PLC控制柜知識(shí)

1、PLC控制柜的組成部分1、空開：一個(gè)總的空氣開關(guān)，這個(gè)是整個(gè)柜體的電源控制。相信每 個(gè)柜子都必須要有的一個(gè)東西。2、PLC :這個(gè)要根據(jù)工程需要選擇。打個(gè)比方如果工程小可以直接就 是一個(gè)一體化的PLC但如果工程比較大可能就需要模塊、卡件式的，同 時(shí)還可能需要冗余（也就是兩套交替使用）。3、24VDC的電源：一個(gè)24VDC的開關(guān)電源，大多數(shù)的PLC都是自 帶24VDC的電源，根據(jù)是否確實(shí)需要來定是否要這個(gè)開關(guān)電源。4、繼電器：一般PLC是可以直接將指令發(fā)到控制回路里，但也可能 先由繼電器中轉(zhuǎn)。打個(gè)比方，如果你 PLC的輸出口帶電是24VDC的， 但是你的控制回路里畫的圖需要 PLC供的節(jié)點(diǎn)卻是2

2、20VAC的，那么你 就必須在PLC輸出口加上一個(gè)繼電器，即指令發(fā)出時(shí)繼電器動(dòng)作，但后讓控制回路的節(jié)點(diǎn)接到繼電器的常開或常閉點(diǎn)上。 也是根據(jù)情況選擇是否 使用繼電器。5、接線端子：這個(gè)肯定是每個(gè)柜子都必不可少的東西根據(jù)信號(hào)數(shù)量 可以配置。如果只是一個(gè)單純的 PLC控制柜基本就是需要這些玩意，如 果你的控制柜內(nèi)還需要有其他的東西就看情況增加。比方說你有可能要對(duì) 某些現(xiàn)場(chǎng)的儀表或者小控制箱供電，可能你就得要增加空開數(shù)量?；蛘吣?要PLC接至上位機(jī)，可能就需要增加交換機(jī)什么的。視情況而定。PLC控制柜可完成設(shè)備自動(dòng)化和過程自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)完美的網(wǎng)絡(luò)功能，性能穩(wěn)定、可擴(kuò)展、抗干擾強(qiáng)等特點(diǎn)，是現(xiàn)代工業(yè)的

3、核心和靈魂。可 以根據(jù)用戶需求量身設(shè)計(jì)PLC控制柜、變頻柜等，滿足用戶要求，并可 搭配人機(jī)界面觸摸屏，達(dá)到輕松操作的目的。設(shè)備更可與des總線上位機(jī) modbus、Profibus等通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸；工控機(jī)、以太網(wǎng)等實(shí)現(xiàn)的控 制和監(jiān)控。PLC應(yīng)用領(lǐng)域典型應(yīng)用：水處理、恒壓供水、空壓機(jī)、風(fēng)機(jī)水泵、中央空調(diào)、港口 機(jī)械、機(jī)床、鍋爐、造紙機(jī)械、食品機(jī)械等等。PLC控制柜概述PLC綜合控制柜具有過載、短路、缺相保護(hù)等保護(hù)功能。它具有結(jié)構(gòu) 緊湊、工作穩(wěn)定、功能齊全?？梢愿鶕?jù)實(shí)際控制規(guī)摸大小，進(jìn)行組合，既 可以實(shí)現(xiàn)單柜自動(dòng)控制，也可以實(shí)現(xiàn)多柜通過工業(yè)以太網(wǎng)或工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線 網(wǎng)絡(luò)組成集散（DSC ）控制系統(tǒng)

4、。PLC控制柜能適應(yīng)各種大小規(guī)模的工 業(yè)自動(dòng)化控制場(chǎng)合。廣泛應(yīng)用在電力、冶金、化工、造紙、環(huán)保污水處理 等行業(yè)中。PLC控制柜使用條件供電電源：DC直流24V，兩相交流220v,（-10% , +15%）, 50HZ 防護(hù)等級(jí)：IP41或IP20環(huán)境條件：環(huán)境溫度在0C -55 C,防止太陽(yáng)光直接照射；空氣的相對(duì) 濕度應(yīng)小于85% （無凝露）。遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源，防止震動(dòng)頻率為10-55HZ 的頻繁或連續(xù)震動(dòng)。避免有腐蝕和易燃的氣體?；窘Y(jié)構(gòu)可編程邏輯控制器實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu) 基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，基本構(gòu)成為：一、電源可編程邏輯控制器的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作

5、用。如果沒 有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此，可編程邏輯控制器的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在 +10%（+15%）范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將 PLC直接連接到交流電 網(wǎng)上去二、中央處理單元（CPU）中央處理單元（CPU）是可編程邏輯控制器的控制中樞。它按照可編程 邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和 數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程 序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式 接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O映象區(qū)，然后從用戶 程序存儲(chǔ)器中逐條讀取

6、用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯 或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí) 行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送 到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高可編程邏輯控制器的可靠性，近年來對(duì)大型可編程邏 輯控制器還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三 CPU的表決式系統(tǒng)。 這樣，即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。三、存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。 存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。四、輸入輸出接口電路1、現(xiàn)場(chǎng)輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是 可編程邏輯控制器

