西门子模块6ES7223-1PH22-0XA8现货包邮

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概述 

自动化系统中所使用的各种类型PLC，有的是集中安装在控制室，有的是分散安装在生产现场的各单机设备上，虽然它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中，但PLC是专门为工业生产环境而设计的控制装置，在设计和制造过程中采用了多层次抗干扰和精选元件措施，故具有较强的适应恶劣工业环境的能力、运行稳定性和较高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用，但是由于它直接和现场的I/O设备相连，外来干扰很容易通过电源线 或I/O传输线侵入，从而引起控制系统的误动作。PLC受到的干扰可分为外部干扰和内部干扰。在实际的生产环境下，外部干扰是随机的，与系统结构无关，且干扰源是无法消除的，只能针对具体情况加以限制；内部干扰与系统结构有关，主要通过系统内交流主电路，模拟量输入信号等引起，可合理设计系统线路来削弱和抑制内部干扰和防止外部干扰。要**PLC控制系统的可靠性，就要从多方面**系统的抗干扰能力。 

分析硬件电路，提出硬件抗干扰措施 

1、PLC控制系统的安装和使用环境 

PLC是专为工业控制设计的，一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用。但是在PLC控制系统中，如果环境过于恶劣，或安装使用不当，会降低系统的可靠性。PLC使用环境温度通常在0℃ ～55℃范围内，应避免太阳光直接照射，安装位置应远离发热量大的器件，同时应保证有足够大的散热空间和通风条件。环境湿度一般应小于85%，以保证PLC有良好的绝缘。在含有腐蚀性气体、浓雾或粉尘的场合，需将PLC封闭安装。此外，如果PLC安装位置有强烈的振动源，系统的可靠性也会降低，所以应采取相应的减振措施。 

2 、PLC的电源与接地 

PLC本身的抗干扰能力一般都很强。通常，只能将PLC的电源与系统的动力设备电源分开配线，对于电源线来的干扰，一般都有足够强的抑制能力。但是，如果遇上特殊情况，电源干扰特别严重，可加接一个带屏蔽层的隔离变压器以减少设备与地之间的干扰，**系统的可靠性。如果一个系统中含有扩展单元，则其电源必须与基本单元共用一个开关控制，也就是说，它们的上电与断电必须同时进行。良好的接地是保证PLC安全可靠运行的重要条件。为了抑制附加在电源及输入端、输出端的干扰，应给PLC接专用地线，并且接地点要与其它设备分开，如图1（a）。若达不到这种要求，也可采用公共接地方式，如图1（b）。但是禁止采用串联接地方式，如图1（c），因为它会使各设备间产生电位差而引入干扰。此外，接地线要足够粗，接地电阻要小，接地点应尽可能靠近PLC 。

接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗干扰的重要措施之一。接地在消除干扰上起很大的作用。这里的接地是指决定系统电位的地，而不是信号系统归路的接地。在PLC控制系统中有许多悬浮的金属架，它们是惧空中干扰的空中线，需要有决定电位的地线。交流地是PLC控制系统供电所必需的，它通过变压器中心点构成供电两条回路之一。这条回路上的电流、各种谐波电流等是个严重的干扰源。因此交流地线、直流地线、模拟地和数字地等必须分开。数字地和模拟地的共点地好置悬浮方式。地线各点之间的电位差尽可能小，尽量加粗地线，有条件可采用环形地线。系统地端子(LG)是抗干扰的中性端子，通常不需要接地，可是，当电磁干扰比较严重时，这个端子需与接大地的端子(GR)连接。 

3 、PLC的输入、输出设备 

输入电路是PLC接受开关量、模拟量等输入信号的端口，其元器件质量的优劣、接线方式及是否牢靠也是影响控制系统可靠性的重要因素。以开关量输入为例，按钮、行程开关的触点接触要保持在良好状态，接线要牢固可靠。机械限位开关是容易产生故障的元件，设计时，应尽量选用可靠性高的接近开关代替机械限位开关。此外，按钮触点的选择也影响到系统的可靠性。在设计电路时，应尽量选用可靠性高的元器件，对于模拟量输入信号来说，常用的有4～20mA、0～20mA直流电流信号；0～5V、0～10V直流电压信号，电源为直流24V。 

对于开关量输出来说，PLC的输出有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出三种形式，具体选择哪种形式的输出应根据负载要求来决定，选择不当会使系统可靠性降低，严重时导致系统不能正常工作。如晶闸管输出只能用于交流负载，晶体管输出只能用于直流负载。此外，PLC的输出端子带负载能力是有限的，如果超过了规定的大限值，必须外接继电器或接触器，才能正常工作。外接继电器、接触器、电磁阀等执行元件的质量，是影响系统可靠性的重要因素。常见的故障有线圈短路、机械故障造成触点不动或接触不良。这一方面可以通过选用高质量的元器件来**可靠性，另一方面，在对系统可靠性及智能化要求较高的场合，可以根据电路中电流异常的情况对输出单元的一些重点部位进行诊断，当检测到异常信号时，系统按程序自动转入故障处理，从而**系统工作的可靠性。若PLC输出端子接有感性元件，则应采取相应的保护措施，以保护PLC的输出触点。 

