鄭州繼飛機(jī)電設(shè)備有限公司

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PLC硬件選型

PLC的選型是工程技術(shù)人員根據(jù)前期項(xiàng)目分析和項(xiàng)目難點(diǎn)的預(yù)期來(lái)選擇合適PLC，主要依據(jù)以下原則。

一、先特殊后一般原則

根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，短路保護(hù)器電氣柜，大多數(shù)工程項(xiàng)目中制約PLC選型的因素主要集中在幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)上，所以應(yīng)遵循先特殊后一般的原則選擇PLC。

所謂特殊即項(xiàng)目有哪些特殊的控制要求，不同控制類(lèi)型有著不同的首要制約因素。如順序控制中，CPU的程序容量和I/O點(diǎn)的擴(kuò)展能力為PLC選型的主要因素。過(guò)程控制中，則以控制模擬量的數(shù)量和模擬量的精度作為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行選型。在較為簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)控制中，PLC需要接收來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)編碼器送回的位置信號(hào)并相應(yīng)地發(fā)出一定頻率的脈沖來(lái)控制伺服電機(jī)，因此PLC處理數(shù)據(jù)的速度、輸入端接收高速脈沖的能力和輸出端高速脈沖的發(fā)送能力將成為PLC選型的首要因素。而在大型復(fù)合項(xiàng)目中，需使用不同的PLC組網(wǎng)，因此PLC支持的網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型則成為PLC選型的首要因素。

工程技術(shù)人員需按照本項(xiàng)目的核心需求，將不同的控制要求按照從特殊到一般的順序進(jìn)行排列，如此選型將事半功倍，更可降低工程的整體難度。

二、由下至上原則

由下至上原則的目的是將PLC選型的性?xún)r(jià)比大化。目前多數(shù)廠(chǎng)家的PLC產(chǎn)品分成多個(gè)系列。當(dāng)工程技術(shù)人員選型時(shí)，按照第yi步從特殊到一般的選型順序，保壓電氣柜，從低款PLC開(kāi)始，逐一對(duì)照性能參數(shù)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)不滿(mǎn)足要求時(shí)，考慮較高一款產(chǎn)品。以此類(lèi)推，直至選取全部滿(mǎn)足要求的PLC型號(hào)。如若由上至下選型，則會(huì)使PLC功能浪費(fèi)，造成大馬拉小車(chē)。

三、PLC開(kāi)關(guān)量輸入/輸出單元的選擇

PLC的開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)是用來(lái)接受現(xiàn)場(chǎng)傳感器所輸入的電平信號(hào)，開(kāi)關(guān)時(shí)輸出點(diǎn)的作用根據(jù)內(nèi)部的控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。

（1）開(kāi)關(guān)量輸入端子的選擇?，F(xiàn)在市面上PLC輸入點(diǎn)均為晶體管輸入，使用者只需要根據(jù)前期預(yù)估的輸入點(diǎn)數(shù)量選擇即可。但是這里需要注意，因PLC端接線(xiàn)類(lèi)型不同，分別有NPN和PNP兩種輸入方式，其意義是輸入端是以低電平有效還是以高電平有效，一旦確定輸入端的接線(xiàn)類(lèi)型，則需選用相同類(lèi)型輸入的傳感器，即NPN和PNP型的傳感器不能共用一個(gè)PLC的輸入端子。

現(xiàn)在市面上PLC輸入端子多為直流24V的輸入電壓，如果需要其將他電壓規(guī)格的傳感器接入到PLC，需用繼電器做相應(yīng)的隔離，保證接入PLC輸入端的信號(hào)為直流24V電壓。

（2）開(kāi)關(guān)量輸出端子的選擇。PLC開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)的類(lèi)型主要為繼電器型輸出和晶體管輸出兩種。

