可編程控制器及其應(yīng)用

1、可編程控制器及其應(yīng)用項(xiàng)目五 可編程控制器1任務(wù)一 PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)二 X62W萬(wàn)能銑床的電氣控制系統(tǒng)改造項(xiàng)目五可編程控制器應(yīng)用舉例2任務(wù)一PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn): PLC系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)的方法與步驟 PLC系統(tǒng)的安裝、調(diào)試與維護(hù) 難點(diǎn): PLC系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)的方法與步驟 主要講述PLC系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)的方法與步驟，以及其安裝、調(diào)試與維護(hù)的一般要求。 3一、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 PLC技術(shù)重在工程應(yīng)用，如何根據(jù)實(shí)際控制要求，綜合運(yùn)用前面所學(xué)的知識(shí)，合理設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)，是掌握該門技術(shù)的核心。在此介紹PLC控制系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法，關(guān)鍵還在于在實(shí)際工程實(shí)踐中摸索、歸納和總結(jié)。4（一） P

2、LC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則和內(nèi)容 在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則： 最大限度地滿足控制要求 充分發(fā)揮PLC功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。設(shè)計(jì)人員要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集資料。同時(shí)要注意和現(xiàn)場(chǎng)工程管理和技術(shù)人員及操作人員緊密配合，共同解決重點(diǎn)問(wèn)題和疑難問(wèn)題。保證系統(tǒng)的安全可靠 保證PLC控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用與維修方便 在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。適應(yīng)發(fā)展的需要 適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完

3、善的需要。5（二）PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟 1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 (1) 擬定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)條件。技術(shù)條件一般以設(shè)計(jì)任務(wù)書的形式來(lái)確定，它是整個(gè)設(shè)計(jì)的依據(jù)。 (2) 選擇電氣拖動(dòng)形式及電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 (3) 選定PLC的型號(hào)。 (4) 編制PLC的輸入/輸出地址分配表或繪制輸入/輸出端子接線圖。 (5) 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求編寫軟件規(guī)格說(shuō)明書，然后再用相應(yīng)的編程語(yǔ)言(常用梯形圖)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。 (6) 了解并遵循用戶認(rèn)知心理學(xué)，重視人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)人與機(jī)器之間的友善關(guān)系。 (7) 設(shè)計(jì)操作臺(tái)、電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電器元部件。 (8) 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書和使用說(shuō)明書。 根據(jù)具體情況，上述

4、內(nèi)容可適當(dāng)調(diào)整。6 2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟 可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟，如圖所示。 (1)深入了解和分析被控對(duì)象的工藝條件和控制要求 1) 被控對(duì)象就是受控的機(jī)械、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過(guò)程。 2) 控制要求主要指控制的基本方式、應(yīng)完成的動(dòng)作、自動(dòng)工作循環(huán)的組成、必要的保護(hù)和聯(lián)鎖等。對(duì)較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，還可將控制任務(wù)分成幾個(gè)獨(dú)立部分，化整為零，有利于編程和調(diào)試。 (2)確定輸入/輸出設(shè)備 根據(jù)被控對(duì)象對(duì)PLC控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入/輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。 ( 3)選擇合適的

5、PLC類型 根據(jù)已確定的用戶輸入/輸出設(shè)備，統(tǒng)計(jì)所需的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的點(diǎn)數(shù)，選擇合適的PLC類型，包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、輸入/輸出模塊的選擇、電源模塊的選擇等。78 4) 分配輸入/輸出點(diǎn) 分配PLC的輸入/輸出點(diǎn)，編制出輸入/輸出地址分配表或者畫出輸入/輸出端子的接線圖。接著就可以進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。 5) 設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序 根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計(jì)出梯形圖，即編程。這一步是整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最核心工作，也是最難的一步，要設(shè)計(jì)好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時(shí)還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 6) 將程序輸入PLC 當(dāng)使

