鄭州自動化控制柜-繼飛機電-銷售自動化控制柜 ：

1. 原空壓站電氣控制系統(tǒng)存在的問題

（1）原控制系統(tǒng)工作過程

某機車車輛廠空壓站原先采用繼電器控制系統(tǒng)對5臺空壓機組的進行控制。每臺機組均有一個起動柜實施Y－△降ya起動，系統(tǒng)僅有手動操作方式。在原系統(tǒng)中，1＃、2＃為主工作空壓機組（功率各為110KW），2臺空壓機組按一定的周期輪流工作。3?！?#為備用空壓機組（功率各為30KW），當1?；??？諌簷C組工作而系統(tǒng)仍供氣壓力不足時，將起動其中1臺乃至3臺直到滿足供氣壓力為止。

（2）原控制系統(tǒng)存在主要問題

①各工作機組雖然采取Y－△減壓起動，但起動時的沖擊電流仍較，嚴重的影響到了電網的穩(wěn)定運行和空壓站周圍其它用電設備運行的可靠性、安全性；

②當主空壓機組處于工頻運行時，空壓機運行時噪音大，對周圍造成嚴重的聲音環(huán)境污染；

③主電機工頻起動對設備的沖擊大，電機軸承易磨損，機械設備的維護工作量；

④主空壓機組經常處于空載運行，浪費電能現象嚴重，很不經濟；

⑤空壓機組控制系統(tǒng)采用繼電器控制，只有手動操作方式，因此控制系統(tǒng)工作的可靠性、安全性較差，人員操作麻煩，自動化水平低、生產效率不高。

2. 改造技術要求

實施技術改造后系統(tǒng)應滿足的主要技術要求如下：

（1）三相異步電動機變頻運行時應保持供壓系統(tǒng)出口壓力穩(wěn)定，壓力波動范圍不能超過±0.1Mpa；

（2）控制系統(tǒng)可以選擇在變頻和工頻兩種工況下運行；

（3）系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，具有閉環(huán)模擬量回路的調節(jié)功能；

（4）一臺變頻器可拖動兩臺主空壓機組，可使用操作按鈕進行切換；

（5）根據空壓機組的工況要求，系統(tǒng)應保證拖動的交流三相異步電動機具有恒轉矩的運行特性；

（6）為了防止高次諧波干擾空壓機組變頻器，變頻器的輸入端應當具有抑制電磁干擾的有效措施；

（7）在供壓系統(tǒng)用氣量較小的情況下，變頻器處于低頻運行時，應保障電機繞組溫度和電機的噪音不超過允許的范圍；

（8）考慮到控制系統(tǒng)今后的擴展和升級，變頻器的容量和主控制器輸入輸出點數應當有適當的裕量，以滿足將來工作狀況擴展的要求。

3. 控制系統(tǒng)總體方案設計和控制原理簡介

根據系統(tǒng)原先存在的問題并考慮到技術改造后的生產工藝要求和技術要求，空壓機組采用PLC作為主控制器并擴展模擬量輸入/輸出模塊，由變頻器拖動主空壓機組，采用觸摸屏作為系統(tǒng)人機界面的總體設計方案。

控制系統(tǒng)由PLC基本單元擴展出模擬量輸入/輸出模塊，通過壓力傳感器（變送器）實時檢測壓力值送入模擬量模塊進行PLC內部的PID調節(jié)運算，然后由模擬量輸出模塊輸出直流0～10V的電壓信號至變頻器，變頻器的輸出頻率信號通過模擬量輸出端子回送到PLC，構成模擬量閉環(huán)控制回路。由壓力反饋測量置與壓力設定值進行比較運算，經PID調節(jié)運算實時控制變頻器的輸出頻率，從而調節(jié)三相異步電動機的轉速，使供氣系統(tǒng)空氣壓力穩(wěn)定在壓力設定值上。通過變頻器PU接口的RS-485串行通信可以讀入除頻率外的變頻器的其它運行參數，如電流、電壓和功率等。

