淺析PLC控制系統(tǒng)設計要點

時間:2013-11-27

來源:網(wǎng)絡轉載

導語:系統(tǒng)首先應按控制要求計算輸入、輸出(I/O)點數(shù),并且在選用PLC時要在實際需要點數(shù)的基礎上預留10%的余量,以備系統(tǒng)的擴展或改造。

 

PLC,是在繼電器和計算機的基礎上發(fā)展而來的,并逐步發(fā)展成為以微處理器為核心,把自動化技術、計算機技術、通信技術融為一體的新型工業(yè)自動控制裝置??删幊绦蚩刂破饕云淇煽啃詷O高(可編程控制器的平均無故障時間可達幾十萬小時,約30年)、能經(jīng)受惡劣環(huán)境的考驗、使用方便等巨大優(yōu)越性,迅速占領了工業(yè)自動控制領域,成為工業(yè)自動控制的首選產(chǎn)品。為了適應PLC技術日益廣泛的應用趨勢,近年來,許多職業(yè)技術學校開設了PLC這門具有很強實踐性、創(chuàng)造性及時代發(fā)展性的課程。

一、可編程序控制器(PLC)及編程器的選擇

雖然大部分學校所用的PLC只有一兩種,但目前市場上的PLC產(chǎn)品眾多,除國產(chǎn)品牌以外,國外的品牌有:日本OMRON、MITSUBISHI、FUJI、IDEC、HITACHI、松下,德國的西門子,韓國的LG等,我們除了要讓學生熟練掌握學?,F(xiàn)有PLC的應用外,還要讓學生了解其他產(chǎn)品PLC的特點和應用。那么如何選擇PLC產(chǎn)品呢?

1.系統(tǒng)首先應按控制要求計算輸入、輸出(I/O)點數(shù),并且在選用PLC時要在實際需要點數(shù)的基礎上預留10%的余量,以備系統(tǒng)的擴展或改造。

2.確定負載類型根據(jù)PLC輸出端所帶負載是直流型還是交流型,是大電流還是小電流,以及PLC輸出點動作的頻率等,從而確定輸出端采用繼電器輸出還是晶體管輸出,或是晶閘管輸出。不同的負載選用不同的輸出方式對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是很重要的。

3.存儲容量與指令的執(zhí)行速度是PLC選型的重要指標,一般存儲量越大、速度越快的PLC價格就越高,盡管國外各廠家產(chǎn)品大體相同,但也有一定區(qū)別。

4.“COM”點的選擇,不同的PLC產(chǎn)品,其“COM”點的數(shù)量是不一樣的,有的一個“COM”點帶8個輸出點,有的帶4個輸出點,也有帶1個或2個輸出點。當負載的種類多且電流大時,采用一個“COM”點帶1~2個輸出點的產(chǎn)品,當負載種類少數(shù)量多時,采用一個“COM”點帶4-8個輸出點產(chǎn)品。

 

5.因為各生產(chǎn)廠家的開發(fā)軟件不同,系統(tǒng)地兼容性也是選購時的重點,目前還沒有發(fā)現(xiàn)完全兼容的產(chǎn)品,應根據(jù)系統(tǒng)合理選用PLC產(chǎn)品。

6.編程器的選用:PLC編程可采取三種方式:一是用一般的手持式編程器,它只能用廠家規(guī)定的語句表中的語句編程。這種方式易于現(xiàn)場調(diào)試并且體積小、成本低,但它的效率低、適應機種類型少,比較適用于系統(tǒng)容量小、用量少的系統(tǒng)中。二是圖形編程器編程,這種方式采用圖形方式編程,方便直觀,一般電氣人員短期就可以應用自如,但編程器價格較高。三是用IBM及其兼容個人計算機+PLC軟件包編程,這種方式是效率最高的一種方式,也是最常用的一種方式,但大部分軟件包價格昂貴。不過有一些軟件包也可以網(wǎng)上免費下載。

7.盡量選用大公司的產(chǎn)品,因為其產(chǎn)品質(zhì)量有保障,且技術支持好,一般售后服務也較好,有利于以后產(chǎn)品的擴展與軟、硬件升級。

二、輸入、輸出回路的設計

1.電源回路。PLC供電一般為AC85-240V(也有DC24V),適應電源范圍較寬,但為了抗干擾,應加裝電源濾波器或1:1隔離變壓器。

2.PLC上DC24V電源的使用。各公司PLC產(chǎn)品上一般都有DC24V電源,但該電源容量小,為幾十毫安至幾百毫安,用其帶負載時應注意容量,同時做好防短路措施(因為該電源的過載或短路將影響PLC的運行)。

3.外部DC24V電源。若輸入回路有DC24V供電的接近開關、光電開關等,而PLC上的DC24V電源容量不夠時,要從外部提供DC24V電源;但該電源的“—”端不要與PLC的DC24V電源的“—”端以及“COM”端相連,否則會影響PLC的運行。

4.輸入的靈敏度。各生產(chǎn)廠家對PLC的輸入電壓和電流都有規(guī)定,當輸入元件的輸入電流大于PLC的最大輸入電流或有漏電流時,就會有誤動作,降低靈敏度。所以應用弱電流輸入并對漏電流采取防護措施,并且選用輸入為供漏型輸入的PLC。

5.外部互鎖與接地。(1)聯(lián)鎖。利用PLC控制電機正反轉等正、反動作時,為避免PC的異常動作引起事故及機械損壞,應在外部組成一個聯(lián)鎖回路。

(2)接地:為了保證PLC控制系統(tǒng)的安全,在實際應用中PLC需可靠接地。接地線不得與其它設備共用或與建筑物的金屬結構連接,否則會適得其反,受到惡劣影響。

6.PLC外部驅(qū)動電路。對于PLC輸出不能直接帶動負載的情況下,必須在外部采用驅(qū)動電路,可以用固態(tài)繼電器或晶閘管電路驅(qū)動,同時應采用保護電路和浪涌吸收電路。另外PLC的輸入輸出布線也有一定要求,請參照各公司的使用說明書。

三、擴展模塊的選用

對于小的系統(tǒng),如80點以內(nèi)的系統(tǒng),一般不需要擴展;當系統(tǒng)較大時,就要擴展。不同公司的產(chǎn)品,對系統(tǒng)總點數(shù)及擴展模塊數(shù)量都有限制,當擴展仍不能滿足需要時,可采用網(wǎng)絡結構。同時,有些廠家產(chǎn)品的個別指令不支持擴展模塊,因此,在進行軟件編程時要注意。當采用溫度等模擬模塊時,各廠家也有一些規(guī)定,請參閱相關技術手冊。

四、PLC的網(wǎng)絡設計

當用PLC進行網(wǎng)絡設計時,其難度比PLC單機控制大得多,首先應選用自己比較熟悉的機型,對其基本指令和功能指令有較深入的了解,并且指令的執(zhí)行速度和用戶程序存儲容量也應仔細了解。否則不能適應實時要求,造成系統(tǒng)崩潰。另外對通信接口、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)傳送速度等也要考慮。最后還要向PLC的廠家尋求網(wǎng)絡設計和軟件支持及詳細技術資料,至于選用幾層工作站,依照系統(tǒng)大小而定。

五、程序設計

在設計程序前,應首先熟悉所選用的PLC產(chǎn)品說明書,待熟悉后再編程。若采用圖形編程器或軟件包編程,則可直接編程,若用手持編程器編程,應先畫出梯形圖,然后編程,這樣可以減少出錯,速度也快,編成完成后先空運轉,待各個動作正常后,再在設備上調(diào)試。

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