【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 結(jié)露、雨淋的場(chǎng)所。 (3)注意環(huán)境污染 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 不宜把 PLC 安裝在有大量污染物（如灰塵、油煙、鐵粉等）、腐燭性氣體和可燃性氣體的場(chǎng)所，尤其是有腐蝕性氣體的地方，易造成元件及印刷線路板的腐蝕。如果只能安裝在這種場(chǎng)所，在溫度允許的條件下， 可以將 PLC 封閉；或?qū)?PLC 安裝在密閉性較高的控制室內(nèi)，并安裝空氣凈化裝置。 (4)遠(yuǎn)離振動(dòng)和沖擊源 安裝 PLC 的控制柜應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離有強(qiáng)烈振動(dòng)和沖擊場(chǎng)所，尤其是連續(xù)、頻繁的振動(dòng)。必要時(shí)可以采取相應(yīng)措施來(lái)減輕振動(dòng)和沖擊的影響，以免造成接線或插件的松動(dòng)。 (5)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源 PLC 應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源，如大功率晶閘管裝置、高頻設(shè)備和大型動(dòng)力設(shè)備等，同時(shí) PLC還應(yīng)該遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場(chǎng)和強(qiáng)放射源，以及易產(chǎn)生強(qiáng)靜電的地方。 (6)注意電源安裝 電源是干擾進(jìn)入 PLC 的主要途徑。 PLC 系統(tǒng)的電源有兩類：外部電源和內(nèi)部電源。 外部 電源是用來(lái)驅(qū)動(dòng) PLC 輸出設(shè)備 (負(fù)載 )和提供輸入信號(hào)的，又稱用戶電源，同一臺(tái) PLC 的外部電源可能有多規(guī)格。外部電源的容量與性能由輸出設(shè)備和 PLC 的輸入電路決定。由于 PLC 的 I／ O 電路都具有濾波、隔離功能，所以外部電源對(duì) PLC 性能影響不大。因此，對(duì)外部電源的要求不高。 內(nèi)部電源是 PLC 的工作電源，即 PLC 內(nèi)部電路的工作電源。它的性能好壞直接影響到 PLC 的可靠性。因此，為了保證 PLC 的正常工作，對(duì)內(nèi)部電源有較高的要求。一般 PLC的內(nèi)部電源都采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源或原邊帶低通濾波器的穩(wěn)壓電源。 (7)遠(yuǎn)離高壓 PLC 不 能在高壓電器和高壓電源線附近安裝，更不能與高壓電器安裝在同一個(gè)控制柜內(nèi)。在柜內(nèi) PLC 應(yīng)遠(yuǎn)離高壓電源線，二者間距離應(yīng)大于 200mm。 (8)合理的布線 I/O 線、動(dòng)力線及其它控制線應(yīng)分開走線，盡量不要在同一線槽中布線。 交流線與直流線、輸入線與輸出線最好分開走線。 開關(guān)量與模擬量的Ｉ /Ｏ線最好分開走線，對(duì)于傳送模擬量信號(hào)的Ｉ /Ｏ線最好用屏蔽線，且屏蔽線的屏敝層應(yīng)一端接地。 PLC 的基本單元與擴(kuò)展單元之間電纜傳送的信號(hào)小、頻率高，很容易受干擾，不能與其它的連線敷埋在同一線槽內(nèi)。 PLC 的 I/O 回路配線，必 須使用壓接端子或單股線，不宜用多股絞合線直接與 PLC的接線端于連接，否則容易出現(xiàn)火花。 與 PLC 安裝在同一控制柜內(nèi)，雖不是由 PLC 控制的感性元件，也應(yīng)并聯(lián)ＲＣ或二極管消弧電路。 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 (9)正確的接地 良好的接地是 PLC 安全可靠運(yùn)行的重要條件。為了抑制干擾， PLC 一般最好單獨(dú)接地，與其它設(shè)備分別使用各自的接地裝置 。 接地線應(yīng)盡量短，使接地點(diǎn)盡量靠近 PLC。同時(shí)，接地電阻要小于 100Ω，接地線的截面應(yīng)大于 2mm2。另外， PLC 的 CPU 單元必須接地，若使用了 I/O 擴(kuò)展單元等，則 CPU 單元應(yīng)與它們具有共同的接地體，而且從 任一單元的保護(hù)接地端到地的電阻都不能大于 100Ω。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 9 4 控制系統(tǒng) 總體設(shè)計(jì) 洗衣機(jī)是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ?jiàn)的一種家電，已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的家用電器，但是傳統(tǒng)的基于繼電器的控制，已經(jīng)不能滿足人們對(duì)洗衣機(jī)自動(dòng)化程度的 要求了。洗衣機(jī)需要更好的滿足人們的需要，必須借助自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，使得洗衣機(jī)由最初的半自動(dòng)式洗衣機(jī)發(fā)展到全自動(dòng)洗衣機(jī)，又正在向智能化洗衣機(jī)方向發(fā)展。 主要元器件介紹 現(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求作出迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本、高質(zhì)量的產(chǎn)品，為了滿足這一要求，生產(chǎn) 設(shè)備和自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具備極高的可靠性和靈活性，可編程控制器正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。 