這樣由PLC、變頻器、三相交流異步電動機、壓力傳感器（變送器）等組成壓力反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠自動地調節(jié)三相交流異步電動機的轉速，使供氣系統(tǒng)空氣壓力穩(wěn)定在設定范圍內，實現空壓站的恒壓控制。

控制系統(tǒng)的硬件選型和設計

1. 系統(tǒng)的主要控制要求

采用PLC控制進行空壓站技術改造后，系統(tǒng)的主要控制要求如下：

（1）控制系統(tǒng)有手動和自動兩種方式。在自動運行時（可預先設定變頻器控制的機組，1?；?＃機組）根據壓力傳感器輸出的模擬電流信號（4～20mA）由PLC進行PID調節(jié)運算，控制變頻器在25～50Hz之間節(jié)能地運行。

3＃～5＃機組的控制要求為：①當管道壓力低于工作壓力下限值（預先設定）并且變頻器輸出頻率在上限值（可預先設定）時，經過延chi（延chi時間可設置）由PLC控制3＃、4＃其中一臺機組起動，直至3?！?＃機組全部起動；②當管道壓力大于工作壓力上限值（預先設定）并且變頻器輸出頻率在下限值（可預先設定）時，經過延chi（延chi時間可設置）按照“先起先停”的原則由PLC停止3＃～5＃中已經運行的一臺機組。同樣，在上述工作壓力和變頻器輸出頻率兩條件不變時，可繼續(xù)停一臺空壓機組直到停完所有備用的空壓機組；

（2）壓力信號取自壓力變送器，工作壓力上下限可由PLC設置；

（3）手動工作時只有3＃、4＃、5＃機組的起、停可以通過手動按鈕操作，其它工作情形和自動工作方式時一樣；

（4）變頻器在PID調節(jié)故障時可以使用電位器進行人工調速；

（5）人機界面要求。變頻器的運行監(jiān)視參數可通過RS-485串行接口，經PLC由觸摸屏進行遠程顯示。機組的起、停延chi間可通過觸摸屏修改（20～600s）。

2. 系統(tǒng)的硬件選型

根據控制要求和控制規(guī)模的大小，這里選用三菱公司的FX系列小型PLC作為系統(tǒng)的主控制器，通訊擴展板選用FX1N-485-BD，變頻器選用三菱的FR-A700系列，觸摸屏選用F940系列，壓力傳感器則選擇TPT503壓力傳感器。

（1）系統(tǒng)的主控制器——FX1N-40MR。FX1N系列屬于FX系列PLC中普及型的子系列，經過擴展適當的模擬量模塊并使用PID指令，完全可以滿足對中等規(guī)?？諌赫究刂葡到y(tǒng)閉環(huán)模擬量的控制要求。根據系統(tǒng)的控制規(guī)模和對I/O點數的要求，這里系統(tǒng)的控制器選擇的是FX1N-40MR，為繼電器輸出型，有24點開關量輸入，16點開關量輸出。

FX1N系列PLC在加裝了通信擴展板FX1N-485-BD后，通過網線與變頻器的PU接口相連后可與之進行PU接口的RS-485串行通信，變頻器的運行監(jiān)控參數，如電流、電壓和功率等都可讀入到PLC中。

（2）模擬量輸入/輸出模塊——FX0N-3A。FX0N-3A模擬量輸入/輸出混合模塊有兩個模擬量輸入通道（0～10V電壓或4～20mA電流）和一個模擬量輸出通道。輸入通道接收模擬信號并將模擬信號轉換成數字值，輸出通道將內部數字值轉換成對應比例的模擬信號。輸入/輸出通道選擇的電壓或電流形式由用戶的接線方式決定。FX0N-3A可以連接到FX2N、FX2NC、FX1N、FX0N等系列的PLC上。

FX0N-3A的分辨率為8位。FX0N-3A在PLC擴展母線上占用8個I/O點。這8個I/O點可以分配給輸入或輸出。所有數據傳輸和參數設置都是使用PLC中的FROM/TO指令，通過編程調節(jié)控制的。PLC基本單元和FX0N-3A之間的通信由光電耦合器進行保護。自動化控制柜

