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1、第 1 页 共 7 页欧姆龙PLC在设备改造中的应用内容摘要：在目前的工厂生产设备电气控制系统中，PLC（可编程序控制器）控制系统的应用范围越来越广，正逐步全面取代传统的继电器控制系统，成为目前最为流行的设备电气控制系统。与传统的继电器控制系统相比，PLC控制系统不仅高可靠性、高通用性、操作使用方便、应用适用面广、编程简单易学，而且还具有使用成本低，故障率低，安装维护方便等特点。不仅能应用于逻辑控制、定时控制、逻辑控制、步进顺序控制、模拟控制，还拥有强大的数据处理、数据运算、通讯与联网、在线监控功能，更能方便与变频器、人机界面等组成操作直观简便、功能强大的大型复杂柔性控制系统。相较于传统的继电
2、器控制系统，具有不可比拟的优势。因此我公司目前新进设备电气控制系统要求基本上都是采用的PLC控制系统，但很多2000年以前的陈旧设备电气控制系统采用的是还是继电器控制系统。这类设备普遍都存在电气控制元件陈旧、控制线路复杂老化，故障率高，图纸缺失不全、检修维护困难，使用成本高的缺点，因此很有必要对这些陈旧设备电气控制系统进行PLC改造。本文首先介绍欧姆龙PLC的基本特点、工作性能及产品选型等的基本知识，然后详细介绍欧姆龙PLC在具体设备电控系统改造中的应用。关键词：PLC 继电器 性价比 可靠性引言：欧姆龙PLC简介日本OMRON（立石公司）电机株式会社是世界上生产PLC的著名厂商之一。SYSM
3、AC C系列PLC产品以其良好的性能价格比被广泛地应用于化学工业、食品加工、材料处理和工业控制过程等领域，其产品在日本其销量仅次于三菱，居第二位，在我国也是应用非常广泛的PLC之一。OMRON C系列PLC产品门类齐、型号多、功能强、适应面广。大致可以分成微型、小型、中型和大型四大类产品。整体式结构的微型PLC机是以C20P为代表的机型。叠装式（或称紧凑型）结构的微型机以CJ型机最为典型，它具有超小型和超薄型的尺寸。小型PLC机以P型机和CPM型机最为典型，这两种都属坚固整体型结构。具有体积更小、指令更丰富、性能更优越，通过I/O扩展可实现10140点输入输出点数的灵活配置，并可连接可编程终端
4、直接从屏幕上进行编程，CPM型机是OMRON产品用户目前选用最多的小型机系列产品。OMRON 中型机以C200H系列最为典型，主要有C200H、C200HS、C200HX、C200HG和C200HE等型号产品。中型机在程序容量，扫描速度和指令功能等方面都优于小型机，除具备小型机的基本功能外，它同时可配置更完善的接口单元模块，如模拟量I/O模块、温度传感器模块、高速记数模块、位置控制模块、通讯联接模块等。可以与上位计算机、下位PLC机及各种外部设备组成具有各种用途的计算机控制系统和工业自动化网络。在一般的工业控制系统中，小型PLC机要比大、中型机的应用更广泛。在电气设备的控制应用方面，对于单机设
5、备或小型生产线，一般采用小型PLC机都能够满足需求。欧姆龙CMP系列小型机结构紧凑、功能强大、使用方便、价格便宜，是公司陈旧设备改造的最佳选择。欧姆龙CMP系列PLC采用存储程序控制方式，循环扫描和即时刷新输入输出控制，最快处理速度0.72us/条，程序存储容量2048字，基本输入输出点40点，最大可扩展到100点，输入输出点可根据需要自由组合，内部辅助寄存器512点，特殊寄存器384点，定时器/计数器128点等，完全可满足各种控制功能设计要求。欧姆龙CMP系列PLC在设备改造中的实例应用：锻造车间新北跨的转台式强化抛丸机是车间2002年从青岛隆合达公司引进的，用来专门负责WD615及WD61
