【文章內(nèi)容簡介】 于工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好、維修量較小的場合，選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC；否則，選用模塊式結(jié)構(gòu)的PLC，物料混合控制系統(tǒng)的設(shè)計選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC能夠達到要求。2．功能強、弱適當 對于開關(guān)量控制的工程項目，若控制速度要求不高，一般選用低檔的PLC，西門子公司的S7200系列機或歐姆龍公司的COM1。3．機型統(tǒng)一 PLC的結(jié)構(gòu)分為整體式和模塊式兩種。整體式結(jié)構(gòu)把PLC的I/O和CPU放在一塊印刷電路板上，并封裝在一個殼體內(nèi)，省去了插接環(huán)節(jié)，因此體積小、價格便宜。但由于整體式結(jié)構(gòu)的PLC功能有限，只適用于控制要求比較簡單的系統(tǒng)。一般大型的控制系統(tǒng)都使用模塊式結(jié)構(gòu)，這樣功能易擴展，比整體式靈活。一個大型企業(yè)選用PLC時，盡量要做到機型統(tǒng)一。由于同一機型的PLC，其模塊可互為備用，以便備件的采購和管理；另外，功能及編程方法統(tǒng)一，有利于技術(shù)人員的培訓；其外部設(shè)備通用也有利于資源共享。若配備了上位計算機，可把各獨立系統(tǒng)的多臺PLC聯(lián)成一個多級分布式控制相互通信，集中協(xié)調(diào)管理。物料混合控制系統(tǒng)控制要求比較簡單選擇整體式結(jié)構(gòu)的PLC。4．是否在線編程PLC的特點之一是使用靈活。當被控設(shè)備的工藝過程改變時，只需用編程器重新修改程序，就能滿足新的控制要求，給生產(chǎn)帶來很大方便。PLC的編程分為離線編程和在線編程兩種。離線編程的PLC，其主機和編程器共用物料混合控制系統(tǒng)采用離線編程。5．PLC的環(huán)境適應性由于PLC是直接用于工業(yè)控制的工業(yè)控制器，生產(chǎn)廠家都把它設(shè)計成能在惡劣的環(huán)境條件下可靠地工作。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，特別是在設(shè)計控制系統(tǒng)時，對環(huán)境條件要進行充分的考慮。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℃儲存溫度： 40℃～＋85℃濕度：相對濕度5%～95%(無凝結(jié)霜)振動和沖擊： 滿足國際電工委員會標準電源：交流200V，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用在特殊環(huán)境下的PLC，要根據(jù)具體的情況進行合理的選擇。 PLC容量選擇PLC容量包括兩個方面：一是I/O的點數(shù)；二是用戶存儲器的容量（字數(shù)）。PLC容量的選擇除滿足控制要求外，還應留有適當?shù)脑Ａ?，以做備用。根?jù)經(jīng)驗，在選擇存儲容量時，一般按實際需要的10%～25%考慮裕量。對于開關(guān)量控制系統(tǒng)，存儲器字數(shù)為開關(guān)量I/O乘以8；對于有模擬量控制功能的PLC，所需存儲器字數(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器一個字。計時、計數(shù)、移位及算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳輸?shù)戎噶钫加么鎯ζ鲀蓚€字。各種指令占存儲器的字數(shù)可查閱PLC產(chǎn)品使用手冊。I/O點數(shù)也應留有適當裕量。由于目前I/O點數(shù)較多的PLC價格也較高，若備用的I/O點的數(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數(shù)，并考慮到今后的調(diào)整和擴充，通常I/O點數(shù)按實際需要的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 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行控制的依據(jù)。同時控制器又通過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)動各種執(zhí)行機構(gòu)來實現(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準電平，所以I/O接口模塊還需實現(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)實際需要，PLC相應有許多種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)實際需要進行選擇使用。