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PLC控制系统设计的要点 点击:5429 | 回复:38



xilinxue

    
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发表于:2010-01-19 22:11:32
楼主
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,工业现场中的这些自动控制问题,若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工具之一,本文叙述PLC控制系统设计时应该注意的问题。
硬件选购目前市场上的PLC产品众多,除国产品牌外,国外有:日本的 OMRON、MITSUBISHI、FUJJ、anasonic德国的SIEMENS,韩国的LG等。近几年,PLC产品的价格有较大的下降,其性价比越来越高,这是众多技术人员选用PLC的重要原因。那么,如何选购PLC产品呢?

1、系统规模首先应确定系统用PLC单机控制,还是用PLC形成网络,由此计算PLC输入、输出点。数,并且在选购PLC时要在实际需要点数的基础上留有一定余量(10%)。
2、确定负载类型根据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,从而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,对系统的稳定运行是很重要的。
3、存储容量与速度尽管国外各厂家的PLC产品大体相同,但也有一定的区别。目前还未发现各公司之间完全兼容的产品。各个公司的开发软件都不相同,而用户程序的存储容量和指令的执行速度是两个重要指标。一般存储容量越大、速度越快的PLC价格就越高,但应该根据系统的大小合理选用PLC产品。
4、编程器的选购PLC编程可采用三种方式:是用一般的手持编程器编程,它只能用商家规定语句表中的语句编程。这种方式效率低,但对于系统容量小,用量小的产品比较适宜,并且体积小,易于现场调试,造价也较低。是用图形编程器编程,该编程器采用梯形图编程,方便直观,一般的电气人员短期内就可应用自如,但该编程器价格较高。是用IBM个人计算机加PLC软件包编程,这种方式是效率最高的一种方式,但大部分公司的PLC开发软件包价格昂贵,并且该方式不易于现场调试因此,应根据系统的大小与难易,开发周期的长短以及资金的情况合理选购PLC产品。
5、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。

一、输入回路的设计
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、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,同时作好防短路措施(因为该电源的过载或短路都将影响PLC的运行)。
3、外部DC24V电源 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。
4、输入的灵敏度各厂家对PLC的输人端电压和电流都有规定,如日本三菱公司F7n系列PLC的输入值为:DC24V、7mA,启动电流为4.5mA,关断电流小于1.5mA,因此,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,灵敏度下降,对此应采取措施。另一方面,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,并且选用输人为共漏型输入的 PLC,Bp输入元件的公共点电位相对为负,电流是流出 PLC的输入端。

二、输出回路的设计
1、各种输出方式之间的比较
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。其寿命随带负载电流的增加而减少,一般在几十万次至Jl百万次之间,有的公司产品可达1000万次以上,响应时间为10ms。
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。
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 DC 5—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,可大大减小
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、“GOM“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,因 PLC内部一般没有熔丝。
4、PLC外部驱动电路对于 PLC输出不能直接带动负载的情况下,必须在外部采用驱动电路:可以用三极管驱,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。

三、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;同时,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。 PLC的这种模块化设计为用户的产品开发提供了方便。

四、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。

五、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。




ZENGMINMIN198739

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发表于:2010-02-20 13:35:17
1楼

学习·················

jingxinjie01

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发表于:2010-02-22 18:32:04
2楼

好..................

lion333333

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发表于:2010-02-24 07:45:50
3楼
不错,我这里的PLC是24V供电,出现过一次开关电源坏的现像,如果做双电源是不是更好?要做,如何隔离与投运?能给个回复吗?

qianhanlu

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发表于:2010-02-24 11:24:39
4楼

好东东!学习学习在学习。。。。。。

songlei

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发表于:2010-02-24 23:23:08
5楼

谢谢楼主,很好的文章!

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huangzz

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6楼

好文章,学习了,谢谢。

whyazlr

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7楼
学习了,非常好,希望楼主继续发表好东东

大森林

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8楼

好啊,向你们学习了.谢谢.

goosensse

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9楼

不错  好文章。我这里曾经就出现过雷击将模块烧毁。

cc4000

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发表于:2010-03-21 10:42:01
10楼
谢谢楼主,很好的文章,帮助很大

SLJ1891

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11楼

谢谢楼主分享,学习了

marksman000

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12楼

有用处,顶起来。hehe

qhdhgq

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13楼
挺实用,顶起来.QAZ

鸟儿飞翔

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14楼

写得很好,很有用。学习学习

flc13179

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15楼

真的是很好的文章,谢谢!!

yeyecun

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16楼

学习了,好文章,谢谢了。

z_hoben

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17楼

        糊弄小孩子的东西。

        这种“系统”设计,也就是用个欧姆龙的几个点的小PLC带几个灯泡闪闪啥的。

        真正的工业控制系统哪里像你这样简单?

        建议各位读者去看看《面向对象的现代工业控制系统实用设计技术》,这才是介绍建立大的现代工业控制系统所必需的知识体系呢。

xf125125

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18楼
好  定  东方文化和

huangfanghai

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发表于:2010-04-03 22:25:15
19楼
这篇论文很好,我学到好多。

shanlin453

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发表于:2010-04-05 00:26:51
20楼

谢谢楼主的总结,长见识了


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