为了防止或减少外部配线的干扰，交流输入、输出信号与直流输入、输出应分别使用各自的电缆；对于集成电路或晶体管设备的输入、输出信号线、必须使用屏蔽电缆，屏蔽电缆在输入、输出侧悬空，而在控制侧接地，其处理方式如图2。

软件抗干扰措施 

硬件抗干扰措施的目的是尽可能地切断干扰进入控制系统，但由于干扰存在的随机性，尤其是在工业生产环境下，硬件抗干扰措施并不能将各种干扰完全拒之门外，这时，可以发挥软件的灵活性与硬件措施相结合来**系统的抗干扰能力。 

1、利用"看门狗"方法对系统的运动状态进行监控 

PLC内部具有丰富的软元件，如定时器、计数器、辅助继电器等，利用它们来设计一些程序，可以屏蔽输入元件的误 
信号，防止输出元件的误动作。在设计应用程序时，可以利用"看门狗"方法实现对系统各组成部分运行状态的监控。如用PLC控制某一运动部件时，编程时可定义一个定时器作"看门狗"用，对运动部件的工作状态进行监视。定时器的设定值，为运动部件所需要的大可能时间。在发出该部件的动作指令时，同时启动"看门狗"定时器。若运动部件在规定时间内达到指定位置，发出一个动作完成信号，使定时器清零，说明监控对象工作正常；否则，说明监控对象工作不正常，发出报警或停止工作信号。 

2 、消抖 

在振动环境中，行程开关或按钮常常会因为抖动而发出误信号，一般的抖动时间都比较短，针对抖动时间短的特点，可用PLC内部计时器经过一定时间的延时，得到消除抖动后的可靠有效信号，从而达到抗干扰的目的。 

3 、用软件数字滤波的方法**输入信号的信噪比 

为了**输入信号的信噪比，常采用软件数字滤波来**有用信号真实性。对于有大幅度随机干扰的系统，采用程序限幅法，即连续采样五次，若某一次采样值远远大于其它几次采样的幅值，那么就舍去之。对于**、压力、液面、位移等参数，往往会在一定范围内频繁波动，则采用算术平均法。即用n次采样的平均值来代替当前值。一般认为：**n= 12，压力n=4合适。对于缓慢变化信号如温度参数，可连续三次采样，选取居中的采样值作为有效信号。对于具有积分器A/D转换来说，采样时间应取工频周期(20ms)的整数倍。实践证明其抑制工频干扰能力超过单纯积分器的效果。

一、 概述 

干燥是化工、农产品加工、染整以及许多工业部门的一个关键性的生产单元，是一门多学科跨行业的加工技术。干燥也是一个耗能较多的加工环节，如何在生产过程中控制节能也是关键。国家”十一五期间节能减排全民动员”的号召，为了响应国家号召全民节能以及减少企业的运营成本，减少干燥加热时多余的能量浪费势在必行。随着我国国民经济的发展，干燥技术也在不断发展与**。 

此文介绍了可编程控制器在干燥机上的应用。采用KINCO-K3型PLC对整个干燥机运行系统进行控制，可实现较高的自动化程度，并完成智能控制、状态显示和故障报警等任务，同时使用eView人机界面与操作员进行交互，使得修改各种参数简单、易行。整个设备运行的流程图都反应在人机界面上，对于设备各个控制点的运行状态能及时、快速、准确的反映。其控制系统结构清楚、线路简单、工作可靠、同时设置了手动/自动控制切换开关，可根据需要手动操作，亦可自动运行。系统维护方便，减轻了工人的劳动强度，**了系统的稳定性和可靠性。 

二、 干燥机工作原理 

通过电热管加热空气并通过送风机将热风送入干燥圆桶，液态原料通过变频电机带动回旋泵输送至烘干圆桶，使之受热干燥。为使气流与颗粒有较高相对速度，**传热传质速率，圆桶在直管基础上增加了变径，使干燥器的干燥效率**。料液或悬浮液经雾化后，直接用热空气使液滴烘干成粉粒状产品并由中心管导出。干燥方式为传导干燥也称接触干燥，对于潮湿颗粒非常适应，干燥效率较高。蒸发的水蒸汽或有机溶剂由抽风机抽出，排出的部分热量通过回收风机部分回收再利用，以达到节能效果。在原料干燥过程中，由振动器发出振动波定期震动圆桶壁，以使物料在这给定方向的激振力的作用下跳跃前进，使物料颗粒与热风充分接触，从而达到理想的干燥效果。 

三、 系统配置以及控制流程图 

序号 品名 型号 数量 
1 触摸屏 MT4500T 1 
2 可编程控制器 Kinco-K306-24AT 1 
3 数字输入输出模块扩展 Kinco-K323-16DT 1 
4 热电阻模块输入扩展 Kinco-K331-04RD 2 
5 模拟量输出扩展 Kinco-K332-02IV 1 
6 变频器 invt-G9-1R5T4 1 
7 变频器 invt-G9-2R2T4 1

