基于PLC雙電源開關(guān)設(shè)計(jì)論文.doc

目 錄摘要iabstractii第1章 緒論1.1引言1.2設(shè)計(jì)的要求1.2.1 設(shè)計(jì)的基本原則1.2.2 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1.2.3 plc控制系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)步驟第2章 基于plc雙電源開關(guān)總體方案設(shè)計(jì)2.1 引言2.2 設(shè)計(jì)要求2.3 總體方案的確定第3章 基于plc雙電源開關(guān)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 引言3.2 電氣控制方案設(shè)計(jì)3.3 plc型號(hào)的選擇3.4 特殊功能模塊的選擇3.4.1 技術(shù)參數(shù)3.4.2 fx2n-4a/d模塊的接線方式3.4.3 緩沖寄存器及設(shè)置3.4.4 檢測(cè)參數(shù)設(shè)置3.3 i/o口設(shè)計(jì)3.4 系統(tǒng)外部連線電路設(shè)計(jì)第4章 基于plc雙電源開關(guān)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 引言4.2 plc控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)主要步驟4.3 流程圖設(shè)計(jì)4.4 梯形圖設(shè)計(jì)4.5 plc程序語句表第5章 心得體會(huì)結(jié)論參考文獻(xiàn)致謝附錄基于plc雙電源開關(guān)設(shè)計(jì)摘要：隨著人們對(duì)供電可靠性要求越來越高，很多場(chǎng)合需要用兩路電源來保證供電的可靠性，這就需要一種雙電源切換器在兩路電源之間進(jìn)行可靠切換。采用可編程控制器(plc)解決這類問題具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在電氣自動(dòng)化方面具有廣闊的應(yīng)用前景和很大的市場(chǎng)潛力。與傳統(tǒng)繼電控制系統(tǒng)相比較，可編程控制器(plc)的優(yōu)勢(shì)在于：體積小型化，高度集成，同時(shí)還有數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)通訊功能。plc作為新一代的工業(yè)控制裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能全面、可靠性高。本課題是基于可編程控制器的雙電源開關(guān)設(shè)計(jì)，用以實(shí)現(xiàn)雙電源開關(guān)的自投自復(fù)，缺相和欠壓保護(hù)，使之可以適應(yīng)用電要求較高企業(yè)的需求。本文分析了基于plc的雙電源開關(guān)的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)方法，主要闡述了系統(tǒng)硬件、軟件的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：雙電源切換；plc；數(shù)據(jù)處理；缺相和欠壓保護(hù)plc-based design of dual-power switch abstract: with increasing demands for high reliability, a number of occasions the need to use two power supplies to ensure reliability of electricity supply, which requires a dual power switch between the two reliable switching power supply. the use of programmable logic controller (plc) to solve this problem has a unique advantage in electrical automation applications have broad prospects and great market potential. relay control system with the traditional, compared to programmable logic controller (plc) has the advantage of being: the volume of smaller, highly integrated, but also the number of