Page 156 - 可编程控制器设计原理

Principles of Programmable Logic Controller Design
可编程控制器设计原理

监测牵引过程中的拉力大小。拉力传感器的工作原理与压力传感器类似，也是通
过检测受力变形引起的物理量变化来测量拉力。例如，在一个使用钢丝绳牵引的
送料小车系统中，拉力传感器可以准确测量钢丝绳的拉力，当拉力异常增大或减

小时，系统可以判断是否存在物料卡住、牵引装置故障等问题，并及时进行处理。
2. 数据采集与传输
(1)PLC 数据采集
PLC 是自动往返送料小车控制系统的数据采集核心。它配备了多种输入模

块，用于接收不同类型传感器的信号。对于数字信号传感器（如限位开关、霍尔
传感器），PLC 的数字输入模块可以直接读取其输出的开关量信号。对于模拟信
号传感器（如测速发电机、压力传感器），PLC 的模拟输入模块会将传感器输出
的模拟电压或电流信号转换为数字量。在数据采集过程中，PLC 按照一定的采样

周期对传感器信号进行采样。采样周期的选择需要根据系统的实际需求和传感器
的响应特性来确定，一般在几毫秒到几百毫秒之间。例如，对于速度变化较快的
小车系统，采样周期可以设置为 10 毫秒，以确保能够及时捕捉到速度的变化。
(2) 通信网络传输

工业以太网具有传输速度快、带宽高、可靠性强等优点，适用于大规模的自
动化控制系统。在自动往返送料小车系统中，工业以太网可以将 PLC 采集到的
数据快速准确地传输到监控中心的上位机。同时，上位机也可以通过工业以太网
向 PLC 发送控制指令，实现实时的双向通信。工业以太网采用标准的 TCP/IP 协

议，具有良好的开放性和兼容性，可以方便地与其他工业设备和系统进行集成。
例如，在一个包含多台送料小车的自动化生产线中，通过工业以太网可以将所有
小车的运行数据集中传输到监控中心，实现对整个生产线的统一监控和管理。
如 Profibus、CAN 总线等，具有抗干扰能力强、实时性好等特点。现场总线

可以将多个传感器和执行器连接成一个网络，实现数据的分布式采集和传输。在
自动往返送料小车控制系统中，现场总线可以将各个位置、速度和负载传感器的
数据集中传输到 PLC。例如，采用 Profibus 现场总线，传感器可以作为从站连接
到总线上，PLC 作为主站对从站进行数据采集和控制。现场总线的通信协议可以

确保数据的可靠传输，即使在复杂的工业环境中也能保证系统的稳定性。

148