西门子模块6ES7231-7PB22-0XA8诚信交易
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产品描述

产品规格模块式包装说明全新

西门子模块6ES7231-7PB22-0XA8诚信交易


在使用PLC的过程中,我们经常遇到输入点不足问题,如何妥善解决这个问题呢?简单的方法莫过于通过扩展输入模块来实现。但是模块的价格可是不菲的,动辄数千元,而且一扩就是8点、16点或32点,如果您仅仅缺一个点,这岂不是太不划算了!?有没有经济的解决方案呢?
根据实践中的摸索,我总结出两种解决办法:其一是把多个要输入的信号,先通过外部元件的逻辑组合,然后再接入到PLC的一个输入点上;其二是不需要增加任何元件,通过运用PLC内部的逻辑组合,把连接到输入端的开关变成双稳态开关,来实现我们节省输入点的目的。
下面以工业控制中常见到的电动机的启动停止控制为例,具体来探讨这两种方案的实现方法。为了叙述的方便,我先做这样的定:PLC系统采用西门子公司的S7-200系列;电动机启动按钮为SB1,定义号为I0.0;停止按钮为SB2,定义号为I0.1;控制电动机的接触器定义为KM1;控制接触器KM1的PLC输出点定义为Q0.0。
1、启动、停止按钮SB1和 SB2不是单接到PLC的输入端,而是先把SB1与 SB2进行串联再连接到输入模块,这样就节省了一个输入点。
控制流程是这样的:按下启动按钮SB2,I0.0输入高电平,Q0.0有输出信号,带动接触器KM1吸合,启动电动机旋转,同时接触器的辅助触点吸合,维持I0.0的高电平,从而电动机的旋转得以保持;按下停止按钮SB1,I0.0变为低电平,Q0.0便由高电平变为低电平,从而使KM1失电,电动机停止旋转。
2、解决输入点不足的方法是通过软件来实现,这种方案的接线非常简单,直接把一个按钮连接到PLC输入端,我把它定义为I0.0,但按下这个按钮,可以启动电动机旋转;若再按下这个按钮,又可以使电动机停止,即这个按钮是双稳态的。
我们来看它是如何实现的:按下按钮,I0.0为高电平,由于初始状态下M0.0是逻辑0,只有网络1中有电流流过,M0.1置位,从而在按钮释放后,Q0.0点输出,Q0.0激励KM1,使电动机旋转;同时M0.0变为逻辑1,为M0.1复位做好准备。如果此时再按下按钮,又只能使网络2中有电流流过,M0.1复位。它的复位使Q0.0失电,电动机停止,同时使M0.0复位,又为M0.1置位做好准备。再按下按钮,又会重复上述循环。之所以在网络3支路中串入I0.0,是为了取一个瞬时信号,保证按下按钮并等释放了以后,才使状态发生改变。如果您持续按着按钮不释放,PLC仍维持原来的状态不改变。
以上两套方案都是切实可行的,具体采用哪一种,那还要根据您实际的使用条件来决定,切莫盲目套用。


