PLC控制系統(tǒng)的設計經(jīng)驗

1、PLC控制系統(tǒng)的設計經(jīng)驗    1 引言     在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)設備中，有大量的數(shù)字量及模擬量的控制裝置，例如電機的啟停，電磁閥的開閉，產(chǎn)品的計數(shù)，溫度、壓力、流量的設定與控制等，而PLC技術是解決上述問題的最有效、最便捷的工具，因此PLC在工業(yè)控制領域得到了廣泛的應用。下面就PLC工業(yè)控制系統(tǒng)設計中的問題進行探討。     2 PLC系統(tǒng)設備選型         

2、0;PLC最主要的目的是控制外部系統(tǒng)。這個系統(tǒng)可能是單個機器，機群或一個生產(chǎn)過程。不同型號的PLC有不同的適用范圍。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，分析被控對象的復雜程度，進行I/O點數(shù)和I/O點的類型（數(shù)字量、模擬量等）統(tǒng)計，列出清單。適當進行內(nèi)存容量的估計，確定適當?shù)牧粲杏嗔慷焕速M資源的機型（小、中、大形機器）。并且結合市場情況，考察PLC生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品及其售后服務、技術支持、網(wǎng)絡通信等綜合情況，選定價格性能比較好的PLC機型。     目前市場上的PLC產(chǎn)品眾多，國外知名品牌有德國的SIEMENS;日本的 OMRON、MITSUBISHI、FUJI、

3、Panasonic;美國的GE;韓國的LG等。國產(chǎn)品牌有研華、研祥、合力時等。近幾年，PLC產(chǎn)品的價格有較大的下降，其性價比越來越高。PLC 的選型應從以下幾個方面入手。     2.1 確定PLC 控制系統(tǒng)的規(guī)模          依據(jù)工廠生產(chǎn)工藝流程和復雜程度確定系統(tǒng)規(guī)模的大小?？煞譃榇?、中、小三種規(guī)模。     小規(guī)模PLC控制系統(tǒng):單機或者小規(guī)模生產(chǎn)過程，控制過程主要是條件、順序控制，以開

4、關量為主，并且I/O點數(shù)小于128 點。一般選用微型PLC,如SIEMENS S7-200等。     中等規(guī)模PLC控制系統(tǒng):生產(chǎn)過程是復雜邏輯控制和閉環(huán)控制，I/O點數(shù)在128512 點之間。應該選用具有模擬量控制、PID控制等功能的PLC，如SIEMENS S7-300等。      大規(guī)模PLC控制系統(tǒng):生產(chǎn)過程是大規(guī)模過程控制、DCS系統(tǒng)和工廠自動化網(wǎng)絡控制，I/O點數(shù)在512點以上。應該選用具有通信聯(lián)網(wǎng)、智能控制、數(shù)據(jù)庫、中斷控制、函數(shù)運算的高檔PLC,

5、如SIEMENS S7-400等, 再和工業(yè)現(xiàn)場總線結合實現(xiàn)工廠工業(yè)網(wǎng)絡的通訊和控制。          2.2 確定PLC I/O 點的類型          根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，分析被控對象的復雜程度，進行I/O點數(shù)和I/O點的類型（數(shù)字量、模擬量等）統(tǒng)計，列出清單。適當進行內(nèi)存容量的估計，確定適當?shù)牧粲熊浻布Y源余量而不浪費資源的機型（小、中、大型機器）。

6、60;        根據(jù)PLC輸出端所帶的負載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PLC輸出點動作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或品閘管輸出。不同的負載選用不同的輸出方式，對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是很重要的。          電磁閥的開閉、大電感負載、動作頻率低的設備，PLC輸出端采用繼電器輸出或者固態(tài)繼電器輸出;各種指示燈、變頻器/數(shù)字直流調(diào)速器的啟動/停止應采用晶體管輸出。  

7、60;  2.3 確定PLC編程工具          （1） 一般的手持編程器編程。 手持編程器只能用商家規(guī)定語句表中的語句表（STL）編程。這種方式效率低，但對于系統(tǒng)容量小、用量小的產(chǎn)品比較適宜，具有體積小、價格低、易于現(xiàn)場調(diào)試等優(yōu)點。 這主要用于微型PLC的編程。          （2） 圖形編程器編程。圖形編程器采用梯形圖（LAD）編程，

