PLC 锅炉控制
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PLC在锅炉控制系统中的作用锅炉是工业生产中常用的热力设备,它负责将水或其他流体加热到所需温度,以满足生产过程中的热能需求。
为了保证锅炉能够高效、稳定地运行,控制系统的作用至关重要。
其中,可编程逻辑控制器(PLC)在锅炉控制系统中扮演着重要的角色。
一、PLC简介PLC是一种专门用于工业控制的计算机设备,它能够根据预先编写好的程序,对锅炉的各个部分进行自动控制。
PLC通常由CPU、输入输出模块和通信模块等组成,具备可编程、可扩展、可靠性高等特点。
二、PLC在锅炉控制系统中的应用1. 温度控制在锅炉中,温度控制是至关重要的,它直接影响锅炉的稳定性和效率。
PLC可以通过外部温度传感器获取实时温度数据,并对锅炉的加热器、循环泵等设备进行控制,以确保锅炉水温始终保持在设定范围内。
2. 压力控制锅炉的压力也是需要进行精确控制的参数之一。
过低的压力可能导致供热不足,过高的压力则可能引发爆炸等安全隐患。
PLC可以通过传感器实时监测锅炉的压力,并根据设定值自动调节燃烧器的工作状态,以保证锅炉的压力在安全范围内。
3. 水位控制锅炉的水位是影响锅炉正常运行的重要因素。
若水位过低,锅炉的加热管壁可能过热而损坏;若水位过高,又可能导致锅炉溢水。
PLC可以通过水位传感器监测锅炉的实时水位,并控制进水和排水设备的开关,以保持水位在安全范围内。
4. 烟气排放控制锅炉燃烧过程中会产生大量烟尘和有害气体,对环境造成污染。
PLC可以通过烟气传感器监测烟气的成分和排放浓度,并根据环保要求调整燃烧器的工作状态,以减少污染物的排放。
5. 故障诊断与报警锅炉系统中可能会出现各种故障,如传感器失效、设备故障等。
PLC可以通过自动检测和诊断系统中的故障,并根据设定的规则进行报警。
这样可以帮助运维人员及时发现和解决问题,保证锅炉的正常运行。
三、PLC在锅炉控制系统中的优势1. 稳定性高:PLC具备高性能的计算能力和稳定的特性,可以保证对锅炉各个参数的精确控制,提高系统的稳定性。
锅炉控制及PLC应用锅炉控制及PLC应用锅炉作为工业生产中常用的热能设备,其控制系统的稳定性和可靠性对于保证生产过程的正常运行具有重要意义。
而现代控制领域的PLC(可编程逻辑控制器)技术的应用,为锅炉控制系统的升级和改进提供了新的途径。
本文将从锅炉控制的基本概念入手,分析PLC在锅炉控制中的应用。
一、锅炉控制的基本概念1.1 锅炉控制的目标锅炉控制的目标是根据生产需求,保证锅炉燃烧、供水、排污等过程的平稳、高效运行,使锅炉获得最佳热能利用效果,并确保锅炉的安全可靠性。
1.2 锅炉控制系统的基本组成锅炉控制系统由测量、传输、控制和执行四个部分组成。
测量是通过传感器来获取锅炉各种参数的数值信号;传输是将测量到的信号通过信号传输线路传输到控制器;控制是根据测量到的信号进行逻辑运算,计算出控制指令;执行是将控制指令发送给执行机构,控制锅炉的运行。
二、PLC技术在锅炉控制中的应用2.1 PLC的基本原理PLC是一种专门用于工业自动化控制的计算机。
其基本原理是通过输入模块采集外部信号,经处理器进行逻辑运算,再通过输出模块将控制信号发送给执行机构,实现对设备的控制。
2.2 PLC在锅炉控制中的应用2.2.1 温度控制锅炉使用过程中,温度控制至关重要,影响到锅炉的燃烧效果和供热效率。
传统的温度控制方法往往需要手动调整参数,操作复杂且容易出错。
而采用PLC控制实现温度控制,可以根据实时测量的温度数据自动调整控制参数,实现温度的精确控制。
2.2.2 水位控制锅炉的水位控制对于锅炉的安全运行至关重要。