一、PLC控制系统的硬件设计  
硬件设计是PLC控制系统的至关重要的一个环节,这关系着PLC控制系统运行的性、性、稳定性。主要包括输入和输出电路两部分。  
1、PLC控制系统的输入电路设计。
PLC供电电源一般为AC85—240V,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);隔离变压器也可以采用双隔离技术,即变压器的初、次级线圈屏蔽层与初级电气中性点接大地,次级线圈屏蔽层接PLC 输入电路的地,以减小高低频脉冲干扰。PLC输入电路电源一般应采用DC 24V, 同时其带负载时要注意容量,并作好防短路措施,这对系统供电和PLC至关重要,因为该电源的过载或短路都将影响PLC的运行,一般选用电源的容量为输入电路功率的两倍,PLC输入电路电源支路加装适宜的熔丝,防止短路。  
2、PLC控制系统的输出电路设计。
依据生产工艺要求,各种指示灯、变频器/数字直流调速器的启动停止应采用晶体管输出,它适应于高频动作,并且响应时间短;如果PLC 系统输出频率为每分钟6 次以下,应继电器输出,采用这种方法,输出电路的设计简单,抗干扰和带负载能力强。如果PLC输出带电磁线圈等感性负载,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管,对交流感性负载应并接浪涌吸收电路,可有效保护PLC。 当PLC扫描频率为10次/min 以下时,既可以采用继电器输出方式,也可以采用PLC输出驱动中间继电器或者固态继电器(SSR),再驱动负载。对于两个重要输出量,不仅在PLC内部互锁,建议在PLC外部也进行硬件上的互锁,以加强PLC系统运行的性、性。 对于常见的AC220V交流开关类负载,例如交流接触器、电磁阀等,应该通过DC24V微小型中间继电器驱动,避免PLC的DO接点直接驱动,尽管PLC手册标称具有AC220V交流开关类负载驱动能力。  
3、 PLC控制系统的抗干扰设计。
随着工业自动化技术的日新月异的发展,晶闸管可控整流和变频调速装置使用日益广泛,这带来了交流电网的污染,也给控制系统带来了许多干扰问题,防干扰是PLC控制系统设计时考虑的问题。一般采用以下几种方式: 隔离:由于电网中的高频干扰主要是原副边绕组之间的分布电容耦合而成,所以建议采用1:1隔离变压器,并将中性点经电容接地。   
屏蔽:一般采用金属外壳屏蔽,将PLC系统内置于金属柜之内。金属柜外壳接地,能起到良好的静电、磁场屏蔽作用,防止空间辐射干扰;布线:强电动力线路、弱电信号线分开走线,并且要有一定的间隔;模拟信号传输线采用双绞线屏蔽电缆。  
二、PLC 控制系统的软件设计  
在进行硬件设计的同时可以着手软件的设计工作。软件设计的主要任务是根据控制要求将工艺流程图转换为梯形图,这是PLC应用的关键的问题,程序的编写是软件设计的具体表现。在控制工程的应用中,良好的软件设计思想是关键,的软件设计便于工程技术人员理解掌握、调试系统与日常系统维护。  
1、 PLC控制系统的程序设计思想。
由于生产过程控制要求的复杂程度不同,可将程序按结构形式分为基本程序和模块化程序。  
基本程序:既可以作为立程序控制简单的生产工艺过程,也可以作为组合模块结构中的单元程序;依据计算机程序的设计思想,基本程序的结构方式只有三种:顺序结构、条件分支结构和循环结构。   模块化程序:把一个总的控制目标程序分成多个具有明确子任务的程序模块,分别编写和调试,后组合成一个完成总任务的完整程序。这种方法叫做模块化程序设计。我们建议经常采用这种程序设计思想,因为各模块具有相对立性,相互连接关系简单,程序易于调试修改。特别是用于复杂控制要求的生产过程。  
2、 PLC控制系统的程序设计要点。
PLC控制系统I/O分配,依据生产流水线从前至后,I/O点数由小到大;尽可能把一个系统、设备或部件的I/O信号集中编址,以利于维护。定时器、计数器要统一编号,不可重复使用同一编号,以确保PLC工作运行的性。程序中大量使用的内部继电器或者中间标志位(不是I/O位),也要统一编号,进行分配。在地址分配完成后,应列出I/O分配表和内部继电器或者中间标志位分配表。彼此有关的输出器件,如电机的正/反转等,其输出应连续安排,如Q2.0/Q2.1等。  
3、 PLC控制系统编程技巧。
PLC程序设计的原则是逻辑关系简单明了,易于编程输入,少占内存,减少扫描时间,这是PLC 编程遵循的原则。下面介绍几点技巧。PLC各种触点可以多次重复使用,用复杂的程序来减少触点使用次数。同一个继电器线圈在同一个程序中使用两次称为双线圈输出,双线圈输出容易引起误动作,在程序中尽量要避免线圈重复使用。如果是双线圈输出,可以采用置位和复位操作(以S7-300为例如SQ4.0或者 RQ4.0)。如果要使PLC多个输出为固定值 1 (常闭),可以采用字传送指令完成,例如 Q2.0、Q2.3、Q2.5、Q2.7同时都为1,可以使用一条指令将十六进制的数据0A9H直接传送QW2即可。  
对于非重要设备,可以通过硬件上多个触点串联后再接入PLC输入端,或者通过PLC编程来减少I/O点数,节约资源。例如:我们使用一个按钮来控制设备的启动/停止,就可以采用二分频来实现。模块化编程思想的应用:我们可以把正反自锁互锁转程序封装成为一个模块,正反转点动封装成为一个模块,在PLC程序中我们可以重复调用该模块,不但减少编程量,而且减少内存占用量,有利于大型PLC 程序的编制。