6、用簡(jiǎn)易編程器將程序輸入PLC時(shí)，需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符，以便輸入。當(dāng)使用PLC的輔助編程軟件在計(jì)算機(jī)上編程時(shí)，可通過(guò)上下位機(jī)的連接電纜將程序下載到 PLC中去。 7) 進(jìn)行軟件測(cè)試 程序輸入PLC后，應(yīng)先進(jìn)行測(cè)試工作。因?yàn)樵诔绦蛟O(shè)計(jì)過(guò)程中，難免會(huì)有疏漏的地方。因此在將PLC連接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上去之前，必須進(jìn)行軟件測(cè)試，以排除程序中的錯(cuò)誤，同時(shí)也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ)，縮短整體調(diào)試的周期。 9 8) 應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試 在PLC軟、硬件設(shè)計(jì)和控制柜及現(xiàn)場(chǎng)施工完成后，就可以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試，如果控制系統(tǒng)是由幾個(gè)部分組成，則應(yīng)先做局部調(diào)試，然后再進(jìn)行整體調(diào)試；如果控制程序的步序較多，則可先進(jìn)行分

7、段調(diào)試，然后再連接起來(lái)統(tǒng)調(diào)。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，要逐一排除，直至調(diào)試成功。 9) 編制技術(shù)文件 控制系統(tǒng)技術(shù)文件包括說(shuō)明書、電氣原理圖、電器布置圖、電氣元件明細(xì)表、 PLC梯形圖等。10（三）PLC硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1、PLC型號(hào)的選擇 在做出系統(tǒng)控制方案的決策之前，要詳細(xì)了解被控對(duì)象的控制要求，從而決定是否選用PLC進(jìn)行控制及選擇什么樣的PLC。 在控制系統(tǒng)邏輯關(guān)系較復(fù)雜(需要大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等)、工藝流程和產(chǎn)品改型較頻繁、需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和信息管理(有數(shù)據(jù)運(yùn)算、模擬量的控制、 PID 調(diào)節(jié)等)、系統(tǒng)要求有較高的可靠性和穩(wěn)定性、準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化聯(lián)網(wǎng)等情況下，使用 PLC 控制是

8、很必要的。目前，國(guó)內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的PLC產(chǎn)品，使用戶眼花繚亂、無(wú)所適從。所以全面權(quán)衡利弊、合理地選擇機(jī)型才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的。一般選擇機(jī)型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費(fèi)。機(jī)型的選擇可從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮。11 1) 對(duì)輸入/輸出點(diǎn)的選擇 盲目選擇點(diǎn)數(shù)多的機(jī)型會(huì)造成一定浪費(fèi)。 要先弄清楚控制系統(tǒng)的輸入/輸出總點(diǎn)數(shù)，再按實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)的15%20%留出備用量(為系統(tǒng)的改造等留有余地)后確定所需PLC的點(diǎn)數(shù)。 另外要注意，一些高密度輸入點(diǎn)的模塊對(duì)同時(shí)接通的輸入點(diǎn)數(shù)有限制，一般同時(shí)接通的輸入點(diǎn)不得超過(guò)總輸入點(diǎn)的60； PLC每個(gè)輸

9、出點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)能力(A/點(diǎn))也是有限的，有的PLC其每點(diǎn)輸出電流的大小還隨所加負(fù)載電壓的不同而異；一般PLC的允許輸出電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等，在選型時(shí)要考慮這些問(wèn)題。 PLC的輸出點(diǎn)可分為共點(diǎn)式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點(diǎn)之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級(jí)，但這種PLC平均每點(diǎn)的價(jià)格較高。如果輸出信號(hào)之間不需要隔離，則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的PLC。 12 2) 對(duì)存儲(chǔ)容量的選擇 對(duì)用戶存儲(chǔ)容量只能做粗略的估算。在僅對(duì)開關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)中，可以用輸入總點(diǎn)數(shù)乘10字/點(diǎn)輸出總點(diǎn)數(shù)乘5字/點(diǎn)來(lái)估算；計(jì)數(shù)器/定時(shí)器按(35)字/個(gè)估算；有運(yùn)算處理時(shí)按(510)字/量估算；在有

