1527860000在现代化的工业生产设备中,有大量的数字量及模拟量的控制装置,例如电机的启停,电磁阀的开闭,产品的计数,温度、压力、流量的设定与控制等,而PLC技术是解决上述问题的**有效、**便捷的工具,因此PLC在工业控制领域得到了广泛的应用。下面就PLC工业控制系统设计中的问题进行探讨。
2 PLC系统设备选型
PLC**主要的目的是控制外部系统。这个系统可能是单个机器,机群或一个生产过程。不同型号的PLC有不同的适用范围。根据生产工艺要求,分析被控对象的复杂程度,进行I/O点数和I/O点的类型(数字量、模拟量等)统计,列出清单。适当进行内存容量的估计,确定适当的留有余量而不浪费资源的机型(小、中、大形机器)。并且结合市场情况,考察PLC生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、网络通信等综合情况,选定价格性能比较好的PLC机型。
目前市场上的PLC产品众多,国外**品牌有德国的SIEMENS;日本的OMRON、MITSUBISHI、FUJI、Panasonic;美国的GE;韩国的LG等。国产品牌有研华、研祥、合力时等。近几年,PLC产品的价格有较大的下降,其性价比越来越高。PLC的选型应从以下几个方面入手。
2.1 确定PLC控制系统的规模
依据工厂生产工艺流程和复杂程度确定系统规模的大小。可分为大、中、小三种规模。
小规模PLC控制系统:单机或者小规模生产过程,控制过程主要是条件、顺序控制,以开关量为主,并且I/O点数小于128点。一般选用微型PLC,如SIEMENSS7-200等。
中等规模PLC控制系统:生产过程是复杂逻辑控制和闭环控制,I/O点数在128——512点之间。应该选用具有模拟量控制、PID控制等功能的PLC,如SIEMENSS7-300等。
大规模PLC控制系统:生产过程是大规模过程控制、DCS系统和工厂自动化网络控制,I/O点数在512点以上。应该选用具有通信联网、智能控制、数据库、中断控制、函数运算的**PLC,如SIEMENSS7-400等,再和工业现场总线结合实现工厂工业网络的通讯和控制。
2.2 确定PLCI/O点的类型
根据生产工艺要求,分析被控对象的复杂程度,进行I/O点数和I/O点的类型(数字量、模拟量等)统计,列出清单。适当进行内存容量的估计,确定适当的留有软硬件资源余量而不浪费资源的机型(小、中、大型机器)。
根据PLC输出端所带的负载是直流型还是交流型,是大电流还是小电流,以及PLC输出点动作的频率等,从而确定输出端采用继电器输出,还是晶体管输出,或品闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式,对系统的稳定运行是很重要的。
电磁阀的开闭、大电感负载、动作频率低的设备,PLC输出端采用继电器输出或者固态继电器输出;各种指示灯、变频器/数字直流调速器的启动/停止应采用晶体管输出。
2.3 确定PLC编程工具
(1)一般的手持编程器编程。手持编程器只能用商家规定语句表中的语句表(STL)编程。这种方式效率低,但对于系统容量小、用量小的产品比较适宜,具有体积小、价格低、易于现场调试等优点。这主要用于微型PLC的编程。
(2)图形编程器编程。图形编程器采用梯形图(LAD)编程,方便直观,一般的电气人员短期内就可应用自如,但该编程器价格较高,主要用于微型PLC和中档PLC。
(3)计算机加PLC软件包编程。这种方式是效率**高的一种方式,但大部分公司的PLC开发软件包价格昂贵,并且该方式不易于现场调试,主要用于中**PLC系统的硬件组态和软件编程。
3 PLC控制系统的设计
PLC控制系统设计包括硬件设计和软件设计。
3.1 PLC控制系统的
硬件设计
硬件设计是PLC控制系统的至关重要的一个环节,这关系着PLC控制系统运行的可靠性、安全性、稳定性。主要包括输入和输出电路两部分。
(1)PLC控制系统的输入电路设计。PLC供电电源一般为AC85—240V,适应电源范围较宽,但为了抗干扰,应加装电源净化元件(如电源滤波器、1:1隔离变压器等);隔离变压器也可以采用双隔离技术,即变压器的初、次级线圈屏蔽层与初级电气中性点接大地,次级线圈屏蔽层接PLC输入电路的地,以减小高低频脉冲干扰。
PLC输入电路电源一般应采用DC24V,同时其带负载时要注意容量,并作好防短路措施,这对系统供电安全和PLC安全至关重要,因为该电源的过载或短路都将影响PLC的运行,一般选用电源的容量为输入电路功率的两倍,PLC输入电路电源支路加装适宜的熔丝,防止短路。
