西门子1FL6090-1AC61-2LA1

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PLC系统设计的内容 一、输入回路的设计 1、电源回路 PLC供电电源一般为 AC85—240V（也有DC24V），适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源净化元件（如电源滤波器、1：1隔离变压器等）。 2、PLC上DC24V电源的使用各公司 PLC产品上一般都有DC24V电源，但该电源容量小，为几十毫安至几百毫安，用其带负载时要注意容量，同时作好防短路措施（因为该电源的过载或短路都将 影响PLC的运行）。 3、外部DC24V电源 若输入回路有 DC24V供电的接近开关、光电开关等，而PLC上DC24V电源容量不够时，要从外部提供DC24V电源；但该电源的“—”端不要与 PLC的 DC24V的“—”端以及“COM”端相连，否则会影响PLC的运行。 4、输入的灵敏度各厂家对PLC的输人端电压和电流都有规定，如日本三菱公司F7n系列PLC的输入值为：DC24V、7mA，启动电流为4．5mA，关 断电流小于1．5mA，因此，当输入回路串有二极管或电阻（不能*启动），或者有并联电阻或有漏电流时（不能*切断），就会有误动作，灵敏度下降，对 此应采取措施。另一方面，当输入器件的输入电流大于PLC的zui大输入电流时，也会引起误动作，应采用弱电流的输入器件，并且选用输人为共漏型输入的 PLC，Bp输入元件的公共点电位相对为负，电流是流出 PLC的输入端。 二、输出回路的设计 1、各种输出方式之间的比较 （1）继电器输出： 优点是不同公共点之间可带不同的交、直流负载，且电压也可不同，带负载电流可达2A／点；但继电器输出方式不适用于高频动作的负载，这是由继电器的寿命决 定的。其寿命随带负载电流的增加而减少，一般在几十万次至Jl百万次之间，有的公司产品可达1000万次以上，响应时间为10ms。 （2）晶闸管输出： 带负载能力为0.2A/点，只能带交流负载，可适应动作，响应时间为1ms。 （3）晶体管输出： zui大优点是适应于高频动作，响应时间短，一般为0.2ms左右，但它只能带 DC 5—30V的负载，zui大输出负载电流为0．/点，但每4点不得大于0.8A。 当你的系统输出频率为每分钟6次以下时，应继电器输出，因其电路设计简单，抗干扰和带负载能力强。当频率为10次／min以下时，既可采用继电器输出 方式；也可采用PLC输出驱动达林顿三极管（5—10A），再驱动负载，可大大减小。 2、抗干扰与外部互锁当 PLC输出带感性负载，负载断电时会对PLC的输出造成浪涌电流的冲击，为此，对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电 路，可有效保护PLC。当两个物理量的输出在PLC内部已进行软件互锁后，在PLC的外部也应进行互锁，以加强系统的可靠性。 3、“GOM“点的选择不同的 PLC产品，其“COM”点的数量是不一样的，有的一个“COM”点带8个输出点，有的带4个输出点，也有带2个或1个输出点的。当负载的种类多，且电流 大时，采用一个“COM”点带1—2个输出点的 PLC产品；当负载数量多而种类少时，采用一个“COM”点带4—8个输出点的PLC产品。这样会对电路设计带来很多方便，每个“COM”点处加一熔丝， 1—2个输出时加2A的熔丝，4—8点输出的加5—10A的熔丝，因 PLC内部一般没有熔丝。 4、PLC外部驱动电路对于 PLC输出不能直接带动负载的情况下，必须在外部采用驱动电路：可以用三极管驱，也可以用固态继电器或晶闸管电路驱动，同时应采用保护电路和浪涌吸收电 路，且每路有显示二极管（LED）指示。印制板应做成插拔式，易于维修。 PLC的输入输出布线也有一定的要求，请看各公司的使用说明书。 三、扩展模块的选用 对于小的系统，如80点以内的系统．一般不需要扩展；当系统较大时，就要扩展。不同公司的产品，对系统总点数及扩展模块的数量都有限制，当扩展仍不能满足 要求时，可采用网络结构；同时，有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块，因此，在进行软件编制时要注意。当采用温度等模拟模块时，各厂家也有一些规定，请 关的技术手册。 各公司的扩展模块种类很多，如单输入模块、单输出模块、输入输出模块、温度模块、高速输入模块等。 PLC的这种模块化设计为用户的产品开发提供了方便。 四、PLC的网络设计 当用PLC进行网络设计时，其难度比PLC单机控制大得多。首先你应选用自己较熟悉的机型，对其基本指令和功能指令有较深入的了解，并且指令的执行速度和 用户程序存储容量也应仔细了解。否则，不能适应你的实时要求，造成系统崩溃。另外，对通信接口、通信协议、数据传送速度等也要考虑。 zui后，还要向 PLC的商家寻求网络设计和软件及详细的技术资料，至于选用几层工作站，依你的系统大小而定。 五、软件编制 在编制软件前，应首先熟悉所选用的 PLC产品的软件说明书，待熟练后再编程。若用图形编程器或软件包编程，则可直接编程，若用手持编程器编程，应先画出梯形图，然后编程，这样可少出错，速 度也快。编程结束后先空调程序，待各个动作正常后，再在设备上调试

