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PLC基础学习方法论谈

马军成  发表于 2010/10/20 11:51:11  置顶    12290 查看 89 回复  [上一主题]  [下一主题]

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学习PLC入门方法其实主要是两点,1.选择一个PLC,2边学边练

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            一、问题提出。
            可编程控制器技术最主要是应用于自动化控制工程中,如何综合地运用前面学过知识点,根据实际工程要求合理组合成控制系统,
            在此介绍组成可编程控制器控制系统的一般方法。
            二、可编程控制器控制系统设计的基本步骤
            1 .系统设计的主要内容
            ( 1 )拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定,它是整个设计的依据;
            ( 2 )选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构;
            ( 3 )选定 PLC 的型号;
            ( 4 )编制 PLC 的输入 / 输出分配表或绘制输入 / 输出端子接线图;
            ( 5 )根据系统设计的要求编写软件规格说明书,然后再用相应的编程语言(常用梯形图)进行程序设计;
            ( 6 )了解并遵循用户认知心理学,重视人机界面的设计,增强人与机器之间的友善关系;
            ( 7 )设计操作台、电气柜及非标准电器元部件;
            ( 8 )编写设计说明书和使用说明书;
            根据具体任务,上述内容可适当调整。
            2 . 系统设计的基本步骤
            可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤,如图 1 所示。
             
            图 1 可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤
            ( 1 )深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求
            a .被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。
            b
            .控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统,还可将控制任务分成几个独立部分,这种可化繁为简,有利于编程和调试。

            ( 2 )确定 I/O 设备
            根据被控对象对 PLC
            控制系统的功能要求,确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等,常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。

            ( 3 )选择合适的 PLC 类型
            根据已确定的用户 I/O 设备,统计所需的输入信号和输出信号的点数,选择合适的 PLC 类型,包括机型的选择、容量的选择、 I/O
            模块的选择、电源模块的选择等。
            ( 4 )分配 I/O 点
            分配 PLC 的输入输出点,编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。接着九可以进行 PLC
            程序设计,同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。
            ( 5 )设计应用系统梯形图程序
            根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的最核心工作,也是比较困难的一步,要设计好梯形图,首先要十分熟悉控制要求,同时还要有一定的电气设计的实践经验。

            ( 6 )将程序输入 PLC
            当使用简易编程器将程序输入 PLC
            时,需要先将梯形图转换成指令助记符,以便输入。当使用可编程序控制器的辅助编程软件在计算机上编程时,可通过上下位机的连接电缆将程序下载到
            PLC 中去。
            ( 7 )进行软件测试
            程序输入 PLC 后,应先进行测试工作。因为在程序设计过程中,难免会有疏漏的地方。因此在将 PLC
            连接到现场设备上去之前,必需进行软件测试,以排除程序中的错误,同时也为整体调试打好基础,缩短整体调试的周期。
            ( 8 )应用系统整体调试
            在 PLC
            软硬件设计和控制柜及现场施工完成后,就可以进行整个系统的联机调试,如果控制系统是由几个部分组成,则应先作局部调试,然后再进行整体调试;如果控制程序的步序较多,则可先进行分段调试,然后再连接起来总调。调试中发现的问题,要逐一排除,直至调试成功。

            ( 9 )编制技术文件
            系统技术文件包括说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、 PLC 梯形图。
            三、 PLC 硬件系统设计
            1 . PLC 型号的选择
            在作出系统控制方案的决策之前,要详细了解被控对象的控制要求,从而决定是否选用 PLC 进行控制。
            在控制系统逻辑关系较复杂(需要大量中间继电器、时间继电器、计数器等)、工艺流程和产品改型较频繁、需要进行数据处理和信息管理(有数据运算、模拟量的控制、

 

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            PID 调节等)、系统要求有较高的可靠性和稳定性、准备实现工厂自动化联网等情况下,使用 PLC 控制是很必要的。
            目前,国内外众多的生产厂家提供了多种系列功能各异的 PLC
            产品,使用户眼花缭乱、无所适从。所以全面权衡利弊、合理地选择机型才能达到经济实用的目的。一般选择机型要以满足系统功能需要为宗旨,不要盲目贪大求全,以免造成投资和设备资源的浪费。机型的选择可从以下几个方面来考虑。

