可編程控制器的應用技術.doc

可編程控制器的應用技術 楊昆YANGKun （內蒙古興安職業(yè)技術學院，烏蘭浩特137400） （XinganVocationalandTechnicalCollege，Ulanhot137400，China） 摘要：可編程控制器控制系統(tǒng)的設計好壞決定了整個控制系統(tǒng)的質量和水平?？删幊炭刂破飨到y(tǒng)設計就是根據被控對象的特點和控制要求，以可編程控制器為主要控制設備，設計生成一個控制系統(tǒng)?？删幊炭刂破飨到y(tǒng)將用于長期實際生產，因此設計工作從一開始就應將各種因素考慮得盡可能全面，設計工作應當在一定的原則指導下，嚴格按步驟進行。 Abstract：Thedesignofthecontrolsystemofogrammablelogiccontrollerdeterminesthequalityandlevelofthewholecontrolsystem.Thedesignoftheogrammablelogiccontrolsystemisthataodingtothecharacteristicsandcontrolrequirementsofthecontrolledobjectandtakingtheogrammablelogiccontrollerasthemaincontrolequipmenttodesignacontrolsystem.Theogrammablelogiccontrollersystemwillbeusedinpracticalproductionforalongtime,so,variousfactorsofdesignworkshouldbeconsideredprehensivelyasmuchaspossiblefromthebeginning,thedesignworkshouldbeguidedbycertainprinciplesandstrictlyproceedsbythesteps. 關鍵詞：控制器；設計；調試；穩(wěn)定性；可靠性 Keywords：controller；design；debugging；stability；reliability ：TP332.3：A：1006-4311（xx）34-0209-02 作者簡介：楊昆（1971-），男，內蒙古烏蘭浩特人，講師，研究方向為計算機應用和會計電算化。 1可編程控制器控制系統(tǒng)設計與調試 1.1可編程控制器系統(tǒng)設計的基本原則 1.1.1滿足要求應最大限度地滿足被控對象控制要求。 1.1.2經濟實用在滿足控制要求前提下，選擇各類硬件配置時，要充分考慮其性能價格比，降低設計、使用、維護過程中的成本，節(jié)約開支。 1.1.3安全可靠硬件設計、軟件編程都要保證系統(tǒng)安全可靠、正常運行。 1.1.4便于擴展應能保證系統(tǒng)在一定時期具有先進性，并能隨時根據生產工藝要求擴展部分功能，各種硬、軟件資源應適當留有余地。 1.2可編程控制器系統(tǒng)設計的基本步驟 1.2.1了解被控系統(tǒng)，確定控制方案深入了解被控系統(tǒng)是系統(tǒng)設計的基礎。設計前應收集好各項有關資料，同時和相關人員進行密切配合，共同解決設計中可能出現(xiàn)的各種問題。如果是改造舊設備，還應仔細閱讀原有的電氣圖紙和技術資料。進而了解系統(tǒng)的工藝過程、工作特點、環(huán)境條件和系統(tǒng)的所有功能要求，分析被控對象的控制過程，明確控制要求，劃分控制環(huán)節(jié)，弄清控制環(huán)節(jié)的特點及各環(huán)節(jié)之間的轉移條件。劃分出各種控制信號，檢測反饋信號，相互轉移和聯(lián)系信號，并確定可編程控制器輸入、輸出信號，分類統(tǒng)計出各輸入、輸出量的性質及參數(shù)。在此基礎上繪制出控制系統(tǒng)的狀態(tài)轉移圖，確定控制方案。 1.2.2確定可編程控制器的型號與硬件配置對模塊式可編程控制器，應確定框架或基板的型號，選擇模塊型號；對整體式可編程控制器，應確定基本單元和擴展單元的型號。 1.2.3設計梯形圖程序（軟件設計）首先確定用戶程序的基本結構，在畫出程序流程圖或狀態(tài)轉移圖后，用已掌握的編程方法將其設計成梯形圖程序。 1.2.4梯形圖程序的模擬調試根據狀態(tài)轉移圖模擬調試，用小開關和按鈕等模擬可編程控制器的輸入信號或反饋信號（限位開關的通、斷）。通過輸出模塊上各輸出電器對應的發(fā)光二極管，觀察各輸出信號是否按設計要求變化。調試順序控制程序的主要任務：檢查程序的運行是否符合狀態(tài)轉移圖的規(guī)定。狀態(tài)轉移條件的實現(xiàn)與驅動的負載是否按要求進行。調試時應充分考慮各種可能的情況，對系統(tǒng)的各種工作方式、狀態(tài)轉移圖中的每一支路都要檢查、調試到。如果控制系統(tǒng)是由幾個部分組成，則應先做局部調試，然后再進行整體調試；如果控制程序的步序較多，則可先進行分段調試，然后再連接起來統(tǒng)調。調試中發(fā)現(xiàn)的問題，要逐一排除，直至調試成功。