在PLC系統(tǒng)設計時,首先應確定控制方案,下一步工作就是PLC工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據(jù)。PLC及有關設備應是集成的、標準的,按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴充其功能的原則選型所選用PLC應是在相關工業(yè)領域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng),PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應與裝置規(guī)模和控制要求相適應。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關的編程語言有利于縮短編程時間,因此,工程設計選型和估算時,應詳細分析工藝過程的特點、控制要求,明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作,然后根據(jù)控制要求,估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設備特性等,后選擇有較高性能價格比的PLC和設計相應的控制系統(tǒng)。
一、輸入輸出(I/O)點數(shù)的估算
I/O點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔?,通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù),再增加10%~20%的可擴展
余量后,作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。實際訂貨時,還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點,對輸入輸出點數(shù)進行圓整。
二、存儲器容量的估算
存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小,程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小,因此程序容量小于存儲器容量。設計階段,由于用戶應用程序還未編制,因此,程序容量在設計階段是未知的,需在程序調試之后才知道。為了設計選型時能對程序容量有一定估算,通常采用存儲器容量的估算來替代。
存儲器內存容量的估算沒有固定的公式,許多文獻資料中給出了不同公式,大體上都是按數(shù)字量I/O點數(shù)的10~15倍,加上模擬I/O點數(shù)的100倍,以此數(shù)為內存的總字數(shù)(16位為一個字),另外再按此數(shù)的25%考慮余量。
三、控制功能的選擇
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空間的輻射電磁場(EMI)主要是由電力網(wǎng)絡、電氣設備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達、高頻感應加熱設備等產(chǎn)生的,通常稱為輻射干擾,其分布極為復雜。若PLC系統(tǒng)置于所射頻場內,就回收到輻射干擾,其影響主要通過兩條路徑;一是直接對PLC內部的輻射,由電路感應產(chǎn)生干擾;而是對PLC通信內網(wǎng)絡的輻射,由通信線路的感應引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場設備布置及設備所產(chǎn)生的電磁場大小,特別是頻率有關,一般通過設置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進行保護。
(2)來自系統(tǒng)外引線的干擾
主要通過電源和信號線引入,通常稱為傳導干擾。這種干擾在我國工業(yè)現(xiàn)場較嚴重。
(3)來自電源的干擾
實踐證明,因電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障的情況很多,筆者在某工程調試中遇到過,后更換隔離性能更高的PLC電源,問題才得到解決。
PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣,將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內部的變化,入開關操作浪涌、大型電力設備起停、交直流轉動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等,都通過輸電線路到電源邊。PLC電源通常采用隔離電源,但其機構及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實際上,由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在,隔離是不可能的。
1、梯形圖
梯形圖編程語言是從繼電器控制系統(tǒng)原理圖的基礎上演變而來的。PLC的梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)梯形圖的基本思想是*的,但是在使用符號和表達式等方面有一定區(qū)別。
梯形圖具有形象、直觀、簡單明了,易于理解的特點,特別適合開關量邏輯控制,是PLC基本、較普遍的編程語言。
2、語句表(STL)
語句表是用助記符來表達PLC的各種功能。它類似計算機的匯編語言,但比匯編語言通俗易懂,也是較為廣泛應用的一種編程語言。使用語句表編程時,編程設備簡單,邏輯緊湊、系統(tǒng)化,連接范圍不受限制,但比較抽象。一般可以與梯形圖互相轉化,互為補充。目前,大多數(shù)PLC都有語句表編程功能。
3、順序功能圖(SFC)
順序功能圖編程是一種圖形化的編程方法,亦稱功能圖。它的編程方式采用畫工藝流程圖的方法編程,只要在每個工藝方框的輸入和輸出端,標上特定的符號即可。采用順序功能圖編程,可以使具有并發(fā)、選擇等復雜結構的系統(tǒng)控制程序大為簡化。許多PLC都提供了用于SFC編程的指令,它是一種效果顯
信號在接入計算機前,在信號線與地間并接電容,以減少共模干擾;在信號兩極間加裝濾波器可減少差模干擾。
對