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龙源期刊网在分布式控制系统中的应用作者：陈威达来源：《现代商贸工业》2013年第10期摘要：随着生产设备的大型化和复杂化，单个的控制单元已无法胜任大型控制系统。从多个控制单元组成的复杂控制系统入手，探究多个控制单元组成的分布式控制系统在实际中的应用。关键词：牵引座；PLC；N：N网络；HMI；分布式控制中图分类号：F49文献标识码：A文章编号：16723198（2013）100165020引言在某重型汽车牵引座焊接生产线的设计中，为保证控制系统的稳定性与成熟度，采用技术较为成熟的PLC作为焊接生产线的核心控制元件。PLC作为现场控制设备的核心元件，用于逻辑控制、过程控制、运动控制、数据处理和通信联网；HMI作为上位机是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介。1焊接线的整体结构为了满足大规模生产的需要牵引座焊接生产线将有8个工位，节拍为4.4分钟，生产线的输送方向为逆时针，总体布置图见附图1。焊接线整体生产流程及各工位实现的动作见图2。图1焊接生产线总体布局要求图2焊接线整体生产流程2控制系统的总体设计方案以PLC为控制核心单元的控制系统称为PLC控制系统。由图2可以看出，焊接生产线在一定程度上采用了模块化设计，每个工位的动作基本类似，但动作较多，需要较多点数的龙源期刊网。一般来说，PLC控制系统有三种类型。分别为单机控制系统、集中控制系统、分布式控制系统。2.1PLC单机控制系统PLC单机控制系统是最简单的控制系统，其控制器是由一台PLC构成，被控对象是单一的机器。一般情况下，该控制系统不需要太多点数的PLC，而且该PLC不需要跟其它PLC或者计算机通信。2.2PLC集中控制系统PLC集中控制系统仍然由一台PLC构成，其控制对象往往是数台机器，每个被控对象仅与一个PLC的I/O相连。由于还是采用一台PLC控制，所以各被控对象之间的数据和状态不需要额外的通讯电路。但是一旦该PLC出现故障，整个控制系统将停止工作，将可能造成大面积的停工。而且多台机器共用一台PLC，可能需要PLC配置更多的I/O点数，企业有可能需要为此控制系统订购大型的PLC。PLC集中控制系统的构造示意图如图3所示：图3PLC集中控制系统图4PLC分布式控制系统2.3PLC分布式控制系统PLC分布式控制系统（图4）比较复杂，它与前两种控制系统的最大区别就是，分布式控制系统会采用多台PLC控制。另外，分布式控制系统的被控对象通常比较多，分布在一个较大的区域内，相互之间比较远，而且被控对象之间经常交换数据和信息。分布式控制系统的上位机可以采用PLC，也可以采用计算机或者HMI。上位机的主要作用是监控被控对象的运行状态、修改被控对象的运行参数和对现场进行动态模拟显示，以方便工作人员更好地管理作业现场、及时掌握企业生产状态。比较三种不同类型的PLC控制系统，显然分布式控制系统更适用于焊接生产线。另外焊接生产线基本上采用模块化设计，各个工位具有很强的相似性。采用分布式控制，各个PLC的控制要求基本上是相同的，从而提高现场布线、PLC软件编程、电气配盘、设备安装调试和日后检修的效率。综上所述，本文将采用PLC分布式控制系统这种方案，来实现对JSK36DV焊接生产线的控制。该控制系统由4台PLC组成，每台PLC控制2个工位，HMI作为上位机。3PLC的N：N网络设计龙源期刊网而言，实现分布式控制关键是实现主站与从站之间的网络通信，N：N网络设计的目的是实现运用一台上位机来控制多台PLC，同时实现终端控制的唯一性，方便用户对控制系统的操作，也降低了控制系统的硬件成本。以JSK36DV焊接生产线来说，四台PLC将分为两个部分：（1）主站PLC一台，用PLC0来表示；（2）从站PLC三台，分别用PLC1、PLC2、PLC3表示。通过FX1N-485-BD模块并行接线方式和软件编程，即可实现这四台PLC之间的相互通讯。然后用HMI控制其中的主站PLC0，就实现了HMI对整个PLC分布式控制系统的控制，即达到了一屏多机的要求。在每台PLC上都装上FX1N-485-BD模块，然后将FX1N-485-BD模块两两之间进行并行连接，接线方式如图5所示。4总结采用分布式控制既可以避免订购大型PLC的麻烦，还可以避免因其中某一台PLC出现故障而导致整个控制系统停止工作的情况发生。在分布式控制系统下，即使其中一台PLC发生故障，其它PLC仍然能正常工作，即其它工位仍能正常作业，不会造成整条流水线停线，从而降低生产线的修护成本，也间接地保证了企业的生产能力。参考文献[1]郭艳玲，刘军，隋磊.牵引座设计开发[J].重型汽车，2011，（3）：1517.[2]汪建.国内外牵引座技术水平初析[J].轻型汽车技术，1989，（1）：1420.[3]龚仲华.三菱FX系列PLC应用技术[M].北京：人民邮电出版社，2010：1117.[5]殷建国.PLC在汽车焊接生产线上的应用研究[D].大连：大连理工大学，2007.[6]姚屏，王晓军，王会芹.电气与PLC控制技术[M].北京：化学工业出版社，2009：4246.[7]高钦和.可编程控制器应用技术与设计实例[M].北京：人民邮电出版社，2004：2327.