PLC工作原理及環(huán)境要求

1、文檔來源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持PLC工作原理及環(huán)境要求在此就本公司PLC （可編程控制器）的 SYSMAC PLC中共通的基本動作，對初次選用本公司PLC的客戶以必要的術(shù)語為中心進(jìn)行解說。但不包括您購買后的FA系統(tǒng)和PLC編程設(shè)計時所需要的技術(shù)信息。I/O刷新在PLC （可編程控制器）中，客戶所設(shè)計的用戶程序通過一邊讀寫PLC內(nèi)的存儲器區(qū)域（歐姆龍稱 I/O存儲器）的信息一邊將指令從開始到最后逐個執(zhí)行的方式來進(jìn)行處理。另一方面，對于與PLC或I/O單元直接相連的感應(yīng)器/開關(guān)等PLC外的數(shù)據(jù)，按照一定時序，會與 PLC內(nèi)的I/O存儲器的數(shù)據(jù)一并更 新。這種PLC外

2、的數(shù)據(jù)與PLC內(nèi)的I/O存儲器的數(shù)據(jù)的一并更新，即稱為 I/O刷新動作。了解按照怎樣的時序進(jìn)行I/O刷新，在研究客戶所設(shè)計的 FA系統(tǒng)和用戶程序的動作時非常重要。SYSMACPLC的情況下，該I/O刷新動作會在執(zhí)行完所有的指令后馬上進(jìn)行。（參見下圖）周期時間在PLC處理周期中，從I/O刷新執(zhí)行（開始）到下一次的I/O刷新執(zhí)行（處理）之間的時間，即周期時間。周期時間包含共通處理（自我診斷）、用戶程序執(zhí)行處理、I/O刷新處理、外圍服務(wù)處理等所需要的時間。1如周期時間過長，則與PLC外部進(jìn)行數(shù)據(jù)更新的周期變長，輸入輸出的響應(yīng)時間變長，導(dǎo)致無法獲取比周期時間短的輸入的變化。2如周期時間短，則輸入輸出的

3、響應(yīng)時間變短，可進(jìn)行高速處理。3如更改周期時間，則命令的執(zhí)行間隔及輸入輸出的響應(yīng)時間也會改變。SYSMAC PLC的情況下，可按照以下的步驟計算出周期時間。周期時間（Cycle time ）=共通處理時間+指令執(zhí)行時間+I/O刷新時間+外圍服務(wù)時間各SYSMAC PLC機(jī)種的執(zhí)行時間的計算方法，在產(chǎn)品手冊中有記載。 中斷任務(wù)通常，在PLC的處理周期內(nèi)，用戶程序包括 I/O刷新等其他處理，將按順序執(zhí)行。（參見I/O刷新項）。在這個處理周期中能夠優(yōu)先執(zhí)行的處理，即中斷任務(wù)。如事先指定的中斷條件成立，則中斷處理周期，優(yōu) 先執(zhí)行該處理。（根據(jù)SYSMAC PLC 機(jī)種的不同，也有將中斷任務(wù)表示為中斷程

4、序的情況，在本文中采用 CS/CJ 系列中使用的中斷任務(wù)的表示法進(jìn)行說明） 。例如，在SYSMAC CS/CJ系列中，作為中斷任務(wù)，可提供斷電中斷、定時中斷、I/O中斷、按內(nèi)部計時器的恒定周期中斷、外部中斷等方式。主要的中斷任務(wù)內(nèi)容斷電中斷電源切斷時執(zhí)行定時中斷按一定的時間間隔執(zhí)行I/O中斷在中斷輸入單元的接點(diǎn)上升沿處執(zhí)行外部中斷有來自高功能I/O單元、CPU高功能單元、內(nèi)插板（僅 CS系列）的請求時執(zhí)行I/O分配在用戶程序中，為了對PLC內(nèi)裝載的輸入輸出單元的輸入、 輸出信號進(jìn)行處理，有必要事先為其分配 PLC 內(nèi)的I/O存儲器的地址。將PLC內(nèi)裝載的單元的輸入、 輸出信號分配到I/O存儲器