(2)PLC控制系统的输出电路设计。依据生产工艺要求,各种指示灯、变频器/数字直流调速器的启动停止应采用晶体管输出,它适应于高频动作,并且响应时间短;如果PLC系统输出频率为每分钟6次以下,应**继电器输出,采用这种方法,输出电路的设计简单,抗干扰和带负载能力强。
如果PLC输出带电磁线圈等感性负载,负载断电时会对PLC的输出造成浪涌电流的冲击,为此,对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管,对交流感性负载应并接浪涌吸收电路,可有效保护PLC。
当PLC扫描频率为10次/min以下时,既可以采用继电器输出方式,也可以采用PLC输出驱动中间继电器或者固态继电器(SSR),再驱动负载。
对于两个重要输出量,不仅在PLC内部互锁,建议在PLC外部也进行硬件上的互锁,以加强PLC系统运行的安全性、可靠性。
对于常见的AC220V交流开关类负载,例如交流接触器、电磁阀等,应该通过DC24V微小型中间继电器驱动,避免PLC的DO接点直接驱动,尽管PLC手册标称具有AC220V交流开关类负载驱动能力。
(3)PLC控制系统的抗干扰设计。随着工业自动化技术的日新月异的发展,晶闸管可控整流和变频调速装置使用日益广泛,这带来了交流电网的污染,也给控制系统带来了许多干扰问题,防干扰是PLC控制系统设计时必须考虑的问题。一般采用以下几种方式:
隔离:由于电网中的高频干扰主要是原副边绕组之间的分布电容耦合而成,所以建议采用1:1超隔离变压器,并将中性点经电容接地。
屏蔽:一般采用金属外壳屏蔽,将PLC系统内置于金属柜之内。金属柜外壳可靠接地,能起到良好的静电、磁场屏蔽作用,防止空间辐射干扰。
布线:强电动力线路、弱电信号线分开走线,并且要有一定的间隔;模拟信号传输线采用双绞线屏蔽电缆。
HonEYWELL SOLENOID VALVE 73419AN2NN00N0C?111P3
HonEYWELL SKINNER VALVE V53DB1150
HonEYWELL LSZ3A OPERATING HEAD FOR LSD SWITCHES
HonEYWELL 2TL1-8 SWITCH TOGGLE
HonEYWELL MP2L2
HonEYWELL S43A10371 SWITCH
HonEYWELL EG1033AA01 UV FLAME DETECTOR
HonEYWELL 923AA3XM-A7T-L
LOT OF 3 HonEYWELL 4001HE RESPIRATORY PROTECTION
HonEYWELL BZE6-2RQ6-S LIMIT SWITCH
HonEYWELL AS454A20 MERCURY SWITCH W/LEADS
HonEYWELL R482B T007 SWITCHING RELAY
HonEYWELL 30755980-001 DOOR LATCH PIN
HonEYWELL MPW11/ MPL6 PHOTOELECTRIC
HonEYWELL DC330B-K0-200-2?0700BP00-00-0
HonEYWELL SKINNER VALVE CC.7731-F24 BLACK COIL
HonEYWELL BZE6-2RN2 LIMIT SWITCH
LOT OF 4 HonEYWELL SWITCH ACTUATOR 9PA16
LOT OF 5 HonEYWELL SWITCH ACTUATOR 9PA16
HonEYWELL AT72D1725 TRANSFORMER 120-24 40VA
LOT OF 2 HonEYWELL POTENTIOMETERS 53C32500
HonEYWELL ISOLATED ANALOG INPUT 621-0022-V
HonEYWELL MPB20 PHOTOELECTRIC RECEPTACLE (WHTIE & RED BOX)
HonEYWELL FILTER SWITCH AP5208-30
HonEYWELL GLDB01C ROLLER SWITCH
HonEYWELL BZE6-2RQ62
HonEYWELL C7035A 1023 FSG UV FLAME DETECTOR
HonEYWELL SWITCH 1LS19
HonEYWELL LSA6B
HonEYWELL LIMIT SWITCH 1LS10 (WHITE BOX)
HonEYWELL MP953E13841 PNEUMATIC VALVE ACTUATOR
HonEYWELL BOARD 30756693-001
