中原區(qū)自動化控制柜-批發(fā)自動化控制柜-繼飛機電(多圖) ：

PLC控制系統(tǒng)設計時應注意以下幾點。

一、可編程序控制器（PLC）及編程器的選購：

目前市場上的PLC產(chǎn)品眾多，除國產(chǎn)品牌以外，國外的品牌有：日本OMRON、MITSUBISHI、FUJI、IDEC、HITACHI、松下，德國的西門子，韓國的LG等，如何選購PLC產(chǎn)品呢？

1. 系統(tǒng)

首先應確定系統(tǒng)用PLC單機控制還是用PLC形成網(wǎng)絡，由此計算輸入、輸出（I/O）點數(shù)，并且在選購PLC時要在實際需要點數(shù)的基礎上預留10%的余量。

2. 確定負載類型

根據(jù)PLC輸出端所帶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，或是晶閘管輸出。不同的負載選用不同的輸出方式對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是很重要的。

3. 執(zhí)行速度

存儲容量與指令的執(zhí)行速度是PLC選型的重要指標，一般存儲量越大、速度越快的PLC價格就越高，盡管國外各廠家產(chǎn)品大體相同，但也有一定區(qū)別。

4. 'COM'點的選擇

不同的PLC產(chǎn)品，其'COM'點的數(shù)量是不一樣的，有的一個'COM'點帶8個輸出點，有的帶4個輸出點，也有帶1個或2個輸出點。當負載的種類多且電流大時，采用一個'COM'點帶1-2個輸出點的產(chǎn)品，當負載種類少數(shù)量多時，采用一個'COM'點帶4-8個輸出點產(chǎn)品。

5. 合理選用PLC產(chǎn)品

因為各生產(chǎn)廠家的開發(fā)軟件不同，系統(tǒng)地兼容性也是選購時的重點，目前還沒有發(fā)現(xiàn)完全兼容的產(chǎn)品，應根據(jù)系統(tǒng)合理選用PLC產(chǎn)品。

6. 編程器的選購

PLC編程可采取三種方式：一是用一般的手持式編程器，它只能用廠家規(guī)定的語句表中的語句編程。正中方式易于現(xiàn)場調(diào)試并且體積小成本低，但它的效率低適應機種類型少，比較適用于系統(tǒng)容量小、用量少的系統(tǒng)中。二是圖形編程器編程，這種方式采用圖形方式編程，方便直觀，一般電氣人員短期就可以應用自如，但編程器價格較高。三是用IBM及其兼容個人計算機+PLC軟件包編程，這是常用的一種方式，但大部分軟件包價格昂貴。

7.產(chǎn)品質(zhì)量

盡量選用大公司的產(chǎn)品，因為其產(chǎn)品質(zhì)量有保障，且技術支持好，一般售后服務也較好，有利于以后產(chǎn)品的擴展與軟、硬件升級。

二、輸入、輸出回路的設計

1.電源回路

PLC供電一般為AC85-240V（也有DC24V），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）

2.PLC上DC24V電源的使用

各公司PLC產(chǎn)品上一般都有DC24V電源，但該電源容量小，為幾十毫安至幾百毫安，用其帶負載時應注意容量，同時做好防短路措施（因為該電源的過載或短路將影響PLC的運行）。

3.外部DC24V電源

若輸入回路有DC24V供電的接近開關、光電開關等，而PLC上的DC24V電源容量不夠時，要從外部提供DC24V電源；但該電源的'一'端不要與PLC的DC24V電源的'一'以及'COM'端相連，否則會影響PLC的運行。

4.輸入的靈敏度

各生產(chǎn)廠家對PLC的輸入電壓和電流都有規(guī)定，當輸入元件的輸入電流大于PLC的入電流或有漏電流時，就會有誤動作，降低靈敏度。所以應適用弱電流輸入并對漏電流采取防護措施，并且選用輸入為供漏型輸入的PLC。

