可編程控制器系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

1、可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)1一、工業(yè)電氣控制系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的基本原則最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、使用及維修方便。控制系統(tǒng)安全可靠，具有足夠的使用壽命。在滿足以上各點(diǎn)的基礎(chǔ)上，盡量少花錢，多辦事。在考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇控制系統(tǒng)設(shè)備時(shí)，設(shè)備能力應(yīng)適當(dāng)留有裕量。2二、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟及內(nèi)容根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求。如需要完成的動(dòng)作（動(dòng)作順序、條件、必須的保護(hù)和連鎖等），操作方式（手動(dòng)、自動(dòng)、連續(xù)、單周期、單步）等。根據(jù)控制要求確定所需要的用戶輸入/輸出設(shè)備，并確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)。選擇PLC分配PLC的I/O點(diǎn)，設(shè)計(jì)I/O連

2、接圖。進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)，同時(shí)進(jìn)行施工設(shè)計(jì)，如控制臺(tái)（柜）的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試和修改，直到滿足要求為止。3可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程PLC程序設(shè)計(jì)的步驟：1、列寫系統(tǒng)占用的輸入、輸出點(diǎn)及機(jī)內(nèi)各軟元件的分布及用途。2、根據(jù)控制要求列寫控制操作的各種要求。3、設(shè)計(jì)梯形圖。4、根據(jù)梯形圖編制程序清單。5、用編程器將程序鍵入到PLC的用戶存儲(chǔ)器中，并檢查鍵入的程序是否正確。4可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)重要環(huán)節(jié)一、控制對(duì)象和控制范圍的確定二、可編程控制器的選擇三、硬件與程序設(shè)計(jì)四、總裝與統(tǒng)調(diào)5可編程控制器的選擇機(jī)型的選擇，在滿足功能要求的前提下，保證可靠，維護(hù)使用方便以及最佳的性價(jià)比。1

3、、結(jié)構(gòu)合理，對(duì)工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好的場(chǎng)合，選用整體式PLC；2、功能合理，對(duì)于開關(guān)量的工程項(xiàng)目，其控制速度無須考慮，一般低檔機(jī)就滿足要求；對(duì)于控制比較復(fù)雜、控制功能要求高的工程項(xiàng)目，如要求實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等選用中檔、高檔PLC；3、機(jī)型同意，同一機(jī)型的PLC，其規(guī)?？苫閭溆?，便于備件采購(gòu)和管理，功能和編程方法統(tǒng)一，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)等，其外部設(shè)備通用，可資源共享；4、是否在線編程，在線編程的PLC其特點(diǎn)是主機(jī)和編程器各有一個(gè)CPU，編程器的CPU可以隨時(shí)處理由鍵盤輸入的各種編程指令；主機(jī)的CPU則完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制，并在一個(gè)掃描周期末尾和編程器通信，編程器把編好或

4、改好的程序發(fā)給主機(jī)，在下一個(gè)周期主機(jī)將按照新送入的程序控制現(xiàn)場(chǎng)。1、機(jī)型的選擇62、輸入/輸出的選擇可編程控制器控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)估算；控制電磁閥等所需的I/O點(diǎn)數(shù)。一個(gè)單線圈電磁閥用可編程控制器控制時(shí)需要2個(gè)輸入及1個(gè)輸出，雙線圈則需3個(gè)輸入和2個(gè)輸出，開關(guān)等根據(jù)實(shí)際決定；控制交流電動(dòng)機(jī)所需I/O點(diǎn)數(shù)。在控制交流電動(dòng)機(jī)時(shí)，以主令信號(hào)和反饋信號(hào)作為可編程控制器的輸入信號(hào)；用其輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件來完成對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的控制，一般需要4個(gè)輸入和3個(gè)輸出點(diǎn)；控制直流電動(dòng)機(jī)所需的I/O點(diǎn)數(shù)，因其需考慮合閘信號(hào)、抱閘信號(hào)等則需要的點(diǎn)數(shù)更多。選擇I/O點(diǎn)數(shù)時(shí)一般還需留有10-15%的余量。7典型傳動(dòng)設(shè)備及電

5、氣元件所需可編程控制器I/O點(diǎn)數(shù)參考表83、輸入/輸出模塊的選擇輸入模塊用來檢測(cè)并轉(zhuǎn)換來自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（按鈕、限位開關(guān)、接近開關(guān)等）的高電平信號(hào)為機(jī)器內(nèi)部電平信號(hào)，模塊類型分直流5V、12V、24V、50、68V幾種，交流115V和220V兩種。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和模塊之間遠(yuǎn)近程度選擇電壓大小。5V-24V屬低電平，傳輸距離不能太遠(yuǎn)。例如5V的輸入模塊最遠(yuǎn)距離不超過10M。高密度的輸入模塊如32點(diǎn)、64點(diǎn)可同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)和工作電壓及環(huán)境溫度有關(guān)。一般同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不得超過60%。輸出模塊的任務(wù)是將機(jī)器內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)換為外部過程控制的信號(hào)。對(duì)開關(guān)頻率高、電感性、低功率因數(shù)的負(fù)載，推薦使用晶閘管輸出模塊，其缺點(diǎn)是

