PLC控制柜知識

1、PLC控制柜的組成部分1、空開：一個總的空氣開關，這個是整個柜體的電源控制。相信每 個柜子都必須要有的一個東西。2、PLC :這個要根據(jù)工程需要選擇。打個比方如果工程小可以直接就 是一個一體化的PLC但如果工程比較大可能就需要模塊、卡件式的，同 時還可能需要冗余（也就是兩套交替使用）。3、24VDC的電源：一個24VDC的開關電源，大多數(shù)的PLC都是自 帶24VDC的電源，根據(jù)是否確實需要來定是否要這個開關電源。4、繼電器：一般PLC是可以直接將指令發(fā)到控制回路里，但也可能 先由繼電器中轉。打個比方，如果你 PLC的輸出口帶電是24VDC的， 但是你的控制回路里畫的圖需要 PLC供的節(jié)點卻是2

2、20VAC的，那么你 就必須在PLC輸出口加上一個繼電器，即指令發(fā)出時繼電器動作，但后讓控制回路的節(jié)點接到繼電器的常開或常閉點上。也是根據(jù)情況選擇是否 使用繼電器。5、接線端子：這個肯定是每個柜子都必不可少的東西根據(jù)信號數(shù)量 可以配置。如果只是一個單純的 PLC控制柜基本就是需要這些玩意，如 果你的控制柜內(nèi)還需要有其他的東西就看情況增加。比方說你有可能要對 某些現(xiàn)場的儀表或者小控制箱供電，可能你就得要增加空開數(shù)量?；蛘吣?要PLC接至上位機，可能就需要增加交換機什么的。視情況而定。PLC控制柜可完成設備自動化和過程自動化控制，實現(xiàn)完美的網(wǎng)絡功能，性能穩(wěn)定、可擴展、抗干擾強等特點，是現(xiàn)代工業(yè)的核

3、心和靈魂?？?以根據(jù)用戶需求量身設計PLC控制柜、變頻柜等，滿足用戶要求，并可 搭配人機界面觸摸屏，達到輕松操作的目的。設備更可與des總線上位機 modbus、profibus等通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸；工控機、以太網(wǎng)等實現(xiàn)的控 制和監(jiān)控。PLC應用領域典型應用：水處理、恒壓供水、空壓機、風機水泵、中央空調(diào)、港口 機械、機床、鍋爐、造紙機械、食品機械等等。PLC控制柜概述PLC綜合控制柜具有過載、短路、缺相保護等保護功能。它具有結構 緊湊、工作穩(wěn)定、功能齊全。可以根據(jù)實際控制規(guī)摸大小，進行組合，既 可以實現(xiàn)單柜自動控制，也可以實現(xiàn)多柜通過工業(yè)以太網(wǎng)或工業(yè)現(xiàn)場總線 網(wǎng)絡組成集散（DSC ）控制系統(tǒng)。

4、PLC控制柜能適應各種大小規(guī)模的工 業(yè)自動化控制場合。廣泛應用在電力、冶金、化工、造紙、環(huán)保污水處理 等行業(yè)中。PLC控制柜使用條件供電電源：DC直流24V，兩相交流220v,(-10% , +15%), 50HZ 防護等級：IP41或IP20環(huán)境條件：環(huán)境溫度在0C -55 C,防止太陽光直接照射；空氣的相對 濕度應小于85% (無凝露)。遠離強烈的震動源，防止震動頻率為10-55HZ 的頻繁或連續(xù)震動。避免有腐蝕和易燃的氣體?；窘Y構可編程邏輯控制器實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構 基本上與微型計算機相同，基本構成為：一、電源可編程邏輯控制器的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用

5、。如果沒 有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的， 因此，可編程邏輯控 制器的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在 +10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將 PLC直接連接到交流電 網(wǎng)上去二、中央處理單元(CPU)中央處理單元(CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞。它按照可編程 邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和 數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程 序中的語法錯誤。當可編程邏輯控制器投入運行時，首先它以掃描的方式 接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O映象區(qū)，然后從用戶 程序存儲器中逐條讀

6、取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯 或算數(shù)運算的結果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí) 行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送 到相應的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。為了進一步提高可編程邏輯控制器的可靠性，近年來對大型可編程邏 輯控制器還采用雙CPU構成冗余系統(tǒng)，或采用三 CPU的表決式系統(tǒng)。 這樣，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。三、存儲器存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。 存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。四、輸入輸出接口電路1、現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是 可編程邏輯控制