过高或过低的水位都会影响锅炉的工作状态。
传统的水位控制方法需要人工监测和调整,工作效率低且容易出错。
采用PLC控制实现水位控制,可以通过传感器实时检测锅炉水位,并根据设定的水位范围自动调整进水量,实现水位的稳定控制。
2.2.3 燃烧控制锅炉的燃烧控制直接影响到燃料的利用率和环境污染。
传统的燃烧控制方法需要依靠人工调整和观察,精确度低。
锅炉控制及PLC应用引言锅炉是一种广泛应用于工业和供暖领域的设备,其控制系统的优化对于提高能源利用效率、确保运行安全具有重要意义。
可编程逻辑控制器(PLC)作为一种自动化控制设备,具有高可靠性、灵活性等特点,在锅炉控制系统中发挥着重要作用。
本文将介绍锅炉控制的基本原理和实现方式,以及PLC在锅炉控制中的应用和优势。
锅炉控制锅炉控制的主要目标是保证蒸汽或热水供应的稳定,同时最大化能源利用效率。
为实现这一目标,锅炉控制系统应包括传感器、执行器和控制器。
1、传感器:用于监测锅炉的关键参数,如压力、温度、液位等。
这些传感器将实时数据传输到控制系统,以便进行相应的调整。
2、执行器:接受控制器的指令,并调节锅炉的各个部件,如燃烧器、泵等。
执行器的类型和数量取决于锅炉的类型和规模。
3、控制器:根据传感器的输入数据进行计算和决策,向执行器发出调节指令,以保证锅炉运行在最佳状态。
控制器可以是简单的继电器逻辑控制,也可以是较复杂的计算机控制系统。
PLC应用PLC作为一种专门为工业控制设计的计算机,具有高可靠性、灵活性和易于维护等特点。
在锅炉控制中应用PLC,可以提高控制系统的可靠性和自动化水平。
1、PLC选型:根据锅炉控制系统的需求,选择适当型号和品牌的PLC。
选型时应考虑PLC的处理能力、输入输出接口数量和类型、编程功能等因素。
2、程序设计:利用PLC编程语言编写控制程序,实现锅炉控制系统的各种功能。
程序应包括数据采集、数据处理、控制算法、输出调节等环节。
3、系统集成:将PLC与锅炉控制系统中的其他设备(如传感器、执行器等)进行连接和调试,确保整个系统能够协调工作。
注意事项使用PLC进行锅炉控制时,应注意以下问题:1、可靠性:PLC是工业控制领域的高可靠性设备,但仍然需要其可靠性。
选择高质量的PLC和可靠的硬件设备,以及进行合理的程序设计,可以确保控制系统的可靠性。
2、安全性:锅炉是一种具有较高风险的设备,因此PLC控制系统的安全性非常重要。
热水锅炉的PLC控制器热水锅炉是一个非常重要的设备,它的作用在很多工业生产线上都是不可缺少的。
在使用热水锅炉的时候,我们需要关注的一个非常重要的问题就是它的控制系统。
现在,大多数热水锅炉都采用了PLC控制器来控制温度、压力等参数。
今天,我们就来深入了解一下热水锅炉的PLC控制器。
什么是PLC控制器?PLC控制器是一种以可编程方式控制工业机器和过程的电子设备。
它们通常由一个中央处理器、输入输出模块、内存和其他辅助部件组成。
PLC控制器的功能包括监测输入设备,例如传感器和开关,执行控制任务以及驱动输出设备,如电机和阀门。
PLC控制器之所以被广泛采用,是因为它们可以处理和控制复杂的过程和任务。
此外,PLC控制器也可以很容易地编程和修改,使得改变生产线流程和机器控制变得非常方便。
热水锅炉的PLC控制器工作原理PLC控制器控制热水锅炉的过程非常简单。
首先,传感器测量锅炉的温度和压力等参数。
然后,这些数据就被传输到PLC控制器中。
PLC控制器会根据预设的阈值来进行判断,通过控制电磁阀和电机来调整锅炉的温度和压力等参数,以保持在一定的安全和正常工作范围内。
为什么要使用PLC控制器控制热水锅炉?PLC控制器可以自动监控和控制热水锅炉的输出温度和压力等参数。
通过使用PLC控制器,锅炉的温度和压力等参数可以得到更加准确和可靠的控制。