5. 對感性負載處理

在輸入、輸出端接感性負載時，要在負載兩端并聯(lián)一個沖擊抑制器或二極管，二極管的陰極與電壓㈩極側(cè)連接。

6. 外部互鎖與接地

利用PLC控制電機正反轉(zhuǎn)等正、反工作時，為避免PC的異常動作引起事故及機械損壞，應在外部組成一個連鎖回路。

接地：GR端子是大地接地端子。用防止感應電的專用接地線（截面積2mm2以上的電線）采用第三種接地方式（接地電阻100Ω以下）。

LG是噪音濾波器中性端子，若因噪音大而產(chǎn)生誤動作，或為了防止電ji，GR短接，采用第三種接地方式。接地線的長度在20m以內(nèi)為宜。

接地線與其它設備共用或與建筑物的金屬結(jié)構(gòu)連接會適得其反，受到惡劣影響。

7. PLC外部驅(qū)動電路

對于PLC輸出不能直接帶動負載的情況下，必須在外部采用驅(qū)動電路，可以用固態(tài)繼電器或晶閘管電路驅(qū)動，同時應采用保護電路和浪涌吸收電路。

另外PLC的輸入輸出布線也有一定要求，請參照各公司的使用說明書。

三、擴展模塊的選用

對于小的系統(tǒng)，如80點以內(nèi)的系統(tǒng)，一般不需要擴展；當系統(tǒng)較大時，就要擴展。不同公司的產(chǎn)品，對系統(tǒng)總點數(shù)及擴展模塊數(shù)量都有限制，當擴展仍不能滿足需要時，可采用網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。同時，有些廠家產(chǎn)品的個別指令不支持擴展模塊，因此，在進行軟件編程時要注意。當采用溫度等模擬模塊時，各廠家也有一些規(guī)定，請參閱相關技術手冊。

四、 PLC的網(wǎng)絡設計

當用PLC進行網(wǎng)絡設計時，其難度比PLC單機控制大得多，首先應選用自己比較熟悉的機型，對其基本指令和功能指令有較深入的了解，并且指令的執(zhí)行速度和用戶程序存儲容量也應仔細了解。否則不能適應實時要求，造成系統(tǒng)崩潰。另外對通信接口，通信協(xié)議、數(shù)據(jù)傳送速度等也要考慮。

后還要向PLC的廠家尋求網(wǎng)絡設計和軟件支持及詳細技術資料，至于選用幾層工作站，依照系統(tǒng)大小而定。

五、 軟件編制

在編制軟件前，應首先熟悉所選用的PLC產(chǎn)品說明書，待熟悉后再編程。若采用圖形編程器或軟件包編程，則可直接編程，若用手持編程器編程，應先畫出梯形圖，然后編程，這樣可以減少出錯，速度也快，編成完成后先空運轉(zhuǎn)，待各個動作正常后，再在設備上調(diào)試。自動化控制柜

可編程控制器基礎自動化控制柜

1.0 可編程控制器概述

可編程控制器（programmable controller）為了與個人計算機（PC）加以區(qū)分，又簡稱為PLC（Programmable Logic Controller）。

1987年國際電工委會（International Electrical Committee）頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義： “PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計?！?/p>

1.可編程控制器的由來

在市場經(jīng)濟中，成本與效率成了制造業(yè)的追求。為了適應市場的需求，工業(yè)控制產(chǎn)品的更新?lián)Q代已經(jīng)勢在必行。在20世紀60年代，用于制造業(yè)的生產(chǎn)流水線主要是采用繼電器控制，但產(chǎn)品不是一成不變的，需要更改工藝或流程。這樣，修改一條生產(chǎn)線要更換大量的硬件和進行復雜的線路的改接，在一定程序上浪費了硬件、延長了施工周期、增加了成本。于是人們試圖研制一種新型的通用控制設備。1968年，美國通用汽車公司（GM）以客戶的名義對外提出了10項招標指標：

1. 編程方便，可在現(xiàn)場修改程序；

　　2. 維修方便，hao是插件式；

　　3. 可靠性高于繼電器控制柜；

　　4. 體積小于繼電器控制柜；

　　5. 可將數(shù)據(jù)直接送入管理計算機；

　　6. 在成本上可與繼電器控制競爭；

　　7. 輸入可以是交流115V；

　　8. 輸出為交流115V/2A以上，能直接驅(qū)動電磁閥；

　　9. 系統(tǒng)在擴展時，原有系統(tǒng)只要很小變更；

10. 用戶程序存儲容量至少能擴展到4K字節(jié)。

美國數(shù)字設備（DEC）公司中標，于1969年美國數(shù)字設備公司成功研制世界上第yi臺可編程序控制器PDP-14，并在GM公司的汽車自動裝配線上使用并獲得成功。接著美國MODICON公司也研制出084控制，從此，這項新技術迅速在世界各國得到推廣應用。1971年日本從美國引進這項技術，很快研制出第yi臺可編程序控制器DSC-18。1973年西歐國家也研制出他們的第yi臺可編程控制器。我國從1974年開始研制，安裝自動化控制柜，1977年開始工業(yè)推廣應用。

2.PLC的應用領域自動化控制柜

　目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，控制方式大致可歸納為如下幾類：

①開關量的邏輯控制

　　這是PLC基本、廣泛的應用領域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。

②模擬量控制

　　在工業(yè)生產(chǎn)過程當中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。

③運動控制

　　PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構(gòu)配置來說，早期直接用于開關量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅(qū)動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。

④過程控制自動化控制柜

　　過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。

⑤數(shù)據(jù)處理

　　現(xiàn)代PLC具有運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。

⑤通信及聯(lián)網(wǎng)自動化控制柜

PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

3. PLC的構(gòu)成

　　從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。

　?、?CPU的構(gòu)成

CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中shu的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務產(chǎn)生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。

模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA，0-20mA）、電壓型（0-10V，0-5V，-10-10V）等，按精度分，有12bit，14bit，16bit等。