7、器與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。2、現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路 集成，作用可編程邏輯控制器通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸 出相應的控制信號。五、功能模塊如計數(shù)、定位等功能模塊。六、通信模塊工作原理：當可編程邏輯控制器投入運行后，其工作過程一般分為三 個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個 階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。1、輸入采樣階段在輸入采樣階段，可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入 狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應的單元內(nèi)。輸入采樣結束

8、 后，轉入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。 在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài) 和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因 此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期， 才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。2、用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次 地掃描用戶程序（梯形圖）。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖 左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸 點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結果，刷新該邏輯 線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O映 象區(qū)

9、中對應位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指 令。即,在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在 I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù) 據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設備在 I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲 區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化， 而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí) 行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反， 排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描 周期才能對排在其上面的程序起作用。在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點。 即使用I/O指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會被更新，程序直接從 I/O模塊取值，輸出過程影像寄

10、存器會被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū) 別。3、輸出刷新階段當掃描用戶程序結束后，可編程邏輯控制器就進入輸出刷新階段。在 此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅動相應的外設。 這時，才是可編程邏輯控制器的真 正輸出。?功能特點：可編程邏輯控制器具有以下鮮明的特點。?1、系統(tǒng)構成靈活，擴展容易，以開關量控制為其特長；也能進行連續(xù)過程的PID回路控制；并能與上位機構成復雜的控制系統(tǒng)，如DDC和DCS等，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動化。?2、使用方便，編程簡單，采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機知識，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。另外

11、，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。?3、能適應各種惡劣的運行環(huán)境，抗干擾能力強，可靠性強，遠高于其他各種機型。摘要：本文介紹了基于西門子觸摸屏與 PLC閉環(huán)控制的變頻器節(jié)能改造系統(tǒng)，觸摸屏和PLC在閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)中的使用，可以讓操作者在觸摸屏中直接設定目標 值（壓力及溫度等），通過 PLC與實際值（傳感器的測量值）進行比較運算，直接向變頻 節(jié)能系統(tǒng)發(fā)出運算指令（模擬信號），調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率。并可實時監(jiān)控到被控系統(tǒng)實際值的大小及變頻器內(nèi)的多個參數(shù)，實現(xiàn)報警、記錄等功能。西門子觸摸屏結合西門子 PLC在閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)中的應用是一種自 動控制的趨勢。觸摸屏和 PLC在閉

12、環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)中的使用，可以讓操作者在觸摸 屏中直接設定目標值（壓力及溫度等），通過 PLC與實際值（傳感器的測量值）進行比較 運算，直接向變頻節(jié)能系統(tǒng)發(fā)出運算指令（模擬信號），調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率。并可實時 監(jiān)控到被控系統(tǒng)實際值的大小及變頻器內(nèi)的多個參數(shù)，實現(xiàn)報警、記錄等功能。一般PLC結合觸摸屏的閉環(huán)調(diào)節(jié)的變頻節(jié)能系統(tǒng)如下圖所示。圖1觸摸屏結合PLC控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)示意圖2、閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)用途閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)用途很廣，各種場合的變頻節(jié)能系統(tǒng)的拖動方式及控制方式各有不同，具體應用時應根據(jù)實際情況選擇設計。下面列舉一些：中央空調(diào)節(jié)能：冷凍泵、冷卻泵、主機、卻塔風機、風機盤

13、管等。恒壓供水：水廠一、二級泵，供水管網(wǎng)增壓泵、大廈供水水泵等鍋爐：引風機、送風機、給水泵等，變頻節(jié)能系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)預處理信號由鍋爐自 動控制系統(tǒng)、DCS或多沖量控制系統(tǒng)給出。DCS汽輪機：循環(huán)泵、凝結泵等，其控制調(diào)節(jié)預處理信號由汽輪機自動控制系統(tǒng)及 給出。純水處理系統(tǒng)：軟化水泵、增壓泵等。潔凈室：增壓風機、FFU群控等等。3、整個閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)的組成設備及其作用模塊組成。PLC作為控制單元，是整個系統(tǒng)的控制核心。其主要的作用要體現(xiàn)以下幾方面: 完成對系統(tǒng)各種數(shù)據(jù)的采集以及數(shù)字量與模擬量的相互轉換。 完成對整個系統(tǒng)的邏輯控制及PID調(diào)節(jié)的運算。 向觸摸屏提供所采集及處理的數(shù)據(jù)，并執(zhí)行觸

