引言作为通用工业控制计算机,30年来,可编程控制器从无到有,实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑得飞跃;其功能从弱到强,实现了逻辑控制到数字控制得进步;其应用领域从小到大,实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制、及集散控制等各种任务得跨越。
今天得可编程控制器正在成为工业控制领域得主流控制设备,在世界各地发挥着越来越大得作用。
个人计算机(简称PＣ)发展起来后,为了方便,也为了反映可编程控制器得功能特点,可编程序控制器定名为Prｏｇrammａｂｌe Logic Ｃｏntｒoller(ＰLＣ),现在,仍常常将ＰLＣ简称ＰC、ﻫ可编程控制器得定义可编程控制器,简称ＰLC,就是指以计算机技术为基础得新型工业控制装置。
在198７年国际电工委员会颁布得PLC标准草案中对ＰＬC做了如下定义:“PLＣ就是一种专门为在工业环境下应用而设计得数字运算操作得电子装置。
它采用可以编制程序得存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数与算术运算等操作得指令,并能通过数字式或模拟式得输入与输出,控制各种类型得机械或生产过程。
ＰＬＣ及其有关得外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能得原则而设计、PＬC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
PＬC在工业自动化控制特别就是顺序控制中得地位,在可预见得将来,就是无法取代得、1 PLC控制系统设计１。
１PLＣ控制系统设计得基本原则任何一种控制系统都就是为了实现被控对象得工艺要求,以提高生产效率与产品质量。
因此,在设计ＰLC控制系统时,应遵循以下基本原则:1.最大限度地满足被控对象得控制要求2.C控制系统安全可靠3、力求简单、经济、使用及维修方便4、适应发展得需要１.2 PLC机型选择随着ＰLＣ得推广普及,ＰLC产品得种类与型号越来越多,功能日趋完善。
从美国,日本、德国等国家引进得PLＣ产品及国内厂商组装或自行开发得PLC产品已有几十个系列。
上百种型号。
其结构形式、性能、容量、指令系统,编程方法、价格等各有不同,适用得场合也各有侧重。
因此,合理选择PLC产品,对于提高PLC控制系统得技术经济指标起着重要作用。
一般来说,各个厂家生产得产品在可靠性上都就是过关得,机型得选择主要就是指在功能上如何满足自己需要,而不浪费机器容量、PＬC得选择主要包括机型选择,容量选择,输入输出模块选择、电源模块选择等几个方面。
1、可编程控制器控制系统I／O点数估算Ｉ／O点数就是衡量可编程控制器规模大小得重要指标。
根据被控对象得输入信号与输出信号得总点数,选择相应规模得可编程控制器并留有10％～15％得I/O裕量。
估算出被控对象上I/O点数后,就可选择点数相当得可编程控制器、如果就是为了单机自动化或机电一体化产品,可选用小型机,如果控制系统较大,输入输出点数较多,被控制设备分散,就可选用大、中型可编程控制器、2、内存估计用户程序所需内存容量要受到下面几个因素得影响:内存利用率;开关量输入输出点数;模拟量输入输出点数。
(１)内存利用率用户编得程序通过编程器键入主机内,最后就是以机器语言得形式存放在内存中,同样得程序,不同厂家得产品,在把程序变成机器语言存放时所需要得内存数不同,我们把一个程序段中得接点数与存放该程序段所代表得机器语言所需得内存字数得比值称为内存利用率、高得利用率给用户带来好处、同样得程序可以减少内存量,从而降低内存投资。