電子工業(yè)的不斷發(fā)展，讓今天的處理器、電路板及元器件尺寸不停的縮小，這些技術慢慢的作用于PLC，使其更穩(wěn)定、可靠及堅固，并帶來了功能的進一步提升，比如更快速的處理器，可擴充的內存能力及新的特色通訊機制等。

　　為響應市場需求，許多特性和功能正在從高往低端PLC遷移。例如，我們可以預期未來的小型PLC將擁有更多gao端PLC的特性，而中gao端PLC也將提供更小、更緊湊的解決方案，過載保護自動化控制柜，以滿足客戶的需求。

　　同時，PLC也因內存成本和尺寸的減少而獲益。這些優(yōu)勢極大地提升本地化數據存儲能力，允許將PLC用在之前需要昂貴的數據抓取系統(tǒng)的應用場合。這也為其他功能的實現帶來可能性，比如產品信息的板載存儲，以便于加快故障排除。

　　今天的PLC也從USB技術中受益匪淺，使得聯網、編程及對控制系統(tǒng)的監(jiān)控變得容易。隨著USB技術的持續(xù)進步，以及更小的迷你USB連接器的出現，你可以期待在更多的小型PLC上看到這種通訊選項。

　　另外一個的例子是，從快速變化的消費類電子世界快速滲透到工業(yè)市場的非易失性便攜存儲設備。通過在一個小小的封裝里面提供大量的附加存儲空間，它們給PLC的用戶帶來了非常大的好處。這些可能的選項包括USB裝置，銷售自動化控制柜，SD卡，miniSD以及MicroSD卡等，從而為終用戶、機械制造商及系統(tǒng)集成商增加高達32GB的額外存儲空間。

　　PLC和PAC的融合

　　許多工業(yè)控制器供應商還在以PAC和PLC之間的異同為賣點，鄭州自動化控制柜，但是未來的自動化工程師考慮他們的系統(tǒng)時，可能不會關心到底是何許名字，他們只會專注于性能和實際的功能。就像這兩種設備的定義和特性不斷演變樣，PLC和PAC將會彼此融合發(fā)展。

　　基于這種演變，在低端和gao端市場會出現大量的機會。隨著硬件技術的進步，先進的功能將進入低端處理器。這將反過來推動供應商將更多功能和選擇融入高duan產品中。

　　高速處理器和更多的存儲空間將會促進高功能的應用，比如運動控制、視覺系統(tǒng)的集成及多種通訊協議的協同支持。當然，PLC也將依舊保持其簡單的特性來吸引更多用戶。

　　在PAC與PLC相互融合期間，我們可以看到這兩種產品自身不斷地完善和進步。PAC可以允許用戶在傳統(tǒng)意義的工業(yè)自動化的領域進行拓展，鼓勵供應商研發(fā)新的產品來滿足客戶的需求。

　　這些需求向產品設計者發(fā)起挑戰(zhàn)：迫使他們尋找新的方向，如支持現有的元器件構建一個新的系統(tǒng)以滿足嚴酷的工業(yè)環(huán)境。未來的挑戰(zhàn)將包括提供可連接性，存儲的擴展能力，以及控制器處理能力的提升，以應對日益復雜的應用，同時還要求維持甚至降低終產品的成本。

　　梯形語言：不說再見

　　50年前，硬接線的繼電器邏輯被梯形語言替代，這種語言為熟悉繼電器邏輯的技術人員和工程人員帶來了便利，但是它也有其局限性，尤其是在過程控制及數據處理應用中。

　　IEC61131-3提供了對于工業(yè)控制器的另一種編程語言，但是梯形語言還是有其自身的優(yōu)勢，并且一直顯示著它的魅力。雖然對于過程控制來說，有連續(xù)功能圖示，結構化的文本對于數據處理也是不錯的，其他的IEC語言也有自己的優(yōu)點。但是梯形語言仍將是PLC編程語言。

