继电器和PLC在工业控制中的应用分析.pdf

煤矿 现代化 2 0 1 0 年第2 期 总第9 5 期 继电器和P L C在工业控制中的应用分析 黄忠效 皖北煤电集团公 司 任楼矿 。 安徽 淮北2 3 5 1 2 6 J 摘要随着工业控制技术的逐 渐成熟， P L C已充 当了工业控制 的主力军 ， 一些工矿 企业中， 大型设备 的控制， 均采用 的是 以 P L C逻辑控制为主， 继 电器机械控制为辅的控制方式。 关键词 工业控制； P L C逻辑控制； 继 电器机械控制 中图分类号 T M 5 8 文献标 志码 A 文章编号 1 0 0 9 0 7 9 7 2 0 1 0 0 2 0 0 6 8 0 2 l 引言 传统的工业控制一般采用继电器来实现。 随着 P L C技术的发展 ， 其性能， 越来越成熟 ， P L C已广泛地 运用 到工业 自动化领域 ， 同时也给工业控制带来 了质的飞跃 。 P L C控制与传统的继电器控制相 比， 在操作 、 控制、 效率和精 度等方面都有无法比拟的优点。本文用 日本 O MR O N公司 c 系列 P L C ， 设计一种三相异步电机启动控制 ， 并与传统继电器 控制做比较， 来分析各 自控制的特点， 并浅谈未来 P L C在工业 控制的发展方 向。 2 三相异步电动机的启动 三相异步电动机的启动方式一般有三种，即 Y ／ △降压起 动， 定子串电阻降压起动， 自耦变压器降压起动。下面设计了 分别用继电器和P L C控制电机 Y ／ A降压起动， 并做比较， 简要 分析各自的特点以及 P L C未来的发展方向。 2 ． 1 继 电器控 制三相异步电动机 Y ／ A起动方案 主 电路 L 1 L 2 L 3 继 电器控制电路 K M 1 K M 3 K 丁 I M 2 图 1 继 电器控制的电机启 动方案 如 图 1 所示 ， 此 控制 电路 的三个接触器 ， 共 9个触点 ， 分 别用四个继电器控制。起动前 ， K M 2 、 K M3线圈均处于断开状 态 ， 按下起动按钮 S B 2 ， K M1 线圈得 电并 自锁 ， K M3线圈得 电 ， 电动机开始 Y型减压起动 ，同时时间继电器得 电， 6 0 S后时间 继电器常闭触点断开，常开触点吸合 K M3线圈断开， K M2线 圈吸合并 自锁 ， 电动机 开始 △型起 动 ， 电动机转速上升 至给定 值时投人稳定运行。 按下停止按钮 S B 1 ， 切断主电源， 电机停止 运行 。 2 ． 2 P L C控制三相异步电动机 Y ／ △起动方案 如图 2 所示 ，采用 P L C控制时 ，起 动时先按 下起动按钮 68 S B 2 ， 0 0 0 1常开触点闭合， P L C的延时继电器开始工作，同时 0 5 0 1 线圈接通 ， 异步电机开始 Y型启动， 6 0 S后 ， 延时继电器 的常闭触点断开 ， 常开触点吸合 ， Y型启动转 为△起动 ， 电动机 进入 了稳定运行 。按下停止按钮 S B 1 ， 0 5 0 0线 圈失 电， 0 5 0 2 停 止运行 ， 电机停止运行。 输入输出接线图 一 0 0 0 0 0 5 0 0 SB 2 一 、 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．一 0001 0501 T R 、 ．．．．．．．．．_ L 0 00 2 05 02 C0M C0 M 梯 形圈 程序指令 指令 数据 L D 0 001 0R O 50 o A【 旺 T 0 0 OO A ND- NO T 0 0 02 ou T 0 50 0 L D O 50 0 A ND 叶帕个O 5 02 0 Ur 3 0 TI M 0 o I 0 60 L D 1 RO A D叶{ 饥’ TI - ● 0 o O L 『 r O5 0l L D TI 脚 O 0 R O 5O 2 AN D O 50 o A m - N 0 50 1 0 50 2 图 2 P L C控 制的电机启动方案 3 P L C与继 电器接触器控制系统的分析 通过三相异步 电动机的 Y ／ △起动的继 电器控制和 P L C控 制的比较 ， 两者既有联系又有着很多不同之处 。 