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PLC自動化控制系統設計常見問題探討

作者: 無錫三盛 編輯: 三盛機電 來源: 發布日期: 2019.03.25 01:46:00

在工業控制領域,PLC在自動化控制系統中有著非常廣泛的應用。自動化控制系統有大量的數字量及模擬量的控制裝置,例如電機的啟停,電磁閥的開閉,產品的計數,溫度、壓力、流量的設定與控制等,而PLC技術是自動化控制系統的最有效、最便捷的工具。下面就PLC自動化控制系統設計的常見問題進行探討。

一、PLC自動化控制系統設計常見問題:
1、PLC系統設備選型
PLC最主要的目的是控制外部系統。這個系統可能是單個機器,機群或一個生產過程。不同型號的PLC有不同的適用范圍。根據生產工藝要求,分析被控對象的復雜程度,進行I/O點數和I/O點的類型(數字量、模擬量等)統計,列出清單。適當進行內存容量的估計,確定適當的留有余量而不浪費資源的機型(小、中、大形機器)。并且結合市場情況,考察PLC生產廠家的產品及其售后服務、技術支持、網絡通信等綜合情況,選定價格性能比較好的PLC機型。
2、PLC的選型應從以下幾個方面入手
(1)確定PLC 控制系統的規模,依據工廠生產工藝流程和復雜程度確定系統規模的大小。可分為大、中、小三種規模。
a.小規模PLC控制系統:單機或者小規模生產過程,控制過程主要是條件、順序控制,以開關量為主,并且I/O點數小于128 點。一般選用微型PLC,如SIEMENS S7-200等。
b.中等規模PLC控制系統:生產過程是復雜邏輯控制和閉環控制,I/O點數在128——512 點之間。應該選用具有模擬量控制、PID控制等功能的PLC,如SIEMENS S7-300等。
c.大規模PLC控制系統:生產過程是大規模過程控制、DCS系統和工廠自動化網絡控制,I/O點數在512點以上。應該選用具有通信聯網、智能控制、數據庫、中斷控制、函數運算的高檔PLC,如SIEMENS S7-400等, 再和工業現場總線結合實現工廠工業網絡的通訊和控制。
(2)確定PLCI/O 點的類型
a.根據生產工藝要求,分析被控對象的復雜程度,進行I/O點數和I/O點的類型(數字量、模擬量等)統計,列出清單。適當進行內存容量的估計,確定適當的留有軟硬件資源余量而不浪費資源的機型(小、中、大型機器)。
b.根據PLC輸出端所帶的負載是直流型還是交流型,是大電流還是小電流,以及PLC輸出點動作的頻率等,從而確定輸出端采用繼電器輸出,還是晶體管輸出,或品閘管輸出。不同的負載選用不同的輸出方式,對系統的穩定運行是很重要的。
c.電磁閥的開閉、大電感負載、動作頻率低的設備,PLC輸出端采用繼電器輸出或者固態繼電器輸出;各種指示燈、變頻器/數字直流調速器的啟動/停止應采用晶體管輸出。
(3)確定PLC編程工具
a.一般的手持編程器編程。手持編程器只能用商家規定語句表中的語句表(STL)編程。這種方式效率低,但對于系統容量小、用量小的產品比較適宜,具有體積小、價格低、易于現場調試等優點。 這主要用于微型PLC的編程。
b.圖形編程器編程。圖形編程器采用梯形圖(LAD)編程,方便直觀,一般的電氣人員短期內就可應用自如,但該編程器價格較高,主要用于微型PLC和中檔PLC。
c.計算機加PLC軟件包編程 。這種方式是效率最高的一種方式,但大部分公司的PLC 開發軟件包價格昂貴,并且該方式不易于現場調試,主要用于中高檔PLC系統的硬件組態和軟件編程。
3、 PLC控制系統的設計
PLC 控制系統設計包括硬件設計和軟件設計。硬件設計是PLC控制系統的至關重要的一個環節,這關系著PLC控制系統運行的可靠性、安全性、穩定性。主要包括輸入和輸出電路兩部分。

(1) PLC控制系統的輸入電路設計。PLC供電電源一般為AC85—240V,適應電源范圍較寬,但為了抗干擾,應加裝電源凈化元件(如電源濾波器、1:1隔離變壓器等);隔離變壓器也可以采用雙隔離技術,即變壓器的初、次級線圈屏蔽層與初級電氣中性點接大地,次級線圈屏蔽層接PLC 輸入電路的地,以減小高低頻脈沖干擾。PLC輸入電路電源一般應采用DC 24V, 同時其帶負載時要注意容量,并作好防短路措施,這對系統供電安全和PLC安全至關重要,因為該電源的過載或短路都將影響PLC的運行,一般選用電源的容量為輸入電路功率的兩倍,PLC輸入電路電源支路加裝適宜的熔絲,防止短路。

(2) PLC控制系統的輸出電路設計。依據生產工藝要求,各種指示燈、變頻器/數字直流調速器的啟動停止應采用晶體管輸出,它適應于高頻動作,并且響應時間短;如果PLC 系統輸出頻率為每分鐘6 次以下,應首選繼電器輸出,采用這種方法,輸出電路的設計簡單,抗干擾和帶負載能力強。如果PLC輸出帶電磁線圈等感性負載,負載斷電時會對PLC的輸出造成浪涌電流的沖擊,為此,對直流感性負載應在其旁邊并接續流二極管,對交流感性負載應并接浪涌吸收電路,可有效保護PLC。

PLC自動化控制系統


二、PLC自動化控制系統設計的基本原則:
1. 最大限度地滿足被控對象的控制要求
充分發揮PLC的功能,最大限度地滿足被控對象的控制要求,是設計PLC自動化控制系統的首要前提,這也是設計中最重要的一條原則。這就要求設計人員在設計前就要深入現場進行調查研究,收集控制現場的資料,收集相關先進的國內、國外資料。同時要注意和現場的工程管理人員、工程技術人員、現場操作人員緊密配合,擬定控制方案,共同解決設計中的重點問題和疑難問題。
2. 保證PLC自動化控制系統安全可靠
保證PLC自動化控制系統能夠長期安全、可靠、穩定運行,是設計控制系統的重要原則。這就要求設計者在系統設計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮,以確保控制系統安全可靠。例如:應該保證PLC程序不僅在正常條件下運行,而且在非正常情況下(如突然掉電再上電、按鈕按錯等),也能正常工作。
3. 力求簡單、經濟、使用及維修方便
一個新的控制工程固然能提高產品的質量和數量,帶來巨大的經濟效益和社會效益,但新工程的投入、技術的培訓、設備的維護也將導致運行資金的增加。因此,在滿足控制要求的前提下,一方面要注意不斷地擴大工程的效益,另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設計者不僅應該使控制系統簡單、經濟,而且要使控制系統的使用和維護方便、成本低,不宜盲目追求自動化和高指標。
4. 適應發展的需要
由于技術的不斷發展,控制系統的要求也將會不斷地提高,設計時要適當考慮到今后控制系統發展和完善的需要。這就要求在選擇PLC、輸入/輸出模塊、I/O點數和內存容量時,要適當留有裕量,以滿足今后生產的發展和工藝的改進。

以上就是三盛機電小編總結的PLC自動化控制系統設計常見問題了,如您對本文有更多見解跟疑問,歡迎致電400-8286-328與小編交流哦。

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