1）繼電器輸出型。繼電器輸出負(fù)載能力好，能夠短時(shí)間承受較高過(guò)電壓和過(guò)電流，有較強(qiáng)的隔離作用。但是由于繼電器內(nèi)部為機(jī)械觸點(diǎn)，動(dòng)作壽命有限，所以只能用于連接動(dòng)作頻率較低且不需要高速脈沖輸出的場(chǎng)合。

2）晶體管輸出型。晶體管型輸出是以通過(guò)控制其內(nèi)部三極管的導(dǎo)通為手段，河南電氣柜，來(lái)達(dá)到控制輸出端子通斷目的，并且其內(nèi)部并沒(méi)有機(jī)械觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)，所以相比于繼電器輸出觸點(diǎn)，晶體管輸出觸點(diǎn)壽命長(zhǎng)，動(dòng)作頻率高，不易損壞，缺點(diǎn)為負(fù)載能力較差。

（3）開(kāi)關(guān)量輸出端子選型的注意事項(xiàng)

類(lèi)似于輸入端，晶體管輸出端子也分為NPN型和PNP型兩種。一旦型號(hào)確定則只能按照同種接線(xiàn)方式連接負(fù)載。

在實(shí)際應(yīng)用中，建議工程技術(shù)人員多選用晶體管輸出型PLC，并在輸出端使用繼電器連接外部負(fù)載，形成對(duì)于下游負(fù)載設(shè)備的電氣隔離，這樣的組合綜合了晶體管壽命長(zhǎng)和繼電器負(fù)載能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。如果現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)電氣故障，PLC輸出端子將會(huì)因受到隔離繼電器保護(hù)而免受損壞，只需要更換損壞的繼電器即可。而一旦繼電器輸出型PLC端子損壞，將無(wú)法修復(fù)損壞端子。

四、先內(nèi)置后擴(kuò)展原則

隨著PLC的不斷更新?lián)Q代，特別是小型機(jī)功能的不斷增強(qiáng)，PLC單機(jī)已內(nèi)置了許多擴(kuò)展模塊的功能，如模擬量功能，通信功能等。因此，選型時(shí)盡可能選用內(nèi)置功能多的PLC，既降低了成本，又節(jié)省控制柜空間，更可以簡(jiǎn)化設(shè)置和編程工作量。

五、PLC選型冗余量的把握

由于前期預(yù)估、現(xiàn)場(chǎng)施工改動(dòng)和后期維護(hù)升級(jí)的需要，PLC選型需考慮一定的冗余量。主要考慮I/O點(diǎn)的數(shù)量，較小的工程控制在20%的冗余范圍；較大的工程控制在5%～10%。其它如模擬量，通信和總線(xiàn)功能的冗余問(wèn)題，需工程技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)硬件配置靈活把握，如果控制功能均為PLC內(nèi)置的，則需更換高一級(jí)單機(jī)PLC；若控制功能是通過(guò)擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)的，則考慮冗余時(shí)僅需更新相應(yīng)模塊即可。

順序控制梯形圖的編程方式是指根據(jù)系統(tǒng)的順序功能圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法

本章主要介紹使用STL指令和起保停電路的編程方式，以轉(zhuǎn)換為中心的編程方式和仿STL指令的編程方式

繪制順序功能圖時(shí)的注意事項(xiàng)

1）步與步之間不能直接相連，必須用一個(gè)轉(zhuǎn)換條件將它們隔開(kāi)；  

2）轉(zhuǎn)換條件與轉(zhuǎn)換條件之間也不能直接相連，必須用一個(gè)步將它們隔開(kāi)；

3）順序功能圖中的初始步一般對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)等待起動(dòng)的初始狀態(tài)，這一步可能沒(méi)有輸出，只是做好預(yù)備狀態(tài)；

6.1使用STL指令的編程方式

6.1.1單序列的編程方式

STL指令：步進(jìn)梯形指令

RET：使STL復(fù)位的指令，使LD點(diǎn)返回左側(cè)母線(xiàn)