computing, data processing and data communication functions. plc as a new generation of industrial control devices, simple structure, the performance of a comprehensive, high reliability. this topic is based on the programmable logic controller design of dual-power switch, dual power switch for the automatic switch from the complex, lack of phase and under-voltage protection, so that electricity can be adapted to the needs of demanding enterprises. this paper analyzes the plc-based dual-power switch design, design methods, mainly on the system hardware and software design. key words: dual-power switch; plc; data processing; missing phase and undervoltage protection第1章 緒 論1.1 引言 雙電源切換控制主要用于三相交流(380v220v 3n 50hz)供配電控制。這類電源切換控制多數(shù)采用繼電器邏輯控制電路實(shí)現(xiàn)，其特點(diǎn)是：其輸入有兩路供電電源 a和b對(duì)負(fù)載供電。正常工作時(shí)，只電源a對(duì)負(fù)載供電，電源b作為備用電源；當(dāng)電源a發(fā)生故障時(shí)，控制系統(tǒng)能快速切斷故障電源a，使備用電源b接通。由此存在的問題是：(1)無缺相保護(hù)功能。當(dāng)發(fā)生任一相或兩相缺相時(shí)，由于控制系統(tǒng)沒有缺相檢測(cè)和保護(hù)切換措施，造成缺相的故障電源不能切斷，正常供電電源不能及時(shí)投入，又沒有相應(yīng)的信號(hào)提示，這樣會(huì)導(dǎo)致負(fù)載長(zhǎng)時(shí)間缺相運(yùn)行，造成嚴(yán)重后果。(2)故障電源恢復(fù)正常時(shí)，系統(tǒng)不能自動(dòng)進(jìn)行反切換，要靠人工操作反切換到正常工作狀態(tài)。(3)由于采用繼電器邏輯控制電路實(shí)現(xiàn)，器件和電路的故障率高。 采用plc控制時(shí)，其缺相保護(hù)主要采取的技術(shù)方案是：設(shè)置有三相缺相檢測(cè)信號(hào)回路，該三相缺相檢測(cè)信號(hào)回路直接取自于三相電源的主回路，即用中間繼電器分別接于電源主回路a和b的u相、v相和w相單相回路中，中間繼電器常開觸點(diǎn)分別作為plc的輸入信號(hào)，即作為編制 plc的a和b三相缺相檢測(cè)邏輯控制程序時(shí)的輸入條件。其次，利用plc的特殊功能模塊，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電源電壓的精確的檢測(cè)，從而又可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電源的欠壓和過壓檢測(cè)。1.2 可編程控制器的工作原理可編程控制器整個(gè)運(yùn)行可分為三部分： 第一部分是上電處理?？删幊炭刂破魃想姾髮?duì)plc系統(tǒng)進(jìn)行一次初始化工作，包括硬件初始化，i/o模塊配置運(yùn)行方式檢查，停電保持范圍設(shè)定及其他初始化處理等。 第二部分是掃描過程?？删幊炭刂破魃想娞幚硗瓿梢院筮M(jìn)入掃描工作過程。先完成輸入處理，其次完成與其他外設(shè)的通信處理，再次進(jìn)行時(shí)鐘、特殊寄存器更新。當(dāng)cpu處于stop式時(shí)，轉(zhuǎn)入執(zhí)行自診斷檢查。當(dāng)cpu處于run方式時(shí)，還要完成用戶程序的執(zhí)行和輸出處理，再轉(zhuǎn)入執(zhí)行自診斷檢查。第三部分是出錯(cuò)處理。plc每掃描一次，執(zhí)行一次自診斷檢查，確定plc自身的動(dòng)作是否正常，如cpu、電池電壓、程序存儲(chǔ)器、i/o通信等是否異常或出錯(cuò)，如檢查出異常時(shí)，cpu面板上的led及異常繼電器會(huì)接通，在特殊寄存器中會(huì)存入出錯(cuò)代碼。當(dāng)出現(xiàn)致命錯(cuò)誤時(shí)，cpu被強(qiáng)制為stop方式，所有的掃描停止。