同步系统设计

基于PLC的液压同步系统的程序设计方法在液压系统中，经常要求系统能控制处理多个执行机构同步运行的问题。

下面以笔者为国内某热电厂所设计的由一台PLC和四个电液比例阀组成的系统为例，说明同步系统的组成及程序设计方法。

一、系统组成系统由PLC、电流比例阀、齿轮双齿条油缸及转动执行机构等部分组成。

由PLC控制四个电液比例阀分别驱动四个齿轮双齿条油缸，带动四个执行机构转动。

控制要求规定：四个执行机构转动时，其转动速度应同步，最终的转动位置角度应相同。

系统的PLC选用Koyo SZ-4型产品，其各种模块安装在机架内的不同槽位上，I/O点的地址定义号由该模块所在的槽位决定，八槽机架所安装的模块类型及其地址定义号如图1所示。

图1系统的开关量输入模块选用8ND1型和16ND1型24VDC模块，它们的地址号为1010 ~1077，共56点。

主要用来连接按钮输入信号和接收绝对式旋转编码器发生的编码信号。

开关量输出模块选用8TR1型24VDC模块，它的地址号为~010~Q017，主要用来连接各种指示灯。

模拟量输出模块的型号为2DA2，该D/A模块提供2路-10V~—+10V的输出电压。

Z-CTIF为高速计数模块，该模块用于接收增量式旋转编码器发来的高速脉冲。

比例阀选用的是4WRZ16型先导式电液比例换向阀，其电源形式为直流24V，电磁铁名义电流为800mA。

由PLC输出的-10V~+10V电压控制功率放大器输出-800mA~+800m A电流，输出电流的大小决定了电液比例阀阀口的开度。

系统选用Koyo TRD-NA360PW绝对式旋转编码器作为执行机构转动角度检测反馈元件。

当电液比例阀驱动齿轮双齿条油缸带动执行机构低速转动时，绝对式旋转编码器可将执行机构的转动位置角度实时反馈给PLC。

系统选用的增量式旋转编码器用于发出执行机构转动方向和转动角度大小的指令。

二、程序设计方法1、旋转编码器数据采集的编程方法图2为绝对式旋转编码器和增量式旋转编码器数据采集的部分程序。

多电机同步控制系统设计与实现唐红雨;陈飞;王翠军【摘要】The number of AC motors in the large asphalt mixing station is up to a few dozen. In order to improve the accuracy of the proportion of raw materials,the uniformity of vibration and stir,the coordination-synchronous problem is to be considered in the multi-motors control. And large power motors are easy to appear saturated during the long time load operation. Aiming at this phenomenon,the ant-windup control strategy was designed to improve the control performance of the system,and the correctness of the strategy was verified by simulation. The monitoring system of the mixing station was designed with PLC+Delphi,and the control flow of the mixing station was simulated. The system could be used to monitor the current of multi-motors in real time,and the communication protocols between the modules were designed. The test results show that the method can improve product quality index.%大型沥青拌和站中交流电机的数量达几十台,为提高各原料的配比精确性、振动和搅拌的均匀性,在控制中需要考虑到多个电机协调同步问题,且大功率电机长时间负载运行,易出现饱和.针对这一现象,设计抗饱和控制策略来提高系统的控制性能,并通过仿真验证了策略的正确性.采用PLC+Delphi设计了拌和站的监控系统,模拟了拌和站生产的控制流程,该系统可实时监测到多个电机的电流,设计了模块之间的组合通讯协议,试验结果表明,此方法能够提高产品质量指标.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2017(047)006【总页数】5页(P45-49)【关键词】多电机;同步控制;比例积分微分;沥青拌和站;监控;电流【作者】唐红雨;陈飞;王翠军【作者单位】镇江高等专科学校电气与信息工程学院,江苏镇江 212003;江苏华通动力重工有限公司,江苏镇江 212003;江苏华通动力重工有限公司,江苏镇江212003【正文语种】中文【中图分类】TP273随着科技的进步，生产线自动化程度越来越高，电机作为生产线主要的驱动设备，数量也越来越多［1］。

多电机同步控制系统的设计
电机同步控制系统是一种电机控制系统，可同时控制多架电机。

该系统可实现多电机同步驱动，从而更好地控制输出动力。

在这里，我们讨论的是如何设计一个可以控制多架电机的同步控制系统。

1. 首先，需要分析多架电机之间的联系，确定要控制的每个电机的位置信息，以及动力控制精度。

2. 然后，完成电路设计，构建一个适应每个电机的控制系统，同时确定每个电机的输入和输出参数。

3. 接下来需要编写调试电机控制程序，以保证每个电机保持同步处于正确位置，同时控制输出动力。

4. 最后，需要进行测试，确保设计的电机同步控制系统满足用户的要求，以及能够正常运行。

2.2时钟系统2.2.1系统功能地铁时钟系统为地铁工作人员和乘客提供统一的标准时间，并为其它各有关系统提供统一的标准时间信号，使各系统的定时设备与本系统同步，实现地铁全线统一的时间标准，从而达到保证地铁行车安全、提高运输效率和管理水平、改善服务质量的目的。

