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PLC硬件選型

PLC的選型是工程技術(shù)人員根據(jù)前期項目分析和項目難點的預(yù)期來選擇合適PLC，主要依據(jù)以下原則。

一、先特殊后一般原則

根據(jù)工程經(jīng)驗，短路保護器電氣柜，大多數(shù)工程項目中制約PLC選型的因素主要集中在幾個關(guān)鍵點上，所以應(yīng)遵循先特殊后一般的原則選擇PLC。

所謂特殊即項目有哪些特殊的控制要求，不同控制類型有著不同的首要制約因素。如順序控制中，CPU的程序容量和I/O點的擴展能力為PLC選型的主要因素。過程控制中，則以控制模擬量的數(shù)量和模擬量的精度作為出發(fā)點進行選型。在較為簡單的運動控制中，PLC需要接收來自現(xiàn)場編碼器送回的位置信號并相應(yīng)地發(fā)出一定頻率的脈沖來控制伺服電機，因此PLC處理數(shù)據(jù)的速度、輸入端接收高速脈沖的能力和輸出端高速脈沖的發(fā)送能力將成為PLC選型的首要因素。而在大型復(fù)合項目中，需使用不同的PLC組網(wǎng)，因此PLC支持的網(wǎng)絡(luò)類型則成為PLC選型的首要因素。

工程技術(shù)人員需按照本項目的核心需求，將不同的控制要求按照從特殊到一般的順序進行排列，如此選型將事半功倍，更可降低工程的整體難度。

二、由下至上原則

由下至上原則的目的是將PLC選型的性價比大化。目前多數(shù)廠家的PLC產(chǎn)品分成多個系列。當(dāng)工程技術(shù)人員選型時，按照第yi步從特殊到一般的選型順序，保壓電氣柜，從低款PLC開始，逐一對照性能參數(shù)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)不滿足要求時，考慮較高一款產(chǎn)品。以此類推，直至選取全部滿足要求的PLC型號。如若由上至下選型，則會使PLC功能浪費，造成大馬拉小車。

三、PLC開關(guān)量輸入/輸出單元的選擇

PLC的開關(guān)量輸入點是用來接受現(xiàn)場傳感器所輸入的電平信號，開關(guān)時輸出點的作用根據(jù)內(nèi)部的控制信號來驅(qū)動外部負(fù)載。

（1）開關(guān)量輸入端子的選擇?，F(xiàn)在市面上PLC輸入點均為晶體管輸入，使用者只需要根據(jù)前期預(yù)估的輸入點數(shù)量選擇即可。但是這里需要注意，因PLC端接線類型不同，分別有NPN和PNP兩種輸入方式，其意義是輸入端是以低電平有效還是以高電平有效，一旦確定輸入端的接線類型，則需選用相同類型輸入的傳感器，即NPN和PNP型的傳感器不能共用一個PLC的輸入端子。

現(xiàn)在市面上PLC輸入端子多為直流24V的輸入電壓，如果需要其將他電壓規(guī)格的傳感器接入到PLC，需用繼電器做相應(yīng)的隔離，保證接入PLC輸入端的信號為直流24V電壓。

（2）開關(guān)量輸出端子的選擇。PLC開關(guān)量輸出點的類型主要為繼電器型輸出和晶體管輸出兩種。

1）繼電器輸出型。繼電器輸出負(fù)載能力好，能夠短時間承受較高過電壓和過電流，有較強的隔離作用。但是由于繼電器內(nèi)部為機械觸點，動作壽命有限，所以只能用于連接動作頻率較低且不需要高速脈沖輸出的場合。

2）晶體管輸出型。晶體管型輸出是以通過控制其內(nèi)部三極管的導(dǎo)通為手段，河南電氣柜，來達(dá)到控制輸出端子通斷目的，并且其內(nèi)部并沒有機械觸點結(jié)構(gòu)，所以相比于繼電器輸出觸點，晶體管輸出觸點壽命長，動作頻率高，不易損壞，缺點為負(fù)載能力較差。

（3）開關(guān)量輸出端子選型的注意事項

類似于輸入端，晶體管輸出端子也分為NPN型和PNP型兩種。一旦型號確定則只能按照同種接線方式連接負(fù)載。

在實際應(yīng)用中，建議工程技術(shù)人員多選用晶體管輸出型PLC，并在輸出端使用繼電器連接外部負(fù)載，形成對于下游負(fù)載設(shè)備的電氣隔離，這樣的組合綜合了晶體管壽命長和繼電器負(fù)載能力強的優(yōu)點。如果現(xiàn)場出現(xiàn)電氣故障，PLC輸出端子將會因受到隔離繼電器保護而免受損壞，只需要更換損壞的繼電器即可。而一旦繼電器輸出型PLC端子損壞，將無法修復(fù)損壞端子。

