PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除，謝謝！1、設(shè)備的正常運(yùn)行；2、合理、有效的資金投入；3、在滿足可靠性和經(jīng)濟(jì)性的前提下，具有一定的先進(jìn)性，能根據(jù)生產(chǎn)工藝的變化擴(kuò)展部分功能。1、分析被控對象、明確控制要求2、制定電氣控制方案3、確定輸入/輸出設(shè)備及信號特點(diǎn)4、選擇可編程控制器5、分配輸入/輸出點(diǎn)地址6、設(shè)計電氣線路7、設(shè)計控制程序8、調(diào)試（包括模擬調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試）9、技術(shù)文件整理1）分析被控對象并提出控制要求PLC書。2）確定輸入／輸出設(shè)備轉(zhuǎn)換開關(guān)及各種傳感器等）和輸出設(shè)備（如：接觸器、電磁閥、信號指示燈及其PLC有關(guān)的輸入/輸出設(shè)備，以確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)。3）選擇PLCPLC選擇包括對PLC的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源等的選擇。4）分配I/O點(diǎn)并設(shè)計PLC外圍硬件線路分配I/O點(diǎn)：畫出PLC的I/O點(diǎn)與輸入/輸出設(shè)備的連接圖或?qū)?yīng)關(guān)系表。PLC外圍硬件線路：畫出系統(tǒng)其它部分的電氣線路圖，包括主電路和未進(jìn)入PLC的控制電路等。由PLC的I/O連接圖和PLC止系統(tǒng)的硬件電氣線路已經(jīng)確定。5）程序設(shè)計程序設(shè)計：1）控制程序；2）初始化程序；3）檢測、故障診斷和顯示等程序；4）保護(hù)和連鎖程序。擬法兩種形式。6）硬件實施設(shè)計控制柜和操作臺等部分的電器布置圖及安裝接線圖；設(shè)計系統(tǒng)各部分之間的電氣互連圖；根據(jù)施工圖紙進(jìn)行現(xiàn)場接線，并進(jìn)行詳細(xì)檢查。PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計周期可大大縮短。7）聯(lián)機(jī)調(diào)試PLC調(diào)試。如不符合要求，則對硬件和程序作調(diào)整。通常只需修改部份程序即可。全部調(diào)試完畢后，交付試運(yùn)行。經(jīng)過一段時間運(yùn)行，如果工作正常、程序不需要修改，應(yīng)將程序固化到EPROM中，以防程序丟失。8）整理和編寫技術(shù)文件程序以及使用說明書等。隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，PLC產(chǎn)品的種類也越來越多。不同型號的PLC，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價格等也各有不同，適用的場合也各有側(cè)重。PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。PLC的選擇主要應(yīng)從PLC的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。1PLC力爭最佳的性能價格比。選擇時主要考慮以下幾點(diǎn)：1）合理的結(jié)構(gòu)型式PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。2）安裝方式的選擇安裝方式有集中式、遠(yuǎn)程I／O式以及多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。3）相應(yīng)的功能要求4）響應(yīng)速度要求5）系統(tǒng)可靠性的要求對可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)6）機(jī)型盡量統(tǒng)一便于備品備件的采購和管理；有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技術(shù)水平的提高，外部設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信。