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,例如电机的起停,电磁阀的开闭,产品的计数,温度、压力、流量的设定与控制等,工业现场中的这些自动控制问题,若采用可编程序控制器(PLC)来解决自动控制问题已成为有效的工具之一,本文叙述PLC控制系统设计时应该注意的问题。
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,例如电机的起停,电磁阀的开闭,产品的计数,温度、压力、流量的设定与控制等,工业现场中的这些自动控制问题,若采用可编程序控制器(PLC)来解决自动控制问题已成为有效的工具之一,本文叙述PLC控制系统设计时应该注意的问题。
控制硬件选购目前市场上的PLC产品众多。国产品牌有:永宏、和利时、凯迪恩等;国外有:日本的 OMRON、MITSUBISHI、松下;德国的SIEMENS,韩国的LG等。近几年,PLC产品的价格有较大的下降,其性价比越来越高,这是众多技术人员选用PLC的重要原因。但各品牌的PLC在性能指标上都有着较大的差异。所以如何选购PLC产品成为了系统设计和系统功能要求的重要环节。
1.系统规模首先应确定系统用 PLC单机控制,还是用PLC形成网络,由此计算PLC输入、输出点数,并且在选购PLC时要在实际需要点数的基础上留有一定余量(10%)。
2.确定负载类型根据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,或晶
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。
3.存储容量与速度尽管国外各厂家的PLC产品大体相同,但也有一定的区别。目前还未发现各公司之间完全兼容的产品。各个公司的开发软件都不相同,而用户程序的存储容量和指令的执行速度是两个重要指标。一般存储容量越大、速度越快的PLC价格就越高,但应该根据系统的大小合理选用PLC产品。
4.编程器的选购 PLC编程可采用三种方式:
一是用一般的手持编程器编程,它只能用商家规定语句表中的语句编程。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,并且体积小,易于现场调试,造价也较低。
二是用图形编程器编程,该编程器采用梯形图编程,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。
三是用个人计算机加PLC软件包编程,这种方式是效率高的一种方式。基于电脑笔记本的普及和PLC软件编程的方便性,并且易于现场调试。这种方式是用户喜欢用的一种方式。
因此,应根据系统的大小与难易,开发周期的长短以及资金的情况合理选购PLC产品。
5.尽量选用大公司的产品其质量有保障,且技术支持好,一般售后服务也较好,还有利于你的产品扩展与软件升级。
输入回路的设计
1.电源回路 PLC供电电源一般为 AC85—240V(也有DC24V),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)。
2.PLC上DC24V电源的使用,各公司 PLC产品上一般都有DC24V电源,但该电源容量小,为几十毫安至几百毫安,用其带负载时要注意容量,同时作好防短路措施(因为该电源的过载或短路都将影响PLC的运行)。
3. 外部DC24V电源 若输入回路有 DC24V供电的接近开关、光电开关等,而PLC上DC24V电源容量不够时,要从外部提供DC24V电源;但该电源的“—”端不要与 PLC的 DC24V的“—”端以及“COM”端相连,否则会影响PLC的运行。
4.输入的灵敏度各厂家对PLC的输人端电压和电流都有规定,如日本三菱公司FX系列PLC的输入值为:DC24V、7mA,启动电流为4.5mA,关断电流小于1.5mA,因此,当输入回路串有二极管或电阻(不能完全启动),或者有并联电阻或有漏电流时(不能完全切断),就会有误动作,灵敏度下降,对此应采取措施。另一方面,当输入器件的输入电流大于PLC的大输入电流时,也会引起误动作,应采用弱电流的输入器件,并且选用输人为共漏型输入的 PLC,输入元件的公共点电位相对为负,电流是流出 PLC的输入端。
输出回路的设计
1.各种输出方式之间的比较
(1)继电器输出:优点是不同公共点之间可带不同的交、直流负载,且电压也可不同,带负载电流可达2A/点;但继电器输出方式不适用于高频动作的负载,这是由继电器的寿命决定的。其寿命随带负载电流的增加而减少,一般在几十万次至几百万次之间,有的公司产品可达1000万次以上,响应时间为10ms
(2)晶闸管输出:带负载能力为0.2A/点,只能带交流负载,可适应高频动作,响应时间为1ms.
