鄭州繼飛機(jī)電設(shè)備有限公司

中原區(qū)自動(dòng)化控制柜-批發(fā)自動(dòng)化控制柜-繼飛機(jī)電(多圖) ：

PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

一、可編程序控制器（PLC）及編程器的選購：

目前市場上的PLC產(chǎn)品眾多，除國產(chǎn)品牌以外，國外的品牌有：日本OMRON、MITSUBISHI、FUJI、IDEC、HITACHI、松下，德國的西門子，韓國的LG等，如何選購PLC產(chǎn)品呢？

1. 系統(tǒng)

首先應(yīng)確定系統(tǒng)用PLC單機(jī)控制還是用PLC形成網(wǎng)絡(luò)，由此計(jì)算輸入、輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)，并且在選購PLC時(shí)要在實(shí)際需要點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上預(yù)留10%的余量。

2. 確定負(fù)載類型

根據(jù)PLC輸出端所帶負(fù)載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PLC輸出點(diǎn)動(dòng)作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出還是晶體管輸出，或是晶閘管輸出。不同的負(fù)載選用不同的輸出方式對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是很重要的。

3. 執(zhí)行速度

存儲(chǔ)容量與指令的執(zhí)行速度是PLC選型的重要指標(biāo)，一般存儲(chǔ)量越大、速度越快的PLC價(jià)格就越高，盡管國外各廠家產(chǎn)品大體相同，但也有一定區(qū)別。

4. 'COM'點(diǎn)的選擇

不同的PLC產(chǎn)品，其'COM'點(diǎn)的數(shù)量是不一樣的，有的一個(gè)'COM'點(diǎn)帶8個(gè)輸出點(diǎn)，有的帶4個(gè)輸出點(diǎn)，也有帶1個(gè)或2個(gè)輸出點(diǎn)。當(dāng)負(fù)載的種類多且電流大時(shí)，采用一個(gè)'COM'點(diǎn)帶1-2個(gè)輸出點(diǎn)的產(chǎn)品，當(dāng)負(fù)載種類少數(shù)量多時(shí)，采用一個(gè)'COM'點(diǎn)帶4-8個(gè)輸出點(diǎn)產(chǎn)品。

5. 合理選用PLC產(chǎn)品

因?yàn)楦魃a(chǎn)廠家的開發(fā)軟件不同，系統(tǒng)地兼容性也是選購時(shí)的重點(diǎn)，目前還沒有發(fā)現(xiàn)完全兼容的產(chǎn)品，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)合理選用PLC產(chǎn)品。

6. 編程器的選購

PLC編程可采取三種方式：一是用一般的手持式編程器，它只能用廠家規(guī)定的語句表中的語句編程。正中方式易于現(xiàn)場調(diào)試并且體積小成本低，但它的效率低適應(yīng)機(jī)種類型少，比較適用于系統(tǒng)容量小、用量少的系統(tǒng)中。二是圖形編程器編程，這種方式采用圖形方式編程，方便直觀，一般電氣人員短期就可以應(yīng)用自如，但編程器價(jià)格較高。三是用IBM及其兼容個(gè)人計(jì)算機(jī)+PLC軟件包編程，這是常用的一種方式，但大部分軟件包價(jià)格昂貴。

7.產(chǎn)品質(zhì)量

盡量選用大公司的產(chǎn)品，因?yàn)槠洚a(chǎn)品質(zhì)量有保障，且技術(shù)支持好，一般售后服務(wù)也較好，有利于以后產(chǎn)品的擴(kuò)展與軟、硬件升級(jí)。

二、輸入、輸出回路的設(shè)計(jì)

1.電源回路

PLC供電一般為AC85-240V（也有DC24V），適應(yīng)電源范圍較寬，但為了抗干擾，應(yīng)加裝電源凈化元件（如電源濾波器、1：1隔離變壓器等）

2.PLC上DC24V電源的使用

各公司PLC產(chǎn)品上一般都有DC24V電源，但該電源容量小，為幾十毫安至幾百毫安，用其帶負(fù)載時(shí)應(yīng)注意容量，同時(shí)做好防短路措施（因?yàn)樵撾娫吹倪^載或短路將影響PLC的運(yùn)行）。

3.外部DC24V電源

若輸入回路有DC24V供電的接近開關(guān)、光電開關(guān)等，而PLC上的DC24V電源容量不夠時(shí)，要從外部提供DC24V電源；但該電源的'一'端不要與PLC的DC24V電源的'一'以及'COM'端相連，否則會(huì)影響PLC的運(yùn)行。

