產品詳情
控制系統(tǒng)中選擇PLC的一般方法
關鍵詞：PLC I/O 選擇 開關量 模擬量 數(shù)字量
隨著ＰＬＣ的推廣普及，ＰＬＣ產品的種類和數(shù)量越來越多，而且功能也日趨完善。近年來，從美國、日本、德國等國引進的ＰＬＣ產品及國內廠家組裝或自行開發(fā)的產品已有幾十個系列、上百種型號。ＰＬＣ的品種繁多，其結構型式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價格等各不相同，適用場合也各有側重。因此，合理選擇ＰＬＣ，對于提高ＰＬＣ在控制系統(tǒng)中的應用起著重要作用。
１ 機型的選擇
ＰＬＣ機型選擇的基本原則是，在功能滿足要求的前提下，選擇可靠、維護使用方便以及性能價格比的優(yōu)化機型。
在工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好（維修量較小）的場合，建議選用整體式結構的ＰＬＣ；其它情況則好選用模塊式結構的ＰＬＣ。
對于開關量控制以及以開關量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項目中，一般其控制速度無須考慮，因此，選用帶Ａ／Ｄ轉換、Ｄ／Ａ轉換、加減運算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機就能滿足要求。
而在控制比較復雜，控制功能要求比較高的工程項目中（如要實現(xiàn)ＰＩＤ運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等），可視控制規(guī)模及復雜程度來選用中檔或高檔機。其中高檔機主要用于大規(guī)模過程控制、全ＰＬＣ的分布式控制系統(tǒng)以及整個工廠的自動化等。根據(jù)不同的應用對象，表１列出了ＰＬＣ的幾種功能選擇。
輸入／輸出的選擇
ＰＬＣ是一種工業(yè)控制系統(tǒng)，它的控制對象是工業(yè)生產設備或工業(yè)生產過程，工作環(huán)境是工業(yè)生產現(xiàn)場。它與工業(yè)生產過程的聯(lián)系是通過Ｉ／Ｏ接口模塊來實現(xiàn)的。
通過Ｉ／Ｏ接口模塊可以檢測被控生產過程的各種參數(shù)，并以這些現(xiàn)場數(shù)據(jù)作為控制信息對被控對象進行控制。同時通過Ｉ／Ｏ接口模塊將控制器的處理結果送給被控設備或工業(yè)生產過程，從而驅動各種執(zhí)行機構來實現(xiàn)控制。
１ 確定Ｉ／Ｏ點數(shù)
根據(jù)控制系統(tǒng)的要求確定所需要的Ｉ／Ｏ點數(shù)時應再增加１０％～２０％的備用量，以便隨時增加控制功能。對于一個控制對象，由于采用的控制方法不同或編程水平不同，Ｉ／Ｏ點數(shù)也應有所不同。
表２列出了典型傳動設備及常用電氣元件所需的開關量的Ｉ／Ｏ點數(shù)。
開關量輸入／輸出
通過標準的輸入／輸出接口可從傳感器和開關（如按鈕、限位開關等）及控制（開／關）設備（如指示燈、報好器、電動機起動器等）接收信號。典型的交流輸入／輸出信號為２４～２４０Ｖ，直流輸入／輸出信號為５～２４０Ｖ。
盡管輸入電路因制造廠家不同而不同，但有些特性是相同的。如用于錯誤信號的抖動電路；免于較大瞬態(tài)過電壓的浪涌保護電路等。此外，大多數(shù)輸入電路在高壓電源輸入和接口電路的控制邏輯部分之間都設有可選的隔離電路。
在評估離散輸出時，應考慮熔絲、瞬時浪涌保護和電源與邏輯電路間的隔離電路。熔絲電路也許在開始時花費較多，但可能比在外部安裝熔絲耗資要少。
２．３ 模擬量輸入／輸出
模擬量輸入／輸出接口一般用來感知傳感器產生的信號。這些接口可用于測量流量、溫度和壓力，并可用于控制電壓或電流輸出設備。這些接口的典型量程為－１０～＋１０Ｖ、０～＋１０Ｖ、４～２０ｍＡ或１０～５０ｍＡ。
一些制造廠家在ＰＬＣ上設計有特殊模擬接口，因而可接收低電平信號如ＲＴＤ、熱電偶等 。一般來說，這類接口模塊可用于接收同一模塊上不同類型的熱電偶或ＲＴＤ混合信號。
模塊化
SIMODRIVE 611 變頻器模塊化
這些模塊采用標準設計，高度為 480 mm，深度為 288 mm，（根據(jù)性能的不同）寬度可按 50 mm 的單位增加。
在驅動單元中，每個模塊都執(zhí)行不同的任務
一個公共饋電模塊從電網(wǎng)電源提供直流電路電壓
一個驅動模塊負責每臺電機
每個驅動模塊都由一個電源模塊和一個閉環(huán)插入式單元組成
SINUMERIK 840 D 數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)字控制單元 (NCU) 作為一個 50 mm 寬的模塊集成到驅動單元中并在此獲得電源。
此系列中的 UL 為標準值