3 ． 1 联系 两者都是工业工业控制的重要组成部分， P L C是继电器 运用微 电脑技术发展 的产物 ，大 型工业控 制采用的是继 电器 和P L C联合控制， 两者不可替代。 3 ． 2 不 同点 1 P L C内部采 用“ 软 ” 逻辑控 制 ， 比较抽象 ； 继 电器采用 机械控制 ， 比较直观。 2 P L C控制系统结构紧凑 ， 电器少 ， 体积小， 动作快， 易 维护 ； 而继 电器控制系统使用电器多 ， 噪声 大 ， 耗 电量大 ， 触点 动作慢且长期动作接触易氧化， 维护量大。 3 P L c是计算机控制的基础上发展， 控制时间可精确到 ms ， 并且能完成 比较复杂的加工工艺控制， 工作可靠性高， 这 是传统的继电器无法实现的。 4 P L C控制功能改变， 一般只需修改程序便可， 极其方 便 ； 继 电器控制功 能有 简单 的改动 ， 需要花费大量时 间及人力 止 0 l 2 3 4 5 6 7 8 9 O l 2 3 4 5 蚴 帆 咖 蝴 州 嗽 泓 差 l 煤矿 现代化 2 0 1 0 耳第2 期 总第9 5 期 现浇钢筋混凝土高层建筑钢模板的优化应用 孟 凡利 兖矿集团 总医院后勤部 ，山东 邹城2 7 3 5 0 0 中图分类号 T U 7 5 5 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 9 0 7 9 7 2 0 1 0 0 2 0 0 6 9 0 2 随着高层建 筑在我国 的发 展和应用 ，在钢筋混凝 土结构 中现浇结构的比重越来越大，而建筑物中现浇钢筋混凝土结 构 的工程质 量 、 安全 、 成本 、 工期 、 人工等各 方面指标在很 大程 度上取决于占钢筋混凝土构件总造价的 3 0 ％，劳动力占 5 0 ％ 的模板工程的技术水平。因此 ， 为合理地优化选用钢筋混凝土 工程中的模板体系，是高效 、优质地完成建筑工程的主要因 素 ， 也是当今建筑工程界 研究 的一个 重要课 题。 l 工 程概 况 1 圆筒煤仓是矿区某煤矿投产前的一项地面工程。矿井 煤炭通过皮带走廊运输到煤仓顶、 漏到汽车上运输出去。该工 程由集团公司设计院设计，由中煤建安公司六工程处承担施 工， 本人参与该工程施工管理工作。该工程地处矿井附近 ， 周 围建筑物繁多， 施工场地狭窄， 给施工带来一定困难。 2 该工程全部为 2 0 0 现浇钢筋混凝 土。主体 由两直径 1 2 m，高度 3 0 ． 4 1 m 的圆筒和仰角 1 8 。 ，长 8 0 m 的皮带走 廊组 成 ， 标高 1 0 ． 8 m处设有两园锥形漏斗 ， 并与四根 5 0 0 X 5 0 0的 栓相连。壁厚 2 2 0 ． 基础采用片筏基础， 基深 一 5 ．7 5 m， 基础深高 度 2 ． 2 0 m， 宽 0 ． 7 m。该工程钢 筋量大 、 模板量 大 、 混 凝土量大 。 因此对模板支架 、 } 昆 凝土浇筑质量要求更加严格。 2国内、 外模板工程的概况 1 欧美、 1 3 本等国家对各种现浇钢筋混凝土墙体的施工 目前主要以大模板体系为主， 从钢模板发展到木胶合板模板、 铝合金模 板 、 塑料模板 等覆面材料 ， 其 中木胶 合板模板 和钢框 木胶合板已成为最广泛应用的模板形式， 在工业发达国家， 其 施工使用面积 占一半 以上 。 2 目前国内钢筋混凝土墙体的施工主要有整体式大模 板 、 组合式大模板及散拼模板三种模板体系。全钢大模板面板 常用 4 6 mm厚钢板。而钢竹 木 大模板即为钢框竹 木 胶合 板模板 ， 属新型模板体系。 3 组合式大模板即为组合钢模板加钢管背带和钢框胶 合板加方钢管背带 。 大模板施工有滑模 、 爬模 、 提模 、 倒模 等多种方法 。 3 圆筒煤仓简壁模板的优化选用 1 上述 国内三种模板 体系 中， 全钢大模板 是用钢板 面板 与槽钢背楞焊成的整体钢结构， 因此它整体性能好 ， 刚度大， 和物力去改制 、 安装 和调试 。 