6ES7352-1AH02-0AE0型号含义
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产品描述

产品规格模块式包装说明全新

6ES7352-1AH02-0AE0型号含义


一、从功能来说:
PLC已经具备了模拟量的控制功能,有的PLC系统模拟量处理能力甚至还相当强大,比如横河FA-MA3、西门子的S7 400、ABB 的Control Logix 和施耐德的Quantum系统。而DCS也具备相当强劲的逻辑处理能力,比如我们在CS3000上实现了一切我们可能使用的工艺联锁和设备的联动启停。
二、从系统结构来说:
PLC与DCS的基本结构是一样的。PLC发展到今天,已经移植到计算机系统控制上了,传统的编程器早就被淘汰。小型应用的PLC一般使用触摸屏,大规模应用的PLC使用计算机系统。和DCS一样,控制器与IO站使用现场总线(一般都是基于RS485或RS232异步串口通讯协议的总线方式),控制器与计算机之间如果没有扩展的要求,也就是说只使用一台计算机的情况下,也会使用这个总线通讯。但如果有不止一台的计算机使用,系统结构就会和DCS一样,上位机平台使用以太网结构。这是PLC大型化后和DCS概念模糊的原因之一。
三、PLC和DCS的发展方向:
小型化的PLC将向化的使用角度发展,比如功能加有针对性、对应用的环境有针对性等等。大型的PLC与DCS的界线逐步淡化,直至融和。
DCS将向FCS的方向继续发展。FCS的除了控制系统加分散化以外,特别重要的是仪表。FCS在国外的应用已经发展到仪表级。控制系统需要处理的只是信号和提供人机界面以及逻辑控制,整个模拟量的控制分散到现场仪表,仪表与控制系统之间传统电缆连接,使用现场总线连接整个仪表系统。(目前国内有横河在中海壳牌石化项目中用到了FCS,仪表级采用的是智能化仪表例如:EJX等,具备世界的控制水准)。
四、如何正确对待PLC和DCS?
我个人从不强调PLC和DCS之间孰优孰劣,我把它们使用了一个新名词“控制类产品”。我们提供给用户的是适合用户的控制系统。绝大多数用户不会因为想使用一套DCS而去使用DCS,控制类产品定位在满足用户的工艺要求的基础之上。其实提出使用DCS还是PLC的用户大抵是从没接触过自控产品或有某种特殊需求的。过分强调这个东东只会陷入口舌之争。
从PLC与DCS之间的区别和共同之处我们了解了控制类产品的大抵情况。注意,作为人士,我们自己不要为产品下PLC还是DCS的定义,自己的心理上不能把产品这样来区别对待。


