可編程控制器技術(shù)演示文稿

可編程控制器技術(shù)演示文稿當(dāng)前第1頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)（優(yōu)選）第二編可編程控制器技術(shù)第九當(dāng)前第2頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)第一節(jié)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則與內(nèi)容

一、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則

在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：最大限度地滿足控制要求充分發(fā)揮PLC功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。設(shè)計(jì)人員要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集資料。同時(shí)要注意和現(xiàn)場(chǎng)工程管理和技術(shù)人員及操作人員緊密配合，共同解決重點(diǎn)問題和疑難問題。保證系統(tǒng)的安全可靠保證PLC控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用與維修方便在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。適應(yīng)發(fā)展的需要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。當(dāng)前第3頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)第一節(jié)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則與內(nèi)容

二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟1）分析被控對(duì)象并提出控制要求詳細(xì)分析被控對(duì)象的工藝過程及工作特點(diǎn)，了解被控對(duì)象機(jī)、電、液之間的配合，提出被控對(duì)象對(duì)PLC控制系統(tǒng)的控制要求，確定控制方案，擬定設(shè)計(jì)任務(wù)書。2）確定輸入／輸出設(shè)備根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)所需的全部輸入設(shè)備（如：按紐、位置開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)及各種傳感器等）和輸出設(shè)備（如：接觸器、電磁閥、信號(hào)指示燈及其它執(zhí)行器等），從而確定與PLC有關(guān)的輸入/輸出設(shè)備，以確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)。當(dāng)前第4頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)第一節(jié)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則與內(nèi)容

二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟3）選擇PLCPLC選擇包括對(duì)PLC的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源等的選擇4）分配I/O點(diǎn)并設(shè)計(jì)PLC外圍硬件線路分配I/O點(diǎn)：畫出PLC的I/O點(diǎn)與輸入/輸出設(shè)備的連接圖或?qū)?yīng)關(guān)系表。PLC外圍硬件線路：畫出系統(tǒng)其它部分的電氣線路圖，包括主電路和未進(jìn)入PLC的控制電路等。由PLC的I/O連接圖和PLC外圍電氣線路圖組成系統(tǒng)的電氣原理圖。到此為止系統(tǒng)的硬件電氣線路已經(jīng)確定。當(dāng)前第5頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)第一節(jié)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則與內(nèi)容

二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟5）程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)：1）控制程序；2）初始化程序；3）檢測(cè)、故障診斷和顯示等程序；4）保護(hù)和連鎖程序。模擬調(diào)試：根據(jù)產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的方式不同，模擬調(diào)試有硬件模擬法和軟件模擬法兩種形式。6）硬件實(shí)施設(shè)計(jì)控制柜和操作臺(tái)等部分的電器布置圖及安裝接線圖；設(shè)計(jì)系統(tǒng)各部分之間的電氣互連圖；根據(jù)施工圖紙進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)接線，并進(jìn)行詳細(xì)檢查。由于程序設(shè)計(jì)與硬件實(shí)施可同時(shí)進(jìn)行，因此PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期可大大縮短。當(dāng)前第6頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)第一節(jié)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則與內(nèi)容

二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟7）聯(lián)機(jī)調(diào)試聯(lián)機(jī)調(diào)試是將通過模擬調(diào)試的程序進(jìn)一步進(jìn)行在線統(tǒng)調(diào)。聯(lián)機(jī)調(diào)試過程應(yīng)循序漸進(jìn)，從PLC只連接輸入設(shè)備、再連接輸出設(shè)備、再接上實(shí)際負(fù)載等逐步進(jìn)行調(diào)試。如不符合要求，則對(duì)硬件和程序作調(diào)整。通常只需修改部份程序即可。全部調(diào)試完畢后，交付試運(yùn)行。經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行，如果工作正常、程序不需要修改，應(yīng)將程序固化到EPROM中，以防程序丟失。8）整理和編寫技術(shù)文件技術(shù)文件包括設(shè)計(jì)說明書、硬件原理圖、安裝接線圖、電氣元件明細(xì)表、PLC程序以及使用說明書等。當(dāng)前第7頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)三、PLC的選擇隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，PLC產(chǎn)品的種類也越來越多。不同型號(hào)的PLC，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等也各有不同，適用的場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此，合理選用PLC，對(duì)于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。PLC的選擇主要應(yīng)從PLC的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。

