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　1、 引言
　　随着社会经济的发展，工业的迅速兴起，使得一些10KV配电系统大幅度增加，配电系统的简便性、可靠性、安全性、节能性、性价比显得尤其重要。
　　目前，传统的10KV配电系统还是采用继电器系统和分布监测计量、分布控制方式，而采用PLC（可编程序控制器）系统集中控制和集中监测计量方式，有利于提高配电系统的运行管理自动化水平，保证配电的安全稳定，还能减少运行人员的工作强度提，安全可靠。　　
2、 继电器系统和PLC系统的比较
　　PLC（可编程序控制器）是近几十年来发展起来的一种新型工业控制器，由于它编程灵活，功能齐全，应用广泛比继电器系统的控制简单，使用方便，抗干扰力强，，工作寿命高，而其本身具有体积小，重量轻，耗电省等特点。继电器系统有明显的缺点：体积大，可靠性低，工作寿命短，查找故障困难，特别是由于它是靠硬连线逻辑构成系统，所以接线复杂，对于生产工艺的变化的适应性差，不便实现集中控制；而PLC的安装和现场接线简便，可以应用其内部的软继电器简化继电器系统的繁杂中间环节，实现软接线逻辑构成系统，方便集中控制，除此之外，PLC还具有自诊断、故障报警、故障报警种类显示及网络通讯功能，便于操作和维修人员检查。
　3、 集中控制、集中监测计量在10KV配电一次系统中的应用举例
　　在一个10KV配电一次系统中，有两台1000KVA变压器并联运行。图1为该配电一次系统的原理图。
 
图1 10KV配电一次系统原理图
　　3.1 PLC在集中控制中的地位
　　在配电一次系统中继电器系统主要集中在总受柜和变压器配出柜内，应用PLC系统来代替继电器系统，可以减少柜与柜之间的硬连线，省去很多继电器，简化工艺，降低系统制作成本，提高配电系统的可靠性，安全性和节能性。PLC系统框图如图2所示。
 
图2 PLC系统框图
　　PLC是整个系统的神经中枢，所有控制，保护，工作状态指示都通过PLC内部的虚拟继电器通过软连线配合外部给定开关量和信号来完成。控制电压在安全电压以下，可以提高工作的安全性，远离高压室进行操作，可以避免工作人员的误操作，一站式控制，可以提高工作效率，减少工作人员的劳动强度。用两条现场总线就可以实现整个系统的信号传输，通过PLC的工作状态和报警指示，便于工作和维修人员的故障排除。另外，与继电器相比，PLC的免维护性高，工作寿命长。
　　3.2 PLC的I/O分配
　　10KV配电一次系统中，除了上电断电控制外，还有对变压器的过流，欠压和瓦斯保护。我们以欧姆龙CAMP2AH40点的PLC为例进行I/O分配，如表1所示。上断电控制是开关量，选用控制按钮即可，过流，欠压和瓦斯保护涉及自动检测技术，选用智能传感器来实现，可以提高保护的可靠性。



1#过流检测11.001#重瓦斯报警指示0.091#欠压检测11.012#过流报警指示0.101#轻瓦斯检测11.022#欠压报警指示0.111#重瓦斯检测11.032#轻瓦斯报警指示1.002#过流检测11.042#重瓦斯报警指示1.012#欠压检测11.05事故音响1.022#轻瓦斯检测11.06备用1.032#重瓦斯检测11.07备用1.04备用1.05备用1.06备用1.07备用1.08备用1.09备用1.10备用1.11备用

表1 PLCI/O分配表
　　3.3 10KV配电一次系统集中控制、集中监测计量的设计
　　配电系统是供电网的神经中枢。配电系统的正常工作和我们的生活保障及工作秩序密不可分，这就要求它有更高的可靠性；配电系统的智能化、节能、操作简便、方便维护是经济高速发展的需要；配电系统操作和维护对工作人员的安全系数要求更高、劳动强度更低和设备的性价比更高是用户所希望的。综合以上几点，我们对10KV配电一次系统作了如下改进，应用PLC对系统的总受柜、配出柜实现集中控制，应用数字仪表对系统进行集中监测计量。改进后的10KV配电一次系统框图如图3所示。
 