10、模擬量輸入/輸出的系統(tǒng)中，可以按每輸入(或輸出)一路模擬量約需(80100)字左右的存儲(chǔ)容量來(lái)估算；有通信處理時(shí)按每個(gè)接口200字以上的數(shù)量粗略估算。最后，一般按估算容量的50%100%留有裕量。對(duì)缺乏經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者，選擇容量時(shí)留有裕量要大些。 3) 對(duì)輸入/輸出響應(yīng)時(shí)間的選擇 PLC的輸入/輸出響應(yīng)時(shí)間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時(shí)間延遲(一般在23個(gè)掃描周期)等。對(duì)開關(guān)量控制的系統(tǒng)， PLC的輸入/輸出響應(yīng)時(shí)間一般都能滿足實(shí)際工程的要求，可不必考慮輸入/輸出響應(yīng)問(wèn)題。但對(duì)模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個(gè)問(wèn)題。 13 4) 根據(jù)輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型 不同的負(fù)載對(duì)

11、PLC的輸出方式有相應(yīng)的要求。例如，頻繁通斷的感性負(fù)載，應(yīng)選擇晶體管或晶閘管輸出型的，而不應(yīng)選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的 PLC有許多優(yōu)點(diǎn)，如導(dǎo)通壓降小、有隔離作用、價(jià)格相對(duì)較便宜、承受瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng)，其負(fù)載電壓靈活(可交流、可直流)且電壓等級(jí)范圍大等。所以動(dòng)作不頻繁的交、直流負(fù)載可以選擇繼電器輸出型的PLC。 14 5) 對(duì)在線和離線編程的選擇 離線編程是指主機(jī)和編程器共用一個(gè)CPU，通過(guò)編程器的方式選擇開關(guān)來(lái)選擇PLC的編程、監(jiān)控和運(yùn)行工作狀態(tài)。編程狀態(tài)時(shí)，CPU 只為編程器服務(wù)，而不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制。專用編程器編程屬于這種情況。在線編程是指主機(jī)和編程器各有一個(gè)CPU，

12、主機(jī)的CPU完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制，在每一個(gè)掃描周期末尾與編程器通信，編程器把修改的程序發(fā)給主機(jī)，在下一個(gè)掃描周期主機(jī)將按新的程序?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制。計(jì)算機(jī)輔助編程既能實(shí)現(xiàn)離線編程，也能實(shí)現(xiàn)在線編程。在線編程需購(gòu)置計(jì)算機(jī)，并配置編程軟件。采用哪種編程方法應(yīng)根據(jù)需要決定。15 6) 據(jù)是否聯(lián)網(wǎng)通信選型 若PLC控制的系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，則PLC需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能，即要求 PLC應(yīng)具有連接其他PLC、上位計(jì)算機(jī)及CRT等的接口。大、中型機(jī)都有通信功能，目前大部分小型機(jī)也具有通信功能。 7) 對(duì)PLC結(jié)構(gòu)形式的選擇 在相同功能和相同輸入/輸出點(diǎn)數(shù)據(jù)的情況下，整體式比模塊式價(jià)格低。但模塊式具有功能擴(kuò)展靈

13、活、維修方便(換模塊)、容易判斷故障等優(yōu)點(diǎn)，要按實(shí)際需要選擇PLC的結(jié)構(gòu)形式。16 2、分配輸入/輸出點(diǎn) 一般輸入點(diǎn)和輸入信號(hào)，輸出點(diǎn)和輸出控制是一一對(duì)應(yīng)的。 分配好后，按系統(tǒng)配置的通道與接點(diǎn)號(hào)，分配給每一個(gè)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)，即進(jìn)行編號(hào)。 在個(gè)別情況下，也有兩個(gè)信號(hào)用一個(gè)輸入點(diǎn)的，那樣就應(yīng)在接入輸入點(diǎn)前，按邏輯關(guān)系接好線(如兩個(gè)觸點(diǎn)先串聯(lián)或并聯(lián))，然后再接到輸入點(diǎn)。 1) 確定輸入/輸出通道范圍 不同型號(hào)的 PLC，其輸入/輸出通道的范圍是不一樣的，應(yīng)根據(jù)所選PLC型號(hào)，查閱相應(yīng)的編程手冊(cè)，決不可“張冠李戴”，必須參閱有關(guān)操作手冊(cè)。 17 2) 內(nèi)部輔助繼電器 內(nèi)部輔助繼電器不對(duì)外輸出，不能