當(dāng)前第8頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)三PLC的選擇

1、PLC機(jī)型的選擇PLC機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下，力爭(zhēng)最佳的性能價(jià)格比。選擇時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)：合理的結(jié)構(gòu)型式PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。安裝方式的選擇安裝方式有集中式、遠(yuǎn)程I／O式以及多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。相應(yīng)的功能要求響應(yīng)速度要求系統(tǒng)可靠性的要求對(duì)可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)機(jī)型盡量統(tǒng)一便于備品備件的采購和管理；有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技術(shù)水平的提高，外部設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信。當(dāng)前第9頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)三、PLC的選擇

2、PLC容量的選擇I／O點(diǎn)數(shù)的選擇在滿足控制要求的前提下力爭(zhēng)使用的I／O點(diǎn)最少。需要加上10％~15％的裕量。存儲(chǔ)容量的選擇存儲(chǔ)容量大小不僅與PLC系統(tǒng)的功能有關(guān)，還與功能實(shí)現(xiàn)的方法、程序編寫水平有關(guān)。一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的程序員和一個(gè)初學(xué)者，在完成同一復(fù)雜功能時(shí)，其程序量可能相差25％之多。在I／O點(diǎn)數(shù)確定的基礎(chǔ)上，按下式估算存儲(chǔ)容量后，再加20％~30％的裕量。

存儲(chǔ)容量(字節(jié))＝開關(guān)量I/O點(diǎn)數(shù)×10＋模擬量I/O通道數(shù)×100存儲(chǔ)容量選擇的同時(shí)，注意對(duì)存儲(chǔ)器的類型的選擇。

當(dāng)前第10頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)三、PLC的選擇

3、I／O模塊的選擇開關(guān)量輸入模塊的選擇

1）輸入信號(hào)的類型及電壓等級(jí)有直流輸入、交流輸入和交流／直流輸入三種類型。選擇時(shí)主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)和周圍環(huán)境因素等。

直流輸入模塊的延遲時(shí)間較短，還可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入設(shè)備連接；

交流輸入模塊可靠性好，適合于有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境。開關(guān)量輸入模塊的電壓等級(jí)有：直流5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ、48Ｖ、60Ｖ等；交流110Ｖ、220Ｖ等。

選擇時(shí)主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備與輸入模塊之間的距離來考慮。一般5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ用于傳輸距離較近場(chǎng)合，如5Ｖ輸入模塊最遠(yuǎn)不得超過１０米。距離較遠(yuǎn)的應(yīng)選用輸入電壓等級(jí)較高的。當(dāng)前第11頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)三、PLC的選擇

3、I／O模塊的選擇開關(guān)量輸入模塊的選擇

2）輸入接線方式主要有匯點(diǎn)式和分組式兩種接線方式

當(dāng)前第12頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)三、PLC的選擇

3、I／O模塊的選擇開關(guān)量輸入模塊的選擇3）注意同時(shí)接通的輸入點(diǎn)數(shù)量對(duì)于選用高密度的輸入模塊(如32點(diǎn)、48點(diǎn)等)，應(yīng)考慮該模塊同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)一般不要超過輸入點(diǎn)數(shù)的60％。

4）輸入門檻電平門檻電平越高，抗干擾能力越強(qiáng)，傳輸距離也越遠(yuǎn)，具體可參閱PLC說明書。當(dāng)前第13頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)三、PLC的選擇

3、I／O模塊的選擇開關(guān)量輸出模塊的選擇1）輸出方式開關(guān)量輸出模塊有繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出三種方式

