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PLC的自动化控制系统的优化设计

发布时间:2017-05-31 20:06:44 分类:新闻动态 来源: 点击:

PLC的自动化控制系统的优化设计 PLC的自动化控制系统的优化设计   1 引言  在现代化的工业生产装备中,有大量的数字量及摹拟量的控制装置,例如机电的启停,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最有效、最便捷的工具,因此PLC在工业控制领域得到了广泛的利用。下面就PLC工业控制系统设计中的问题进行探讨。  2 PLC系统装备选型  PLC最主要的目的是控制外部系统。这个系统多是单个机器,机群或1个生产进程。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、摹拟量等)统计,列出清单。适当进行内存容量的估计,肯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、网络通讯等综合情况,选定价格性能比较

  1 引言

  在现代化的工业生产装备中,有大量的数字量及摹拟量的控制装置,例如机电的启停,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最有效、最便捷的工具,因此PLC在工业控制领域得到了广泛的利用。下面就PLC工业控制系统设计中的问题进行探讨。

  2 PLC系统装备选型

  PLC最主要的目的是控制外部系统。这个系统多是单个机器,机群或1个生产进程。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、摹拟量等)统计,列出清单。适当进行内存容量的估计,肯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、网络通讯等综合情况,选定价格性能比较好的PLC机型。

  目前市场上的PLC产品众多,国外知名品牌有德国的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、协力时等。近几年,PLC产品的价格有较大的降落,其性价比愈来愈高。PLC 的选型应从以下几个方面入手。

  2.1 肯定PLC 控制系统的范围

  根据工厂生产工艺流程和复杂程度肯定系统范围的大小。可分为大、中、小3种范围。

  小范围PLC控纸箱抗破实验机制系统:单机或小范围生产进程,控制进程主要是条件、顺序控制,以开关量为主,并且I/O点数小于128 点。1般选用微型PLC,如SIEMENS S7⑵00等。

  中等范围PLC控制系统:生产进程是复杂逻辑控制和闭环控制,I/O点数在卧式低温实验机128——512 点之间。应当选用具有摹拟量控制、PID控制等功能的PLC,如SIEMENS S7⑶00等。

  大范围PLC控制系统:生产进程是大范围进程控制、DCS系统和工厂自动化网络控制,I/O点数在512点以上。应当选用具有通讯联网、智能控制、数据库、中断控制、函数运算的高级PLC,如SIEMENS S7⑷00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 肯定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/电脑整箱抗压实验机O点的类型(数字量、摹拟量等)统计,列出清单。适当进行内存容量的估计,肯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)。

  根据静力触探实验机PLC输出端所带的负载是直流型还是交换型,是大电流还是小电流,和PLC输出点动作的频率等,从而肯定输出端采取继电器输出,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,对峙式拉力实验机系统的稳定运行是很重要的。

  电磁阀的开闭、大电感负载、动作频率低的装备,PLC输出端采取继电器输出或固态继电器输出;各种唆使灯、变频器/数字直流调速器的启动/停止应采取晶体管输出。

  2.3 肯定PLC编程砖瓦抗折实验机工具

  (1) 1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。这类方式效力低,但对系统容量小、用量小的产品比较适合,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3轴按键荷重曲线实验机。图形编程器采取梯形图(LAD)编程,方便直观,1般的电气人员短时间内便可利用自若,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 。这类方式是效力最高的1种方式,但大部份公司的PLC 开发软件包价格昂贵,并且该方式不锚杆锚索拉力实验机易于现场调试,主要用于中高级PLC系统的硬件组态和软件编程

  3 PLC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

  硬件设计是落锤冲击实验机PLC控制系统的相当重要的1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份。

  (1) PLC控制系统的输入电路设计。PLC供数控弹簧实验电机电源1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);隔离变压器也能够采取双隔离技术,即变压器的初、次级线圈屏蔽层与低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1般应采取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安全相当重要,由于该电源的过载或短路都将影响PLC的运行,1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合的熔丝,避免短路。

  (2) PLC控制系统的输出电路设计。根据生产工艺要求,各种唆使灯、变频器/数字直流调速器的启动停止应采取晶体管输出,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,应首选继电器输出,采取这类方法,输出电路的设计简单,抗干扰和带负载能力强。

复合芯棒缠绕实验机

  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2极管,对交换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,既可以采取继电器输出方式,也能够采取PLC输出驱动中间继电器或固态继电器(SSR),再驱动负载。

  对两个重要输出量,不但在PL平面曲折疲劳实验机C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。

  对常见的AC220V交换开关类负载,例如交换接触器、电磁阀等,应当通过DC24V微小型中间继电器驱动,避免PLC的DO接点直接驱动,虽然PLC手册标称具有AC220V交换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趋广泛,这带来了交换电网的污染,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斟酌的问题。1般采取以下几种方式:

  隔离:由于电网中的高频干扰主要是原副边绕组之间的散布电容耦合而成,所以建议采取1:1超隔离变压器,并将中性点经电容接地。

  屏蔽:1般采取金属外壳屏蔽,将PLC系统内置于金属柜以内。金属柜外壳可靠接地,能起到良好的静电、磁场屏蔽作用,避免空间辐射干扰。

  布线:强电动力线路、弱电信号线分开走线,并且要有1定的间隔;摹拟信号传输线采取双绞线屏蔽电缆

  3.2 PLC 控制系统的软件设计

  在进行硬件设计的同时可以着手软件的设计工作。软件设计的主要任务是根据控制要求将工艺流程图转换为梯形图,这是PLC利用的最关键的问题,程序的编写是软件设计的具体表现。在控制工程的利用中,良好的软件设计思想是关键,优秀的软件设计便于工程技术人员理解掌握、调试系统与平常系统保护。