PLC是专门为工业生产服务的控制装置。40年来,可编程控制器从无到有,实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃,其功能从弱到强,实现了逻辑控制到数据控制的进步,其应用领域从小到大,实现了单体简单控制到胜任运动控制。过程控制及集散控制等,今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流设备,发挥着越来越大的作用。
PLC是由模原继电器控制原理发展起来的,二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制,应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令;并通过数字输入和输出操作,来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求,并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行,以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器,在程序运行过程中,每执行一步该计数器自动加1,程序从起始步(步序号为零)起依次执行到终步(通常为END指令),然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC,循环扫描周期在1微几十微秒之间。PLC用梯形图编程,在解算逻辑方面,表现出快速的优点,在微秒量级,解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理,16位(也有32位的)为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。
相同I/O点数的系统,用PLC比用DCS ,其成本要低一些(大约能省40%左右)。PLC没有操作站,它用的软件和硬件都是通用的,所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC的控制器,可以接收几千个I/O点(多可达8000多个I/O)。如果被控对象主要是设备连锁回路很少,采用PLC较为合适。PLC由于采用通用软件,在设计企业的管理信息系统方面,要容易一些。
目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化等各个行业,这里面经常会用到PLC与变频器的结合使用,当利用变频器构成自动控制系统进行控制时,很多情况下是采用PLC和变频器相配合使用,例如我厂二催化的自动吹灰系统。PLC可提供控制信号和指令的通断信号。一个PLC系统由三部分组成,即处理单元、输入输出模块和编程单元。本文介绍变频器和PLC进行配合时所需注意的事项。
1.开关指令信号的输入
变频器的输入信号中包括对运行/停止、正转/反转、微动等运行状态进行操作的开关型指令信号。变频器通常利用继电器接点或具有继电器接点开关特性的元器件(如晶体管)与PLC)相连,得到运行状态指令。在使用继电器接点时,常常因为接触不良而带来误动作;使用晶体管进行连接时,则需考虑晶体管本身的电压、电流容量等因素,保证系统的性。在设计变频器的输入信号电路时还应该注意,当输入信号电路连接不当时有时也会造成变频器的误动作。例如,当输入信号电路采用继电器等感性负载时,继电器开闭产生的浪涌电流带来的噪音有可能引起变频器的误动作,应尽量避免。
当输入开关信号进入变频器时,有时会发生外部电源和变频器控制电源(DC24V)之间的串扰。正确的连接是利用PLC电源,将外部晶体管的集电经过二管接到PLC。
2.数值信号的输入
变频器中也存在一些数值型(如频率、电压等)指令信号的输入,可分为数字输入和模拟输入两种。数字输入多采用变频器面板上的键盘操作和串行接口来给定;模拟输入则通过接线端子由外部给定,通常通过0~10V/5V的电压信号或0/4~20mA的电流信号输入。由于接口电路因输入信号而异,因此根据变频器的输入阻抗选择PLC的输出模块。
当变频器和PLC的电压信号范围不同时,如变频器的输入信号为0~10V,而PLC的输出电压信号范围为0~5V时;或PLC的一侧的输出信号电压范围为0~10V而变频器的输入电压信号范围为0~5V时,由于变频器和晶体管的允许电压、电流等因素的限制,需用串联的方式接入限流电阻及分压方式,以保证进行开闭时不过PLC和变频器相应的容量。此外,在连线时还应注意将布线分开,保证主电路一侧的噪音不传到控制电路。因为变频器在运行中会产生较强的电磁干扰,为保证PLC不因为变频器主电路断路器及开关器件等产生的噪音而出现故障,将变频器与PLC相连接时应该注意以下几点:
(1)对PLC本身应按规定的接线标准和接地条件进行接地,而且应注意避免和变频器使用共同的接地线,且在接地时使二者尽可能分开。
(2)当电源条件不太好时,应在PLC的电源模块及输入/输出模块的电源线上接入噪音滤波器和降低噪音用的变压器等,另外,若有必要,在变频器一侧也应采取相应的措施。
(3)当把变频器和PLC安装于同一操作柜中时,应尽可能使与变频器有关的电线和与PLC有关的电线分开。
(4)通过使用屏蔽线和双绞线达到提高噪音干扰的水平。
3 结束语
PLC和变频器连接应用时,由于二者涉及到用弱电控制强电,因此,应该注意连接时出现的干扰,避免由于干扰造成变频器的误动作,或者由于连接不当导致PLC或变频器的损坏


