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PLC控制系统设计步骤及注意事项_11

2019-04-08 09:23栏目:评测
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  可编程序控制器(PLC)是以微处理器技术为基础,综合计算机技术和自动控制技术发展起来的一种新型工业控制器,广泛应用于工业控制的各个领域。在现代化的工业生产设备中,有大量的数字量及模拟量的控制装置,例如电机的起停,电磁阀的开闭,产品的计数,温度压力流量的设定与控制等,在工业现场中采用可编程序控制器(PLC)来解决自动控制问题已成为最有效的方式之一。本文叙述了在进行PLC控制系统设计时应该注意的事项。

  一、硬件选购

  目前市场上的PLC产品众多,性价比越来越高,可选范围越来越大,为此,我们在选购时应从下面几个方面综合考虑,合理选购PLC产品:

  1.1、系统规模 首先应确定系统是用PLC单机控制,还是用PLC网络控制,并由此计算PLC输入、输出点数 在确定PLC输入 输出点数时一般要在实际需要点数的基础上留有10%的余量。

  1.2、负载类型 根据PLC输出端所带的负载是直流型还是交流型,是大电流还是小电流,以及PLC输出点动作的频率等因素来确定输出端采用继电器输出,还是晶体管输出,或品闸管输出不同的负载选用不同的输出方式,这对系统的稳定运行是很重要的。

  1.3、存储容量 与速度 一般存储容量越大、速度越快的PLC价格就越高 我们在选择时不应盲目追求大容量高速度,而应根据系统的大小合理的选用PLC产品。

  1.4、工作环境 工作环境是PLC工作的硬性指标。自控系统将人们从繁忙的工作和恶劣的环境中解脱出来,就要求自控系统能够适应复杂的环境,诸如温度、湿度、噪音、信号屏蔽、工作电压等,一定要选择适应实际工作环境的产品。

  1.5 、售后服务 应尽量选用大公司的产品,其质量有保障,且技术支持好,一般售后服务也较好,还有利于你的产品扩展与软件升级。

  二、输入回路设计注意事项:

  2.1、 电源回路PLC供电电源一般为AC85-240V(也有DC24V),适应电源范围较宽,但为了抗干扰,应加装电源净化元件(如电源滤波器 1: 1隔离变压器等)。

  2.2、PLC上DC24V电源的使用 各公司PLC产品上一般都有 DC24V 电源,但该电源容量小,为几十毫安至几百毫安,用其带负载时要注意容量,同时要有短路保护措施。

  2.3、 外部DC24V电源的使用 若输入回路有 DC24V供电的接近开关 光电开关等,而PLC上DC24V电源容量不够时,要从外部提供DC24V电源,但该电源的 - 端不要与PLC的DC24V的 - 端以及COM端相连,否则会影响PLC的运行。

  2.4、 输入的灵敏度 当输入电压 电流小于各厂家对 PLC 的输人端电压和电流的规定,如当输入回路串有二极管或电阻(不能完全启动),或者有并联电阻或有漏电流时(不能完全切断),就会有误动作,造成灵敏度下降,对此应采取措施。当输入器件的输入电流大于PLC的最大输入电流时,也会引起误动作,应采用弱电流的输入器件,并且选用输入为共漏型输入的PLC。

  三、输出回路设计注意事项:

  3.1、输出方式选择

  (1)继电器输出:优点是不同公共点之间可带不同的交直流负载,且电压也可不同,带负载电流可达2A 点;但继电器输出方式不适用于高频动作的负载,这是由继电器的寿命决定的 (2)晶闸管输出:带负载能力为0.2A/ 点,只能带交流负载,可适应高频动作,响应时间为 1ms (3)晶体管输出:最大优点是适应于高频动作,响应时间短,一般为0.2ms左右,但它只能带DC5-30V的负载,最大输出负载电流为0.5A/点,但每4点不得大于0.8A。当你的系统输出频率为每分钟 6 次以下时,应首选继电器输出,因其电路设计简单,抗干扰和带负载能力强 当频率为 10 次/min 以下时,既可采用继电器输出方式,也可采用PLC输出驱动达林顿三极管(5-10A),再驱动负载。

  3.2、抗干扰与外部互锁

  当PLC输出带感性负载,负载断电时会对PLC的输出造成浪涌电流的冲击,为此,对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管,对交流感性负载应并接浪涌吸收电路,可有效保护 PLC 当两个物理量的输出在 PLC内部已进行软件互锁后,在 PLC的外部也应进行互锁,以加强系统的可靠性。

  3.3、 COM 点的选择

  不同的PLC产品,其COM点的数量是不一样的,有的一个COM点带8个输出点,有的带4个输出点,也有带2个或1个输出点的 当负载的种类多,且电流大时,采用一个COM点带1-2个输出点的PLC产品;当负载数量多而种类少时,采用一个 COM 点带4-8 个输出点的PLC产品,这样会对电路设计带来很多方便 每个COM点处加一熔丝,1-2个输出时加 2A 的熔丝,4-8点输出的加5-10A的熔丝。

  3.4、PLC外部驱动电路

  对于PLC输出不能直接带负载的情况下,必须在外部采用驱动电路:可以用三极管驱动,也可以用固态继电器或晶闸管电路驱动,同时应采用保护电路和浪涌吸收电路,且每路有显示二极管(LED)指示。印制板应做成插拔式,易于维修PLC的输入输出布线也有一定的要求,请看各公司的使用说明书。

  四、扩展模块的选用

  对于小的系统,如80点以内的系统。一般不需要扩展,当系统较大时,就要扩展。不同公司的产品,对系统总点数及扩展模块的数量都有限制,当扩展仍不能满足要求时,可采用网络结构。有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块,因此,在进行软件编制时要注意当采用温度等模拟模块时,各厂家也有一些规定,请看相关的技术手册。各公司的扩展模块种类很多,如单输入模块、单输出模块输入输出模块、温度模块、高速输入模块等。

  五、PLC的网络设计

  当用PLC进行网络设计时,其难度比PLC单机控制大得多 首先你应选用自己较熟悉的机型,对其基本指令和功能指令有较深入的了解,并且指令的执行速度和用户程序存储容量也应仔细了解。否则,不能适应你的实时要求,造成系统崩溃。另外,对通信接口、通信协议数据传送速度等也要考虑。最后,还要向PLC的商家寻求网络设计和软件技术支持及详细的技术资料,至于选用几层工作站,依你的系统大小而定。

  六、软件编制

  在编制软件前,应首先熟悉所选用的PLC产品的软件说明书,待熟练后再编程。若用图形编程器或软件包编程,则可直接编程,若用手持编程器编程,应先画出梯形图,然后编程,这样可少出错,速度也快编程结束后先空调程序,待各个动作正常后,再在设备上调试。