  (1) PLC控制系统的程序设计思想。由于生产进程控制要求的复杂程度不同,可将程序按结构情势分为基本程序和模块化程序。

  基本程序:既可以作为独立程序控制简单的生产工艺进程,也能够作为组合模块结构中的单元程序;根据计算机程序的设计思想,基本程序的结构方式只有3种:顺序结构、条件分支结构和循环结构。

  模块化程序:把1个总的控制目标程序分成多个具有明确子任务的程序模块,分别编写和调试,最后组合成1个完成总任务的完全程序。这类方法叫做模块化程序设计。我们建议常常采取这类程序设计思想,由于各模块具有相对独立性,相互连接关系简单,程序易于调试修改。特别是用于复杂控制要求的生产进程。

  (2) PLC控制系统的程序设计要点。PLC控制系统I/O分配,根据生产流水线从前至后,I/O点数由小到大;尽量把1个系统、装备或部件的I/O信号集中编址,以利于保护。定时器、计数微电脑拉力实验机器要统1编号,不可重复使用同1编号磨擦磨损实验机,以确保PLC工作运行的可靠性。

  程序隔维卡热变形实验机墙板抗弯纸带耐磨实验机实验机中大量使用的内部继电器或中间标志位(不是I/O位),也要统1编号,进行分配。

  在地址分配完成后,应列出I/O分配表和内部继电器或中间标志位分配表。

  彼此有关的输出器件,如机电的正/反转等,其输出地址应连续安排,如Q2.0/Q2.1等。

  (3) PLC控制系统编程技能。PLC程序设计的原则是逻辑关系简单明了,易于编程输入,少占内存,减少扫描时间,这是PLC 编程必须遵守的原则。下面介绍几点技能。

  PLC各种触点可以屡次重复使用,无需用复杂的程序来减少触点使用次数。

  同1个继电器线圈在同1个程序中使用两次称为双线圈输出,双线圈输出容易引发误动作,在程序中尽可能要避免线圈重复使用。如果必须是双线圈输出,可以采取置位和复位操作(以S7⑶00为例如SQ4.0或 RQ4.0)。

  如果要使PLC多个输出为固定值 1 (常闭),可以采取字传送指令完成,例如 Q2.0、Q2.3、Q2.5、Q2.7同时都为1,可cdt压力实验机以使用1条指令将106进制的数据0A9H直接传送QW2便可。

  对非重要装备,可以通过硬件上多个触点串连后再接入PLC输入端,或通过PLC编程来减少I/O点数,节俭资源。例如:我们使用1个按钮来控制装备的启动/停止,就能够采取2分频来实现。

  模块化编程思想的利用:我们可以把正反自锁互锁转程序封装成为1个模块,正反转点动封装成为1个模块,在PLC程序中我们可以重复调用该模块,不但减少强冲击实验机编程量,而且减少内存占用量,有益于大型PLC 程序的编制。

  4 PL盘销式磨擦磨损实验机C控制系统程序的调试

  PLC控制系统程序的调试1般包括I/O端子测试和系统调试两部份内容,良好的调试步骤有益于加速总装调试的进程。

  4.1 I/O端子测试

  用手动开关暂时期替现场输入信号,以手动方式逐1对PLC输入端子进行检查、验证,PLC输入端子的唆使灯点亮,表示正常;反之,应检查接线或是I/O点坏。

  我们可以编写1个小程序,在输出电源良好的情况下,检查所有PLC输出端子指橡胶塞穿刺力实验机示灯是不是全亮。PLC输入端子的唆使灯点亮,表示正常。反之,应检查接线或是I/O点坏。

  4.2 系统调试

  系统调试应首先按控制要求将电源、外部电路与输入输出端子连接好,然后装载程序于PLC中,运行PLC进测混凝土强度实验机行调试。将PLC与现场装备连接。在正式调试前全面检查箱包落锤冲击实验机全部PLC控制系统,包括电源、接yg—8612a卧式插拔力实验机地线、装备连接线、I/O连线等。在保证全部硬件连接正确无误的情况下便可送电。

扣件弹条疲劳实验机  把PLC控制单元的工作方式设置为“RUN”撕裂强度实验机开始运行。反复调试消除可能出现的各种问题。在调试进程中也能够根据实际需求对硬件作适当修改以配合软件的调试。应保持足够长的运行时间使问题充分暴露并加以纠正。调试中多数是控制程序问题。1般分以下几步He178喷气式实验机进行:电液伺服疲劳实验机

  (1) 对每个现场信号和控制量做单独测试;

  (2) 检查硬件/修改程序;

  (3)吹膜实验机 对现场信号和控制量做综合测试;

  (4) 带装备调试;

  (5) 调试结束。

  5 结束语

  PLC控制系统的设计是1个步骤有序的系统工程,要想做到熟练自若,需要反复设计和实践。本文是PLC控制系统的设计和实践经验的总结,在实际利用中具有良好的效果。

PLC的自动化控制系统的优化设计