西门子模块6ES7222-1HD22-0XA0技术数据
1 引言
随着汽车工业的飞速发展，人们对轮胎的各项性能要求越来越高，这极大地促进了轮胎模制造技术的发展。过去轮胎模具表面花纹简单，而现在轮胎模具表面有许多形状相同的或不相同的单元凸块按一定的规律排列的花纹，由于轮胎模具上的花纹精度和质量将直接影响轮胎的质量和性能，在电火花成型机上加工轮胎模具时，为制造这些排列有规律的花纹，就必须对模具进行jingque分度。
2 工艺要求
该轮胎模电火花成型机可以生产轮胎模内径为500mm～1200mm，等分数为2～500朵花纹的各种轮胎模，工作台回转精度不小于7°。在对中模式(调整模具圆心与工作台圆心重合)时，工作台回转速度为0～0.5rpm;在手动调整模式时，工作台回转速度为0～0.5rpm;在自动加工模式时，工作台回转速度为0～0.25rpm。所有工作参数均可以从人机操作界面中调整和设定。
3自动分度系统、硬件配置及软硬件设计
3.1 自动分度系统
在保证达到测试要求的前提下，尽可能选择、运行可靠、开发周期短的方案。综合考虑后，采用触摸屏作为上位机、PLC作为下位机的设计方案。利用RS-232串口通讯完成数据传输。系统框图如图1所示:
触摸屏是专门面向PLC应用的，它不同于一些简单的仪表式或其它的一些简单控制PLC的设备，它功能强大，使用方便，抗干扰能力强，非常适合现代化工业越来越庞大的工作量及功能的需求，它日益成为现代化工业必不可少的设备之一。下位机可编程控制器具有扩展方便、控制简单、抗干扰能力强、价格低廉等优点;PLC作为下位机完成分度控制、加工控制和采集编码器反馈的数据等功能。
3.2 控制系统的硬件配置
根据性能要求，从经济角度出发，选择主要器件:
(1) 触摸屏采用EASYVIEW的MT508S。该系列人机界面除了拥有一般人机界面的功能外，还提供了许多特有的功能:
a) 可以开启6个弹出窗口。
b) 可以拥有和bbbbbbs95/98一样的任务栏和快选窗口。
c) 采用强大的32位RISC处理器(Inbbb的StrongARM), 使MT508拥有更快的处理速度。
(2)旋转编码器采用日本NEMICON公司精度为5400P/R产品，它将工作台的位置信号反馈给PLC，再由PLC进行数据处理后，控制步进电机动作，从而达到jingque控制工作台位置的目的。
(3)PLC采用永宏公司的FB系列的FBE-20MC。采用该系列PLC主要有两个原因:a)采用硬件电路构成的硬件高速计数器(HHSC)，高计数频率20kHz，是32位的高速计数器。B)PLC的计数器自带4倍频电路，对编码器信号进行4细分，tigao系统精度。
采用一组硬件高速计数器对编码器的反馈脉冲进行计数。FB-PLC的每组硬件高速计数器都有8种计数模式可供选择，我们选用了MD7，即输入信号为两路相位相差90°的脉冲信号，对两路信号的上升沿和下降沿分别计数，这样高速计数器就计数4个脉冲，如图2所示。原来编码器反馈的信号的精度为360°÷5400=0.067°，这显然达不到要求，但经过后继电路进行电平转换和PLC的4倍频电路细分后，在不增加任何硬件的前提下使编码器的分辨率tigao到360°÷5400÷4=7°。在分度控制系统中，我们将编码器反馈的脉冲数与PLC计算出的目标脉冲数进行比较，如果反馈值小于或大于目标值，则说明工作台还没有到达目标位置，如果两值相等，则说明工作台已达到目标位置。用这种方法实现工作台位置的闭环控制。
(4) FBE-20MC是控制系统的核心器件，其输入输出信号分配如图3所示:
3.3 PLC程序流程图
PLC程序流程图如图4所示:
4 控制系统合理性和可靠性设计
