設(shè)計(jì)一個(gè)PLC控制系統(tǒng)必需的步驟

1、 word文檔要分清文件中用的是手動(dòng)換行符(“Shift+回車”,還是段落標(biāo)記。如果是段落標(biāo)記,就用“pp”替換成“p”如果文件中用的是手動(dòng)換行符,那么就要用“l(fā)l”替換成“l(fā)(小寫的L, "全部替換"即可刪除空白行。設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的七個(gè)步驟設(shè)計(jì)一個(gè)PLC控制系統(tǒng)需要以下七個(gè)步驟1. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與設(shè)備選型a. 分析你所控制的設(shè)備或系統(tǒng)。PLC最主要的目的是控制外部系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可能是單個(gè)機(jī)器,機(jī)群或一個(gè)生產(chǎn)過程。b. 判斷一下你所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)是否符合可編程控制器的點(diǎn)數(shù)要求。(選型要求c. 判斷一下你所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)的復(fù)雜程度,分析內(nèi)存容量是否夠。2

2、. I/O賦值(分配輸入輸出a. 將你所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)的輸入信號(hào)進(jìn)行賦值,與PLC的輸入編號(hào)相對(duì)應(yīng)。(列表b. 將你所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)的輸出信號(hào)進(jìn)行賦值,與PLC的輸出編號(hào)相對(duì)應(yīng)。(列表3. 設(shè)計(jì)控制原理圖a. 設(shè)計(jì)出較完整的控制草圖。b. 編寫你的控制程序。c. 在達(dá)到你的控制目的的前提下盡量簡(jiǎn)化程序。4. 程序?qū)懭隤LC將你的程序?qū)懭肟删幊炭刂破鳌?. 編輯調(diào)試修改你的程序a.程序查錯(cuò)(邏輯及語法檢查b.在局部插入END,分段調(diào)試程序。c.整體運(yùn)行調(diào)試6. 監(jiān)視運(yùn)行情況在監(jiān)視方式下,監(jiān)視一下你的控制程序的每個(gè)動(dòng)作是否正確。如不正確返回步驟5,如果正確則作第七步。7. 運(yùn)行程序(千萬別

3、忘記備份你的程序RS-232、RS-422與RS-485的由來一、RS-232、RS-422與RS-485都是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn),最初都是由電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA制訂并發(fā)布的,RS-232在1962年發(fā)布,命名為EIA-232-E,作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),以保證不同廠家產(chǎn)品之間的兼容。RS-422由RS-232發(fā)展而來,它是為彌補(bǔ)RS-232之不足而提出的。為改進(jìn)RS-232通信距離短、速率低的缺點(diǎn),RS-422定義了一種平衡通信接口,將傳輸速率提高到10Mb/s,傳輸距離延長(zhǎng)到4000英尺(速率低于100kb/s時(shí),并允許在一條平衡總線上連接最多10個(gè)接收器。RS-422是一種單機(jī)發(fā)送、多機(jī)接收的單向、平

4、衡傳輸規(guī)范,被命名為TIA/EIA-422-A標(biāo)準(zhǔn)。為擴(kuò)展應(yīng)用范圍,EIA又于1983年在RS-422基礎(chǔ)上制定了RS-485標(biāo)準(zhǔn),增加了多點(diǎn)、雙向通信能力,即允許多個(gè)發(fā)送器連接到同一條總線上,同時(shí)增加了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)能力和沖突保護(hù)特性,擴(kuò)展了總線共模范圍,后命名為TIA/EIA-485-A標(biāo)準(zhǔn)。由于EIA提出的建議標(biāo)準(zhǔn)都是以“RS”作為前綴,所以在通訊工業(yè)領(lǐng)域,仍然習(xí)慣將上述標(biāo)準(zhǔn)以RS作前綴稱謂。 RS-232、RS-422與RS-485標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性做出規(guī)定,而不涉及接插件、電纜或協(xié)議,在此基礎(chǔ)上用戶可以建立自己的高層通信協(xié)議。因此在視頻界的應(yīng)用,許多廠家都建立了一套高層通信協(xié)議,或