四、先內(nèi)置后擴展原則

隨著PLC的不斷更新?lián)Q代，特別是小型機功能的不斷增強，PLC單機已內(nèi)置了許多擴展模塊的功能，如模擬量功能，通信功能等。因此，選型時盡可能選用內(nèi)置功能多的PLC，既降低了成本，又節(jié)省控制柜空間，更可以簡化設(shè)置和編程工作量。

五、PLC選型冗余量的把握

由于前期預(yù)估、現(xiàn)場施工改動和后期維護升級的需要，PLC選型需考慮一定的冗余量。主要考慮I/O點的數(shù)量，較小的工程控制在20%的冗余范圍；較大的工程控制在5%～10%。其它如模擬量，通信和總線功能的冗余問題，需工程技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場硬件配置靈活把握，如果控制功能均為PLC內(nèi)置的，則需更換高一級單機PLC；若控制功能是通過擴展模塊實現(xiàn)的，則考慮冗余時僅需更新相應(yīng)模塊即可。

順序控制梯形圖的編程方式是指根據(jù)系統(tǒng)的順序功能圖設(shè)計梯形圖的方法

本章主要介紹使用STL指令和起保停電路的編程方式，以轉(zhuǎn)換為中心的編程方式和仿STL指令的編程方式

繪制順序功能圖時的注意事項

1）步與步之間不能直接相連，必須用一個轉(zhuǎn)換條件將它們隔開；  

2）轉(zhuǎn)換條件與轉(zhuǎn)換條件之間也不能直接相連，必須用一個步將它們隔開；

3）順序功能圖中的初始步一般對應(yīng)于系統(tǒng)等待起動的初始狀態(tài)，這一步可能沒有輸出，只是做好預(yù)備狀態(tài)；

6.1使用STL指令的編程方式

6.1.1單序列的編程方式

STL指令：步進梯形指令

RET：使STL復(fù)位的指令，使LD點返回左側(cè)母線

狀態(tài)S的使用：

S0-S9用于初始步

S10-S19用于返回原點

S20-S499通用狀態(tài)

S500-S899有斷電保持功能

S900-S999用于報警

  注意：用S編制順序控制程序時，應(yīng)與步進指令一起使用。使用STL指令

的狀態(tài)的常開觸點稱為STL觸點，它在梯形圖中的符號如下圖所示

3PLC只執(zhí)行活動步對應(yīng)的電路塊，不同的STL觸點可以分別驅(qū)動同一編程

元件的1個線圈。但是同一元件的線圈不能在可能同時為活動步的STL區(qū)內(nèi)

出現(xiàn)，在有并行序列的順序功能圖中，應(yīng)特別注意

4STL觸點驅(qū)動的電路中不能使用MC和MCR指令

5在中斷程序與子程序內(nèi)，不能使用STL指令

6狀態(tài)器S編號不能重復(fù)使用

7STL觸點斷開時，與其相連的回路不動作，一個掃描周期后不再執(zhí)行STL

指令

8 定時器線圈與輸出線圈一樣，也可在不同的狀態(tài)時間對同一定時器軟件編程，但是，在相鄰狀態(tài)下對同一定時器編程時，則狀態(tài)轉(zhuǎn)移時定時器線圈不斷開，當(dāng)前值不能復(fù)位，因此需要注意在相鄰狀態(tài)不要對同一定時器編程

補充：狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

一個控制過程可以分為若干個階段，這些階段稱為狀態(tài)。狀態(tài)與狀態(tài)之間由轉(zhuǎn)換條件分隔，相鄰的狀態(tài)具有不同的動作，當(dāng)相鄰兩狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換條件得到滿足時，相鄰狀態(tài)就實現(xiàn)轉(zhuǎn)換，即上面的動作結(jié)束下面的動作開始，描述這一狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程的圖就稱為狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

狀態(tài)器軟器件S是構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的基本元素，共有1000點電氣柜

步進梯形圖指令的特點

步進梯形指令僅對狀態(tài)器S有效，但是對于用作一般輔助繼電器的狀態(tài)器S，則不能采用STL指令，而只能采用基本指令。在STL指令后，只能采用SET和RST指令作為狀態(tài)器S的置位或復(fù)位輸出。STL與LD指令比較