14、直接連接外部器件，而是在控制其他繼電器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器時(shí)做數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或數(shù)據(jù)處理用。 從功能上講，內(nèi)部輔助繼電器相當(dāng)于傳統(tǒng)電控柜中的中間繼電器。 未分配模塊的輸入/輸出繼電器區(qū)，以及未使用1:1鏈接時(shí)的鏈接繼電器區(qū)等均可作為內(nèi)部輔助繼電器使用。根據(jù)程序設(shè)計(jì)的需要，應(yīng)合理安排PLC的內(nèi)部輔助繼電器，在設(shè)計(jì)說(shuō)明書中應(yīng)詳細(xì)列出各內(nèi)部輔助繼電器在程序中的用途，避免重復(fù)使用，可參閱有關(guān)操作手冊(cè)。 3) 分配定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 PLC的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器數(shù)量分別參閱有關(guān)操作手冊(cè) 18 （四）PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1、PLC軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法 在了解了PLC程序結(jié)構(gòu)之后，就要具體地編制程序了。編制PLC控制程序的方法很

15、多，這里主要介紹幾種典型的編程方法。 1) 圖解法編程 圖解法是靠畫圖進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)。常見(jiàn)的主要有梯形圖法、邏輯流程圖法、時(shí)序流程圖法和步進(jìn)順控法。 梯形圖法：梯形圖法是用梯形圖語(yǔ)言去編制PLC程序。這是一種模仿繼電器控制系統(tǒng)的編程方法。其圖形甚至元件名稱都與繼電器控制電路十分相近。這種方法很容易地就可以把原繼電器控制電路移植成PLC的梯形圖語(yǔ)言。這對(duì)于熟悉繼電器控制的人來(lái)說(shuō)，是最方便的一種編程方法。 19 邏輯流程圖法：邏輯流程圖法是用邏輯框圖表示PLC程序的執(zhí)行過(guò)程，反應(yīng)輸入與輸出的關(guān)系。邏輯流程圖法是把系統(tǒng)的工藝流程，用邏輯框圖表示出來(lái)形成系統(tǒng)的邏輯流程圖。這種方法編制的PLC控制程

16、序邏輯思路清晰、輸入與輸出的因果關(guān)系及聯(lián)鎖條件明確。邏輯流程圖會(huì)使整個(gè)程序脈絡(luò)清楚，便于分析控制程序，便于查找故障點(diǎn)，便于調(diào)試程序和維修程序。有時(shí)對(duì)一個(gè)復(fù)雜的程序，直接用語(yǔ)句表和用梯形圖編程可能覺(jué)得難以下手，則可以先畫出邏輯流程圖，再為邏輯流程圖的各個(gè)部分用語(yǔ)句表和梯形圖編制PLC應(yīng)用程序。 時(shí)序流程圖法：時(shí)序流程圖法是首先畫出控制系統(tǒng)的時(shí)序圖(即到某一個(gè)時(shí)間應(yīng)該進(jìn)行哪項(xiàng)控制的控制時(shí)序圖)，再根據(jù)時(shí)序關(guān)系畫出對(duì)應(yīng)的控制任務(wù)的程序框圖，最后把程序框圖寫成PLC程序。時(shí)序流程圖法很適合于以時(shí)間為基準(zhǔn)的控制系統(tǒng)的編程方法。 20 步進(jìn)順控法：步進(jìn)順控法是在順控指令的配合下設(shè)計(jì)復(fù)雜的控制程序。一般比較

17、復(fù)雜的程序，都可以分成若干個(gè)功能比較簡(jiǎn)單的程序段，一個(gè)程序段可以看成整個(gè)控制過(guò)程中的一步。從整個(gè)角度去看，一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的控制過(guò)程是由這樣若干個(gè)步組成的。系統(tǒng)控制的任務(wù)實(shí)際上可以認(rèn)為在不同時(shí)刻或者在不同進(jìn)程中去完成對(duì)各個(gè)步的控制。為此，不少PLC生產(chǎn)廠家在自己的PLC中增加了步進(jìn)順控指令。在畫完各個(gè)步進(jìn)的狀態(tài)流程圖之后，可以利用步進(jìn)順控指令方便地編寫控制程序。 21 2) 經(jīng)驗(yàn)法編程 經(jīng)驗(yàn)法是運(yùn)用自己的或別人的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。多數(shù)是設(shè)計(jì)前先選擇與自己工藝要求相近的程序，把這些程序看成是自己的“試驗(yàn)程序”。結(jié)合自己工程的情況，對(duì)這些“試驗(yàn)程序”逐一修改，使之適合自己的工程要求。這里所說(shuō)的經(jīng)驗(yàn)，有的是

