闡述在工業(yè)電子秤控制系統(tǒng)中應(yīng)用可編程序控制器技術(shù)的原理、設(shè)計(jì)思路以及應(yīng) 用實(shí)踐。

一、前言

可編程序控制器（簡(jiǎn)稱PLC)是目前迅速發(fā)展并得到廣泛應(yīng)用的新一代工業(yè)自動(dòng)化 控制裝置。它一般由控制部分、輸入部分和輸出部分組成?？刂撇糠质?/span>PLC的核心部 分，采用微處理器和存儲(chǔ)器，支配控制系統(tǒng)工作的程序存放在存儲(chǔ)器中，微處理器執(zhí)行 程序來完成控制任務(wù)。輸入部分直接受來自操作臺(tái)上的工作指令，或來自被控對(duì)象上的 各種狀態(tài)信息，如按鈕、行程開關(guān)的信號(hào)等。輸出部分用來接受程序執(zhí)行結(jié)果的狀態(tài)，以操作各種被控對(duì)象，如電動(dòng)機(jī)、電磁閥等。

PLC主要用于工業(yè)控制，用來替代繼電器控制系統(tǒng)。它的功能十分完善，具有邏輯 控制、步進(jìn)控制、數(shù)據(jù)處理、定時(shí)控制、監(jiān)控、停電記憶、故障診斷、通訊聯(lián)網(wǎng)等基本 功能。與一般的繼電器控制系統(tǒng)相比，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1 靈活通用

2.使用方便、維護(hù)簡(jiǎn)單

3.安全可靠

4.環(huán)境適應(yīng)性好

5.擴(kuò)展方便

目前，PLC廣泛應(yīng)用在冶金、化工、機(jī)械、電子、輕工、交通等幾乎所有的工業(yè)控 制過程中。近年來，隨著現(xiàn)代化工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)工業(yè)衡器、大型稱重設(shè)備的自動(dòng)化 要求越來越高，其控制系統(tǒng)也越來越復(fù)雜，PLC在其中得到了充分的應(yīng)用，如我所研制 的火力發(fā)電廠皮帶秤實(shí)物校驗(yàn)裝置。

二、皮帶秤實(shí)物驗(yàn)裝置的原理

皮帶秤實(shí)物校驗(yàn)裝置是用實(shí)物（燃煤）來校驗(yàn)皮帶秤的高精度靜態(tài)料斗秤，是火力 發(fā)電廠燃煤計(jì)量的衙要組成部分。首先，它通過自校掛碼系統(tǒng)使裝置的整體計(jì)量性能達(dá) 到或超過I I I級(jí)秤要求，然后稱量出一定質(zhì)量的燃煤，將其輸送至位于下級(jí)的皮帶 秤，最后根據(jù)實(shí)物校驗(yàn)裝置的稱量數(shù)據(jù)去校準(zhǔn)皮帶秤，從而實(shí)現(xiàn)皮帶秤的實(shí)物校驗(yàn)。這 種校驗(yàn)方式相比其它幾種校驗(yàn)方式（如鏈碼方式）精度高出許多。

三、在實(shí)物校驗(yàn)裝置中應(yīng)用PLC技術(shù)的實(shí)踐

由上述校驗(yàn)原理可知，實(shí)物校驗(yàn)裝置的電氣控制系統(tǒng)較為復(fù)雜。執(zhí)行元件主要包括 砝碼提升機(jī)、犁煤器電機(jī)、調(diào)速給料機(jī)、振動(dòng)電機(jī)等，根據(jù)實(shí)際需要還可配備連接皮帶 機(jī)、電動(dòng)三通、電鈴等。此外、各執(zhí)行元件之間、本裝置與電廠輸煤系統(tǒng)之間有眾多的 連鎖、互鎖和順序控制，稱重儀表與PLC之間也有可能需要通迅聯(lián)系。針對(duì)上述實(shí)物校 驗(yàn)裝置的特點(diǎn)，充分應(yīng)用PLC的各種功能，我們對(duì)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如下圖所示：

如圖所示，PLC是整個(gè)電氣系統(tǒng)的控制核心，由它接受各種操作指令和狀態(tài)信號(hào)， 根據(jù)我們預(yù)先編寫的控制程序，發(fā)出控制指令，指揮各執(zhí)行元件的動(dòng)作。砝碼提升機(jī)用 于加載砝碼，進(jìn)行裝置自校驗(yàn)。通過PLC,既能對(duì)砝碼進(jìn)行單個(gè)控制，便于設(shè)備調(diào) 試；也可根據(jù)檢定規(guī)程的要求，對(duì)砝碼的加卸載程序進(jìn)行預(yù)先設(shè)定，使裝置能按檢定規(guī) 程自動(dòng)進(jìn)行偏載試驗(yàn)，蠕變?cè)囼?yàn)，進(jìn)程、回程校驗(yàn)等。犁煤器用于控制料斗進(jìn)煤。當(dāng)需 要進(jìn)煤時(shí)，由PLC控制犁煤器放下，上級(jí)皮帶中的煤即落入料斗。進(jìn)煤到一定量后（此 稱量值可在儀表中預(yù)先設(shè)定），稱重儀表發(fā)出信號(hào)給PLC, PLC可使犁煤器自動(dòng)抬起，防 止人為操作中的疏忽可能引起的超載或溢煤。調(diào)速給料機(jī)用于控制放煤，通過PLC不但 能方便的給料機(jī)進(jìn)行啟?？刂坪投嗉?jí)調(diào)速（裝置需在不同流量下對(duì)皮帶秤進(jìn)行校驗(yàn)）， 還可將下級(jí)皮帶的啟停信號(hào)輸入PLC與給料機(jī)進(jìn)行連鎖，防止事故發(fā)生。按鈕信號(hào)、砝 碼提升機(jī)與犁煤器的行程開關(guān)信號(hào)、儀表的輸出信號(hào)、下級(jí)皮帶的連鎖信號(hào)等一般均為 開關(guān)量信號(hào)，可直接接入PLC輸入模塊，無(wú)需轉(zhuǎn)換，十分方便。PLC的輸出也為開關(guān)量信V.能方便地接入被控元件的控制回路中。各個(gè)被控元件可按要求在PLC程序進(jìn)行連 鎖、延時(shí)等，使系統(tǒng)具有軟硬件雙重保護(hù)，防止誤操作。砝碼提升機(jī)、犁煤器還能在程 序中設(shè)時(shí)間保護(hù)，防止因行程開關(guān)故障造成的電機(jī)損環(huán)。電廠的輸煤線上，一般工業(yè)環(huán) 境較為惡劣，使用PLC能大大提高系統(tǒng)的可靠性。PLC具有標(biāo)準(zhǔn)RS232—C通訊接口，能與 觸摸屏、計(jì)算機(jī)等進(jìn)行通訊。PLC與觸摸屏進(jìn)行通訊，使所有操作均在觸摸屏上進(jìn)行， 來替代按鈕，從而使整個(gè)操作控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、維護(hù)更方便。PLC與電廠的上位計(jì) 算機(jī)進(jìn)行通訊，把實(shí)物校驗(yàn)裝置各設(shè)備的狀態(tài)等信息傳遞給上位機(jī)，能使電廠對(duì)實(shí)物校 驗(yàn)裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，以便對(duì)整個(gè)輸煤系統(tǒng)實(shí)行統(tǒng)一管理。

