學習PLC入門方法其實主要是兩點,1.選擇一個PLC, 2邊學邊練
一、問題提出。
可編程控制器技術最主要是應用于自動化控制工程中,如何綜合地運用前面學過知識點,根據實際工程要求合理組合成控制系統,
在此介紹組成可編程控制器控制系統的一般方法。
二、可編程控制器控制系統設計的基本步驟
1 .系統設計的主要內容
( 1 )擬定控制系統設計的技術條件。技術條件一般以設計任務書的形式來確定,它是整個設計的依據;
( 2 )選擇電氣傳動形式和電動機、電磁閥等執行機構;
( 3 )選定 PLC 的型號;
( 4 )編制 PLC 的輸入 / 輸出分配表或繪制輸入 / 輸出端子接線圖;
( 5 )根據系統設計的要求編寫軟件規格說明書,然后再用相應的編程語言(常用梯形圖)進行程序設計;
( 6 )了解并遵循用戶認知心理學,重視人機界面的設計,增強人與機器之間的友善關系;
( 7 )設計操作臺、電氣柜及非標準電器元部件;
( 8 )編寫設計說明書和使用說明書;
根據具體任務,上述內容可適當調整。
2 . 系統設計的基本步驟
可編程控制器應用系統設計與調試的主要步驟,如圖 1 所示。
圖 1 可編程控制器應用系統設計與調試的主要步驟
( 1 )深入了解和分析被控對象的工藝條件和控制要求
a .被控對象就是受控的機械、電氣設備、生產線或生產過程。
b
.控制要求主要指控制的基本方式、應完成的動作、自動工作循環的組成、必要的保護和聯鎖等。對較復雜的控制系統,還可將控制任務分成幾個獨立部分,這種可化繁為簡,有利于編程和調試。
( 2 )確定 I/O 設備
根據被控對象對 PLC
控制系統的功能要求,確定系統所需的用戶輸入、輸出設備。常用的輸入設備有按鈕、選擇開關、行程開關、傳感器等,常用的輸出設備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。
( 3 )選擇合適的 PLC 類型
根據已確定的用戶 I/O 設備,統計所需的輸入信號和輸出信號的點數,選擇合適的 PLC 類型,包括機型的選擇、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
分配 PLC 的輸入輸出點,編制出輸入 / 輸出分配表或者畫出輸入 / 輸出端子的接線圖。接著九可以進行 PLC
程序設計,同時可進行控制柜或操作臺的設計和現場施工。
( 5 )設計應用系統梯形圖程序
根據工作功能圖表或狀態流程圖等設計出梯形圖即編程。這一步是整個應用系統設計的最核心工作,也是比較困難的一步,要設計好梯形圖,首先要十分熟悉控制要求,同時還要有一定的電氣設計的實踐經驗。
( 6 )將程序輸入 PLC
當使用簡易編程器將程序輸入 PLC
時,需要先將梯形圖轉換成指令助記符,以便輸入。當使用可編程序控制器的輔助編程軟件在計算機上編程時,可通過上下位機的連接電纜將程序下載到
PLC 中去。
( 7 )進行軟件測試
程序輸入 PLC 后,應先進行測試工作。因為在程序設計過程中,難免會有疏漏的地方。因此在將 PLC
連接到現場設備上去之前,必需進行軟件測試,以排除程序中的錯誤,同時也為整體調試打好基礎,縮短整體調試的周期。
( 8 )應用系統整體調試
在 PLC
軟硬件設計和控制柜及現場施工完成后,就可以進行整個系統的聯機調試,如果控制系統是由幾個部分組成,則應先作局部調試,然后再進行整體調試;如果控制程序的步序較多,則可先進行分段調試,然后再連接起來總調。調試中發現的問題,要逐一排除,直至調試成功。
( 9 )編制技術文件
系統技術文件包括說明書、電氣原理圖、電器布置圖、電氣元件明細表、 PLC 梯形圖。
三、 PLC 硬件系統設計
1 . PLC 型號的選擇
在作出系統控制方案的決策之前,要詳細了解被控對象的控制要求,從而決定是否選用 PLC 進行控制。
在控制系統邏輯關系較復雜(需要大量中間繼電器、時間繼電器、計數器等)、工藝流程和產品改型較頻繁、需要進行數據處理和信息管理(有數據運算、模擬量的控制、PID 調節等)、系統要求有較高的可靠性和穩定性、準備實現工廠自動化聯網等情況下,使用 PLC 控制是很必要的。
目前,國內外眾多的生產廠家提供了多種系列功能各異的 PLC
產品,使用戶眼花繚亂、無所適從。所以全面權衡利弊、合理地選擇機型才能達到經濟實用的目的。一般選擇機型要以滿足系統功能需要為宗旨,不要盲目貪大求全,以免造成投資和設備資源的浪費。機型的選擇可從以下幾個方面來考慮。
( 1 )對輸入 / 輸出點的選擇
盲目選擇點數多的機型會造成一定浪費。
