水工業(yè)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)-工業(yè)控制
摘要：在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，有大量的數(shù)字量及模擬量的控制裝置，例如電機(jī)的起停，電磁閥的開(kāi)閉，產(chǎn)品的計(jì)數(shù)，溫度、壓力、流量的設(shè)定與控制等，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的這些自動(dòng)控制問(wèn)題，若采用可編程序控制器(PLC)來(lái)解決自動(dòng)控制問(wèn)題已成為最有效的工具之一，本文敘述PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的問(wèn)題。
在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，有大量的數(shù)字量及模擬量的控制裝置，例如電機(jī)的起停，電磁閥的開(kāi)閉，產(chǎn)品的計(jì)數(shù)，溫度、壓力、流量的設(shè)定與控制等，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的這些自動(dòng)控制問(wèn)題，若采用可編程序控制器(PLC)來(lái)解決自動(dòng)控制問(wèn)題已成為最有效的工具之一，本文敘述PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的問(wèn)題。
控制硬件選購(gòu)目前市場(chǎng)上的PLC產(chǎn)品眾多。國(guó)產(chǎn)品牌有：永宏、和利時(shí)、凱迪恩等；國(guó)外有：日本的 OMRON、MITSUBISHI、松下；德國(guó)的SIEMENS，韓國(guó)的LG等。近幾年，PLC產(chǎn)品的價(jià)格有較大的下降，其性價(jià)比越來(lái)越高，這是眾多技術(shù)人員選用PLC的重要原因。但各品牌的PLC在性能指標(biāo)上都有著較大的差異。所以如何選購(gòu)PLC產(chǎn)品成為了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)功能要求的重要環(huán)節(jié)。
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%)。
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。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。
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。
4．編程器的選購(gòu) PLC編程可采用三種方式：
一是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。
二是用圖形編程器編程，該編程器采用梯形圖編程，方便直觀，一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。
三是用個(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?；陔娔X筆記本的普及和PLC軟件編程的方便性，并且易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。這種方式是用戶最喜歡用的一種方式。
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。
5．盡量選用大公司的產(chǎn)品其質(zhì)量有保障，且技術(shù)支持好，一般售后服務(wù)也較好，還有利于你的產(chǎn)品擴(kuò)展與軟件升級(jí)。
輸入回路的設(shè)計(jì)
1．電源回路 PLC供電電源一般為 AC85—240V(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．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(因?yàn)樵撾娫吹倪^(guò)載或短路都將影響PLC的運(yùn)行)。
3. 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。
4．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FX系列PLC的輸入值為：DC24V、7mA，啟動(dòng)電流為4．5mA，關(guān)斷電流小于1．5mA，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)電阻或有漏電流時(shí)(不能完全切斷)，就會(huì)有誤動(dòng)作，靈敏度下降，對(duì)此應(yīng)采取措施。另一方面，當(dāng)輸入器件的輸入電流大于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，并且選用輸人為共漏型輸入的 PLC，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。
輸出回路的設(shè)計(jì)
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，
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