SINAMICS S120 CM 包含了多個獨立模塊，它們可以的協(xié)調工作。電源和通訊連接使用的標準接口意味著各個機柜模塊個根據(jù)需要進行組合。這使用戶可以根據(jù)自己的應用情況組態(tài)實現(xiàn)驅動方案。不僅如此，豐富的選配件產品還可以靈活的滿足各種工廠特有要求。在工廠中，驅動系統(tǒng)極其緊湊的結構設計和豐富的預組態(tài)可能性可以有效地節(jié)省空間，并實現(xiàn)與安裝和現(xiàn)場調試相關的時間和成本化。
PLC控制系統(tǒng)設計的基本內容
1．確定系統(tǒng)運行方式與控制方式。PLC可構成各種各樣的控制系統(tǒng)，如單機控制系統(tǒng)、集中控制系統(tǒng)等。在進行應用系統(tǒng)設計時，要確定系統(tǒng)的構成形式。
2．選擇用戶輸入設備(按鈕、操作開關、限位開關、傳感器等)、輸出設備(繼電器、接觸器、信號燈等執(zhí)行元件)以及由輸出設備驅動的控制對象(電動機、電磁閥等)。這些設備屬于一般的電氣元件，其選擇的方法屬于其他課程的內容。
3．PLC的選擇。PLC是控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇PLC對于保證整個控制系統(tǒng)的技術經濟指標起著重要的作用。選擇PLC應包括機型選擇、容量選擇、I／O模塊選擇、電源模塊選擇等。
4．分配I／0點，繪制I／0連接圖，必要時還須設計控制臺(柜)。
5．設計控制程序?？刂瞥绦蚴钦麄€系統(tǒng)工作的軟件，是保證系統(tǒng)正常、安全、可靠的關鍵。因此控制系統(tǒng)的程序應經過反復調試、修改，直到滿足要求為止。
6．編制控制系統(tǒng)的技術文件，包括說明書、電氣原理圖及電氣元件明細表、I／0連接圖、I／O地址分配表、控制軟件。
維護保養(yǎng)
為了使主斷路器處于良好的工作狀態(tài)，必須加強維護管理。
1.保持空氣潮濕或不潔，管道不干凈，都可能造成一下后果：
（1）潮濕氣體在電弧作用下分解成氫、氧等混合氣體，破壞主觸頭分斷后斷口間的絕緣，是電弧困難或電弧重燃，嚴重時會造成滅弧室炸裂。
（2）使支持瓷瓶和滅弧室內腔絕緣強度降低，造成沿面放電。
（3）管道中的漆皮、銹渣等異物可能堵塞氣口，使主斷路器動作失靈，發(fā)生卡位現(xiàn)象。
（4）異物若進入滅弧室，可能會造成主觸頭接觸不良，使非線性電阻因長期通電而燒損，嚴重時會造成非線性電阻瓷瓶炸裂。
因此，在主斷路器儲風缸的進氣管上裝有油水分離器，下部有放水閥，使用維護時應定期排水以保持氣路潔凈。
2．定期更換橡膠件
主斷路器是一種結構復雜的氣動電氣，各部件對密封性能要求較高，為保證良好的密封性能，應定期更換橡膠件。
3．定期檢查各主要部件
應定期檢查各主要部件保持良好的技術狀態(tài)。
（1）滅弧室
定期檢測主觸頭超程和動觸頭復原彈簧的狀態(tài)，動、靜觸頭由于分、合頻繁，會因相互摩擦而磨損，從而造成超程減小，接觸壓力減小。當超程減小到一定程度時，要更換動、靜觸頭。動觸頭復原彈簧變形超過一定限度時，必須及時更換。
1、開關量的邏輯控制
這是PLCZUI的基礎和廣泛應用的領域。它取代了繼電器電路，實現(xiàn)了邏輯控制和順序控制。它不僅可以用于單臺設備的控制，還可以用于多機集群控制和自動化線路。如注塑機、印刷機、裝訂機、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍生產線等。
2、模擬量控制
在工業(yè)生產中，數(shù)量上有許多連續(xù)的變化，如溫度、壓力、流量、液位和速度都是模擬量。為了使可編程控制器能夠處理模擬量，必須在模擬量和數(shù)字量之間實現(xiàn)a/d轉換和d/a轉換。plc制造商生產支持的a/d和d/一個轉換模塊，允許可編程控制器用于模擬控制。
西門子嵌入式控制器，西門子位置開關，西門子數(shù)控，西門子模塊化控制器，西門子嵌入式控制器，西門子行程開關，西門子位置開關，西門子數(shù)控
西門子PLC在德國的應用
3、運動控制
PLC可用于控制圓周運動或線性運動。從控制機構配置的角度來看，早期使用開關I / O模塊來連接位置傳感器和致動器現(xiàn)在通常使用專用的運動控制模塊。例如可以驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。所有主要PLC制造商的產品幾乎都具有運動控制功能，廣泛應用于各種機械，機床，機器人，電梯等。
4、控制
控制是指溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。PLC作為工業(yè)控制計算機，可以編制各種控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調節(jié)是一般閉環(huán)控制中常用的一種調節(jié)方式。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也有此功能模塊。一般來說，PID處理是運行一個特殊的PID子程序?？刂茝V泛應用于冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等領域。