繼電器輸出：價(jià)格便宜，可以驅(qū)動(dòng)交、直流負(fù)載，適用的電壓大小范圍較寬、導(dǎo)通壓降小，承受瞬時(shí)過電壓和過電流的能力較強(qiáng)，但動(dòng)作速度較慢（驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)，觸點(diǎn)動(dòng)作頻率不超過1HZ）、壽命較短、可靠性較差，只能適用于不頻繁通斷的場(chǎng)合。對(duì)于頻繁通斷的負(fù)載，應(yīng)該選用晶閘管輸出或晶體管輸出，它們屬于無觸點(diǎn)元件。但晶閘管輸出只能用于交流負(fù)載，而晶體管輸出只能用于直流負(fù)載。

當(dāng)前第14頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)三、PLC的選擇

3、I／O模塊的選擇開關(guān)量輸出模塊的選擇2）輸出接線方式開關(guān)量輸出模塊主要有分組式和分隔式兩種接線方式當(dāng)前第15頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)三、PLC的選擇

3、I／O模塊的選擇開關(guān)量輸出模塊的選擇3）驅(qū)動(dòng)能力應(yīng)根據(jù)實(shí)際輸出設(shè)備的電流大小來選擇輸出模塊的輸出電流。如果實(shí)際輸出設(shè)備的電流較大，輸出模塊無法直接驅(qū)動(dòng)，可增加中間放大環(huán)節(jié)。4）注意同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)量

同時(shí)接通輸出設(shè)備的累計(jì)電流值必須小于公共端所允許通過的電流值一般來講，同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不要超出同一公共端輸出點(diǎn)數(shù)的60％

5）輸出的最大電流與負(fù)載類型、環(huán)境溫度等因素有關(guān)與不同的負(fù)載類型密切相關(guān)，特別是輸出的最大電流。晶閘管的最大輸出電流隨環(huán)境溫度升高會(huì)降低，在實(shí)際使用中也應(yīng)注意。

當(dāng)前第16頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)三、PLC的選擇

3、I／O模塊的選擇模擬量I/O模塊的選擇

模擬量輸入（A/D）模塊是將現(xiàn)場(chǎng)由傳感器檢測(cè)而產(chǎn)生的連續(xù)的模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部可接受的數(shù)字量；

模擬量輸出(D/A)模塊是將PLC內(nèi)部的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量信號(hào)輸出。典型模擬量I/O模塊的量程為-10V~+10V、0~+10V、4~20mA等，可根據(jù)實(shí)際需要選用，同時(shí)還應(yīng)考慮其分辨率和轉(zhuǎn)換精度等因素。一些PLC制造廠家還提供特殊模擬量輸入模塊，可用來直接接收低電平信號(hào)（如RTD、熱電偶等信號(hào)）當(dāng)前第17頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)三、PLC的選擇

3、I／O模塊的選擇特殊功能模塊的選擇PLC廠家相繼推出了一些具有特殊功能的I/O模塊，有的還推出了自帶CPU的智能型I/O模塊，如高速計(jì)數(shù)器、凸輪模擬器、位置控制模塊、PID控制模塊、通信模塊等。當(dāng)前第18頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)三、PLC的選擇

3、I／O模塊的選擇電源模塊及其它外設(shè)的選擇1）電源模塊的選擇電源模塊選擇僅對(duì)于模塊式結(jié)構(gòu)的PLC而言，對(duì)于整體式PLC不存在電源的選擇。電源模塊的選擇主要考慮電源輸出額定電流和電源輸入電壓。

2）編程器的選擇3）寫入器的選擇為了防止由于干擾或鋰電池電壓不足等原因破壞RAM中的用戶程序，可選用EPROM寫入器，通過它將用戶程序固化在EPROM中。有些PLC或其編程器本身就具有EPROM寫入的功能。當(dāng)前第19頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)四、PLC與輸入輸出設(shè)備的連接

1、PLC與常用輸入設(shè)備的連接PLC與主令電器類設(shè)備的連接

當(dāng)前第20頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)四、PLC與輸入輸出設(shè)備的連接

1、PLC與常用輸入設(shè)備的連接PLC與撥碼開關(guān)的連接

當(dāng)前第21頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)四、PLC與輸入輸出設(shè)備的連接

