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1、怎样搭建一个完好的PLC应用系统导语:分析控制类型和预估PLC选型所需参数。一般PLC适用于四种控制类型,即顺序控制,经过控制,运动或者位置控制和网络通讯等。 工程分析需要对工程的消费工艺、工作环境、硬件需求和控制要求等方面进展全面分析。这项工作是整个系统设计的根底。假如前期工程分析不到位,将会造成后面硬件选型不准确,导致工程延期。 一、工程分析 工程技术人员首先要对工程工程进展分析,即工程工程的控制流程和每个流程的控制类型,并对整个工程可能出现问题做出预判。 1分析控制流程。分析控制流程时,建议绘制相关的控制流程图,明晰的标注每一步工作的内容和到下一步的条件。 2分析控制类型和预估PLC选型
2、所需参数。一般适用于四种控制类型,即顺序控制,经过控制,运动或者位置控制和网络通讯等。工程技术人员在分析控制要求后,根据绘制的控制流程图,将每个控制流程的控制类型进展分类,再根据工程的复杂程度将组合出控制类型,因此前期准确地分析每一步的控制类型,将有助于选型的准确和问题的预估。 在分析工程控制类型的同时,工程技术人员还要预估选型所需要的重要参数值。如顺序控制中的I/O点数;假设使用编码器,要根据编码器的参数计算其输出脉冲的频率值,进而换算成PLC高速计数的脉冲频率。再如,经过控制中模拟量数和模拟量精度、运动控制中PLC对于伺服驱动器反应信号的响应速度和PLC高速脉冲输出的数目,以及在网络通讯时
3、,所选PLC是否支持相应的网络类型等参数。 二、预估可能出现的问题 对于可能出现问题的预估是工程分析中较难的环节。这不仅需要工程技术人员对现场的工作环境和整个工程控制难点可以较好地把握,还要对可能出现的突发情况和危险具有前期预判。 1设备工作环境的把握。工程人员需要对消费环境有较全面的认识。如纺织机械所处工作环境的空气湿度高、振动较大,所以设计PLC系统时要做好防震处理。又如建材加工厂的环境温度比拟高,并且有很大的粉尘和较强的静电,因此工程技术人员要在保证电气控制柜透风良好的前提下,进一步做好防尘和除静电处理。 设备工作环境的把握不仅仅局限于物理的环境,随着PLC应用的深化,更需考虑人员因素。
4、如设备操纵人员的素质较低时,需要开发较为简练的设备操纵界面。 2工程难点的预期。工程难点的预期其实就是对工程核心问题的把握。如喷气织机设备的控制核心就是怎样快速有序地控制电磁阀,利用压缩空气的摩擦力来牵引纬纱穿过纺织梭,完成纺织的引纬工作,这需要PLC具有非常快的响应速度。在确定工程难点后,工程技术人员可以根据难点来对PLC进展选型。从整个工程的角度出发,工程的难点就是系统设计的特点,也是PLC选型的方向。 3工程危险的前期预估。在工程设计前期,工程技术人员需对本工程可能出现的危险情况进展预判。如顺序控制或者运动控制中调试设备时对于误动作的防护;在经过控制中,测试时是否有高压,高温或有毒有害物
5、质以及相关的防护措施。在工程设计前期对危险进展预估有助于加强工程技术人员的平安意识。 PLC硬件选型 PLC的选型是工程技术人员根据前期工程分析和工程难点的预期来选择适宜PLC,主要根据以下原那么。 一、先特殊后一般原那么 根据工程经历,大多数工程工程中制约PLC选型的因素主要集中在几个关键点上,所以应遵循先特殊后一般的原那么选择PLC。 所谓特殊即工程有哪些特殊的控制要求,不同控制类型有着不同的首要制约因素。如顺序控制中,CPU的程序容量和I/O点的扩展才能为PLC选型的主要因素。经过控制中,那么以控制模拟量的数目和模拟量的精度作为出发点进展选型。在较为简单的运动控制中,PLC需要接收来自现