4.輸入的靈敏度

各生產(chǎn)廠家對(duì)PLC的輸入電壓和電流都有規(guī)定，當(dāng)輸入元件的輸入電流大于PLC的入電流或有漏電流時(shí)，就會(huì)有誤動(dòng)作，降低靈敏度。所以應(yīng)適用弱電流輸入并對(duì)漏電流采取防護(hù)措施，并且選用輸入為供漏型輸入的PLC。

5. 對(duì)感性負(fù)載處理

在輸入、輸出端接感性負(fù)載時(shí)，要在負(fù)載兩端并聯(lián)一個(gè)沖擊抑制器或二極管，二極管的陰極與電壓㈩極側(cè)連接。

6. 外部互鎖與接地

利用PLC控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)等正、反工作時(shí)，為避免PC的異常動(dòng)作引起事故及機(jī)械損壞，應(yīng)在外部組成一個(gè)連鎖回路。

接地：GR端子是大地接地端子。用防止感應(yīng)電的專用接地線（截面積2mm2以上的電線）采用第三種接地方式（接地電阻100Ω以下）。

LG是噪音濾波器中性端子，若因噪音大而產(chǎn)生誤動(dòng)作，或?yàn)榱朔乐闺妀i，GR短接，采用第三種接地方式。接地線的長度在20m以內(nèi)為宜。

接地線與其它設(shè)備共用或與建筑物的金屬結(jié)構(gòu)連接會(huì)適得其反，受到惡劣影響。

7. PLC外部驅(qū)動(dòng)電路

對(duì)于PLC輸出不能直接帶動(dòng)負(fù)載的情況下，必須在外部采用驅(qū)動(dòng)電路，可以用固態(tài)繼電器或晶閘管電路驅(qū)動(dòng)，同時(shí)應(yīng)采用保護(hù)電路和浪涌吸收電路。

另外PLC的輸入輸出布線也有一定要求，請(qǐng)參照各公司的使用說明書。

三、擴(kuò)展模塊的選用

對(duì)于小的系統(tǒng)，如80點(diǎn)以內(nèi)的系統(tǒng)，一般不需要擴(kuò)展；當(dāng)系統(tǒng)較大時(shí)，就要擴(kuò)展。不同公司的產(chǎn)品，對(duì)系統(tǒng)總點(diǎn)數(shù)及擴(kuò)展模塊數(shù)量都有限制，當(dāng)擴(kuò)展仍不能滿足需要時(shí)，可采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，有些廠家產(chǎn)品的個(gè)別指令不支持?jǐn)U展模塊，因此，在進(jìn)行軟件編程時(shí)要注意。當(dāng)采用溫度等模擬模塊時(shí)，各廠家也有一些規(guī)定，請(qǐng)參閱相關(guān)技術(shù)手冊。

四、 PLC的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

當(dāng)用PLC進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，其難度比PLC單機(jī)控制大得多，首先應(yīng)選用自己比較熟悉的機(jī)型，對(duì)其基本指令和功能指令有較深入的了解，并且指令的執(zhí)行速度和用戶程序存儲(chǔ)容量也應(yīng)仔細(xì)了解。否則不能適應(yīng)實(shí)時(shí)要求，造成系統(tǒng)崩潰。另外對(duì)通信接口，通信協(xié)議、數(shù)據(jù)傳送速度等也要考慮。

后還要向PLC的廠家尋求網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和軟件支持及詳細(xì)技術(shù)資料，至于選用幾層工作站，依照系統(tǒng)大小而定。

五、 軟件編制

在編制軟件前，應(yīng)首先熟悉所選用的PLC產(chǎn)品說明書，待熟悉后再編程。若采用圖形編程器或軟件包編程，則可直接編程，若用手持編程器編程，應(yīng)先畫出梯形圖，然后編程，這樣可以減少出錯(cuò)，速度也快，編成完成后先空運(yùn)轉(zhuǎn)，待各個(gè)動(dòng)作正常后，再在設(shè)備上調(diào)試。自動(dòng)化控制柜

可編程控制器基礎(chǔ)自動(dòng)化控制柜

1.0 可編程控制器概述

可編程控制器（programmable controller）為了與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）加以區(qū)分，又簡稱為PLC（Programmable Logic Controller）。

1987年國際電工委會(huì)（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義： “PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)?！?/p>

