锅炉吹灰系统PLC控制的设计
对吹灰系统图的补充：
图2-7为控制系统的主发生器，“空气管线”接压缩空气，“接乙炔管线”送入乙炔气体，乙炔气体进气量由电磁阀的开启时间来控制。空气和乙炔按照一定的比例进入混合罐并充分混合，再在点火罐中点燃混合气体，送入层分配器中，控制系统会自动控制电动球阀开启和关闭，来确定进行某一层的吹灰。每除一次灰，系统要进行吹扫控制，目的是吹扫残余的废气。
图2-7 主发生器
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第三章 可编程控制器
随着科学技术的发展，电气控制技术在各领域中得到越来越广泛的应用。可编程控制器（Programmable Logic Controller）的应用使电气控制技术发生了根本的变化。PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、半导体技术、自动控制技术、数字技术、和网路通讯技术发展起来的一种通用工业自动控制装置。PLC以其可靠性高、灵活性强、使用方便的优越性，迅速占领了工业控制领域。从单机自动化到生产线自动化及至工厂自动化，从工业机器人、数控设备到柔性制造系统（FMS），从集中控制系统到大型集散控制系统，PLC均充当着重要角色，并展现出了强劲的态势。PLC作为先进的、应用势头最强的工业控制器风靡全球。PLC技术、CAD/CAM技术和工业机器人成为现代工业控制的三大支柱[3]。
3.1可编程控制器概述
在PLC问世之前，工业控制领域中是继电器控制占主导地位。继电器控制系统有着十分明显的缺点：体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差，尤其当生产工艺发生变化时，就必须重新设计、重新安装，造成时间和资金的严重浪费。为了改变这一现状。1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号不断更新的要求，以在激励竞争的汽车工业中占到优势，提出要研究一种新型的工业控制装置来取代继电器控制装置，为此，特拟定了十项公开招标的技术要求，即：
1）编程简单方便，可在现场修改程序; 2）硬件维护方便，最好是插件式结构; 3) 可靠性要高于继电器控制装置； 4）体积小于继电器控制装置； 5）可将数据直接送入管理机算机； 6）成本上可与继电器柜竞争； 7）输入可以是交流115V；
8）输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀； 9）扩展时，原有系统只需做很小的改动； 10）用户程序储存器容量至少可以扩展到4KB。
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第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，使得电气控制功能实现了程序化，这就是第一代可编程序控制器。
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则而设计。可编程控制器是“数字运算操作的电子系统”即为计算机产品。“专为在工业环境下应用而设计”，即为工业计算机。这种工业计算机采用“面向用户的指令”。因此编程方便，它能完成“逻辑运算、顺序控制、定时、计算和算术操作”，它还具有“数字量或模拟量输入输出控制”的能力。并且非常容易与“工业控制系统联成一体”，易于扩充。这就是新一代的、现场工人易于接受的“蓝领计算机”，是真正的工业控制计算机。
3.2 PLC的特点和应用领域
1.可靠性高
由于采取了一系列的保证PLC高可靠性的措施,PLC的平均无故障时间(MTBF)一般可达3～5万小时.而且PLC的环境适应性也很强,它能在工业环境下可靠的工作.PLC的高可靠性已受到用户的普遍认可.这是PLC得到广泛应用的重要原因之一.目前在国内外应用非常广泛。
保证PLC高可靠性的主要措施:良好的综合设计(综合考虑整体的可靠性):选用优质器件采用隔离,滤波屏蔽等抗干扰技术;采用先进的电源技术;采用时势监控技术和故障诊断技术;采用冗余技术及良好的制造工艺.
2.编程简单
PLC最常用的编程语言是梯形图语言.梯形图语言与继电器原理图相类似,这种语言形象直观,容易掌握,不需要专门的计算机知识,便于广大现场技术人员掌握.当生产流程需要改变时,就可以现场改变程序,使用方便,灵活.在大型的PLC中还有BASIC语言等可以满足不同控制对象和不同使用人员的要求.
应当指出:为了更灵活的使用PLC,充分发挥它的功能(尤其是大型的PLC), PLC的应用软件设计需要较深入的掌握计算机硬件和软件方面的知识.
3.通用性强
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各个PLC的生产厂家都有各种系列的产品选择.用户可根据控制对象的规模和控制要求.选择合适的PLC产品,组成所需要的控制系统.在进行应用设计时,一般不需要进行其他附件装置的制作,从而使设计简化.
PLC是由各种模块构成，根据不同的要求可象搭积木一样选取不同的I\\O模块、通信模块组成不同的系统。
4.体积小,结构紧凑,安装,维护方便
PLC体积小, 结构紧凑,便于安装.一般PLC都具有自诊断,故障报警,故障种类显示等功能,便于操作和维修人员的检查,可以较容易通过更换模块插件，来迅速排除故障。PLC的结构紧凑，与被控制对象的硬件连线方式简单，接线少、便于维护。
二、PLC的应用领域
PLC已广泛应用于国内外的机械、冶金、化工、汽车、轻工等行业中。若按应用类型来分，PLC的应用领域大致可分为以下几个领域。
1.开关逻辑控制
PLC最基本的功能是逻辑运算、计时、计数等，可实现逻辑控制，常常用来取代传统的继电器控制系统。PLC对一些机床、机械手（简易机器人）的控制、生产流水线的控制都属于这一类型. 这是PLC最基本的应用 2.闭环过程控制
大中型PLC都有多路的模拟量输入输出和PID控制,甚至有的小型的PLC也有模拟量输入输出.这样, PLC可以用作模拟量控制,用于过程控制. 3.位置控制
较高档次的PLC都有位置控制模块,用于控制进步电动机或司服电动机，实现对各种机械的运动控制以及位置控制。 4.监控系统
用PLC可以构成监控系统以及位置控制。进行数据采集和处理，监控生产过程。 5.分布式控制系统
近几年，随着计算机控制技术的发展，国外正兴起工厂自动化(FA)网络系统.较高档次PLC的都有联网功能，通过联网可以将PLC与PLC, PLC与上位机(host computer )连接起来,构成多极分布式控制系统。
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3.3 PLC控制系统的组成
PLC控制系统像一般的计算机一样,也是由硬件和软件两大部分构成的。硬件是指PLC本身及其外围设备,软件是指管理PLC的系统软件, PLC的应用程序,编程语言和程序支持工具软件.
3.3.1 硬件组成
可编程控制器主要由中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入输出单元（I/O）、电源和编程器等几部分组成，其结构如图3—1所示。
图3—1 小型可编程控制器结构图
1. 中央处理单元
可编程控制器中常用的CPU主要采用通用微处理器、单片机和双极型位片式微处理器三种类型，可编程控制器的档次越高，CPU的位数也越多，运算速度也越快，功能指令越强。
2. 存储器
可编程控制器配有两种存储器：系统存储器和用户存储器。系统存储器存放系统管理程序。用户存储器存放用户编制的程序。小型可编程控制器的存储器的容量一般在8K字节以下。
3. 输入输出单元
实际生产过程中的信号是多种多样的，外部执行机构所需的电平也是千差万别
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