地铁1号线一期工程时钟子系统按中心一级母钟和车站二级母钟两级方式设置，系统基本功能如下：1）同步校对中心一级母钟设备接收外部GPS或∕和北斗卫星标准时间信号进行自动校时，保持同步。

同时产生精确的同步时间码，通过传输通道向1号线一期工程的各车站、车辆段的二级母钟传送，统一校准二级母钟。

二级母钟系统接收中心母钟发出的标准时间码信号，与中心母钟随时保持同步，并产生输出时间驱动信号，用于驱动本站所有的子钟，并能向中心设备回馈车站子系统的工作信息。

二级母钟在传输通道中断的情况下，应能独立正常工作。

2）时间显示中心一级母钟和二级母钟均按“时：分：秒”格式显示时间，具备12和24小时两种显示方式的转换功能；数字子钟为“时：分：秒”显示（或可选用带日期显示）。

3）日期显示中心一级母钟应产生全时标信息，格式为：年，月，日，星期，时，分，秒，毫秒，并能在设备上显示。

4）为其它系统提供标准时间信号中心一级母钟设备设有多路标准时间码输出接口，能够在整秒时刻给地铁其它各相关系统及专业提供标准时间信号。

这些系统主要包括：◆传输系统◆无线通信系统◆公务及站内通信系统◆调度电话系统◆广播系统◆导乘信息系统◆电视监视系统◆UPS电源系统◆网络管理系统◆地铁信息管理系统◆综合监控系统◆信号系统◆自动售检票系统◆门禁系统◆屏蔽门系统5）热备份功能一级母钟、二级母钟均有主、备母钟组成，具有热备份功能，主母钟故障出现故障立即自动切换到备母钟，备母钟全面代替主母钟工作。

主母钟恢复正常后，备母钟立即切换回主母钟。

6）系统扩容由于控制中心为1、2、3号线共用，因此1号线一期工程时钟系统应具备系统扩容功能，通过增加适当的接口板，为1号线南北延长线各车站及2、3号线设备提供统一的时钟信号，同时预留接口对接入该中心的其它线路提供统一的时钟信号，最大限度地实现线路间的资源共享，以节省投资和设备的维护成本、提高运营服务质量。

时钟同步系统在福建某通信局投入使用由我公司自主研发生产的一套时钟同步系统在福建某通信局成功投入使用。

本次时钟同步系统,主要是根据福建某通信局发展需要,应对项目实施需求,具有针对性的配置的一套完整的时钟同步系统,分享如下:
1.时钟同步系统的需求原因
应对通信局客户对北斗GPS时钟同步系统的需求逐渐增多,现有槽道已无法满足未来的客户需求,后期运行也大大增加施工安全隐患。

经过市场调研,选由我公司自行配置一套北斗GPS时钟同步系统,要求各网段授时设备独立运行,可供多用户共同使用,同时楼顶线路只允许架设1套GPS北斗卫星天线。

2.时钟同步系统的配置方案
因工程配置的局限性,本次时钟同步系统需求配置6台北斗GPS
时钟同步设备,且只能共用一套卫星天线,因此我们在系统内配置了GPS北斗双模有源分配器将其分开,具体连接方式如下图:
时钟同步系统配置方案
3.时钟同步系统的授时方法(同步科技,小安,189********(微信同
时钟同步系统整体采用NTP授时方式,需要同步时间的授时终端,通过获取时间同步设备的IP地址,来实现局域网内所有网络设备
的时间统一,网络配置图如下所示:
时钟同步系统的网络配置图
4.时钟同步系统配置清单
鉴于以上需求,配置1套完整的时钟同步系统,清单如以下表格:
高精确的时间对于通信局系统的正常运行有着十分重要的意义,
本次时间同步系统主要是基于GPS北斗的时间同步系统,
能够实时地对主站计算机终端时间进行校正, 目前在通信局配置有着很大的需要。