6、场编码器送回的位置信号并相应地发出一定频率的脉冲来控制伺服电机,因此PLC处理数据的速度、输入端接收高速脉冲的才能和输出端高速脉冲的发送才能将成为PLC选型的首要因素。而在大型复合工程中,需使用不同的PLC组网,因此PLC支持的网络类型那么成为PLC选型的首要因素。 工程技术人员需按照本工程的核心需求,将不同的控制要求按照从特殊到一般的顺序进展排列,如此选型将事半功倍,更可降低工程的整体难度。 二、由下至上原那么 由下至上原那么的目的是将PLC选型的性价比最大化。目前多数厂家的PLC产品分成多个系列。当工程技术人员选型时,按照第一步从特殊到一般的选型顺序,从最低款PLC开场,逐一对照性能参数。
7、当发现不知足要求时,考虑较高一款产品。以此类推,直至选取全部知足要求的PLC型号。如假设由上至下选型,那么会使PLC功能浪费,造成大马拉小车。 三、PLC开关量输入/输出单元的选择 PLC的开关量输入点是用来承受现场传感器所输入的电平信号,开关时输出点的作用根据内部的控制信号来驱动外部负载。 1开关量输入端子的选择。如今市面上PLC输入点均为晶体管输入,使用者只需要根据前期预估的输入点数目选择即可。但是这里需要留意,因PLC端接线类型不同,分别有NPN和PNP两种输入方式,其意义是输入端是以低电平有效还是以高电平有效,一旦确定输入端的接线类型,那么需选用一样类型输入的传感器,即NPN和PNP型
8、的传感器不能共用一个PLC的输入端子。 如今市面上PLC输入端子多为直流24V的输入电压,假如需要其将他电压规格的传感器接入到PLC,需用继电器做相应的隔离,保证接入PLC输入端的信号为直流24V电压。 2开关量输出端子的选择。PLC开关量输出点的类型主要为继电器型输出和晶体管输出两种。 1继电器输出型。继电器输出负载才能好,可以短时间承受较高过电压和过电流,有较强的隔离作用。但是由于继电器内部为机械触点,动作寿命有限,所以只能用于连接动作频率较低且不需要高速脉冲输出的场合。 2晶体管输出型。晶体管型输出是以通过控制其内部三极管的导通为手段,来到达控制输出端子通断目的,并且其内部并没有机械触点
9、构造,所以相比于继电器输出触点,晶体管输出触点寿命长,动作频率高,不易损坏,缺点为负载才能较差。 3开关量输出端子选型的考前须知 类似于输入端,晶体管输出端子也分为NPN型和PNP型两种。一旦型号确定那么只能按照同种接线方式连接负载。 在实际应用中,建议工程技术人员多项选择用晶体管输出型PLC,并在输出端使用继电器连接外部负载,形成对于下游负载设备的电气隔离,这样的组合综合了晶体管寿命长和继电器负载才能强的优点。假如现场出现电气故障,PLC输出端子将会因受到隔离继电器保护而免受损坏,只需要更换损坏的继电器即可。而一旦继电器输出型PLC端子损坏,将无法修复损坏端子。 四、先内置后扩展原那么 随着
10、PLC的不断更新换代,十分是小型机功能的不断增强,PLC单机已内置了很多扩展模块的功能,如模拟量功能,通讯功能等。因此,选型时尽可能选用内置功能多的PLC,既降低了本钱,又节省控制柜空间,更可以简化设置和编程工作量。 五、PLC选型冗余量的把握 由于前期预估、现场施工改动和后期维护晋级的需要,PLC选型需考虑一定的冗余量。主要考虑I/O点的数目,较小的工程控制在20%的冗余范围;较大的工程控制在5%10%。其它如模拟量,通讯和总线功能的冗余问题,需工程技术人员根据现场硬件配置灵敏把握,假如控制功能均为PLC内置的,那么需更换高一级单机PLC;假设控制功能是通过扩展模块实现的,那么考虑冗余时仅需