plc運(yùn)行正常時(shí)，掃描周期的長(zhǎng)短與cpu的運(yùn)算速度有關(guān)，與i/o點(diǎn)的情況有關(guān)，與用戶應(yīng)用程序的長(zhǎng)短及編程情況等均有關(guān)。通常用 plc 執(zhí)行1k指令所需時(shí)間來說明其掃描速度(一般110ms/k)。值得注意的是，不同指令其執(zhí)行是不同的，從零點(diǎn)幾微秒到上百微秒不等，故選用不同指令所用的掃描時(shí)間將會(huì)不同。若用于高速系統(tǒng)要縮短掃描周期時(shí)，可從軟硬件上考慮。plc 工作的全過程可用下圖所示的運(yùn)行框圖來表示：1.3 設(shè)計(jì)的基本原則和主要內(nèi)容1.3.1 設(shè)計(jì)的基本原則 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，使用及維修方便；保證控制系統(tǒng)的安全、可靠；考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇plc時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有裕量。其次，如果以提高產(chǎn)品產(chǎn)量和安全為目標(biāo)，則應(yīng)將系統(tǒng)可靠性放在設(shè)計(jì)的重點(diǎn)；如果要求系統(tǒng)改善信息管理，則應(yīng)將系統(tǒng)通信能力與總線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)加以強(qiáng)化。在總體方案設(shè)計(jì)之前，應(yīng)深入了解控制系統(tǒng)要求，搜集資料，并密切關(guān)注機(jī)械設(shè)計(jì)部分與電氣控制部分配合，從而擬訂出相應(yīng)的電氣控制方案。1.3.2 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容plc控制系統(tǒng)是由plc與用戶輸入、輸出設(shè)備連接而成的，用以完成預(yù)期控制目的與相應(yīng)的控制要求。因此，plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容應(yīng)該包括：（1）根據(jù)設(shè)備的控制要求，以及所提出的各項(xiàng)控制指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)預(yù)算，首先進(jìn)行系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。（2）根據(jù)控制要求基本確定數(shù)字i/o點(diǎn)和模擬通道數(shù)，進(jìn)行i/o點(diǎn)初步分配，繪制i/o使用資源圖。（3）進(jìn)行plc系統(tǒng)配置設(shè)計(jì)，主要為plc選型。plc是控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇plc對(duì)于保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起著重要的作用。選擇plc應(yīng)包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、i/o模塊的選擇、電源模塊的選擇等。（4）選擇用戶輸入設(shè)備（按鈕、操作開關(guān)、傳感器）、輸出設(shè)備（繼電器、接觸器、信號(hào)燈等執(zhí)行元件）以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象，這些設(shè)備屬于一般的電器元件，其選擇的方法參考相應(yīng)的書籍。（5）設(shè)計(jì)控制程序。在深入了解與掌握控制要求、主要控制的基本方式以及應(yīng)完成的動(dòng)作、必要的保護(hù)和連鎖等方面情況之后，對(duì)較為復(fù)雜的控制系統(tǒng)，可用狀態(tài)流程圖的形式全面地表達(dá)出來。必要時(shí)還可將控制任務(wù)分成獨(dú)立的幾個(gè)部分，這樣可以化繁為簡(jiǎn)，有利于編程和調(diào)試。程序設(shè)計(jì)主要包括繪制控制系統(tǒng)流程圖、設(shè)計(jì)梯形圖、編制語句表清單。1.3.3 plc控制系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)步驟 在對(duì)一個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，最重要的工作就是深入了解和分析系統(tǒng)的控制要求，只有這樣才可能提出準(zhǔn)確合理的系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各個(gè)階段的設(shè)計(jì)任務(wù)。