14、摸屏發(fā)出的各種指令。 將PID運算的數(shù)據(jù)結果轉換成模擬信號，作為調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率的控制信 號。 通過通信電纜及 USS4協(xié)議完成對變頻器內(nèi)部參數(shù)讀寫及控制。（2）觸摸屏采用SIEMENS公司MP370 :其主要作用如下 可實時顯示設備和系統(tǒng)的運行狀態(tài)。 通過觸摸向PLC發(fā)出指令和數(shù)據(jù)，再通過PLC完成對系統(tǒng)或設備的控制。 可做成多幅多種監(jiān)控畫面，替代了傳統(tǒng)的電氣操作盤及顯示記錄儀表等，且功能更加強大。（3）變頻器：采用SIEMENS公司440系列，通過USS4協(xié)議可由觸摸屏通過 PLC設置其內(nèi)部的部分參數(shù)，根據(jù) PLC發(fā)送過來的數(shù)據(jù)（模擬量）值調(diào)節(jié)水泵或風機的轉速， 并將其內(nèi)部運行參數(shù)反饋

15、到PLC。（4）壓力、溫度等傳感器：將被控制系統(tǒng)（水系統(tǒng)或風系統(tǒng)）的實際參數(shù)值轉變成 電信號上傳至PLC。（5）電氣元件：給PLC、觸摸屏、變頻器及傳感器等供電，完成各種操作及驅動等。4、觸摸屏畫面設計觸摸屏畫面由ProTool等專用軟件進行設計，然后先通過編程電腦調(diào)試，合格 后再下載到觸摸屏。觸摸屏畫面總數(shù)應在其存儲空間允許的范圍內(nèi)，各畫面之間盡量做到可相互及強制切換。（1）主畫面的設計 一般的，可用歡迎畫面或被控系統(tǒng)的主系統(tǒng)畫面作為主畫面，該畫面可進入到 各分畫面。各分畫面均能一步返回主畫面。若是將被控主系統(tǒng)畫面作為主畫面，則應在畫面中顯示被控系統(tǒng)的一些住要參數(shù)，以便在此畫面上對整個被控系

16、統(tǒng)有大致的了結。（2 ）控制畫面的設計該種畫面主要用來控制被控設備的啟停及顯示變頻器內(nèi)部的參數(shù)，也可將變頻 器參數(shù)的設定做在其中。該種畫面的數(shù)量在觸摸屏畫面中占的最多，其具體畫面數(shù)量由實際被控設備決定。（3）參數(shù)設置頁面的設計該畫面主要是對變頻器的內(nèi)部參數(shù)進行設定，同時還應顯示參數(shù)設定完成的情況，實際制做時還應考慮加密的問題。（4）實時趨勢頁面的設計該畫面住要是以曲線記錄的形式來顯示被控值、變頻器的主要工作參數(shù)（如輸 出頻率）等的實時狀態(tài)。（5）信息記錄頁面的設計該畫面主要是記錄可能出現(xiàn)的設備損壞、過載、數(shù)值超范圍和系統(tǒng)急停等故障。另外該畫面還可記錄各設備啟停操作，作為憑證。（6 ）節(jié)能畫面的設計該畫面主要是記錄和顯示變頻器的累積用電數(shù)及實時節(jié)電狀態(tài)，以便向用戶展 示變頻節(jié)能的好處，也可用來與其它的節(jié)電測量作比較。5、PLC程序設計PLC程序由S7-200專用編程軟件進行設計，然后通過編程電腦下載到PLC進行聯(lián)機調(diào)試，合格后即可使用。PLC在編程前應先對各功能程序段的地址進行規(guī)劃，以免重復使用同一地址，造成誤動。（1 ）邏輯功能的設計這部分程序主要是完成各變頻器、水泵（或風機）的啟動停止、聯(lián)動、聯(lián)鎖及 自動投切等等功能，一般在離線狀態(tài)下就能完成軟件邏輯功能的測試。（2）PID功能的設計通過S7-200中的PID向導可完成PI