轉(zhuǎn)移源自自動復(fù)位：采用STL指令，當(dāng)狀態(tài)器S接通時，順序控制轉(zhuǎn)移狀態(tài)器S的相繼狀態(tài)，同時，轉(zhuǎn)移源狀態(tài)器S自動復(fù)位

允許雙重輸出：由于STL指令具有轉(zhuǎn)移源自動復(fù)位功能，因此STL指令允許雙重甚至多重輸出，

主控功能：使用STL指令，取指令LD移到右邊，使用RET指令后，取指令返回到原來的母線上。

6.3.6各種編程方式的比較電氣柜

1 編程方式的通用性電氣柜

2 不同編程方式設(shè)計的程序長度比較

3 電路結(jié)構(gòu)及其他方面的比較電氣柜

任何產(chǎn)品的應(yīng)用學(xué)習(xí)，抓住它的本質(zhì)則事半功倍。如果被困難先入為主，費時費力不說，甚至陷入死胡同也未可知。【思索】【琢磨】為什么有同學(xué)耗費大量的時間學(xué)習(xí)，成績卻不怎樣？

我們看看PLC應(yīng)用怎么快速入門。

plc在生活中的用途非常廣，特別是在自動化方面更為常用，自動化方面的朋友，掌握plc編程方面的知識，將為學(xué)習(xí)和工作帶來很大的幫助。

PLC中無非就是三大量：開關(guān)量、模擬量、脈沖量。只在搞清楚三者之間的關(guān)系，你就能快速的入門PLC了。

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?工控【資料庫】【軟件庫】使用指南1開關(guān)量也稱邏輯量

指僅有兩個取值，0或1、ON或OFF。它是chang用的控制，對它進行控制是PLC的優(yōu)勢，也是PLC基本的應(yīng)用。

關(guān)量控制的目的是，根據(jù)開關(guān)量的當(dāng)前輸入組合與歷史的輸入順序，使PLC產(chǎn)生相應(yīng)的開關(guān)量輸出，以使系統(tǒng)能按一定的順序工作。所以，有時也稱其為順序控制。

而順序控制又分為手動、半自動或自動。而采用的控制原則有分散、集中與混合控制三種。

2模擬量是指一些連續(xù)變化的物理量

如電壓、電流、壓力、速度、流量等。

PLC是由繼電控制引入微處理技術(shù)后發(fā)展而來的，可方便及可靠地用于開關(guān)量控制。由于模擬量可轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，數(shù)字量只是多位的開關(guān)量，故經(jīng)轉(zhuǎn)換后的模擬量，PLC也完全可以可靠的進行處理控制。

由于連續(xù)的生產(chǎn)過程常有模擬量，所以模擬量控制有時也稱過程控制。

模擬量多是非電量，組裝電氣柜，而PLC只能處理數(shù)字量、電量。所有要實現(xiàn)它們之間的轉(zhuǎn)換要有傳感器，把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)電量。如果這一電量不是標(biāo)準(zhǔn)的，還要經(jīng)過變送器，把非標(biāo)準(zhǔn)的電量變成標(biāo)準(zhǔn)的電信號，如4—20mA、1—5V、0—10V等等。

同時還要有模擬量輸入單元（A/D），把這些標(biāo)準(zhǔn)的電信號變換成數(shù)字信號；模擬量輸出單元（D/A），以把PLC處理后的數(shù)字量變換成模擬量——標(biāo)準(zhǔn)的電信號。

所以標(biāo)準(zhǔn)電信號、數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換就要用到各種運算。這就需要搞清楚模擬量單元的分辨率以及標(biāo)準(zhǔn)的電信號。例如：

PLC模擬單元的分辨率是1/32767，對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電量是0—10V，所要檢測的是溫度值0—100℃。那么0—32767對應(yīng)0—100℃的溫度值。然后計算出1℃所對應(yīng)的數(shù)字量是327.67。如果想把溫度值精que到0.1℃，把327.67/10即可。

模擬量控制包括：反饋控制、前饋控制、比例控制、模糊控制等。這些都是PLC內(nèi)部數(shù)字量的計算過程。

3脈沖量

是其取值總是不斷的在0（低電平）和1（高電平）之間交替變化的數(shù)字量。每秒鐘脈沖交替變化的次數(shù)稱為頻率。

PLC脈沖量的控制目的主要是位置控制、運動控制、軌跡控制等。例如：脈沖數(shù)在角度控制中的應(yīng)用。步進電機驅(qū)動器的細(xì)分是每圈10000，要求步進電機旋轉(zhuǎn)90度。那么所要動作的脈沖數(shù)值=10000/（360/90）=2500。