18、來(lái)自自己的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，有的可能是別人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，這就需要日積月累，善于總結(jié)。 3) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)編程 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是通過(guò)PLC編程軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、離線或在線編程、離線仿真和在線調(diào)試等等。使用編程軟件可以十分方便地在計(jì)算機(jī)上離線或在線編程、在線調(diào)試，十分方便地在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序的存取、加密等。 22 2、PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟 在了解了程序結(jié)構(gòu)和編程方法的基礎(chǔ)上，就要實(shí)際地編寫PLC程序了。編寫PLC程序和編寫其他計(jì)算機(jī)程序一樣，都需要經(jīng)歷如下過(guò)程。 1) 對(duì)系統(tǒng)任務(wù)分塊 分塊的目的就是把一個(gè)復(fù)雜的工程，分解成多個(gè)比較簡(jiǎn)單的小任務(wù)。這樣就把一個(gè)復(fù)雜的大問(wèn)題化為多個(gè)簡(jiǎn)單的小問(wèn)題。

19、這樣可便于編制程序。 2) 編制控制系統(tǒng)的邏輯關(guān)系圖 從邏輯關(guān)系圖上，可以反應(yīng)出某一邏輯關(guān)系的結(jié)果是什么，這一結(jié)果又會(huì)導(dǎo)出哪些動(dòng)作。這個(gè)邏輯關(guān)系可能是以各個(gè)控制活動(dòng)順序?yàn)榛鶞?zhǔn)，也可能是以整個(gè)活動(dòng)的時(shí)間節(jié)拍為基準(zhǔn)。邏輯關(guān)系圖反映了控制過(guò)程中控制作用與被控對(duì)象的活動(dòng)，也反應(yīng)了輸入與輸出的關(guān)系。 23 3) 繪制各種電路圖 繪制各種電路的目的，是把系統(tǒng)的輸入與輸出所設(shè)計(jì)的地址和名稱聯(lián)系起來(lái)。這是很關(guān)鍵的一步。在繪制PLC的輸入電路時(shí)，不僅要考慮到信號(hào)的連接點(diǎn)是否與命名一致，還要考慮到輸入端的電壓和電流是否合適，也要考慮到在特殊條件下運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定條件等問(wèn)題。特別要考慮防止把高壓引到PLC的輸入端

20、，否則將可能造成PLC的損壞。在繪制PLC的輸出電路時(shí)，不僅要考慮到輸出信號(hào)的連接點(diǎn)是否與命名一致，還要考慮到PLC 輸出模塊的帶負(fù)載能力和耐壓能力。此外，還要考慮到電源的輸出功率和極性問(wèn)題。在整個(gè)電路的繪制中，還要考慮設(shè)計(jì)的原則，努力提高其穩(wěn)定性和可靠性。雖然用PLC進(jìn)行控制方便、靈活。但是在電路的設(shè)計(jì)上仍然需要謹(jǐn)慎、全面。因此，在繪制電路圖時(shí)要考慮周全，何處該裝按鈕，何處該裝開關(guān)，都要一絲不茍。24 4) 編制PLC程序并進(jìn)行模擬調(diào)試 在繪制完電路圖之后，就可以著手編制PLC程序了。當(dāng)然可以用上述方法編程。在編程時(shí)，除了要注意程序要正確、可靠之外，還要考慮程序要簡(jiǎn)捷、省時(shí)、便于閱讀、便于修