6、價(jià)格高，過載能力稍差。繼電器輸出模塊的優(yōu)點(diǎn)是適用電壓范圍寬，導(dǎo)通壓降損失小，價(jià)格低，但壽命短，響應(yīng)速度慢。輸出模塊同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)的電流累計(jì)值必須小于公共端允許通過的電流值，輸出模塊的電流輸出能力必須大雨負(fù)載電流的額定值。94、內(nèi)存估計(jì)用戶程序所需內(nèi)存容量受到下面幾個(gè)因素的影響：內(nèi)存利用率、開關(guān)量、開關(guān)量輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、模擬量輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、用戶的編程水平。內(nèi)存利用率 利用率是把一個(gè)程序段中的接點(diǎn)數(shù)與存放該程序段所代表的機(jī)器語(yǔ)言所需要的內(nèi)存字?jǐn)?shù)的比值。同樣的程序不能廠家的產(chǎn)品，在把用戶程序變成機(jī)器語(yǔ)言存放時(shí)所需要的內(nèi)存數(shù)是不同的。開關(guān)量輸入/輸出總點(diǎn)數(shù) 可編程控制器開關(guān)量輸入/輸出總點(diǎn)數(shù)是計(jì)算所需

7、內(nèi)存容量的總要根據(jù)。經(jīng)驗(yàn)公式：所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=開關(guān)量（輸入+輸出）總點(diǎn)數(shù)x10。模擬量輸入/輸出總點(diǎn)數(shù) 具有模擬量控制的系統(tǒng)要用到數(shù)字傳送和運(yùn)算的功能指令，在只有模擬量輸入的系統(tǒng)中，要對(duì)模擬量進(jìn)行讀入、數(shù)字濾波、傳送和比較運(yùn)算；模擬輸入/輸出同時(shí)存在一般是閉環(huán)控制，內(nèi)存需要量大。在模擬量處理中，常常把模擬量讀入、濾波及模擬量輸出編程子程序使用，這樣就會(huì)大大減少內(nèi)存。經(jīng)驗(yàn)公式：所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量點(diǎn)數(shù)x100（只有模擬量輸入時(shí)） 所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量點(diǎn)數(shù)x200（模擬量輸入/輸出同時(shí)存在時(shí)）當(dāng)點(diǎn)數(shù)叫于10時(shí)，內(nèi)存字?jǐn)?shù)要適當(dāng)加大，點(diǎn)數(shù)多時(shí)，可適當(dāng)減少。程序編寫質(zhì)量 用戶程序優(yōu)劣對(duì)程序長(zhǎng)短和運(yùn)行時(shí)間都

8、有較大的影響。總存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)=（開關(guān)量輸入點(diǎn)數(shù)+輸出點(diǎn)數(shù)）x10+模擬量點(diǎn)數(shù)x150，考慮25%的余量。105、響應(yīng)時(shí)間對(duì)于過程控制，掃描周期和響應(yīng)時(shí)間非常關(guān)鍵。可編程控制器順序掃描的工作方式不能可靠地接收持續(xù)時(shí)間小于掃描周期的輸入信號(hào)。系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間是指輸入信號(hào)產(chǎn)生時(shí)刻與由此使輸出信號(hào)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)刻的時(shí)間間隔。系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間=輸入濾波時(shí)間+輸出濾波時(shí)間+掃描時(shí)間。11硬件與程序設(shè)計(jì)確定了控制對(duì)象的控制任務(wù)和選擇好可編程控制器的機(jī)型后，進(jìn)行控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)，畫出流程圖，說明各信息流之間的關(guān)系，然后具體安排輸入/輸出的配置，并對(duì)其進(jìn)行地址分配。輸入輸出地址分配確定后，畫出可編程控制器端子和現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)

9、聯(lián)絡(luò)圖表，利于硬件設(shè)計(jì)和程序編寫同時(shí)進(jìn)行。程序設(shè)計(jì)通常采用邏輯設(shè)計(jì)、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)、順控繼電器等幾種方法。12總裝與統(tǒng)調(diào)總裝與統(tǒng)調(diào)是可編程控制器構(gòu)成控制系統(tǒng)的最后一個(gè)設(shè)計(jì)步驟。用戶程序在總裝統(tǒng)調(diào)前需要進(jìn)行模擬調(diào)試。用裝在可編程控制器上的模擬開關(guān)模擬輸入信號(hào)的狀態(tài)，用輸出點(diǎn)的指示燈模擬被控對(duì)象，檢查程序無誤后把可編程控制器連接到系統(tǒng)里去，進(jìn)行總裝統(tǒng)調(diào)。13三、PLC應(yīng)用中的可靠性技術(shù)工作環(huán)境：溫度 PLC的工作環(huán)境一般要求在0-55度。四周通風(fēng)，基本單元與擴(kuò)展單元之間要有30mm以上間隔；空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85%；防止振動(dòng)頻率為10-55HZ的頻繁或連續(xù)振動(dòng)；避免有腐蝕性氣體，如硫化氫等；PLC的供電電源為50HZ，220V正負(fù)10%安裝與布線：動(dòng)力線、控制線以及PLC的電源線和I/O線應(yīng)該分別配線，隔離變壓器與PLC和I/O之間應(yīng)