这样可以保证锅炉的安全性和稳定性,并且可以大大降低操作员的工作量。
此外,PLC控制器还可以记录锅炉的生产参数,可以及时检测和排除锅炉故障,提高设备的使用寿命。
同时,PLC控制器的应用还可以节约能源和减少成本,因为它们通常可以根据生产线需要来进行调节。
PLC控制器的优点和缺点使用PLC控制器的优点主要有以下几个:1. 提高了生产线的稳定性和安全性;2. 去除了人为操作的误差和干扰,可以提高生产的精度;3. 可以及时调整参数,避免产生浪费;4. 可以实现过程自动化,减少人力成本和操作困难。
PLC控制器的缺点主要是:1. PLC控制器的价格相对比较高;2. PLC控制器的编程需要专业的人员来完成,如果出现了问题,维修也需要专业人员来解决;3. 需要不断的对PLC控制器进行升级和维护,影响生产成本。
设计基于PLC 的锅炉控制系统需要考虑到控制逻辑、传感器选择、执行器配置、人机界面以及安全性等多个方面。
以下是一个基本的PLC 锅炉控制系统设计方案:1. 控制逻辑设计:-设定温度和压力设定值,根据实际情况设定控制策略。
-设计启动、停止、调节锅炉火焰和水位控制等具体操作逻辑。
2. 传感器选择:-温度传感器:用于监测锅炉管道和水箱的温度。
-压力传感器:监测锅炉的压力情况。
-液位传感器:监测水箱水位,确保水位在安全范围内。
-其他传感器:根据需要选择氧含量传感器、烟气排放传感器等。
3. 执行器配置:-配置控制阀门、泵等执行器,用于控制水流、燃料供应、风扇转速等。
-确保执行器与PLC 的通讯稳定可靠,实现远程控制和监控。
4. 人机界面设计:-设计人机界面,包括触摸屏或按钮控制板,显示关键参数和状态信息。
-提供操作界面,方便操作员设定参数、监控运行状态和进行故障诊断。
5. 安全性设计:-设计安全保护系统,包括过压保护、过温保护、水位保护等,确保锅炉运行安全。
-设置报警系统,当参数超出设定范围时及时警示操作员。
6. 通讯接口:-考虑与其他系统的通讯接口,如SCADA 系统、远程监控系统等,实现数据传输和远程控制。
7. 程序设计:-使用PLC 编程软件编写程序,包括控制逻辑、报警逻辑、自诊断等功能。
-测试程序逻辑,确保系统稳定可靠,符合设计要求。
以上是基于PLC 的锅炉控制系统设计方案的基本步骤,具体设计还需根据实际情况和需求进行调整和优化。
在设计过程中,还需遵循相关标准和规范,确保系统安全可靠、运行稳定。
基于PLC的锅炉控制系统组成
一、由PLC控制模块组成的控制中心,包括如下部分
1、控制中心:控制模块CPU、数字输入输出模块、模拟量输入输
出模块、上位机系统(系统组态)。
可实现自动控制运行,软手动操作运行,锅炉运行参数显示、趋势、存储,报警显示、存储,权限登录,报表打印等。
2、操作中心:由仪表组成、按钮、指示灯等组成的后备仪表操作
盘,主要功能为硬手操控制运行。
二、信号采集部分
1、锅炉所有运行参数采集,包含一次仪表选型安装,根据信号类
型选配一次仪表,主要分为温度、流量、压力、液位等几部分的模拟量信号。
2、执行机构(主要为变频器)运行参数采集,分为模拟量和数字
量信号采集。
三、电气控制部分
电气控制部分主要是给锅炉辅机(引风机、鼓风机、水泵、炉排)配备变频器,PLC控制输出直接控制这些变频器的运行量。
四、核心控制功能
该系统主要实现的是根据锅炉运行负荷及工艺参数的变化,优化锅炉运行,使锅炉运行实现智能化控制,摆脱人工操作的不利因素,让锅炉达到最优运行,最终可实现锅炉节能运行。
控制方案改造
燃烧系统控制方案
风机电机控制方案
炉压系统控制方案
自动上水控制方案
锅炉安全控制方案
自动与手动切换方案简单易用的人性化设计检测点参数配置.
