難免有變頻器之類(lèi)的功率器件，注意要將變頻器散熱器、電源中性線(xiàn)、變頻器外殼和中性端、電機外殼和Y型接法中性端要可靠接于電源回路接地極上，所有接地線(xiàn)不可形成接地回路。變頻器接地電阻越小越好，接地導線(xiàn)截面積應不小于4mm2，長(cháng)度應控制在20m以?xún)?。屏蔽層、數字信號地接于控制回路接地極。為防止形成回路，屏蔽層應單端接地?？刂破鞯慕拥鼐€(xiàn)與電源線(xiàn)、動(dòng)力線(xiàn)分開(kāi)。I-8000最好單獨接地，也可以與其他設備公共接地，但嚴禁與其他設備串聯(lián)接地。
3 實(shí)際應用案例
在小型石油公司中，要進(jìn)行大量的油料計量工作如輕油、0＃汽油、90＃汽油等，其計量過(guò)程往往是車(chē)隊從貨運站拖回公司后經(jīng)公司磅房過(guò)磅稱(chēng)毛重、卸料、車(chē)輛出廠(chǎng)時(shí)，再過(guò)磅稱(chēng)車(chē)重等等，過(guò)磅過(guò)程、手續、登記極其繁瑣，有時(shí)還容易出現錯磅和漏磅現象，極不容易管理，并且給統計、計量工作帶來(lái)了極大的困難，過(guò)磅工人的勞動(dòng)強度大，經(jīng)常出現車(chē)隊排隊過(guò)磅的現象，辦事效率極其低下，為改變這種局勢，采用PC-Based PLC I-8411嵌入式控制，并配以模擬信號輸入模塊I-8017H、模擬信號輸出模塊I-8024、光隔離數字輸入/輸出模塊I-8042、I-8060繼電器輸出模塊以及RS232/RS485轉換器I-7520，并利用計算機控制技術(shù)，為其不同的油料的進(jìn)站計量、出站計量、統計等開(kāi)發(fā)了一套分布式的油料計量、統計管理系統，省時(shí)又省力，深得用戶(hù)喜愛(ài)。系統架構圖件圖2所示。
3.1 功能模塊
1）利用I-8017H的差分輸入的6路分別采集運輸車(chē)油罐的液位、液體溫度、兩個(gè)LUGB系列渦街流量變送器的流量值（備計算用，取兩個(gè)流量計的平均值作為真正的流量值）、存儲油罐的液位值以防液體溢出、溫度等；
2）利用I-8024的D/A功能，輸出0～10V的直流信號作為Siemens公司的Micro Master通用型變頻器的變頻控制輸入信號，以使變頻器能進(jìn)行V/F轉換，變成0～50Hz的交變信號實(shí)時(shí)控制三相異步電機，達到使電機變頻運行、促使液體恒速流動(dòng)的目的。
3）利用I-8060功率繼電器輸出信號實(shí)時(shí)控制各種流量繼電器、流量控制電磁閥、電氣接觸器的開(kāi)啟；
4）利用I-8042的數字I/O進(jìn)行各種開(kāi)關(guān)的檢測與控制，同時(shí)實(shí)時(shí)檢測流量繼電器、流量控制電磁閥、電氣接觸器的閉合狀態(tài)；
5）利用I-7520作為RS-232/RS-485的轉換器，使I-8411與上位機服務(wù)器的串口進(jìn)行數據通信。
3.2 安全可靠措施
1）尖峰脈沖的處理：由于在本系統中用到了大型的可控硅，其閉合與斷開(kāi)要產(chǎn)生巨大能量的尖峰脈沖，這一脈沖一旦進(jìn)入信號系統中，不僅會(huì )引起控制系統的誤動(dòng)作，更為甚者，會(huì )燒壞控制設備、死鎖控制信號輸入通道。尤其是對I-8017H、I-8024、I-8042等模塊影響較大，為了減少其影響，在每個(gè)控制模塊的輸入或輸出端加入一阻容保護電路，以吸收其尖峰脈沖。同時(shí)信號地和電源地要分開(kāi)。
2）變頻器過(guò)壓的處理：在本系統中利用變頻器拖動(dòng)大慣性的牽引電機，由于變頻器輸出的速度比較快，而負載靠本身阻力減速比較慢，使負載拖動(dòng)電動(dòng)機的轉速比變頻器輸出的頻率所對應的轉速還要高，電動(dòng)機處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器沒(méi)有能量回饋單元，因而變頻器支流直流回路電壓升高，超出保護值，出現過(guò)壓故障。因此必須增加再生制動(dòng)單元，否則會(huì )干擾SCADA系統。
3.3 系統功能
1）數據顯示：對每種油料以數字、棒圖、曲線(xiàn)的方式顯示實(shí)時(shí)采集的流量、溫度、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電機轉速等各項參數；
2）可進(jìn)行流量和總量的計算，生成日報、月報、年報等；并可存儲多年的歷史記錄；
3）數據修復維護：具有參數設置和數據丟失修復功能。
4）與公司的MIS系統實(shí)時(shí)交換數據
4 結束語(yǔ)
PC-Based PLC的發(fā)展得益于嵌入式CPU、嵌入式操作系統和IEC-61131-3（LD、SFC、FBD、IL、ST）標準化編程語(yǔ)言的發(fā)展，PC-Based PLC具有IPC和PLC的兩重特性，具有PLC的系統結構，又具有IPC的開(kāi)放式架構，目前在工控界是IPC、PLC以及PC-Based PLC共存的時(shí)代，又是三者逐漸走向融合的時(shí)代，隨著(zhù)嵌入式CPU、嵌入式操作系統以及符合IEC-61131-3國際標準語(yǔ)言開(kāi)發(fā)工具的發(fā)展，PC-Based PLC或嵌入式控制器將更加開(kāi)放和標準化，功能將會(huì )更加強大、數據通信能力將會(huì )更強、數據處理能力更快。更能適應更加復雜的工業(yè)控制需求。
參考文獻:
[1].PLCdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/PLC_1248813.html.
[2].SFCdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/SFC_2043401.html.
[3].RS-485datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/RS-485_584821.html.
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