1．確定I/O點數(shù)I/O點數(shù)的確定要充分的考慮到裕量，能方便地對功能進行擴展。對一個控制對象，由于采用不同的控制方法或編程水平不一樣，I/O點數(shù)就可能有所不同。2．開關(guān)量I/O標準的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、報警器、電動機起動器等）進行數(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。如12V電壓模塊一般不超過10m，距離較遠的設(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點輸入模塊，能允許同時接通的點數(shù)取決于輸入電壓和環(huán)境溫度。一般同時接通的點數(shù)不得超過總輸入點數(shù)的60%。4．選擇開關(guān)量輸出模塊時應從以下三個方面來考慮：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，繼電器輸出價格便宜，使用電壓范圍廣，導通壓降小，承受瞬時過電壓和過電流的能力強，且有隔離作用。但繼電器有觸點，壽命較短，且響應速度較慢，適用于動作不頻繁的交／直流負載。當驅(qū)動電感性負載時，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）都屬于無觸點開關(guān)輸出，適用于通斷頻繁的感性負載。感性負載在斷開瞬間會產(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載電流的額定值，如果負載電流較大，輸出模塊不能直接驅(qū)動時，應增加中間放大環(huán)節(jié)。對于電容性負載、熱敏電阻負載，考慮到接通時有沖擊電流，要留有足夠的余量。三是允許同時接通的輸出點數(shù)。在選用輸出點數(shù)時，不但要核算一個輸出點的驅(qū)動能力，還要核算整個輸出模塊的滿負荷負載能力，即輸出模塊同時接通點數(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，計算出I/O模塊所需的總背板電流值；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，則加上處理器的最大電流值； （2） 當框架中帶有遠程適配器模塊或擴展本地I/O適配器模塊時，應加上其最大電流值。4．如果框架中留有空槽用于將來擴展時，可做以下處理； （1） 列出將來要擴展的I/O模塊所需的背板電流； （2） 將所有擴展的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、價格等各有不同，當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)濟指標意義重大。因此在選擇機型時不僅要滿足其功能要求及維護等方面的慮：（1）合理結(jié)構(gòu)形式（2）安裝方式選擇（3）相當?shù)墓δ芤螅?）系統(tǒng)可靠要求 PLC I/O點分配通過分析控制任務(wù)，如不考慮產(chǎn)量顯示，則共需要5個數(shù)字量輸入和7個數(shù)字量輸出，CPU型號可以選擇S7200PLC的CPU224（本機上有14個數(shù)字量輸入和10個數(shù)字量輸出）。由于系統(tǒng)需要顯示灌裝的灌數(shù)，產(chǎn)量上限為1600，可以使用4個帶譯碼電路的BCD數(shù)碼顯示管顯示灌裝產(chǎn)量，這樣就另外需要16點數(shù)字量輸出。可以使用2個數(shù)字量輸出擴展模塊EM22（DC24V）或使用一個數(shù)字量輸入/輸出混合擴展模塊EM233(DI16/DO16*DC24V)。SL1(L)、SL2(I)、SL3(H)為3個液位傳感器，液體淹沒時接通。、。該系統(tǒng)所使用的輸入輸出設(shè)備的I/O分配如表31所示。表31輸入和輸出設(shè)備I/O分配表輸入輸出啟動按鈕SB1液體A電磁閥Y1停止按鈕SB2液體B電磁閥Y2液位傳感器SL1混合液電磁閥Y3壓力傳感器P1攪動電動機接觸器 PLC的I/O接線圖根據(jù)表21輸入和輸出設(shè)備及I/O點分配表畫出圖21 I/O主要接線圖如下: 啟動按鈕SB圖31I/O接線圖 主電路的設(shè)計根據(jù)以上所選的CJX19，220V型接觸器、DZ4763系列小型斷路器、JR16B60/3D型熱繼電器和型號為Y90S6/。其中本次設(shè)計中的混合液體攪拌由電動機M啟動。帶有短路保護、過載保護等，短路保護由FU熔斷器來實現(xiàn)保護功能，過載保護由FR熱繼電器來實現(xiàn)其保護功能。圖32主電路 液體混