内容发布更新时间 : 2024/12/22 15:10:16星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
继电器接触器是以电磁开关为主体的低压电器元件,其构成的系统是用导线依一定的规律将它们连接起来,实现不同的控制功能。
从逻辑控制看,PLC与继电器系统的区别主要是: (一) 组成器件不同 (二) 触点数量不同 (三) 实时控制的方法不同 (四) 工作方式不同 3.4 PLC系统的设计 3.4.1 PLC的选型原则
1、输入输出(IO)点数的估算
IO点数估算时应考虑适当的余量,通常根据统计的输入输出点数,再增加10%~20%的可扩展 余量后,作为输入输出点数估算数据。实际订货时,还需根据制造厂商PLC的产品特点,对输入输出点数进行圆整。
2、存储器容量的估算
存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小,程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小,因此程序容量小于存储器容量。设计阶段,由于用户应用程序还未编制,因此,程序容量在设计阶段是未知的,需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算,通常采用存储器容量的估算来替代。存储器内存容量的估算没有固定的公式,许多文献资料中给出了不同公式,大体上都是按数字量IO点数的10~15倍,加上模拟IO点数的100倍,以此数为内存的总字数(16位为一个字),另外再按此数的25%考虑余量。控制功能的选择:该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择
3、对PLC响应时间的要求
响应速度即响应时间包括输入滤波时间,输出滤波时间和扫描周期。PLC一般以顺序扫描工作方式进行工作,对小于扫描时间的输入信号,有可能造成接收信号不可靠。因此,对有维持很短时间的输入信号来讲,需要选取扫描速度高的PLC。一般机器对扫描时间的限定值为100~200ms,而实际上执行一千条指令仅需时间1~10ms ,对一般规模的PLC程序,则输入信号能维持在10ms左右就完全能安全地被接收到,但对模拟量输入则需要考虑与PLC的响应时间的配合问题。
4、系统可靠性
根据生产环境及工艺要求,应采用功能完善可靠性适宜的PLC。对可靠性要求极高的系统,应考虑是否采用冗余控制系统或热备份系统。
5、编程器与外围设备
小型PLC控制系统一般选用价格便宜的简易编程器;如果系统较大或多台PLC共用,可以选用功能强,编程方便的图形编辑器;如果有现成的个人计算机,可选用能在计算机上使用的编程软件。 3.4.2 可编程顺序控制器的设计流程
PLC控制系统的设计流程图如图3.1步骤: 1、熟悉控制对象确定控制范围
根据生产和工艺过程分析控制要求,确定控制对象及控制范围,确定控制系统的工作方式,例如全自动、半自动、手动、单机运行、多机联合运行等。还要确定系统应有的其它功能,例如故障检测、诊断与显示报警、紧急情况的处理、管理功能、联网通信功能等。
2、可同时进行PLC的硬件设计和软件设计。
硬件设计指电气线路设计,包括主电路及PLC外部控制电路,PLC输入输出接线图,设备供电系统图,电气控制柜结构及电器设备安装图等。软件设计包括状态表、状态转换图、梯形图、指令表等,控制程序设计是PLC系统应用中最关键的问题,也是整个控制系统设计的核心。
3、PLC调试分模拟调试和联机调试
硬件部分的模拟调试主要是对控制柜或操作台的接线进行测试。可在操作台的接线端子上模拟PLC外部的开关量输入信号,或操作按钮的指令开关,观察对应PLC输入点的状态。用编程软件将输出点强制ONOFF,观察对应的控制柜内PLC负载(指示灯、接触器等)的动作是否正常,或对应的接线端子上的输出信号的状态变化是否正确。
联机调试时,把编制好的程序下载到现场的PLC中。调试时,主电路一定要断电,只对控制电路进行联机调试。通过现场的联机调试,还会发现新的问题或对某些控制功能的改进。
4、PLC的类型
PLC按结构分为整体型和模块型两类,按应用环境分为现场安装和控制室安装两类;按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发,通常可按控制功能或输入输出点数选型。
整体型PLC的IO点数固定,因此用户选择的余地较小,用于小型控制系统;模块型PLC提供多种IO卡件或插卡,因此用户可较合理地选择和配置控制系统的IO点数,功能扩展方便灵活,一般用于大中型控制系统。
3.5 PLC的自动检测功能及故障诊断
PLC具有很完善的自诊断功能,如出现故障,借助自诊断程序可以方便的找到出现故障的部件,更换后就可以恢复正常工作。故障处理的方法
可参看S7-200系统手册的故障处理指南。实践证明,外部设备的故障率远高于PLC,而这些设备故障时,PLC不会自动停机,可使故障范围扩大。为了及时发现故障,可用梯形图程序实现故障的自诊断和自处理。
3.5.1 超时检测
机械设备在各工步的所需的时间基本不变,因此可以用时间为参考,在可编程控制器发出信号,相应的外部执行机构开始动作时起动一个定时器开始定计时,定时器的设定值比正常情况下该动作的持续时间长20%左右。如某执行机构在正常情况下运行10s后,使限位开关动作,发出动作结束的信号。在该执行机构开始动作时起动设定值为12s的定时器定时,若12s后还没有收到动作结束的信号,由定时器的常开触点发出故障信号,该信号停止正常的程序,起动报警和故障显示程序,使操作人员和维修人员能迅速判别故障的种类,及时采取排除故障的措施。
3.5.2 逻辑错误检查
在系统正常运行时,PLC的输入、输出信号和内部的信号(如存储器为的状态)相互之间存在着确定的关系,如出现异常的逻辑信号,则说明出了故障。因此可以编制一些常见故障的异常逻辑关系,一旦异常逻辑关系为ON状态,就应按故障处理。如机械运动过程中先后有两个限位开关动作,这两个信号不会同时接通。若它们同时接通,说明至少有一个限位开关被卡死,应停机进行处理。在梯形图中,用这两个限位开关对应的存储器的位的常开触点串联,来驱动一个表示限位开关故障的存储器的位就可以进行检测。