内容发布更新时间 : 2024/12/23 14:02:28星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
序,如果一个线圈接通或断开,该线圈的所有触点不会立即动作,需等扫描到该触点时才会动作[6]。 2.1.3 可编程控制器的分类及特点
根据PLC的结构形式,可将PLC分为整体式和模块式两类。还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来,构成所谓叠装式PLC。 还可以按IO点数分类,根据PLC的IO点数的多少,可将PLC分为小型、中型、大型和超大型四类:
? IO点数在256以下为小型PLC; ? IO点数在256~1024为中型PLC; ? IO点数大于1024为大型PLC; ? IO点数在4000以上为超大型PLC
可编程控制器有可靠性高、编程简单易学、功能强、安装简单、维修
方便、采用模块化结构、接口模块丰富、系统设计与调试周期短等特点[7]。
2.2 人机界面基础
随着社会的进步,工业自动化技术迅猛发展,控制系统功能越来越强大,控制过程也变得越来越复杂,系统操作最大透明化已经成为一种需要。人机界面(HMI Human Machine Interface)以其美观易懂、操作人性化等显著特点,正好满足这种需求而得到广泛的应用。 2.2.1 人机界面的定义
人机界面是指连接可编程控制器(PLC)、变频器、直流调速器、仪表等工业控制设备,利用显示屏显示,通过输入单元(如触摸屏、键盘、鼠
标等)写入工作参数或输入操作命令,实现人与机器信息交互的数字设备,由硬件和软件两部分组成。
2.2.2 人机界面产品的组成及工作原理
人机界面产品由硬件和软件两部分组成,硬件部分包括处理器、显示单元、输入单元、通讯接口、数据存贮单元等,其中处理器的性能决定了HMI产品的性能高低,是HMI的核心单元。根据HMI的产品等级不同,处理器可分别选用8位、16位、32位的处理器。HMI软件分为两部分,即运行于HMI硬件中的系统软件和运行于PC机Windows操作系统下的画面组态软件(如组态王等)。用户必须先使用组态软件制作“工程文件”,再通过PC机和HMI 产品的串行通讯口,把编制好的“工程文件”下载到HMI的处理器中运行。 2.2.3 人机界面产品的特点 (1) 系统运行过程清晰化
控制过程可以动态地显示在HMI设备上。例如:炉子加热通断可以通过指示灯亮灭来显示,炉子的温度大小可以用棒图来指示等等,使整个控制系统变得形象易懂,也更加清晰。 (2) 系统操作简单化
操作员可以通过监控界面来控制过程。可从监控界面上启动和停止系统、设定温度上下限、设置PID参数等。 (3) 显示报警
控制过程达到临界状态或系统运行错误时会自动触发报警,例如,当炉子温度超出温度上下限时自动触发报警。 (4) 数据归档
HMI系统可以记录过程变量值和报警信息并归档。例如:通过归档数据,您可以查看过去一段时间的系统运行情况,过程变量等。 (5) 报表系统
HMI系统可以输出报警和过程值报表。例如,您可以在生产某一轮班结束时打印输出生产数据[8]。
第三章 PLC控制系统硬件设计
在掌握了PLC的硬件构成、工作原理、指令系统以及编程环境后,就可以PLC作为主要控制器来构造PLC控制系统。本章主要从系统设计结构和硬件设计角度,介绍该项目的PLC控制系统设计步骤、PLC的硬件配置、外部电路设计以及PLC控制器的设计和参数的整定。
3.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤
弄懂PLC的基本工作原理和指令系统后,就可以把PLC应用到实际的工程项目中。无论是用PLC组成集散控制系统,还是独立控制系统,PLC控制部分的设计都可以参考图3-1所示的步骤。 3.1.1 PLC控制系统设计的基本原则
任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象(生产设备或生产过程)的工艺要求,以提高生产效率和产品质量。而在实际设计过程中,设计原则往往会涉及很多方面,其中最基本的设计原则可以归纳为4点。
1. 设计原则
(1)完整性原则。最大限度的满足工业生产过程或机械设备的控制要求。
(2)可靠性原则。确保计算机控制系统的可靠性。 (3)经济型原则。力求控制系统简单、实用、合理。
(4)发展性原则。适当考虑生产发展和工艺改进的需要,在IO接口、通信能力等方面留有余地。 2. 评估控制任务
根据系统所需完成的控制任务,对被控对象的生产工艺及特点进行详细分析,特别是从以下几个方面给以考虑。 (1) 控制规模
一个控制系统的控制规模可用该系统的IO设备总数来衡量。当控制规模较大时,特别是开关量控制的IO设备较多时,最适合采用PLC控制。 (2) 工艺复杂程度
当工艺要求较复杂时,采用PLC控制具有更大的优越性.
(3) 可靠性要求
目前,当IO点数在20甚至更少时,就趋向于选择PLC控制了。 (4) 数据处理速度
若数据处理程度较低,而主要以工业过程控制为主时,采用PLC控制将非常适宜[9]。
图3-1 PLC控制系统设计步骤
3.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤
PLC控制系统设计包括硬件设计和软件设计。所谓硬件设计,是指PLC外部设备的设计,而软件设计即PLC应用程序的设计。整个系统的设计分以下5步进行。 1. 熟悉被控对象
深入了解被控系统是设计控制系统的基础。设计人员必须深入现场,认