plc控制系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)步驟如圖1所示：圖1 plc控制系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)步驟第2章 基于plc雙電源開關(guān)總體方案設(shè)計(jì)2.1 引言 進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地促進(jìn)了可編程控制器的發(fā)展，使其功能日益增強(qiáng)，更新?lián)Q代明顯加快，所以plc作為控制器在工業(yè)上有廣泛的的運(yùn)用，如何對(duì)plc控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程的系統(tǒng)化，已成為各生產(chǎn)技術(shù)人員日益重視的問題。由于plc的工作方式和通用微機(jī)不完全一樣，因此，用plc設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)與微機(jī)控制系統(tǒng)的開發(fā)過程也不完全相同，需要根據(jù)plc的特點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其次，plc與繼電器接觸器控制系統(tǒng)也有本質(zhì)的區(qū)別，plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一大特點(diǎn)就是硬件和軟件設(shè)計(jì)可以分開進(jìn)行。2.2設(shè)計(jì)要求 雙電源開關(guān)主要用在重要會(huì)議室、機(jī)場(chǎng)、賓館等緊急供電的雙電源系統(tǒng)，當(dāng)一路電源（主電源）出現(xiàn)故障的時(shí)候，另一路電源（備用電源）可以實(shí)現(xiàn)快速、自動(dòng)地投切轉(zhuǎn)換，這是雙電源開關(guān)的基本功能。而基于plc的雙電源開關(guān)，不僅要實(shí)現(xiàn)上述功能，而且要對(duì)三相電源各相進(jìn)行缺相檢測(cè)，同時(shí)還要對(duì)電源各相進(jìn)行精確的電壓檢測(cè)，當(dāng)電源電壓不在指定的范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，必須進(jìn)行自動(dòng)切換。由此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)plc電路的時(shí)候，還必須用到plc的特殊功能模塊，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電源電壓模擬量的模數(shù)轉(zhuǎn)換，供plc去處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電源電壓的欠壓保護(hù)。2.3 總體方案的確定 在基于plc的雙電源開關(guān)的過程中，必須只能有一個(gè)電源與負(fù)載接通，且在一路電源故障時(shí)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換。又由于在重要的會(huì)議室、機(jī)場(chǎng)、賓館等緊急供電場(chǎng)所，各用電設(shè)備的總功率較大，必須使用發(fā)電機(jī)設(shè)備供電。那么根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)方案如下圖2所示：圖2 總體方案框圖在圖2中， a為主電源，b為備用電源，分別與plc連接，作為plc輸入檢測(cè)信號(hào)。首先進(jìn)行主電源a的輸入檢測(cè)，當(dāng)plc檢測(cè)a無任意相缺相時(shí)，相應(yīng)的邏輯開關(guān)會(huì)閉合，使fx2n-4a/d接受經(jīng)過plc基本單元檢測(cè)后傳過來的無缺相的電壓信號(hào)，則隨后進(jìn)行a電源的三相回路欠壓檢測(cè)，如果此時(shí)主電源a良好的話，相應(yīng)的狀態(tài)指示燈會(huì)亮，說明此刻主電源狀態(tài)良好，同時(shí)主電源與負(fù)載接通。在主電源a出現(xiàn)故障后（即主電源a出現(xiàn)缺相或者欠壓時(shí)），此時(shí)會(huì)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，使備用電源b啟動(dòng)，同時(shí)主電源會(huì)自動(dòng)斷開。