可编程控制器（PLC）是一种以微处理器为核心的用于逻辑控制的**计算机，它照顾到现场电气操作和维护人员的技能习惯，以计算机软件技术构成人们惯用的继电器模型，摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达形式，*具风格地形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，用户不一定掌握多少计算机知识，根据PLC说明书的提示，就可以按照继电器梯形图和逻辑代数式来直接编程。因此，它具有继电器电路的直观性，方便易学，编程调试都很容易，破除了人们对“电脑”有神秘感的心理障碍，PLC技术又充分利用了微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，它可以自由地使用由计算机软件构成的内部继电器，计时器，计数器等逻辑功能，对输入信号和内部各继电器，计时器，计数器的接点可多次调用，使编程更加灵活，它不因被控对象的程序改变而过多地更改硬件和联线，往往只需修改用户程序，即可满足新的工艺要求，这是继电器和顺序控制器构成的控制装置所无法比拟的。在使用寿命方面，PLC也远远**过继电器-接触器控制系统。因此，使控制系统更加，减少了因故障造成的停机时间，降低了维护费用，提高生产效率。现在自动模切机上对可编程控制器的应用，证明了PLC技术必将在各行各业被广泛应用。 

唐山玉印印刷机械有限公司的主导产品自动模切压痕机，原采用继电器-接触器控制系统，由于该机自动化程度要求很高，电器元件很多，使得原系统庞杂，接线不便，安装困难，可维护性较差，各种因素综合作用，原机控制系统不太可靠，调试也相当困难。同时，由于控制技术落后，使得整机档次低，竞争能力不强，只能靠低售价（相对而言）**市场，1989年8月始，经与日本太阳公司合作，对其控制系统进行根本的改造，应用了PLC技术，使自动模切压痕机面貌焕然一新，大大提高了可靠性和自动化程度，消化吸收后，很快在系列机型（MY680A，MY720，MY920A，MY1020，TYM1020）上遍地开花，结出累累硕果。为了便于介绍PLC在自动模切机上的应用，先将自动模切机对电气控制系统的要求简单介绍一下： 

该机要求具有自动给纸，自动模切，自动收纸，自动计数，故障停车报警，以及各种安全保护等功能，现分析如下： 

（1）自动给纸：操作者将待加工的纸板码好堆放在给纸台上，通过飞达吸嘴将纸板一张一张地送到输纸板上，一张压一张地随传送带前进。随着纸张不断送出，纸堆高度逐渐降低，当低到某一高度时，通过自动升纸机构使一接近开关动作，使电机带动给纸台升高，继续给纸，如此循环不断，直至将纸板全部送出，从而实现自动给纸。本部分还要求能手动上升，下降给纸台。 

（2）自动模切：输纸传送带上的纸板到达模切部后，必须经前挡规，侧拉规给纸板定位，并且电气检测无误后，由叼纸牙排上的叼纸牙将纸板带到模切版下，通过曲轴四联杆机构，带动下平台合压后加工完成，再由主链条带动牙排将加工后的纸板带到收纸台部位。 

（3）自动收纸：加工后的纸板到达后，通过开牙机构将叼纸牙打开，纸板落在收纸台上，随着不断收纸，收纸台上纸堆高度不断增加，使得对射光电开关遮光动作，收纸台自动下降一段距离，光电开关复位，如此循环不断，实现自动收纸。 

（4）自动计数：纸板被牙排带出模切部分后通过反射式光电开关检测，再与调时光电开关配合，实现有纸时计数，无纸时不计数。另外还可设有预置计数器，到达预置数时，发出信号，在纸堆中插入纸条，以便后来按预置数包装半成品。 

（5）故障停车报警及安全保护设置：该机设有给纸**高，双张，纸张歪斜，不到位，积纸，纸落，前后锁版，前后窗，平台抽出，收纸异常，左右链，油压异常等各种保护安全开关。这些开关中的任何一个发生故障均要求立即停车，每个开关动作后，在面板的模拟板上都有相应的红色二极管发出报警指示，便于操作者排除故障，缩短故障停机时间。另有其它诸多功能，限于篇幅，在此不作介绍。以上诸多功能，在未用PLC以前大部分均已实现，但就是不可靠，出了故障，维修困难。 

根据自动模切机对电气控制系统的要求，分别计算PLC需要的输入点和输出点，并据此给PLC控制系统选择配置硬件。经过计算选定富士NB系列主机和扩展作为该机的控制配置，又考虑到本机应用的有源传感元件较多，PLC自身24V容量有限，又配置了直流稳压电源（3A，24V）。系统配置完成后，即着手编制PLC程序，由于该机程序较长，在此只将其中**反映PLC应用特点的部分程序段列出如下： 

1．复位控制程序：该机大量应用转换开关，即不能自动复位的旋钮开关，没有失电保护，如停电时开关在“ON”位置，送电后执行机构马上动作，这种非人为控制动作，较易造成设备和人身事故。经仔细阅读PLC说明书后，发现其**继电器M8011有此特点，亦称“复位标志”，因此有如下程序，应用后效果较好