1）總指令數(shù)2）指令種類3）表達(dá)方式4）編程工具、3.11）輸入信號的類型及電壓等級有直流輸入、交流輸入和交流／直流輸入三種類型。選擇時主要根據(jù)現(xiàn)場輸入信號和周圍環(huán)境因素等。直流輸入模塊的延遲時間較短，還可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入設(shè)備連接；交流輸入模塊可靠性好，適合于有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境。交流110Ｖ、220Ｖ等。選擇時主要根據(jù)現(xiàn)場輸入設(shè)備與輸入模塊之間的距離來考慮。一般5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ用于傳輸距離較近場合，如5Ｖ輸入模塊最遠(yuǎn)不得超過１０米。距離較遠(yuǎn)的應(yīng)選用輸入電壓等級較高的。2）輸入接線方式主要有匯點(diǎn)式和分組式兩種接線方式3）注意同時接通的輸入點(diǎn)數(shù)量對于選用高密度的輸入模塊(如30點(diǎn)、40點(diǎn)等)，應(yīng)考慮該模塊同時接通的點(diǎn)數(shù)一般不要超過輸入點(diǎn)數(shù)的60％。4）輸入門檻電平門檻電平越高，抗干擾能力越強(qiáng)，傳輸距離也越遠(yuǎn)，具體可參閱PLC說明書。3.21）輸出方式開關(guān)量輸出模塊有三種方式：繼電器輸出：價格便宜，可以驅(qū)動交、直流負(fù)載，適用的電壓大小用于不頻繁通斷的場合。對于頻繁通斷的負(fù)載，應(yīng)該選用晶閘管輸出或晶體管輸出，它們負(fù)載。2）輸出接線方式開關(guān)量輸出模塊主要有分組式和分隔式兩種接線方式實際輸出設(shè)備的電流較大，輸出模塊無法直接驅(qū)動，可增加中間放大環(huán)節(jié)。4）注意同時接通的輸出點(diǎn)數(shù)量同時接通輸出設(shè)備的累計電流值必須小于公共端所允許通過的電流值。一般來講，同時接通的點(diǎn)數(shù)不要超出同一公共端輸出點(diǎn)數(shù)的60％5）輸出的最大電流與負(fù)載類型、環(huán)境溫度等因素有關(guān)大輸出電流隨環(huán)境溫度升高會降低，在實際使用中也應(yīng)注意。3.3模擬量I/O模塊的選擇模擬量輸入（A/D）模塊是將現(xiàn)場由傳感器檢測而產(chǎn)生的連續(xù)的模擬量信號轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部可接受的數(shù)字量；模擬量輸出(D/A)模塊是將PLC內(nèi)部的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量信號輸出。典型模擬量I/O等，可根據(jù)實際需要選用，同時還應(yīng)考慮其分辨率和轉(zhuǎn)換精度等因素。一些PLC電平信號（如3.4PLC廠家相繼推出了一些具有特殊功能的I/O了自帶CPU的智能型I/O控制模塊、通信模塊等。3.51）電源模塊的選擇電源模塊選擇僅對于模塊式結(jié)構(gòu)的PLC而言，對于整體式PLC不存在電源的選擇。電源模塊的選擇主要考慮電源輸出額定電流和電源輸入電壓。2）編程器的選擇3）寫入器的選擇為了防止由于干擾或鋰電池電壓不足等原因破壞RAM中的用戶程序，可選用EPROMEPROMPLC或其編程器本身就具有EPROM寫入的功能。、4.1點(diǎn)數(shù)的選擇（1）在滿足控制要求的前提下力爭使用的I／O點(diǎn)最少。（2）需要加上10％~15％的裕量。存儲容量大小不僅與PLC系統(tǒng)的功能有關(guān)，還與功能實現(xiàn)的方法、程序程序量可能相差25％之多。在I／O點(diǎn)數(shù)確定的基礎(chǔ)上，按下式估算存儲容量后，再加20％~30％的裕量。存儲容量(字節(jié))＝開關(guān)量I/O點(diǎn)數(shù)×10＋模擬量I/O通道數(shù)×100存儲容量選擇的同時，注意對存儲器的類型的選擇。