设计图纸:。
基于PLC控制的电锅炉控制系统电锅炉控制系统是现代工业制造中常见的一种设备,它通过PLC(可编程逻辑控制器)来实现对电锅炉的精确控制。
PLC控制技术具有灵活、方便、可靠等优点,能够实现复杂的逻辑控制和自动化控制功能。
本文将从PLC控制系统的原理、功能及特点入手,结合电锅炉的工作原理,详细介绍基于PLC控制的电锅炉控制系统的设计与实现。
1. PLC控制系统原理PLC控制系统是一种专门设计用于工业自动化控制的设备,其核心是一个可编程的CPU,通过不同的输入/输出模块和通信模块,与外部传感器、执行器等设备连接,实现对生产过程的控制。
PLC控制系统通过预先编写好的程序,根据不同的输入信号执行相应的逻辑控制,以达到自动化控制的目的。
2. 电锅炉工作原理电锅炉是一种利用电能进行加热的设备,通常由加热元件、控制系统、水泵等部件组成。
在工作过程中,电能被加热元件转换为热能,将水加热至设定的温度,为生产或生活提供热水或蒸汽。
电锅炉的控制系统通常包括温度传感器、压力传感器、水位传感器等,用于监测和控制锅炉的工作状态。
3. 基于PLC控制的电锅炉控制系统设计基于PLC控制的电锅炉控制系统主要由PLC控制器、传感器、执行器、人机界面等部件组成。
在设计过程中,首先需要根据电锅炉的工作原理和需求确定系统的功能要求和控制策略,然后编写PLC程序实现相应的逻辑控制。
通过合理的硬件布局和接线连接,将各部件连接到PLC控制器上,实现信号的采集和输出。
4. 控制系统功能与特点基于PLC控制的电锅炉控制系统具有如下功能与特点:1)灵活性:PLC控制系统可根据需要进行程序修改,实现不同的控制策略;2)可靠性:PLC控制器具有较高的稳定性和可靠性,可以长时间稳定运行;3)精确性:通过PLC控制系统可以实现对电锅炉的精确控制,提高生产效率和产品质量;4)扩展性:PLC控制系统可根据需要扩展输入/输出模块和功能模块,实现系统的功能扩展。
5. 控制系统优化与应用为了进一步优化电锅炉控制系统的性能,可以采用PID控制算法、模糊控制算法等先进的控制技术,提高系统的响应速度和稳定性。
plc锅炉控制设计总结我搞这个plc锅炉控制设计啊,可真是费了老鼻子劲儿了。
你想啊,那锅炉,就像一个脾气捉摸不定的大怪物,我得用plc这把“魔法钥匙”把它管得服服帖帖的。
刚开始的时候,我瞅着那些个线路图啊,就像看天书似的。
眼睛瞪得老大,眉头皱得能夹死苍蝇,可还是一头雾水。
我就去找老张,老张是个老电工,那脸啊,黑黢黢的,像刚从煤堆里爬出来一样。
我拿着图纸跑过去,“老张啊,你快给我瞅瞅,这都是啥呀?”老张把图纸拿过去,眯着眼看了半天,嘴里嘟囔着:“你这小子,这都不懂,来,看这儿……”他一边说,一边用那粗粗的手指头在图纸上比划着。
我就跟着老张一点点地捋那些线路。
那锅炉房里啊,又热又闷,感觉就像在蒸桑拿,汗水一个劲儿地往下淌,把我的衣服都湿透了。
我心里想啊,这要是搞不定,可就麻烦了。
但我咬着牙,就跟那锅炉较上劲了。
在设计这个控制程序的时候,我就跟那些代码较上了真儿。
有时候为了一个小小的指令,我能琢磨半天。
我就坐在那个小桌子前,周围全是乱糟糟的草稿纸,上面画满了各种符号。
我眼睛死死地盯着电脑屏幕,嘴里不停地念叨着代码的逻辑。
这时候要是有人在旁边看我,肯定觉得我像个疯子。
后来啊,经过无数次的修改和测试,这个plc锅炉控制设计终于有点模样了。
我小心翼翼地启动它,眼睛一眨不眨地盯着那些指示灯和显示屏。
当看到一切都按照我设计的那样正常运行的时候,我那心里啊,就像开了花一样。
我高兴得蹦了起来,大喊一声:“成了!”那声音在锅炉房里回荡,感觉都能把屋顶掀翻了。
在这个过程中啊,我也明白了不少事儿。
这plc控制锅炉啊,就像指挥一场交响乐。