(3)晶体管输出:大优点是适应于高频动作,响应时间短,一般为0.2ms左右,但它只能带 DC 5—30V的负载,大输出负载电流为0.5A/点,但每4点不得大于0.8A。
当你的系统输出频率为每分钟6次以下时,应继电器输出,因其电路设计简单,抗干扰和带负载能力强。当频率为10次/min以下时,既可采用继电器输出方式;也可采用PC输出驱动达林顿三极管(5 —10A),再驱动负载(见图2),可大大减小
2.抗干扰与外部互锁当 PLC输出带感性负载,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。
当两个物理量的输出在PLC内部已进行软件互锁后,在PLC的外部也应进行互锁,以加强系统的可靠性。
3.“COM“点的选择不同的 PLC产品,其“COM”点的数量是不一样的,有的一个“COM”点带8个输出点,有的带4个输出点,也有带2个或1个输出点的。当负载的种类多,且电流大时,采用一个“COM”点带1—2个输出点的 PLC产品;当负载数量多而种类少时,采用一个“COM”点带4—8个输出点的PLC产品,这样会对电路设计带来很多方便。每个“COM”点处加一熔丝,1—2个输出时加2A的熔丝,4—8点输出的加5—10A的熔丝,因 PLC内部一般没有熔丝。
4.PLC外部驱动电路对于 PLC输出不能直接带动负载的情况下,必须在外部采用驱动电路:可以用三极管驱,也可以用固态继电器或晶闸管电路驱动,同时应采用保护电路和浪涌吸收电路,且每路有显示二极
管(LED)指示。印制板应做成插拔式,易于维修。
PLC的输入输出布线也有一定的要求,请看各公司的使用说明书。
扩展模块的选用
对于小的系统,如80点以内的系统.一般不需要扩展;当系统较大时,就要扩展。不同公司的产品,对系统总点数及扩展模块的数量都有限制,当扩展仍不能满足要求时,可采用网络结构;同时,有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块,因此,在进行软件编制时要注意。当采用温度等模拟模块时,各厂家也有一些规定,请看相关的技术手册。
各公司的扩展模块种类很多,如单输入模块、单输出模块、输入输出模块、温度模块、高速输入模块等。 PLC的这种模块化设计为用户的产品开发提供了方便。
PLC的网络设计
当用PLC进行网络设计时,其难度比PLC单机控制大得多。首先你应选用自己较熟悉的机型,对其基本指令和功能指令有较深入的了解,并且指令的执行速度和用户程序存储容量也应仔细了解。否则,不能适应你的实时要求,造成系统崩溃。另外,对通信接口、通信协议、数据传送速度等也要考虑。
后,还要向 PLC的商家寻求网络设计和软件技术支持及详细的技术资料,至于选用几层工作站,依你的控制要求与系统大小而定。
软件编制
在编制软件前,应首先熟悉所选用的 PLC产品的软件手册及编程指令手册,待熟练后再编程。若用图形编程器与软件包编程,则可直接编程,若用手持编程器编程,应先画出梯形图,然后编程,这样可少出错,速度也快。若用个人计算机与软件编程,编程结束后先仿真程序,待各个动作正常后,再在设备上调试。
控制单元即CU320,它是驱动系统的大脑,负责控制和协调整个驱动系统中的所有模块,完成各轴的电流环、速度环
甚至位置环的控制,并且同一块CU320 控制的各轴之间能相互交换数据,即任意一根轴能够读取控制单元上其它轴的数
据,这一特征广泛被用作多轴之间的简单的速度同步。
根据连接外围I/O 模块的数量、轴控制模式、所需的功能以及CF 卡的不同,1 块CU320 能够控制轴的数量也不同。
用作速度控制
• 大控制的轴数(指用带性能扩展1 的CF 卡):通常为6 个伺服轴或4 个矢量轴或8 个V/F 轴。实际控制的轴
数与CU320 的负荷(即所选的功能)有关,应以SIZER 配置软件为准。
• 伺服轴和矢量轴不能用一块CU320 来控制,即伺服轴和矢量轴不能混配在一块CU320 上,但伺服或矢量都能
与V/F 混配。
• 大输出频率及弱磁:伺服为650Hz,矢量和V/F 控制为300Hz。大为5 倍的弱磁。
用作位置控制
大控制的轴数(指用带性能扩展1 的CF 卡):用作伺服控制时,大为4 个轴;用作矢量控制时,大为2 个
轴,控制轴的数量不是的,与CU320 的负荷有关,具体控制轴数应由实际应用决定。*使用SIZER 配置软
件来决定所能控制的大轴数。
使用西门子的触摸屏,安装触摸屏的软件WinCC_flexible_2008_SP4成功后,不能打开和新建项目,怎么解决? 解决方法:错误很明显,是SQL服务器没打开,你看下软件禁止没有,实在找不到原因的话把它卸载了,关闭所有软件重新安装(也可能是安装不)。 主要是由于系统的问题,电脑好是安装win7旗舰版系统。
而模块的备件市场可以买到,进行简单的更换就可以。至于软件,调试好后不会出故障,再多只要依据使用经验进行调整,使之完善就是了。(5)改用方便:PLC用于某设备,若这个设备不再使用了,其所用的PLC还可给别的设备使用,只要改编一下程序,就可办到。如果原设备与新设备差别较大,它的一些模块还可重用。西门子PLC控制系统设计时应遵循那些步骤和内容?(1)工艺分析深入了解控制对象的工艺过程、工作特点、控制要求,并划分控制的各个阶段,归纳各个阶段的特点,和各阶段之间的转换条件,画出控制流程图或功能流程图。(2)选择合适的PLC类型在选择PLC机型时,主要考虑下面几点:1功能的选择。对于小型的PLC主要考虑I/O扩展模块、A/D与D/A模块以及指令功能(如中断、PID等。 PC/PPI其实就是一根RS485/RS232的匹配电缆,晶体管输出与继电器输出各自的优点如何,晶体管不能带AC220V的交流负载,只能带低压的直流,对抗过载和过压的能力差,但可以高频输出,适合高频率输出的场合。
河南西门子S7-300轨道=830MM* 保证符号表填写的准确性是至关重要的,在编写符号表时,不仅要把设备输入输出的地址写正确,再给每个地址命名并添加注释,这对后面的编程会非常方便,不需要在编程时每次都查询地址,只要填写命名好的名称即可,第四步:写出程序流程图在编程之前。
西门子PLC模块,变频器,触摸屏,交换机
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