任何产品的应用学习,抓住它的本质则事半功倍。如果被困难先入为主,费时费力不说,电气控制柜应用角度,甚至陷入死胡同也未可知。【思索】【琢磨】为什么有同学耗费大量的时间学习,成绩却不怎样?
我们看看PLC应用怎么快速入门。
plc在生活中的用途非常广,特别是在自动化方面更为常用,自动化方面的朋友,掌握plc编程方面的知识,将为学习和工作带来很大的帮助。
PLC中无非就是三大量:开关量、模拟量、脉冲量。只在搞清楚三者之间的关系,你就能快速的入门PLC了。
各品牌学习资料和软件下zai地址。目前更新包含了大部分主流品牌软件和应用学习资料。
?工控【资料库】【软件库】使用指南1开关量也称逻辑量
指仅有两个取值,0或1、ON或OFF。它是chang用的控制,对它进行控制是PLC的优势,也是PLC最基本的应用。
关量控制的目的是,根据开关量的当前输入组合与历史的输入顺序,使PLC产生相应的开关量输出,以使系统能按一定的顺序工作。所以,有时也称其为顺序控制。
而顺序控制又分为手动、半自动或自动。而采用的控制原则有分散、集中与混合控制三种。
2模拟量是指一些连续变化的物理量
如电压、电流、压力、速度、流量等。
PLC是由继电控制引入微处理技术后发展而来的,可方便及可靠地用于开关量控制。由于模拟量可转换成数字量,数字量只是多位的开关量,故经转换后的模拟量,PLC也完全可以可靠的进行处理控制。
由于连续的生产过程常有模拟量,所以模拟量控制有时也称过程控制。
模拟量多是非电量,而PLC只能处理数字量、电量。所有要实现它们之间的转换要有传感器,把模拟量转换成数电量。如果这一电量不是标准的,还要经过变送器,把非标准的电量变成标准的电信号,如4—20mA、1—5V、0—10V等等。
同时还要有模拟量输入单元(A/D),把这些标准的电信号变换成数字信号;模拟量输出单元(D/A),以把PLC处理后的数字量变换成模拟量——标准的电信号。
所以标准电信号、数字量之间的转换就要用到各种运算。这就需要搞清楚模拟量单元的分辨率以及标准的电信号。例如:
PLC模拟单元的分辨率是1/32767,对应的标准电量是0—10V,所要检测的是温度值0—100℃。那么0—32767对应0—100℃的温度值。然后计算出1℃所对应的数字量是327.67。如果想把温度值精que到0.1℃,把327.67/10即可。
模拟量控制包括:反馈控制、前馈控制、比例控制、模糊控制等。这些都是PLC内部数字量的计算过程。
3脉冲量
是其取值总是不断的在0(低电平)和1(高电平)之间交替变化的数字量。每秒钟脉冲交替变化的次数称为频率。
PLC脉冲量的控制目的主要是位置控制、运动控制、轨迹控制等。例如:脉冲数在角度控制中的应用。步进电机驱动器的细分是每圈10000,要求步进电机旋转90度。那么所要动作的脉冲数值=10000/(360/90)=2500。
PLC系统结构图
1 CPU
CPU由控制器和运算器组成,它是plc的运算和控制,起着主导核心作用。
CPU的任务有:
诊断电源和 PLC内部工作状态、编程的语法错误。
接收存储用户程序和数据。
接收输入信号,送入数据寄存器并保存。
执行监控程序和用户程序,完成数据和信息的逻辑运算,产生相应的控制信号,完成用户指令规定的各种操作。
响应各种外部设备(如编程器、上位机、打印机等)的工作请求。
2 存储器
可分为系统程序存储器和用户程序存储器,用户程序存储器又包括用户程序存储区和用户数据存储区。
系统程序存储器:用于存放PLC生产厂商存储的程序和指令,称为监控程序。监控程序与PLC硬件组成和专用部件物性有关,用户不能访问和修改该存储器的内容。
用户程序存储区:主要存放用户已编制好的程序或正在调试的应用程序。用户可擦除重新编程。
用户数据存储区:用于PLC工作过程中经常变化,需要随机存储存取的一些数据。
3输入、输出接口
1)输入接口模块
接收和采集两种类型的输入信号:
一类是由按钮、选择开关、行程开关、继电器触头、接近开关、光电开关、数字拨码开关传送来的开关量输入信号。
一类是由电位器、测速发电机和各种变送器等传送来的模拟量输入信号。
2)输出接口模块
连接被控对象中各种执行元件,如接触器、电磁阀、指示灯、调节阀(模拟量)、调速装置。
PLC的输出接口类型有三种:
接收和采集两种类型的输入信号:
继电器输出接口电路
晶体管输出接口电路
晶闸管输出接口电路