　　供應商及他們的客戶采購內置梯形語言邏輯編程的PLC，并使用此類的PLC控制大量的基礎設備。也有大量的工程師、技術員、電器工程師及維護工人傾向于梯形語言這種簡單的編程技術。不論硬件如何發(fā)展，這種語言還會作為PLC的工業(yè)標準持續(xù)很久。

　　雖然梯形邏輯語言可以作為簡單的機器控制的基石，但功能塊編程技術可以減少代碼數量，尤其是需要將PLC代碼融入統(tǒng)一編程環(huán)境的時候。

　　統(tǒng)一的編程環(huán)境

　　將PLC、運動控制及人機界面(HMI)的編程結合到一個統(tǒng)一的環(huán)境，是未來幾年的一種趨勢。將PLC和HMI集成在同一機架上可能會成為下一個趨勢，不管顯示器是包含在組件中還是作為外部選項。無論同樣的處理器還是集成到PLCI/O機架的HMI模塊，當前的技術都能夠支持這兩種方式的組態(tài)。

　　有一個編程環(huán)境對于大多數用戶來說是理想的，只要不是太復雜。這些模塊結合的好處包括減少學習周期和研發(fā)時間。但是，如果這個編程環(huán)境并不是設計合理，那么將會變得笨重的和不易操作。

　　擁有統(tǒng)一的編程環(huán)境的重要一步是確保設備之間可以共享同一個標簽名數據庫。標簽名是在程序和過程之間的重要連接。建立數據庫是一項耗時的工程，減少這些重復的任務會縮短整體研發(fā)時間并減少錯誤幾率。

　　迎接無線的時代

　　在過去的幾十年特別是90年代早期，在工業(yè)應用領域出現了大量的不同的通訊網絡和協議。隨著時間的推移，這些不同的選擇逐漸剩下幾。跟消費類電子PC與其外設一樣，這種趨勢將會持續(xù)，未來會聚焦于可以自我配置的即插即用方案。

　　其實并沒有必要去關注這些通訊技術是否能達到真正的實時，因為以太網和其他許多工業(yè)控制網絡的原始速度是遠遠快于絕大多數應用的需求的。

　　關于本地存儲設備和其他裝置的通用接口，USB雖可用，但是有其限制。USB是即插即用的，但是給USB集成硬件和軟件是需要設備供應商額外投入的。正因如此，工業(yè)硬件供應商的緩慢變化，如條碼識別器和電子稱等硬件供應商在短期內仍將采用RS232接口。

　　目前，高PLC的通訊接口可以適應多種協議。預計未來隨著用戶需求的標準化，短路保護自動化控制柜，這種情況有望得到改觀，可能僅僅只有以太網和無線形式，或者再加上一種可能的選項工業(yè)藍牙。

　　這是一個無線的時代，但是，在我們看到商業(yè)和工業(yè)無線通訊協議的大融合之前，工業(yè)應用確實需要在更廣范圍內具有魯棒性的無線技術，并確保數據的完整性。

　　在這個領域內，我們也看到了進步：從新的Wi-Fi(802.11n)，ZigBee(802.15.4)協議到點對點連接，網狀連接及藍牙和近場通訊的興起，但是目前這些并沒有成為執(zhí)行關鍵任務的工廠底層適用的解決方案。未來在適合無線應用的遠程終端設備(RTU)，或者一些非關鍵的監(jiān)控應用(不要求實時控制)中，或將更廣泛地采用無線技術。

　　全集成工廠

　　在PLC的未來引人注目的變化應該是實現企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)系統(tǒng)或其他高層級系統(tǒng)與工廠層的集成。在過去，主要的一體化任務是提取機器和過程數據，并將之向上傳到那些高層級系統(tǒng)。未來，采用hooks和函數等的新技術將會簡化這種集成。