備用電源b啟動(dòng)后，同樣要進(jìn)行三相回路的缺相檢測(cè)和欠壓檢測(cè)，檢測(cè)過程同a。檢測(cè)無故障后，隨即實(shí)現(xiàn)備用電源與負(fù)載的接通。第3章 基于plc雙電源開關(guān)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 引言隨著plc控制的普及與應(yīng)用，plc產(chǎn)品的種類和數(shù)量越來越多，而且功能也日趨完善。目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的plc產(chǎn)品主要有：美國(guó)ab、ge、modicon公司，德國(guó)西門子公司，以及日本omron、三菱公司等的plc產(chǎn)品。因此plc的品種繁多，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價(jià)格等各有自己的特點(diǎn)，適用場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此，合理選擇plc，對(duì)于提高plc控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著重要的作用。選擇恰當(dāng)?shù)膒lc產(chǎn)品去控制一臺(tái)機(jī)器或一個(gè)過程，不僅應(yīng)考慮控制系統(tǒng)目前的需求，還應(yīng)考慮那些包含于控制系統(tǒng)未來發(fā)展目標(biāo)的需要。如果能夠考慮到未來的發(fā)展將會(huì)用最小的代價(jià)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行革新和增加新的功能。若考慮周到，則存儲(chǔ)器的擴(kuò)充需求也許只要再安裝一個(gè)存儲(chǔ)器模塊即可滿足；如果具有可用的通信口，就能滿足增加一個(gè)外圍設(shè)備的需求。對(duì)局域網(wǎng)的考慮可允許在未來將單個(gè)控制器集成為一個(gè)廠級(jí)通信網(wǎng)。若未能合理估計(jì)現(xiàn)在和將來的目標(biāo)，plc控制系統(tǒng)會(huì)很快變?yōu)椴贿m宜的和過時(shí)的。3.2 電氣控制方案設(shè)計(jì)電氣控制過程分析：根據(jù)總體方案框圖，設(shè)計(jì)電氣控制方案如圖3、圖4、圖5、圖6所示。又如圖3的電氣控制過程圖中，ka1,ka2,ka3分別作為主電源a的三相檢測(cè)（如圖3所示），有且當(dāng)ka1,ka2,ka3線圈同時(shí)得電時(shí)（即無任意相缺相），才會(huì)驅(qū)動(dòng)km3線圈，使動(dòng)和觸點(diǎn)km3閉合，從而進(jìn)行a的三相欠壓檢測(cè)（如圖6所示）。又當(dāng)三相欠壓檢測(cè)后，電壓在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，驅(qū)動(dòng)ka4,使觸點(diǎn)ka4閉合，此時(shí)主電源狀態(tài)顯示燈hl1亮，說明此時(shí)a電源狀態(tài)良好，同時(shí)驅(qū)動(dòng)ka5線圈，使動(dòng)合觸點(diǎn)ka5閉合，允許a電源的投入使用。而后ka5閉合時(shí)，使km1得電，負(fù)載與電源a接通。其次，主電源輸入檢測(cè)回路（圖3）中的常閉觸點(diǎn)ka5分別與發(fā)電機(jī)啟動(dòng)控制回路（圖4）中的延時(shí)繼電器線圈和備用電源檢測(cè)回路（圖5）中的三相檢測(cè)回路相連接。目的是，如果主電源a狀態(tài)良好的話，那么常閉觸點(diǎn)ka5會(huì)得電斷開，同時(shí)發(fā)電機(jī)啟動(dòng)控制回路（圖4）中的延時(shí)繼電器線圈便不會(huì)得電，則不會(huì)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)；同時(shí)在備用電源檢測(cè)回路（圖5）中的三相檢測(cè)回路中，也會(huì)由于ka5的作用，不會(huì)進(jìn)行備用電源的輸入檢測(cè)，避免備用電源的誤動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的連鎖保護(hù)作用。圖3 主電源檢測(cè)回路 在如圖4所示的發(fā)電機(jī)啟動(dòng)控制回路中，在主電源故障后，由于在主電源檢測(cè)回路中的ka5不能得電，ka5常閉觸點(diǎn)不能斷開，所以延時(shí)繼電器線圈會(huì)得電延時(shí)閉合。在這里延時(shí)繼電器的作用是防止在主電源電壓波動(dòng)的情況下，發(fā)電機(jī)會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)的動(dòng)作，使發(fā)電機(jī)啟動(dòng)。