PLC接属于低压电器设备单点接方式。
     低压电器设备单点接方式可分为:串联式单点接、并联式单点接、多分支单点接。
     串联式单点接:也就是1种接方式。接方法:将多个低压电气设备接端子设备就近处与同一根接线连接上,然后这根接线与接装置连接。这种接方式好处:节省人力、物力;而坏处:当公用接线出现断路时,接系统中有一台设备漏电,就会引起其它设备外壳上均出现电压,对人员造成威胁。
     备接端子都引出一根接线,然后将这若干条线同时接到接装置上。这种接方式好处:当接系统中其中一台设备接线出现断路时,不会造成其它设备外壳出现电压,对人身有好处。而这种接方式不之处:是电子设备或其它对高频干扰高度敏感电气设备,来自于其它设备高频干扰(例如变频器、中频炉等晶闸管变流器件)将会从共点串入,造成设备工作不正常。
     多分支单点接:也就是3种接方式。接方法:将每个设备接端子单接到接装置上。接方法和2种接区别:设备具有单接体(变通一下:直接接到离接体近接装置上(接源处),每个设备电气接回路上距离是比较远(例如过50米))。这有效避免了设备之间相互电磁干扰。但这种接方式费时、费力单接源不一定好取。
     平常施工中,实际上PLC接方式一般采用2种接方式,至于电磁干扰方面:柜内有多个大功率变频器,可以PLC电源加装一个单相电源滤波器就可以了。
     一般设计时变频器附近PLC都加装了电源滤波器。
     这样处理以后,和防雷方面也就没有什么冲突了。
     那直流和交流接问题怎么处理是分开好些接同一点,有数字和模拟是否可以是同一点,记再学校时老师好象说要分开
     受干扰影响不大直流和交流设备,可以接一起——直流和交流电路某种原因连通了,他们同一个回路(接可回路中一部分),会造成设备损坏。曾有人将AC220V电源与DC24V回路连上了,但设备工作仍然正常。
     数字和模拟建议分开(你低压电气设备电源电压几十伏),数字电路属于正负5V、12V、24V级别,很容易受干扰,一旦外部异常电压一旦串入将很大可能性造成设备损坏。


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PLC-5可编程序控制器330吨重型冶金吊车电气改造中应用

 


       钢二炼钢厂205#(330t)兑铁水起重机,是进口比利时旧设备,三班作业,工作十分繁重,高温、多尘、腐蚀性气体、震动、环境相当恶劣。原吊车主提升机构用2台280KW异步机拖动,由固定初激磁动力制动系统控制,由继电器进行逻辑连锁和时间继电器进行延时控制,大量开闭接点及“延时”变迁,使故障率增大,电动机损坏台数增多。大车运行机构,原为磁放大器控制直流发电机电动机调速系统。磁放大器系统严重老化和技术落后,备品备件无法解决,对正常生产构成了严重威胁,致使电气系统进行改造。

        我们采用了美国PLC5型可编程序控制器,对205#兑铁水起重机电控系统进行了改造,1999年3月底正式投入生产运行,至今运行良好。

1.  PLC5控制系统优势:

1.1 PLC5可编机性能稳定,内部功能强大,资源丰富,结构牢固,模块及端子接线板换方便,防震性强,具有耐腐蚀性能,允许较高温工作环境温度下工作等特点,为环境恶劣起重机电控系统提供了有力支持,使起重机采用PLC进行改造成为可能,用户易接受,为本次电控系统改造奠定了基础。

1.2 PLC应用,使主起升电控设备复杂继电器之间连锁接线省去了,省去延时继电器及逻辑控制继电器,使系统大大简化。全部逻辑、延时控制全由PLC内部实现监控,且延时,程序稳定,大大增加了电控系统性,大大减少了维修量,大大降低了故障率。

1.3 PLC改造后系统,全部保留了原线路控制功能,充分利用PLC内部资源优势,增加了系统无载 “故障自检”功能,一旦发生故障,再不用人工封线或强制接点来分析寻找故障点,便可简捷直观处理故障,特别受到维护人员欢迎。

1.4 充分利用PLC内部功能,编制了防误程序,如“下降”再生制动瞬间时,直接将主令控制器打“上升”位置时也能确保平稳过渡,停车自如,杜绝了因上述操作而引起电动机转子反接击穿,烧毁事故。PLC可对过渡过程进行有效监控,规定时限内没有完成升降渡,则停车保护。