5、上，即為I/O分配。CPU 單元即根據(jù)該I/O分配信息執(zhí)行裝載單元及I/O刷新動作。將PLC內(nèi)裝載的單元的輸入、輸出信號分配到I/O存儲器上，即為I/O分配。CPU單元即根據(jù)該I/O分配信息執(zhí)行裝載單元及I/O刷新動作。在線自動登錄離線自動登錄CPU單元的存儲區(qū)域在PLC內(nèi)，進(jìn)行用戶程序、I/O存儲器的數(shù)據(jù)及注釋信息、CPU單元及高功能單元的設(shè)定信息、登錄 I/O表信息等各類的數(shù)據(jù)的處理。保存這些PLC所處理的全部數(shù)據(jù)的地方，即 CPU單元內(nèi)的存儲區(qū)域。SYSMAC PLC 時，有以下3 種存儲區(qū)域，由電池支持。此外，在SYSMAC CS/CJ 系列，因有內(nèi)置閃存，可將存儲區(qū)域的內(nèi)容受到支持，

6、即使電池的電壓降低，用戶程序和參數(shù)區(qū)域的數(shù)據(jù)也不會消失。用戶程序區(qū)域記錄客戶所設(shè)計的用戶程序。I/O 存儲器區(qū)域通過指令的操作碼，可以訪問該區(qū)域。記錄通道I/O（ CIO） 、內(nèi)部輔助繼電器、保持繼電器、特殊輔助繼電器、數(shù)據(jù)存儲器、擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器、計時完成標(biāo)志?當(dāng)前值、計數(shù)完成標(biāo)志?當(dāng)前值、任務(wù)標(biāo)志、變址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、條件寄存器、時鐘脈沖等的信息。I/O 存儲器區(qū)域的數(shù)據(jù)中包括：斷電后恢復(fù)時，內(nèi)容會被清除的區(qū)域，以及可保持以前的信息的區(qū)域。參數(shù)區(qū)域PLC 所處理的各種初始設(shè)定信息。記錄 PLC 系統(tǒng)設(shè)定、登錄I/O 表、路由表、CPU 高功能單元系統(tǒng)設(shè)定等的信息。PLC 控制柜的設(shè)置PL

7、C 控制柜的安裝環(huán)境以下就 PLC 控制柜（以下簡稱“ 柜 ”）安裝時的環(huán)境條件及對策進(jìn)行說明。溫度PLC的使用環(huán)境溫度與元件的使用溫度有關(guān)，通常應(yīng)該在5c40c的范圍內(nèi)。另一方面，在非強(qiáng)制冷卻的自然冷卻的控制柜等中，由于設(shè)備及系統(tǒng)的節(jié)省空間及小型化，柜本身也小型化了，那么柜內(nèi)溫度與柜外溫度比較，由經(jīng)驗(yàn)可知有時會高出10c15c以上。因此，有必要針對設(shè)置的場所及柜內(nèi)的發(fā)熱問題，采取以下的對策，為確保柜內(nèi)的溫度不超過單元的使用溫度范圍，應(yīng)盡量保留充足的溫度余量，使之在有余量的溫度范圍內(nèi)使用。高溫（圖1. 參照）自然風(fēng)冷式（依靠柜上下的百葉窗自然通風(fēng)）向柜內(nèi)安裝時，不使用風(fēng)扇、空調(diào)等冷卻設(shè)備是最好

8、的方法。此時，有關(guān)PLC 的安裝的注意點(diǎn)如下：1 不要設(shè)置在柜內(nèi)熱空氣聚集的最上部2 為確保通風(fēng)空間，上下部要和其他的設(shè)備、配線管等之間應(yīng)維持充分的間隔距離3 不要在指定以外的方向進(jìn)行安裝（如縱向或上下顛倒），否則會造成PLC 內(nèi)部的異常發(fā)熱4 不要安裝在加熱器、變壓器、大容量電阻等發(fā)熱量大的設(shè)備正上方5 避開陽光直射的地方強(qiáng)制通風(fēng)式（依靠柜上部的風(fēng)扇進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)）強(qiáng)制循環(huán)式（依靠密閉結(jié)構(gòu)的柜內(nèi)的風(fēng)扇進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)通風(fēng)）房間整體冷卻方式（用空調(diào)將放置控制柜的房間整體冷卻）注意事項環(huán)境條件與冷卻方式的關(guān)系如下。?將控制柜設(shè)置在粉塵少的房間內(nèi)-或?設(shè)置在有粉塵的地方-或使用風(fēng)扇時的對策1 在外部空氣

