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PLC程控系统的调试
2021-08-24 14:07:30
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实训设备

PLC是可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicControlle)的缩写。PLC实质是一种合并了互联网、计算机、通信等多种技术为一体的控制装置。随着数字时代信息化技术的发展,PLC技术的发展势如破竹,突飞猛进。适用于闭环控制、开关量控制及逻辑顺序控制的PLC正在工业自动化领域广泛渗透,空前普及,应用技术数字化水平越来越高。研究工业自动化PLC控制系统的应用,深入了解PLC程控系统的调试程序,对控制技术的发展与完善不无裨益。
一、PLC技术的特点
微型计算机的发展,使人们将之用于各类机械控制成为可能,这就有了PLC技术,可以运用不同软件去完成不同的任务。经过多年的发展进步,PLC技术具有功能性强、可靠性高、操作简便、易于维修等特点。
1.功能性强。可编程逻辑控制器是一种专用于工业控制的电子计算机,其硬件结构与微机的构成单元基本一样,通过可编程序来实现其储存、记录和控制等功能。PLC控制器科技含量高,储存空间大,编程原件多,针对客户广、控制功能强的特点非常明显。根据用途不同,在不同的领域不停地扩展,通过程序融合的特殊技能,可展示其较高的灵活性和良好的通用性,能对各种工业机械进行有效控制。
2.可靠性高。PLC技术能够在恶劣的工业生产环境中使用,对冶金、煤炭、化工、铸造等有害气体、粉尘、易燃易爆等危险场合代替工人很好地完成操作。具有较强的抗冲击能力和抗电磁干扰能力,比较传统的继电器控制系统可靠性更高,完成指令动作更准确,系统运行更安全。
3.操作简便。PLC控制系统的编程语言简单,开发周期短,设计、安装、调试不是特别复杂,运作过程不增加工作量。出现新的控制任务的时候,只需要修改软件程序则可实现对新任务的控制;而且控制方案调整时,硬件无需拆卸,因而调整过程更加便捷、简单。
4.易于维修。PLC控制系统故障发生率低,对于运行状态具有强大的自诊断功能。能够对自身的运行状态进行监控,能够针对诊断结果及时修复还原,具有较高的应用可行性。
二、PLC系统的应用展望
PLC可以通过编程把人类给它的指令存储起来,并适时按照这些指令执行与之相对应的动作,随着软件系统的不断开发,能把人类要求的效能发挥到极致,具有令人难以想象的应用前景。
1.社会智能化。随着5G移动通信时代的到来和6G研究的开始,不久的将来将彻底进入一个智能化的社会。工业自动化技术也要向智能化发展,PLC控制系统也必将更加智能化,使系统运行更加快捷高效,更加节约人力资源。
2.机电一体化。作为工业领域的重要建设内容,实现机电一体化是电气自动化领域发展的必然趋势。PLC信息控制能力、信息处理效率进一步提高,会使数据处理结果更加精准、高效,使企业在机电一体化中有效地控制成本,获得更多经济效益。
3.大众创新化。习近平总书记说过,大国重器必须掌握在自己手里。要通过自力更生,倒逼自主创新能力的提升。国家的发展动力在于创新,工业发展的关键驱动力就是创新。人类是PLC的主人,大众是创新的源泉,随着科技的发展,电气自动化控制系统还必将不断优化其功能。控制系统的应用将会在大众创新中做出更大贡献。
三、工业自动化PLC控制实训设备系统的应用策略
目前工业自动化PLC系统的应用还处于起步阶段,PLC技术要不断完善PLC技术的理论研究,促进技术的不断改进和优化。
1.强化PLC技术的深度研发。PLC技术在创新中问世,在创新中发展,强化PLC技术的深度研发就是要扩大其应用,提高软件与硬件的国产化率。不断完善控制调试系统应用的理论体系,弥补目前PLC技术中存在的缺陷,使工业自动化PLC控制系统更加智能化。
2.构建PLC技术应用和调试标准。各行各业的PLC技术的用途不同,控制内容和应用范围也不尽相同。因此,要加快PLC技术的应用和调试标准的制订,有了统一的标准,才能有利于各行业间的合作。各行业间要相互配合,共同完善技术标准、质量标准、检测标准等,推进PLC技术的标准化进程。
