PLC在安全聯(lián)鎖保護(hù)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、    PLC在安全聯(lián)鎖保護(hù)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用摘要：隨著生產(chǎn)自動(dòng)化水平的提高,以及各種監(jiān)控系統(tǒng)的需要,可編程序控制器（PLC）以其功能強(qiáng)、可靠性高、使用靈活方便、易于編程及適應(yīng)工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用等一系列優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。是實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制的首選控制器。本文敘述了可編程控制器在動(dòng)車組聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，著重闡述了可編程控制器控制系統(tǒng)軟件的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：可編程控制器連鎖保護(hù)TheapplicationofPLCinthecontrolsystemofsecurityinterlockingprotectionSinopecJinan摘  要：

2、隨著生產(chǎn)自動(dòng)化水平的提高,以及各種監(jiān)控系統(tǒng)的需要,可編程序控制器（PLC）以其功能強(qiáng)、可靠性高、使用靈活方便、易于編程及適應(yīng)工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用等一系列優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。是實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制的首選控制器。本文敘述了可編程控制器在動(dòng)車組聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，著重闡述了可編程控制器控制系統(tǒng)軟件的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：可編程控制器 連鎖 保護(hù)The application of PLC in the control system of security interlocking prot

3、ectionSinopec Jinan Company LTD. Helong ZhangruiyanAbstract：The programmable logical controller（PLC） is used more widely in industrial control because it has the advantages of advanced 

4、function, high reliability,flexible controlling,convenient programming, adapting industry environment ,ect , It has become a principal controller in realizing the industrial control. The pap

5、er provides the application of PLC on Interlock shut down system of bullet train , It stresses on the the software of PLC controlling sysem.Keyword：PLC interlocking prote

6、ction引言：隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的日新月異，給人們的生活帶來了很大的方便，同時(shí)計(jì)算機(jī)在生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅提升了生產(chǎn)力的大力發(fā)展，同時(shí)給安全出產(chǎn)帶來了有力的保障。一、概述可編程控制器（PLC）是一種新型的通用控制裝置，他將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和通信技術(shù)融為一體，專為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)，具有功能強(qiáng)、通用靈活、可靠性強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)性好、編程簡(jiǎn)單、使用方便、體積小、重量輕、功耗低等一系列優(yōu)點(diǎn)。近年來，隨著可編程控制器的日漸成熟，越來越多控制系統(tǒng)都采用PLC來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制。特別是在安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)中，PLC 以其可靠性強(qiáng)、動(dòng)作速度快、安全性能好的特點(diǎn)

7、得到了各行各業(yè)廣泛的應(yīng)用。二、機(jī)車保護(hù)系統(tǒng)概述對(duì)于一些機(jī)車控制、傳動(dòng)控制及重要崗位的操作人員身體狀態(tài)在線檢測(cè)是非常重要的。例如高速運(yùn)行的火車駕駛司機(jī)由于突發(fā)疾病暈倒而無法操作，那么整列火車乘客的生命安全是非常危險(xiǎn)的。所以在一些國(guó)際先進(jìn)的動(dòng)車組機(jī)車控制室內(nèi)的操作崗位上，安裝了操作人員檢測(cè)的設(shè)備。在操作人員的腳下有了一個(gè)象“油門”式的踏板，操作人員每隔三十秒必須踩一下這個(gè)踏板，證明操作人員身體狀態(tài)良好或在操作崗位上。否則，超過三十秒沒有檢測(cè)到踏板返回信號(hào)，蜂鳴器就會(huì)發(fā)出報(bào)警，提醒操作人員踩踏板。如果操作人員由于身體突發(fā)疾病或擅自離崗，報(bào)警超過兩分鐘，機(jī)車就會(huì)自動(dòng)剎車，保證整列火車乘客的人身安全;還

8、有一種情況，如果操作人員由于身體突發(fā)疾病暈倒，正好壓在踏板上面，或者有東西壓在踏板上，這樣踏板就一直有返回信號(hào)。在程序設(shè)計(jì)時(shí)考慮到這點(diǎn)，當(dāng)踏板連續(xù)三十秒有返回信號(hào)時(shí)，蜂鳴器同樣會(huì)發(fā)出報(bào)警，并且報(bào)警超過兩分鐘自動(dòng)剎車。本文以這個(gè)連鎖保護(hù)為例，介紹PLC在安全連鎖保護(hù)中的應(yīng)用。三、S7-300PLC簡(jiǎn)介S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合而構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速的指令運(yùn)算速度;能用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算;帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具可以方便地給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值;S7-300操作系

9、統(tǒng)內(nèi)已經(jīng)集成了方便的人機(jī)界面，人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。SIMATIC人機(jī)界面（HMI）從S7-300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送;CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：超時(shí)，模塊更換，等等）;多級(jí)口令保護(hù)可以高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改;S7-300 PLC設(shè)有操作方式選擇開關(guān)，操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。S7-300 PLC具備強(qiáng)大的通信功能，可通過編程軟