S7200PLC 基本概念介紹 S7200 系列 PLC 是西門子公司生產(chǎn)的一種小型的整體式結(jié)構(gòu)的可編程控制器，具有強(qiáng)的組網(wǎng)能力，功能完善的編程軟件，種類齊全的功能模塊和良好的人機(jī)對(duì)話界面，廣泛的應(yīng)用于集散自動(dòng)化系統(tǒng)。既可以用繼電器簡(jiǎn)單控制的更新?lián)Q代，又可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)化控制。它以極高的性能價(jià)格比，在我過(guò)占有很大的市場(chǎng)份額 (1)概念 ： PLC 全稱為可編程序邏 輯控制器 (programmable logical controller) ， 隨著數(shù)字 電路和處理器的發(fā)展成為可編程控制器 PC(programmable controller)，可編程控制器是一種專門應(yīng)用在工業(yè)環(huán)境下的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，它采用可編程的內(nèi)部存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)和執(zhí)行：邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入、輸出，控制各種類型的機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程，可編程控制器及有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。可編程控制 器是一種新型的工業(yè)控制設(shè)備，因?yàn)槿菀缀蛡€(gè)人電腦 PC(personal puter)混淆，依然稱之為 PLC。 (2)發(fā)展趨勢(shì) ： PLC 的應(yīng)用已經(jīng)成為一個(gè)世界潮流，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，并已成為工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱（ PLC、機(jī)器人和 CAD/CAM），它的發(fā)展：一是朝著小型、簡(jiǎn)易、價(jià)格低廉方向發(fā)展，應(yīng)用于單機(jī)控制和規(guī)模比較小的自動(dòng)線控制；二是朝著大型、高速、多功能方向發(fā)展，適用于大型自動(dòng)化控制系統(tǒng)。 (3)PLC 的性能指標(biāo) ： 衡量 PLC 的性能指標(biāo)有以下幾種： I/O 點(diǎn)數(shù)；微處理器 CPU 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 10 的型號(hào)；掃描速度；存儲(chǔ)器的類型和容量；指令和功能；編程語(yǔ)言；接口模板類型。 (4)PLC 的分類 ： PLC 分類方式有多種，按規(guī)模（即 I/O 點(diǎn)數(shù)）可分為大、中、小型，按結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式。在實(shí)際應(yīng)用中通常都按 I/O 點(diǎn)數(shù)來(lái)分類。 按 I/O 點(diǎn)數(shù)分類： I/O 點(diǎn)總數(shù)在 256 點(diǎn)一下的為小型 PLC。小型 PLC 體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，整個(gè)硬件融為一體，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制器，是實(shí)際中應(yīng)用最廣泛的機(jī)型。I/O 點(diǎn)數(shù)在 256 點(diǎn) 1024 點(diǎn) 之間 PLC 為中型的 PLC。中型 PLC 在邏輯運(yùn)算功能的基礎(chǔ)上模擬量處理、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)通信等功能，可以完成既有開關(guān)量又有模擬量的復(fù)雜控制。 I/O 點(diǎn)數(shù)在 1024 以上的 PLC 為大型的 PLC。大型 PLC 功能上更加完善，具有數(shù)據(jù)處理、模擬調(diào)節(jié)、聯(lián)網(wǎng)通信、監(jiān)視、存儲(chǔ)、打印等功能。它的用戶程序存儲(chǔ)容量更大，掃描速度更快，可靠性更高，指令豐富，自診斷功能更強(qiáng)大。 S7200 系列 CPU 性能比較 S7200 系列 CPU 型號(hào)多樣，性能各異，應(yīng)用于不同領(lǐng)域，可在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能， 可以滿足從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到復(fù)雜的自動(dòng)化控制： CPU221：集成 6 輸入 /4 輸出共 10 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)。無(wú) I/O 擴(kuò)展能力。 6KB 程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。 4 個(gè)獨(dú)立的 30kHz 高速計(jì)數(shù)器， 2 路獨(dú)立的 20kHz 高速脈沖輸出。