以上为此次给通信局配置的时间同步系统的一个说明,相关用户可作为参考。

一、系统简介1、办案工作区设备平面布置图简介：（详见平面图）系统共安装32只摄像机， 1手机屏蔽器， 2套安保系统，1套指纹门禁系统。

在办案工作区的外围安装6只红外彩色，走廊安装5只彩色摄像机，能24小时监控办案工作区的周围环境。

2、谈话室设备平面布置图简介：1）、在谈话室内安装2彩色摄像机；1只安装在被谈话对象的正面，用于提取被谈话人的正面特写画面，1只安装在谈话人的正面，用于提取谈话人的画面，1只广角摄像机，用于提取房间的全景画面；2）、在谈话室安装1拾音器；1只安装在谈话室的中央，用于提取谈话时的的声音；1安装在卫生间的门口，用于提取卫生间及门口的声音。

、3）、在谈话室的桌面安装1只紧急按钮，当谈话室发生特殊情况时使用。

4）、在谈话室安装1套无线电屏蔽设备，用于屏蔽谈话室内的无线电信号。

保证谈话过程的保密，不被外界窃听。

5）、在谈话室的墙壁上安装1套开关和音视频接插面板，给谈话室内的录音录像设备提供信号，当谈话室开始进行录音录像时，可切断送往二层监控室的音频信号。

6）、在谈话室内安装1套谈话同步录音录像刻录系统，把整个谈话过程存储到硬盘并同步刻录成光盘。

13、监控室控制台：1）、在控制室内安装1只广角摄像机及1只拾音器，供领导随时掌握控制室的情况。

2)、当谈话室录音录像时需切断控制的声音监听。

3）、当领导需监听谈话室的谈话声音拾，可通过在控制室跳线实现。

23设备报价汇总表4二、设备报价一览表一、外围安保监控走廊监控前端设备报价部分货币单位：人民币/元5说明：以上报价含安装调试及售后服务费用，设备价格为：元二、谈话室前端设备报价部分：（共3间）67说明：谈话室1、2、3选用目前监控系统最先进设备，主画面选用SONY 36倍高清摄像机，辅画面选择SONY SSC-G713宽动态摄像机，拾音器选择铁三角高灵敏度专业拾音器，达到图像、声音稳定清晰三、休息室前端设备报价部分：89四、保安室、医疗室、监控中心、指挥中心前端设备报价部分：10说明：可根据实际需求增减医疗室设备五、设备电源保障部分报价说明：保证突然停电时设备能正常运行六、指纹门禁系统报价部分：说明：一层、二层进出都采用指纹门禁系统，可以通过指纹、密码多种方式实现开锁七、指挥中心设备八、监控中心设备说明：监控中心设置2台40寸液晶电视，可通过控制键盘调看安保图像九、桥架、线缆及辅材部分十、报警系统十一、呼叫系统说明：以上功能可根据实际需求进行增减，费用另行计算。

异步与同步系统设计1.概念：异步系统是指任务的执行不按照顺序进行，任务之间相互独立，不需要等待其他任务的结果即可开始执行。

异步系统设计中通常涉及到事件驱动、回调函数等概念。

2.设计原则：-尽量避免阻塞：异步系统设计中，任务的执行不会阻塞其他任务的进行，因此需要尽量避免任务阻塞，提高系统的并发性能。

-使用事件驱动：通过事件驱动的方式触发任务的执行，可以实现任务的异步执行。

-使用回调函数：通过回调函数的方式，任务的执行结果可以在任务完成后通知其他任务或者上层模块。

3.特点：-并发性高：异步系统设计充分利用了任务的并行执行，提高了系统的并发性能。

-响应速度快：由于任务的异步执行，系统的响应速度更快，能够更好地处理用户的请求。

-复杂度高：异步系统设计相对复杂，需要处理任务的依赖关系、任务的执行顺序等问题。

4.适用场景：- 高并发场景：异步系统适用于需要处理大量并发请求的场景，如Web服务器、消息队列等。

-IO密集型应用：异步系统能够更好地处理IO密集型的应用，如文件读写、网络请求等。

-需要快速响应的应用：异步系统能够更快地响应用户的请求，提供更好的用户体验。

1.概念：同步系统是指任务的执行按照顺序进行，一个任务的执行需要等待其他任务的结果。

同步系统设计中通常涉及到线程、锁、信号量等概念。

2.设计原则：-线程同步：同步系统设计中，需要使用线程同步的机制，保证任务之间的执行顺序和协作方式。

-互斥操作：同步系统中，需要使用锁等机制实现对临界资源的互斥访问，保证数据一致性。

-进程间通信：同步系统中，需要使用进程间通信的机制，实现不同任务之间的数据传输和协作。

3.特点：-顺序执行：同步系统的任务按照顺序执行，保证了任务之间的依赖关系和顺序要求。

-容易理解：同步系统相对异步系统而言，设计和调试相对容易，逻辑清晰。

-并发性低：同步系统任务串行执行，不能充分利用系统的并发性能。

4.适用场景：-数据一致性要求高：同步系统适用于对数据一致性要求较高的场景，如数据库操作、事务处理等。