PLC硬件設計的一般步驟

1、硬件設計的一般步驟1.硬件設計的基本要求與實施方法1. 確泄控制方案選擇的最優(yōu)控制方案應該滿足系統(tǒng)的控制要求。設計前，進入現(xiàn)場調研，搜集相關資料， 確定系統(tǒng)的工作方式和控制功能。通過控制信號與檢測反饋信號的相互聯(lián)系和轉換，來確左 PLC輸入輸出信號的性質和數(shù)量，選擇合適的PLC確左硬件系統(tǒng)的配宜，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)控制功能的基礎上，應盡量地把自檢、報警以及安全保護等各種功能都納入 設計方案，確保系統(tǒng)功能比較完善。3. 高可靠性系統(tǒng)在硬件設計時應采取各種措施，以提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性。1）將PLC電源與系統(tǒng)動力設備分別配線。在電源干擾特別嚴重的情況下，

2、可采用屏蔽層隔 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內部開關電源向外發(fā)出噪音。在對PLC工作要求可靠性高的場合，將PLC浮動端子 接地。2）對PLC控制系統(tǒng)進行良好的接地。在PLC控制系統(tǒng)中具有多種形式的“地”，主要有以 下幾種： 信號地。它是輸入端信號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、磁場感應而設置外殼或全屏網(wǎng)絡通過專用的銅導線與地殼之間的鏈接。 保護地。一般將機械設備外殼或設備內獨立器件的外殼接地，用以保護人身安全和防護設備漏電。PLC組成的控制系統(tǒng)用一點接地，接地線

3、橫截而積應大于2平方亳米，接地電阻應小于100 Q,接地線應為專用地線。屏蔽地、保護地不能與電源地、信號地和其他地扭在一起，只能 各自獨立地接到接地銅牌上。3）PLCI/O配線，應該從下而兩個方面來提高系統(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/輸出信號線、交流線、直流線 應分開布線。開關量與模擬量的信號線也分開布線，后者應采用屏蔽線。 PLC的I/O信號防錯。在I/O端并聯(lián)旁路電阻，以減小PLC輸入電流和外部負載上的 電流。在硬件設計中，應該在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 載上的電流。也可在PLC輸入端加RC濾波環(huán)伙利用RC的延遲作用來抑

4、制延遲脈沖所引 起的干擾。在晶閘管輸岀的負載兩端并聯(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）電纜電路敷設的抗擾措施。嚴禁同一電纜不同導線同時傳輸動力電源和信號，避免信 號與動力電纜靠近平行敷設，以減少電磁干擾。6）PLC內部有豐富的軟繼電器，利用他們的程序設計，可以屏蔽輸入原件的錯誤信號，防 止輸岀原件的誤動作，提髙系統(tǒng)運行的可靠性。7）在連續(xù)工作的場合，應選擇雙CPU的PLC或冗余技術，使用條件惡劣的要實施保護措 施。冗余系統(tǒng)如圖1所示整個系統(tǒng)由兩套完全相同的系統(tǒng)組成正常運行時主CPU工作，而被 用的CPU禁用，當主CPU出現(xiàn)故障時，備用CPU自

5、動投入，一切過程由冗余控制單元rpu 控制，切換時間為1到3個掃描周期。i/o系統(tǒng)的切換也由rpu完成的。熱備用系統(tǒng)如圖2所示兩臺CPU接口連在一起，處于通電狀態(tài)系統(tǒng)發(fā)生故障時由主CPU 通知備用CPU投入運行。切換過程比冗余控制系統(tǒng)慢，但是結構簡單。熱備用系銃4經(jīng)濟性在保證控制系統(tǒng)功能和髙可靠性的基礎上，應盡量降低成本。2硬件設計一般步驟(1) 選擇合適的PLC機型：從性能結構、i/o點數(shù)、儲存量和特姝功能考慮，并根據(jù)系統(tǒng)復 雜程度和控制要求來選擇。已達到系統(tǒng)運行可靠、維護使用方便、和性價比。(2) Pic的i/o點數(shù)的選擇：首先估算系統(tǒng)i/o點數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場的輸入輸岀設備。選擇時保留 百分之

6、10到15的余量。(3) 輸入輸出模塊的選擇：根據(jù)現(xiàn)場輸入信號與PLC輸出模塊的距離來選擇工作電壓。例如12v不超過12m對于高密度的輸入模塊：一般接入輸入模塊總點數(shù)，不得超過PLC輸入總點數(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、開關頻率慢的場合優(yōu)先選擇。開關頻率、功率因數(shù)低的感性負載，可選用晶閘管或晶體管輸岀，但是其過載能力低，對感 性負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接通點數(shù)總電流不 得超過該模塊最大的允許電流值。低功率集中設備可選低電壓高密度的i/o模塊，大功率分散設備可選擇髙電壓低密度的i/o模塊。（4）估算用戶控制程序的存儲容量控制程序所占的內存容量與控制系統(tǒng)的控制要求的復雜 程度、i/o點數(shù)、運算處理、程序結構等多方而因素有關，所以只能根據(jù)經(jīng)驗。如下圖：用戶儲存程序容量表序號器件名稱所需儲存字節(jié)書1開關量輸入輸入總數(shù)*10字/點2開關量輸出輸出總數(shù)*8字/點3定時器/計數(shù)器定時器/計數(shù)器個數(shù)*5字/點4模擬量模擬疑通道數(shù)*100字/通道5通信端口端口數(shù)奪300字/個（5）特殊功能模塊配置在工控中除了開關量外，還有溫度、壓力、液位流量等過程控制變 量以及位置、速度、加速度、力矩、轉矩等運動控制變量.所以需要對這些變量進行檢測與 控制。在這些場合，輸入輸出已經(jīng)不是關鍵參數(shù)，而應考慮它們的控制