1.5 配合PLC监控优势,对主回路整流接线也做了改进,消电动机三次谐波,使其发热减少,同时开发了低速装置,取代了原比利时双线圈低速继电器。

1.6 大车运行机构电气系统改造中,利用PLC编程优越条件,采用4级加速接触器调压线路,能够实现自动加减速6级特性,保了4台27.8KW积复激电动机主令控制器由正向直接打反向运行时速度平稳和自动过渡,这原继电器控制系统中,根本是不可能。

2. PLC系统改造结论。

2.1 PLC5控制系统经8个月工业运行,性能良好,,做好定期检测情况下,基本实现系统免维护,到二炼钢使用和维护人员。

2.2 PLC5系统投产后,主起升电动机再没有发生故障,按每年烧坏9台280KW电机计算,直接经济效益可达135万元人民币。再加上因电动机故障少炼钢所造成经济损失。采用PLC控制经济效益是非常显著。


自20世纪90年代以来,数字化技术取突飞猛进发展,日益渗透到各个领域,智能
家居21世纪将成为现代社会和家庭新时尚。作为通用工业控制计算机PLC,30多年来是功能上应用领域方面,都有着从逻辑控制到数字控制、单体控制到运动控制、过程控制到集散控制飞跃,今天可编程序控制器PLC正成为工业控制领域主流控制设备,世界各发挥着越来越大作用。
    而PLC应用迅猛发展,各种控制策略不不面对不同对象大跨距分散点下远程控制应用,如何实现大范围分布式应用中各种现场处理及远程控制,远程维护等就是很现实问题,这其中前提之一就是各种数据包远程传输.
以前,有PLC应用系统中采用了无线数传电台通信来达到远程控制PLC目,这种方案仍然存一些缺陷,主要就是其分布范围仍然较为有限,通信距离增加,其性受到很大影响。 目前新应用趋势是将PLC控制系统与现有GPRS无线通信网络技术集成,GPRS网络通信技术,可以实现全国,范围内数据远程传输,进而达到数据远程分析处理,远程控制目。
GPRS+PLC方案优点
    中国移动GPRS系统可提供广域无线IP连接。移动通信公司GPRS业务平台上构建分布式PLC控制系统,实现PLC无线具有可充分利用现有网络,缩短建设周期,降低建设成本优点,设备安装方便、维护简单。比较分析,我们选择中国移动GPRS系统作为分布式PLC控制系统数据通信平台。
GPRS无线通信系统具备如下特点:
1、性高:
    与SMS短信息方式相比,GPRS DTU采用面向连接TCP协议通信,避免了数据包丢失现象,保。可以与多个监测点同时进行,互不干扰。GPRS网络本身具备完善频分复用机制,并具备强抗干扰性能,避免了传统数传电台多机频段“碰撞”现象。
2、实时性强:
GPRS具有实时线特性,时延小,并支持多点同时传输,GPRS监测数据可以多个监测点之间快速,实时进行双向通信,很好满足系统对数据采集和传输实时性要求。目前GPRS实际速率30Kbps左右,能满足系统速率(≥10Kbps)需求。
3、监控范围广:
GPRS网络已经实现全国范围内覆盖,扩容无限制,接入点无限制,能满足山区、乡镇和跨区接入需求。分布全市/全省范围内,或全国范围PLC控制系统,采用GPRS网络是其理想选择。
4、系统建设:
采用GPRS公网平台,建设网络,只需安装设备就即可,建设;也免去了网络维护费用。
5、系统运营:
采用GPRS公网通信,全国范围内均按统一费率计费,省去昂贵漫游费用, GPRS网络可按数据实际通信流量计费,(1分-3分/1K字节),也可以按包月不限流量收费,实现了系统通信。
6、系统传输容量,扩容性能好:
监控要和每一个PLC控制现场实现实时连接。系统要求能满足突发性需要,而GPRS技术能很好满足传输突发性数据需要;系统采用成熟TCP/IP通信架构,具备良好扩展性能,一个监测可轻松支持上千个现场PLC数据通信。
7、GPRS传输功耗小,适合野外供电环境:
与远千里数据进行双向通信,GPRS数传设备工作时却只需与附近移动基站通信即可,其整体功耗与一台普通GSM手机相当, 平均功耗仅为200毫瓦左右,比传统数传电台小多。GPRS传输方式非常适合野外使用太阳能供电或蓄电池供电场合下使用。
系统构成
1、现场控制/采集点:
现场监控点由PLC实现自动控制,并相关信息,RS232或RS485接口与GPRS DTU终端相连,PLC到设备信息GPRS DTU终端对数据进行处理、协议封装后发送到GPRS无线网络。
2、监控:
a)公网接入方案