3.加强设计方与使用方的信息沟通。无论PLC技术运用在什么地方,都有一个设计方和运用方进行信息沟通的问题,要使PLC技术更加符合实际使用目的,对使用过程中出现的问题更要及时向设计方反馈信息,以促进技术的不断改进和优化。
四、PLC控制系统的程序调试
程序控制是为了保证PLC系统的功能更好地满足现场实际运行要求,在投入运行前对系统的组态及逻辑功能进行检验和逐步修改完善的重要环节,将运行中可能出现的故障消灭在萌芽状态。
1.实验室调试。顾名思义,实验室调试在实验室内进行,也是对PLC程序的初次调试,第一步,先使编程器在脱离主机的状态下,使用编程软件中的“文件检查”功能,检查程序语言有无语法和逻辑错误,如发现错误及时修改。第二步,将编程器联通PLC主机,检查通信口参数的设置、PLC和I/O状态设置,对输入信号和中间接点信号进行状态强制,观察相应的输出接点变化是否满足程序设计的逻辑要求,对程序逻辑进行初步检查,逐步修改完善,达到设计效果。
2.厂家调试。产品出厂前,在设备成套组装厂家进行联合调试。通过厂家调试可以基本确定整个PLC系统的配置合理。调试步骤:检查CPU和总线接口的状态后接通电源,然后观察CPU模块和各接口模块的指示灯是否开启,检查实际PLC系统与程序“通信管理表I/Omap”中远程站及站中模块的设置是否一致,检查系统的通信配置。接下来用拨码开关制成仿真器连接到输入模块的接点上,模拟实际运行情况。根据输入信号和限位开关通断等现场反馈信号的先后顺序拨动相应的开关。最后,将调试完毕的各控制功能程序块连接起来,并观察编程器及输出模块上是否有相应的顺序输出,以此考核编程动作是否满足逻辑要求。调试模拟不同的工作方式,逐一检查逻辑图中的每一条支路,直到看到输入与输出在各种情况下都能符合逻辑要求。
3.现场调试。PLC装置在完成现场安装后,要进行竣工验收前的联机试车调试。按照图纸设计,将程控系统与执行机构连接在一起,将检测仪器安装在检测位置后,通过实际操作观测现场设备的运行状态。调试中,要根据现场开车实际工况及设备操作人员的要求对程序进行微调和修改,直至整个系统良好运行。
五、PLC控制系统的现场优化
工业自动化设备的工作现场环境往往较差,噪声和震动都会给PLC控制系统制造一些麻烦,时不时会出现意想不到的干扰信号,给实时控制带来一定偏差,使之仿佛失灵。所以还是要加强设备的点检和维护,对于出现的失灵故障采用措施,尽快修复。在以下方面予以关注:
1.关注控制电源电流的输入输出。PLC控制系统的电源具有隔离性,要确保电流输入与输出性能稳定,减轻电流对系统的干扰。如果工作环境特别恶劣,可在PLC控制系统的电源输入端接入低通滤波器和变压器。
2.电源线路与通信线路分开敷设。电磁干扰容易使通信受到影响,出现通信中断或者报出假信号,继而造成拒动和误动。在布线时要将通电电缆与通信线路分开布置,避免将两者布置在同一线槽内。大功率变压器和输变线路也是干扰源,电气控制单元和通信线路应尽量远离它。最有效的措施是将通信线缆单独穿管架空敷设,方可做好通信线路的抗干扰和防屏蔽。
3.数字滤波。由于使用设备的生产现场环境较差,一些低信噪比的模拟量信号,常常会在瞬时遭到某个强大磁场的干扰,使采样值产生波动而造成信号误差。在分析了这些错误信号确实存在时,可以采用数字滤波法滤去不需要的信号,从而获得单纯信号。具体做法就是将信号经A/D转换为离散的数字量信号,然后将形成的数据按时间序列存人PLC内存,再利用数字滤波程序对其进行处理。
4.软件容错。无论是硬件还是软件,不出现错误都是不可能的。为了实现高可靠、高安全性的系统软件技术。需要对软件自身故障进行处理,同时可以利用软件容错对PLC系统中出现的其他故障一并进行处理。传统的软件容错技术,是利用“多样性”的冗余来解决软件本身出现的故障,它们的特点是冗余规模较大,代价较高。而随着软件容错技术的发展,利用的冗余规模越来越小,软件容错新技术决策较为智能化且容错覆盖的范围较广。将软件容错技术用于PLC程序的调试同样是行之有效的。
六、结语
科学技术永无止境。随着PLC技术的发展和应用市场的不断拓展,其将会应用到更广泛的领域。PLC技术在工业自动化的应用刚刚起步,在生活中的应用也是前景广阔,未来必将会从量的飞跃实现质的飞跃。为了适应新时代的到来,还有更多知识需要我们去探讨,还有许多高峰需要我们去攀登。

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