【文章內(nèi)容簡介】 說 明 書 7 條件下可靠地工作。盡管如此，每種 PLC 都有自己的環(huán)境技術(shù)條件，用戶在選用時(shí)，特別是在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，對環(huán)境條件要進(jìn)行充分的考慮。一般 PLC及其外部電路（ I/O 模塊、輔助電源等）都能在下列環(huán)境條件下可靠工作：溫度：工作溫度 0～ 55℃，最高為 60℃ 儲(chǔ)存溫度： 40℃～＋ 85℃濕度：相對濕度 5%～ 95%(無凝結(jié)霜 )振動(dòng)和沖擊： 滿足國際電工委 員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)電源：交流 220V，允許變化范圍為 15%～＋ 15%，頻率為 47～ 53Hz瞬間停電保持 l0ms環(huán)境：周圍空氣不能混有可燃性、爆炸性和腐蝕性氣體對于需要應(yīng)用在特殊環(huán)境下的 PLC，要根據(jù)具體的情況進(jìn)行合理的選擇。 PLC 容量選擇 PLC 容量包括兩個(gè)方面：一是 I/O 的點(diǎn)數(shù)；二是用戶存儲(chǔ)器的容量（字?jǐn)?shù)）。 PLC 容量的選擇除滿足控制要求外，還應(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑Ａ?，以做備用。根?jù)經(jīng)驗(yàn)，在選擇存儲(chǔ)容量時(shí)，一般按實(shí)際需要的 10%～ 25%考慮裕量。對于開關(guān)量控制系統(tǒng)，存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)為開關(guān)量 I/O 乘以 8； 對于有模擬量控制功能的 PLC，所需存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)為模擬內(nèi)存單元數(shù)乘以 100。通常，一條邏輯指令占用存儲(chǔ)器一個(gè)字。計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、移位及算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸?shù)戎噶钫加么鎯?chǔ)器兩個(gè)字。各種指令占存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)可查閱 PLC 產(chǎn)品使用手冊。 I/O 點(diǎn)數(shù)也應(yīng)留有適當(dāng)裕量。由于目前 I/O 點(diǎn)數(shù)較多的 PLC 價(jià)格也較高，若備用的 I/O 點(diǎn)的數(shù)量太多，將使成本增加。根據(jù)被控對象的輸入信號和輸出信號的總點(diǎn)數(shù)，并考慮到今后的調(diào)整和擴(kuò)充，通常 I/O 點(diǎn)數(shù)按實(shí)際需要的 10%～ 15%考慮備用量。 I/O 模塊的選擇 PLC 是一種工業(yè) 控制系統(tǒng)，它的控制對象是工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程，它的工作環(huán)境是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。它與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過 I/O 接口模塊可以檢測被控生產(chǎn)過程的各種參數(shù)，并以這些現(xiàn)場數(shù)據(jù)作為控制器對被控制對象進(jìn)行控制的依據(jù)。同時(shí)控制器又通過 I/O 接口模塊將控制器的處理結(jié)果送給工業(yè)生產(chǎn)過程中的被控設(shè)備，驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)控制。外部設(shè)備或生產(chǎn)過程中的信號電平各種各樣，各種機(jī)構(gòu)所需的信息電平也是各種各樣的，而 PLC 的 CPU 所處理的信息只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，所以 I/O 接口模塊還需實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。 PLC 從現(xiàn)場收集的信息及輸出 給外部設(shè)備的控制信號都需經(jīng)過一定距離。為了確保這些信息的正確無誤， PLC 的 I/O 接口模塊都具有較好的抗干擾能力。根據(jù)實(shí)際需要， PLC 相應(yīng)有許多種 I/O 接口模塊，包括開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊及模擬量輸出模塊，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇使用。 電 氣 自 動(dòng) 控 制 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 8 1．確定 I/O 點(diǎn)數(shù) I/O 點(diǎn)數(shù)的確定要充分的考慮到裕量，能方便地對功能進(jìn)行擴(kuò)展。對一個(gè)控制對象，由于采用不同的控制方法或編程水平不一樣， I/O 點(diǎn)數(shù)就可能有所不同。 2．開關(guān)量 I/O 標(biāo)準(zhǔn)的 I/O 接口用于同傳感器和開關(guān)（如按鈕、限位開關(guān)等 ）及控制（開 /關(guān)）設(shè)備（如指示燈、報(bào)警器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器等）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。典型的交流 I/O 信號為 24～ 240V（ AC），直流 I/O 信號為 5～ 24V（ DC）。 3．