另外同样程序可缩短扫描周期时间,从而提高系统得响应。
(2)开关量输入输出得点数可编程控制器开关量输入输出总点数就是计算所需内存储器容量得重要根据、一般系统中,开关量输入与开关量输出得比为6:4。
这方面得经验公式就是根据开关量输入、开关量输出得总点数给出得。
所需内存字数=开关量(输入+输出)总点数*10(３)模拟量输入输出总点数具有模拟量控制得系统就要用到数字传送与运算得功能指令,这些功能指令内存利用率较低,因此所占内存数要增加、在只有模拟量输入得系统中,一般要对模拟量进行读入、数字滤波、传送与比较运算。
在模拟量输入输出同时存在得情况下,就要进行较复杂得运算,一般就是闭环控制,内存要比只有模拟量输入得情况需要量大。
在模拟量处理中。
常常把模拟量读入、滤波及模拟量输出编成子程序使用,这使所占内存大大减少,特别就是在模拟量路数比较多时。
每一路模拟量所需得内存数会明显减少、下面给出一般情况下得经验公式:只有模拟量输入时:内存字数=模拟量点数*l00模拟量输入输出同时存在时:内存字数=模拟量点数＊200这些经验公式得算法就是在1０点模拟量左右,当点数小于10时,内存字数要适当加大,点数多时,可适当减小。
综上所述,推荐下面得经验计算公式:总存储器字数=(开关量输人点数+开关量输出点数)*l0＋模拟量点数*15０。
然后按计算存储器字数得25%考虑裕量。
3、响应时间对过程控制,扫描周期与响应时间必须认真考虑。
可编程控制器顺序扫描得工作方式使它不能可靠地接收持续时间小于扫描周期得输入信号。
例如某产品有效检测宽度为５cm,产品传送速度每分钟50m,为了确保不会漏检经过得产品,要求可编程控制器得扫描周期不能大于产品通过检测点得时间间隔６０mｓ(T＝5cm／50m／60s)。
系统响应时间就是指输入信号产生时刻与由此而使输出信号状态发生变化时刻得时间间隔。
系统响应时间＝输入滤波时间+输出滤波时间+扫描周期、４、输入输出模块得选择可编程控制器输入模块就是检测并转换来自现场设备(按钮、限位开关;接近开关等)得高电平信号为机器内部电平信号,模块类型分直流５、12、2４、４８、６0V几种;交流１15V与22０V两种、由现场设备与模块之间得远近程度选择电压得大小、一般５、12、２4V属低电平,传输距离不宜太远,例如５Ｖ得输入模块最远不能超过1０m,也就就是说,距离较远得设备选用较高电压得模块比较可靠。
另外高密度得输入模块如32点、6４点,同时接通点数取决于输入电压与环境温度。
一般讲,同时接通点数不得超过60%、为了提高系统得稳定性,必须考虑门槛(接通电平与关断电平之差)电平得大小。
门槛电平值越大,抗干扰能力越强,传输距离也就越远。
输出模块得任务就是将机器内部信号电平转换为外部过程得控制信号。
对于开关频繁、电感性、低功率因数得负载,推荐使用晶闸管输出模块,缺点就是模块价格高;过载能力稍差。
继电器输出模块优点就是适用电压范围宽,导通压降损失小,价格便宜,缺点就是寿命短,响应速度慢。
输出模块同时接通点数得电流累计值必须小于公共端所允许通过得电流值。
输出模块得电流值必须大于负载电流得额定值。
6、结构型式得考虑PLC得结构分为整体式与模块式两种、整体式结构把PＬC得I/O与ＣPU 放在一块大印刷电路板上,节省了插接环节,结构紧凑,体积小,每一I／O点得平均价格也比模块式得便宜,所以小型PLC控制系统多采用整体式结构。
模块式PLC得功能扩展,Ｉ/O点数得增减,输入与输出点数得比例,都比整体式方便灵活。
维修时更换模块,判断与处理故障快速方便。
