控制要求主要指控制的基本,、應(yīng)完成的,、自動(dòng)工作循環(huán)的組成、必要的保護(hù)和聯(lián)鎖等,。對(duì)較復(fù)雜的控制,,還可將控制任務(wù)分成幾個(gè)部分,這種可化繁為簡(jiǎn),,有利于編程和調(diào)試,。
( 2 )確定 I/O 設(shè)備
根據(jù)被控對(duì)象對(duì) PLC 控制的功能要求,確定所需的用戶(hù)輸入,、輸出設(shè)備,。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開(kāi)關(guān),、行程開(kāi)關(guān),、傳感器等,常用的輸出設(shè)備有繼電器,、器,、指示燈、電磁閥等,。
( 3 )選擇的 PLC 類(lèi)型
根據(jù)已確定的用戶(hù) /O 設(shè)備,,統(tǒng)計(jì)所需的輸入和輸出的點(diǎn)數(shù),選擇的 PLC 類(lèi)型,,包括機(jī)型的選擇,、容量的選擇、 I/O 模塊的選擇,、電源模塊的選擇等,。
( 4 )分配 I/O 點(diǎn)
分配 PLC 的輸入輸出點(diǎn),編制出輸入 / 輸出分配表或者畫(huà)出輸入 / 輸出端子的接線(xiàn)圖,。接著九可以進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì),,同時(shí)可進(jìn)行控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。
( 5 )設(shè)計(jì)應(yīng)用梯形圖程序
根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計(jì)出梯形圖即編程,。這一步是整個(gè)應(yīng)用設(shè)計(jì)的核心工作,也是比較困難的一步,,要設(shè)計(jì)好梯形圖,,首先要十分熟悉控制要求,同時(shí)還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐。
( 6 )將程序輸入 PLC
當(dāng)使用簡(jiǎn)易編程器將程序輸入 PLC 時(shí),,需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符,,以便輸入。當(dāng)使用可編程序控制器的輔助編程在計(jì)算機(jī)上編程時(shí),,可通過(guò)上下位機(jī)的連接電纜將程序下載到 PLC 中去,。
( 7 )進(jìn)行
程序輸入 PLC 后,應(yīng)*行工作,。因?yàn)樵诔绦蛟O(shè)計(jì)中,,難免會(huì)有疏漏的地方。因此在將 PLC 連接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上去之前,,必需進(jìn)行,,以排除程序中的錯(cuò)誤,同時(shí)也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ),,縮短整體調(diào)試的周期,。
( 8 )應(yīng)用整體調(diào)試
在 PLC 軟硬件設(shè)計(jì)和控制柜及現(xiàn)場(chǎng)施工完成后,就可以進(jìn)行整個(gè)的聯(lián)機(jī)調(diào)試,,如果控制是由幾個(gè)部分組成,,則應(yīng)先作局部調(diào)試,然后再進(jìn)行整體調(diào)試,;如果控制程序的步序較多,,則可*行分段調(diào)試,然后再連接起來(lái)總調(diào),。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,,要逐一排除,直至調(diào)試成功,。
( 9 )編制技術(shù)文件
技術(shù)文件包括說(shuō)明書(shū),、電氣原理圖、電器布置圖,、電氣元件明細(xì)表,、
西門(mén)子6ES7331-7KF02-0AB0說(shuō)明書(shū)
西門(mén)子PLC的組成
程序由PLC制造廠(chǎng)商設(shè)計(jì)編寫(xiě)的,并存入PLC的存儲(chǔ)器中,,用戶(hù)不能直接讀寫(xiě)與更改,。程序一般包括診斷程序、輸入處理程序,、編譯程序,、信息傳送程序、監(jiān)控程序等,。
PLC的用戶(hù)程序是用戶(hù)利用PLC的編程語(yǔ)言,,根據(jù)控制要求編制的程序。在PLC的應(yīng)用中,重要的是用PLC的編程語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)用戶(hù)程序,,以實(shí)現(xiàn)控制目的,。由于PLC是專(zhuān)門(mén)為工業(yè)控制而的裝置,其主要使用者是廣大電氣技術(shù)人員,,為了他們的習(xí)慣和能力,,PLC的主要編程語(yǔ)言采用比計(jì)算機(jī)語(yǔ)言相對(duì)簡(jiǎn)單、易懂,、形象的語(yǔ)言,。

西門(mén)子PLC的選型:
在PLC設(shè)計(jì)時(shí),首先應(yīng)確定控制方案,,下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型,。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的,、的,,按照易于與工業(yè)控制形成一個(gè)整體,易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用PLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績(jī),、成熟可靠的,,PLC的硬件、配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng),。熟悉可編程序控制器,、功能表圖及有關(guān)的編程語(yǔ)言有利于縮短編程時(shí)間,因此,,工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí),,應(yīng)詳細(xì)分析工藝的特點(diǎn)、控制要求,,明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和,,然后根據(jù)控制要求,估算輸入輸出點(diǎn)數(shù),、所需存儲(chǔ)器容量,、確定PLC的功能、外部設(shè)
一,、輸入輸出(I/O)點(diǎn)數(shù)的估算
I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?,通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù),再10%~20%的可擴(kuò)展
余量后,,作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù),。實(shí)際訂貨時(shí),還需根據(jù)制造廠(chǎng)商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn),,對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整,。
二,、存儲(chǔ)器容量的估算
存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小,程序容量是存儲(chǔ)器中用戶(hù)應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小,,因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。設(shè)計(jì)階段,,由于用戶(hù)應(yīng)用程序還未編制,,因此,程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的,,需在程序調(diào)試之后才知道,。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算,通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)替代,。