9、的吸入口安裝空氣過濾器，采取防止灰塵進(jìn)入的措施2 空氣過濾器要定期用水清洗3 防備風(fēng)扇及空調(diào)發(fā)生故障，可采取在PLC 的附近安裝溫度感應(yīng)器以發(fā)出報警的對策低溫在寒冷地帶等地方，早晨開機(jī)時溫度低于0 時，可在柜內(nèi)安裝小容量的空間加熱器，將柜內(nèi)空氣預(yù)熱到5 左右。此外，由于PLC 電源在通電狀態(tài)下發(fā)熱，所以不要關(guān)斷電源。濕度為了保持PLC的絕緣特性，通常必須在相對濕度為35%85%的范圍內(nèi)使用。特別是冬季暖氣時通時斷，有時會因急劇的溫度變化而造成結(jié)露，導(dǎo)致短路而引起誤動作。有此類危險的時候需要在夜間保持電源接通、或者在控制柜內(nèi)設(shè)置加熱器進(jìn)行微加熱等，以防止結(jié)露現(xiàn)象。（參見圖2）振動 ? 沖擊將 P

10、LC 按照環(huán)境試驗(yàn)方法（電氣電子）中的正弦波振動試驗(yàn)法（ JISC0040/IEC68-2-6 ） 及沖擊試驗(yàn)法（ JISC0041/IEC68-2-27 ）進(jìn)行試驗(yàn),在一般規(guī)格的振動?沖擊下，不應(yīng)發(fā)生誤動作但是，不要設(shè)置在經(jīng)常有振動? 沖擊，特別是這種振動與沖擊可能直接施加在PLC 或控制柜上的場所。減緩振動和沖擊的方法如下。1對于來自外部的振動及沖擊，可將控制柜與其發(fā)生源分開?；?qū)LC及控制柜用防振橡膠固定2對房屋的結(jié)構(gòu)、地板進(jìn)行防振動處理。大氣在以下場所使用時，可導(dǎo)致連接器類的接觸不良及元件? 零件的腐蝕，因此有必要采取空氣凈化等對策。在灰塵?酸 ?鐵粉多的場所及有油煙?有機(jī)溶劑等漂浮

11、的場所，可使用內(nèi)部溫度不會大幅上升的大的密閉結(jié)構(gòu)的柜。特別在有腐蝕性氣體的場所，要對控制柜進(jìn)行空氣清洗（空氣凈化），通過柜內(nèi)稍微加壓，防止外部腐蝕氣體的進(jìn)入。在有可燃性氣體的場所，有可能成為火源?？砂惭b防爆設(shè)備或者不要在該場所使用。操作空間在設(shè)置 PLC 及柜的時候，要考慮到使用及可操作性、同時還要考慮到維護(hù)等操作，因此請注意以下內(nèi)容。要留有易于程序操作和更換單元的空間。另外，考慮到維護(hù)？操作的安全性，盡量遠(yuǎn)離高壓設(shè)備及動力設(shè)備設(shè)置 PLC 、輸入輸出單元的安裝位置應(yīng)考慮到卸載工具等外圍設(shè)備的連接與操作的方便性 PLC 、輸入輸出單元往往裝有維護(hù)檢查用指示燈，因此要安裝到操作人員易于看見、手能

12、夠達(dá)到的高度的位置。應(yīng)用 PLC 的控制系統(tǒng)中，多半要考慮以后的改造、擴(kuò)展，因此要預(yù)先考慮留有1-2成的擴(kuò)展空間。如必要，可在柜的后面，留出 600mm左右的空間作為維護(hù)通道。PLC 控制柜的電氣環(huán)境電源、接地及噪聲（干擾）等是主要的電氣環(huán)境。在設(shè)備安裝、布線時，最重要的就是要把防止對人體的危害，并不讓電氣信號受到影響（干擾）等問題PLC 的設(shè)置場所考慮到維護(hù)操作的安全性，應(yīng)與高壓設(shè)備（600V 以上）及動力設(shè)備分開設(shè)置。不得已的情況下，也要盡可能將其遠(yuǎn)離設(shè)置（參見圖3）PLC 及各單元的配置與布置（參見圖4）與 CPU 單元相鄰的單元，最好是特殊單元和輸入單元等干擾產(chǎn)生少的單元外部電路的電磁

13、接觸器及繼電器類，其線圈及接點(diǎn)即干擾發(fā)生源，因此應(yīng)與PLC分開配置。（大致在100mm以上）電源系統(tǒng)的布線（參見圖5）將 PLC 電源與輸入輸出設(shè)備的電源分開，并在PLC 電源的導(dǎo)入部的附近安裝噪聲濾波器。通過增設(shè)隔離變壓器，可使接地干擾大幅地衰減。此時，隔離變壓器的二次側(cè)請采用非接地方式。變壓器與PLC 間的布線按最短距離緊密地雙絞線布線，而與高壓線及動力線則要分開布線。外部輸入輸出信號線的布線在輸出信號上連接有感性負(fù)載時，為吸收噪聲，在交流電路中將浪涌抑制器、直流電路中將二極管連接到各感性負(fù)載的附近。（參見圖6 與圖7）絕對不能將輸出信號線與高壓線及動力線扎成線束，也不能接近、平行布線。接