每个指令就像一个音符,得组合得恰到好处,才能演奏出美妙的乐章。
这不仅仅是个技术活儿,还得有耐心,有毅力。
有时候我真想放弃,但是一想到那锅炉要是失控了可不得了,就又打起精神来。
这一路走过来,我和这个锅炉控制设计就像是一对冤家,互相折磨,又互相成就。
现在再看这个成果,就像看自己的孩子一样,满心都是欢喜。
基于PLC的锅炉燃烧控制系统1 简介燃烧控制系统是电厂锅炉的主要控制系统,主要包括燃料控制系统、风量控制系统和炉膛压力控制系统。
目前,电厂锅炉燃烧控制系统大部分仍采用PID控制。
燃烧控制系统由主蒸汽压力控制和燃烧率控制组成串级控制系统。
燃烧率控制包括燃料量控制、供气量控制和诱导空气量控制。
每个分控系统采用不同的测控方法。
保证经济燃烧和安全燃烧。
2 控制方案锅炉燃烧自动控制系统的基本任务是使燃料燃烧所提供的热量适应锅炉输出蒸汽负荷的外部要求,同时保证锅炉的安全、经济运行。
锅炉的燃料量、送风量和引风量的控制任务不能分开。
可以使用三个控制器来控制这三个控制变量,但它们应该相互协调才能可靠地工作。
对于给定的出水温度,需要调整鼓风量与供煤量的比值,使锅炉运行在最佳燃烧状态。
同时,炉膛内应有一定的负压,以保持锅炉的热效率,防止炉膛过热向外喷火,以保证人员安全和环境卫生。
2.1 控制系统总体框架设计燃烧过程自动控制系统的方案与锅炉设备类型、运行方式和控制要求有关。
针对不同的情况和要求,控制系统的设计方案是不同的。
单位单元燃烧过程的受控对象被视为一个多变量系统。
在设计控制系统时,充分考虑了项目的实际问题,既保证了操作人员的操作习惯,又最大限度地实施了燃烧优化控制。
控制系统的总体框架如图1所示。
图1 机组燃烧过程控制示意图11徐亚飞,温箱温度PID与预测测控.2004,28(4):554-5572P 为单位负荷热信号。
控制系统包括:滑动压力运行的主蒸汽压力设定值计算模块(热力系统实验得到的数据,然后拟合成可以通过DCS折线功能块实现的曲线),负荷-送风量模糊计算模块,主汽压力控制。
系统及送风引风控制系统等。
主汽压力控制系统采用常规串级PID控制结构。
2.2 油量控制系统当外部对锅炉蒸汽负荷的要求发生变化时,锅炉燃烧的燃料量也必须相应改变。
燃料量控制是锅炉控制中最基本、最重要的系统。
由于给煤量不仅影响主蒸汽压力,还影响送风量和引风量的控制,还影响汽包内蒸汽蒸发量、蒸汽温度等参数,因此燃料量控制具有重要意义。
第一章 PLC 锅炉控制程序概述一个锅炉监控系统主要包含一下几个部分:设备状态的采集;系统状态的采集;锅炉和各种执行机构的控制。
设备状态的采集主要是锅炉输出的状态点,循环泵和补税泵给出的状态点,以及水箱等其他设备的状态点。
锅炉输出的状态点主要包括锅炉的运行状态点、锅炉故障状态点、锅炉出水温度、锅炉回水温度、锅炉排烟温度;循环泵和补水泵以及辅助其工作的变频设备的状态点一般是由水泵控制柜或变频控制柜中集中取出的。
水箱的液位状态一般直接送到PLC 控制柜。
系统状态的采集根据锅炉系统的不同有差别。
一般来讲,目前设计的系统主要分为一次侧与二次侧。
一次侧的是锅炉水循环系统,二次侧水循环系统常用的换热器有两种一种是板式换热器,另一种是容积式换热器。
一次侧采集的状态包括一次侧供水温度、一次侧回水温度、一次侧供水压力、一次侧回水压力;二次侧采集的状态包括二次侧供水温度、二次侧回水温度、二次侧供水压力、二次侧回水压力;如果需要根据室外温度实现锅炉监控系统的自动控制那么还需要增加室外温度的采集。
锅炉和各种执行机构的控制主要是对锅炉本体的启停控制和各种电动阀门的控制。
这里所说的对锅炉本体的启停控制主要是通过锅炉自身的控制器提供的控制点控制锅炉。
锅炉本体自带的控制器这里暂不介绍。