21、改。編好一個(gè)程序塊要進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，這樣便于查找問(wèn)題，便于及時(shí)修改，最好不要整個(gè)程序完成后一起算總賬。 5) 制作控制臺(tái)與控制柜 在繪制完電器、編完程序之后，就可以制作控制臺(tái)和控制柜了。在時(shí)間緊張的時(shí)候，這項(xiàng)工作也可以和編制程序并列進(jìn)行。在制作控制臺(tái)和控制柜的時(shí)候要注意選擇開關(guān)、按鈕、繼電器等器件的質(zhì)量，規(guī)格必須滿足要求。設(shè)備的安裝必須注意安全、可靠。比如說(shuō)屏蔽問(wèn)題、接地問(wèn)題、高壓隔離等問(wèn)題必須妥善處理。25 6) 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試是整個(gè)控制系統(tǒng)完成的重要環(huán)節(jié)。任何程序的設(shè)計(jì)很難說(shuō)不經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試就能使用的。只有通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)控制回路和控制程序不能滿足系統(tǒng)要求之處；只有通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)

22、控制電路和控制程序發(fā)生矛盾之處；只有進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試才能最后實(shí)地測(cè)試和最后調(diào)整控制電路和控制程序，以適應(yīng)控制系統(tǒng)的要求。 7) 編寫技術(shù)文件并現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)行 經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試以后，控制電路和控制程序基本被確定了，整個(gè)系統(tǒng)的硬件和軟件基本沒(méi)有問(wèn)題了。這時(shí)就要全面整理技術(shù)文件，包括整理電路圖、 PLC 程序、使用說(shuō)明及幫助文件。到此工作基本結(jié)束。26二、PLC的安裝與維護(hù) 可編程控制器是一種新型的通用自動(dòng)化控制裝置，它有許多優(yōu)點(diǎn)，盡管可編程控制器在設(shè)計(jì)制造時(shí)已采取了很多措施，使它對(duì)工業(yè)環(huán)境比較適應(yīng)，但是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工作環(huán)境較為惡劣，為確?？删幊炭刂破骺刂葡到y(tǒng)穩(wěn)定可靠，還是應(yīng)當(dāng)盡量使可編程控制器有良好的工作環(huán)

23、境條件，并采取必要抗干擾措施。 27（一）可編程控制器的安裝和接線 1.安裝的注意事項(xiàng) 1) 安裝環(huán)境 為保證可編程控制器工作的可靠性，盡可能地延長(zhǎng)其使用壽命，在安裝時(shí)一定要注意周圍的環(huán)境，其安裝場(chǎng)合應(yīng)該滿足以下幾點(diǎn)：(1) 環(huán)境溫度在055范圍內(nèi)。(2) 環(huán)境相對(duì)濕度應(yīng)在3585范圍內(nèi)。(3) 周圍無(wú)易燃和腐蝕性氣體。(4) 周圍無(wú)過(guò)量的灰塵和金屬微粒。(5) 避免過(guò)度的振動(dòng)和沖擊。(6) 不能受太陽(yáng)光的直接照射或水的濺射。28 2) 注意事項(xiàng) 除滿足以上環(huán)境條件外，安裝時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1) 可編程控制器的所有單元必須在斷電時(shí)安裝和拆卸。 (2) 為防止靜電對(duì)可編程控制器組件的影響，

24、在接觸可編程控制器前，先用手接觸某一接地的金屬物體，以釋放人體所帶靜電。 (3) 注意可編程控制器機(jī)體周圍的通風(fēng)和散熱條件，切勿將導(dǎo)線頭、鐵屑等雜物通過(guò)通風(fēng)窗落入機(jī)體內(nèi)。29 2.安裝與接線 1) PLC系統(tǒng)的安裝 FX系列可編程控制器的安裝方法有底板安裝和 DIN 導(dǎo)軌安裝兩種方法。 (1) 底板安裝。利用可編程控制器機(jī)體外殼四個(gè)角上的安裝孔，用規(guī)格為 M4 的螺釘將控制單元、擴(kuò)展單元、A/D轉(zhuǎn)換單元、D/A轉(zhuǎn)換單元及I/O鏈接單元固定在底板上。 (2) DIN導(dǎo)軌安裝。利用可編程控制器底板上的DIN導(dǎo)軌安裝桿將控制單元、擴(kuò)展單元、A/D轉(zhuǎn)換單元、D/A轉(zhuǎn)換單元及I/O鏈接單元安裝在DIN導(dǎo)