1、PLC與常用輸入設(shè)備的連接PLC與旋轉(zhuǎn)編碼器的連接

當(dāng)前第22頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)四、PLC與輸入輸出設(shè)備的連接

1、PLC與常用輸入設(shè)備的連接PLC與傳感器類設(shè)備的連接

I----傳感器的漏電流（mA）UOFF----PLC輸入電壓低電平的上限值（V）RC----PLC的輸入阻抗（KΩ）當(dāng)前第23頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)四、PLC與輸入輸出設(shè)備的連接

1、PLC與常用輸出設(shè)備的連接PLC與輸出設(shè)備的一般連接方法

當(dāng)前第24頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)6.3PLC與輸入輸出設(shè)備的連接

6.3.2PLC與常用輸入設(shè)備的連接PLC與感性輸出設(shè)備的連接續(xù)流二極管的額定電流為1A、額定電壓大于電源電壓的3倍；電阻值可取50~120Ω電容值可取0.1~0.47μF，電容的額定電壓應(yīng)大于電源的峰值電壓。接線時(shí)要注意續(xù)流二極管的極性

當(dāng)前第25頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)四、PLC與輸入輸出設(shè)備的連接

1、PLC與常用輸入設(shè)備的連接PLC與七段LED顯示器的連接

當(dāng)前第26頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)四、PLC與輸入輸出設(shè)備的連接

1、PLC與常用輸入設(shè)備的連接PLC與輸出設(shè)備連接的其它注意事項(xiàng)1）除了PLC輸入和輸出共用同一電源外，輸入公共端與輸出公共端一般不能接在一起；2）PLC的晶體管和晶閘管型輸出都有較大的漏電流，尤其是晶閘管輸出，將可能會(huì)出現(xiàn)輸出設(shè)備的誤動(dòng)作。所以要在負(fù)載兩端并聯(lián)一個(gè)旁路電阻，旁路電阻R的阻值估算可由下式確定：

UON是負(fù)載的開啟電壓（V），I是輸出漏電流（mA）當(dāng)前第27頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)五、減少I/O點(diǎn)數(shù)的措施

PLC在實(shí)際應(yīng)用中常碰到這樣兩個(gè)問題：1）PLC的I/O點(diǎn)數(shù)不夠，需要擴(kuò)展，然而增加I/O點(diǎn)數(shù)將提高成本；2）是已選定的PLC可擴(kuò)展的I/O點(diǎn)數(shù)有限，無法再增加。在滿足系統(tǒng)控制要求的前提下，合理使用I/O點(diǎn)數(shù)，盡量減少所需的I/O點(diǎn)數(shù)是很有意義的。

本節(jié)將介紹幾種實(shí)用的減少I/O點(diǎn)數(shù)的措施。

當(dāng)前第28頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)五、減少I/O點(diǎn)數(shù)的措施

1、減少輸入點(diǎn)數(shù)的措施分組輸入當(dāng)前第29頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)五、減少I/O點(diǎn)數(shù)的措施

1、減少輸入點(diǎn)數(shù)的措施矩陣輸入

1）矩陣輸入方法需要硬件與軟件相配合來完成2）由于矩陣輸入的輸入信號(hào)為一系列斷續(xù)的脈沖信號(hào)。3）應(yīng)保證輸入信號(hào)的寬度要大于Y0、Y1、Y2輪流導(dǎo)通一遍的時(shí)間當(dāng)前第30頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)五、減少I/O點(diǎn)數(shù)的措施

1、減少輸入點(diǎn)數(shù)的措施組合輸入對(duì)于不會(huì)同時(shí)接通的輸入信號(hào)，可采用組合編碼的方式輸入當(dāng)前第31頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)五、減少I/O點(diǎn)數(shù)的措施

1、減少輸入點(diǎn)數(shù)的措施輸入設(shè)備多功能化例如

當(dāng)前第32頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)五、減少I/O點(diǎn)數(shù)的措施