一、PLC的来源
1、在制造工业(以改变几何形状和机械性能为特征)和过程工业(以物理变化和化学变化将原料转化成产品为特征)中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集。传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电气控制装置的要求,二年,美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,使得电气控制功能实现的程序化,这就是代可编程序控制器,英文名字叫Programmable Controller(PC)。
 2、随着电子技术和计算机技术的发生,PC的功能越来越强大,其概念和内涵也不断扩展。
 3、上世纪80年代,个人计算机发展起来,也简称为PC,为了方便,也为了反映或可编程控制器的功能特点,美国A-B公司将可编程序控制器定名为可编程序逻辑控制器Programmable Logic Controller(PLC),并将“PLC”作为其产品的注册商标。现在,仍常常将PLC简称PC。
 4、上世纪80年代至90年代中期,是PLC发展快的时期,年增长率一直保持为30~40%。在这时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,PLC逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统.
 5、近年,工业计算机技术(IPC)和现场总线技术(FCS)发展,挤占了一部分PLC市场,PLC增长速度出现渐缓的趋势,但其在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位,在可预见的将来,是无法取代的。
 6、目前,世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品,主要应用在汽车(23%)、粮食加工(16.4%)、化学/制药(14.6%)、金属/矿山(11.5%)、纸浆/造纸(11.3%)等行业。
二、典型的PLC产品
1、国外
施耐德公司, Quantum、Premium、Momentum等;
罗克韦尔(A-B公司),SLC、MicroLogix、Control Logix等;
西门子公司, SIMATIC S7-400/300/200系列;
GE公司
日本欧姆龙、三菱、富士、松下等。
2、国内
PLC生产厂约30家,但没有形成颇具规模的生产能力和产品,还有一部分是以、来件组装或“贴牌”方式生产.
三、PLC在我国的应用
 虽然我国在PLC生产方面非常弱,但在PLC应用方面,我国是很活跃的,近年来每年约新投入10万台套PLC产品,年销售额30亿人民币,应用的行业也很广。
 在我国,一般按I/O点数将PLC分为以下级别(但不,国外分类有些区别):
微型:32 I/O
小型: 256 I/O
中型:1024 I/O
大型:4096 I/O
巨型:8192 I/O
 在我国应用的PLC系统中,I/O 64点以下PLC销售额占整个PLC的47%,64点~256点的占31%,合计占整个PLC销售额的78%。
 在我国应用的PLC,几乎涵盖了世界所有的,呈现八国联军的态势,但从行业,有各自的势力范围。大中型系统采用欧美PLC居多,小型控制系统、机床、设备单体自动化及OEM产品采用日本的PLC居多。欧美PLC在网络和软件方面具有优势,而日本PLC在灵活性和价位方面占优势。
 我国的PLC供应渠道,主要有制造商、分销商(代理商)、系统集成商、OEM用户、终用户。其中,大部分PLC是通过分销商和系统集成商达到终用户的。
四、PLC发展的
1、人机界面加友好
 PLC制造商纷纷通过收购或联合软件企业、或发展软件产业,大大提高了其软件水平,多数PLC拥有与之相应的开发平台和组态软件,软件和硬件的结合,提高了系统的性能,同时,为用户的开发和维护降低了成本,使易形成人机友好的控制系统,目前,PLC+网络+IPC+CRT的模式被广泛应用。
2、网络通讯能力大大加强
 PLC厂家在原来CPU模板上提供物理层RS232/422/485接口的基础上,逐渐增加了各种通讯接口,而且提供完整的通讯网络。由于近来数据通讯技术发展很快,用户对开放性要求很强烈,现场总线技术及以太网技术也同步发展。如罗克韦尔A-B公司主推的三层网络结构体系,即EtherNet、ControlNet、DeviceNet,西门子公司在Profibus-DP及Profibus-FMS网络等。
3、开放性和互操作性大大发展
 PLC在发展过程中,各PLC制造商为了和扩大各自市场,处于群雄割据的局面,各自发展自己的标准,兼容性很差,这给用户使用带来不便,并增加了维护成本。开放是发展的趋势,这已被各厂商所认识,形成了长时期妥协与竞争的过程,并且这一过程还在继续。开放的进程,可以从以下方面反映:
 1)IEC形成了现场总线标准,这一标准包含8种标准,虽然有人说,多种标准就是没有标准,但必竟是一个经过困难的争论与妥协的成果。标准推出后,各厂商纷纷将自己的产品适应这些标准,或者开发与之相应的新产品。
 2)IEC制订了基于bbbbbbs的编程语言标准IEC61131-3,它规定了指令表(IL)、梯形图(LD)、顺序功能图(SFC)、功能块图(FBD)、结构化文本(ST)五种编程语言。这是以数字技术为基础的可编程序逻辑控制装置在高层次上走向开放性的标准化文件。虽然PLC开发上各工具仍不兼容,但基于这些标准的开发系统,使用户在应用过程中,可以较方便地适不同的产品。
 3)OPC基金会推出了OPC(OLE for Process Control)标准,这进一步增强了软硬件的互操作性,通过OPC一致性测试的产品,可以实现方便的和无缝隙数据交换。目前,多数PLC软件产品和相当一部分仪表、执行机构及其它设备具有了OPC功能。OPC与现场总线技术的结合,是未来控制系统向FCS技术发展的趋势。
4、PLC的功能进一步增强,应用范围越来越广泛。
 PLC的网络能力、模拟量处理能力、运算速度、内存、复杂运算能力均大大增强,不再局限于逻辑控制的应用,而越来越应用于过程控制方面,有人统计,除石化过程等个别领域,PLC均有成功能应用,PLC在相当多的应用取代了昂贵的DCS,从而使原来PLC(顺序控制)+DCS(过程控制)的模式变成PLC+IPC模式。
5、工业以太网的发展对PLC有重要影响。
 以太网应用非常广泛,与工业网络相比,其成本非常低,为此,人们致力于将以太网引进控制领域。目前的挑战在于1)硬件上如合适应工业恶劣环境;2)通讯机制如何提高其。以太网能否顺利进入工控领域,还存在争论。但以太网在工控系统的应用却日益增多,适应这一过程,各PLC厂商纷纷推出适应以太网的产品或中间产品。
 