1 個(gè) RS485 通訊 /編程口，具有 PPI 通訊協(xié)議、 MPI 通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。適合于小點(diǎn)數(shù)控制的微型控制器。 CPU222：集成 8 輸入 /6 輸出共 14 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)； 6K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間；比 CPU221 增加了擴(kuò)展功能，可連接 2 個(gè)擴(kuò)展模塊，可擴(kuò)展最多 64 個(gè) I/O 點(diǎn)和 8路模擬量。 CPU224：集成 14 輸入 /10 輸出共 24 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)?？蛇B接 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 168 路數(shù)字量 I/O 點(diǎn)或 35 路模擬量 I/O 點(diǎn)。 13K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。具有較強(qiáng)的控制能力。 CPU226/226XM：集成 40 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)， 最大擴(kuò)展至 248 路數(shù)字量 I/O 點(diǎn)或 35 路模擬量 I/O 點(diǎn)。增加了通信接口數(shù)量，可以分別進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)與兩個(gè)設(shè)備進(jìn)行通信而互不干擾。 可編程序控制器的工作原理 可編程序控 制器的組成 ： PLC 是一種計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。它不同于通用計(jì)算機(jī)的是：它是為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)開發(fā)，具有更多、功能強(qiáng)大的 I/O 接口和面向電氣工程技術(shù)人員的編程語(yǔ)言。如圖 41 所示，是東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 11 一個(gè)小型 PLC 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。 圖 41 PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 從圖中可以看出， PLC 由中央處理器（ CPU）、存儲(chǔ)器、輸入 /輸出單元、編程器、電源和外部設(shè)備等組成，內(nèi)部通過(guò)總線連接。其中 CPU、存儲(chǔ)器的作用與微型計(jì)算機(jī)的基本相同。為便于檢查，每個(gè)接口都接有指示燈，當(dāng)接通時(shí)，相應(yīng)的指示燈發(fā)亮。斷開時(shí)，指示燈熄滅，用戶 可以核對(duì)各點(diǎn)的通斷狀態(tài)。編程器用于用戶程序的編制、編輯、調(diào)試檢查和工作監(jiān)視，它一般是單獨(dú)的專用部件，通過(guò)通信接口與 CPU 模塊連接，在 PC正常工作時(shí)，不一定需要編程器。 輸入 /輸出單元是 PC 與工業(yè)設(shè)備之間的連接組件，又稱為 I/O 單元，它是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和 CPU 模塊的橋梁。輸入模塊用來(lái)接收和采集輸入信號(hào)，開關(guān)量輸入模塊用來(lái)接收從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、壓力繼電器等來(lái)的開關(guān)量輸入信號(hào)；模擬量輸入模塊用來(lái)接收電位器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變送器提供的連續(xù)變化的 模擬量電流電壓信號(hào)。開關(guān)量輸出模塊用來(lái)控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等輸出設(shè)備；模擬量輸出模塊用來(lái)控制調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行裝置。其外設(shè)示意圖見(jiàn)圖 42。 外接盒式磁帶機(jī)打印機(jī)寫入器圖形監(jiān)控上位機(jī)各種I /0擴(kuò)展單元系統(tǒng)監(jiān)控程序 用戶程序存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器存 儲(chǔ) 器I /O口擴(kuò)展I /O輸運(yùn)算器控制器中央處理器P LC 電 源輸入單元出輸單元輸入戶用設(shè)備設(shè)備輸戶用出（CPU ）東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 12 圖 42 PLC外設(shè)示意圖 可編程序控制器的特點(diǎn) ： （ 1）可靠性高： PLC 是針對(duì)惡劣的工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)的控制器，其硬件和軟件方面均采用了很多有效措施來(lái)提高其可靠性。 （ 2）編程簡(jiǎn)單： PLC 編程方法一般分成兩大類，一類是語(yǔ)言編程；另一類是梯形圖編程。不論是哪一種編程方式，其編程都非常簡(jiǎn)單。