服务器采用公网方式接入Internet,如ADSL拨号/电信专线宽带上网等,申请公网固定IP址;可以实现中小容量系统应用。
b)专网接入方案
服务器采用省移动通信公司提供DDN专线, 申请配置固定IP址,与GPRS网络相连。DDN专线可提供较高带宽,当现场PLC数量增加,不用扩容即可满足需求,可实现大容量系统应用。
监控RADIUS服务器接受到GPRS网络传来数据后行AAA认证,后传送到监控计算机主机,系统软件对数据进行还原显示,并进行数据处理,这样进一步增强了系统数据通信性能
3、GPRS/GSM移动网络:
PLC采集数据经GPRS/GSM网络空中接口功能模块同时对数据进行解码处理,转换成公网数据传送格式,中国移动GPRS无线数据网络进行传输,终传送到监控IP址。
系统方案
    各现场控制点使用成都众山科技有限公司ZSD3120 GPRS DTU透明终端,移动GPRS网络与监控相连。各现场控制点GPRS DTU使用移动通信公司GPRS普通数据卡或APN数据卡,同时监控对各点GPRS终端编号进行登记, 并与现场控制点信息进行关联,识别和维护处理。监控运行监控系统软件,实时现场控制点相关数据。
产品特性
    系统采用ZSD3120 GPRS DTU无线透明终端。产品基于中国移动GPRS网络,具有、高及抗干扰能力强等特点,提供标准RS232/RS485接口, 可直接与PC、单片机系统、RTU测控终端、PLC、GPS、数据集中器等连接,具有远程诊断、测试、监管功能,满足各行业调度或控制与众多远端站点之间数据采集和控制。
1、内置TCP/IP协议栈,针对GPRS网络优化
2、提供GPRS无线数据双向传输功能
3、提供RS232/RS485/RS422接口
4、符合ETSI GSM Phase 2+标准
5、支持自动心跳,保持线
6、透明:为用户数据设备提供双向100K大容量数据缓冲区,支持大数据包传输
7、自动拨号连接:DTU上电自动拨号上网、连接网络,支持用户端发起命令连接或远程唤醒连接
8、提供短信通道,内置Unicode编码转换表
9、支持远程短信/电话唤醒
10、实时监测网络连接情况,掉线自动重拨功能
11、支持为固定IP或动态域名
12、心跳报告时间间隔用户可设定
13、支持点对点、点对多点、多点对多点对等
14、支持APN数据专网业务
15、安装灵活、使用方便、
16、支持多数据,自动切换
17、适应低温和高温工作环境
18、EMC抗干扰设计,适合电磁恶劣环境应用
19、复合式技术,当机
20、整机低功耗技术,线待机电流<20mA
措施
    远程控制特殊性,系统需要高系统和稳定性。主防止来自系统内外有意和无意破环,网络防护措施包括信道加密、信源加密、登录防护、访问防护、接入防护、防火墙等。稳定是指系统能够7×24小时不间断运行,出现硬件和软件故障,系统能中断运行。
    监控可公网接入,到移动专网接入,采用公网接入方式成本比较低,企业不用租用专线,而使用数据专线接入时,GPRS数据要Radius服务器认, 整个数据传送过程到了加密保护,性比较高,可充分速度和网络服务质量。
1、APN数据专网模式:企业内部网络中配置APN服务器,移动终端使用APN数据专网,采用数据专网,服务器与公网Internet隔离,可以有效避免非法入侵。
2、用SIM卡性,对用户SIM卡号码进行鉴别授权,网络侧对SIM卡号和APN进行绑定,划定用户可接入某系统范围,属于行业SIM卡号才能访问APN,移动终端与监控采用中国移动分配专门APN进行无线网络接入,普通SIM卡号无法呼叫专门APN。
3、可以为每个GPRS数据传设备单配置 DTU ID号和密码,监控其登陆时进行应用层认证,其他没有分配DTU ID号和密码GPRS设备将无法登录进入系统,系统性进一步增强。
4、数据加密:可对整个数据传送过程进行加密保护。
5、网络接入鉴定机制:采用防火墙软件,设置网络鉴权和防范功能,系统。
结论
    监控采用有线方式,租用静态IP目前费用约800~150/月。采集点采用GPRS无线方式,流量费用目前有包月制和按数据量两种收费方式,按流量计算0.0-0.03元/KB,而包月制2/月有1024KB流量,估计日后其费用会逐步降低。
    用户来说,通信费用较低,享受到了实惠。另外,接入设备可以移动,当控制点搬迁时设备可随之迁移并可继续使用,可以保护用户原有投资。