锅炉提供的控制点是开关量控制点,一般是常开点。
根据影响锅炉运行的状态点的组合条件,给出允许锅炉启动信号。
简单的说就是需要什么样的条件锅炉才能启动或停止。
阀门的控制有两种方式,一种是开关量控制阀门打开与关闭,另一种是模拟量输出控制阀门打开与关闭。
图表 1 系统图RS485LIA001HMIPLC1#2#3#4#5#1#2#3#4#5#RM417第二章 PLC程序设计第一节程序结构本文中所采用的PLC是西门子公司的产品S7-200系列,CPU的型号是cpu226cn.西门子PLC编程工具的使用可以参照西门公司的程序使用手册或者在程序中按F1调出帮助文件参考。
1第一章 PLC 锅炉控制程序概述一个锅炉监控系统主要包含一下几个部分:设备状态的采集;系统状态的采集;锅炉和各种执行机构的控制。
设备状态的采集主要是锅炉输出的状态点,循环泵和补税泵给出的状态点,以及水箱等其他设备的状态点。
锅炉输出的状态点主要包括锅炉的运行状态点、锅炉故障状态点、锅炉出水温度、锅炉回水温度、锅炉排烟温度;循环泵和补水泵以及辅助其工作的变频设备的状态点一般是由水泵控制柜或变频控制柜中集中取出的。
水箱的液位状态一般直接送到PLC 控制柜。
系统状态的采集根据锅炉系统的不同有差别。
一般来讲,目前设计的系统主要分为一次侧与二次侧。
一次侧的是锅炉水循环系统,二次侧水循环系统常用的换热器有两种一种是板式换热器,另一种是容积式换热器。
一次侧采集的状态包括一次侧供水温度、一次侧回水温度、一次侧供水压力、一次侧回水压力;二次侧采集的状态包括二次侧供水温度、二次侧回水温度、二次侧供水压力、二次侧回水压力;如果需要根据室外温度实现锅炉监控系统的自动控制那么还需要增加室外温度的采集。
锅炉和各种执行机构的控制主要是对锅炉本体的启停控制和各种电动阀门的控制。
这里所说的对锅炉本体的启停控制主要是通过锅炉自身的控制器提供的控制点控制锅炉。
锅炉本体自带的控制器这里暂不介绍。
锅炉提供的控制点是开关量控制点,一般是常开点。
根据影响锅炉运行的状态点的组合条件,给出允许锅炉启动信号。
简单的说就是需要什么样的条件锅炉才能启动或停止。
阀门的控制有两种方式,一种是开关量控制阀门打开与关闭,另一种是模拟量输出控制阀门打开与关闭。
图表 1 系统图RS485LIA001HMIPLC1#2#3#4#5#1#2#3#4#5#RM4172第二章 PLC 程序设计第一节 程序结构本文中所采用的PLC 是西门子公司的产品S7-200系列,CPU 的型号是cpu226cn.西门子PLC 编程工具的使用可以参照西门公司的程序使用手册或者在程序中按F1调出帮助文件参考。
下面介绍一下PLC 程序的主要结构。
首先看图表2图表 2 PLC 程序结构西门子PLC 程序是面向结构的程序语言,结构中的主体子程序想要运行必须在主程序中注册。
本文中的程序结构如图2所示,主程序中包括了初始化子程序,数据转换子程序,锅炉控制子程序,自动控制子程序,发送中断与接收中断。
初始化子程序的作用是通讯断口的设置和一些程序中需要预置的一些常数。
比如数据换算中用到的公式里面的常数或者很长一段时间不需要改动的数值。
数据转换子程序负责将采集模块采集的变量转换成我们需要的数据格式,包括采集和转换2个步骤。
锅炉控制子程序控制锅炉的启动和停止,以及相关的状态输入和输出。
自动控制子程序根据自动控制的理论设计完成锅炉的自动控制。
具体的控制方案需要与实际使用的图纸以及设计需求相结合,总结出一套稳定性和先进性的控制方法。
发送中断和接收中断子程序用于通信时的信息发送与接收。
3第二节 PLC 内存介绍既然我们知道了需要采集得数据类型和大小,以及设置数据需要得内存大小,那么我们就能够把内存的使用标准化,即是哪类数据就用哪类规定的内存块。
