Introducción al software de programación informática PLC

, Introducción

Los controladores programables se utilizan cada vez más en el campo del control industrial debido a su gran capacidad antiinterferente, alta confiabilidad, programación simple y alta relación rendimiento-precio.

Como unidad de control central, la máquina de la era industrial está equipada con software de configuración y utiliza una interfaz de monitoreo en tiempo real de pantalla grande para realizar visualización dinámica, modificación de datos, diagnóstico de fallas y alarma automática de cada punto de control. , y también puede mostrar consultas Registros históricos de eventos, tiempo de ejecución acumulado de cada componente principal del sistema, diagrama de flujo de procesos de cada dispositivo, diagrama de estructura de cada dispositivo, etc. La comunicación en serie se utiliza para el intercambio de datos entre la unidad de control central y el PLC de la computadora inferior. Por lo general, se usa el método de comunicación de par trenzado 485 dentro de una distancia de 1000 m, la comunicación por fibra óptica se puede usar para distancias más largas y también se puede usar la comunicación inalámbrica. para distancias más largas. La computadora inferior está controlada por PLC Dependiendo de la cantidad de objetos de control y el alcance de los objetos de control, se pueden usar uno o más PLC para el control. El intercambio de datos entre PLC utiliza registros de enlace interno para lograr el intercambio y el intercambio de datos. Debido a que el PLC tiene una alta confiabilidad para el monitoreo en tiempo real en el sitio y su programación es simple y flexible, ha atraído cada vez más atención.

2. La razón principal de la confiabilidad reducida del sistema de control

Aunque las máquinas de control industrial y los controladores programables en sí tienen una alta confiabilidad, si el valor de conmutación ingresado al PLC hay errores en las señales, grandes desviaciones en las señales analógicas y el actuador controlado por el puerto de salida del PLC no actúa como se requiere, estos pueden causar errores en el proceso de control y causar pérdidas económicas irreparables.

Las principales razones que afectan los errores de señal de entrada en sitio al PLC son:

1) Cortocircuito o circuito abierto de la línea de señal de transmisión (por tracción mecánica, envejecimiento de la línea en sí, especialmente daños por roedores), cuando la línea de señal de transmisión falla, la señal en el sitio no se puede transmitir al PLC, lo que provoca errores de control;

2) Los contactos mecánicos tiemblan aunque el Los contactos del sitio solo se cierran una vez, el PLC cree que están cerrados varias veces. El hardware ha agregado un circuito de filtro y el software ha agregado instrucciones diferenciales. Sin embargo, debido a que el ciclo de escaneo del PLC es demasiado corto, aún pueden ocurrir errores en el conteo y la acumulación. , cambios y otras instrucciones, lo que resulta en resultados de control incorrectos;

3) Transmisión en el sitio El interruptor mecánico en sí falla, como un mal contacto de los contactos, el transmisor refleja una gran desviación no eléctrica en el sitio o no funciona correctamente, etc. Estas fallas también harán que el sistema de control no funcione correctamente.

Las principales razones que afectan los errores del actuador son:

1) El contacto de la carga de control no puede actuar de manera confiable. Aunque el PLC emitió un comando de acción, el actuador no actuó como tal. requerido;

2) Controlar el arranque del convertidor de frecuencia Debido a una falla del propio convertidor de frecuencia, el motor conectado al convertidor de frecuencia no funciona como se requiere. ) Varias válvulas eléctricas y válvulas de solenoide deben abrirse o no. Se pueden abrir, pero no se pueden cerrar en su lugar. Debido a que el actuador no actúa de acuerdo con los requisitos de control del PLC, el sistema no puede funcionar normalmente y reduce la confiabilidad. del sistema. Para mejorar la confiabilidad de todo el sistema de control, se debe mejorar la confiabilidad de la señal de entrada y la precisión de las acciones del actuador. De lo contrario, el PLC debe poder detectar problemas a tiempo y utilizar métodos de alarma sonora y luminosa para recordar al operador. para eliminar la falla lo antes posible y hacer que el sistema sea seguro y funcione de manera confiable y correcta.

3. Sistema de alarma de fallas bien diseñado

En el diseño del sistema de control automático, diseñamos un sistema de alarma de visualización de fallas de 3 niveles. El primer nivel se configura en cada control. Panel del gabinete en el sitio de control. Utilice luces indicadoras para indicar el funcionamiento normal y las condiciones de falla del equipo. Cuando el equipo está funcionando normalmente, la luz indicadora correspondiente está encendida. Cuando el equipo está funcionando con fallas, la luz indicadora parpadea con una frecuencia de. 1 Hz. Para evitar que el daño de la bombilla indicadora refleje correctamente las condiciones de funcionamiento del equipo, se configura especialmente un botón de reinicio de fallas/prueba de luz. Presione este botón durante 3 segundos en cualquier momento cuando el sistema esté funcionando, y todo. Las luces indicadoras deben encenderse. Si hay alguna indicación que no se enciende en este momento, explique. La luz indicadora está rota y debe reemplazarse inmediatamente. Después de restablecer el botón, la luz indicadora aún muestra el estado de funcionamiento. el equipo según su estado de funcionamiento original. La visualización de fallas de nivel 2 se configura en el monitor de pantalla grande en la sala de control central. Cuando el equipo falla, el texto muestra el tipo de falla, el equipo correspondiente en el diagrama de flujo del proceso parpadea y la falla se registrará en el evento histórico. mesa.