11、更新相应模块即可。 PLC编程要点 1根据控制流程图分配程序段 根据前期控制流程图将控制程序分解成不同的程序段,这样可以使程序整体构造明晰,便于后期调试程序。假如工程较复杂,将程序分段后便于分配给假设干名编程人员同时编程和调试,从整体上进步了编程效率。 2编制I/O表和内存表 编制I/O表是给每个输入/输出点分配地址并做注释,防止编程时出现I/O点混乱的问题。编制内存表是分配PLC内存地址给程序的中间变量并做注释,便于编程时引用。 3简化编程 编程员在熟悉PLC指令系统的根底上,纯熟使用高级指令编程,可以极大地减少编程工作量,节省PLC存储器空间,有助于更好地发挥PLC功能。 4注释明晰 为了
12、方便后期调试程序,编程时需将每个相关点的注释明晰地标注在程序中,包括使用的特殊指令目的等。程序可读性好,为后期工程维护和晋级打下根底。 PLC程序调试方法 PLC应用程序的调试工作可以分为模拟调试和联机调试两个步骤。 一、模拟调试 模拟调试是指根据开关量I/O单元上各位对应的发光二极管的显示状态而不带输出设备进展的调试。 设计好控制程序后,一般先作模拟调试。有的PLC厂家提供了在计算机上运行、可用来替换PLC硬件来调试程序的仿真软件,例如欧姆龙公司与CX-Programmer编程软件配套的CX-Simulator仿真软件等。在仿真时按照系统功能的要求,将某些输入元件位强迫为ON或者OFF,或者
13、改写某些元件中的数据,监视系统的功能是否能正确实现。 假如连接上PLC硬件来调试程序时,可以使用接在输入端子上的小开关和按钮来模拟PLC实际的输入信号,例如用它们发出操纵指令,或用它们模拟实际的反应信号,如行程开关触点的接通和断开等。通过开关量输出单元上各输出点对应的发光二极管,观察输出信号是否知足设计的要求。 调试顺序控制程序的主要任务是检查程序的运行是否符合顺控图的规定,即在某一转换实现时,是否发生活动步状态的正确变化,该转换所有的前级步是否变为不活动步,所有的后续步是否变为活动步,以及各步被驱动的负载是否发生相应的变化。在调试时应充分考虑各种可能的情况,对系统各种不同的工作方式、顺控图中
14、的每一条支路、各种可能的进展道路,都应逐一检查,不能遗漏。发现问题后及时修改程序,直到在各种可能的情况下输入信号与输出信号之间的关系完全符合要求。假如程序中某些定时器或者计数器的设定值过大,为了缩短调试时间,可以在调试时将它们减小,模拟调试完毕后再写入它们的实际设定值。 总之,模拟调试是整个程序设计工作中一项很重要的内容,它可以初步检查程序的实际效果。模拟调试和程序编写是密不可分的,程序的很多功能是在调试中不断修改和逐步完善的。模拟调试既可以在实验室内进展,也可以在现场施行。假如是在现场进展模拟调试,那就应将PLC系统与现场信号隔离,切断I/O单元的外部电源,以免引起不必要的损失。 二、联机调
15、试 联机调试是指将PLC安装到控制柜中,并连接输入元件和输出负载,运行控制程序进展整体调试的经过。 在对程序进展模拟调试的同时,可以设计、制作控制柜,PLC之外其他硬件的安装、接线工作也可以同时进展。完成控制柜内部接线后,应测试接线。可以在控制柜的接线端子上模拟PLC外部的开关量输入信号,或者操纵控制柜面板上的按钮和指令开关,观察对应PLC输入点的状态变化是否正确。用编程器或者编程软件将PLC的输出点强迫置位或者复位,观察对应PLC的负载如外部的继电器、接触器等动作是否正常,或者对应控制柜接线端子上输出信号的状态变化是否正确。 对于有模拟量输入的系统,可以给变送器提供标准的输入信号,通过调节单元上的电位器或者程序中的参数,使模拟量输入信号和转换后的数字量之间的关系知足要求。 在现场安装好控制柜并完成柜内接线测试后,将外部的输入元件和执行机构接入PLC,将PLC置于运行形式,运行控制程序,检查控制系统是否能知足要求。 在调试经过中将暴露出PLC系统可能存在的硬件问题及梯形图设计中的问题,发现问题后在现场加以解决,直到完全符合要求。全部调试完成后,还要经过一段时间的试运行,以检验系统的可靠性。 0