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PLC发展到今天,已经形成了各种规模的系列化产品,可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,PLC大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
高性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,内部电路采取了的抗干扰技术,具有很高的性。使用PLC构成控制系统,和同等规模的继电接触器系统相比,电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一,故障也就大大降低。此外,PLC带有硬件故障自我功能,出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中,应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序,使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样,整个系统将高的性。
配套齐全,功能完善,适用性强
PLC发展到今天,已经形成了各种规模的系列化产品,可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,PLC大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
易学易用,深受工程技术人员欢迎
PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近,为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。
系统的设计,工作量小,维护方便,容易改造
PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造的周期大为缩短,同时日常维护也变得容易起来,重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的生产场合
PLC(可编程控制器)在现代的自动化行业中应用广泛,PLC发展应用到今天,产生了很多的流派,当然这些流派都是人为去划分的。下面详细介绍下这些流派。贴出来和大家一起分享下。
世界上PLC产品可按地域分成三大流派:一个流派是美国产品,一个流派是欧洲产品,一个流派是日本产品。美国和欧洲的PLC技术是在相互隔离情况下立研究开发的,因此美国和欧洲的PLC产品有明显的差异性。而日本的PLC技术是由美国引进的,对美国的PLC产品有一定的继承性,但日本的主推产品定位在小型PLC上。美国和欧洲以大中型PLC而,而日本则以小型PLC著称。
美国PLC产品
美国是PLC生产大国,有100多家PLC厂商,的有A-B公司、通用电气(GE)公司、(MODICON)公司、德州仪器(TI)公司、西屋公司等。其中A-B公司是美国大的PLC制造商,其产品约占美国PLC市场的一半。
A-B公司产品规格齐全、种类丰富,其主推的大、中型PLC产品是PLC-5系列。该系列为模块式结构,CPU模块为PLC-5/10、PLC-5/12、PLC-5/15、PLC-5/25时,属于中型PLC,I/O点配置范围为256~1024点;当CPU模块为PLC-5/11、PLC-5/20、PLC-5/30、PLC-5/40、PLC-5/60、PLC-5/40L、PLC-5/60L时,属于大型PLC,I/O点多可配置到3072点。该系列中PLC-5/250功能,多可配置到4096个I/O点,具有强大的控制和信息管理功能。大型机PLC-3多可配置到8096个I/O点。A-B公司的小型PLC产品有SLC500系列等。
GE公司的代表产品是:小型机GE-1、GE-1/J、GE-1/P等,除GE-1/J外,均采用模块结构。GE-l用于开关量控制系统,多可配置到112个I/O点。GE-1/J是小型化的产品,其I/O点多可配置到96点。GE-1/P是GE-1的增强型产品,增加了部分功能指令(数据操作指令)、功能模块(A/D、D/A等)、远程I/O功能等,其I/O点多可配置到168点。中型机GE-Ⅲ,它比GE-1/P增加了中断、故障诊断等功能,多可配置到400个I/O点。大型机GE-Ⅴ,它比GE-Ⅲ增加了部分数据处理、表格处理、子程序控制等功能,并具有较强的通信功能,多可配置到2048个I/O点。GE-Ⅵ/P多可配置到4000个I/O点。
德州仪器(TI)公司的小型PLC新产品有510、520和TI100等,中型PLC新产品有TI300、5TI等,大型PLC产品有PM550、530、560、565等系列。除TI100和TI300无联网功能外,其它PLC都可实现通信,构成分布式控制系统。
(MODICON)公司有M84系列PLC。其中M84是小型机,具有模拟量控制、与上位机通信功能,多I/O点为112点。M484是中型机,其运算功能较强,可与上位机通信,也可与多台联网,多可扩展I/O点为512点。M584是大型机,其容量大、数据处理和网络能力强,多可扩展I/O点为8192。M884增强型中型机,它具有小型机的结构、大型机的控制功能,主机模块配置2个RS-232C接口,可方便地进行组网通信。
欧州PLC产品
德国的西门子(SIEMENS)公司、AEG公司、法国的TE公司是欧洲的PLC制造商。德国的西门子的电子产品以性能精良而久负。在中、大型PLC产品领域与美国的A-B公司齐名。
西门子PLC主要产品是S5、S7系列。在S5系列中,S5-90U、S-95U属于微型整体式PLC;S5-100U是小型模块式PLC,多可配置到256个I/O点;S5-115U是中型PLC,多可配置到1024个I/O点;S5-115UH是中型机,它是由两台SS-115U组成的双机冗余系统; S5-155U为大型机,多可配置到4096个I/O点,模拟量可达300多路;SS-155H是大型机,它是由两台S5-155U组成的双机冗余系统。而S7系列是西门子公司在S5系列PLC基础上近年推出的新产品,其性能价格比高,其中S7-200系列属于微型PLC、S7-300系列属于于中小型PLC、S7-400系列属于于中的大型PLC。