2、減少輸入點(diǎn)數(shù)的措施合并輸入將某些功能相同的開關(guān)量輸入設(shè)備合并輸入。如果是幾個(gè)常閉觸點(diǎn)，則串聯(lián)輸入；如果是幾個(gè)常開觸點(diǎn)，則并聯(lián)輸入。某些輸入設(shè)備可不進(jìn)PLC

有些輸入信號(hào)功能簡(jiǎn)單、涉及面很窄，有時(shí)就沒有必要作為PLC的輸入，將它們放在外部電路中同樣可以滿足要求。

當(dāng)前第33頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)五、減少I/O點(diǎn)數(shù)的措施

2、減少輸出點(diǎn)數(shù)的措施矩陣輸出注意：采用矩陣輸出時(shí)，必須要將同一時(shí)間段接通的負(fù)載安排在同一行或同一列中，否則無法控制。

當(dāng)前第34頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)五、減少I/O點(diǎn)數(shù)的措施

2、減少輸出點(diǎn)數(shù)的措施分組輸出當(dāng)兩組輸出設(shè)備或負(fù)載不會(huì)同時(shí)工作，可通過外部轉(zhuǎn)換開關(guān)或通過受PLC控制的電器觸點(diǎn)進(jìn)行切換，所以PLC的每個(gè)輸出點(diǎn)可以控制兩個(gè)不同時(shí)工作的負(fù)載。

當(dāng)前第35頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)五、減少I/O點(diǎn)數(shù)的措施

2、減少輸出點(diǎn)數(shù)的措施并聯(lián)輸出注意PLC輸出點(diǎn)同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)負(fù)載時(shí)，應(yīng)考慮PLC輸出點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)能力是否足夠。輸出設(shè)備多功能化利用PLC的邏輯處理功能，一個(gè)輸出設(shè)備可實(shí)現(xiàn)多種用途。某些輸出設(shè)備可不進(jìn)PLC系統(tǒng)中某些相對(duì)獨(dú)立、比較簡(jiǎn)單的控制部分，可直接采用PLC外部硬件電路實(shí)現(xiàn)控制。

當(dāng)前第36頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)五、減少I/O點(diǎn)數(shù)的措施

3、注意的問題以上一些常用的減少I/0點(diǎn)數(shù)的措施，僅供參考，實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該根據(jù)具體情況，靈活使用。同時(shí)應(yīng)該注意不要過份去減少PLC的I/0點(diǎn)數(shù)，而使外部附加電路變得復(fù)雜，從而影響系統(tǒng)的可靠性。

當(dāng)前第37頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)當(dāng)前第38頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)當(dāng)前第39頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)當(dāng)前第40頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)復(fù)習(xí)回顧:一、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則四、PLC與輸入輸出設(shè)備的連接二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟三、PLC的選擇五、減少I/O點(diǎn)數(shù)的措施當(dāng)前第41頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)六、提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施適合的工作環(huán)境

合理的安裝與布線

正確的接地

必須的安全保護(hù)環(huán)節(jié)

必要的軟件措施

采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)

PLC具有很高的可靠性，并且有很強(qiáng)的抗干擾能力，但在過于惡劣的環(huán)境或安裝使用不當(dāng)?shù)惹闆r下，都有可能引起PLC內(nèi)部信息的破壞而導(dǎo)致控制混亂，甚至造成內(nèi)部元件損壞。為了提高PLC系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，應(yīng)注意以下問題：當(dāng)前第42頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)六、提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施

1、適合的工作環(huán)境環(huán)境溫度適宜

通常PLC允許的環(huán)境溫度約在0~55°C。安裝時(shí)不要把發(fā)熱量大的元件放在PLC的下方；PLC四周要有足夠的通風(fēng)散熱空間；不要把PLC安裝在陽光直接照射或離暖氣、加熱器、大功率電源等發(fā)熱器件很近的場(chǎng)所；安裝PLC的控制柜最好有通風(fēng)的百葉窗，如果控制柜溫度太高，應(yīng)該在柜內(nèi)安裝風(fēng)扇強(qiáng)迫通風(fēng)。環(huán)境濕度適宜