四、 系统操作及工艺描述 

设备上电运行前，检查接线是否正确，确认无误后送电运行。 

首先在触摸屏上设定运行参数，如送风温度、加热PID、回风温度、空气加热温度、料泵PID、喷头频率、气锤动作间隔时间等。运行时先选择手动操作模式，在系统流程图上选择相应的控制按钮（在流程图中控制按钮隐藏在相应的图标下面，按动图标即可控制相关元件运行）试一下相关元件运行是否正常，温度频率等是否显示正常。确认所有元件都执行正常后，启动自动模式并启动自动，在自动模式下所有的元件会根据工艺执行相关动作。 

自动启动后首先启动照明—>启动送风机—>延迟2秒后启动抽风机—>延迟2秒后启动加热，3个加热管的加热动作完全由PID控制—>延迟5秒后启动回收风机—>延迟2秒后启动除湿器—>延迟2秒后气阀打开—>启动空气加热（空气加热可设定为定时加热）—>直到送风温度达到设定温度后，启动油泵—>延迟5秒后启动喷雾器—>延迟2秒后启动风泵—>延迟2秒后启动循环水泵—>料阀打开—>送料泵启动—>2个气锤启动（气锤按照预先设定的间隔时间动作）—>启动水泵 

运行过程中送风温度根据PID调节无限接近设定温度，料泵频率则根据出口温度以及预先设定的大偏小偏频率实时调整，以保证原料充分干燥。运行过程中PLC对各运行点进行监控，一旦有任何故障产生会执行相应的故障动作，如送风机故障则加热会立即停掉，以防止热量不能及时送出损坏加热管。故障产生时声光报警器指示灯会闪烁并且警铃会响起，提醒操作员。流程图上还会有相应的提示文字，告诉操作员什么地方出现了故障，以方便及时排除，**工作效率。 

执行自动停机时为了保护加热管，需要延迟停止送风机和抽风机，直到温度低于80℃后再停止送风以及抽风机。在停机时为了保证原料的干燥质量，优先停止料泵和喷雾器。 

系统流程图如下：

五、Kinco PLC简介 

Kinco-K3系列小型一体化可编程控制器是用于工厂自动化领域中机器控制和小规模过程控制的先进PLC产品，与市场众多的同类产品相比它是后来者，但却跨越了PLC发展的初级阶段，将多种先进技术和功能集成到逻辑控制器中，因此广泛使用于以下控制应用：包装机械、纺织机械、建材机械、食品机械、塑料机械、数控机床、印刷机械、中央空调、环保设备以及单一过程控制装置。 

按国际通用分类规则，Kinco-K3属于小型PLC系统，由于采用高性能处理器芯片和软件优化设计，布尔指令执行速度优于0.5μs/步。K3系列共有6款CPU模块，控制点数、内存容量、内部资源、扩展能力等依次增强，开关量控制点数从14～280点，模拟量大40点。通过二十多种扩展I/O和扩展功能模块灵活组合，可以满足大部分领域应用的要求。 

六、干燥机的特点 

1、设备采用直接加热方式，干燥强度大，蒸发能力大，投资小，运转平稳、噪音小、寿命长、维修方便。 
2、干燥时间短，适用于热敏性物料，产品不与外界接触，无污染，质量好。 
3、干燥机使用振动装置使物料易达流化状态，增大了有效传热系数，热效率高。床层温度分布均匀，无局部过热现象。流化均匀，无死角及吹穿现象。振动起输送作用，也有利于节约能量。比一般干燥装置可节能30-60%。 
4、设备成套提供，加热方式选择电热管加热或配套，使用蒸汽加热等。 
5、物料表面损伤小，可用于易碎物料的干燥，物料颗粒不规则时亦可使用，不影响效果。 

七、干燥机的应用领域 

干燥机广泛适用于化工、轻工、医药、食品、塑料、粮油、矿渣、制盐、烟糖等行业的粉状、颗粒状物料的干燥作业。 

八、结束语 

由于国内工业起步慢，PLC市场绝大部分被国外品牌如Siemens、Allen Bradley、Omorn以及其它品牌占据，尤其是中、大型的PLC的市场基本被欧美国家垄断，至今没有很大改变。作为目前国内控制市场上的主流控制器，PLC市场的国内参与者需要尴尬地面对这样一个局面，即在高达31亿（预计2004年的市场总量）的PLC市场总需求中，国产PLC不到整个市场份额1％！ 

自国家改革开放以来，经济发展势头迅猛，国内GDP连续高速增长，经济的高速增长也带动了国内PLC厂家的快速发展，从技术角度来看，国内外的小型PLC差距正在缩小。国产的小型PLC已经比较成熟，其可靠性在许多低端应用中得到了验证，如Kinco PLC已经拥有符合IEC标准的编程软件、布尔指令执行速度优于0.5μs/步。 

在此干燥设备投入运行以来，运行稳定，Kinco PLC的品质得到了有力的验证。随着国内PLC的逐步发展，相信在不久的将来，国外品牌的垄断将会被一举打破。而Kinco作为国内品牌的者，将会充当先锋的角色，开始这艰难的破冰之旅。