日本PLC产品
日本的小型PLC特色,在小型机领域中颇具,某些用欧美的中型机或大型机才能实现的控制,日本的小型机就可以解决。在开发较复杂的控制系统方面明显欧美的小型机,所以格外受用户欢迎。日本有许多PLC制造商,如三菱、欧姆龙、松下、富士、日立、等,在世界小型PLC市场上,日本产品约占有70%的份额。
三菱公司的PLC是较早进入中国市场的产品。其小型机F1/F2系列是F系列的升级产品,早期在我国的也不小。F1/F2系列加强了指令系统,增加了特殊功能单元和通信功能,比F系列有了强的控制能力。继F1/F2系列之后,20世纪80年代末三菱公司又推出FX系列,在容量、速度、特殊功能、网络功能等方面都有了的加强。FX2系列是在90年代开发的整体式高功能小型机,它配有各种通信适配器和特殊功能单元。FX2N几年推出的高功能整体式小型机,它是FX2的换代产品,各种功能都有了的提升。近年来还不断推出满足不同要求的微型PLC,如FXOS、FX1S、FX0N、FX1N及α系列等产品。
三菱公司的大中型机有A系列、QnA系列、Q系列,具有丰富的网络功能,I/O点数可达8192点。其中Q系列具有小的体积、丰富的机型、灵活的安装方式、双CPU协同处理、多存储器、远程口令等特点,是三菱公司现有PLC中性能的PLC。
欧姆龙(OMRON)公司的PLC产品,大、中、小、微型规格齐全。微型机以SP系列为代表,其体积小,速度快。小型机有 P型、H型、CPM1A系列、CPM2A系列、CPM2C、CQM1等。P型机现已被的CPM1A系列所取代,CPM2A/2C、 CQM1系列内置RS-232C接口和实时时钟,并具有软PID功能,CQM1H是 CQM1的升级产品。中型机有C200H、C200HS、C200HX、C200HG、C200HE、CS1系列。C200H是前些年的中型机,配置齐全的I/O模块和高功能模块,具有较强的通信和网络功能。C200HS是C200H的升级产品,指令系统丰富、网络功能强。C200HX/HG/HE是C200HS的升级产品,有1148个I/O点,其容量是 C200HS的2倍,速度是C200HS的3.75倍,有品种齐全的通信模块,是适应信息化的PLC产品。CS1系列具有中型机的规模、大型机的功能,是一种推广的新机型。大型机有 C1000H、C2000H、CV(CV500/CV1000/CV2000/CVM1)等。 C1000H、C2000H可单机或双机热备运行,安装带电插拔模块,C2000H可在线换I/O模块;CV系列中除CVM1外,均可采用结构化编程,易读、易调试,并具有强大的通信功能。
松下公司的PLC产品中,FPO为微型机,FP1为整体式小型机,FP3为中型机,FP5/FP10、FP10S(FP10的改进型)、FP20为大型机,其中FP20是新产品。松下公司近几年PLC产品的主要特点是:指令系统功能强;有的机型还提供可以用FP-BASIC语言编程的CPU及多种智能模块,为复杂系统的开发提供了软件手段;FP系列各种PLC都配置通信机制,由于它们使用的应用层通信协议具有一致性,这给构成多级PLC网络和开发PLC网络应用程序带来方便。
PLC主要的目的是控制外部系统。这个系统可能是单个机器,机群或一个生产过程。不同型号的PLC有不同的适用范围。根据生产工艺要求,分析被控对象的复杂程度,进行I/O点数和I/O点的类型(数字量、模拟量等)统计,列出清单。适当进行内存容量的估计,确定适当的留有余量而不浪费资源的机型(小、中、大形机器)。并且结合市场情况,考察PLC生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、网络通信等综合情况,选定价格性能比较好的PLC机型。
目前市场上的PLC产品众多,国外有德国的SIEMENS;日本的 OMRON、MITSUBISHI、FUJI、Panasonic;美国的GE;韩国的LG等。国产有研华、研祥、合力时等。近几年,PLC产品的价格有较大的下降,其性价比越来越高。PLC 的选型应从以下几个方面入手。
一、确定PLC 控制系统的规模
依据工厂生产工艺流程和复杂程度确定系统规模的大小。可分为大、中、小三种规模。
1、小规模PLC控制系统
单机或者小规模生产过程,控制过程主要是条件、顺序控制,以开关量为主,并且I/O点数小于128 点。一般选用微型PLC,如SIEMENS S7-200等。
2、中等规模PLC控制系统
生产过程是复杂逻辑控制和闭环控制,I/O点数在128——512 点之间。应该选用具有模拟量控制、PID控制等功能的PLC,如SIEMENS S7-300等。
3、大规模PLC控制系统
生产过程是大规模过程控制、DCS系统和工厂自动化网络控制,I/O点数在512点以上。应该选用具有通信联网、智能控制、数据库、中断控制、函数运算的PLC,如SIEMENS S7-400等, 再和工业现场总线结合实现工厂工业网络的通讯和控制。
二、确定PLC I/O 点的类型
根据生产工艺要求,分析被控对象的复杂程度,进行I/O点数和I/O点的类型(数字量、模拟量等)统计,列出清单。适当进行内存容量的估计,确定适当的留有软硬件资源余量而不浪费资源的机型(小、中、大型机器)。
根据PLC输出端所带的负载是直流型还是交流型,是大电流还是小电流,以及PLC输出点动作的频率等,从而确定输出端采用继电器输出,还是晶体管输出,或品闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式,对系统的稳定运行是很重要的。
电磁阀的开闭、大电感负载、动作频率低的设备,PLC输出端采用继电器输出或者固态继电器输出;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。
三、确定PLC编程工具
1、一般的手持编程器编程
手持编程器只能用商家规定语句表中的语句表(STL)编程。这种方式效率低,但对于系统容量小、用量小的产品比较适宜,具有体积小、价格低、易于现场调试等优点。这主要用于微型PLC的编程。
2、图形编程器编程
图形编程器采用梯形图(LAD)编程,方便直观,一般的电气人员短期内就可应用自如,但该编程器价格较高,主要用于微型PLC和中档PLC。
3、计算机加PLC软件包编程
这种方式是效率的一种方式,但大部分公司的PLC 开发软件包价格昂贵,并且该方式不易于现场调试,主要用于中PLC系统的硬件组态和软件编程。