6、8连杆体的强化抛丸工作。该强化抛丸机的优点是功能强大，因为该型抛丸机完全是按德国产抛丸机照搬仿制的，顶抛与侧抛电机都是采用电磁离合调速电机，可以实现无级调速，对多种锻件进行抛丸作业，另外保护齐全，动作繁多，自动化程度高。但同时也存在很大的弊病，那就是电气控制系统相当复杂烦琐，加之采用的还是为传统的继电器控制方式，因此控制柜内中间继电器，时间继电器、计数器等占了满满一大柜子，线路连接也纷繁复杂，这么多继电器同时工作，故障率相当高，可靠性非常差，由于该设备已使用多年，线号等标记基本上都已毁损，且控制线路经过多次改动，与图纸有出入，因此一出现故障，维修起来相当困难，费时费劲。该设备近年随着企业产量的
7、不断加大，设备的利用率也在不断提升，但该设备的工作可靠性无法保证，不但维护成本高，而且频发的故障也影响到了车间的正常生产。所以必须对其电气控制系统进行改进，以提高其工作稳定性。从目前的电气控制系统来看，将其电气控制系统由原先的继电器控制系统改造为PLC控制系统将是最好的选择。项目实施：一、 PLC作为控制系统的特点作为工业控制的标准装置，PLC同继电器控制系统相比具有以下明显优点：（一） 控制可靠性高。传统继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器及计数器，使用其硬触点连接构成控制系统，由于硬触点具有机械动作寿命，且还有触电容易出现打火粘连、接触不良等先天弊病，很容易出现故障。而PLC
8、切使用内部软继电器代替这些继电器，无须线路连接，完全消除了硬继电器的各种弊病。在PLC外部仅留下与输入/输出（I/O）有关的少量硬件，因此硬接线可以大大减少，线路简洁明了，使得其线路造成的故障大为减少。而且PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，从目前的使用的大量PLC来看，可以说基本上是零故障。（二） 维修方便，维护成本低。因为使用的PLC完全代替原先所有的中间继电器、时间继电器和计数器。外部连线大大减少。且PLC有个很大的优点就是具有输入输出状态显示，哪里无输入，哪路无输出，一目了然。因此出现故障时，查找线路十分方便。此外维护成本低，由于继电器控制系统经常会出现继电器
9、烧坏等故障，需要更换，在PLC控制系统中则不会出现这些问题。二、 PLC电气控制系统设计 （一） PLC电气控制系统的设计步骤 、在进行电气控制系统PLC改造工作之前，必须先搞清楚设备的基本结构，工作原理及工作流程、设备的工艺要求等情况，另外还必须弄清楚设备操作者的操作习惯，设备在安全上有没有什么特殊要求等，只有在你对设备的工作情况及人员要求情况有了详细的了解后，你才能着手设计改造工作。、当你对设备的详细情况和人员的要求有了详细的了解后，你就可以开始PLC的选型工作，选型工作主要是根据设备的控制对象（是逻辑控制还是模拟控制）、控制电数（输入输出电数）、控制电压（电压等级及电压性质，交流还是直流
10、）、及特殊要求（需要不需要通信，是否连接变频器及触摸屏等外部部件），根据以上这些情况，选定好PLC。、确定好PLC后，就可以进行程序的编制工作，编制程序前，先画好设备的工作流程图，在画工作流程图时应考虑手动和自动两种工作方式，然后就可以根据工作流程图编制PLC工作程序，编制程序时最好分块编制，例如编好启动电路工作程序，手动工作程序，自动工作程序，显示与报警工作程序，然后各块工作程序按顺序连接起来即可，其中手动工作程序与自动工作程序最好使用跳转命令衔接，用旋转按钮控制。、编制好工作程序后，然后就可以进行硬件线路的连接工作，在进行线路连接前应先绘好硬件连接线路图，并编好线号。这样在进行硬件线路不仅