1.可編程控制器的由來

在市場經(jīng)濟(jì)中，成本與效率成了制造業(yè)的追求。為了適應(yīng)市場的需求，工業(yè)控制產(chǎn)品的更新?lián)Q代已經(jīng)勢在必行。在20世紀(jì)60年代，用于制造業(yè)的生產(chǎn)流水線主要是采用繼電器控制，但產(chǎn)品不是一成不變的，需要更改工藝或流程。這樣，修改一條生產(chǎn)線要更換大量的硬件和進(jìn)行復(fù)雜的線路的改接，在一定程序上浪費(fèi)了硬件、延長了施工周期、增加了成本。于是人們試圖研制一種新型的通用控制設(shè)備。1968年，美國通用汽車公司（GM）以客戶的名義對(duì)外提出了10項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo)：

1. 編程方便，可在現(xiàn)場修改程序；

　　2. 維修方便，hao是插件式；

　　3. 可靠性高于繼電器控制柜；

　　4. 體積小于繼電器控制柜；

　　5. 可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)；

　　6. 在成本上可與繼電器控制競爭；

　　7. 輸入可以是交流115V；

　　8. 輸出為交流115V/2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥；

　　9. 系統(tǒng)在擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只要很小變更；

10. 用戶程序存儲(chǔ)容量至少能擴(kuò)展到4K字節(jié)。

美國數(shù)字設(shè)備（DEC）公司中標(biāo)，于1969年美國數(shù)字設(shè)備公司成功研制世界上第yi臺(tái)可編程序控制器PDP-14，并在GM公司的汽車自動(dòng)裝配線上使用并獲得成功。接著美國MODICON公司也研制出084控制，從此，這項(xiàng)新技術(shù)迅速在世界各國得到推廣應(yīng)用。1971年日本從美國引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)，很快研制出第yi臺(tái)可編程序控制器DSC-18。1973年西歐國家也研制出他們的第yi臺(tái)可編程控制器。我國從1974年開始研制，安裝自動(dòng)化控制柜，1977年開始工業(yè)推廣應(yīng)用。

2.PLC的應(yīng)用領(lǐng)域自動(dòng)化控制柜

　目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，控制方式大致可歸納為如下幾類：

①開關(guān)量的邏輯控制

　　這是PLC基本、廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。

②模擬量控制

　　在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。

③運(yùn)動(dòng)控制

　　PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場合。

④過程控制自動(dòng)化控制柜

　　過程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。

⑤數(shù)據(jù)處理

　　現(xiàn)代PLC具有運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。

⑤通信及聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化控制柜

PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

3. PLC的構(gòu)成

　　從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。

　?、?CPU的構(gòu)成

CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中shu的作用，每套PLC至少有一個(gè)CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。

模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型（4-20mA，0-20mA）、電壓型（0-10V，0-5V，-10-10V）等，按精度分，有12bit，14bit，16bit等。

　　除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。

　　按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其da數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受da的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。

③電源模塊自動(dòng)化控制柜

PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。

　?、艿装寤驒C(jī)架自動(dòng)化控制柜

　　　大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，調(diào)試自動(dòng)化控制柜，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。

1、按照?qǐng)D紙檢查回路（未送電狀態(tài)下）

一般PLC系統(tǒng)的圖紙包含柜內(nèi)圖紙和柜外圖紙兩部分；柜內(nèi)圖紙指柜子內(nèi)部的接線圖；柜外圖紙是所有接出電氣柜的接線圖。這一部分需要檢查的是；1圖紙?jiān)O(shè)計(jì)是否合理，包括各種元器件的容量等等。2根據(jù)圖紙檢查元器件是否嚴(yán)格按照?qǐng)D紙連接。

在這一過程中，需要注意的地方就是檢查電源，1確?；芈窙]有短路。2確保強(qiáng)弱電沒有混合到一起；因?yàn)镻LC電源為24v，一旦因?yàn)榻泳€錯(cuò)誤導(dǎo)致220V接進(jìn)PLC里，很容易將PLC或者拓展模塊燒毀。

2、檢查PLC外部回路，也就是俗稱的“打點(diǎn)”

電源確認(rèn)完畢后送電，測試輸入輸出點(diǎn)，這就是俗稱的“打點(diǎn)”，測試IO點(diǎn)需要挨個(gè)測試，包括操作按鈕，急停按鈕，操作指示燈以及氣缸及其限位開關(guān)等等，具體方法是一人在現(xiàn)場側(cè)操作按鈕等，另一人在PLC測監(jiān)控輸入輸出信號(hào)；對(duì)于大型系統(tǒng)應(yīng)該建立測試表，即測試后做好標(biāo)記。如果發(fā)現(xiàn)在施工過程中有接線錯(cuò)誤的地方需要立即處理。