14、近時，可用導(dǎo)管進(jìn)行分離或用其他的電線管進(jìn)行布線。此時，導(dǎo)管和電線管必須接地。（參見圖8）不能用導(dǎo)管分離時，可全部使用屏蔽電纜，將PLC側(cè)與接地端子連接，輸入設(shè)備側(cè)開路。采用沒有共通阻抗的布線是理想的方法。但是，此時因?yàn)椴季€增多，有時要共用返回電路。返回電路應(yīng)使用有充分余量的粗電線，并將相同信號水平歸在一起布線輸入輸出線長時，將輸入信號線與輸出信號線分開布線。指示燈（特別是燈絲型）使用雙絞線布線。將輸入設(shè)備及輸出負(fù)載設(shè)備的噪聲發(fā)生源采用CR 浪涌吸收器、二極管等抗干擾對策很有效外部布線對于能否建立強(qiáng)大的系統(tǒng)抗各種噪聲，使系統(tǒng)在比較高的可靠性的基礎(chǔ)上運(yùn)行，布線方法起著比較大的作用。布線操作，特別是

15、抗干擾對策，很多時候是要依靠經(jīng)驗(yàn)的，因此以本手冊等為基礎(chǔ)，在良好的管理體制下進(jìn)行操作是很必要的。誤布線的防止如在電纜上纏上標(biāo)記帶簽顯示走向，則不僅可以防止布線時的錯誤，而且便于布線后的檢查及維護(hù)。分不同顏色進(jìn)行布線。把傳送同種類信號的電纜放到同一個導(dǎo)管內(nèi)，進(jìn)行分組。一般的注意事項不要將電線用從端子到端子的對接方式相互連接。多芯電纜的終端應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹渭肮潭ǎ悦庠陔娋€端受到拉力。連接到門等可動部分時，將電線的一端固定到固定部分，另一端固定到可動部分，并使用軟電線，不要因門的開關(guān)導(dǎo)致電線的損傷。電線的末端使用壓接端子，與端子連接時，應(yīng)用轉(zhuǎn)矩螺絲刀，以適當(dāng)?shù)膲毫⒙葆敂Q緊達(dá)到連接。特別是連接通入

16、 AC 電源單元的端子時，為了確保安全，希望不要使用U 型壓接端子，而應(yīng)使用環(huán)型壓接端子。布線時PLC 單元上安裝了防塵罩的時候，在布線結(jié)束之前不得除去該罩，以防布線的碎屑進(jìn)入其中。另外，因?yàn)榭紤]到動作時，內(nèi)部的溫度上升很大，會導(dǎo)致功能下降，所以在布線結(jié)束后一定要將防塵罩除去。電源電路的配線全部選用對絞線因?yàn)闀乖肼暈V波器的效果降低，所以不要將噪聲濾波器的初級側(cè)與次級側(cè)扎在一起。布線路徑下述的組合，由于信號的種類 ？性質(zhì)及電平不同，以及電氣感應(yīng)等等S/N （信號對噪聲）降低，因此，原則上應(yīng)使用其他的電纜、通過其他路徑布線。此外，分類整理后布線，也易于將來的維護(hù)及系統(tǒng)更換時的作業(yè)。電力線與信號線

17、輸入信號與輸出信號模擬信號與數(shù)字信號高電平信號與低電平信號通信線與動力線 DC 信號與 AC 信號高頻設(shè)備（變頻器等）與信號線（通信）布線方法將性質(zhì)不同的信號電纜放入同一導(dǎo)管內(nèi)時，一定要隔離盡量避免將多個電源線容納在同一導(dǎo)管內(nèi)。不得不一起設(shè)置時，需在導(dǎo)管內(nèi)設(shè)隔板，并將該隔板接地。（參見圖 9）應(yīng)用電線管布線時，因?yàn)殡娋€管發(fā)熱，不要將 1個電路的電線分別置于不同的電線管內(nèi)。（參見圖10）為了不使動力電纜與信號電纜之間互相影響，不要將其平行布線。如安裝在設(shè)置有高壓設(shè)備的柜內(nèi)，由于會感應(yīng)出噪聲，所以盡量遠(yuǎn)離高壓、動力系統(tǒng)進(jìn)行布線設(shè)置。在距離高壓線動力線200mm以上處安裝PLC,或?qū)⒏邏壕€和動力線放