继电器输出接口为有触点输出方式,适用于接通或断开开关频率较低的交流或直流负载回路,其带载能力较强,但寿命较短。晶体管输出接口和晶闸管输出接口为无触点输出方式,信号响应迅速、寿命长,可用于接通或断开开关频率较高的负载回路,晶体管常用于直流电源负载控制回路,晶闸管常用于交流电源负载控制回路。
输入、输出接口有数字量(开关量)输入、输出和模拟量输入、输出两种形式。
数字量输入、输出接口的作用是将外部控制现场的数字信号与PLC内部信号的电平相互转换。
模拟量输入、输出接口的作用是将外部控制现场的模拟信号与PLC内部的数字信号相互转换。
输入、输出接口一般具有光电隔离和滤波,其作用是把PLC与外部电路隔离开,以提高PLC的抗干扰能力。
3)IO模块供电模块
PLC的开关量输入接口按使用的电源不同有三个类型:
直流12~24V输入端;
交流100~120V或200~240V输入端;
交直流12~24V输入接口。
输入电路的电源可由外部供给,有的也可由PLC内部提供。
4 电源模块
PLC一般使用220V单相交流电源,电源部件将交流电转换成中央处理器、存储器等电路工作所需的直流电,***PLC正常工作。
整体机PLC内部有一个开关稳压电源,此电源一方面可为CPU、I/O单元及扩展单元提供直流5V工作电源,另一方面可为外部输入元件提供直流24V电源。
对于整体机结构的PLC,电源通常封装在机箱内部;
对于组合式PLC,有的采用单独电源模块,有的将电源与CPU封装到一个模块中。
5机架和扩展接口
扩展接口用于将扩展单元与基本单元相连,使PLC的配置更加灵活,以满足不同控制系统的需求。
若PLC主机板(又称基本单元)的I/O点数不能满足输入输出设备的需要时,可用扩展电缆将I/O扩展单元与基本单元相连,达到灵活配置,增加I/O点数的目的。
6 编程软件
作用是供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视。
有简易编程器、图形编程器和计算机编程器。
简易编程器(又称手持编程器),优点是:价格便宜、携带方便。缺点是:只能联机编程,且一般只能用助记符指令编程。多用于小型PLC。
图形编程器可以是联机编程,也可以是脱机编程;可以是梯形图编程也可以是用助记符编程。可以与打印机、绘图仪等设备相连,并具有较强的监控功能,但其价格较高,通常用于大、中型PLC系统的编程。
通用计算机编程,采用通用计算机,通过PLC的RS232串行外设通讯口(或RS422接口配以适配器)与计算机相连,利用PLC厂家提供的专用编程软件,使用户可以直接在计算机上采用梯形图或助记符指令编程,并有较强的监控能力。
一、系统的安装与调试
合理安排系统安装与调试程序,是确保高效优质地完成安装与调试任务的关键。
1、前期技术准备
系统安装调试前的技术准备工作越充分,安装与调试就会越顺利。前期技术准备工作包括下列内容:
(1)熟悉PC随机技术资料、原文资料,深入理解其性能、功能及各种操作要求,制订操作规程。
(2)深入了解设计资料、对系统工艺流程,特别是工艺对各生产设备的控制要求要有了解,在此基础上,电气控制柜保压,按子系统绘制工艺流。程联锁图、系统功能图、系统运行逻辑框图、这将有助于对系统运行逻辑的深刻理解,是前期技术准备的重要环节。
(3)熟悉各工艺设备的性能、设计与安装情况,特别是各设备的控制与动力接线图,并与实物相对照,以及时发现错误并纠正。
(4)在了解设计方案与PC技术资料的基础上,巩义电气控制柜,列出PC输入输出点号表(包括内部线圈一览表,I/O所在位置,对应设备及各I/O点功能)。
(5)研读设计提供的程序,对逻辑复杂的部分输入、输出点绘制时序图,一些设计中的逻辑错误,在绘制时序图时即可发现。
(6)分子系统编制调试方案,然后在集体讨论的基础上综合成为全系统调试方案。
2、PLC商检
商检应有甲乙双方共同进行,应确认设备及备品、备件、技术资料、附件等的型号、数量、规格,其性能是否完好待实验室及现场调试时验证。商检结果,双方应签署交换清单。
3、实验室调试
(1)PLC的实验室安装与开通制作金属支架,将各工作站的输入、输出模块固定其上,按安装提要以同轴电缆将各站与主机、编程器、打印机等相连接,检查接线正确,供电电源等级与PLC电压选择相符合后,按开机程序送电,装入系统配置带,确认系统配置,装入编程器装载带、编程带等,按操作规程将系统开通,此时即可进行各项操作试验。
(2)键入工作程序
(3)模拟I/O输入、输出,检查修改程序本步骤的目的在于验证输入的工作程序的正确性,该程序的逻辑所表达的工艺设备的联锁关系是否与设计的工艺控制要求相符,程序是否畅通。