的設(shè)計是非常重要的問題1）PLC控制系統(tǒng)的類型可分為集中控制系統(tǒng)和分布式控制系統(tǒng)。2）系統(tǒng)的運(yùn)行方式四種：自動、半自動、單步、手動方式。3）系統(tǒng)的停止方式正常停止、暫時停止、緊急停止三種。備狀況、控制功能、I/O點(diǎn)數(shù)和種類，以構(gòu)成比較先進(jìn)的控制系統(tǒng)。1）系統(tǒng)硬件配置圖系統(tǒng)硬件配置圖完整地給出整個系統(tǒng)硬件組成，包括：系統(tǒng)構(gòu)成級別、PLCPLC站上CPU個PLC中各模塊構(gòu)成情況。2）模塊統(tǒng)計表模塊類型、模塊訂貨號、所需模塊個數(shù)等。3）I/O地址分配表4）I/O硬件接線圖輸入、輸入電路的設(shè)計1）根據(jù)輸入信號類型合理選擇輸入模塊2）輸入元件的接線方式3）減少輸入點(diǎn)的方法PLC在實際應(yīng)用中常碰到這樣兩個問題：（1）PLC的I/O點(diǎn)數(shù)不夠，需要擴(kuò)展，然而增加I/O點(diǎn)數(shù)將提高成本；（2）是已選定的PLC可擴(kuò)展的I/O點(diǎn)數(shù)有限，無法再增加。在滿足系統(tǒng)控制要求的前提下，合理使用I/O點(diǎn)數(shù)，盡量減少所需的I/O點(diǎn)數(shù)是很有意義的。減少輸入點(diǎn)數(shù)方法：分組輸入矩陣輸入1）矩陣輸入方法需要硬件與軟件相配合來完成2）由于矩陣輸入的輸入信號為一系列斷續(xù)的脈沖信號。3）應(yīng)保證輸入信號的寬度要大于Y0、Y1、Y2輪流導(dǎo)通一遍的時間組合輸入對于不會同時接通的輸入信號，可采用組合編碼的方式輸入。輸入設(shè)備多功能化例如合并輸入則串聯(lián)輸入；如果是幾個常開觸點(diǎn)，則并聯(lián)輸入。某些輸入設(shè)備可不進(jìn)PLC有些輸入信號功能簡單、涉及面很窄，有時就沒有必要作為PLC的輸入，將它們放在外部電路中同樣可以滿足要求。21）根據(jù)負(fù)載類型確定輸出方法2）輸出負(fù)載的接線方式3）選擇輸出電流、電壓輸出模塊的額定輸出電流、電壓必須大于所需求的電流和電壓。4）輸出電路的保護(hù)在輸出負(fù)載回路加裝熔斷器，進(jìn)行短路保護(hù)。5）減少輸出點(diǎn)的方法減少輸出點(diǎn)數(shù)方法當(dāng)兩組輸出設(shè)備或負(fù)載不會同時工作，可通過外部轉(zhuǎn)換開關(guān)或通過受PLCPLC的每個輸出點(diǎn)可以控制兩個不同時工作的負(fù)載。注意：采用矩陣輸出時，必須要將同一時間段接通的負(fù)載安排在同一行或同一列中，否則無法控制。注意PLCPLC輸出點(diǎn)的驅(qū)動能力是否足夠。輸出設(shè)備多功能化利用PLC的邏輯處理功能，一個輸出設(shè)備可實現(xiàn)多種用途。某些輸出設(shè)備可不進(jìn)PLC系統(tǒng)中某些相對獨(dú)立、比較簡單的控制部分，可直接采用PLC外部硬件電路實現(xiàn)控制。注意的問題以上一些常用的減少I/0具體情況，靈活使用。同時應(yīng)該注意不要過份去減少PLC的I/0復(fù)雜，從而影響系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)供電設(shè)計是指PLC所需電源系統(tǒng)的設(shè)計，包括供電系統(tǒng)的一般性保護(hù)措施、PLC電源模塊的選擇和典型供電系統(tǒng)的設(shè)計。1、供電系統(tǒng)保護(hù)措施PLC一般使用工頻電，電網(wǎng)的沖擊、頻率波動直接影響到實時控制系統(tǒng)PLC供電系統(tǒng)中一般可采取隔離變壓器、交流穩(wěn)壓器、UPS電源、晶體管開關(guān)電源等。2、電源模塊的選擇PLC的CPU所需工作電源一般是5V塊需5.2V和24V直流電源，由PLC本身電源模塊供給。因此要考慮電源模塊的輸入電壓、輸出功率、接線、擴(kuò)展單元的電源等問題。3、供電系統(tǒng)的設(shè)計典型的動力部分、PLC供電及I/O的電源要分別供電。1、接地的要求（1）接地電阻要在要求的范圍內(nèi)。（2）要保證足夠的機(jī)械強(qiáng)度。（3）要進(jìn)行防