存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒(méi)有固定的公式,,許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式,大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10~15倍,,加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍,,以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)(16位為一個(gè)字),另外再按此數(shù)的25%考慮余量,。
三,、控制功能的選擇
該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能,、通信功能,、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇,。
(一)運(yùn)算功
簡(jiǎn)單PLC的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算,、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能;普通PLC的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位,、比較等運(yùn)算功能,;較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等,;大型PLC中還有模擬量的PID運(yùn)算和其他運(yùn)算功能,。隨著開(kāi)放的出現(xiàn),目前在PLC中都已具有通信功能,,有些產(chǎn)品具有與下位機(jī)的通信,,有些產(chǎn)品具有與同位機(jī)或機(jī)的通信,有些產(chǎn)品還具有與工廠(chǎng)或企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能,。設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā),,合理選用所需的運(yùn)算功能。大多數(shù)應(yīng)用,,只需要邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能,,有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較,,當(dāng)用于模擬量檢測(cè)和控制時(shí),才使用代數(shù)運(yùn)算,,數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算等,。要顯示數(shù)據(jù)時(shí)需要譯碼和編碼等運(yùn)算。
(二)控制功能
控制功能包括PID控制運(yùn)算,、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算,、比值控制運(yùn)算等,應(yīng)根據(jù)控制要求確定,。PLC主要用于順序邏輯控制,,因此,大多數(shù)常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制,,有時(shí)也采用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能,,PLC的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。例如采用PID控制單元,、高速計(jì)數(shù)器,、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等,。
(三)通信功能
大中型PLC應(yīng)支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和通信協(xié)議(如TCP/IP),,需要時(shí)應(yīng)能與工廠(chǎng)網(wǎng)(TCP/IP)相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信,,應(yīng)是開(kāi)放的通信網(wǎng)絡(luò),。
PLC的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口(RS2232C/422A/423/485)、RIO通信口,、工業(yè)以太網(wǎng),、常用DCS接口等;大中型PLC通信總線(xiàn)(含接口設(shè)備和電纜)應(yīng)1:1冗余配置,,通信總線(xiàn)應(yīng)符合,,通信距離應(yīng)裝置實(shí)際要求
PLC的通信網(wǎng)絡(luò)中,上級(jí)的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps,,通信負(fù)荷不大于60%,。PLC的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式:1)PC為主站,多臺(tái)同型號(hào)PLC為從站,,組成簡(jiǎn)易PLC網(wǎng)絡(luò),;2)1臺(tái)PLC為主站,其他同型號(hào)PLC為從站,,構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡(luò),;3)PLC網(wǎng)絡(luò)通過(guò)特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng);4)PLC網(wǎng)絡(luò)(各廠(chǎng)商的PLC通信網(wǎng)絡(luò)),。
為減輕CPU通信任務(wù),,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需要,,應(yīng)選擇具有不同通信功能的(如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)總
(四)編程功能
離線(xiàn)編程:PLC和編程器公用一個(gè)CPU,,編程器在編程時(shí),,CPU只為編程器提供服務(wù),不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制,。完成編程后,,編程器切換到運(yùn)行,CPU對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制,,不能進(jìn)行編程。離線(xiàn)編程可成本,,但使用和調(diào)試不方便,。在線(xiàn)編程:CPU和編程器有各自的CPU,主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制,,并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,,編程器把在線(xiàn)編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī),下一掃描周期,,主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行,。這種成本較高,但調(diào)試和操作方便,,在大中型PLC中常采用,。
五種化編程語(yǔ)言:順序功能圖(SFC)、梯形圖(LD),、功能模塊圖(FBD)三種圖形化語(yǔ)言和語(yǔ)句表(IL),、結(jié)構(gòu)文本(ST)兩種文本語(yǔ)言。選用的編程語(yǔ)言應(yīng)遵守其(IEC6113123),,同時(shí),,還應(yīng)支持多種語(yǔ)言編程形式,如C,,Basic等,,以特殊控制的控制要求。
(五)診斷功能
PLC的診斷功能包括硬件和的診斷,。硬件診斷通過(guò)硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置,,診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過(guò)對(duì)PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷,,通過(guò)對(duì)PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