5、公開或廠家獨(dú)家使用。如錄像機(jī)廠家中的Sony與松下對(duì)錄像機(jī)的RS-422控制協(xié)議是有差異的,視頻服務(wù)器上的控制協(xié)議則更多了,如Louth、Odetis 協(xié)議是公開的,而ProLINK則是基于Profile上的。二、RS-232串行接口標(biāo)準(zhǔn)目前RS-232是PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。RS-232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。RS-232采取不平衡傳輸方式,即所謂單端通訊。收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號(hào)是相對(duì)于信號(hào)地,如從DTE設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)在使用DB25連接器時(shí)是2腳相對(duì)7腳(信號(hào)地的電平。典型的RS-232信號(hào)在正負(fù)電平之間擺動(dòng),在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),發(fā)送端驅(qū)動(dòng)器輸出正電

6、平在+5+15V,負(fù)電平在-5-15V電平。當(dāng)無數(shù)據(jù)傳輸時(shí),線上為TTL,從開始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束,線上電平從TTL電平到RS-232電平再返回TTL電平。接收器典型的工作電平在+3+12V與-3-12V。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為2V 至3V左右,所以其共模抑制能力差,再加上雙絞線上的分布電容,其傳送距離最大為約15米,最高速率為20kb/s。RS-232是為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(即只用一對(duì)收、發(fā)設(shè)備通訊而設(shè)計(jì)的,其驅(qū)動(dòng)器負(fù)載為37k。所以RS-232適合本地設(shè)備之間的通信。其有關(guān)電氣參數(shù)參見表1。規(guī)定RS232 RS422 R485工作方式單端差分差分節(jié)點(diǎn)數(shù)1收、1發(fā)1發(fā)10收1發(fā)32收最大傳輸電纜長(zhǎng)度

7、50英尺400英尺400英尺最大傳輸速率20Kb/S 10Mb/s 10Mb/s最大驅(qū)動(dòng)輸出電壓+/-25V -0.25V+6V -7V+12V驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)電平(負(fù)載最小值 負(fù)載+/-5V+/-15V +/-2.0V +/-1.5V驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)電平(空載最大值 空載+/-25V +/-6V +/-6V驅(qū)動(dòng)器負(fù)載阻抗( 3K7K 100 54擺率(最大值 30V/s N/A N/A接收器輸入電壓范圍+/-15V -10V+10V -7V+12V接收器輸入門限+/-3V +/-200mV +/-200mV接收器輸入電阻( 3K7K 4K(最小 12K驅(qū)動(dòng)器共模電壓-3V+3V -1V+3V接收

8、器共模電壓-7V+7V -7V+12V表1三、RS-422與RS-485串行接口標(biāo)準(zhǔn)1.平衡傳輸RS-422、RS-485與RS-232不一樣,數(shù)據(jù)信號(hào)采用差分傳輸方式,也稱作平衡傳輸,它使用一對(duì)雙絞線,將其中一線定義為A,另一線定義為B。通常情況下,發(fā)送驅(qū)動(dòng)器A、B之間的正電平在+2+6V,是一個(gè)邏輯狀態(tài),負(fù)電平在-26V,是另一個(gè)邏輯狀態(tài)。另有一個(gè)信號(hào)地C,在RS-485中還有一“使能”端,而在RS-422中這是可用可不用的。“使能”端是用于控制發(fā)送驅(qū)動(dòng)器與傳輸線的切斷與連接。當(dāng)“使能” 端起作用時(shí),發(fā)送驅(qū)動(dòng)器處于高阻狀態(tài),稱作“第三態(tài)”,即它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態(tài)。接收器也作

