【文章內(nèi)容簡介】 17 第四章 PLC 實(shí)際應(yīng)用舉例 PLC 在自動化控制領(lǐng)域占據(jù)著非常重要的地位，下面我們用幾個常用的電路來舉例，更好的了解 PLC。 接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制使用 PLC 控制 本圖中靠近母線一側(cè)中的第一梯級和第二梯級中的 X000、 X001 均為PLC 外部按鈕 SB SB3 按鈕所控制的常開接點(diǎn)，一旦接到外部信號使相應(yīng)的 X000 或 X001 閉合，通過串接于第一或第二梯級相應(yīng)線路，使輸出繼電器 Y000 或 Y001 線圈中的一個閉合，由于輸出繼電器線圈的閉合，使并接于第一和第二梯級中的常開接點(diǎn) Y000 或 Y001 中的一個閉合形成了自 保關(guān)系。接于輸出繼電器外圍相應(yīng)接觸器則帶動電動機(jī)運(yùn)行。停止則由外部的 SB1 按鈕控制，使串接于第一和第二梯級中的常閉接點(diǎn) X002斷開，不管是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)均能斷電，從而使電動機(jī)停止運(yùn)行。熱保護(hù) 18 則由外部的 FR 驅(qū)動，使串接于第一和第二梯級中的常閉接點(diǎn) X003 斷開使電動機(jī)停轉(zhuǎn)。而串接于第一和第二梯級中的常閉接點(diǎn) Y001 和 Y000 的作用，是保證在正轉(zhuǎn)時反轉(zhuǎn)回路被切斷，同理反轉(zhuǎn)時正轉(zhuǎn)回路被切斷使它們只能處于一種狀態(tài)下運(yùn)行，其實(shí)質(zhì)是相互聯(lián)鎖的作用。這里特別要強(qiáng)調(diào)的是：由于 PLC 運(yùn)行速度極快，在正反轉(zhuǎn)控制狀態(tài)下若沒有必要的外 圍聯(lián)鎖，將會造成短路。如果只靠 PLC 內(nèi)部的聯(lián)鎖是不行的。這一點(diǎn)一定要記住。而且在星角降壓啟動等必要的電路中均應(yīng)考慮這一問題。 復(fù)合聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)能耗制動使用 PLC控制 本圖為正反轉(zhuǎn)能耗制動控制改為用 PLC 控制，其工作原理是：當(dāng)按接 19 于外部的正轉(zhuǎn)按鈕 SB1 驅(qū)動第一梯級 X000 常開接點(diǎn)閉合 (而第二梯級中的 X000 常閉接點(diǎn)則同時斷開，切斷可能運(yùn)行中的反轉(zhuǎn)功能，起了互鎖作用 )，通過串接于其后的 X00 X00 Y00 Y002 各接點(diǎn)的常閉，接通了 Y000 輸出繼電器線圈使其閉合，由于 Y000 線圈的閉合 ，導(dǎo)至第一梯級的并接于母線側(cè)的 Y000 常開接點(diǎn)閉合，形成了 Y000 的自保 (同時串接于第二梯級的， Y000 常閉接點(diǎn)斷開，保證了在正轉(zhuǎn)的情況下不允許反轉(zhuǎn)，起了互鎖的作用 )。由于 Y000 的閉合，接通了正轉(zhuǎn)接觸器，帶動電動機(jī)工作。第二梯級的工作則與第一梯級相似：即按外部反轉(zhuǎn)按鈕 SB2，驅(qū)動第二梯級 X001 常開接點(diǎn)閉合 (而第一梯級中的 X001 常閉接點(diǎn)則同時斷開，切斷可能運(yùn)行中的正轉(zhuǎn)功能，起了互鎖作用 )，通過串接于其后的X00 X000、 Y000、 Y002 各接點(diǎn)的常閉，接通了 Y001 輸出繼電器線圈使其閉合，由于 Y001 線圈的閉合，導(dǎo)至第二梯級的并接于母線側(cè)的 Y001常開接點(diǎn)閉合形成了自保 (同時串接于第一梯級的 Y001 常閉接點(diǎn)斷開，保證了在反轉(zhuǎn)的情況下不允許正轉(zhuǎn)，起了互鎖的作用 )。由于 Y001 的閉合，接通了反轉(zhuǎn)接觸器，帶動電動機(jī)工作。若要停止，則按外部按鈕 SB3驅(qū)動了第三梯級的 X002 常開接點(diǎn)的閉合 (同時第一梯級和第二梯級的X002 常閉接點(diǎn)斷開，切斷了正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的工作。 )通過定時器 T0 的常閉接點(diǎn)，接通了輸出繼電器線圈 Y002 和定時器 T0 線圈，由于 Y002 的接通，其并接于第三梯級母線一側(cè)的常開接點(diǎn) Y002 閉合，形成了 Y002 線圈的自保 (在這同時串接于第一梯級和第二梯級的 Y002 的常閉接點(diǎn)斷開，再次可靠切斷了正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn) )，從而 Y002 接通了外接接觸器 KM3，而 KM3 則向電動機(jī)送入了直流電進(jìn)行能耗制動。上述的定時器與 Y002是同時閉合，定時器在閉合的瞬間即開始計時，本定時器計時時間為 4S(計算方法： T0的單位時間為 100ms，而 K值設(shè)定為 40則： 100 40＝ 4000ms 1S＝ 1000ms)，4S 時間一到，串接于第三梯級的常閉接點(diǎn) T0 斷開，運(yùn)行則停止。本梯形圖沒設(shè)置熱繼電器，可在第一、第二梯級的 Y000 和 Y001 的線圈前端設(shè) 20 置 常閉接點(diǎn) X003，外部則接 FR 的常開接點(diǎn)。同理這線路由于是正反轉(zhuǎn)線路，在其外部應(yīng)考慮進(jìn)行必要的接觸器輔助接點(diǎn)的聯(lián)鎖。 斷電延時型星角降壓啟動能耗制動控制使用 PLC 控制 PLC 沒有斷電延時型定時器，只有通電延時型定時器。本梯形圖的工作原理：當(dāng)外接啟動按鈕 SB2 按下，驅(qū)動第一 梯級 X000 的常開接點(diǎn)閉合，通過串接其后的 X00 T T0、 Y002 的常閉接點(diǎn)，接通輸出繼電器，由于 Y000 線圈的閉合，促使第一梯級第一支路中的并聯(lián)常開觸點(diǎn)閉合形成Y000線圈自保，至使 Y000驅(qū)動的接觸器 KM3閉合將電動機(jī)繞組接成星形。 21 在這同時，第二梯級中的左母線一側(cè)的常開觸點(diǎn) Y000 閉合，通過串接其后的 X00 Y003 的常閉接點(diǎn)接通了輸出繼電器 Y001 和另一支路經(jīng) Y002常閉接點(diǎn)相串的定時器線圈 T0(K 值為 40)。由于 Y001 線圈的閉合使與本支路相并的母線一側(cè) Y001 閉合形成了 Y001 線圈自保。由 于 Y001 線圈的閉合，接于 Y001 后的外部接觸器 KM1 閉合，電動機(jī)處于星接啟動狀態(tài)。在 Y001 閉合的同時定時器 T0 也已開始計時， 4S 后定時器 T0 常閉接點(diǎn)，在第一梯級中切斷了輸出繼電器 Y000 線圈，解除了星接。而在這同時，第三梯級中左母線一側(cè)的 T0 常開接點(diǎn)閉合，通過串接其后的 X00 Y000的常閉接點(diǎn)，接通了輸出繼電器 Y002。由于 Y002 的接通，并接于左母線一側(cè)的 Y002 閉合，使 Y002 線圈形成自保。 Y002 線圈后所接的接觸器 KM2接通，完成了星角轉(zhuǎn)換，使電動機(jī)進(jìn)入了角接狀態(tài)。第一梯級中與第三梯級中所串 接的 Y002 和 Y001 常閉接點(diǎn)實(shí)質(zhì)是星與角的互鎖。停止按外接停止按鈕 SB1，從梯形圖中可以看出由 SB1 驅(qū)動的第一梯級、第二梯級和第三梯級均串接了 X001 的常閉觸點(diǎn)，其目的是讓電動機(jī)在任一運(yùn)行狀態(tài)，均能可靠停止。而在第四梯級 X001 接的是常開觸點(diǎn)，其一旦閉合，通過串接其后的定時器常閉接點(diǎn)，接通了輸出繼電器 Y003 線圈和定時器T1 線圈，由于 Y003 線圈的閉合，其并接于第一梯級第二支路中的 Y003常開接點(diǎn)接通了 Y000 線圈，驅(qū)動 KM3 閉合，使電動機(jī)的處于星接狀態(tài)，以提供直流通道。在線圈 Y003 閉合后，驅(qū)動了外接接 觸器 KM4 在電動機(jī)停止交流供電的情況下向電動機(jī)提供直流電進(jìn)行能耗制動。定時器線圈T1 是與線圈 Y003 同時獲電，并開始計時，計時時間一到，串接于第一梯級與第四梯級的常閉接點(diǎn)斷開，使電動機(jī)完成了停車與制動的過程。外部接觸器接線時，應(yīng)考慮接觸器間的互相聯(lián)鎖以防短路。另本梯形圖沒設(shè)置熱保護(hù)。 