要先弄清除控制系統的 I/O 總點數,再按實際所需總點數的 15 ~ 20 %留出備用量(為系統的改造等留有余地)后確定所需 PLC
的點數。
另外要注意,一些高密度輸入點的模塊對同時接通的輸入點數有限制,一般同時接通的輸入點不得超過總輸入點的 60 %; PLC
每個輸出點的驅動能力( A/ 點)也是有限的,有的 PLC 其每點輸出電流的大小還隨所加負載電壓的不同而異;一般 PLC
的允許輸出電流隨環境溫度的升高而有所降低等。在選型時要考慮這些問題。
PLC 的輸出點可分為共點式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級,但這種 PLC
平均每點的價格較高。如果輸出信號之間不需要隔離,則應選擇前兩種輸出方式的 PLC 。
( 2 )對存儲容量的選擇
對用戶存儲容量只能作粗略的估算。在僅對開關量進行控制的系統中,可以用輸入總點數乘 10 字 / 點+輸出總點數乘 5 字 /
點來估算;計數器 / 定時器按( 3 ~ 5 )字 / 個估算;有運算處理時按( 5 ~ 10 )字 / 量估算;在有模擬量輸入 /
輸出的系統中,可以按每輸入 / (或輸出)一路模擬量約需( 80 ~ 100 )字左右的存儲容量來估算;有通信處理時按每個接口 200
字以上的數量粗略估算。最后,一般按估算容量的 50 ~ 100 %留有裕量。對缺乏經驗的設計者,選擇容量時留有裕量要大些。
( 3 )對 I/O 響應時間的選擇
PLC 的 I/O 響應時間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時間延遲(一般在 2 ~ 3
個掃描周期)等。對開關量控制的系統, PLC 和 I/O 響應時間一般都能滿足實際工程的要求,可不必考慮 I/O
響應問題。但對模擬量控制的系統、特別是閉環系統就要考慮這個問題。
( 4 )根據輸出負載的特點選型
不同的負載對 PLC
的輸出方式有相應的要求。例如,頻繁通斷的感性負載,應選擇晶體管或晶閘管輸出型的,而不應選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的 PLC
有許多優點,如導通壓降小,有隔離作用,價格相對較便宜,承受瞬時過電壓和過電流的能力較強,其負載電壓靈活(可交流、可直流)且電壓等級范圍大等。所以動作不頻繁的交、直流負載可以選擇繼電器輸出型的
PLC 。
( 5 )對在線和離線編程的選擇
離線編程示指主機和編程器共用一個 CPU ,通過編程器的方式選擇開關來選擇 PLC 的編程、監控和運行工作狀態。編程狀態時, CPU
只為編程器服務,而不對現場進行控制。專用編程器編程屬于這種情況。在線編程是指主機和編程器各有一個 CPU ,主機的 CPU
完成對現場的控制,在每一個掃描周期末尾與編程器通信,編程器把修改的程序發給主機,在下一個掃描周期主機將按新的程序對現場進行控制。計算機輔助編程既能實現離線編程,也能實現在線編程。在線編程需購置計算機,并配置編程軟件。采用哪種編程方法應根據需要決定。
( 6 )據是否聯網通信選型
若 PLC 控制的系統需要聯入工廠自動化網絡,則 PLC 需要有通信聯網功能,即要求 PLC 應具有連接其他 PLC 、上位計算機及
CRT 等的接口。大、中型機都有通信功能,目前大部分小型機也具有通信功能。
( 7 )對 PLC 結構形式的選擇
在相同功能和相同 I/O
點數據的情況下,整體式比模塊式價格低。但模塊式具有功能擴展靈活,維修方便(換模塊),容易判斷故障等優點,要按實際需要選擇 PLC
的結構形式。
2 .分配輸入 / 輸出點
一般輸入點和輸入信號、輸出點和輸出控制是一一對應的。
分配好后,按系統配置的通道與接點號,分配給每一個輸入信號和輸出信號,即進行編號。
在個別情況下,也有兩個信號用一個輸入點的,那樣就應在接入輸入點前,按邏輯關系接好線(如兩個觸點先串聯或并聯),然后再接到輸入點。
( 1 )確定 I/O 通道范圍
不同型號的 PLC ,其輸入 / 輸出通道的范圍是不一樣的,應根據所選 PLC
型號,查閱相應的編程手冊,決不可“張冠李戴”。必須參閱有關操作手冊。
( 2 )部輔助繼電器
內部輔助繼電器不對外輸出,不能直接連接外部器件,而是在控制其他繼電器、定時器 / 計數器時作數據存儲或數據處理用。
從功能上講,內部輔助繼電器相當于傳統電控柜中的中間繼電器。
未分配模塊的輸入 / 輸出繼電器區以及未使用 1 : 1
鏈接時的鏈接繼電器區等均可作為內部輔助繼電器使用。根據程序設計的需要,應合理安排 PLC 的內部輔助繼電器