在軟件的設計與調試的同時可編程控制器之外的其他硬件的安裝、接線可同時進行。 1.2.5現(xiàn)場總裝調試將可編程控制器安裝在控制現(xiàn)場。將編好的程序送入可編程控制器內的存儲器中。接人現(xiàn)場實際輸入信號和負載，進行聯(lián)機運行調試。檢測硬件、軟件是否滿足系統(tǒng)控制要求。發(fā)現(xiàn)問題在現(xiàn)場相應地進行硬件或軟件的調整、修改，直到符合系統(tǒng)的要求。 1.2.6編寫技術文件系統(tǒng)調試和運行成功，并交付使用后，根據調試的最終結果，出完整的技術文件，提供給用戶，以便系統(tǒng)的維修、運行和改進。 2可編程控制器控制系統(tǒng)組態(tài)選擇與安裝 2.1可編程控制器控制系統(tǒng)組態(tài)的選擇 2.1.1可編程控制器單機控制系統(tǒng)該控制系統(tǒng)用一臺可編程控制器控制一臺設備（機組），當被控設備的輸入/輸出點數(shù)較少與其他設備之間聯(lián)系時，適于采用這種控制系統(tǒng)。 2.1.2集中控制系統(tǒng)集中控制系統(tǒng)用一臺可編程控制器控制多臺設備（機組），該控制系統(tǒng)多用于各被控對象所處的地理位置較近、相互之間的動作有一定的聯(lián)系的場合。與單機控制系統(tǒng)相比，一臺可編程控制器控制多臺設備可降低總的投資，但是有可能在檢修其中一臺設備時會影響其他設備的正常運行。 2.1.3集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)中每一臺可編程控制器控制一臺被控設備（機組），由上位計算機（可以是工業(yè)控制計算機或中、高檔可編程控制器）通過數(shù)據通信總線對系統(tǒng)集中管理，各可編程控制器之間可通過數(shù)據通信進行內部連鎖，響應或發(fā)令等。集散控制系統(tǒng)多用于多臺設備組成的產生線控制，當某臺可編程控制器停止運行時，不會影響其他可編程控制器的工作。與集中控制系統(tǒng)相比較，使用的可編程控制器較多，系統(tǒng)硬件費用較高，但這種系統(tǒng)在維護、調試、擴大系統(tǒng)規(guī)模等方面比較靈活。 2.1.4可編程控制器網絡控制系統(tǒng)這種控制系統(tǒng)用于大規(guī)模自動控制，系統(tǒng)中的計算機、可編程控制器、機器人等組成一個通信網絡，網絡一般分為若干層。 2.1.5冗余控制系統(tǒng)冗余控制系統(tǒng)一般采用兩個或三個CPU模塊，其中一臺作主系統(tǒng)直接參與控制，其余的作為備用系統(tǒng)。參與控制的CPU出現(xiàn)故障時，由熱備處理器自動進行切換，立即投入備用CPU。為了進一步提高系統(tǒng)的可靠性，某些重要的輸入/輸出點和連接電纜也采用冗余措施。 2.1.6混合控制系統(tǒng)實際的控制系統(tǒng)可能是以上幾種系統(tǒng)的結合，部分冗余控制系統(tǒng)與可編程控制器網絡控制相結合等，這種組合的控制系統(tǒng)稱為混合控制系統(tǒng)。應根據被控對象的具體情況選擇適當?shù)目刂葡到y(tǒng)組態(tài)。 2.2可編程控制器安裝與維護可編程控制器系統(tǒng)的可靠性雖然很高，為保證可編程控制器控制系統(tǒng)長期正常合理的工作，安裝時必須做到正確、牢靠、安全。 2.2.1可編程控制器系統(tǒng)安裝注意事項可編程控制器系統(tǒng)在安裝和連接元件時要全盤考慮系統(tǒng)布局，一方面要滿足可編程控制器控制系統(tǒng)運行需要，還要確保能在安裝的環(huán)境中無故障操作，系統(tǒng)的元件拆裝方便，易于維修。 2.2.2可編程控制器安裝環(huán)境由于每種控制器都有自己的環(huán)境技術條件，用戶在選用時，尤其是在設計控制系統(tǒng)時，必須對環(huán)境條件給予充分的考慮?？傊删幊炭刂破饕⒁夥莱?、防塵、防腐、防震，避免電磁干擾?？删幊炭刂破髯詈冒惭b在有保護型外殼的控制柜內，且可編程控制器固定要牢靠。 綜上所述，可編程控制器系統(tǒng)將用于長期實際生產，因此設計工作從一開始就應將各種因素考慮得盡可能全面，設計工作應當在一定的原則指導下，嚴格按步驟進行?？删幊炭刂破髟谠O計時已采取了多種保護措施，使它的穩(wěn)定性、可靠性都較強。一般情況下，只要對可編程控制器進行經常地定期地維護和檢查，可以保證可編程控制器控制系統(tǒng)的正常運行?？删幊炭刂破魇菍楣I(yè)環(huán)境設計的控制器，一般不需采取特殊措施，就可在工業(yè)環(huán)境中使用。但是環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強烈，或安裝使用不當，都不能保證系統(tǒng)的正常運行。在可編程控制器系統(tǒng)設計時，應采取相應的可靠性措施和抗干擾措施保證系統(tǒng)的正常運行。 參考文獻： 1馬廣君.可編程控制器（PLC）應用技術M.中央廣播電視大學出版社，xx：56-68. 2劉敏.可編程控制器技術項目化教程M.2版.機械工業(yè)出版社，xx：85-88. 3張世生.可編程控制器實