调试方法有两种:
①模拟方法:按设计做一块调试板,以钮子开关模拟输入节点,以小型继电器模拟生产工艺设备的继电器与接触器,其辅助接点模拟设备运行时的返回信号节点
②强置方法:利用PLC强置功能,对程序中涉及现场的机械触点(开关),以强置的方法使其“通”、“断”,迫使程序运行。其优点是调试工作量小,简便,不需另外增加费用。缺点是逻辑验证不全,人工强置模拟现场节点“通”、“断”,会造成程序运行不能连续,只能分段进行。
根据我们现场调试的经验,对部分重要的现场节点采取模拟方式,其余的采用强置方式,取二者之长互补。
4、PLC的现场安装与检查
实验室调试完成后,待条件成熟,将设备移至现场安装。安装时应符合要求,插件插入牢靠,并用螺栓紧固;通信电缆要统一型号,不能混用,必要时要用仪器检查线路信号衰减量,其衰减值不超过技术资料提出的指标;测量主机、I/O柜、连接电缆等的对地绝缘电阻;测量系统专用接地的接地电阻;检查供电电源等等,并做好记录,待确认所有各项均符合要求后,才可通电开机。
5、现场设备接线、I/O接点及信号检查调整
对现场各工艺设备的控制回路、主回路接线的正确性进行检查并确认,在手动方式下进行单体试车;对进入PLC系统的全部输入点(包括转换开关、按钮、继电器与接触器触点,限位开关、仪表的位式调试开关等)及其与PLC输入模块的连线进行检查并反复操作,确认其正确性;
因为只要所有外部工艺设备完好,所有送入PLC的外部节点正确、可靠、稳定,所有线路连接无误,加上程序逻辑验证无误,则进入联动调试时,电气控制柜保湿,就能一举成功,收到事半功倍的效果。
6、系统模拟联动空投试验
本步骤的试验目的是将经过实验室调试的PLC机及逻辑程序,放到实际工艺流程中,通过现场工艺设备的输入、输出节点及连接线路进行系统运行的逻辑验证。
对模拟联动空投实验中不能动作的执行机构,料位开关、限位开关、仪表的开关量与模拟量输入、输出节点,与其他子系统的联锁等,视具体情况采用手动辅助、外部输入、机内强置等手段加以模拟,以协助PLC指挥整个系统按设计的逻辑控制要求运行。
7、PLC控制的单体试车
步骤试验的目的是确认PLC输出回路能否驱动继电器、接触器的正常接通,而使设备运转,并检查运转后的设备,其返回信号是否能正确送人PLC输入回路,限位开关能否正常动作。
试验时应特别注意,被强置的设备应悬挂运转危险指示牌,设专人值守。待机旁值守人员发出指令后,PLC操作人员才能强置设备起动。
8、PLC控制下的系统无负荷联动试运转
本步骤的试验目的是确认经过单体无负荷试运的工艺设备与经过系统模拟试运证明逻辑无误的PLC联接后,能否按工艺要求正确运行,信号系统是否正确,检验各外部节点的可靠性、稳定性。
二、信号衰减问题的讨论
(1)从PLC主机至I/O站的信号最衰减值为35dB。
(2)通信电缆采用单总线方式敷设,即由统一的通信干线通过分支器接I/O站,而不是呈星敷设。
(3)分支器应尽可能靠近I/O站,以减少干扰。
(4)通信电缆末端应接75Ω电阻的BNC电缆终端器,与各I/O柜相连接,将电缆由I/O柜拆下时,带75Ω电阻的终端头应连在电缆网络的一头,以保持良好的匹配。
(5)通信电缆与高压电缆间距至少应***40cm/kV;必须与高压电缆交叉时,必须垂直交叉。
(6)通信电缆应避免与交流电源线平行敷设,以减少交流电源对通信的干扰。
(7)通信电缆敷设要避开高温及易受化学腐蚀的地区。
(8)电缆敷设时要按0.05%/℃留有余地,以满足热胀冷缩的要求。
(9)所有电缆接头,分支器等均应连接紧密,用螺钉紧固。
(10)剥削电缆外皮时,切忌损坏屏蔽层,切断金属铂与绝缘体时,一定要用剥线钳,切忌刻伤损坏中心导线。
三、系统接地问题的讨论
(1)主机及各分支站以上的部分,其接地应用10mm2的编织铜线汇接在一起经单独引下线接至独立的接地网,一定要与低压接地网分开,以避免干扰。系统接地电阻应小于4Ω。PLC主机及各屏、柜与基础底座间要垫3mm厚橡胶使之绝缘、螺栓也要经过绝缘处理。
(2)I/O站设备本体的接地应用单独的引下线引至共用接地网。
(3)通信电缆屏蔽层应在PLC主机侧I/O处理模块处一起汇集接到系统的专用接地网,在I/O站一侧则不应接地。电缆接头的接地也应通过电缆屏蔽层接至专用接地网。
(4)电源应采用隔离方式,即电源中性线浮地,当不平衡电流出现时将经电源中性线直接进入系统中性点,而不会经保护接地形成回路,造成对PLC运行和干扰。
(5)I/O模块的接地接至电源中性线上。