PLC工作環(huán)境的空氣相對(duì)濕度一般要求小于85％，以保證PLC的絕緣性能。濕度太大也會(huì)影響模擬量輸入/輸出裝置的精度。因此，不能將PLC安裝在結(jié)露、雨淋的場(chǎng)所。當(dāng)前第43頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)六、提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施

1、適合的工作環(huán)境注意環(huán)境污染

不宜把PLC安裝在有大量污染物（如灰塵、油煙、鐵粉等）、腐燭性氣體和可燃性氣體的場(chǎng)所，尤其是有腐蝕性氣體的地方，易造成元件及印刷線路板的腐蝕。遠(yuǎn)離振動(dòng)和沖擊源

遠(yuǎn)離有強(qiáng)烈振動(dòng)和沖擊場(chǎng)所，尤其是連續(xù)、頻繁的振動(dòng)。必要時(shí)可以采取相應(yīng)措施來減輕振動(dòng)和沖擊的影響。遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源，如大功率晶閘管裝置、高頻設(shè)備和大型動(dòng)力設(shè)備等，同時(shí)PLC還應(yīng)該遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場(chǎng)和強(qiáng)放射源，以及易產(chǎn)生強(qiáng)靜電的地方。當(dāng)前第44頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)六、提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施

2、合理的安裝與布線

注意電源安裝PLC的I／O電路都具有濾波、隔離功能，所以對(duì)外部電源要求不高內(nèi)部電源的性能好壞直接影響到PLC的可靠性，對(duì)其要求較高在干擾較強(qiáng)或可靠性要求較高的場(chǎng)合，應(yīng)該用帶屏蔽層的隔離變壓器，對(duì)PLC系統(tǒng)供電。還可以在隔離變壓器二次側(cè)串接LC濾波電路。同時(shí)，在安裝時(shí)還應(yīng)注意以下問題：1）隔離變壓器與PLC和I/O電源之間最好采用雙絞線連接，以抑制串模干擾；2）系統(tǒng)的動(dòng)力線應(yīng)足夠粗，以降低大容量設(shè)備起動(dòng)時(shí)引起的線路壓降；3）PLC輸入電路用外接直流電源時(shí)，最好采用穩(wěn)壓電源，以保證正確的輸入信號(hào)。否則可能使PLC接收到錯(cuò)誤的信號(hào)。

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2、合理的安裝與布線遠(yuǎn)離高壓PLC不能在高壓電器和高壓電源線附近安裝，更不能與高壓電器安裝在同一個(gè)控制柜內(nèi)。在柜內(nèi)PLC應(yīng)遠(yuǎn)離高壓電源線，二者間距離應(yīng)大于200mm。合理的布線1)I/O線、動(dòng)力線及控制線應(yīng)分開走線，盡量不要在同一線槽中。2)交流線與直流線、輸入線與輸出線最好分開走線。3)開關(guān)量與模擬量的Ｉ/Ｏ線最好分開走線，傳送模擬量信號(hào)的Ｉ/Ｏ線最好用屏蔽線，且屏蔽線的屏敝層應(yīng)一端接地。4)PLC的基本單元與擴(kuò)展單元之間電纜傳送的信號(hào)小、頻率高，很容易受干擾，不能與其它的連線敷埋在同一線槽內(nèi)。5）PLC的I/O回路配線，必須使用壓接端子或單股線。6)與PLC安裝在同一控制柜內(nèi)的感性元件，最好有消弧電路。當(dāng)前第46頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)六、提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施