这样作的好处是,即使预先不知道一个内存地址的实际意义,也能知道这个地址显示的是何种数据。
下面我们详细介绍这块内容。
首先我们了解一下PLC 内存的地址范围,以西门子S7-200系列PLC 为例。
图表 3 位地址范围图表 4 字节地址范围图表 5 字地址范围4图表 6 双子地址范围我们看到PLC 的内存分为这样几个区域 I 离散输入和映象寄存器 Q 离散输出和映象寄存器 M 内部内存位SM 特殊内存位(SM0 - SM29为只读内存区) V 变量内存T 定时器当前值和定时器位 C 计数器当前值和计数器位HC 高速计数器当前值AI 模拟输入 AQ 模拟输出 AC 累加器寄存器 L 局部变量内存 S SCR每个区域的具体功能可以参看西门子编程工具自带的帮助文件。
第三节 内存标准化分配我们在上一节中已经知道PLC 内存是如何分类的以及各种型号的地址范围,于是我们可以把这些地址按照我们的实际需要分门别类。
本文中主要使用的是西门子公司的PLC ,其实其他品牌PLC 的内存分类和西门子公司产品的内存分类大同小异,只是名字的叫法不同而已,所以我们可以做到举一反三触类旁通。
下面我们结合实际的例子讲清楚内存如何标准化。
PLC 内存中的I 区、Q 区、AI 区和AQ 区使用范围的大小一般来说是根据我们在工程中的实际需要配置的。
我们工程中的数字量状态采集用I 区,如锅炉的故障状态、水泵运行状态、水箱液位等等这些只有通断信号,没有范围变化的信号。
同理,Q 区是数字量的输出,如锅炉的启停、阀门的开关控制信号等等;AI 区和AQ 区分别是采集和输出连续变化的模拟量通道,例如锅炉排烟温度、电动阀门开度、锅炉压力、系统压力等等。
这些地址的分配是由PLC 自动分配的,可以已经连接的PLC 上读出。
内存的标准化主要是除I/Q/AI/AQ等区域的标准化。
从现实出发,我们工程中经常用到的就是CPU222、CPU224和CPU226这三个型号的PLC。
如果想让我们的程序在这三个型号的CPU 中都能运行,那么我们就必须选内存范围最小的CPU, 内存范围最小的是CPU222。
我们就把CPU222中的程序当作模板。
CPU222中VD区的范围是0-2044,MD的范围是0-28,AC的范围是0-3。
我们之所以用VD/MD/AC区来说明范围大小是因为D表示Double Word是32位的地址,而1位位地址(如V0.0)、8位字节地址(如VB0)、16位字地址(如VW0)都是包含在这个范围内的。
了解了上述内容后,我们开始进入本中最主要的部分——格式化标准。
一、锅炉及其相关设备的状态格式:锅炉和阀门的控制使用的是开关量输出,锅炉有启动与停止两种动作,阀门也是开启和关闭两种动作。
所以我们可以把这些控制动作归结在一个字节内表示。
如下表:控制字节定义如下:图表7 控制字节定义图表8 自动手动控制图表9 报警输出字节图表10 状态字节定义图表11 报警输入字节锅炉的数量是有限的,于是我们把控制字节和状态字节的使用做数量上的限定和分配。
目前的情况来看,我们一个PLC能控制的锅炉数量最多是10台,理由是我们的PLC上I/O数量是有限的。
所以我们把控制字节规定使用10个字节,状态字节规定10个字节,预留30个字节。
这样我们就标准化了锅炉的控制。
地址范围规定从VB0-VB49,其中VB0-VB9为锅炉控制字节,MB30-MB39为自动或手动控制字节,VB10-VB19为影响锅炉运行的状态字节。
VB20-VB24为报警输出字节,VB25-VB29为报6 警输入字节,VB40-VB49为预留字节备用。
二、各种模拟的输入输出标准化接下来我们介绍锅炉控制系统中的各种模拟量如何配置内存。