5 P L C由于采用的是程序控制， 适合恶劣的环境下工作 ； 而继电器是机械控制， 对外界环境要求 比较高。 6 P L C一 般采用 D C 2 4 V低 电压 控制 ， 而继 电器工 作 电 压采用 AC 3 6 V ～ 3 8 0 V。 4 P L C的发展方 向 小型 P L C从产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的 飞跃 ， 其功能从 弱到强 ， 实 现 了逻辑 控制 到数字控 制 的进步 。 如今的小型 P L C在编程 ， I ／ 0扩展， 通讯借 口， 开关量和模拟量 的调节 以及一些 特殊功能模块 如高速计数输 入和脉 冲输 出的 应用上已经基本满足用户的需求了。但随着应用需求及关联 产品技术性能的提升， 未来几年 ， 各厂商会应客户要求， 将对小 型 P L C的以下功能进 行强化 1 闭环运动控 制功能。P L C在闭环过程控制 中应用 日益 广泛， 这对 P L C提出更高的功能要求 ， 主要是控制性能和功能 方 面 。这种需 求在 机床 工具 ，电子 制造 和包 装 行业 更加 突 出 。 2 脉 冲频率 的提 高 。从 1 0 k H z ， 2 0 k H z发展 到 目前 的 l O O k H z 甚 至更 高。 3 功能更强。如 F P X， F X 一 3 U， C P 1 H， E H S V等产品都具 备插补功能 ， 同时脉冲路 数有所增 加。 4 增强网络与通讯能力。计算机与 P L C之间以及各个 P L C之间的联网和通讯的能力不断增强，使用工业网络可以 有效地节省资源、 降低成本、 提高系统可靠性和灵活性， 致使 网络 的应用有普遍化 的趋势 。 5 编程工具丰 富多样 ， 功能不 断提高 ， 编程语 言趋 向标 准化 。有各 种简单或复杂 的编 程器及编程软件 ， 采 用梯形图 、 功能 图 、 语 句表等编程语 言 ， 亦有高档 的 P L C指令系统。 6 能支持更多总线和工业以太网的 P L C产品。 [ 作者简介】 黄忠效 ， 1 9 8 2年 2月 ， 男， 安徽 省砀 山县人 ， 助 理 工程师 ， 毕 业与淮 南联合 大学机 电工程专业 ，现 工作与 皖北煤电集 团 任 楼 矿 机 电科 。 收稿 日期 2 0 0 9 9 1 6 Re l a y s a nd PLC i n I ndu s t a l Co nt r ol An al y s i s W a n b e i C 0 a l Mi n e Gr o u p ． E l e c t r i e a l a n d Me c h a n i c a l Br a n c h Re n l o u Hu a i b e i Ab s t r a c t W i t h t he ma t u r i t y o f t e c hn o l o g y ，i nd us t r i a l c o nt r o l ，PLC h a s s e r v e d a s t he ma i n f o r c e o f t he i nd us t r i a l c o nt r o l ，a nd i n s o me i n d u s t r i a l a n d mi n i n g e n t e r p r i s e s i n t h e c o n t r o l o f l a r g e e q u i p me n t ， a l e u s e d i n P L C l o g i c c o n t r o l i s b a s e d o n t h e ma i n r e l a y ， s u p p l e me n t e d b y me c h a ni c a l c o nt r o l The c o nt r o l mo d e ． 6 9