PLC硬件設(shè)計(jì)的一般步驟

1、硬件設(shè)計(jì)的一般步驟1.硬件設(shè)計(jì)的基本要求與實(shí)施方法1 .確定控制方案選擇的最優(yōu)控制方案應(yīng)該滿足系統(tǒng)的控制要求。設(shè)計(jì)前，進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，搜集相關(guān)資料，確定系統(tǒng)的工作方式和控制功能。通過(guò)控制信號(hào)與檢測(cè)反饋信號(hào)的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)換，來(lái)確定PLC輸入輸出信號(hào)的性質(zhì)和數(shù)量，選擇合適的PLC確定硬件系統(tǒng)的配置，以便制定系統(tǒng)的最優(yōu)控制方案。2 .功能完善在保證完成系統(tǒng)控制功能的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡量地把自檢、報(bào)警以及安全保護(hù)等各種功能都納入設(shè)計(jì)方案，確保系統(tǒng)功能比較完善。3 .高可靠性系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取各種措施，以提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性。1）將PLC電源與系統(tǒng)動(dòng)力設(shè)備分別配線。在電源干擾特別嚴(yán)重的情況下，可采用屏

2、蔽層隔離變壓器供電，還可加電路濾波器，以便抑制從交直流電源侵入的常模合共模干擾，還可抑制PLC內(nèi)部開關(guān)電源向外發(fā)出噪音。在又PLC工作要求可靠性高的場(chǎng)合，將PLC浮動(dòng)端子接地。2）對(duì)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行良女?的接地。在PLC控制系統(tǒng)中具有多種形式的“地”，主要有以下幾種：信號(hào)地。它是輸入端信號(hào)原件一一傳感器的地交流地。它是交流供電電源的N線，通常噪聲主要由次產(chǎn)生。屏蔽地。一般是為了防止靜電、磁場(chǎng)感應(yīng)而設(shè)置外殼或全屏網(wǎng)絡(luò)通過(guò)專用的銅導(dǎo)線與地殼之間的鏈接。保護(hù)地。一般將機(jī)械設(shè)備外殼或設(shè)備內(nèi)獨(dú)立器件的外殼接地，用以保護(hù)人身安全和防護(hù)設(shè)備漏電。PLC組成的控制系統(tǒng)用一點(diǎn)接地，接地線橫截面積應(yīng)大于2平方毫

3、米，接地電阻應(yīng)小于100Q,接地線應(yīng)為專用地線。屏蔽地、保護(hù)地不能與電源地、信號(hào)地和其他地扭在一起，只能各自獨(dú)立地接到接地銅牌上。3）PLCI/O配線，應(yīng)該從下面兩個(gè)方面來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性將各種電路分開布線。PLC電源線、I/O電源線、輸入/輸出信號(hào)線、交流線、直流線應(yīng)分開布線。開關(guān)量與模擬量的信號(hào)線也分開布線，后者應(yīng)采用屏蔽線。PLC的I/O信號(hào)防錯(cuò)。在I/O端并聯(lián)旁路電阻，以減小PLC輸入電流和外部負(fù)載上的電流。在硬件設(shè)計(jì)中，應(yīng)該在PLC輸入輸出端并聯(lián)旁路電阻，以減小PLC輸入電流和外部負(fù)載上的電流。也可在PLC輸入端加RC濾波環(huán)節(jié)，利用RC的延遲作用來(lái)抑制延遲脈沖所引起的干擾。在晶閘管輸