本轮胎模电火花加工仪测控对象数量不多,机械结构也并不复杂，但工作台体积大，转动惯量大，电火花加工时干扰很大。要让它能够高精度、高可靠性地完的控制任务,为了能给操作人员带来方便,我们作了如下考虑:
(1) 机械部分的合理设计
机械部分是控制系统的被控对象,是决定控制系统能否可靠工作的前提。我们采用了有合适过盈配合的蜗轮蜗杆传动结构，为工作台高回转精度和自锁提供了条件。
(2) 良好的人机界面
触摸屏构成人机界面从画面、提示语句、色彩等方面给人以轻松、醒目的感觉;各控制画面的设计是以各控制功能集中为原则,操作简便;触摸屏上显示出各种设定参数和系统运行状态，操作人员易于了解系统工作状况，操作也方便。
(3) 系统的抗干扰措施
该分度系统的控制器是选用高可靠性的PLC和传感器，从设备上保证了系统的可靠性;各控制柜在电路上完全隔离，各控制柜内模拟电路和数字电路也采取了分离屏蔽措施，尤其是电火花加工设备发出的电磁干扰;各控制柜也有良好的通风和散热措施。
5结束语
本文所述的轮胎模电火花加工仪的分度系统从2002年8月起已经应用于多套设备中，配备有本分度系统的电火花加工仪,在试运行期间和正常工作时，无论模具大小、轻重，分度系统都能控制工作台jingque分度，用户反应效果非常理想，已经带来了很大的经济效益
1 引言
目前，高校建设的PLC实验室普遍存在着缺乏控制对象的问题。我校PLC实验室从上海新奥托实业有限公司购买了列车模型来作为PLC的被控对象。列车模型在轨道上运行，列车轨道提供0～10V电压供列车模型使用，轨道电压的大小可以调节列车运行速度，电压的极性可以控制列车运行的方向。配置的光电位置检测开关可以检测列车的当前位置，对轨道的叉道进行控制可以改变列车的行进路线。可以看出，在列车模型上可以进行数字量、模拟量控制。如果在列车轨道上运行多辆列车，则可以优化控制算法。本文主要介绍列车PLC控制系统的设计与调试，为将来控制算法的优化提供一个平台。
2对象与控制要求分析
本次设计所使用的列车，是由上海新奥托实业有限公司提供的。该模型由工作台、列车轨道、列车模型、光电位置检测开关、驱动电路板、蜂鸣器、红绿灯以及其他一些附件组成。在列车轨道上设置了2个车站(1＃站、2＃站)，列车轨道分为3段(外围轨道、1＃站轨道、2＃站轨道)，每段轨道的电压大小、电压极性可以分别进行控制。为了使列车沿不同路线行进，在该模型中还设置了6个电动叉道。此列车PLC控制系统共有22点开关量输入信号、23点开关量控制输出信号和3路模拟量输出信号。
为了确定列车模型在轨道上的位置，在列车上设置了22个光电位置检测开关，当列车模型经过该检测开关时，该光电开关输出信号“1”，否则输出信号为“0”。这22个光电位置检测开关作为PLC控制系统的开关量输入信号。
该列车PLC控制系统的23点开关量输出信号的分配如下:12点用于轨道电动道叉控制(每个叉道正、反控制共需要2点);6点用于三段轨道的电压极性控制(每段轨道正、反控制共需要2点);1点用于控制火车鸣笛的蜂鸣器;4点用于车站的红、绿灯(1＃站、2#站)。
该列车PLC控制系统的3路模拟量输出信号分别控制火车三段轨道的电压(0-10V)，进而控制列车在该轨道上的运行速度。
在进行控制系统设计时，发现光电位置检测开关工作不正常，经过我们的努力该问题得到了完满的解决。这个问题具有一定的典型性，我们有必要对它进行一定的分析。光电位置检测开关信号处理电路如图1所示，此电路图大体可以分为三部分:放大电路、比较电路和输出电路。当列车经过该光电开关时，发光管发出的光被列车挡住，接收不到发光管发出的光;当列车离开该光电开关时，光敏元件则可以接收发光管发出的光。在这两种状态下A点电压信号的变化值为1V左右。A点信号经放大级放大后进入比较器“＋”，调节比较器“－”端门槛电压为合适的值，则列车挡住和不挡住该光电开关时，比较器翻转，可以得出光电开关的状态。