9、與發(fā)送端相對(duì)的規(guī)定,收、發(fā)端通過平衡雙絞線將AA與BB對(duì)應(yīng)相連,當(dāng)在收端AB之間有大于+200mV的電平時(shí),輸出正邏輯電平,小于-200mV時(shí),輸出負(fù)邏輯電平。接收器接收平衡線上的電平范圍通常在200mV至6V之間。2.RS-422電氣規(guī)定RS-422標(biāo)準(zhǔn)全稱是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”,它定義了接口電路的特性。實(shí)際上還有一根信號(hào)地線,共5根線。由于接收器采用高輸入阻抗和發(fā)送驅(qū)動(dòng)器比RS232更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力,故允許在相同傳輸線上連接多個(gè)接收節(jié)點(diǎn),最多可接10個(gè)節(jié)點(diǎn)。即一個(gè)主設(shè)備(Master,其余為從設(shè)備(Salve,從設(shè)備之間不能通信,所以RS-422支持點(diǎn)對(duì)多的雙向通信。接收器輸入

10、阻抗為4k,故發(fā)端最大負(fù)載能力是10×4k+100(終接電阻。RS-422四線接口由于采用單獨(dú)的發(fā)送和接收通道,因此不必控制數(shù)據(jù)方向,各裝置之間任何必須的信號(hào)交換均可以按軟件方式(XON/XOFF握手或硬件方式(一對(duì)單獨(dú)的雙絞線實(shí)現(xiàn)。RS-422的最大傳輸距離為4000英尺(約1219米,最大傳輸速率為10Mb/s。其平衡雙絞線的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比,在100kb/s速率以下,才可能達(dá)到最大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長(zhǎng)的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mb/s。RS-422需要一終接電阻,要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗。在矩距離傳輸時(shí)可不需

11、終接電阻,即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸電纜的最遠(yuǎn)端。RS-422有關(guān)電氣參數(shù)見表13.RS-485電氣規(guī)定由于RS-485是從RS-422基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,所以RS-485許多電氣規(guī)定與RS-422相仿。如都采用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS-485可以采用二線與四線方式,二線制可實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)雙向通信。而采用四線連接時(shí),與RS-422一樣只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多的通信,即只能有一個(gè)主(Master設(shè)備,其余為從設(shè)備,但它比RS-422有改進(jìn),無論四線還是二線連接方式總線上可多接到32個(gè)設(shè)備。RS-485與RS-422的不同還在于其共模輸出電壓是不同的,RS-48

12、5是-7V至+12V之間,而RS-422在-7V至+7V之間,RS-485接收器最小輸入阻抗為12k,RS-422是4k;RS-485滿足所有RS-422的規(guī)范,所以RS-485的驅(qū)動(dòng)器可以用在RS-422網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。RS-485有關(guān)電氣規(guī)定參見表1。RS-485與RS-422一樣,其最大傳輸距離約為1219米,最大傳輸速率為10Mb/s。平衡雙絞線的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比,在100kb/s速率以下,才可能使用規(guī)定最長(zhǎng)的電纜長(zhǎng)度。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長(zhǎng)雙絞線最大傳輸速率僅為1Mb/s。RS-485需要2個(gè)終接電阻,其阻值要求等于傳輸電纜的特性阻抗。在矩距離傳輸時(shí)可

13、不需終接電阻,即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸總線的兩端。RS485與RS422的區(qū)別是什么使用中,485是半雙工,2線;422是全雙工,4線。多數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和儀表同時(shí)支持這兩種方式,而且多數(shù)422也只用了半雙工。 422的SDA、RDA并起來,連接485的A;422的SDB、RDB并起來,連接485的B,這樣422做485半雙工2線用。PLC容量的選擇步驟與原則推薦PLC的容量包括I/O點(diǎn)數(shù)和用戶存儲(chǔ)容量?jī)蓚€(gè)方面。(一I/O點(diǎn)數(shù)的選擇PLC平均的I/O點(diǎn)的價(jià)格還比較高,因此應(yīng)該合理選用PLC的I/O點(diǎn)的數(shù)量,在滿足控制要求的前提下力爭(zhēng)使用的I/O點(diǎn)最少,但必須留有一定的裕量。