　　鑒于此，控制器制造商在設計PLC解決方案時，需要更多地考慮用戶的需求。這種方案不僅僅用于控制，同時還能夠實現無縫操作，并提供數據給需要的用戶。這可能包括提供通過瀏覽器或者移動app提供數據的接入，或者包括接入數據庫的工具。

　　增強的通訊、提高的處理速度和更大的存儲容量賦予PLC管理自己產生的數據的能力。這是PLC的自然發(fā)展趨勢。

　　雖然形式、用途和性能將會有大幅度的變化，但是在未來，PLC這個名詞依然會作為很多的工業(yè)自動化控制器的名字延續(xù)下去。PLC的尺寸會持續(xù)減小，硬件的發(fā)展也將為PLC帶來新的特性和功能。軟件和通訊能力的提升，將賦予PLC這個悠久的名字一個全新的定位——工業(yè)自動化平臺。

自動化控制柜1、以下操作危險，要非常小心：

a) 編程器在線狀態(tài)下，按“STOP”按鈕，或者在菜單中選擇“STOP”，都將導致PLC停機。

b) 編程器在線狀態(tài)下，下zai整個項目，將導致PLC停機。

c) 編程器在線狀態(tài)下，修改硬件配置，將導致PLC停機。

2、在改動程序前，要做好備份。

3、可以利用離線仿zhen器和備份程序多進行練習：

a) 在菜單中選擇仿zhen器；

b) 重新生成項目（Rebuild All Project）并下zai。

c) 進行各種操作練習。

4、INTOUCH訪問施耐德PLC變量的尋址規(guī)則：

a) DI以1開頭，且要補足6位，例如：100417，訪問的是地址為417的DI。

b) DO和M以0開頭，且要補足6位，例如：000417，訪問的是地址為417的DO。

c) MW以4開頭，且要補足6位，例如：400417，訪問的是MW417。若訪問的是實數，則為：400417 F。

d) %M區(qū)域用于中間變量和DO的尋址空間，一般DO用低位地址，中間變量用高位地址。

e) %MW區(qū)域與%M區(qū)域為相互獨立的區(qū)域（西門子為重疊區(qū)域）。

f) PLC中無地址的中間變量不能被INTOUCH訪問。

5、變量表（Variables & FB instances）：

a) used列里顯示在程序里用到的次數。如果被畫面訪問，則不計數。因此，如果某變量顯示沒有被使用，也可能被畫面使用。

6、程序的一致性：

a) 在線和離線程序如果不一致，將不可以在線。若找不到一致的程序，可kao的辦法是從PLC上載一個程序（包括動態(tài)變量表以外的所有信息）并存盤即可。（下zai不一致的離線程序會導致PLC停機）

b) 簡單的程序修改要在線修改，基本過程：在線->修改->自動發(fā)現不同->生成并下zai變更部分（Build Project）->斷開，選擇上傳信息->離線保存。

c) 強制變量不會影響一致性。

d) 修改硬件會導致程序不一致。

7、交叉索引：

a) 查找板卡的變量：打開板卡->選擇變量類型->刷新，出現變量列表->拷貝需查找的變量名字->搜索該變量。

b) 查找程序中的變量：雙擊程序的變量->選擇名字->搜索該變量

c) 注意：如果要查找程序中的使用位置，需要用名字（Name）進行搜索，而不能用地址（Addresses）。

d) 從HMI反查變量：

①　HMI變量查到PLC內的絕地地址

②　程序搜索到符號名

③　用符號名搜索變量的使用位置。

8、查看變量事情情況自動化控制柜

a) 打開CPU配置，查看Configuration

b) da區(qū)域配置

c) 通過Viewer查看各種變量是否使用（無法統(tǒng)計畫面的訪問情況）。

9、CPU同步

在線修改程序時，只會修改主CPU的，在調試完成后，需要手工同步到備用CPU：

1）按ESC

2）按→選擇PLC OP

3）按→進入菜單

4）按↑，選擇Hot Standby

5）按→進入

6）按↑，選擇Transfer

7）按→，并按Enter確認，開始傳送。自動化控制柜