在实验时，发现处理电路的OUT端输出的并不是期望的高电平或低电平信号，而是一列方波信号(此时，处理电路中B点未加滤波电容)。经过逐级分析，得出了原因的所在:处理电路中的光敏元件由于受到外界杂散光的影响，A点信号中存在一定的交流分量，该交流分量经过放大级的放大后引起了比较器的连续翻转，故在输出级OUT端出现方波信号。可以看出，在电路中增加滤波环节来滤除进入比较器之前的交流分量是可用的方法。我们对该处理电路进行了改进，在B点增加了一个4.7μ的滤波电容，改进后的处理电路工作非常正常。
我们采用OMRON C200HGPLC来作为该列车的现场控制装置。PLC与上位机之间以RS-232进行通信，在上位机上用组态王编制控制系统的监控画面，监视模型的运行状态并可以用监控系统对模型进行远程控制。在该列车的轨道上有两列列车运行，基本的控制规则分析如下:
(1) 列车进站前鸣笛，以提醒工作人员接站;进站时速度按照预定的速度曲线减慢，直至停下。
(2) 一次只能有一列列车进站停车，若有列车停在站内，其他列车只能在站外等候进站。
(3) 以红绿灯作为列车能否出站的标记:绿灯通行，红灯不通行，出站时亦要鸣笛。
(4) 若有列车停在车站，其他不用进站的列车可以绕道而行，避免发生撞车。
(5) 用监控系统来调度列车的运行。如可以在监控系统中设置某列列车应该在某个车站停车，以及停车时间等。
(6) 在监控界面上反映列车的位置及运行状况。
3控制系统硬件、软件设计
该列车PLC控制系统的输入/输出点数比较少，在选择输入输出模块时没有采用高密度模块，而是选用了常用的16点或8点输入/输出模块。控制系统共有22点开关量输入信号，都是布置在轨道上的光电位置检测开关，选用两块ID212模块(2×16点)来处理开关量输入信号。开关量输入信号类型单一，比较简单，在这里不再详述。
表1 开关量输出信号分配情况
该列车PLC控制系统有23点开关量输出信号。从对象实验得出，所有的被控点都是高电平(24V)有效，这样一来，输出模块的COM端应该接24V。从以上分析可知，OD系列的输出模块不能在这里使用，故这里选用了OC225(16点)和OC224(8点)两个开关量输出模块。表1详细的给出此系统开关量输出点的分配情况。该PLC控制系统有3路模拟量输出信号，分别控制火车三段轨道的电压(0-10V)，进而控制列车在该轨道上的运行速度。在这里我们选用DA003模块，该模块具有直接输出0～10V电压的能力。
控制规则由PLC软件来实现。其中，列车的进出站控制是列车运行控制中重要而难以解决的问题。在系统调试过程中，发现列车进出站过程中是两列列车容易发生事故的地方，解决该问题是极为重要的。列车进出站的程序框图如图2所示。
4结束语
在列车的自动控制系统中选用OMRONC200HGPLC为现场控制装置。经过一段时间的运行、调试后，本系统能迅速、准确地完成该实验模型的控制任务，对列车实现自动控制。用组态王开发地监控系统可以对实验模型进行准确地监控。该控制系统的成功设计为列车的下一步完善奠定了基础。
1 引言
火力发电机组的热工保护系统是保证机组安全运行的逻辑控制系统。它连续监视机组的运行状况，当出现危及设备和人身安全时，按适当的程序停用相应的设备，甚至停机。其误动和拒动都会带来重大损失。
125MW火电机组多建于80年代，其热工保护装置采用继电器硬线逻辑，系统复杂，故障点多，发生故障时系统不易恢复，可维护性低，严重影响机组的安全运行。
采用PLC改造热工保护系统，有如下优点:
(1)系统构成简单，可靠性大大tigao;
(2) 具有灵活的扩充能力，动作逻辑完善;
(3) 系统可维护性tigao;
(4) 具有强大的事故分析能力。