3、正確的接地PLC一般最好單獨(dú)接地，也可以采用公共接地，但禁止使用串聯(lián)接地方式

PLC的接地線應(yīng)盡量短，使接地點(diǎn)盡量靠近PLC。同時(shí)，接地電阻要小于100Ω，接地線的截面應(yīng)大于２mm2。

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4、必須的安全保護(hù)環(huán)節(jié)短路保護(hù)應(yīng)該在PLC外部輸出回路中裝上熔斷器，進(jìn)行短路保護(hù)。最好在每個(gè)負(fù)載的回路中都裝上熔斷器?；ユi與聯(lián)鎖措施除在程序中保證電路的互鎖關(guān)系，PLC外部接線中還應(yīng)該采取硬件的互鎖措施，以確保系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。失壓保護(hù)與緊急停車措施PLC外部負(fù)載的供電線路應(yīng)具有失壓保護(hù)措施，當(dāng)臨時(shí)停電再恢復(fù)供電時(shí)，不按下“啟動(dòng)”按鈕PLC的外部負(fù)載就不能自行啟動(dòng)。這種接線方法的另一個(gè)作用是，當(dāng)特殊情況下需要緊急停機(jī)時(shí)，按下“停止”按鈕就可以切斷負(fù)載電源，而與PLC毫無關(guān)系。當(dāng)前第48頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)六、提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施

5、必要的軟件措施消除開關(guān)量輸入信號(hào)抖動(dòng)

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5、必要的軟件措施故障的檢測(cè)與診斷

超時(shí)檢測(cè)：設(shè)備在各工步的動(dòng)作所需的時(shí)間一般是不變的，即使變化也不會(huì)太大，因此可以以這些時(shí)間為參考，在PLC發(fā)出輸出信號(hào)，相應(yīng)的外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)開始動(dòng)作時(shí)啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器定時(shí)，定時(shí)器的設(shè)定值比正常情況下該動(dòng)作的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)20％左右。邏輯錯(cuò)誤檢測(cè)：編制一些常見故障的異常邏輯關(guān)系，一旦異常邏輯關(guān)系為ON狀態(tài)，就應(yīng)按故障處理。消除預(yù)知干擾：某些干擾是可以預(yù)知的，如PLC的輸出命令使執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如大功率電動(dòng)機(jī)、電磁鐵）動(dòng)作，常常會(huì)伴隨產(chǎn)生火花、電弧等干擾信號(hào)，它們產(chǎn)生的干擾信號(hào)可能使PLC接收錯(cuò)誤的信息。在容易產(chǎn)生這些干擾的時(shí)間內(nèi)，可用軟件封鎖PLC的某些輸入信號(hào)，在干擾易發(fā)期過去后，再取消封鎖。當(dāng)前第50頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)五、提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施

6、采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)

冗余系統(tǒng)

冗余系統(tǒng)是指系統(tǒng)中有多余的部分，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，這多余的部分能立即替代故障部分而使系統(tǒng)繼續(xù)正常運(yùn)行。熱備用系統(tǒng)熱備用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較冗余系統(tǒng)簡(jiǎn)單，雖然也有兩個(gè)CPU模塊在同時(shí)運(yùn)行一個(gè)程序，但沒有冗余處理單元RPU。系統(tǒng)兩個(gè)CPU模塊的切換，是由主CPU模塊通過通信口與備用CPU模塊進(jìn)行通信來完成的。當(dāng)前第51頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)七、PLC在開關(guān)量控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、機(jī)械手及其控制要求機(jī)械手的原位：在最上面、最左邊且除松開的電磁線圈(YV5)通電外其它線圈全部斷電的狀態(tài)當(dāng)前第52頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)七、PLC在開關(guān)量控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、機(jī)械手及其控制要求機(jī)械手具有手動(dòng)、單步、單周期、連續(xù)和回原位五種工作方式，用開關(guān)SA進(jìn)行選擇。

當(dāng)前第53頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)七、PLC在開關(guān)量控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

2、PLC的I/O分配

為了保證在緊急情況下（包括PLC發(fā)生故障時(shí)），能可靠地切斷PLC的負(fù)載電源，設(shè)置了交流接觸器KM。在PLC開始運(yùn)行時(shí)按下“電源”按鈕SB1，使KM線圈得電并自鎖，KM的主觸點(diǎn)接通，給輸出設(shè)備提供電源；出現(xiàn)緊急情況時(shí)，按下“急停”按鈕SB2，KM觸點(diǎn)斷開電源。

當(dāng)前第54頁\共有65頁\編于星期二\19點(diǎn)七、PLC在開關(guān)量控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

3、