選擇開關(guān)量輸入模塊主要從下面兩方面考慮：一是根據(jù)現(xiàn)場輸入信號與 PLC 輸入模塊距離的遠(yuǎn)近來選擇電平的高低。一般 24V 以下屬于低電平，其傳輸距離不宜太遠(yuǎn)。如 12V 電壓模塊一般不超過 10m，距離較遠(yuǎn)的設(shè)備選用較高電壓模塊比較可靠。二是高密度的輸入模塊，如 32 點(diǎn)輸入模塊，能允許同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)取決于輸入電壓和環(huán)境溫度。一般同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不得超過總輸入點(diǎn)數(shù)的 60%。 4．選擇開關(guān)量輸出模塊時(shí)應(yīng)從以下三個(gè)方面來考慮：一是輸出方式選擇。輸出模塊有三種輸出方式：繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出。其中，繼電器輸出價(jià)格便宜，使用電壓范圍廣，導(dǎo)通壓降小，承受瞬時(shí)過電壓和過電流的能力強(qiáng)，且有隔離作用。但繼電器有觸點(diǎn)，壽命較短，且響應(yīng)速度較慢，適用于動(dòng)作不頻繁的交／直流負(fù)載。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載時(shí)，最大開閉頻率不得超過 1Hz。晶閘管輸出（交流）和晶體管輸出（直流）都屬于無觸點(diǎn)開關(guān)輸出 ，適用于通斷頻繁的感性負(fù)載。感性負(fù)載在斷開瞬間會(huì)產(chǎn)生較高反電壓，必須采取抑制措施。二是輸出電流的選擇。模塊的輸出電流必須大于負(fù)載電流的額定值，如果負(fù)載電流較大，輸出模塊不能直接驅(qū)動(dòng)時(shí)，應(yīng)增加中間放大環(huán)節(jié)。對于電容性負(fù)載、熱敏電阻負(fù)載，考慮到接通時(shí)有沖擊電流，要留有足夠的余量。三是允許同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)。在選用輸出點(diǎn)數(shù)時(shí)，不但要核算一個(gè)輸出點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)能力，還要核算整個(gè)輸出模塊的滿負(fù)荷負(fù)載能力，即輸出模塊同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)的總電流值不得超過模塊規(guī)定的最大允許電流值。 電源模塊的選擇 電源模塊的選擇一般只需考 慮輸出電流。電源模塊的額定輸出電流必須大于處理器模塊、 I/O 模塊、專用模塊等消耗電流的總和。以下步驟為選擇電源的一般規(guī)則： 1．確定電源的輸入電壓； 2．將框架中每塊 I/O 模塊所需的總背板電流相加，計(jì)算出 I/O 模塊所需的總背板電流電 氣 自 動(dòng) 控 制 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 9 值； 3． I/O 模塊所需的總背板電流值再加上以下各電流： 1） 框架中帶有處理器時(shí)，則加上處理器的最大電流值； 2） 當(dāng)框架中帶有遠(yuǎn)程適配器模塊或擴(kuò)展本地 I/O 適配器模塊時(shí)，應(yīng)加上其最大電流值。 4．如果框架中留有空槽用于將來擴(kuò)展時(shí)，可做以下處理； 1） 列出將來要擴(kuò)展 的 I/O 模塊所需的背板電流； 2） 將所有擴(kuò)展的 I/O 模塊的總背板電流值與步驟。 5．在框架中是否有用于電源的空槽，否則將電源裝到框架的外面。 6．根據(jù)確定好的輸入電壓要求和所需的總背板電流值，從用戶手冊中選擇合適的電源模塊。 具體應(yīng)考隨著 PLC 技術(shù)的發(fā)展， PLC 產(chǎn)品的種類越來越多，而且功能也日益完善。PLC 的種類繁多，其結(jié)構(gòu)、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等各有不同，當(dāng)然使用場合也有所不同。因此選擇合理的 PLC 對提高 PLC 控制系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)意義重大。 因此在選擇機(jī)型時(shí)不僅要滿足 其功能要求及維護(hù)等方面的慮： 1）合理的結(jié)構(gòu)形式 2）安裝方式的選擇 3）相當(dāng)?shù)墓δ芤? 4）系統(tǒng)可靠性的要求 綜上所述，根據(jù)控制系統(tǒng)要求選擇 S7300 系列 PLC， S7300 系列 PLC 屬于 中 型 模塊式結(jié)構(gòu)的 PLC，本機(jī)自帶 RS 485 通信接口，內(nèi)置電源和 I/O 接口，它的結(jié)構(gòu) 簡單 ，運(yùn)行速度快，可靠性高，具有極其豐富的指令系統(tǒng)和擴(kuò)展模塊，實(shí)時(shí)性和通信能力強(qiáng)大，便于操作，易于掌握，性價(jià)比高，是中小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的理想控制設(shè)備。 PLC I/O 點(diǎn)分配 電 氣 自 動(dòng) 控 制 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 10 控制系統(tǒng) I/0 數(shù)量 通 過分析控制任務(wù)，共需要 13個(gè)數(shù)字量輸入和 7個(gè)數(shù)字量輸出， CPU 型號可以選擇S7300PLC 的 CPU312（本機(jī)上有 16個(gè)數(shù)字量輸入和 16個(gè)數(shù)字量輸出）。 QA01為 電源開關(guān) 、KF1KF4為 電磁閥 2啟停開關(guān)； BG1BG4行程開關(guān)來控制主 、 備用泵的自動(dòng)啟停； PG1PG2分別指示工作泵和備用泵的工作情況； PG3來指示備用泵的光報(bào)警；