10、件Step 7的界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡(jiǎn)單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng);串行通信處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng);多點(diǎn)接口（MPI）集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。 SIMATICS7300的大量功能能夠支持和幫助用戶進(jìn)行編程、啟動(dòng)和維護(hù)，其主要功能有高速的指令處理、浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算、人機(jī)界面（HMl）、診斷功能、程序保護(hù)。完全能實(shí)現(xiàn)列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)ATP（Automatic 

11、;Train Protection）的功能。在線實(shí)現(xiàn)火車的運(yùn)行速度、軸溫、電流等重要參數(shù)測(cè)控及緊急狀態(tài)下安全聯(lián)鎖保護(hù)。如果加上人機(jī)界面（HMl）和存儲(chǔ)設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)顯示和記錄功能，能有效防止列車超速，還能以圖形曲線、數(shù)字報(bào)表等形式再現(xiàn)列車運(yùn)行過程。.四、編程實(shí)現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括硬件和軟件兩部分，而程序的設(shè)計(jì)是控制系統(tǒng)中工作量最大、最重要的一項(xiàng)工作。一個(gè)好的程序不僅可以減少I/O點(diǎn)數(shù)，節(jié)省硬件成本，而且還可以減少PLC程序步驟和占用的空間，收到事半功倍的效率。在本程序中，由于踏板有無信號(hào)定時(shí)器都要啟動(dòng)，也就是說無論是踩踏板的時(shí)間還是不踩踏板的時(shí)間都不能超過30秒，如果超過3

12、0秒報(bào)警就要啟動(dòng)，所以在寫程序時(shí)把上升沿和下降沿邊沿檢測(cè)指令并聯(lián)。這樣無論踏板得信號(hào)的開始還是失信號(hào)的開始都能激發(fā)30秒的定時(shí)器啟動(dòng)。當(dāng)擴(kuò)展脈沖定時(shí)器定時(shí)到30秒后，報(bào)警線圈得電，蜂鳴器報(bào)警，提醒操作人員踩踏板。當(dāng)報(bào)警啟動(dòng)后，接通延時(shí)定時(shí)器啟動(dòng)，定時(shí)兩分鐘。如果在兩分鐘之內(nèi)，操作人員踩了踏板，報(bào)警解除。T1重新定時(shí)，T2停止定時(shí)。如果在兩分鐘之內(nèi)操作人員沒有踩踏板，T2接通延時(shí)定時(shí)器定時(shí)到兩分鐘后，殺車啟動(dòng)。機(jī)車緊急停車，連鎖保護(hù)乘客安全。五、PLC的程序執(zhí)行過程當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)，是通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來完成控制任務(wù)的，需要執(zhí)行眾多的操作，但CPU不可能同時(shí)去執(zhí)行多個(gè)操作，它只能按分時(shí)

13、操作（串行工作）方式，每一次執(zhí)行一個(gè)操作，按順序逐個(gè)執(zhí)行。由于CPU的運(yùn)算處理速度很快，所以從宏觀上來看，PLC外部出現(xiàn)的結(jié)果似乎是同時(shí)（并行）完成的。這種串行工作過程稱為PLC的掃描工作方式。用掃描工作方式執(zhí)行用戶程序時(shí)，掃描是從第一條程序開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲(chǔ)順序的先后，逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。然后再?gòu)念^開始掃描執(zhí)行，周而復(fù)始重復(fù)運(yùn)行。PLC的掃描工作方式與電器控制的工作原理明顯不同。電器控制裝置采用硬邏輯的并行工作方式，如果某個(gè)繼電器的線圈通電或斷電，那么該繼電器的所有常開和常閉觸點(diǎn)不論處在控制線路的哪個(gè)位置上，都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作;而PLC采用掃描工作方式（串

14、行工作方式），如果某個(gè)軟繼電器的線圈被接通或斷開，其所有的觸點(diǎn)不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該時(shí)才會(huì)動(dòng)作。但由于PLC的掃描速度快，通常PLC與電器控制裝置在I/O的處理結(jié)果上并沒有什么差別。六、結(jié)束語以PLC為控制核心的連鎖保護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用到各行各業(yè)，從歐洲各大公司生產(chǎn)的聯(lián)鎖系統(tǒng)可以看出，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的進(jìn)一步發(fā)展方向是：編制程序采用SIMATIC編程技術(shù)，使設(shè)備復(fù)雜程度低、規(guī)格小、靈活性大，價(jià)錢便宜，且能確保安全。參考文獻(xiàn)：1siemens AG.prodave Operating Instructions,20042siemens AG.Statement