四、在其它工業(yè)衡器中的應(yīng)用

除皮帶實(shí)物校驗(yàn)裝置外，PLC在分布式連續(xù)配料系統(tǒng)，定值包裝稱量裝置等許多電子秤中都有很好的應(yīng)用。在分布式連續(xù)配料系統(tǒng)中，PLC對(duì)各個(gè)配料設(shè)備進(jìn)行就地控制，實(shí)現(xiàn)各設(shè)備的定量放料和順序啟停，保證相關(guān)設(shè)備之間的連鎖。使配料系統(tǒng)連續(xù)循環(huán)運(yùn) 作。在運(yùn)行過程中，PLC如發(fā)現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)出錯(cuò)或其它錯(cuò)誤，將發(fā)出聲光報(bào)警，并停止 相關(guān)設(shè)備運(yùn)作。PLC與上位機(jī)進(jìn)行通訊，為上位機(jī)提供各設(shè)備的狀態(tài)信息，便于上位機(jī) 對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。上位機(jī)對(duì)PLC發(fā)出各種指令并可對(duì)其程序和參數(shù)等進(jìn)行修 改，從而構(gòu)成完整的管理網(wǎng)絡(luò)。在定值包裝稱量裝置中，PLC可對(duì)裝置的定值稱量、包 裝、運(yùn)輸?shù)冗M(jìn)行連續(xù)控制，大大提高了生產(chǎn)效率。

五、PLC的選用

在工業(yè)電子秤中應(yīng)用的PLC，既要滿足系統(tǒng)的控制需要，以要經(jīng)濟(jì)實(shí)用。因此，我們 在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，一般采用C0M1系列可編程序控制器。該系列控制器體積 小、功能強(qiáng)，尤其是以下幾個(gè)特點(diǎn)造合在工業(yè)電子秤控制系統(tǒng)中的應(yīng)用：

1.中央處理可提供16點(diǎn)輸入，運(yùn)算速度快。這就為電子秤所要求的控制精確、反應(yīng)速度 快的提供了保證。

2.模塊化I/O接口，可被擴(kuò)展以增加I/O容量。造合于不同的工業(yè)電子秤控制系統(tǒng)對(duì)各 種輸入信號(hào)量與輸出控制量的需要。

3.內(nèi)裝有高速計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器。造用于電子秤的試驗(yàn)、標(biāo)定、校驗(yàn)過程中對(duì)順序控制、 時(shí)間保護(hù)等的需要。

4.既可在PLC機(jī)上編程，也可用手持式編程器編程?？蓾M足技術(shù)人員針對(duì)復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)條 件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)修改的需要。

5.具有先進(jìn)靈活的通訊功能。可方便地實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)、觸摸屏等的通訊聯(lián)系，也可與 其它PLC聯(lián)接組成PLC控制網(wǎng)絡(luò)或計(jì)算機(jī)一 PLC控制網(wǎng)絡(luò)。

六、結(jié)論

在工業(yè)電子秤控制系統(tǒng)中應(yīng)用PLC控制方式替代繼電器控制方式，實(shí)踐中己被證明是一 種自動(dòng)化程度高、先進(jìn)可靠的控制方式。由此設(shè)計(jì)制造的電子秤設(shè)備操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方 便，非專業(yè)人員經(jīng)過簡(jiǎn)單培訓(xùn)就可熟練掌握。近年來，我所在北侖發(fā)電廠，巨化集團(tuán)電 廠，杭州半山發(fā)電廠，岳陽(yáng)石化熱電廠，錢清發(fā)電廠等單位設(shè)計(jì)制造的皮帶秤實(shí)物校驗(yàn) 裝置以及其它一些工業(yè)電子秤設(shè)備均采用了PLC控制方式，使用情況良好，投產(chǎn)多年來，控制系統(tǒng)一直安全可靠地運(yùn)行，贏得用戶好評(píng)。

隨PLC工藝水平的不斷提高和電子秤設(shè)備的日益自動(dòng)化、多樣化，PLC在電子秤中的應(yīng)用 也將越來越廣泛。