西门子授权代理商|电源模块

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引言
在现代化的工业生产设备中，有大量的数字量及模拟量的控制装置，例如电机的启停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度、压力、流量的设定与控制等，而plc技术是解决上述问题的有效、便捷的工具，因此plc在工业控制领域得到了广泛的应用。下面就plc工业控制系统设计中的问题进行探讨。
2plc系统设备选型
plc主要的目的是控制外部系统。这个系统可能是单个机器，机群或一个生产过程。不同型号的plc有不同的适用范围。根据生产工艺要求，分析被控对象的复杂程度，进行i/o点数和i/o点的类型（数字量、模拟量等）统计，列出清单。适当进行内存容量的估计，确定适当的留有余量而不浪费资源的机型（小、中、大形机器）。并且结合市场情况，考察plc生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、网络通信等综合情况，选定价格性能比较好的plc机型。
目前市场上的plc产品众多，国外品牌有德国的siemens;日本的omron、mitsubishi、fuji、panasonic;美国的ge;韩国的lg等。国产品牌有研华、研祥、合力时等。近几年，plc产品的价格有较大的下降，其性价比越来越高。plc的选型应从以下几个方面入手。
2.1 确定plc 控制系统的规模
依据工厂生产工艺流程和复杂程度确定系统规模的大小。可分为大、中、小三种规模。
小规模plc控制系统:单机或者小规模生产过程，控制过程主要是条件、顺序控制，以开关量为主，并且i/o点数小于128点。一般选用微型plc,如siemens s7-200等。
中等规模plc控制系统:生产过程是复杂逻辑控制和闭环控制，i/o点数在128——512点之间。应该选用具有模拟量控制、pid控制等功能的plc，如siemens s7-300等。
大规模plc控制系统:生产过程是大规模过程控制、dcs系统和工厂自动化网络控制，i/o点数在512点以上。应该选用具有通信联网、智能控制、数据库、中断控制、函数运算的plc,如siemenss7-400等, 再和工业现场总线结合实现工厂工业网络的通讯和控制。
2.2 确定plc i/o 点的类型
根据生产工艺要求，分析被控对象的复杂程度，进行i/o点数和i/o点的类型（数字量、模拟量等）统计，列出清单。适当进行内存容量的估计，确定适当的留有软硬件资源余量而不浪费资源的机型（小、中、大型机器）。
根据plc输出端所带的负载是直流型还是交流型，是大电流还是小电流，以及plc输出点动作的频率等，从而确定输出端采用继电器输出，还是晶体管输出，或品闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式，对系统的稳定运行是很重要的。
电磁阀的开闭、大电感负载、动作频率低的设备，plc输出端采用继电器输出或者固态继电器输出;各种指示灯、变频器/数字直流调速器的启动/停止应采用晶体管输出。
2.3 确定plc编程工具
（1） 一般的手持编程器编程。手持编程器只能用商家规定语句表中的语句表（stl）编程。这种方式效率低，但对于系统容量小、用量小的产品比较适宜，具有体积小、价格低、易于现场调试等优点。这主要用于微型plc的编程。
（2）图形编程器编程。图形编程器采用梯形图（lad）编程，方便直观，一般的电气人员短期内就可应用自如，但该编程器价格较高,主要用于微型plc和中档plc。
（3） 计算机加plc软件包编程 。这种方式是效率高的一种方式，但大部分公司的plc开发软件包价格昂贵，并且该方式不易于现场调试，主要用于中plc系统的硬件组态和软件编程。
3plc控制系统的设计
plc 控制系统设计包括硬件设计和软件设计。
3.1 plc控制系统的硬件设计
硬件设计是plc控制系统的至关重要的一个环节，这关系着plc控制系统运行的可靠性、安全性、稳定性。主要包括输入和输出电路两部分。
（1）plc控制系统的输入电路设计。plc供电电源一般为ac85—240v，适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源净化元件（如电源滤波器、1:1隔离变压器等）;隔离变压器也可以采用双隔离技术，即变压器的初、次级线圈屏蔽层与初级电气中性点接大地，次级线圈屏蔽层接plc输入电路的地，以减小高低频脉冲干扰。
plc输入电路电源一般应采用dc 24v,同时其带负载时要注意容量，并作好防短路措施，这对系统供电安全和plc安全至关重要，因为该电源的过载或短路都将影响plc的运行，一般选用电源的容量为输入电路功率的两倍，plc输入电路电源支路加装适宜的熔丝，防止短路。
（2）plc控制系统的输出电路设计。依据生产工艺要求，各种指示灯、变频器/数字直流调速器的启动停止应采用晶体管输出，它适应于高频动作，并且响应时间短;如果plc系统输出频率为每分钟6 次以下，应继电器输出，采用这种方法，输出电路的设计简单，抗干扰和带负载能力强。
如果plc输出带电磁线圈等感性负载，负载断电时会对plc的输出造成浪涌电流的冲击，为此，对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电路，可有效保护plc。
当plc扫描频率为10次／min以下时，既可以采用继电器输出方式，也可以采用plc输出驱动中间继电器或者固态继电器（ssr），再驱动负载。
对于两个重要输出量，不仅在plc内部互锁，建议在plc外部也进行硬件上的互锁，以加强plc系统运行的安全性、可靠性。
对于常见的ac220v交流开关类负载，例如交流接触器、电磁阀等，应该通过dc24v微小型中间继电器驱动，避免plc的do接点直接驱动，尽管plc手册标称具有ac220v交流开关类负载驱动能力。
（3）plc控制系统的抗干扰设计。随着工业自动化技术的日新月异的发展，晶闸管可控整流和变频调速装置使用日益广泛，这带来了交流电网的污染，也给控制系统带来了许多干扰问题，防干扰是plc控制系统设计时必须考虑的问题。一般采用以下几种方式

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