La visualización de fallas de nivel 3 se configura en la caja de señales en la sala de control central. Cuando el equipo falla, la caja de señales utilizará alarmas sonoras y luminosas para recordar al personal que debe manejar la falla a tiempo. Cuando se tratan fallas, las fallas también se clasifican. Algunas fallas requieren que el sistema deje de funcionar, pero algunas fallas tienen poco impacto en el sistema. El sistema puede funcionar con fallas y las fallas se pueden eliminar durante la operación, lo que reduce en gran medida el tiempo de inactividad. de todo el sistema y mejorar el nivel de operación de confiabilidad del sistema.

4. Investigación sobre la confiabilidad de las señales de entrada

Para mejorar la confiabilidad de las señales de entrada in situ al PLC, primero debemos seleccionar transmisores altamente confiables y varios interruptores para evitar varios. razones causan cortocircuito, circuito abierto o mal contacto en la línea de señal de transmisión. En segundo lugar, se agrega un programa de filtrado digital durante el diseño del programa para aumentar la credibilidad de la señal de entrada.

Agregue un temporizador después de ingresar el contacto en el sitio. El tiempo de sincronización se determina de acuerdo con la fluctuación del contacto y la velocidad de respuesta requerida por el sistema. Generalmente está dentro de decenas de ms. De hecho, está cerrado de manera estable antes de que haya otras respuestas. El filtrado de señales analógicas puede utilizar el método de programación de la Figura 2b para muestrear continuamente la señal analógica en el sitio tres veces. El intervalo de muestreo está determinado por la velocidad de conversión A/D y la tasa de cambio de la señal analógica. Los tres datos de muestreo se almacenan en los registros de datos DT10, DT11 y DT12 respectivamente. Una vez completado el último muestreo, los valores máximo y mínimo se eliminan mediante comparación de datos, instrucciones de intercambio de datos y instrucciones de comparación de segmentos de datos, y el intermedio. El valor se conserva como resultado del muestreo en el registro de datos DT0.

Para mejorar la confiabilidad de las señales in situ leídas en el PLC, también se pueden usar las características del propio sistema de control y la relación entre las señales se puede usar para juzgar la credibilidad de la señal. . Para el control del nivel de líquido, dado que se conoce el tamaño del tanque de almacenamiento, se conocen la apertura de la válvula y la presión de entrada o salida del líquido, y el rango aproximado del cambio de altura del líquido en el tanque dentro de un cierto período de tiempo es conocido Si En este momento, los datos enviados por el medidor de nivel de líquido al PLC son bastante diferentes de la altura estimada del nivel de líquido, se considera que el medidor de nivel de líquido puede estar defectuoso y se notifica al operador a través del sistema de alarma de falla. para comprobar el indicador de nivel de líquido. Otro ejemplo es que cada tanque de almacenamiento tiene protección de límite de nivel de líquido superior e inferior. Cuando el interruptor funciona, se envía una señal al PLC. Si esta señal es verdadera y confiable, durante el diseño del programa comparamos esta señal con la señal del. el indicador de nivel de líquido del tanque si la lectura del indicador de nivel de líquido también está en la posición límite, significa que la señal es real; si la lectura del indicador de nivel de líquido no está en la posición límite, se considera que el interruptor de límite de nivel de líquido puede estar; Defectuosa o la línea de señal de transmisión está defectuosa, y el sistema de alarma también notificará al operador para solucionar la falla. Dado que el método anterior se adopta en el diseño de programas, la confiabilidad de la señal de entrada mejora enormemente.

5. Investigación sobre la confiabilidad del actuador

Cuando la señal en el sitio se ingresa con precisión al PLC, el PLC ejecuta el programa y utiliza el actuador para ajustar y controlar el dispositivo en el sitio. ¿Cómo garantizar que el actuador funcione de acuerdo con los requisitos de control? Cuando el actuador no funciona según lo requerido, ¿cómo detectar fallas? Tomamos las siguientes medidas: cuando la carga está controlada por un contactor, el arranque o la parada de dicha carga se transfiere al control de la bobina del contactor. Nos preocupa si el contactor puede cerrarse de manera confiable al arrancar y si el contactor puede liberarse de manera confiable. al detenerse.

X0 es la condición de acción del contactor, Y0 es la salida de la bobina de control, X1 es el contacto auxiliar normalmente abierto del contactor devuelto al extremo de entrada del PLC y el tiempo de temporización del temporizador es mayor que el tiempo de acción del contactor. R0 es el bit de falla establecido. Cuando R0 está en ON, significa que hay una falla y el procesamiento de alarma se realiza cuando R0 está en OFF, significa que no hay ninguna falla. La falla tiene una función de memoria y se borra mediante el botón de reinicio de fallas.

Al abrir o cerrar la válvula eléctrica, configure el tiempo de retardo de acuerdo con los diferentes tiempos de apertura y cierre de la válvula. Después del retardo, se detectan las señales de posición de apertura o cierre si estas señales no pueden ser precisas. devuelto al PLC a tiempo, explique. La válvula puede estar defectuosa. Maneje la alarma de falla de la válvula. El diseño del programa se muestra en la Figura 3b. X2 es la condición de apertura de la válvula, Y1 es la salida de acción de la válvula de control, el tiempo de sincronización del temporizador es mayor que el tiempo de apertura de la válvula, X3 es la señal de retorno de la válvula en posición y R1 es la posición de falla de la válvula.

6. Conclusión

Adoptamos los métodos anteriores en el diseño del sistema de control automático de la estación de inyección y polimerización de Shengli de la planta de producción de petróleo de Shengli Oilfield. Se ha demostrado que después de casi 2 años de funcionamiento es eficaz para mejorar la confiabilidad del sistema.