狀態(tài)S的使用：

S0-S9用于初始步

S10-S19用于返回原點(diǎn)

S20-S499通用狀態(tài)

S500-S899有斷電保持功能

S900-S999用于報(bào)警

  注意：用S編制順序控制程序時(shí)，應(yīng)與步進(jìn)指令一起使用。使用STL指令

的狀態(tài)的常開(kāi)觸點(diǎn)稱(chēng)為STL觸點(diǎn)，它在梯形圖中的符號(hào)如下圖所示

3PLC只執(zhí)行活動(dòng)步對(duì)應(yīng)的電路塊，不同的STL觸點(diǎn)可以分別驅(qū)動(dòng)同一編程

元件的1個(gè)線(xiàn)圈。但是同一元件的線(xiàn)圈不能在可能同時(shí)為活動(dòng)步的STL區(qū)內(nèi)

出現(xiàn)，在有并行序列的順序功能圖中，應(yīng)特別注意

4STL觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的電路中不能使用MC和MCR指令

5在中斷程序與子程序內(nèi)，不能使用STL指令

6狀態(tài)器S編號(hào)不能重復(fù)使用

7STL觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)，與其相連的回路不動(dòng)作，一個(gè)掃描周期后不再執(zhí)行STL

指令

8 定時(shí)器線(xiàn)圈與輸出線(xiàn)圈一樣，也可在不同的狀態(tài)時(shí)間對(duì)同一定時(shí)器軟件編程，但是，在相鄰狀態(tài)下對(duì)同一定時(shí)器編程時(shí)，則狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)定時(shí)器線(xiàn)圈不斷開(kāi)，當(dāng)前值不能復(fù)位，因此需要注意在相鄰狀態(tài)不要對(duì)同一定時(shí)器編程

補(bǔ)充：狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

一個(gè)控制過(guò)程可以分為若干個(gè)階段，這些階段稱(chēng)為狀態(tài)。狀態(tài)與狀態(tài)之間由轉(zhuǎn)換條件分隔，相鄰的狀態(tài)具有不同的動(dòng)作，當(dāng)相鄰兩狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換條件得到滿(mǎn)足時(shí)，相鄰狀態(tài)就實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，即上面的動(dòng)作結(jié)束下面的動(dòng)作開(kāi)始，描述這一狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程的圖就稱(chēng)為狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

狀態(tài)器軟器件S是構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的基本元素，共有1000點(diǎn)電氣柜

步進(jìn)梯形圖指令的特點(diǎn)

步進(jìn)梯形指令僅對(duì)狀態(tài)器S有效，但是對(duì)于用作一般輔助繼電器的狀態(tài)器S，則不能采用STL指令，而只能采用基本指令。在STL指令后，只能采用SET和RST指令作為狀態(tài)器S的置位或復(fù)位輸出。STL與LD指令比較

轉(zhuǎn)移源自自動(dòng)復(fù)位：采用STL指令，當(dāng)狀態(tài)器S接通時(shí)，順序控制轉(zhuǎn)移狀態(tài)器S的相繼狀態(tài)，同時(shí)，轉(zhuǎn)移源狀態(tài)器S自動(dòng)復(fù)位

允許雙重輸出：由于STL指令具有轉(zhuǎn)移源自動(dòng)復(fù)位功能，因此STL指令允許雙重甚至多重輸出，

主控功能：使用STL指令，取指令LD移到右邊，使用RET指令后，取指令返回到原來(lái)的母線(xiàn)上。

6.3.6各種編程方式的比較電氣柜

1 編程方式的通用性電氣柜

2 不同編程方式設(shè)計(jì)的程序長(zhǎng)度比較

3 電路結(jié)構(gòu)及其他方面的比較電氣柜

任何產(chǎn)品的應(yīng)用學(xué)習(xí)，抓住它的本質(zhì)則事半功倍。如果被困難先入為主，費(fèi)時(shí)費(fèi)力不說(shuō)，甚至陷入死胡同也未可知。【思索】【琢磨】為什么有同學(xué)耗費(fèi)大量的時(shí)間學(xué)習(xí)，成績(jī)卻不怎樣？