4、出的負(fù)載兩端并聯(lián)RC浪涌電流抑制器，以減少漏電流的干擾。4）采用性能優(yōu)良的電源抑制電網(wǎng)引入的干擾。5）電纜電路敷設(shè)的抗干擾措施。嚴(yán)禁同一電纜不同導(dǎo)線同時(shí)傳輸動(dòng)力電源和信號(hào)，避免信號(hào)與動(dòng)力電纜靠近平行敷設(shè)，以減少電磁干擾。6）PLC內(nèi)部有豐富的軟繼電器，利用他們的程序設(shè)計(jì)，可以屏蔽輸入原件的錯(cuò)誤信號(hào)，防止輸出原件的誤動(dòng)作，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。7）在連續(xù)工作的場(chǎng)合，應(yīng)選擇雙CPU的PLC或冗余技術(shù)，使用條件惡劣的要實(shí)施保護(hù)措施。冗余系統(tǒng)如圖1所示整個(gè)系統(tǒng)由兩套完全相同的系統(tǒng)組成正常運(yùn)行時(shí)主CPU工作，而被用的CPU禁用，當(dāng)主CPU出現(xiàn)故障時(shí)，備用CPU自動(dòng)投入，一切過(guò)程由冗余控制單元rpu控制，

5、切換時(shí)間為1到3個(gè)掃描周期。i/o系統(tǒng)的切換也由rpu完成的。C2熱備用系統(tǒng)如圖2所示兩臺(tái)CPU接口連在一起，處于通電狀態(tài)，系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)由主CPU通知備用CPU投入運(yùn)行。切換過(guò)程比冗余控制系統(tǒng)慢，但是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。備用CPU熱食用系統(tǒng)4經(jīng)濟(jì)性在保證控制系統(tǒng)功能和高可靠性的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡量降低成本。2硬件設(shè)計(jì)一般步驟(1)選擇合適的PLC機(jī)型：從性能結(jié)構(gòu)、i/o點(diǎn)數(shù)、儲(chǔ)存量和特殊功能考慮，并根據(jù)系統(tǒng)復(fù)雜程度和控制要求來(lái)選擇。已達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)行可靠、維護(hù)使用方便、和性價(jià)比。(2)Plc的i/o點(diǎn)數(shù)的選擇：首先估算系統(tǒng)i/o點(diǎn)數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的輸入輸出設(shè)備。選擇時(shí)保留百分之10到15的余量。(3)輸入輸出模塊的

6、選擇：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)與PLC輸出模塊的距離來(lái)選擇工作電壓。例如12v不超過(guò)12m對(duì)于高密度的輸入模塊：一般接入車入模塊總點(diǎn)數(shù)，不得超過(guò)PLC輸入總點(diǎn)數(shù)的百分之60.輸入部分輸出有繼電器、晶體管、晶閘管輸出。繼電器輸出便宜，輸出變化不太快、開關(guān)頻率慢的場(chǎng)合優(yōu)先選擇。開關(guān)頻率、功率因數(shù)低的感性負(fù)載，可選用晶閘管或晶體管輸出，但是其過(guò)載能力低，對(duì)感性負(fù)載斷開瞬間的反向擊穿電壓必須采取抑制措施。而且輸出模塊的同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)總電流不得超過(guò)該模塊最大的允許電流值。低功率集中設(shè)備可選低電壓高密度的i/o模塊，大功率分散設(shè)備可選擇高電壓低密度的i/o模塊。(4)估算用戶控制程序的存儲(chǔ)容量控制程序所占的內(nèi)存容量與控制系統(tǒng)的控制要求的復(fù)雜程度、i/o點(diǎn)數(shù)、運(yùn)算處理、程序結(jié)構(gòu)等多方面因素有關(guān)，所以只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)。如下圖：用戶儲(chǔ)存程序容量表序號(hào)器件名稱所需儲(chǔ)存字節(jié)書1r開關(guān)量輸入輸入總數(shù)*10字/點(diǎn)2開關(guān)量輸出輸出總數(shù)*8字/點(diǎn)3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器個(gè)數(shù)*5字/點(diǎn)4模擬量模擬量通道數(shù)*100字/通道5通信端口端口數(shù)*300字/個(gè)(5)特殊功能模塊配置在工控中除了開關(guān)量外，還有溫度、壓力、液位流量等過(guò)程控制變量以及位置、速度、加速度、力矩、轉(zhuǎn)矩等運(yùn)動(dòng)控制變量，所以需要對(duì)這些變量進(jìn)行檢測(cè)與控制。在這些場(chǎng)合，輸入輸出已經(jīng)不是關(guān)鍵參數(shù)，而應(yīng)考慮它們的