　　除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。

　　按I/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其da數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受da的底板或機架槽數(shù)限制。

③電源模塊自動化控制柜

PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。

　?、艿装寤驒C架自動化控制柜

　　　大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，調(diào)試自動化控制柜，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。

1、按照圖紙檢查回路（未送電狀態(tài)下）

一般PLC系統(tǒng)的圖紙包含柜內(nèi)圖紙和柜外圖紙兩部分；柜內(nèi)圖紙指柜子內(nèi)部的接線圖；柜外圖紙是所有接出電氣柜的接線圖。這一部分需要檢查的是；1圖紙設計是否合理，包括各種元器件的容量等等。2根據(jù)圖紙檢查元器件是否嚴格按照圖紙連接。

在這一過程中，需要注意的地方就是檢查電源，1確?；芈窙]有短路。2確保強弱電沒有混合到一起；因為PLC電源為24v，一旦因為接線錯誤導致220V接進PLC里，很容易將PLC或者拓展模塊燒毀。

2、檢查PLC外部回路，也就是俗稱的“打點”

電源確認完畢后送電，測試輸入輸出點，這就是俗稱的“打點”，測試IO點需要挨個測試，包括操作按鈕，急停按鈕，操作指示燈以及氣缸及其限位開關等等，具體方法是一人在現(xiàn)場側(cè)操作按鈕等，另一人在PLC測監(jiān)控輸入輸出信號；對于大型系統(tǒng)應該建立測試表，即測試后做好標記。如果發(fā)現(xiàn)在施工過程中有接線錯誤的地方需要立即處理。

這一步應該注意的是需要將程序備份后清空PLC里面的程序或者將程序禁用，避免因測試導致設備的動作。

3、檢查機械結(jié)構(gòu)并測試電機類負載

這一步需要檢查機械結(jié)構(gòu)是否緊固等等，電機類負載是否做好相應保護，避免因意外導致的事故，檢查完畢后需要手動去測試設備運行，如正反轉(zhuǎn)電機類，需要測試線路是否完好并帶電試車，變頻器類設置相應參數(shù)并進行電機優(yōu)化，靜態(tài)識別或者動態(tài)識別等。

這里需要注意的是對于一些特殊負載，比如說垂直類上下移動的負載需要由專業(yè)人員進行，以免因控制不當導致測試事故。

4、調(diào)試手動模式/半自動模式以及相關邏輯關系

IO點和負載側(cè)都測試以后，中原區(qū)自動化控制柜，接下來要進行的就是手動模式下的調(diào)試。這里的手動模式也可以叫做半自動模式，不是用手直接去按動電磁閥或接觸器等，而是指通過按鈕或者HMI的按鈕等去驅(qū)動設備，是與自動狀態(tài)對應的。手動模式的測試可以將自動模式按照人的意愿分解，方便測試程序。

這一環(huán)節(jié)重要的是要測試安全功能，即在設備運行狀態(tài)下測試急停，安全光柵等等的安全功能是否起到相應作用。

5、根據(jù)生產(chǎn)工藝調(diào)試自動模式

在完成半自動調(diào)試后，可進一步調(diào)試自動工作。這一環(huán)節(jié)是重要的，需要根據(jù)生產(chǎn)工藝測試各種連鎖，包括邏輯連鎖，安全連鎖等，而且要多測試幾個工作循環(huán)，以確保系統(tǒng)能正確無誤地連續(xù)工作。

6、特殊工藝的測試

PLC系統(tǒng)里除了邏輯控制，還有很多拓展出來的功能，比如說PID控制等，當這些邏輯調(diào)試基本完成后，可著手調(diào)試模擬量、脈沖量控制。主要的是選定合適控制參數(shù)。一般講，這個過程是比較長的。要耐心調(diào)，參數(shù)也要作多種選擇，再從中選出優(yōu)者。有的PLC，它的PID參數(shù)可通過自整定獲得。但這個自整定過程，也是需要相當?shù)臅r間才能完成的。

7、完成上述所有的步驟

整個調(diào)試基本算是完成了。接下來就到了預生產(chǎn)的步驟了，預生產(chǎn)是生產(chǎn)前的工作檢測，在該階段可以配合生產(chǎn)進行一些特殊的測試，比如說生產(chǎn)節(jié)奏是否滿足，帶載情況下安全功能還能否起作用等等，一般連續(xù)生產(chǎn)一定時間后就可以交工了。

新手尤其需要注意電源，記得我在多年前調(diào)試一個項目的時候，因為施工單位將大皮帶的拉繩開關的220V觸點和24V觸點接錯了（皮帶的拉繩開關為安全裝置，兩組觸點，一組為220V斷開控制回路，另一組為24V進入PLC），導致燒毀了一個數(shù)字量輸入模板，后來就長記性了，再調(diào)試的時候一定分清220和24，就再也沒出現(xiàn)過問題。