【正文】 第第 6 部分部分 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可編程序控制器（可編程序控制器（ PLC）） 應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用技術(shù) PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則與內(nèi)容 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： n 最大限度地滿足控制要求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)場進(jìn)行調(diào)查研究，收集資料。同時(shí)要注意和現(xiàn)場工程管理和技術(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。n 保證系統(tǒng)的安全可靠保證系統(tǒng)的安全可靠 保證 PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。n 力求簡單、經(jīng)濟(jì)、使用與維修方便力求簡單、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)。n 適應(yīng)發(fā)展的需要適應(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。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則與內(nèi)容 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟 n 1）分析被控對(duì)象并提出控制要求）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。n 2）確定輸入／輸出設(shè)備）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)。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則與內(nèi)容 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟n 3）選擇）選擇 PLC PLC選擇包括對(duì) PLC的機(jī)型、容量、 I/O模塊、電源等的選擇n 4）分配）分配 I/O點(diǎn)并設(shè)計(jì)點(diǎn)并設(shè)計(jì) PLC外圍硬件線路外圍硬件線路n 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。n 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。n 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。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則與內(nèi)容 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟n 5）程序設(shè)計(jì)）程序設(shè)計(jì)n 程序設(shè)計(jì)： 1）控制程序； 2）初始化程序； 3）檢測、故障診斷和顯示等程序； 4）保護(hù)和連鎖程序。n 模擬調(diào)試：根據(jù)產(chǎn)生現(xiàn)場信號(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。n 6）硬件實(shí)施）硬件實(shí)施n 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；n 設(shè)計(jì)系統(tǒng)各部分之間的電氣互連圖；n 根據(jù)施工圖紙進(jìn)行現(xiàn)場接線，并進(jìn)行詳細(xì)檢查。n 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。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則與內(nèi)容 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟n 7）聯(lián)機(jī)調(diào)試）聯(lián)機(jī)調(diào)試n 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。n 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。n 8）整理和編寫技術(shù)文件）整理和編寫技術(shù)文件n 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。 PLC的選擇 n 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。n PLC的選擇主要應(yīng)從 PLC的機(jī)型、容量、的機(jī)型、容量、 I/O模塊、電源模模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力 等方面加以綜合考慮。 PLC的選擇 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，力爭最佳的性能價(jià)格比。選擇時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)：n 合理的結(jié)構(gòu)型式合理的結(jié)構(gòu)型式 PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。n 安裝方式的選擇安裝方式的選擇 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。n 相應(yīng)的功能要求相應(yīng)的功能要求n 響應(yīng)速度要求響應(yīng)速度要求n 系統(tǒng)可靠性的要求系統(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)n 機(jī)型盡量統(tǒng)一機(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。 PLC的選擇 PLC容量的選擇 n I／／ O點(diǎn)數(shù)的選擇點(diǎn)數(shù)的選擇n 在滿足控制要求的前提下力爭使用的 I／ O點(diǎn)最少。n 需要加上 10％ ~15％的裕量。n 存儲(chǔ)容量的選擇存儲(chǔ)容量的選擇n 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。n 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) 100n 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。 PLC的選擇 I／ O模塊的選擇 n 開關(guān)量輸入模塊的選擇開關(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)場輸入信號(hào)和周圍環(huán)境因素等。 直流輸入直流輸入 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)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)場輸入設(shè)備與輸入模塊之間的距離來考慮選擇時(shí)主要根據(jù)現(xiàn)場輸入設(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。 PLC的選擇 I／ O模塊的選擇n 開關(guān)量輸入模塊的選擇開關(guān)量輸入模塊的選擇 2）輸入接線方式 主要有 匯點(diǎn)式和分組式匯點(diǎn)式和分組式 兩種接線方式 PLC的選擇 I／ O模塊的選擇n 開關(guān)量輸入模塊的選擇開關(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。 PLC的選擇 I／ O模塊的選擇n 開關(guān)量輸出模塊的選擇開關(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