第五章 PLC 的發(fā)展趨勢和前景 22 PLC在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展趨勢 工業(yè)自動化生產(chǎn)線的首要目標(biāo)是保證產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)過程不可能進(jìn)行過多的人工干預(yù)，產(chǎn)品質(zhì)量的保證只能依賴在線質(zhì)量檢測設(shè)備和儀器，監(jiān)視產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)，為控制器提供 準(zhǔn)確的測量值和檢測狀態(tài)。長期以來PLC 始終處于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用。其主要原因在于它能夠?yàn)樽詣踊刂茟?yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。 在企業(yè)方面，國內(nèi)企業(yè)經(jīng)過多年的努力，工業(yè)過程控制經(jīng)過繼電器控制， PLC 控制、集中監(jiān)控，到現(xiàn)在的工業(yè)現(xiàn)場總線控制技術(shù)和管控一體化控制系統(tǒng)，為國內(nèi)企業(yè)自動化、信息化打下了良好的基礎(chǔ)。如今，工業(yè)企業(yè)現(xiàn)代化改造的方向是全而實(shí)現(xiàn)企業(yè)的自動化向信息化方向發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)自動化的特征是自動控 制技術(shù)、物流技術(shù)、信息技術(shù)的綜合應(yīng)用。為了滿足企業(yè)提出的提質(zhì)降耗、精細(xì)加工、小批多品、開發(fā)新品、管理控制結(jié)合的新需求，企業(yè)自動控制技術(shù)的發(fā)展趨勢向著網(wǎng)絡(luò)化、智能化、數(shù)字化發(fā)展，并且向?qū)崟r在線質(zhì)量檢測、實(shí)時數(shù)據(jù)自動采集、設(shè)計調(diào)試手段和工具、故障自診斷技術(shù)、數(shù)據(jù)自動管理等一系列先進(jìn)技術(shù)發(fā)展。 PLC 的前景 前景一： PLC 將會成為過程控制領(lǐng)域內(nèi)的日用品 僅僅從 PLC 系統(tǒng)價格正在逐漸降低的理由進(jìn)行推理，尤其在低端應(yīng)用方面， PLC 將會成為這一領(lǐng)域的日用品。由于 PLC 系統(tǒng)最小模件單元的價格也只不過 100 美元 ，甚至更低，即使這些模件出現(xiàn)故障，工業(yè)用戶從心理上已經(jīng)感覺不到是否還值得重新修理。許多工業(yè)用戶直接采取了拋棄出現(xiàn)故障的模件，進(jìn)而換上一塊新模件的處理方式，因?yàn)橹匦滦蘩磉@樣的故障模件也許會花費(fèi)同樣甚至更多的費(fèi)用。 23 相反，我們不要被低價格所愚弄。一些小型甚至超小型 PLC 系統(tǒng)已經(jīng)向工業(yè)用戶提供了模擬量 I/O、 PID 控制回路、通信接口，甚至與企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相連接的現(xiàn)場總線。具有 14 個通道的 I/O 和 4 個 PID 控制回路的PLC 系統(tǒng)，其價格才 99 美元，這種產(chǎn)品非常適合小系統(tǒng)控制應(yīng)用的需要。 一些 PLC 供應(yīng)商依托強(qiáng)大的應(yīng) 用市場繼續(xù)發(fā)展小型 PLC 產(chǎn)品，甚至大量的工業(yè)用戶已經(jīng)將其看作是低端應(yīng)用市場上的日用品。 PLC 供應(yīng)商需要充分考慮的問題是他們不僅僅要供應(yīng)硬件產(chǎn)品，還必須采取相應(yīng)的措施為工業(yè)用戶解決工程師可用的組態(tài)工具、故障診斷技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信能力以及除基本自動化硬件以外的附加軟件包的適用性能。 Rockwell 公司最近為其 CompactLogix 系列產(chǎn)品增加了一種新的CompactLogix5330 控制器。