图3 10KV配电一次系统框图
　　改进后，以综合柜为工作平台，在值班室，工作人员可以对高压室运行状态进行控制，既方便又安全；工作人员可以随时对监测仪表和计量仪表以及工作或报警状态进行记录，巡查，既方便又及时明了，还可以减少劳动强度。
　　采用微型计算机PLC实现继电保护和控制系统的操作，大大提高系统的自动化水平和可靠性，同时更加便于系统的集中控制和监测，方便了系统的信息化管理，大大降低成本，提高了工作的效率，具有一定的推广意义。

 本论文所研究的内容是某大型采石厂的技改项目，在进行技术改造之前，粉碎好的石头从15米高的粉碎作业区经过三级传送带运送到停留在地面的卡车中。石块在传送带上传送过程中时常飞溅下来，对地面操作装载人员的人身安全造成严重威胁，同时，因为传送带大型驱动电机开关瞬间存在电弧放电、工作现场噪声太大也对操作人员安全不利，因此，该采石厂迫切希望对石料的传送过程进行改进，改善作业人员的工作条件。为使该采石厂实现装车过程全部自动化，作者研究和设计了一套远程自动控制系统。该系统已经在某大型采石厂得到了实际应用，成功实现了控制面与操作面的分离，工作人员安全有了可靠保障。
二 系统功能
    系统功能如图1所示。初始状态当空车停留在装载区时，绿灯（L2）灭，红灯（L1）

亮，表示可以开始装料，此时，进料阀门（K1），料斗阀门（K2），电动机（M1，M2，M3）皆为OFF状态。系统开启后，进料阀门K1打开料斗进料，石料经过6s搅拌后，出料阀门打开，同时传送带驱动电动机M1运行；经过2s后，电动机M2运行；再经过2s，M3运行，依次顺序起动送料系统。物料通过传送带的传送，装入汽车。进料阀门K1打开后，如果装料过快，料斗中原料快溢出时，检测开关S1=1（打开），进料阀门K1关闭。当汽车重量达到额定数值后，称重开关S2动作，料斗进料阀门K1关闭，10 s后出料阀门K2关闭，每过一个2s后M1，M2，M3依次停止，M3停止同时L2亮，L1灭，表示汽车可以开走。
三 硬件系统设计
1．下位机设计选用
    由于自动送料装车系统这个控制对象的控制量为开关量，而且控制的量比较少，在保证正常工作的前提下，基于性价比的原因选用超小型PLC低档机。而松下电工FP0系列C14就是一款性能的超小型PLC低档机。它的编程口为RS232口，可直接与计算机相连，无需适配器，程序存储容量5K。
2．上位机设计选用
    在系统中，上位机主要完成管理功能。基于此，设计选型时，用PC代替工控机。PC价格便宜，操作方便，内存大，人机界面友好，带有标准的 RS－232 通信口，易于和FP0型PLC相连。而工控机目前价位较高，出于经济性考虑本项目没有采用工控机，PC完全可以满足要求。
3．PLC与上位机的联接
    系统的通信设计选用点对点结构。由于FP0型PLC的通信口和编程口共用一个RS232接口，故采用RS232-RS232的编程电缆作为PC与PLC的连接线，通信距离可达15，能够满足工作现场要求。
四 软件
1．PLC控制程序设计
步 确定输入、输出点数并连接线路，PLC外部端子接线如表1所示；

第二步  根据系统的功能要求绘制程序流程图，如图2所示；

图2 PLC内部程序流程图
第三步 根据流程图编写PLC内部程序，在此从略，梯形图程序可向作者索取。
2．PLC通信协议及其实现
     要想实现对PLC的远程控制就必须研究PLC的通信协议，从而使PC机发出的指令能够被PLC识别并做出正确的响应。松下FP系列PLC通信数据格式如下所示：
指令信息（PC发出）

PLC应答信息(正常时)