HonEYWELL SDS-MBA16M I/O BLOCK
HonEYWELL C43761002 PRESSURE GAS SWITCH (AS PICTURED)
HonEYWELL 924CE2-S21
HonEYWELL LIMIT SWITCH 1LS1 W/ SIDE ROTARY
HonEYWELL C554A-1463 CADMIUM SULFIDE
HonEYWELL 2MN1-L ConTACT BLOCK
HonEYWELL OUTPUT MODULE 621-2101RC
HonEYWELL C637B 1036
HonEYWELL PROXIMITY SWITCH 922AA2XM-A9P-L
HonEYWELL MHP-TLE30L
HonEYWELL THERMOSTAT TP970A 2145 4
HonEYWELL RP972A1006 PNEUMATIC REVERING RELAY
HonEYWELL C645B1013 GAS/AIR PRESSURE SWITCH
HonEYWELL M9484F1031
HonEYWELL 201LS1 PRECISION LIMIT SWITCH
HonEYWELL T451A2007 THERMOSTAT 40-90F
HonEYWELL T451A2007 THERMOSTAT 40-90F
HonEYWELL LIMIT SWITCH 4LS1
HonEYWELL S7830A1005 BURNER CONTROL
HonEYWELL HD4-WK WALL MOUNT KIT
HonEYWELL BZ-R *NEW*
HonEYWELL RP818B-1010-1 PNEUMATIC RELAY
HonEYWELL S87D 1012
HonEYWELL 620-0083C POWER SUPPLY
HonEYWELL 914CE18-3 LIMIT SWITCH
HonEYWELL D2500-E0-0L00-1?00-10000-00-0
HonEYWELL 103R13A-2 PROXIMITY SENSOR
HonEYWELL BZ-2RQ77 LIMIT SWITCH
HonEYWELL 621-1550 INPUT MODULE 24VDC
HonEYWELL 46186045-502 PULLEY
HonEYWELL 72228RN5VV00B0J?322C6 SKINNER VALVE 120VDC
HonEYWELL V4034A1136-2R FLUID POWER GAS VALVE
HonEYWELL 60156198-005 PC BOARD
HonEYWELL C7007A1001 FLAME ROD HOLDER
HonEYWELL TP970A1053 PNEUMATIC THERMOSTAT MODERNIZATIN KIT
HonEYWELL 923 C11M-A7T-L LIMIT SWITCH
HonEYWELL 923AA3XM-B7T-L PROXIMITY SWITCH
HonEYWELL 201LS6 LIMIT SWITH W/LEVEL ROLLER ARM
HonEYWELL LIMIT SWITCH LSP1E
HonEYWELL 900R08-0101 8 SLOT I/O RACK
HonEYWELL 116931 COIL 120V
HonEYWELL 60147679-002 CIRCUIT BOARD
HonEYWELL DC200H-2-000-1F?0000-0 MINI PRO CONTROLLER
HonEYWELL C437G1002 PRESSURE GAS/AIR SWITCH
HonEYWELL BZE6-2RQ81 LIMIT SWITCH
HonEYWELL 198162EA TRANSFORMER
HonEYWELL 72218RN5VV00B0J?322C6 SKINNER VALVE 120VDC
HonEYWELL 60146789-002 POWER SUPPLY
HonEYWELL 60155688-002 CIRCUIT BOARD
HonEYWELL AT72D1691 TRANSFORMER
HonEYWELL 4 WAY VALVE V935LEH2100
HonEYWELL ISSC 621-1101 115VAC/DC ISOLATED INPUT MODULE
HonEYWELL SDS-TEE PIN PASSIVE/DIAGNOS?TIC CONN.