18、入金屬管內(nèi)布線，并將金屬管進(jìn)行完全 D 類接地（第3種接地）。 （參見圖11 ）其他注意事項5文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.輸入輸出模塊根據(jù)機(jī)型不同有負(fù)公共端子和正性公共端子，布線時要注意極性。光纖電纜的外觀與一般的通信電纜和電力電纜相似，但是內(nèi)部卻是由纖維及保護(hù)纖維的受拉桿件、填充線、填充物組成，因此使用時要十分注意。特別是布設(shè)施工，要按照規(guī)定的方法和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，不可有過激的沖擊張 力、過度的彎曲、扭轉(zhuǎn)、過度擠壓。接地接地目的接地有2個目的。通過將漏電、感應(yīng)時由于故障等產(chǎn)生的電位保持在接地電位水平以防止人體觸電，即以保證安全為目的的保護(hù)接地。包括為防止外部侵入的

19、噪聲，及為防止設(shè)備及裝置自身產(chǎn)生的噪聲給其他的設(shè)備及裝置帶來危害的防干擾用接地，是為發(fā)揮該設(shè)備或系統(tǒng)的功能所必需的接地（功能接地）。關(guān)于這些接地，有時需要憑經(jīng)驗(yàn)通過實(shí)驗(yàn)來解決。因此，事先必須進(jìn)行充分研究及考慮，再進(jìn)行接地。接地的方法與注意事項（1） 一點(diǎn)接地的原則希望事先考慮到接地線是 決定電位的設(shè)施。正常狀態(tài)下，接地線中沒有電流流動（不可將電流回流的返回電 路與接地共用）。（2）接地時，盡量使用專用接地（其接地極與其他的接地極相距10m以上）。接地工程用D類接地，最好是與其他設(shè)備的接地分開的專用接地。無法使用專業(yè)接地時，如圖 12 （b）所示，其接地極與其他設(shè)備的接地極相連接相連構(gòu)成共用接地

20、。特別是必須避免與電機(jī)/變頻器等大功率設(shè)備共用接地，為了防止互相影響，應(yīng)分別進(jìn)行接地。避免向單純以防觸電為目的的多個設(shè)備連接的接地極（有時僅為鋼筋）進(jìn)行接地。接地極應(yīng)盡量靠近 PLC ,以便縮短接地線。（3）接地上的注意事項信號線接地與外殼接地為同一接地時，有必要利用絕緣體與通道基板（接地的控制柜等內(nèi)的金屬板）絕緣。（參見圖13）裝有PLC的柜在電氣上需要和其他設(shè)備絕緣設(shè)置。這是為了防止受到其他電氣設(shè)備漏電流的影響。有高頻設(shè)備時，在將高頻設(shè)備接地的同時，裝有 PLC的柜本身也要切實(shí)接地。應(yīng)用屏蔽電纜進(jìn)行輸入輸出布線時的屏蔽導(dǎo)體的接地，要如圖14所示將靠近PLC側(cè)的屏蔽導(dǎo)體連接到外殼接地端子上。

21、另外，至于通信電纜，則要遵守該通信單元的手冊中的屏蔽處理原則。4）PLC的接地端子PLC中設(shè)有下面的2個接地端子。.:與PLC的底板連接，通常用于防止觸電，保護(hù)接地端子接地。，:與噪聲濾波器的中性點(diǎn)連接，在因電源干擾導(dǎo)致誤動作時接地的功能接地端子。，:熱如將端子正確地接地，雖有使電源的共模干擾減弱的效果，但因?yàn)榻拥胤吹故叭×嗽肼暤那闆r也很多，因 此使用時要注意。（5） AC電源單元的布線中，設(shè)備電源單相接地時，一定將接地相側(cè)連接到L2/N （或L1/N）端子側(cè)。歐姆龍PLC的過程控制歐姆龍PLC過程控制系統(tǒng)是以 SYSMAC CS/CJ 系列PLC為基礎(chǔ)的過程控制系統(tǒng)。因?yàn)槭且栽谕ㄓ肞LC的基礎(chǔ)上組建PLC過程控制產(chǎn)品，所以 PLC的基本性能可以原樣添加到過程控制功能中。因此，適用于