西門子、西門子壓力傳輸器、西門子傳感器、西門子傳輸器、西門子超聲波流量計、西門子超聲液位計、西門子液位計、西門子數(shù)字膨脹模塊西門子控制器、西門子邏輯模塊、西門子模塊化控制器、
SIMATIC精彩面板代理,西門子觸摸屏代理,，西門子順應市場需求推出的SIMATIC精彩系列面板（SMART LINE），準確地提供了人機界面的標準功能，經濟適用，具備高性價比?，F(xiàn)在，全新一代精彩系列面板 —— SMART LINE V3的功能安了大幅度提升，與S7-200 SMART PLC組成安的自動化控制與人機交互平臺，為您的便捷操控提供了理想的解決方案。
•寬屏7寸、10寸兩種尺寸，支持橫向和豎向安裝
•高分辨率：800×480（7寸），1024×600（10寸），64K色，LED背光
•集成以太網(wǎng)口可與S7-200系列PLC以及LOGO! 進行通訊（安多可連接4臺）
•隔離串口（RS422/485自適應切換），可連接西門子、三菱、施耐德、歐姆龍以及臺達部分系列PLC
•支持Modbus RTU協(xié)議
•支持硬件實時時鐘功能
•集成USB 2.0 host接口，可連接鼠標、鍵盤、Hub以及USB存儲器
•支持數(shù)據(jù)和報警記錄歸檔功能
•強大的配方管理，趨勢顯示，報警功能
•通過Pack & Go功能，輕松實現(xiàn)項目更新與維護
•全新的WinCC Flexible SMART V3組態(tài)軟件，簡單直觀，功能強大
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西門子總代理300系列產品概述
功能強大，結構緊湊并且經濟
SIMATIC S7- 300通用控制器可以節(jié)省安裝空間并且具有模塊化設計的特點。大量的模塊可根據(jù)手頭的任務被用于擴展集中系統(tǒng)或創(chuàng)建分散結構的系統(tǒng)，并促進備件成本效益的經濟性。憑借其令人印象深刻的創(chuàng)新系列，SIMATIC S7 -300通用控制器成為了一個可以有效節(jié)省用戶額外投資和維護成本的綜合系統(tǒng)。
特別提示：SIMATIC S7-400H控制器已 升級為V6版-5H PN/DP控制器！
SIMATIC家族內 大的自動化系統(tǒng)
高超的通訊能力和強大的集成接口使SIMATIC S7-400成為極適合諸如對整個系統(tǒng)進行協(xié)調的較大任務過程控制器的理想選擇。CPU的分級使得性能的可擴展成為可能。
同時，對外設I/ O能力的擴展幾乎是無限的。而且，程序控制器信號模塊可以在系統(tǒng)運行中（熱插拔）進行插入和刪除操作，很容易進行系統(tǒng)擴展或模塊更換。
本機集成24輸入/16輸出共40個數(shù)字量I/O 點。可連接7個擴展模塊， 擴展至248路數(shù)字量I/O 點或35路模擬量I/O 點。13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。6個獨立的30kHz高速計數(shù)器，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。2個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O端子排可很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點，更強的模塊擴展能力，更快的運行速度和功能更強的內部集成特殊功能?？赏耆m應于一些復雜的中小型控制系統(tǒng)。
使用西門子觸摸屏軟件（WINCC flexible SMART），西門子S7-200SMART系列PLC，實現(xiàn)使用WINCCflexible SMART的仿真軟件與S7-200SMART系列PLC的在線仿真功能。
要實現(xiàn)此功能主要分為以下幾個步驟來完成：
一、在WINCC flexible SMART軟件中的通信的連接項中建立與S7-200SMART系列
PLC的通信驅動連接，連接具體參數(shù)設置如下圖所示：
a:雙擊此次打開連接對話框
b:選擇需要連接的PLC。此處選擇連接的PLC為S7-200SMART系列PLC
c:設置觸摸屏IP地址，此處使用電腦模擬觸摸屏，則設置的IP地址必須與電腦的一致
d:設置PLC的IP地址，保證PLC的IP地址與電腦的IP地址在同一個網(wǎng)段
e:設置訪問點名稱，此訪問點名稱需要與后續(xù)的設置PC/PG接口參數(shù)的應用程序訪問點一致
二、組態(tài)觸摸屏程序監(jiān)控畫面和編寫PLC程序
以一個簡單的對電機的啟動及監(jiān)控電機的運行時間為例的小例子進行說明。