該控制器能夠與 1769 系列 CompactI/O 模件，不超過 256 個本地 I/O 測點(diǎn)，另外還為用戶提供了 256kb 存儲內(nèi)存。CompactLogix 使用了相同的能同時被 ControlLogix、 FlexLogix、SoftLogix 和 RSLogix5000 共享的 Logix控制引擎。 公司為其 DL05型微型 PLC也提供了個別新版本產(chǎn)品。 D005DDD包含了 具備 8通道 DC輸入和 8 通道 DC輸出的 DL05CPU模件，采用了 12/24VDC電源供電、具備 6kb的存儲器，可利用 RLL/RLLPlus進(jìn)行程序設(shè)計，還提供了一個 RS232 程序和通信接口。它具有兩種可組態(tài)并獨(dú)立于 CW/CCW 的脈沖順序輸出或者步序，直接脈沖輸出頻率可以達(dá)到 7kHz。此外， D005DRD 還提供了 6 通道繼電器輸出。 Siemens 公司為其 SIMATICS7200 系列產(chǎn)品推出了采用一種新類型CPU 的微型 PLC 系統(tǒng)。新類型 CPU 為 S7226，該 CPU 為能夠進(jìn)一步連接到工業(yè) LAN 系統(tǒng)或者諸 如調(diào)制解調(diào)器、打印機(jī)、條形碼閱讀器等外圍設(shè)備，相應(yīng)增加了點(diǎn)到點(diǎn)接口（ PPI）或者自由接口（連續(xù) ASCII）。 來自于 GEFanuc 自動化公司的一種新產(chǎn)品是 VersaMaxCPUE05CPU 模件。該模件的特點(diǎn)主要包括與 Ether 等的連接能力、更快的指令執(zhí)行 24 時間，以及更多的用戶存儲器支持。新增加的功能包括一個 10BaseT 連接、全雙工通信接口，通過利用切換開關(guān)以便消除數(shù)據(jù)碰撞現(xiàn)象，并同步進(jìn)行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)信息；它還提供了 64kb 用戶可配置存儲器，采用RS232 和 RS485 接口進(jìn)行通信連接；具備本地 操作員界面；以及可選擇與 Ether、 DeviceNet 和 Profibus 現(xiàn)場總線連接。 Mitsubishi 電子自動化公司已經(jīng)推出了新一代 Q 系列 PLC 系統(tǒng)，程序設(shè)計采用了基于 Windows 編程軟件工具。程序通過 USB 接口進(jìn)行傳輸。其 特 點(diǎn) 是 能 夠 支 持 Inter 電 子 郵 件 、 調(diào) 制 解 調(diào) 器 和10/100Mb/sEther；可以連接到 DeviceNet、 Profibus、 CCLink 和NET/10；每個 CPU 可以允許有不超過 252 個程序的同步運(yùn)行；另外，它的體積也是非常小的。 CTC 公司為工業(yè)用戶提 供了一套 2601 自動化成套工具，該工具包括增強(qiáng)型 2601控制器和基于 Windows平臺的 QuickstepSE 程序開發(fā)工具軟件包， QuickstepSE 是該公司用于 2601 控制器具有專利的程序設(shè)計語言，尤其能夠滿足需要數(shù)字控制和串行通信的小型應(yīng)用項(xiàng)目的應(yīng)用要求。為2601所編寫的控制程序只要通過相應(yīng)的轉(zhuǎn)換就可以運(yùn)行于其他 2021系列CTC 控制器上。 一種新的來自于 IDEC 公司的產(chǎn)品是 MicroSmartPLC，在該 PLC 的 CPU模件上提供了 16 或者 24 通道的 I/O。其特點(diǎn)包括一個標(biāo)準(zhǔn)的電源供應(yīng)電路、 4 通道高速計數(shù)器、一個 RS232 接口和一個模擬量分壓計。具有 24 通道 I/O 的 CPU 模件也能夠與總計不超過 88 通道的 I/O 模件一起工作。 來自 ifm 電子技術(shù)公司，并具有一對 ASI 現(xiàn)場總線的主控制器包括兩個采用 IEC611313 標(biāo)準(zhǔn)編程以及依靠 ASI 和 RS485 通信的AC1011PLC。 AC1011 采用了單個控制器方式，其 I/O 允許不超過 124 通道輸入和 124 通道輸出；而 AC1012 則采用了雙控制器方式，其 I/O 通道數(shù) 25