在延時(shí)時(shí)間到了以后，即確認(rèn)主電源故障無誤，延時(shí)閉合觸點(diǎn)閉合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)。圖4 發(fā)電機(jī)啟動(dòng)控制回路 圖5所示的備用電源檢測(cè)回路，ka6,ka7,ka8分別作為備用電源b的三相檢測(cè)時(shí)，有且當(dāng)ka6,ka7,ka8線圈同時(shí)得電時(shí)（即無任意相缺相），才會(huì)驅(qū)動(dòng)km4線圈，使動(dòng)合觸點(diǎn)km4閉合，從而進(jìn)行b的三相欠壓檢測(cè)（如圖6所示）。又當(dāng)三相欠壓檢測(cè)模塊fx2n-4a/d檢測(cè)到電壓在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，驅(qū)動(dòng)ka9,使觸點(diǎn)ka9閉合，此時(shí)備用電源b狀態(tài)顯示燈hl2亮，說明此時(shí)b電源狀態(tài)良好，同時(shí)驅(qū)動(dòng)ka10線圈，使觸點(diǎn)動(dòng)合ka10閉合，允許b電源的投入使用。 圖5 備用電源檢測(cè)回路圖6 電源欠壓檢測(cè)控制3.3 plc型號(hào)的選擇目前，國(guó)內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的plc產(chǎn)品，所以要全面權(quán)衡利弊、合理地選擇機(jī)型才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的。一般選擇機(jī)型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不可盲目貪大求全，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費(fèi)。機(jī)型的選擇可從以下幾個(gè)方面來考慮：（1）對(duì)輸入/輸出點(diǎn)的選擇盲目選擇點(diǎn)數(shù)多的機(jī)型會(huì)造成一定浪費(fèi)。要先弄清除控制系統(tǒng)的i/o總點(diǎn)數(shù)，再按實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)的1520留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需plc的點(diǎn)數(shù)。另外要注意，一些高密度輸入點(diǎn)的模塊對(duì)同時(shí)接通的輸入點(diǎn)數(shù)有限制，一般同時(shí)接通的輸入點(diǎn)不得超過總輸入點(diǎn)的60；plc每個(gè)輸出點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)能力也是有限的，有的plc其每點(diǎn)輸出電流的大小還隨所加負(fù)載電壓的不同而異；一般plc的允許輸出電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等。在選型時(shí)要考慮這些問題。plc的輸出點(diǎn)可分為共點(diǎn)式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點(diǎn)之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級(jí)，但這種plc平均每點(diǎn)的價(jià)格較高。如果輸出信號(hào)之間不需要隔離，則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的plc。（2）對(duì)存儲(chǔ)容量的選擇對(duì)用戶存儲(chǔ)容量只能作粗略的估算。在僅對(duì)開關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)中，可以用輸入總點(diǎn)數(shù)乘10字/點(diǎn)輸出總點(diǎn)數(shù)乘5字/點(diǎn)來估算；計(jì)數(shù)器/定時(shí)器按（35）字/個(gè)估算；有運(yùn)算處理時(shí)按（510）字/量估算；在有模擬量輸入/輸出的系統(tǒng)中，可以按每輸入/（或輸出）一路模擬量約需（80100）字左右的存儲(chǔ)容量來估算；有通信處理時(shí)按每個(gè)接口200字以上的數(shù)量粗略估算。最后，一般按估算容量的50100留有裕量。在缺乏經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，選擇容量時(shí)留有裕量要大些。