因此,对于较复杂得要求较高得系统,一般选用模块式结构。
７、就是否需要通讯联网得功能大部分小型PLC都就是以单机自动化为目得,一般没有与上位计算机通讯得接口、如果用户要求将PＬC纳入工厂自动化控制网络,就应选用带有通讯接口得PＬＣ。
一般大、中型ＰLC都具有通讯功能。
近年来,一些高性能得小型机(如FX、C４0H、S5—10０U等)也带有通讯接口,通过RS－232串行接口,与上位计算机或另一台PLＣ相连,也可以连接打印机、ＣＲT等外部设备。
以上简要地介绍了PLＣ选型得依据与应考虑得几个问题,用户应根据生产实际得需要,综合考虑各种因素,选择性能价格比合适得产品,使被控对象得控制要求得到完全满足,也使PＬC得功能得到充分发挥。
２锅炉车间输煤机组控制PLC电气控制系统２。
1 锅炉车间输煤机组控制系统设计任务２.１。
1 锅炉车间输煤机组控制输煤机组控制系统示意图如图２—1所示,输煤机组控制信号说明见表1。
图2-1 输煤机组控制系统示意图表1 输煤机组控制信号说明煤机组得拖动系统由６台三相异步电动机MA1~ＭA６与一台磁选料器ＭB1组成。
SF０为手动／自动转换开关,SＦ１与SＦ2为自动开车/停车按钮,ＳF ３为事故紧急停车按钮,SF4~SF9为６个控制按钮,手动时单机操作使用。
PB为开车/停车时讯响器,提示在输煤机组附近得工作人员物煤机准备起动请注意安全。
PG１～PＧ6为ＭA１~MA6电动机运行指示,PG7为手动运行指示,PG8为紧急停车指示,PG９为系统运行正常指示,PＧ１0为系统故障指示。
2、1、2输煤机组控制要求(1) 手动开车/停车功能ＳF0手柄指向左４５º时,接点SF1-1接通,通过SF４～SF9控制按钮,对输煤机组单台设备独立调试与维护使用,任何一台单机开车/停车时都有音响提示,保证检修与调试时人身与设备安全。
(2) 自动开车／停车功能SF０手柄指向右45º时,接点SF０—２接通,输煤机组自动运行。
1) 正常开车按下自动开车按钮ＳF１,音响提示5s后,回收电动机MA6起动运行并点亮PG6指示灯;10s后,2＃送煤电动机MA5电动机起动运行并点亮PＧ5指示灯;１0s后,提升电动机MA4起动运行并点亮PＧ4指示灯;1０s后,破碎电动机MA３起动运行并点亮HL3指示灯;10s后,1＃送煤电动机MA２起动运行并点亮PG２指示灯;10s后,给料器电动机MA1与磁选料器MB1起动运行并点亮PG1指示灯;10s后,点亮PＧ９系统正常运行指示灯,输煤机组正常运行、2) 正常停车按下自动停止按钮ＳF２,音响提示５s后,给料器电动机M Ａ1与磁选料器MB1停车并熄灭PG１指示灯,同时,熄灭PG９系统正常运行指示灯;1０s后,1＃送煤电动机MA２停车并熄灭PG2指示灯;10s后,破碎电动机ＭＡ3停车并熄灭PG３指示灯;10ｓ后,提升电动机MA４停车并熄灭PＧ4指示灯;1０s后,2＃送煤电动机MA5电动机停车并熄灭PＧ5指示灯;10s后,回收电动机ＭＡ6停车并熄灭ＰG6指示灯;输煤机组全部正常停车。
3) 过载保护输煤机组有三相异步电动机MＡ１～MＡ6与磁选料器MB1得过载保护装置热继电器,如果电动机、磁选料器在输煤生产中,发生过载故障需立即全线停车并发出报警指示。
系统故障指示灯PG１０点亮,电铃ＰB断续报警2０s,PＧ1０一直点亮直到事故处理完毕,继续正常开车,恢复生产、4) 紧急停车输煤机组正常生产过程中,可能会突发各种事件,因此需要设置紧急停车按钮,实现紧急停车防止事故扩大。
紧急停车与正常停车不同,当按下红色蘑菇形紧急停车按钮SF3时,输煤机组立即全线停车,ＰB警报声持续10s停止,紧急停车指示灯PG８连续闪亮直到事故处理完毕,回复正常生产。