我们的锅炉系统中存在大量的模拟量信号,这些信号一般来说输入都是由模拟量采集模块将连续的变化量(大部分为4-20mA 的电流信号,0-5V 或0-10V 的电压信号)转换离散的数字量,存储到PLC 内存里;输出是由模拟量输出模块将我们要输出的存储在内存中的数字离散信号转换为电压信号或者电流信号。
无论是内存中采集上来的数值还是我们输出的数值都不是我们得到的理想的数值,还需要转换程序将这些量转换成可读懂的数据。
数据的转换我们放在下面的章节介绍。
锅炉控制系统中的模拟量输入值主要是:锅炉出水温度、锅炉回水温度、锅炉排烟温度、锅炉出水压力、锅炉回水压力、一次供水压力、一次回水压力、一次供水温度、一次回水温度、采暖供水温度、采暖回水温度、采暖供水压力、采暖回水压力、生活供水温度、生活回水温度、生活供水压力、生活回水压力、水流量、供热量、阀门开度、室外温度、变频器频率等等。
根据设计院设计的不同,所需要采集的数据种类不同。
锅炉控制系统中的模拟量输出值主要是:各中需要模拟量控制的阀门开启值和变频器的给定频率。
了解了上述内容,我们就能够标准化内存使用,具体的内存分配如下所述:考虑到这些模拟量经过程序转换之后一般为实数类型(REAL)的数值,所以每个数值存储到内存后所占用的内存空间为4个字节,即32位的数值。
那么我们可以这样标准化采集量。
1、锅炉相关的数值内存分配 锅炉出水温度(4个字节) 锅炉回水温度(4个字节) 锅炉出水压力(4个字节) 锅炉回水压力(4个字节) 锅炉排烟温度(4个字节)一共位20个字节或者说5个双字。
因为一个PLC 控制锅炉台数的上限是10台,所以总供需要200个字节。
于是我们把图表12 锅炉相关模拟量采集存储地址2、一次侧采集值内存分配一次侧采集值总共只有4个一次出水温度(4个字节)一次回水温度(4个字节)一次出水压力(4个字节)一次回水压力(4个字节)共16字节,制定分配区域VB300-VB399图表13 一次侧模拟量采集存储地址3、采暖采集值内存分配采暖出水温度(4个字节)采暖回水温度(4个字节)采暖出水压力(4个字节)采暖回水压力(4个字节)采暖区电磁阀开启值(4个字节)不同的系统设计不同,有些系统分为不同的采暖区域,不过数量上最多不超过10个区域。
每个区域共使用20个字节所占内存空间为200字节。
因此我们制定分配给采暖数据的内存区图表14 采暖区模拟量采集存储地址4、生活热水采集值内存分配生活热水出水温度(4个字节)生活热水回水温度(4个字节)生活热水出水压力(4个字节)生活热水回水压力(4个字节)生活热水区电磁阀开启值(4个字节)不同的系统设计不同,有些系统分为不同的生活区域,不过数量上最多不超过10个区域。
每个区域共使用20个字节所占内存空间为200字节。
因此我们制定分配给生活热水数据的内8 存区域为VB600-VB799图表 15 生活区模拟量采集存储地址5、其他采集值内存分配这里我们考虑剩余的模拟采集量种类已经不多,而且每类数量也不多。
暂设计每类最多5个数值,分配20个字节。
而且暂时考虑的种类是:水流量(4个字节)共5个,占用20字节; 供热量(4个字节)共5个,占用20字节; 室外温度(4个字节)共5个,占用20字节; 变频器频率(4个字节)共5个,占用20字节;上述四个模拟量值只用到变频器频率VB869如需其他采集值内存分配地址顺延. 总分配区域为VB800-VB899水流量:图表 16 水流量模拟量采集存储地址图表 17 供热量模拟量采集存储地址室外温度: 图表 18 室外温度模拟量采集存储地址变频器频率: 图表 19 变频器频率模拟量采集存储地址96、模拟输出内存分配模拟量输入分配完后我们开始为输出用的模拟量分配内存。
在锅炉控制系统中,通过模拟两控制的设备无非两种,一种是各种电动阀门,另一种是变频器的频率给定。