一、继电器检测设备控制要求

1、需要同时检测10个继电器
2、每个继电器需要测试8个触点,共80个触点
3、每次检测需要300个周期,控制输出12ms ON / 88ms OFF的脉冲为一个周期
4、需要将检测结果保存在PLC中,要求停电保持,共需要保存80个触点x300个周期合计24000个状态,如果将结果保存在寄存器中则少需要1520个停电保持寄存器
5、每次检测结束,上位机将读出,根据继电器8个触点的吸合情况判断该继电器是否合格
    二、该设备对控制系统的要求及海为相应的特点
1、运行速度快:要求程序扫描周期在1.5ms内,海为PLC由于运行速度快,指令集丰富,程序非常精简,实际运行扫描周期为1~1.1ms
2、要有大范围的数据停电保持区:海为PLC的停电保持区可以任意设定,允许将所有数据区都设为停电保持,数据程序无须后备电池保护,丢失。不需要用任何指令就可以实现该功能
3、具有ms级控制能力:海为PLC提供一个有的16us精度系统时间,SV49-SV50为系统时间(单位16us), 系统自动循环计数, 当计数到大值2147483647时归0不断循环计数。利用该系统时间可以方便实现ms级控制,误差仅一个扫描周期
    三、初始化脉冲数据
由于要控制输出12ms ON / 88ms OFF的脉冲,转换为16us时间单位如下:
12ms = 12000us = 750(16us),存放放在V2000-V2001中
88ms = 88000us = 5500(16us),存放放在V2002-V2003中
建立一个名称为“时间间隔初始值”的初始寄存器值表,将ON时间设定为750和OFF时间设定为5500(当然也可以不建立该表而选择在程序中初始化V2000-V2001及 V2002-V2003的值)