25、軌上。安裝時(shí)安裝單元與安裝導(dǎo)軌槽對(duì)齊向下推壓即可。將該單元從DIN導(dǎo)軌上拆下時(shí)，需用一字形的螺絲刀向下輕拉安裝桿。30 2) PLC系統(tǒng)的接線 PLC系統(tǒng)的接線主要包括電源接線、接地、I/O接線及擴(kuò)展單元接線等。 (1) 電源接線 FX系列PLC使用DC 24 V、AC 100120 V或200240 V的工業(yè)電源。FX系列PLC的外接電源端位于輸出端子板左上角的兩個(gè)接線端。使用直徑為2 mm的雙絞線作為電源線。過(guò)強(qiáng)的噪聲及電源電壓波動(dòng)過(guò)大都可能使FX系列可編程控制器的CPU工作異常，以致引起整個(gè)控制系統(tǒng)癱瘓。為避免由此引起的事故發(fā)生，在電源接線時(shí)，需采取隔離變壓器等有效措施，且用于FX系列可

26、編程控制器、I/O 設(shè)備及電動(dòng)設(shè)備的電源接線應(yīng)分開連接。 31 另外，在進(jìn)行電源接線時(shí)還要注意以下幾點(diǎn)。 FX系列PLC必須在所有外部設(shè)備通電后才能開始工作。為保證這一點(diǎn)，可采取下面的措施:所有外部設(shè)備都上電后再將方式選擇開關(guān)由“STOP”方式設(shè)置為“RUN”方式；將FX系列PLC編程設(shè)置為在外部設(shè)備未上電前不進(jìn)行輸入、輸出操作。 當(dāng)控制單元與其他單元相接時(shí)，各單元的電源線連接應(yīng)能同時(shí)接通和斷開。 當(dāng)電源瞬間掉電時(shí)間小于10 ms時(shí)，不影響PLC的正常工作。 為避免因失常而引起的系統(tǒng)癱瘓或發(fā)生無(wú)法補(bǔ)救的重大事故，應(yīng)增加緊急停車電路。 32 當(dāng)需要控制兩個(gè)相反的動(dòng)作時(shí)，應(yīng)在PLC和控制設(shè)備之間加

27、互鎖電路。 (2) 接地 良好的接地是保證PLC正常工作的必要條件。在接地時(shí)要注意以下幾點(diǎn)。 PLC的接地線應(yīng)為專用接地線，其直徑應(yīng)在 2 mm 以上。 接地電阻應(yīng)小于100 。 PLC的接地線不能和其他設(shè)備共用，更不能將其接到一個(gè)建筑物的大型金屬結(jié)構(gòu)上。 PLC的各單元的接地線相連。33 (3) 控制單元輸入端子接線 FX系列的控制單元輸入端子板為兩頭帶螺釘?shù)目刹鹦栋?，外部開關(guān)設(shè)備與PLC之間的輸入信號(hào)均通過(guò)輸入端子進(jìn)行連接。在進(jìn)行輸入端子接線時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。 輸入線盡可能遠(yuǎn)離輸出線、高壓線及電機(jī)等干擾源。 不能將輸入設(shè)備連接到帶“”端子(空端子)上。 交流型PLC的內(nèi)藏式直流電源輸出可

28、用于輸入；直流型 PLC 的直流電源輸出功率不夠時(shí)，可使用外接電源。 切勿將外接電源加到交流型 PLC 的內(nèi)藏式直流電源的輸出端子上。 切勿將用于輸入的電源并聯(lián)在一起，更不可將這些電源并聯(lián)到其他電源上。 34 (4) 控制單元輸出端子接線 FX系列控制單元輸出端子板為兩頭帶螺釘?shù)目刹鹦栋澹?PLC與輸出設(shè)備之間的輸出信號(hào)均通過(guò)輸出端子進(jìn)行連接。在進(jìn)行輸出端子接線時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。 輸出線盡可能遠(yuǎn)離高壓線和動(dòng)力線等干擾源。 不能將輸出設(shè)備連接到帶“”端子上。 各“COM”端均為獨(dú)立的，故各輸出端既可獨(dú)立輸出，又可采用公共并接輸出。當(dāng)各負(fù)載使用不同電壓時(shí)，采用獨(dú)立輸出方式；而各個(gè)負(fù)載使用相同電壓

