廠用PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、    廠用plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)    張作為摘要：在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域有各種開(kāi)關(guān)量及模擬量的控制設(shè)備，如何精確地控制這些設(shè)備按要求運(yùn)行是非常重要的。因此一個(gè)好的控制系統(tǒng)是必須的，可編程控制器（plc）很好的解決這一點(diǎn)，本文敘述了plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的問(wèn)題。abstract: in the field of industrial production have a variety of switch and analog control equipment, how to accurately control the equipment accord

2、ing to the requirements of operation is very important. so a good control system is required, the programmable controller ( plc ) is a good solution to this point, this paper describes the plc control system design should pay attention to the problem.關(guān)鍵詞：控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)key words: control；system；design中圖分類號(hào)：t

3、m571.61一個(gè)好的plc控制系統(tǒng)主要包含可靠的plc硬件，簡(jiǎn)潔、嚴(yán)密、可讀性好的程序以及高抗干擾措施等方面。1硬件選擇硬件是軟件的載體，高質(zhì)量的硬件是實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)以及高精度控制的基礎(chǔ)。因此，plc型號(hào)的選擇是否合適直接關(guān)系到整個(gè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。1.1 系統(tǒng)規(guī)模首先應(yīng)確定系統(tǒng)用plc單機(jī)控制，還是用plc形成網(wǎng)絡(luò)，由此計(jì)算plc輸入、輸出點(diǎn)數(shù)，并且在選購(gòu)plc時(shí)要在實(shí)際需要點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上留有一定余量（10%）。1.2 確定負(fù)載類型根據(jù)plc輸出端所帶的負(fù)載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及plc輸出點(diǎn)動(dòng)作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或晶閘管輸出。

4、不同的負(fù)載選用不同的輸出方式，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是很重要的。1.3 存儲(chǔ)容量與速度盡管國(guó)外各廠家的plc產(chǎn)品大體相同，但也有一定的區(qū)別。目前還未發(fā)現(xiàn)各公司之間完全兼容的產(chǎn)品。各個(gè)公司的開(kāi)發(fā)軟件都不相同，而用戶程序的存儲(chǔ)容量和指令的執(zhí)行速度是兩個(gè)重要指標(biāo)。一般存儲(chǔ)容量越大、速度越快的plc價(jià)格就越高，但應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)的大小合理選用plc產(chǎn)品。1.4 編程器的選購(gòu)plc編程可采用三種方式：1）用一般的手持編程器編程，它只能用商家規(guī)定語(yǔ)句表中的語(yǔ)句編程。這種方式效率低，但對(duì)于系統(tǒng)容量小，用量小的產(chǎn)品比較適宜，并且體積小，易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，造價(jià)也較低。2）用圖形編程器編程，該編程器采用梯形圖編程，方便直觀，一

5、般的電氣人員短期內(nèi)就可應(yīng)用自如，但該編程器價(jià)格較高。3）用ibm個(gè)人計(jì)算機(jī)加plc軟件包編程，這種方式是效率最高的一種方式，但大部分公司的plc開(kāi)發(fā)軟件包價(jià)格昂貴，并且該方式不易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。因此，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的大小與難易，開(kāi)發(fā)周期的長(zhǎng)短以及資金的情況合理選購(gòu)plc產(chǎn)品。2輸入回路的設(shè)計(jì)電源回路 plc供電電源一般為 ac85240v（也有dc24v），適應(yīng)電源范圍較寬，但為了抗干擾，應(yīng)加裝電源凈化元件（如電源濾波器、1：1隔離變壓器等）。2.1 plc上dc24v電源的使用各公司 plc產(chǎn)品上一般都有dc24v電源，但該電源容量小，為幾十毫安至幾百毫安，用其帶負(fù)載時(shí)要注意容量，同時(shí)作好防短路措施

6、（因?yàn)樵撾娫吹倪^(guò)載或短路都將影響plc的運(yùn)行）。2.2外部dc24v電源若輸入回路有 dc24v供電的接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等，而plc上dc24v電源容量不夠時(shí)，要從外部提供dc24v電源；但該電源的“”端不要與 plc的 dc24v的“”端以及“com”端相連，否則會(huì)影響plc的運(yùn)行。輸入的靈敏度各廠家對(duì)plc的輸人端電壓和電流都有規(guī)定，如日本三菱公司f7n系列plc的輸入值為：dc24v、7ma，啟動(dòng)電流為45ma，關(guān)斷電流小于15ma，因此，當(dāng)輸入回路串有二極管或電阻（不能完全啟動(dòng)），或者有并聯(lián)電阻時(shí)，應(yīng)考慮輸入電流超過(guò)plc的最大輸入電流時(shí)，也會(huì)引起誤動(dòng)作，應(yīng)采用弱電流的輸入器件，并且選