由PLC控制的自动定时搅拌机,工作时出料阀门A关闭,进料阀门B打开,开始进料。当罐内的液面上升到一定高度时,液面传感器SL1的触点接通,则进料阀门B关闭,此时启动电动机M,开始搅拌。过5分钟后结束搅拌,打开出料阀门A。当罐内液面下降到一定位置时,使液面传感器SL2触点断开,出料阀门A关闭,又重新打开进料阀门B,开始进料,重复上述过程。试编制该PLC控制的梯形图和指令程序。
使用常开和常闭触点的串联就可以了常开为抢答按钮 同时使用自身的常闭切断其他抢答线路
这里画不上梯形图的 助记符如下 设三人抢答 1号按钮为 00000 输出为01000 2号按钮为 00001 输出为01001 3号按钮为 00002 输出为 01002
程序为 LD 00000 ANDNOT 01001 ANDNOT 01002 OUT 01000
LD 00001 ANDNOT 01000 ANDNOT 01002 OUT 01001
LD 00002 ANDNOT 01000 ANDNOT 01001 OUT 01002
END
PLC使用与继电器电路图为相似的梯形图语言。如果用PLC改造继电器控制系统,根据继电器电路图来设计梯形图是一条捷径。这是因为原有的继电器控制系统经过长时间的使用和考验,已经被证明能完成系统要求的控制功能,而继电器电路图又与梯形图有很多相似之处,因此可以将继电器电路图“翻译”成梯形图,即用PLC的外部硬件接线图和梯形图有很多想似之处,继电器系统的功能。这种设计方法一般不需要改动控制面板,保持了系统原有的外部特性,操作人员不用改变长期形成的操作习惯。
基本方法
继电器电路图是一个纯粹的硬件电路图。将它改为PLC控制时,需要用PLC的外部接线图和梯形图来等效继电器电路图。可以将PLC想象成是一个控制箱,其外部接线图描述了这个控制箱的外部接线,梯形图是这个控制箱的内部“线路图”,梯形图中的输入位和输出位是这个控制箱与外部世界联系的“接口继电器”,这样就可以用分析继电器电路图的方法来分析PLC控制系统。在分析梯形图时可以将输入位的触点想象成对应的外部输入器件的触点,将输出位的线圈想象成对应的外部负载的线圈。外部负载的线圈除了受梯形图的控制外,还右能受外部触点的控制。
将继电器电路图转换成为功能相同的PLC的外部接线图和梯形图的步骤如下:
1) 了解和熟悉被控设备的工作原理、工艺过程和机械的动作情况,根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理。
2) 确定PLC的输入信号和输出负载。继电器电路图中的交流接触器和电磁阀等执行机构如果用PLC的输出位来控制,它们的线圈在PLC的输出端。按钮、操作开关和行程开关、接近开关等提供PLC的数字量输入信号继电器电路图中的中间继电器和时间继电器的功能用PLC内部的存储器位和定时器来完成,它们与PLC的输入位、输出位无关。
3) 选择PLC的型号,根据系统所需要的功能和规模选择CPU模块,电源模块和数字量输入和输出模块,对硬件进行组态,确定输入、输出模块在机架中的安装位置和它们的起始地址。
4) 确定PLC各数字量输入信号与输出负载对应的输入位和输出位的,画出PLC的外部接线图。各输入和输出在梯形图中的取决于它们的模块的起始地址和模块中的接线端子号。
5) 确定与继电器电路图中的中间、时间继电器对应的梯形图中的存储器和定时器、计数器的地址。
6) 根据上述的对应关系画出梯形图。
注意事项
根据继电器电路图设计PLC的外部接线图和梯形图时应注意以下问题:
1) 应遵守梯形图语言中的语法规定。
由于工作原理不同,梯形图不能照搬继电器电路中的某些处理方法。例如在继电器电路中,触点可以放在线圈的两侧,但是在梯形图中,线圈放在电路的右边。
2) 适当的分离继电器电路图中的某些电路。
设计继电器电路图时的一个基本原则是尽量减少图中使用的触点的个数,因为这意味着成本的节约,但是这往往会使某些线圈的控制电路交织在一起。在设计梯形图时要的问题是设计的思路要清楚,设计出的梯形图容易阅读和理解,并不是告别在意是否多用几个触点,因为这不会增加硬作的成本,只是在输入程序时需要多花一点时间。
3) 尽量减少PLC的输入和输出点。
PLC的价格与I/O点数有关,因此输入、输出信号的点数是降低硬件费用的主要措施。
在PLC的外部输入电路中,各输入端可以接常开点或是常闭点,也可以接触点组成的串并联电路。PLC不能识别外部电路的结构和触点类型,只能识别外部电路的通断。
4) 时间继电器的处理
时间继电器除了有延时动作的触点外,还有在线圈通电瞬间接通的瞬动触点。在梯形图中,可以在定时器的线圈两端并联储器位的线圈,它的触点相当于定时器的瞬动触点。
5) 设置中间单元
在梯形图中,若多个线圈都受某一触点串并联电路的控制。为了简化电路,在梯形图中可以设置中间单元,即用该电路来控制某存储位,在各线圈的控制电路中使用其常开触点。这种中间元件类似于继电器电路中的中间继电器。
6) 设立外部互锁电路
控制异步电动机正以转的交流接触器如果同时动作,将会造成三相电源短路。为了防止出现这样的事故,应在PLC外部设置硬件互锁电路。
7) 外部负载的额定电压
PLC双向晶闸管输出模块一般只能驱动额定电压AC220V的负载,如果系统原来的交流接触器的线圈电压为380V,应换成220V的线圈,或是设置外部中间继电器。



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