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PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概要簡(jiǎn)述

1 引言

　　隨著plc在工業(yè)控制中的推廣普及，plc產(chǎn)品的種類越來(lái)越多，其結(jié)構(gòu)型號(hào)、性能、容量、指令系統(tǒng)，編程方法等各不相同，適用場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此，合理選擇plc對(duì)于提高其在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用有著重要作用。應(yīng)用plc首先要詳細(xì)分析被控對(duì)象、控制過(guò)程與要求，熟悉了解工藝流程后列出控制系統(tǒng)的所有功能和指標(biāo)要求，與繼電器控制系統(tǒng)和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行比較后加以選擇。plc最適合于控制對(duì)象的工業(yè)環(huán)境較差，而安全性、可靠性要求特別高，系統(tǒng)工藝復(fù)雜，輸入輸出以開(kāi)關(guān)量為多，用常規(guī)的繼電器接觸器難以實(shí)現(xiàn)，工藝流程又要經(jīng)常變動(dòng)的對(duì)象和現(xiàn)場(chǎng)。其次要確定控制范圍，一般講，能夠反映生產(chǎn)過(guò)程的運(yùn)行情況，能用傳感器進(jìn)行直接測(cè)量的參數(shù)；用人工進(jìn)行控制工作量大，操作復(fù)雜容易出錯(cuò)或操作過(guò)于頻繁，人工操作不容易滿足工藝要求的往往由plc控制。

2plc的選擇

　　2.1 機(jī)型選擇

　　機(jī)型的選擇主要是指在功能上如何滿足自己需要，而不浪費(fèi)機(jī)器容量。選擇機(jī)型前，首先要對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行下面估計(jì)：有多少開(kāi)關(guān)量輸入，電壓分別為多少，有多少開(kāi)關(guān)量輸出，輸出功率為多少；有多少模擬量輸入和模擬量輸出；是否有特殊控制要求，如高速計(jì)數(shù)器；現(xiàn)場(chǎng)對(duì)控制器響應(yīng)速度有何要求；機(jī)房與現(xiàn)場(chǎng)分開(kāi)還是在一起等。

　　在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護(hù)使用最方便以及性能價(jià)格最優(yōu)的機(jī)型。通常的做法是：在工藝過(guò)程比較固定、環(huán)境條件較好的場(chǎng)合，選用整體式結(jié)構(gòu)的plc；其他情況則最好選用模塊式結(jié)構(gòu)的plc；對(duì)于開(kāi)關(guān)量控制以及以開(kāi)關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的，一般其控制速度無(wú)須考慮，因此選用帶a/d轉(zhuǎn)換，d/a轉(zhuǎn)換，加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)就能滿足要求；而控制比較復(fù)雜，控制功能要求比較高的（如要實(shí)現(xiàn)pid運(yùn)算、閉環(huán)控制、通訊聯(lián)網(wǎng)等），可根據(jù)控制規(guī)模及復(fù)雜程度來(lái)選用中檔或高檔機(jī)（其中高檔機(jī)主要用于大規(guī)模過(guò)程控制，全plc的分布式控制系統(tǒng)以及整個(gè)工廠的自動(dòng)化等）。

　　應(yīng)該注意的是，同一個(gè)企業(yè)應(yīng)盡量做到機(jī)型統(tǒng)一，這樣同一個(gè)機(jī)型的plc模塊可互為備用，便于備品備件的采購(gòu)和管理；同時(shí)，其統(tǒng)一的功能及編程方法也有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)、技術(shù)水平的提高和功能的開(kāi)發(fā)；此外，由于其外部設(shè)備通用，資源可以共享，因此配上計(jì)算機(jī)后即可把控制各獨(dú)立系統(tǒng)的多臺(tái)plc聯(lián)成一個(gè)dcs系統(tǒng)，這樣便于相互通信，集中管理［2］。

　　2.2i/o的選擇

　　plc與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的聯(lián)系是通過(guò)i/o接口模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的，plc有許多i/o接口模塊，包括開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊以及其他一些特殊模塊，使用時(shí)應(yīng)根據(jù)它們的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。

　?。?）確定i/o點(diǎn)數(shù)。不同的控制對(duì)象所需要的i/o點(diǎn)數(shù)不同，一些典型的傳動(dòng)設(shè)備及常用的電氣元件所需plc的i/o點(diǎn)數(shù)是固定的，如一個(gè)單線圈電磁閥用2個(gè)輸入點(diǎn)，一個(gè)輸出點(diǎn)；一個(gè)按紐需一個(gè)輸入點(diǎn)；一個(gè)信號(hào)燈占用一個(gè)輸出點(diǎn)等，但對(duì)于同一個(gè)控制對(duì)象，由于采用的控制方法不同或編程水平不同，i/o點(diǎn)數(shù)也應(yīng)有所不同。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求確定所需的i/o點(diǎn)數(shù)時(shí)，應(yīng)再增加10%～20%的備用量，以便隨時(shí)增加控制功能。

　?。?）開(kāi)關(guān)量i/o。開(kāi)關(guān)量i/o接口可以從傳感器和開(kāi)關(guān)（如按紐、限位開(kāi)關(guān)等）及控制設(shè)備（如指示燈、報(bào)警器、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器等）接收信號(hào)。典型的交流i/o信號(hào)為24～240v，直流i/o信號(hào)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，如用于消除錯(cuò)誤信號(hào)的抖動(dòng)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沒(méi)有可選的隔離電路。在評(píng)估離散輸出時(shí)，應(yīng)考慮熔絲、瞬時(shí)浪涌保護(hù)和電源與邏輯電路間的隔離電路［3］。