PLC应答信息(发生错误时)：

   注： “ % ”为起始符号,标记每一帧报文的开始； “ CR ”为结束符号,标记每一帧报文的结束； “ AD ”为每一站PLC的地址,用两位十六进制数表示,如 01 则代表台PLC； “ # ”, “ $ ”, “ ! ”标记该帧报文为何种类型,其分别对应为:指令信息,应答信息(正常),应答信息(错误)； “ BCC ”为校验码,为两位十六进制数。
    根据PLC通信协议要求，笔者运用VB语言编写了一个高效的通信控件FPComm,运用该控件，在PC上可以方便的对PLC的内部继电器R、积存器DT、通信端口进行设置和状态读取。通信控件的VB代码可向作者索取。
3．PC控制面设计
    在根据通信协议要求编写完VB通信控件之后，控制面设计工作就变的非常简单了，只需运用VB自带的基本控件就可完成设计任务，在此不再赘述。需要强调的一点是：必须把事先编写好的通信控件添加到控件库中然后再调用此控件才能完成通信，否则通信报错。
五 结语
    该系统经过实际运行，其工作可靠、稳定。某采石厂应用该系统后，取得了如下两方面的效益：一是保证了操作人员的安全，RS232的有效通信距离达15米，完全可以实现控制面与操作面的分离，操作人员不必再亲临现场；二是大幅度提高了工效，采用该系统之前，一辆载重10吨的运输车平均装车时间为20分钟，采用该系统之后，平均装车时间缩短为9分钟，在大批量装载车辆时优势更加明显。

一、前言
在百页窗及简易办公桌等设施中，框架或边柱都采用铝型材加工完成；这些型材规格一旦确定以后用量一般都很大，为了提高生产效率及保证加工出来的产品一致性，相应的加工设备也应运而生；
随着自动化技术不断提升，人机界面及PLC成为了机械设备主要的控制核心，配合伺服系统实现操作自动化、位置闭环检测、速度跟踪等功能。
本文以汇川H2U系列高性能PLC控制系统为例介绍控制过程及效果；
二、 系统介绍
    设备工艺流程为：放料¬、冲孔、成型、剪切四大部分组成；其中冲孔部分又分为单孔和四孔两种，根据不现规格选择；成型部分由变频器驱动电机通过模具压制而成；剪切部分只有一把剪刀，由于铝板很薄，通过气缸作为剪刀动力；
设备框图如下示：

    该设备PLC采用汇川H2U—1616MT主机，主机本体带有3路100K的独立脉冲输出，分别驱动冲孔追踪伺服A、剪刀追踪伺服B及主机变频器MD280调速；编码器A作为冲孔部分的速度及位置检测源，编码器B作为剪刀部分的速度及位置检测源，分别接到PLC的双向高速计数端口；
硬件图纸如下示：

三、控制原理：
    汇川PLC同一端口可同时作为速度检测及高速计数使用；检测出来的速度作为追踪伺服的移动速度，H2U系列PLC指令SPD2可以计算出每秒钟所产生的脉冲个数，并且自动适应负载速度的变化，响应快速灵敏准确，非常适合对速度或转速等检测的场合；高速计数器进行长度计数用于控制冲孔或剪刀的动作，汇川PLC双向高速计数可设为4倍频模式可提高计数精度，从而保证冲孔及剪切的位置精度；高速计数位置到达产生高速计数中断，在中断子程序中完成冲孔或剪刀气缸的动作，减少正常扫描周期所产生的精度误差；
动作流程框图：

部分梯形图：

 
    汇川H2U系列PLC采用高性能主芯片，应用功能指令处理速度只需1微秒，保证程序的快速响应；配合独立于扫描周期的中断程序，则可以大限度减少控制部分的精度误差；
  汇川AutoShop编程软件简单易用，采用欧式风格将主程序与各子程序分页书写，方便编程者思路清晰，易于对程序的修改及维护；
四、汇川PLC方案优势：
    1、程序处理速度及中断响应速度快，保证控制精度；
    2、速度检测及长度计数有方便指令，易于程序的实现；
    3、具有3路100K脉冲输出，降低模拟量对变频器调速的成本；
    4、高速计数具有4倍频功能，提高计数精度；