14、通常I/O點(diǎn)數(shù)是根據(jù)被控對(duì)象的輸入、輸出信號(hào)的實(shí)際需要,再加上10%15%的裕量來確定。(二 存儲(chǔ)容量的選擇用戶程序所需的存儲(chǔ)容量大小不僅與PLC系統(tǒng)的功能有關(guān),而且還與功能實(shí)現(xiàn)的方法、程序編寫水平有關(guān)。一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的程序員和一個(gè)初學(xué)者,在完成同一復(fù)雜功能時(shí),其程序量可能相差25%之多,所以對(duì)于初學(xué)者應(yīng)該在存儲(chǔ)容量估算時(shí)多留裕量。PLC的I/O點(diǎn)數(shù)的多少,在很大程序上反映了PLC系統(tǒng)的功能要求,因此可在I/O 點(diǎn)數(shù)確定的基礎(chǔ)上,按下式估算存儲(chǔ)容量后,再加20%30%的裕量。存儲(chǔ)容量(字節(jié)=開關(guān)量I/O點(diǎn)數(shù)×10 +模擬量I/O通道數(shù)×100另外,在存儲(chǔ)容量選擇的同時(shí),注意對(duì)存

15、儲(chǔ)器的類型的選擇。什么是PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)?自二十世紀(jì)六十年代美國推出可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來,PLC得到了快速發(fā)展,在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí), PLC的功能也不斷完善。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高,PLC在開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運(yùn)動(dòng)控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制,在運(yùn)動(dòng)控制、過程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。作為離散控的制的首選產(chǎn)品,PLC在二十世紀(jì)八十年代至九十年代得到了迅速發(fā)展,世界范圍內(nèi)的PLC年增長(zhǎng)率保持為20%30

16、%。隨著工廠自動(dòng)化程度的不斷提高和PLC市場(chǎng)容量基數(shù)的不斷擴(kuò)大,近年來PLC在工業(yè)發(fā)達(dá)國家的增長(zhǎng)速度放緩。但是,在中國等發(fā)展中國家PLC的增長(zhǎng)十分迅速。綜合相關(guān)資料,2004年全球PLC的銷售收入為100億美元左右,在自動(dòng)化領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的位置。PLC是由摸仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的,二十世紀(jì)七十年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制,首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令;并通過數(shù)字輸入和輸出操作,來控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工藝要求,并事先存入PLC的用戶程序存儲(chǔ)器中。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行,以完成工藝流

17、程要求的操作。PLC的CPU內(nèi)有指示程序步存儲(chǔ)地址的程序計(jì)數(shù)器,在程序運(yùn)行過程中,每執(zhí)行一步該計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1,程序從起始步(步序號(hào)為零起依次執(zhí)行到最終步(通常為END指令,然后再返回起始步循環(huán)運(yùn)算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期。不同型號(hào)的PLC,循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程,在解算邏輯方面,表現(xiàn)出快速的優(yōu)點(diǎn),在微秒量級(jí),解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當(dāng)成開關(guān)量來處理,16位(也有32位的為一個(gè)模擬量。大型PLC使用另外一個(gè)CPU來完成模擬量的運(yùn)算。把計(jì)算結(jié)果送給PLC的控制器。 相同I/O點(diǎn)數(shù)的系統(tǒng),用PLC比用DCS,其成本要低一

18、些(大約能省40%左右。PLC 沒有專用操作站,它用的軟件和硬件都是通用的,所以維護(hù)成本比DCS要低很多。一個(gè)PLC 的控制器,可以接收幾千個(gè)I/O點(diǎn)(最多可達(dá)8000多個(gè)I/O。如果被控對(duì)象主要是設(shè)備連鎖、回路很少,采用PLC較為合適。PLC由于采用通用監(jiān)控軟件,在設(shè)計(jì)企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面,要容易一些。近10年來,隨著PLC價(jià)格的不斷降低和用戶需求的不斷擴(kuò)大,越來越多的中小設(shè)備開始采用PLC進(jìn)行控制,PLC在我國的應(yīng)用增長(zhǎng)十分迅速。隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動(dòng)化水平的不斷提高,今后一段時(shí)期內(nèi)PLC在我國仍將保持高速增長(zhǎng)勢(shì)頭。通用PLC應(yīng)用于專用設(shè)備時(shí)可以認(rèn)為它就是一個(gè)嵌入式控制器,但P

