闡述在工業(yè)電子秤控制系統(tǒng)中應用可編程序控制器技術的原理、設計思路以及應 用實踐。

一、前言

可編程序控制器（簡稱PLC)是目前迅速發(fā)展并得到廣泛應用的新一代工業(yè)自動化 控制裝置。它一般由控制部分、輸入部分和輸出部分組成。控制部分是PLC的核心部 分，采用微處理器和存儲器，支配控制系統(tǒng)工作的程序存放在存儲器中，微處理器執(zhí)行 程序來完成控制任務。輸入部分直接受來自操作臺上的工作指令，或來自被控對象上的 各種狀態(tài)信息，如按鈕、行程開關的信號等。輸出部分用來接受程序執(zhí)行結(jié)果的狀態(tài)，以操作各種被控對象，如電動機、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、步進控制、數(shù)據(jù)處理、定時控制、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：

1 靈活通用

2.使用方便、維護簡單

3.安全可靠

4.環(huán)境適應性好

5.擴展方便

目前，PLC廣泛應用在冶金、化工、機械、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，對工業(yè)衡器、大型稱重設備的自動化 要求越來越高，其控制系統(tǒng)也越來越復雜，PLC在其中得到了充分的應用，如我所研制 的火力發(fā)電廠皮帶秤實物校驗裝置。

二、皮帶秤實物驗裝置的原理

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

三、在實物校驗裝置中應用PLC技術的實踐

由上述校驗原理可知，實物校驗裝置的電氣控制系統(tǒng)較為復雜。執(zhí)行元件主要包括 砝碼提升機、犁煤器電機、調(diào)速給料機、振動電機等，根據(jù)實際需要還可配備連接皮帶 機、電動三通、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。針對上述實物校 驗裝置的特點，充分應用PLC的各種功能，我們對電氣控制系統(tǒng)的設計如下圖所示：

如圖所示，PLC是整個電氣系統(tǒng)的控制核心，由它接受各種操作指令和狀態(tài)信號， 根據(jù)我們預先編寫的控制程序，發(fā)出控制指令，指揮各執(zhí)行元件的動作。砝碼提升機用 于加載砝碼，進行裝置自校驗。通過PLC,既能對砝碼進行單個控制，便于設備調(diào) 試；也可根據(jù)檢定規(guī)程的要求，對砝碼的加卸載程序進行預先設定，使裝置能按檢定規(guī) 程自動進行偏載試驗，蠕變試驗，進程、回程校驗等。犁煤器用于控制料斗進煤。當需 要進煤時，由PLC控制犁煤器放下，上級皮帶中的煤即落入料斗。進煤到一定量后（此 稱量值可在儀表中預先設定），稱重儀表發(fā)出信號給PLC, PLC可使犁煤器自動抬起，防 止人為操作中的疏忽可能引起的超載或溢煤。調(diào)速給料機用于控制放煤，通過PLC不但 能方便的給料機進行啟停控制和多級調(diào)速（裝置需在不同流量下對皮帶秤進行校驗）， 還可將下級皮帶的啟停信號輸入PLC與給料機進行連鎖，防止事故發(fā)生。按鈕信號、砝 碼提升機與犁煤器的行程開關信號、儀表的輸出信號、下級皮帶的連鎖信號等一般均為 開關量信號，可直接接入PLC輸入模塊，無需轉(zhuǎn)換，十分方便。PLC的輸出也為開關量信V.能方便地接入被控元件的控制回路中。各個被控元件可按要求在PLC程序進行連 鎖、延時等，使系統(tǒng)具有軟硬件雙重保護，防止誤操作。砝碼提升機、犁煤器還能在程 序中設時間保護，防止因行程開關故障造成的電機損環(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具有標準RS232—C通訊接口，能與 觸摸屏、計算機等進行通訊。PLC與觸摸屏進行通訊，使所有操作均在觸摸屏上進行， 來替代按鈕，從而使整個操作控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡單、維護更方便。PLC與電廠的上位計 算機進行通訊，把實物校驗裝置各設備的狀態(tài)等信息傳遞給上位機，能使電廠對實物校 驗裝置進行遠程監(jiān)控，以便對整個輸煤系統(tǒng)實行統(tǒng)一管理。

四、在其它工業(yè)衡器中的應用

除皮帶實物校驗裝置外，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用。在分布式連續(xù)配料系統(tǒng)中，PLC對各個配料設備進行就地控制，實現(xiàn)各設備的定量放料和順序啟停，保證相關設備之間的連鎖。使配料系統(tǒng)連續(xù)循環(huán)運 作。在運行過程中，PLC如發(fā)現(xiàn)設備的狀態(tài)出錯或其它錯誤，將發(fā)出聲光報警，并停止 相關設備運作。PLC與上位機進行通訊，為上位機提供各設備的狀態(tài)信息，便于上位機 對系統(tǒng)運行情況實現(xiàn)監(jiān)控。上位機對PLC發(fā)出各種指令并可對其程序和參數(shù)等進行修 改，從而構(gòu)成完整的管理網(wǎng)絡。在定值包裝稱量裝置中，PLC可對裝置的定值稱量、包 裝、運輸?shù)冗M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)電子秤中應用的PLC，既要滿足系統(tǒng)的控制需要，以要經(jīng)濟實用。因此，我們 在系統(tǒng)的設計中，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，尤其是以下幾個特點造合在工業(yè)電子秤控制系統(tǒng)中的應用：

1.中央處理可提供16點輸入，運算速度快。這就為電子秤所要求的控制精確、反應速度 快的提供了保證。

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

3.內(nèi)裝有高速計時器和計數(shù)器。造用于電子秤的試驗、標定、校驗過程中對順序控制、 時間保護等的需要。

4.既可在PLC機上編程，也可用手持式編程器編程?？蓾M足技術人員針對復雜的現(xiàn)場條 件進行現(xiàn)場調(diào)試和現(xiàn)場修改的需要。

5.具有先進靈活的通訊功能。可方便地實現(xiàn)與上位機、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)絡或計算機一 PLC控制網(wǎng)絡。

六、結(jié)論

在工業(yè)電子秤控制系統(tǒng)中應用PLC控制方式替代繼電器控制方式，實踐中己被證明是一 種自動化程度高、先進可靠的控制方式。由此設計制造的電子秤設備操作簡單，維護方 便，非專業(yè)人員經(jīng)過簡單培訓就可熟練掌握。近年來，我所在北侖發(fā)電廠，巨化集團電 廠，杭州半山發(fā)電廠，岳陽石化熱電廠，錢清發(fā)電廠等單位設計制造的皮帶秤實物校驗 裝置以及其它一些工業(yè)電子秤設備均采用了PLC控制方式，使用情況良好，投產(chǎn)多年來，控制系統(tǒng)一直安全可靠地運行，贏得用戶好評。

隨PLC工藝水平的不斷提高和電子秤設備的日益自動化、多樣化，PLC在電子秤中的應用 也將越來越廣泛。