为tigao老机组热工保护系统的可靠性，完善其功能，我们对湖南金竹山电厂的#6机组(125MW)进行了改造，系统通过一年多的运行考验，取得了圆满的成功。
2总体设计
2.1热工保护系统原理
热工保护系统通常由四个部分组成，参见图1，即运行人员控制盘、逻辑控制系统、执行机构和检测元件。
(1) 操作控制盘:包括指令器件和信息反馈器件，如操作按钮和信号灯等。控制盘逐渐由CRT代替。
(2)逻辑控制盘:热工保护系统的核心。它根据操作命令和检测信号进行综合判断和逻辑运算，其结果用于驱动执行机构或送运行人员控制盘。
(3) 执行机构:机组的驱动机构。包括:各种电磁阀、控制阀、变频器、接触器等。
(4)检测元件:热工保护系统的基础。其主要作用是将反映机组状态的各种参数变为系统可接受的开关量信号。检测元件包括:反映执行机构位置的限位开关;反映诸如压力、温度、liuliang、水位是否正常的传感器，如压力开关、温度开关、liuliang开关等等。
2.2检测信号处理
为减少中间环节，充分利用PLC资源，将所有汽轮机跳闸、联锁回路，包括汽轮机后备超速保护、真空低保护、润滑油压低保护、轴向位移保护、高压缸胀差保护、低压缸胀差保护、发电机断水保护、发电机差动保护、汽轮机振动保护、电超速保护、润滑油压低联动、高加水位高保护、抽汽联锁、后汽缸喷水、给水泵联锁等信号直接接入PLC。
对于重要参数，如汽包和高压加热器水位、汽轮机位移和差胀、真空等采用三选二逻辑。对于变化频繁的参数，加延时处理。因现场信号均为无源节点，不经过隔离直接输入到PLC摸件。本课题的输入点约80点。
2.3 输出信号处理
执行机构包括:主汽门，电超速保护，发电机断水保护，1-5段抽汽门保护和信号，甲、乙给水泵，后汽缸喷水保护和信号，#5、#6高加水位高Ⅱ值信号，高加事故放水门动作，#5、#6高加水位高Ⅲ值信号，切除高加(1)、(2)、(3)磁力断路油门，中压调速汽门，油开关，#5、#6高加出水电动门，#5、#6高加进汽电动门，高加旁路门等等，共52点。
综合考虑执行部分设备容量和系统可靠性，PLC输出全部采用中间继电器隔离。
2.4PLC配置
在老机组热工保护的PLC改造中，相对于检测元件和执行机构而言，PLC的可靠性是高的，故本课题未采用PLC整体冗余结构。仅对于极其重要的I/O点，采用PLC的模件冗余方式解决。
对于PLC的输出模件的选择，考虑到现场的共摸干扰达200-300V，采用继电器方式的模件。根据上述原则，选择MODICON TSXPremium PLC。
2.5系统电源
系统电源是PLC可靠运行的基本保证。系统供电的两路UPS电源分别来自不同的回路，减少了事故状态下UPS失电的可能，两路UPS互为备用，先投入者为工作电源，另一路为备用电源。
3控制逻辑
在热工保护PLC改造中，其逻辑功能如下:
(1) 基本功能，完善并实现原继电器所有逻辑;
(2) 保护系统投入、退出时间记录，用于保护系统投入情况考核;
(3) 原因记录。
当热工保护动作后，要指出引起动作的原因，以便处理和分析事故原因，跳闸记忆逻辑就是根据这一条原则制定的。对于保护动作时间记录，由于一些保护动作时互为因果的关系，其动作的先后次序的记录对运行事故分析有相当的参考价值，要求记录的小分辨率达到10ms，每套保护记录系统复位后先动作的那一次时间。对于某一套保护的逻辑梯形图如图2。
图2中:%Mi为动作条件;MFT代表保护动作; MF↑表示上升沿有效。
当动作条件出现，保护动作;在保护动作瞬间将原因写入状态字，记录动作时间。
4结束语
采用PLC改造火电机组的热工保护系统，具有可靠性高、功能较完善、投资少等特点，易于扩展。该系统投入运行后，未发生过误动和拒动情况，动作准确可靠，受到用户好评，正在该厂的其它机组上推广应用。