19、LC相對(duì)一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。實(shí)際工作中碰到的一些用戶原來采用嵌入式控制器,現(xiàn)在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。國產(chǎn)PLC應(yīng)該學(xué)習(xí)一下國產(chǎn)變頻器推薦1997年,劉強(qiáng)先生以變頻器銷售商的角色敏銳的意識(shí)到國內(nèi)變頻器應(yīng)用的廣闊前景,并且當(dāng)時(shí)沒有專業(yè)的媒體來促進(jìn)變頻器的技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展,于是創(chuàng)辦了變頻器世界,后期又根據(jù)專業(yè)需求創(chuàng)辦PLC&FA、伺服控制、中國自動(dòng)化網(wǎng)等專業(yè)媒體與行業(yè)網(wǎng)站,成為國內(nèi)工控行業(yè)最專業(yè)的“默多克”。2007年是變頻器世界創(chuàng)刊十周年,也是國產(chǎn)變頻器蓬勃發(fā)展的十年,十年前國產(chǎn)品牌的市場(chǎng)份額幾乎為0,十年后國產(chǎn)品牌市場(chǎng)占有率達(dá)到了2

20、5%,借助于國家節(jié)能降耗的政策,預(yù)計(jì)幾年之內(nèi)國產(chǎn)品牌市場(chǎng)占有率會(huì)達(dá)到50%,占有中低壓變頻器市場(chǎng),進(jìn)入高壓變頻器市場(chǎng)。十年期間出現(xiàn)了大批的國內(nèi)品牌,目前在國內(nèi)營銷的變頻器廠家多達(dá)200多個(gè),其中在深圳市就有幾十家變頻器生產(chǎn)商,其它廠家集中于華東、華北。國產(chǎn)領(lǐng)軍企業(yè)森蘭、利德華福、風(fēng)光均獲得中國名牌產(chǎn)品稱號(hào),后起之秀為深圳英威騰、北京合康億盛科技等。嚴(yán)格意義上來講,艾默生收購華為實(shí)際上也是國產(chǎn)品牌。目前國內(nèi)品牌多集中于中低壓變頻器市場(chǎng),高壓變頻器市場(chǎng)仍為abb、西門子等國際大公司所壟斷。2002年之后,大批廠家選擇進(jìn)入變頻器行業(yè),除去市場(chǎng)因素,主要是因?yàn)樵诩夹g(shù)方面,中低壓變頻器已經(jīng)有相當(dāng)多的開發(fā)人才,以清華大學(xué)為高校代表,臺(tái)灣普傳公司為企業(yè)代表,清華大學(xué)李永東教授的弟子遍布國內(nèi)變頻器廠家,90年代進(jìn)入大陸的普傳培養(yǎng)了一批人才,后期各自創(chuàng)辦變頻器廠家。從技術(shù)層面來看,變頻器開發(fā)已經(jīng)不再是難題,下一個(gè)十年需要突破高壓變頻器、變頻器核心控制部分IGBT的國產(chǎn)化、以及快速發(fā)展的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)變流器的研究。變頻器國內(nèi)廠商仍然以價(jià)格作為競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),由于廠家眾多,達(dá)到了白熱化的階段,未來的十年或許會(huì)產(chǎn)生幾個(gè)非常大的國產(chǎn)變頻器品牌廠家,大部分廠家或者被并購,或者被市場(chǎng)淘汰。在國產(chǎn)廠家成立初期,由于面臨著“生存”問題,在企業(yè)經(jīng)營中多以市場(chǎng)銷售為重點(diǎn),強(qiáng)調(diào)速度制勝,價(jià)格為法寶,以接