鄭州繼飛機(jī)電設(shè)備有限公司

新密中央空調(diào)自控-中央空調(diào)節(jié)能自控改造-繼飛機(jī)電(多圖) ：

智能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在優(yōu)化機(jī)器配置和性能方面以及幫助實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0發(fā)揮著重要作用。由于制造成本上漲帶來的壓力，機(jī)器制造商們更愿意應(yīng)用工業(yè)4.0，使用更先進(jìn)的機(jī)器，從而減少人員開支、縮短開發(fā)時(shí)間。

工業(yè)4.0 相關(guān)的關(guān)鍵字是連接性，即在生產(chǎn)過程中所有參與者之間的連接。即使是還沒有應(yīng)用工業(yè)4.0的工廠也是如此。

連接性很重要的一點(diǎn)是，組件或系統(tǒng)至少要能與工業(yè)4.0的要求相兼容，當(dāng)然使用新的組件很容易實(shí)現(xiàn)，但是將所有現(xiàn)有的系統(tǒng)都進(jìn)行替換并保證兼容性并不現(xiàn)實(shí)。因此各種設(shè)備的開發(fā)必須要能夠提供與工業(yè)4.0 系統(tǒng)的基本連接，而不會(huì)影響自動(dòng)化邏輯。連接性另一個(gè)重要的特點(diǎn)是可以與內(nèi)部和外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接和通訊，在整個(gè)控制系統(tǒng)中，要能夠快捷和準(zhǔn)確地為運(yùn)行決策制定提供必要信息，因此對(duì)于關(guān)鍵數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和數(shù)據(jù)總量的要求會(huì)越來越大。

基于這種需求，電機(jī)驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)部分的發(fā)展使制造商可以通過內(nèi)置的技術(shù)來配置各種功能，這些技術(shù)減小甚至完全消除了對(duì)于外部PLC 的需求，這是對(duì)上一代只能提供有限功能的傳動(dòng)所進(jìn)行的改變。

一、提供高效的控制手段

現(xiàn)代的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)足夠的智能化來實(shí)現(xiàn)位置位移和速度控制。實(shí)現(xiàn)這些功能就像用手機(jī)查看電子郵件一樣簡(jiǎn)單，并且可以越過PLC直接與整個(gè)控制系統(tǒng)和生產(chǎn)信息系統(tǒng)相連。工業(yè)4.0 帶來的另一個(gè)期望是，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以獲取機(jī)器功能和性能方面的數(shù)據(jù)，并向外界呈現(xiàn)這些數(shù)據(jù)。

例如在一個(gè)檢票進(jìn)出口閘機(jī)中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以直接將閘機(jī)的速度、位置、是否有異常等信息傳輸給檢票系統(tǒng)，還可以將有人試圖闖關(guān)等信息直接傳遞給警報(bào)系統(tǒng)等。

圖二 MOTEC出品可直接與檢票系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的閘機(jī)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品

先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)制造商可以通過內(nèi)置的技術(shù)來配置各種功能，這些技術(shù)消除了對(duì)于外部可編程邏輯控制器（PLC）的需求。例如，目前xin的伺服驅(qū)動(dòng)包括國際電工技術(shù)委yuan會(huì)（IEC）61131-3 可編程控制器操作系統(tǒng)。

驅(qū)動(dòng)器直接與信息系統(tǒng)相連，也增加了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力，中間不需要PLC在控制指令和狀態(tài)反饋之間進(jìn)行橋接，這也是工業(yè)4.0 的一個(gè)主要方面。去掉了PLC直接進(jìn)入到驅(qū)動(dòng)器，可以消除時(shí)間間隔，而且優(yōu)化了周期時(shí)間和產(chǎn)品的一致性。

現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)有了各種先進(jìn)的工具可供使用，目的是使沒有經(jīng)驗(yàn)的機(jī)器制造商編程人員可以訪問和使用這些功能，因此選擇正確的工具是很重要的。建議使用經(jīng)過試驗(yàn)和測(cè)試過的PLC功能塊，它們可以用在IEC 61131-3 標(biāo)準(zhǔn)下的PLC，甚至可以與梯形邏輯編程合并起來。