11、方便快捷，还不容易出错误，同时也方便日后的故障检修。在设计硬件连接线路时，最好分别对总控制回路电源、PLC工作电源、PLC输出回路、主接触器工作回路，分别加装熔断器，这样当控制线路出现问题时，熔断器熔断不至于引起大面积的故障或烧坏PLC等故障。（5）连接好硬件线路后，就可以进行设备的试车工作，试车前，先检查线路是否有接错、漏接等情况，确认无误后可送电。送电正常后，可先手动后自动的顺序进行试车。（二）、PLC电气控制系统设计（1）：转台式强化抛丸机的工作原理和动作流程： 转台式强化抛丸机设计自动和手动两套工作程序，手动工作程序一般供设备调试和设备检修时使用，正常工作时使用自动程序。该强抛机有六个
12、工位，循环工作，具体的工作流程为：接通控制电源开启提升机开启小转台开启顶抛顶抛延时调速开启侧抛侧抛延时调速切换自动工作工间启动放工件、抛丸抛丸定时到大转台推杆推推到位大转台推杆返返到位取工件、放工件、抛丸如此循环工间停止关闭侧抛关闭顶抛关闭小转台关闭提升机工作结束在设计设备动作时做了三点改进，一是推杆从推到返和从返到推的转换时在程序中增加1秒的延时缓冲时间，来减少因瞬间变向产生的机械和电气上的冲击。二是在启动和关闭的过程中在程序上设计顺序开启和顺序关闭的程序，必须按顺序开关机，否则操作不起作用，以防误动作。三是增加故障报警和故障显示功能。（2）系统构成： 因为在本设备中，输入和输出全部都是逻辑
13、控制，因此不需要采用特殊模块，根据输入和输出的点数，该强抛机输入点22个，输出点14个，因此我选用了OMRON公司40点的PLC，型号为CMP1A-40CDR-A-V1，输入及输出地址分配如下：输入点符号注释输出点符号注释00000SB0手动/自动0100000001SB1提升机开01001KA1提升机电机启动00002SB2提升机停01002KA2小转台电机启动00003FR1提升机热保护01003KA3顶抛电机启动00004SB3小转台开01004KA4侧抛电机启动00005SB4小转台关01005KA5大转台推00006FR2小转台热保护01006KA6大转台返00007SQ1工作门连锁
14、01007KT抛丸定时时间继电器00008SB5顶抛开01100HL1提升机热保护显示00009SB6顶抛关01101HL2小转台热保护显示00010FR3顶抛热保护01102HL3顶抛热保护显示00011SB7侧抛开01103HL4侧抛热保护显示00100SB8侧抛关0110400101FR4侧抛热保护01105BV6顶抛延时调速00102SB9推杆推01106BV7侧抛延时调速00103SB10推杆返01107HL0首件启动00104SQ2推杆返到位00105SQ3推杆推到位00106SB11推杆停00107SB12首件启动00108SB13末件停止00109KT1抛丸延时闭合触点0011
15、000111强抛机工作程序如下，分手动与自动工作，中间使用跳转命令衔接，开关机使用互锁命令，另外加上故障显示功能。三、 结论/项目运用推广情况经过改造后，该设备经过目前半年多的运行，不仅操作比原先便捷简单，而且工作稳定，一直未出现故障。设备的各项性能完全满足生产要求。经过改造后，整个设备电控系统的可靠性得到了提升，平均无故障工作的时间大大提高，设备的维护也变得方便、简单，费用低。通过使用证明此项改造是一项投资少，见效快的改造方案（改造费用不超过三千元，但收益很大），因此欧姆龙PLC在设备改造中以其高性能、低价格的强大优势在公司陈旧单机设备或小型生产线电气控制系统改造中，具有高性价比的优势，实为设备改造中的最佳选择。四：主要参考文献1.田瑞庭等，可编程序控