            ( 1 )对输入 / 输出点的选择
            盲目选择点数多的机型会造成一定浪费。
            要先弄清除控制系统的 I/O 总点数,再按实际所需总点数的 15 ~ 20 %留出备用量(为系统的改造等留有余地)后确定所需 PLC
            的点数。
            另外要注意,一些高密度输入点的模块对同时接通的输入点数有限制,一般同时接通的输入点不得超过总输入点的 60 %; PLC
            每个输出点的驱动能力( A/ 点)也是有限的,有的 PLC 其每点输出电流的大小还随所加负载电压的不同而异;一般 PLC
            的允许输出电流随环境温度的升高而有所降低等。在选型时要考虑这些问题。
            PLC 的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法。隔离式的各组输出点之间可以采用不同的电压种类和电压等级,但这种 PLC
            平均每点的价格较高。如果输出信号之间不需要隔离,则应选择前两种输出方式的 PLC 。
            ( 2 )对存储容量的选择
            对用户存储容量只能作粗略的估算。在仅对开关量进行控制的系统中,可以用输入总点数乘 10 字 / 点+输出总点数乘 5 字 /
            点来估算;计数器 / 定时器按( 3 ~ 5 )字 / 个估算;有运算处理时按( 5 ~ 10 )字 / 量估算;在有模拟量输入 /
            输出的系统中,可以按每输入 / (或输出)一路模拟量约需( 80 ~ 100 )字左右的存储容量来估算;有通信处理时按每个接口 200
            字以上的数量粗略估算。最后,一般按估算容量的 50 ~ 100 %留有裕量。对缺乏经验的设计者,选择容量时留有裕量要大些。
            ( 3 )对 I/O 响应时间的选择
            PLC 的 I/O 响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟(一般在 2 ~ 3
            个扫描周期)等。对开关量控制的系统, PLC 和 I/O 响应时间一般都能满足实际工程的要求,可不必考虑 I/O
            响应问题。但对模拟量控制的系统、特别是闭环系统就要考虑这个问题。
            ( 4 )根据输出负载的特点选型
            不同的负载对 PLC
            的输出方式有相应的要求。例如,频繁通断的感性负载,应选择晶体管或晶闸管输出型的,而不应选用继电器输出型的。但继电器输出型的 PLC
            有许多优点,如导通压降小,有隔离作用,价格相对较便宜,承受瞬时过电压和过电流的能力较强,其负载电压灵活(可交流、可直流)且电压等级范围大等。所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的
            PLC 。
            ( 5 )对在线和离线编程的选择
            离线编程示指主机和编程器共用一个 CPU ,通过编程器的方式选择开关来选择 PLC 的编程、监控和运行工作状态。编程状态时, CPU
            只为编程器服务,而不对现场进行控制。专用编程器编程属于这种情况。在线编程是指主机和编程器各有一个 CPU ,主机的 CPU
            完成对现场的控制,在每一个扫描周期末尾与编程器通信,编程器把修改的程序发给主机,在下一个扫描周期主机将按新的程序对现场进行控制。计算机辅助编程既能实现离线编程,也能实现在线编程。在线编程需购置计算机,并配置编程软件。采用哪种编程方法应根据需要决定。

            ( 6 )据是否联网通信选型
            若 PLC 控制的系统需要联入工厂自动化网络,则 PLC 需要有通信联网功能,即要求 PLC 应具有连接其他 PLC 、上位计算机及
            CRT 等的接口。大、中型机都有通信功能,目前大部分小型机也具有通信功能。
            ( 7 )对 PLC 结构形式的选择
            在相同功能和相同 I/O
            点数据的情况下,整体式比模块式价格低。但模块式具有功能扩展灵活,维修方便(换模块),容易判断故障等优点,要按实际需要选择 PLC
            的结构形式。
            2 .分配输入 / 输出点
            一般输入点和输入信号、输出点和输出控制是一一对应的。
            分配好后,按系统配置的通道与接点号,分配给每一个输入信号和输出信号,即进行编号。
            在个别情况下,也有两个信号用一个输入点的,那样就应在接入输入点前,按逻辑关系接好线(如两个触点先串联或并联),然后再接到输入点。
            ( 1 )确定 I/O 通道范围
            不同型号的 PLC ,其输入 / 输出通道的范围是不一样的,应根据所选 PLC
            型号,查阅相应的编程手册,决不可“张冠李戴”。必须参阅有关操作手册。
            ( 2 )部辅助继电器
            内部辅助继电器不对外输出,不能直接连接外部器件,而是在控制其他继电器、定时器 / 计数器时作数据存储或数据处理用。
            从功能上讲,内部辅助继电器相当于传统电控柜中的中间继电器。
            未分配模块的输入 / 输出继电器区以及未使用 1 : 1
            链接时的链接继电器区等均可作为内部辅助继电器使用。根据程序设计的需要,应合理安排 PLC 的内部辅助继电器

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本文旨在引玉。大家都可以谈谈自己的学习方法。

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