例如某駕駛模擬系統(tǒng)，應(yīng)用了MOTEC集成PLC的伺服驅(qū)動(dòng)，模擬軟件可直接通過總線與驅(qū)動(dòng)通信，相較于傳統(tǒng)的PLC，中央空調(diào)plc自控，實(shí)時(shí)性更佳，控制也更穩(wěn)定，而且節(jié)省了成本（圖三）。并且使用梯形圖編程，使習(xí)慣于使用傳統(tǒng)PLC的工程師更容易上手（圖四）。

圖三

圖四

二、創(chuàng)建HMI

人機(jī)界面（HMI） 是工業(yè)4.0的另一個(gè)關(guān)鍵組件。過去，在操作員和機(jī)器之間創(chuàng)建接口需要中央PLC和總線系統(tǒng)的介入?？偩€系統(tǒng)用于將機(jī)器關(guān)鍵的設(shè)定信息和變量發(fā)送到驅(qū)動(dòng)上去，并且將診斷信息和機(jī)器狀態(tài)信息重新導(dǎo)入到PLC中，然后顯示到HMI上。

雖然現(xiàn)代的總線系統(tǒng)也可以完成這個(gè)功能，不過它需要大量的編程工作，并且當(dāng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中包含所有所需信息時(shí)，中央空調(diào)節(jié)能自控改造，它可能是不必要的。為解決這個(gè)問題， 許多驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都包含創(chuàng)建HMI所需的所有工具。某些情況下，可能都不需要中央PLC，集成控制功能的驅(qū)動(dòng)器就可以直接進(jìn)行本地化的信息讀取。因?yàn)轵?qū)動(dòng)可以使用全范圍的輸入和輸出，以往它們一般會(huì)連接到PLC上，通過集成的總線工具和類似于MODBUS協(xié)議等通信標(biāo)準(zhǔn)。

必須控制的關(guān)鍵因素是設(shè)置和調(diào)試機(jī)器所需的時(shí)間。 智能驅(qū)動(dòng)器現(xiàn)在提供了許多工具，可以通過優(yōu)化軸運(yùn)動(dòng)和過程同步來減少啟動(dòng)時(shí)間。

這些快速啟動(dòng)工具的設(shè)計(jì)讓傳動(dòng)在機(jī)器調(diào)試的前期，甚至在機(jī)器控制軟件還沒有安裝到系統(tǒng)中的時(shí)候就可以動(dòng)起來。這樣只使用基本的IT 工具（如移動(dòng)電話或平板電腦）就可以快速簡(jiǎn)單地測(cè)試機(jī)器的機(jī)械性能。

三、有助于維護(hù)

智能的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以參與主動(dòng)維護(hù)策略，因?yàn)樗鼈冊(cè)诠┴洉r(shí)可以與一套完整的、可以進(jìn)行關(guān)鍵預(yù)測(cè)性維護(hù)功能的關(guān)鍵工具整合在一起，將額外的編程工作量降到di。

這個(gè)軟件可以實(shí)時(shí)持續(xù)地監(jiān)控機(jī)器性能狀態(tài)以及工藝狀況，包括通過分析溫度變化進(jìn)行的波形分析，以及檢查是否有反沖、摩擦增加或者過載等。如果出現(xiàn)故障情況，會(huì)生成一個(gè)代碼并發(fā)送到HMI上。如果發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵問題需要機(jī)器停止運(yùn)行的，則可以在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)做出決定， 從而da限度地降低生產(chǎn)損失和機(jī)器損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

四、有助于降低成本

隨著人力成本、原材料價(jià)格上漲的因素，加之工業(yè)4.0對(duì)于設(shè)備的高效性、系統(tǒng)的柔性、可連接性等的要求，設(shè)備制造商需要使用越來越多的高性能、多種PLC來進(jìn)行設(shè)備的開發(fā)和制造，這不可避免地造成了設(shè)備成本的增加。而內(nèi)置控制系統(tǒng)的傳動(dòng)產(chǎn)品的出現(xiàn)，將會(huì)大大降低傳統(tǒng)制造商對(duì)于控制器的需求，同時(shí)減小編程的工作量。