7、與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道。2、現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路 集成，作用可編程邏輯控制器通過現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸 出相應(yīng)的控制信號(hào)。五、功能模塊如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊。六、通信模塊工作原理：當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三 個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè) 階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。1、輸入采樣階段在輸入采樣階段，可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入 狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束

8、后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。 在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài) 和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因 此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期， 才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。2、用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次 地掃描用戶程序（梯形圖）。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖 左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎| 點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯 線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O映 象區(qū)中

9、對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指 令。即,在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在 I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù) 據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在 I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ) 區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化， 而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí) 行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反， 排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描 周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點(diǎn)。 即使用I/O指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會(huì)被更新，程序直接從 I/O模塊取值，輸出過程影像寄存

10、器會(huì)被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū) 別。3、輸出刷新階段當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，可編程邏輯控制器就進(jìn)入輸出刷新階段。在 此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。 這時(shí)，才是可編程邏輯控制器的真 正輸出。功能特點(diǎn)：可編程邏輯控制器具有以下鮮明的特點(diǎn)。1、系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，以開關(guān)量控制為其特長(zhǎng)；也能進(jìn)行連續(xù)過程的PID回路控制；并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如 DDC和 DCS等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動(dòng)化。2、使用方便，編程簡(jiǎn)單，采用簡(jiǎn)明的梯形圖、邏輯圖或語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言，而無需計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試容易。另外,

11、可在線修改程序，改變控制方案而不拆動(dòng)硬件?？垢蓴_能力強(qiáng)，可靠性強(qiáng)，遠(yuǎn)高于3、能適應(yīng)各種惡劣的運(yùn)行環(huán)境，PLC閉環(huán)控制的變頻器節(jié)能改造系統(tǒng), 可以讓操作者在觸摸屏中直接設(shè)定目標(biāo)其他各種機(jī)型。摘要：本文介紹了基于西門子觸摸屏與摸屏和PLC在閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)中的使用, 值（壓力及溫度等），通過 PLC與實(shí)際值（傳感器的測(cè)量值）進(jìn)行比較運(yùn)算，直接向變頻 節(jié)能系統(tǒng)發(fā)出運(yùn)算指令（模擬信號(hào)） ，調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率。并可實(shí)時(shí)監(jiān)控到被控系統(tǒng)實(shí) 際值的大小及變頻器內(nèi)的多個(gè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)報(bào)警、記錄等功能。PLC與實(shí)際值（傳感器的測(cè)量值）進(jìn)行比較，調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率。并可實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)報(bào)警、記錄等功能。一般PLC西門

12、子觸摸屏結(jié)合西門子 PLC在閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)中的應(yīng)用是一種自 動(dòng)控制的趨勢(shì)。觸摸屏和 PLC在閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)中的使用，可以讓操作者在觸摸 屏中直接設(shè)定目標(biāo)值（壓力及溫度等），通過 運(yùn)算，直接向變頻節(jié)能系統(tǒng)發(fā)出運(yùn)算指令（模擬信號(hào)） 監(jiān)控到被控系統(tǒng)實(shí)際值的大小及變頻器內(nèi)的多個(gè)參數(shù)， 結(jié)合觸摸屏的閉環(huán)調(diào)節(jié)的變頻節(jié)能系統(tǒng)如下圖所示。控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)示意圖圖1觸摸屏結(jié)合PLC2、閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)用途閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)用途很廣，各種場(chǎng)合的變頻節(jié)能系統(tǒng)的拖動(dòng)方式及控制方式各有不同，具體應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇設(shè)計(jì)。下面列舉一些：中央空調(diào)節(jié)能：冷凍泵、冷卻泵、主機(jī)、卻塔風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)盤管

13、等。恒壓供水：水廠一、二級(jí)泵，供水管網(wǎng)增壓泵、大廈供水水泵等鍋爐：引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、給水泵等，變頻節(jié)能系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)預(yù)處理信號(hào)由鍋爐自 動(dòng)控制系統(tǒng)、DCS或多沖量控制系統(tǒng)給出。DCS汽輪機(jī)：循環(huán)泵、凝結(jié)泵等，其控制調(diào)節(jié)預(yù)處理信號(hào)由汽輪機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)及 給出。純水處理系統(tǒng)：軟化水泵、增壓泵等。潔凈室：增壓風(fēng)機(jī)、FFU群控等等。3、整個(gè)閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)的組成設(shè)備及其作用(1) PLC 選用 SIEMENS 公司的 S7-200 系列：由 CPU224XP、DIDO 模塊、AIAO模塊組成。PLC作為控制單元，是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心。其主要的作用要體現(xiàn)以下幾方面：完成對(duì)系統(tǒng)各種數(shù)據(jù)的采集以及數(shù)字量