我們看看PLC應(yīng)用怎么快速入門(mén)。

plc在生活中的用途非常廣，特別是在自動(dòng)化方面更為常用，自動(dòng)化方面的朋友，掌握plc編程方面的知識(shí)，將為學(xué)習(xí)和工作帶來(lái)很大的幫助。

PLC中無(wú)非就是三大量：開(kāi)關(guān)量、模擬量、脈沖量。只在搞清楚三者之間的關(guān)系，你就能快速的入門(mén)PLC了。

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?工控【資料庫(kù)】【軟件庫(kù)】使用指南1開(kāi)關(guān)量也稱(chēng)邏輯量

指僅有兩個(gè)取值，0或1、ON或OFF。它是chang用的控制，對(duì)它進(jìn)行控制是PLC的優(yōu)勢(shì)，也是PLC基本的應(yīng)用。

關(guān)量控制的目的是，根據(jù)開(kāi)關(guān)量的當(dāng)前輸入組合與歷史的輸入順序，使PLC產(chǎn)生相應(yīng)的開(kāi)關(guān)量輸出，以使系統(tǒng)能按一定的順序工作。所以，有時(shí)也稱(chēng)其為順序控制。

而順序控制又分為手動(dòng)、半自動(dòng)或自動(dòng)。而采用的控制原則有分散、集中與混合控制三種。

2模擬量是指一些連續(xù)變化的物理量

如電壓、電流、壓力、速度、流量等。

PLC是由繼電控制引入微處理技術(shù)后發(fā)展而來(lái)的，可方便及可靠地用于開(kāi)關(guān)量控制。由于模擬量可轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，數(shù)字量只是多位的開(kāi)關(guān)量，故經(jīng)轉(zhuǎn)換后的模擬量，PLC也完全可以可靠的進(jìn)行處理控制。

由于連續(xù)的生產(chǎn)過(guò)程常有模擬量，所以模擬量控制有時(shí)也稱(chēng)過(guò)程控制。

模擬量多是非電量，組裝電氣柜，而PLC只能處理數(shù)字量、電量。所有要實(shí)現(xiàn)它們之間的轉(zhuǎn)換要有傳感器，把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)電量。如果這一電量不是標(biāo)準(zhǔn)的，還要經(jīng)過(guò)變送器，把非標(biāo)準(zhǔn)的電量變成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)，如4—20mA、1—5V、0—10V等等。

同時(shí)還要有模擬量輸入單元（A/D），把這些標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)；模擬量輸出單元（D/A），以把PLC處理后的數(shù)字量變換成模擬量——標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)。

所以標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)、數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換就要用到各種運(yùn)算。這就需要搞清楚模擬量單元的分辨率以及標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)。例如：

PLC模擬單元的分辨率是1/32767，對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電量是0—10V，所要檢測(cè)的是溫度值0—100℃。那么0—32767對(duì)應(yīng)0—100℃的溫度值。然后計(jì)算出1℃所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量是327.67。如果想把溫度值精que到0.1℃，把327.67/10即可。

模擬量控制包括：反饋控制、前饋控制、比例控制、模糊控制等。這些都是PLC內(nèi)部數(shù)字量的計(jì)算過(guò)程。

3脈沖量

是其取值總是不斷的在0（低電平）和1（高電平）之間交替變化的數(shù)字量。每秒鐘脈沖交替變化的次數(shù)稱(chēng)為頻率。

PLC脈沖量的控制目的主要是位置控制、運(yùn)動(dòng)控制、軌跡控制等。例如：脈沖數(shù)在角度控制中的應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分是每圈10000，要求步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)90度。那么所要?jiǎng)幼鞯拿}沖數(shù)值=10000/（360/90）=2500。