工業(yè)4.0為智能傳動(dòng)提供了增強(qiáng)的處理能力以及改進(jìn)的功能性，這為制造企業(yè)優(yōu)化編程、生產(chǎn)以及維護(hù)帶來了更多機(jī)會(huì)。在許多情況下對(duì)PLC需求都降低了甚至不再需要了，因此可以在更短的時(shí)間內(nèi)創(chuàng)建更先進(jìn)的機(jī)器。

程序是整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的“心臟”，程序編制的好壞直接影響到整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)作。編程器及編程軟件有些廠家要求額外購買，并且價(jià)格不菲，這一點(diǎn)也需考慮在內(nèi)。

1、編程方法

一種是使用廠家提供的專用編程器。也分各種規(guī)格型號(hào)，大型編程器功能完備，適合各型號(hào)歐姆龍PLC，價(jià)格高；小型編程器結(jié)構(gòu)小巧，便于攜帶，價(jià)格低，但功能簡(jiǎn)單，適用性差；另一種是使用依托個(gè)人電腦應(yīng)用平臺(tái)的編程軟件，現(xiàn)已被大多數(shù)生產(chǎn)廠家采用。各生產(chǎn)廠家由于各自的產(chǎn)品不同，往往只研制出適合于自己產(chǎn)品的編程軟件，而編程軟件的風(fēng)格、界面、應(yīng)用平臺(tái)、靈活性、適應(yīng)性、易于編程等都只有在用戶親自操作之后才能給予評(píng)價(jià)。

2、編程語言

編程語言為復(fù)雜，多種多樣，看似相同，但不通用。chang用的可以劃分為以下5類編程語言：

（1）梯形圖

這是PLC廠家采用duo的編程語言，chu是由繼電器控制圖演變過來的，比較簡(jiǎn)單，對(duì)離散控制和互鎖邏輯為有用；

（2）順序功能圖

它提供了總的結(jié)構(gòu)，并與狀態(tài)定位處理或機(jī)器控制應(yīng)用相互協(xié)調(diào)；

（3）功能塊圖

它提供了一個(gè)有效的開發(fā)環(huán)境，中央空調(diào)自控系統(tǒng) 價(jià)格，并且特別適用于過程控制應(yīng)用；

（4）結(jié)構(gòu)化文本

這是一種類似用于計(jì)算機(jī)的編程語言，它適用于對(duì)復(fù)雜算法及數(shù)據(jù)處理；

（5）指令表

它為優(yōu)化編碼性能提供了一個(gè)環(huán)境，與匯編語言非常相似。

廠家提供的編程軟件中一般包括一種或幾種編程語言，如TE公司的XTEL編程軟件可以使用梯形圖（Ladder）、順序功能圖（Grafcet）、結(jié)構(gòu)化文本（Literal）3種編程語言；Siemens公司的Step7編程軟件可以使用梯形圖（Ladder）、指令表（STL）兩種編程語言；Modicon公司的Modsoft編程軟件只使用梯形圖（984梯形）一種編程語言，而另一個(gè)Concept編程軟件可以使用5種編程語言，依次為梯形圖（LD）、順序功能圖（SFC）、功能塊圖（FBD）、結(jié)構(gòu)化文本（ST）、指令表（IL）。同一編程軟件下的編程語言大多數(shù)可以互換，一般選擇自己比較熟悉的編程語言。

3、存儲(chǔ)器

　　PLC存儲(chǔ)器是保存程序和數(shù)據(jù)的地方，分內(nèi)制式和外插式兩種，存儲(chǔ)器容量在512~128M字節(jié)之間，新密中央空調(diào)自控，一定要根據(jù)實(shí)際情況選取足夠大的存儲(chǔ)器，并且要求有一部分空余作為緩存。

　　PLC存儲(chǔ)器按照類型可分隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）、只讀存儲(chǔ)器（ROM）、可擦除只讀存儲(chǔ)器（EPROM）等。RAM可以任意讀寫，在掉電后程序只能保持一段時(shí)間，適合于在自控系統(tǒng)調(diào)試時(shí)使用。ROM只能讀不能寫，程序是由廠家或開發(fā)商事先固化的，不能更改，即使失電也不丟失。EPROM與ROM只是EPROM通過特殊的方式（如紫外線）可以擦除再寫，適合于應(yīng)用在長(zhǎng)時(shí)間工作而改動(dòng)不大的系統(tǒng)中。