14、與模擬量的相互轉(zhuǎn)換。完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的邏輯控制及PID調(diào)節(jié)的運(yùn)算。向觸摸屏提供所采集及處理的數(shù)據(jù)，并執(zhí)行觸摸屏發(fā)出的各種指令。將PID運(yùn)算的數(shù)據(jù)結(jié)果轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，作為調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率的控制信號(hào)。通過通信電纜及 USS4協(xié)議完成對(duì)變頻器內(nèi)部參數(shù)讀寫及控制。 觸摸屏采用SIEMENS公司MP370 :其主要作用如下 可實(shí)時(shí)顯示設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。 通過觸摸向PLC發(fā)出指令和數(shù)據(jù)，再通過PLC完成對(duì)系統(tǒng)或設(shè)備的控制。且功能 可做成多幅多種監(jiān)控畫面，替代了傳統(tǒng)的電氣操作盤及顯示記錄儀表等,更加強(qiáng)大。(3)變頻器：采用SIEMENS公司440系列，通過USS4協(xié)議可由觸摸屏通過 PLC 設(shè)置其內(nèi)部

15、的部分參數(shù)，根據(jù)PLC發(fā)送過來的數(shù)據(jù)(模擬量)值調(diào)節(jié)水泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，PLC。并將其內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)反饋到(4) 壓力、溫度等傳感器：將被控制系統(tǒng)(水系統(tǒng)或風(fēng)系統(tǒng))的實(shí)際參數(shù)值轉(zhuǎn)變成 電信號(hào)上傳至PLC。(5)電氣元件：給PLC、觸摸屏、變頻器及傳感器等供電，完成各種操作及驅(qū)動(dòng)等。4、觸摸屏畫面設(shè)計(jì)觸摸屏畫面由ProTool等專用軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后先通過編程電腦調(diào)試，合格 后再下載到觸摸屏。觸摸屏畫面總數(shù)應(yīng)在其存儲(chǔ)空間允許的范圍內(nèi)，各畫面之間盡量做到可相互及強(qiáng)制切換。(1 )主畫面的設(shè)計(jì)則應(yīng)在畫面一般的，可用歡迎畫面或被控系統(tǒng)的主系統(tǒng)畫面作為主畫面，該畫面可進(jìn)入到 各分畫面。各分畫面均能一步返回主

16、畫面。若是將被控主系統(tǒng)畫面作為主畫面，中顯示被控系統(tǒng)的一些住要參數(shù)，以便在此畫面上對(duì)整個(gè)被控系統(tǒng)有大致的了結(jié)。(2 )控制畫面的設(shè)計(jì)該種畫面主要用來控制被控設(shè)備的啟停及顯示變頻器內(nèi)部的參數(shù)，也可將變頻器參數(shù)的設(shè)定做在其中。該種畫面的數(shù)量在觸摸屏畫面中占的最多，其具體畫面數(shù)量由實(shí)際被控設(shè)備決定。(3) 參數(shù)設(shè)置頁(yè)面的設(shè)計(jì)該畫面主要是對(duì)變頻器的內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，同時(shí)還應(yīng)顯示參數(shù)設(shè)定完成的情 況，實(shí)際制做時(shí)還應(yīng)考慮加密的問題。（4）實(shí)時(shí)趨勢(shì)頁(yè)面的設(shè)計(jì)該畫面住要是以曲線記錄的形式來顯示被控值、變頻器的主要工作參數(shù)（如輸 出頻率）等的實(shí)時(shí)狀態(tài)。（5）信息記錄頁(yè)面的設(shè)計(jì)該畫面主要是記錄可能出現(xiàn)的設(shè)備損壞、

17、過載、數(shù)值超范圍和系統(tǒng)急停等故障。另外該畫面還可記錄各設(shè)備啟停操作，作為憑證。（6 ）節(jié)能畫面的設(shè)計(jì)該畫面主要是記錄和顯示變頻器的累積用電數(shù)及實(shí)時(shí)節(jié)電狀態(tài)，以便向用戶展 示變頻節(jié)能的好處，也可用來與其它的節(jié)電測(cè)量作比較。5、PLC程序設(shè)計(jì)PLC程序由S7-200專用編程軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后通過編程電腦下載到PLC進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，合格后即可使用。PLC在編程前應(yīng)先對(duì)各功能程序段的地址進(jìn)行規(guī)劃，以免重復(fù)使用同一地址，造成誤動(dòng)。（1 ）邏輯功能的設(shè)計(jì)這部分程序主要是完成各變頻器、水泵（或風(fēng)機(jī)）的啟動(dòng)停止、聯(lián)動(dòng)、聯(lián)鎖及 自動(dòng)投切等等功能，一般在離線狀態(tài)下就能完成軟件邏輯功能的測(cè)試。（2）PID功能的設(shè)計(jì)通過S7-200中的PID向?qū)Э赏瓿蒔ID調(diào)節(jié)程序，具體應(yīng)用時(shí)需根據(jù)實(shí)際被控 設(shè)備及采樣設(shè)備決定其配置。PID及顯（3 ）采樣程序的設(shè)計(jì)采樣元件使用標(biāo)準(zhǔn)配置時(shí)，應(yīng)注意采樣AD轉(zhuǎn)換后的具體數(shù)