（3）對(duì)i/o響應(yīng)時(shí)間的選擇plc的i/o響應(yīng)時(shí)間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時(shí)間延遲（一般在23個(gè)掃描周期）等。對(duì)開關(guān)量控制的系統(tǒng)，plc和i/o響應(yīng)時(shí)間一般都能滿足實(shí)際工程的要求，可不必考慮i/o響應(yīng)問題。但對(duì)模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個(gè)問題。（4）根據(jù)輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型不同的負(fù)載對(duì)plc的輸出方式有相應(yīng)的要求。例如，頻繁通斷的感性負(fù)載，應(yīng)選擇晶體管或晶閘管輸出型的，而不應(yīng)選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的plc有許多優(yōu)點(diǎn)，如導(dǎo)通壓降小，有隔離作用，價(jià)格相對(duì)較便宜，承受瞬時(shí)過電壓和過電流的能力較強(qiáng)，其負(fù)載電壓靈活（可交流、可直流）且電壓等級(jí)范圍大等。所以動(dòng)作不頻繁的交、直流負(fù)載可以選擇繼電器輸出型的plc。（5）對(duì)在線和離線編程的選擇離線編程示指主機(jī)和編程器共用一個(gè)cpu，通過編程器的方式選擇開關(guān)來選擇plc的編程、監(jiān)控和運(yùn)行工作狀態(tài)。編程狀態(tài)時(shí)，cpu只為編程器服務(wù)，而不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制。專用編程器編程屬于這種情況。在線編程是指主機(jī)和編程器各有一個(gè)cpu，主機(jī)的cpu完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制，在每一個(gè)掃描周期末尾與編程器通信，編程器把修改的程序發(fā)給主機(jī)，在下一個(gè)掃描周期主機(jī)將按新的程序?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制。計(jì)算機(jī)輔助編程既能實(shí)現(xiàn)離線編程，也能實(shí)現(xiàn)在線編程。在線編程需購(gòu)置計(jì)算機(jī)，并配置編程軟件。采用哪種編程方法應(yīng)根據(jù)需要決定。（6）據(jù)是否聯(lián)網(wǎng)通信選型若plc控制的系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，則plc需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能，即要求plc應(yīng)具有連接其他plc、上位計(jì)算機(jī)及crt等的接口。大、中型機(jī)都有通信功能，目前大部分小型機(jī)也具有通信功能。（7）對(duì)plc結(jié)構(gòu)形式的選擇在相同功能和相同i/o點(diǎn)數(shù)據(jù)的情況下，整體式比模塊式價(jià)格低。但模塊式具有功能擴(kuò)展靈活，維修方便（換模塊），容易判斷故障等優(yōu)點(diǎn)，要按實(shí)際需要選擇plc的結(jié)構(gòu)形式。由以上幾個(gè)基本原則和對(duì)圖1分析可知作為輸入信號(hào)的觸點(diǎn)有ka1、ka2、ka3、ka6、ka7、ka8共六個(gè)觸點(diǎn)，作為輸出信號(hào)的有ka4、ka10、km1、km2、km3、km4共六個(gè)觸點(diǎn)，所以可選用fx2n-32mr基本單元，輸入和輸出點(diǎn)數(shù)分別為8個(gè)。3.4 特殊功能模塊的選擇3.4.1 技術(shù)參數(shù)因?yàn)橐獙?duì)三相電源的三線檢測(cè)，所以選用帶4點(diǎn)模擬量輸入的模數(shù)轉(zhuǎn)換特殊功能模塊fx2n-4a/d。fx2n-4a/d為12位高精度模擬量輸入模塊，具有4輸入a/d轉(zhuǎn)換通道，輸入信號(hào)類型可以是電壓（-10+10v）、電流（-20+20ma）和電流（+4+20ma），每個(gè)通道都可以獨(dú)立地指定為電壓輸入或電流輸入。且fx2n系列可編程控制器最多可連接8臺(tái)fx2n-4a/d。fx2n-4ad模擬量輸入模塊是fx2n系列plc專用的模擬量輸入模塊。該模塊的4個(gè)輸入通道，通過輸入端子變換，可以任意選擇電壓或電流輸入狀態(tài)。