4、易于更改

　　PLC較繼電器控制的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于它可以根據(jù)實(shí)際需要任意更改控制結(jié)構(gòu)（或控制過程），這就要求更改程序方便快捷。

5、是否有專用模塊

　　部分生產(chǎn)廠家的PLC產(chǎn)品提供一些專用模塊，如通信模塊、PID控制模塊、計(jì)數(shù)器模塊、模擬輸入/輸出模塊等。在軟件上也提供了與此相對(duì)應(yīng)的程序塊，往往只是簡(jiǎn)單的輸入一些參數(shù)就能實(shí)現(xiàn)，便于用戶編程。

1) 應(yīng)遵照梯形圖語言中的語律例定。由于工作原理分歧，梯形圖不能照搬繼電器電路中的某些處置方式。例如在繼電器電路中，觸點(diǎn)可以放在線圈的兩側(cè)，可是在梯形圖中，線圈必需放在電路的右側(cè)。

2) 適當(dāng)?shù)姆质掷^電器電路圖中的某些電路。設(shè)計(jì)繼電器電路圖時(shí)的一個(gè)基來源根基則是盡量削減圖中使用的觸點(diǎn)的個(gè)數(shù)，由于這意味著成本的勤儉，可是這往往會(huì)使某些線圈的控制電路交織在一起。在設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)重要的問題是設(shè)計(jì)的思緒要清晰，設(shè)計(jì)出的梯形圖容易閱讀和理解，其實(shí)不是辭別在意是否多用幾個(gè)觸點(diǎn)，由于這不會(huì)增加硬作的成本，只是在輸進(jìn)法式時(shí)需要多花一點(diǎn)時(shí)間。

盡量削減PLC的輸進(jìn)和輸出點(diǎn)。

PLC的價(jià)格與I/O點(diǎn)數(shù)有關(guān)，是以輸進(jìn)、輸出旌旗燈號(hào)的點(diǎn)數(shù)是下降硬件費(fèi)用的主要措施。

在PLC的外部輸進(jìn)電路中，各輸進(jìn)端可以接常開點(diǎn)或是常閉點(diǎn)，也能夠接觸點(diǎn)組成的串并聯(lián)電路。PLC不能識(shí)別外部電路的結(jié)構(gòu)和觸點(diǎn)類型，只能識(shí)別外部電路的通斷。

4) 時(shí)間繼電器的處置

時(shí)間繼電器除有動(dòng)作的觸點(diǎn)外，還有在線圈通電瞬間接通的瞬動(dòng)觸點(diǎn)。在梯形圖中，可以在按時(shí)器的線圈兩頭并聯(lián)儲(chǔ)器位的線圈，它的觸點(diǎn)相當(dāng)于按時(shí)器的瞬動(dòng)觸點(diǎn)。

5) 設(shè)置中心單元

在梯形圖中，若多個(gè)線圈都受某一觸點(diǎn)串并聯(lián)電路的控制。為了簡(jiǎn)化電路，在梯形圖中可以設(shè)置中心單元，即用該電路來控制某存儲(chǔ)位，在各線圈的控制電路中使用其常開觸點(diǎn)。這類中心元件類似于繼電器電路中的中心繼電器。

6) 設(shè)立外部互鎖電路

控制異步電念頭正以轉(zhuǎn)的交流接觸器若是同時(shí)動(dòng)作，將會(huì)造成三相電源短路。為了避免泛起這樣的事故，應(yīng)在PLC外部設(shè)置硬件互鎖電路。

7) 外部負(fù)載的額定電壓

PLC雙向晶閘管輸出模塊一般只能驅(qū)動(dòng)額定電壓AC220V的負(fù)載，若是系統(tǒng)原來的交流接觸器的線圈電壓為380V，應(yīng)換成220V的線圈，或是設(shè)置外部中心繼電器。