29、時(shí)，可采用公共并接輸出方式。35 當(dāng)多個(gè)負(fù)載連到同一電源上時(shí)，應(yīng)用短路片將它們的“COM”端短接起來(lái)。 若輸出端接感性負(fù)載時(shí)，需根據(jù)負(fù)載的不同情況接入相應(yīng)的保護(hù)電路。在交流感性負(fù)載兩端并接RC串聯(lián)電路；在直流感性負(fù)載兩端并接二極管保護(hù)電路；在帶低電流負(fù)載的輸出端并接一個(gè)泄放電阻以避免漏電流的干擾。 在PLC內(nèi)部輸出電路中沒(méi)有熔絲，為防止因負(fù)載短路而造成輸出短路，應(yīng)在外部輸出電路中安裝熔斷器或設(shè)計(jì)緊急停車電路。 36 (5) 擴(kuò)展單元接線 若一臺(tái)PLC的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)不夠時(shí)，還可將FX系列的基本單元與其他擴(kuò)展單元連接起來(lái)使用。具體配置視不同的機(jī)型而定，當(dāng)要進(jìn)行擴(kuò)展配置時(shí)，請(qǐng)參閱有關(guān)的用戶手冊(cè)。

30、(6) FX系列可編程控制器的A/D、D/A 轉(zhuǎn)換單元接線 A/D、D/A轉(zhuǎn)換單元的接線方法在有關(guān)章節(jié)已敘述，下面是連接時(shí)的注意事項(xiàng)。 A/D模塊： l 為防止輸入信號(hào)上有電磁感應(yīng)和噪聲干擾，應(yīng)使用兩雙絞線式屏蔽電纜。 l 建議將屏蔽電纜接到框架接地端(FG)。37 l 若需輸出端短接時(shí)，應(yīng)直接在端子板上短接，不要拉出引線短接。 l 應(yīng)使主回路接線遠(yuǎn)離高壓線。 l 應(yīng)確保使用同一組電源線對(duì)控制單元和A/D單元進(jìn)行供電。 D/A模塊： l 為防止輸出信號(hào)上有電磁感應(yīng)和噪聲干擾，應(yīng)使用兩雙絞線式屏蔽電纜。 l 建議將屏蔽電纜接到負(fù)載設(shè)備的接地端。 l 在同一通道上的電壓輸出和電流輸出不能同時(shí)使用。

31、沒(méi)有使用的輸出端子應(yīng)開路。 l 應(yīng)使主回路接線遠(yuǎn)離高壓線。 l 應(yīng)確保使用同一組電源線對(duì)控制單元和D/A單元進(jìn)行供電。 38 1.維護(hù)檢查 可編程控制器的主要構(gòu)成元器件是以半導(dǎo)體器件為主體，考慮到環(huán)境的影響，隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，元器件總是要老化的。因此定期檢修與做好日常維護(hù)是非常必要的。 要有一支具有一定技術(shù)水平、熟悉設(shè)備情況、掌握設(shè)備工作原理的檢修隊(duì)伍，做好對(duì)設(shè)備的日常維修。 對(duì)檢修工作要制定一個(gè)制度，按期執(zhí)行，保證設(shè)備運(yùn)行狀況最優(yōu)。每臺(tái)PLC都有確定的檢修時(shí)間，一般以每6個(gè)月1年檢修一次為宜。當(dāng)外部環(huán)境條件較差時(shí)，可以根據(jù)情況把檢修間隔縮短。定期檢修的內(nèi)容見(jiàn)表12.1。 （二）可編程控制器的維護(hù)和檢修 39可編程控制器定期檢修內(nèi)容表 序號(hào)檢修項(xiàng)目檢修內(nèi)容 判斷標(biāo)準(zhǔn) 1供電電源 在電源端子處測(cè)量電壓波動(dòng)范圍是否在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi) 055 35%