輸入?yún)?shù)為：電壓輸入時(shí)，輸入信號(hào)為dc-10 v+10 v，輸入阻抗為200 k，分辨率為5 mv；電流輸入時(shí)，輸入信號(hào)為dc-20 ma+20 ma，輸入阻抗為250 ，分辨率為20 a。fx2n-4ad將接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成12位二進(jìn)制的數(shù)字量，并以補(bǔ)碼的形式存于16位數(shù)據(jù)寄存器中，數(shù)值為-2048+2047，傳輸速率15 ms/kbit，綜合精度為量程的1%。fx2n-4ad的工作電壓為dc 24 v，模擬量與數(shù)字量之間采用光電隔離技術(shù)，但各通道之間沒有隔離。它消耗plc主單元或有源擴(kuò)展單元5 v電源槽30 ma的電流。它占用基本單元的8個(gè)映像表，即軟件上占8個(gè)i/o點(diǎn)數(shù)，在計(jì)算plc的i/o時(shí)，可以將這8個(gè)點(diǎn)作為plc的輸入點(diǎn)來計(jì)算。fx2n-4ad模塊內(nèi)部有一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖寄存器，它由32個(gè)16位的寄存器組成，其內(nèi)容可以通過plc的from和to指令來讀出或?qū)懭搿?.4.2 fx2n-4a/d模塊的接線方式 模擬量輸入通過雙絞屏蔽電纜來接收，電纜應(yīng)遠(yuǎn)離電源線或其他可能產(chǎn)生電氣干擾的電線，如圖；如果電壓輸入有電壓波動(dòng)，或外部接線中有電氣干擾，可以接一個(gè)平滑電容器（0.10.47f，25v），如圖;如果使用電流輸入，將v+和v-短接，如圖；如果存在過多的電氣干擾，連接fg的外殼地端和fx2n-4a/d模塊的接地端，如圖；連接fx2n-4a/d模塊的接地端與主單元的接地端，在可行的情況下使用三級(jí)接地，如圖。3.4.3 緩沖寄存器及設(shè)置模擬量輸入輸入模塊fx2n-4a/d的緩沖寄存器bfm，是特殊功能模塊工作設(shè)定與主機(jī)通訊用的數(shù)據(jù)中介單元，時(shí)from/to指令讀和寫操作目標(biāo)。fx2n-4a/d的緩沖寄存器區(qū)由32個(gè)16位的寄存器組成，編號(hào)為bfm#0#31。fx2n-4a/d模塊bfm分配表bfm內(nèi)容*#0初始化通道*#1ch1平均值采樣次數(shù)（取值范圍14096）默認(rèn)值為8*#2ch2*#3ch3*#4ch4#5ch1分別存放4個(gè)通道的平均值#6ch2#7ch3#8ch4#9ch1分別存放4個(gè)通道的當(dāng)前值#10ch2#11ch3#12ch4#13#14#16#19保留#15a/d轉(zhuǎn)換速度的設(shè)置當(dāng)設(shè)置為0時(shí)，a/d轉(zhuǎn)換速度為15ms/ch當(dāng)設(shè)置為1時(shí)，a/d轉(zhuǎn)換速度為6ms/ch#20恢復(fù)到默認(rèn)值或調(diào)整值#21禁止零點(diǎn)合增益調(diào)整#22零點(diǎn)和增益調(diào)整#23零點(diǎn)值#24增益值#25#28保留#29出錯(cuò)信息#30識(shí)別碼k2010#31不能使用 在bfm#0號(hào)中寫入十六進(jìn)制四位數(shù)字h0000使各通道初始化，最低位數(shù)字控制通道ch1，最高位數(shù)字控制ch4。h000中每位數(shù)值表示的含義如下：位（bit）=0 :設(shè)定輸入范圍-10+10v位（bit）=1 :設(shè)定輸入范圍+4+20ma位（bit）=2 :設(shè)定輸入范圍-20+20ma位（bit）=3 :關(guān)閉該通道 bfm#21的b0、b1分別置為1、0，則增益和零點(diǎn)的設(shè)定值禁止改動(dòng)。要改動(dòng)時(shí)必須設(shè)置為0、1。缺省設(shè)定為0、1。3.4.4 檢測(cè)參數(shù)設(shè)置 3.5 i/o口設(shè)計(jì) i/o口地址表地址元件注釋x0ka1主電源u1相輸入檢測(cè)x1ka2主電源v1相輸入檢測(cè)x2ka3主電源w1相輸入檢測(cè)x3ka6備用電源u2相輸入檢測(cè) x4ka7備用電源v2相輸入檢測(cè)x5ka8備用電源w2相輸入檢測(cè)y0km3主電源a欠壓與過壓檢測(cè)y1ka5主電源a工作正常y2km1主電源a投入工作y3km4備用電源b欠壓與過壓檢測(cè)y4ka10備用電源b工作正常y5km2備用電源b投入工作控制 (工作)狀態(tài)說明：正常工作時(shí)，對(duì)于a電源，成立的條件是，三相任意相無缺相現(xiàn)象，同時(shí)電壓的范圍在指定的工作電壓范圍之內(nèi)，此時(shí)狀態(tài)指示燈hl1亮，在此情況下，即使電源b狀態(tài)良好，也會(huì)因?yàn)?