7、用輸人為共漏型輸入的 plc，bp輸入元件的公共點(diǎn)電位相對(duì)為負(fù)，電流是流出 plc的輸入端。3輸出回路的設(shè)計(jì)3.1 各種輸出方式之間的比較（1）繼電器輸出優(yōu)點(diǎn)是不同公共點(diǎn)之間可帶不同的交、直流負(fù)載，且電壓也可不同，帶負(fù)載電流可達(dá)2a/點(diǎn)；但繼電器輸出方式不適用于高頻動(dòng)作的負(fù)載，這是由繼電器的壽命決定的。其壽命隨帶負(fù)載電流的增加而減少，一般在幾十萬(wàn)次至幾百萬(wàn)次之間，有的公司產(chǎn)品可達(dá)1000萬(wàn)次以上，響應(yīng)時(shí)間為10ms。（2）晶閘管輸出帶負(fù)載能力為0.2a/點(diǎn)，只能帶交流負(fù)載，可適應(yīng)高頻動(dòng)作，響應(yīng)時(shí)間為1ms。（3）晶體管輸出最大優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)于高頻動(dòng)作，響應(yīng)時(shí)間短，一般為0.2ms左右，但它只能帶

8、dc 530v的負(fù)載，最大輸出負(fù)載電流為0.5a/點(diǎn)，但每4點(diǎn)不得大于0.8a。當(dāng)你的系統(tǒng)輸出頻率為每分鐘6次以下時(shí)，應(yīng)首選繼電器輸出，因其電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，抗干擾和帶負(fù)載能力強(qiáng)。當(dāng)頻率為10次/min以下時(shí)，既可采用繼電器輸出方式；也可采用plc輸出驅(qū)動(dòng)達(dá)林頓三極管（510a），再驅(qū)動(dòng)負(fù)載，可大大減小。當(dāng) plc輸出帶感性負(fù)載，負(fù)載斷電時(shí)會(huì)對(duì)plc的輸出造成浪涌電流的沖擊，為此，對(duì)直流感性負(fù)載應(yīng)在其旁邊并接續(xù)流二極管，對(duì)交流感性負(fù)載應(yīng)并接浪涌吸收電路，可有效保護(hù)plc。當(dāng)兩個(gè)物理量的輸出在plc內(nèi)部已進(jìn)行軟件互鎖后，在plc的外部也應(yīng)進(jìn)行互鎖，以加強(qiáng)系統(tǒng)的可行性。“com”點(diǎn)的選擇不同的 plc

9、產(chǎn)品，其“com”點(diǎn)的數(shù)量是不一樣的，有的一個(gè)“com”點(diǎn)帶8個(gè)輸出點(diǎn)，有的帶4個(gè)輸出點(diǎn)，也有帶2個(gè)或1個(gè)輸出點(diǎn)的。當(dāng)負(fù)載的種類多，且電流大時(shí)，采用一個(gè)“com”點(diǎn)帶12個(gè)輸出點(diǎn)的 plc產(chǎn)品；當(dāng)負(fù)載數(shù)量多而種類少時(shí)，采用一個(gè)“com”點(diǎn)帶48個(gè)輸出點(diǎn)的plc產(chǎn)品。這樣會(huì)對(duì)電路設(shè)計(jì)帶來(lái)很多方便，每個(gè)“com”點(diǎn)處加一熔絲，12個(gè)輸出時(shí)加2a的熔絲，48點(diǎn)輸出的加510a的熔絲，因 plc內(nèi)部一般沒(méi)有熔絲。對(duì)于 plc輸出不能直接帶動(dòng)負(fù)載的情況下，必須在外部采用驅(qū)動(dòng)電路,可以用三極管驅(qū)，也可以用固態(tài)繼電器或晶閘管電路驅(qū)動(dòng)，同時(shí)應(yīng)采用保護(hù)電路和浪涌吸收電路，且每路有顯示二極管（led）指示。印制板

10、應(yīng)做成插拔式，易于維修。plc的輸入輸出布線也有一定的要求，可參考各公司的使用說(shuō)明書。4擴(kuò)展模塊的選用對(duì)于小的系統(tǒng)，如80點(diǎn)以內(nèi)的系統(tǒng)一般不需要擴(kuò)展；當(dāng)系統(tǒng)較大時(shí)，就要擴(kuò)展。不同公司的產(chǎn)品，對(duì)系統(tǒng)總點(diǎn)數(shù)及擴(kuò)展模塊的數(shù)量都有限制，當(dāng)擴(kuò)展仍不能滿足要求時(shí)，可采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；同時(shí)，有些廠家產(chǎn)品的個(gè)別指令不支持?jǐn)U展模塊，因此，在進(jìn)行軟件編制時(shí)要注意。當(dāng)采用溫度等模擬模塊時(shí)，各廠家也有一些規(guī)定，可參考看相關(guān)的技術(shù)手冊(cè)。5plc的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)當(dāng)用plc進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，其難度比plc單機(jī)控制大得多。首先你應(yīng)選用自己較熟悉的機(jī)型，對(duì)其基本指令和功能指令有較深入的了解，并且指令的執(zhí)行速度和用戶程序存儲(chǔ)容量也應(yīng)仔細(xì)了解。否則，不能適應(yīng)你的實(shí)時(shí)要求，造成系統(tǒng)崩潰。另外，對(duì)通信接口、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)傳送速度等也要考慮。最后，還要向 plc的商家尋求網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和軟件技術(shù)支持及詳細(xì)的