HonEYWELL DC330L-EE-000-1?0-0A0000-00-0
HonEYWELL SA7B1016
HonEYWELL V4046C 1054 PILOT GAS VALVE
HonEYWELL DC300K-E-200-11?-0000-0
HonEYWELL M6184D1001 MOTOR (AS PICTURED)
HonEYWELL L604A 1193 PRESSURE CONTROLLER
HonEYWELL 60130347-001 PC BOARD
HonEYWELL 71315SN2ENJ1NOH?111C2 SKINNER VALVE 24VDC
HonEYWELL Q624A 1014
HonEYWELL 51309351-001 REV.E
HonEYWELL 992AA12AP-HD PROXIMITY SWITCH 10-30VDC
HonEYWELL SKINNER V52DB2022 SOLENOID VALVE 110/120V
HonEYWELL 71395SN2GNJ1N0C?111P3 SKINNER VALVE 120V
HonEYWELL L91B1035 PRESSURETROL
HonEYWELL MPS15 LIMIT SWITCH 30A 24VAC (AS IS - BODY ONLY)
HonEYWELL LSZ3H
HonEYWELL RM7890 B 1048
HonEYWELL BZ-2RD24-A2
HYDE-PARK SM650A66410 SENSOR
HonEYWELL 621-1101RC INPUT MODULE
HonEYWELL T654A1081-2 TEMPERATURE CONTROLLER
HonEYWELL C645A1022 PRESSURE SWITCH
HonEYWELL R7023A 1005
HonEYWELL 206LS1 LIMIT SWITCH
HonEYWELL 621-2100 OUTPUT MODULE 115VAC
HonEYWELL 620-1200C PROCESSOR MODULE W/ KEY
HonEYWELL LSH1E LIMIT SWITCH
HonEYWELL BZE6-2RN7 LIMIT SWITCH
HonEYWELL C637B 1028 GAS/AIR PRESSURE SWITCH (AS PICTURED)
HonEYWELL DC2005-0-0000-0?000-00-0111 TEMPERATURE CONTROLLER
HonEYWELL T7506B1013 TEMPERATURE SENSOR 15-30 DEGREES CELCIUS
HonEYWELL 9010-012C PROCESSOR MODULE W/ KEY
LOT OF 2 HonEYWELL MPP6HD PHOTOELECTRIC SENSOR
HonEYWELL BAF1-2RN-LH LIMIT SWITCH
HonEYWELL LSYDC1AE HEAVY DUTY LIMIT SWITCH
HonEYWELL 914CE2-6 LIMIT SWITCH
HonEYWELL 923FS3-A7T-CE-L PROXIMITY SWITCH
HonEYWELL 198162E INTERNAL MOUNT TRANSFORMER
HonEYWELL PRESSURETROL L404B1320
HonEYWELL CP18D1BAL2 PHOTOELECTRIC SENSOR 20-260VAC
HonEYWELL SINGLE SAFETY SENSOR RECIEVER onLY FF-SPR44TRE
HonEYWELL V935LEH2100AB6A?0Z SOLENOID VALVE 120/60
HonEYWELL Q7800A 1005 UNIVERSAL WIRING SUBbase
HonEYWELL IWS-1834-HW OPERATOR INTERFACE
HonEYWELL 621-0020RC INPUT MODULE
HonEYWELL PRESSURE SENSOR 060-7671-04
HonEYWELL R7352C1325 TEMPERATURE CONTROL
HonEYWELL ST71A 1018 PLUG-IN PURGE TIMER 30 SEC.
HonEYWELL 914CE16-9
HonEYWELL 922AB1Y-A4N-L PROXIMITY SENSOR 5-30VDC
HonEYWELL T991B10032 TEMPERATURE CONTROLLER
HonEYWELL MPR6HD PHOTOELECTRIC SENSOR HEAD
HonEYWELL MS24524-27 TOGGLE SWITCH 2TL1-7
HonEYWELL 23176CB POTENTIOMETER ASSY (OPENED BAG)
HonEYWELL M9484F 1007 MOTOR (AS PICTURED)
HonEYWELL 60139839-001 PC BOARD
HonEYWELL M744T1012 MODUTROL MOTOR
HonEYWELL INPUT MODULE 621-3552RC
HonEYWELL MEMORY BOARD 307-50218