8、方便直觀，一般的電氣人員短期內(nèi)就可應用自如，但該編程器價格較高,主要用于微型PLC和中檔PLC。     （3） 計算機加PLC軟件包編程 。這種方式是效率最高的一種方式，但大部分公司的PLC 開發(fā)軟件包價格昂貴，并且該方式不易于現(xiàn)場調(diào)試，主要用于中高檔PLC系統(tǒng)的硬件組態(tài)和軟件編程。 （3） PLC控制系統(tǒng)編程技巧。PLC程序設計的原則是邏輯關系簡單明了，易于編程輸入，少占內(nèi)存，減少掃描時間，這是PLC 編程必須遵循的原則。下面介紹幾點技巧。      

9、    PLC各種觸點可以多次重復使用，無需用復雜的程序來減少觸點使用次數(shù)。          同一個繼電器線圈在同一個程序中使用兩次稱為雙線圈輸出，雙線圈輸出容易引起誤動作，在程序中盡量要避免線圈重復使用。如果必須是雙線圈輸出，可以采用置位和復位操作（以S7-300為例如SQ4.0或者 RQ4.0）。     如果要使PLC多個輸出為固定值 1 （常閉），可以采用字傳送指令完成，例如 

10、Q2.0、Q2.3、Q2.5、Q2.7同時都為1，可以使用一條指令將十六進制的數(shù)據(jù)0A9H直接傳送QW2即可。          對于非重要設備，可以通過硬件上多個觸點串聯(lián)后再接入PLC輸入端，或者通過PLC編程來減少I/O點數(shù)，節(jié)約資源。例如:我們使用一個按鈕來控制設備的啟動/停止，就可以采用二分頻來實現(xiàn)。          模塊化編程思想的應用:我們可以把正反自鎖互鎖轉程序封裝成為一個模塊，正反轉點動封裝成為一個

11、模塊，在PLC程序中我們可以重復調(diào)用該模塊，不但減少編程量，而且減少內(nèi)存占用量,有利于大型PLC 程序的編制。          4 PLC控制系統(tǒng)程序的調(diào)試     PLC控制系統(tǒng)程序的調(diào)試一般包括I/O端子測試和系統(tǒng)調(diào)試兩部分內(nèi)容，良好的調(diào)試步驟有利于加速總裝調(diào)試的過程。          4.1 I/O端子測試   

12、60;      用手動開關暫時代替現(xiàn)場輸入信號，以手動方式逐一對PLC輸入端子進行檢查、驗證，PLC輸入端子的指示燈點亮，表示正常;反之，應檢查接線或者是I/O點壞。          我們可以編寫一個小程序，在輸出電源良好的情況下，檢查所有PLC輸出端子指示燈是否全亮。PLC輸入端子的指示燈點亮，表示正常。反之，應檢查接線或者是I/O點壞。         

13、60;4.2 系統(tǒng)調(diào)試          系統(tǒng)調(diào)試應首先按控制要求將電源、外部電路與輸入輸出端子連接好，然后裝載程序于PLC中，運行PLC進行調(diào)試。將PLC與現(xiàn)場設備連接。在正式調(diào)試前全面檢查整個PLC控制系統(tǒng)，包括電源、接地線、設備連接線、I/O連線等。在保證整個硬件連接正確無誤的情況下即可送電。          把PLC控制單元的工作方式設置為“RUN”開始運行。反復調(diào)試消除可能出現(xiàn)的各種問題。在調(diào)試過程中也可以根據(jù)實際需求對硬件作適當修改以配合軟件的調(diào)試。應保持足夠長的運行時間使問題充分暴露并加以糾正。調(diào)試中多數(shù)是控制程序問題。一般分以下幾步進行:      （1） 對每一個現(xiàn)場信號和控制量做單獨測試;     （2） 檢查硬件/修改程序;     （3） 對現(xiàn)場信號和控制量做綜合測試;      （4） 帶設備調(diào)試;