這一步應(yīng)該注意的是需要將程序備份后清空PLC里面的程序或者將程序禁用，避免因測試導(dǎo)致設(shè)備的動(dòng)作。

3、檢查機(jī)械結(jié)構(gòu)并測試電機(jī)類負(fù)載

這一步需要檢查機(jī)械結(jié)構(gòu)是否緊固等等，電機(jī)類負(fù)載是否做好相應(yīng)保護(hù)，避免因意外導(dǎo)致的事故，檢查完畢后需要手動(dòng)去測試設(shè)備運(yùn)行，如正反轉(zhuǎn)電機(jī)類，需要測試線路是否完好并帶電試車，變頻器類設(shè)置相應(yīng)參數(shù)并進(jìn)行電機(jī)優(yōu)化，靜態(tài)識(shí)別或者動(dòng)態(tài)識(shí)別等。

這里需要注意的是對(duì)于一些特殊負(fù)載，比如說垂直類上下移動(dòng)的負(fù)載需要由專業(yè)人員進(jìn)行，以免因控制不當(dāng)導(dǎo)致測試事故。

4、調(diào)試手動(dòng)模式/半自動(dòng)模式以及相關(guān)邏輯關(guān)系

IO點(diǎn)和負(fù)載側(cè)都測試以后，中原區(qū)自動(dòng)化控制柜，接下來要進(jìn)行的就是手動(dòng)模式下的調(diào)試。這里的手動(dòng)模式也可以叫做半自動(dòng)模式，不是用手直接去按動(dòng)電磁閥或接觸器等，而是指通過按鈕或者HMI的按鈕等去驅(qū)動(dòng)設(shè)備，是與自動(dòng)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的。手動(dòng)模式的測試可以將自動(dòng)模式按照人的意愿分解，方便測試程序。

這一環(huán)節(jié)重要的是要測試安全功能，即在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下測試急停，安全光柵等等的安全功能是否起到相應(yīng)作用。

5、根據(jù)生產(chǎn)工藝調(diào)試自動(dòng)模式

在完成半自動(dòng)調(diào)試后，可進(jìn)一步調(diào)試自動(dòng)工作。這一環(huán)節(jié)是重要的，需要根據(jù)生產(chǎn)工藝測試各種連鎖，包括邏輯連鎖，安全連鎖等，而且要多測試幾個(gè)工作循環(huán)，以確保系統(tǒng)能正確無誤地連續(xù)工作。

6、特殊工藝的測試

PLC系統(tǒng)里除了邏輯控制，還有很多拓展出來的功能，比如說PID控制等，當(dāng)這些邏輯調(diào)試基本完成后，可著手調(diào)試模擬量、脈沖量控制。主要的是選定合適控制參數(shù)。一般講，這個(gè)過程是比較長的。要耐心調(diào)，參數(shù)也要作多種選擇，再從中選出優(yōu)者。有的PLC，它的PID參數(shù)可通過自整定獲得。但這個(gè)自整定過程，也是需要相當(dāng)?shù)臅r(shí)間才能完成的。

7、完成上述所有的步驟

整個(gè)調(diào)試基本算是完成了。接下來就到了預(yù)生產(chǎn)的步驟了，預(yù)生產(chǎn)是生產(chǎn)前的工作檢測，在該階段可以配合生產(chǎn)進(jìn)行一些特殊的測試，比如說生產(chǎn)節(jié)奏是否滿足，帶載情況下安全功能還能否起作用等等，一般連續(xù)生產(chǎn)一定時(shí)間后就可以交工了。

新手尤其需要注意電源，記得我在多年前調(diào)試一個(gè)項(xiàng)目的時(shí)候，因?yàn)槭┕挝粚⒋笃У睦K開關(guān)的220V觸點(diǎn)和24V觸點(diǎn)接錯(cuò)了（皮帶的拉繩開關(guān)為安全裝置，兩組觸點(diǎn)，一組為220V斷開控制回路，另一組為24V進(jìn)入PLC），導(dǎo)致燒毀了一個(gè)數(shù)字量輸入模板，后來就長記性了，再調(diào)試的時(shí)候一定分清220和24，就再也沒出現(xiàn)過問題。