一、PLC和NC的关系
PLC用于通用设备的自动控制,称为可编程控制器。PLC用于数控机床的外围辅助电气的控制,称为可编程序机床控制器。因此,在很多数控系统中将其称之为PMC(programmable machine tool controller)。数控系统有两大部分,一是NC、二是PLC,这两者在数控机床所起的作用范围是不相同的。可以这样来划分NC和PLC的作用范围:
 
1、 实现相对于工件各坐标轴几何运动规律的数字控制。这个任务是由NC来完成;
 
2、 机床辅助设备的控制是由PLC来完成。它是在数控机床运行过程中,根据CNC内部标志以及机床的各控制开关、检测元件、运行部件的状态,按照程序设定的控制逻辑对诸如库运动、换机构、冷却液等的运行进行控制。
 
在数控机床中这两种控制任务,是密不可分的,它们按照上面的原则进行了分工,同时也按照一定的方式进行连接。NC和PLC的接口方式遵循标准“ISSO 4336-1981(E)机床数字控制-数控装置和数控机床电气设备之间的接口规范”的规定,接口分为四种类型:
 
1、与驱动命令有关的连接电路;
 
2、数控装置与测量系统和测量传感器间的连接电路;
 
3、电源及保护电路;
 
4、通断信号及代码信号连接电路;
 
从接口分类的标准来看,类、二类连接电路传送的是数控装置与伺服单元、伺服电机、位置检测以及数据检测装置之间控制信息。三类是由数控机床强电电路中的电源控制控制电路构成。通常由电源变压器、控制变压器、各种断路器、保护开关、继电器、接触器等等构成。为其他电机、电磁阀、电磁铁等执行元件供电。这些相对于数控系统来讲,属于强电回路。这些强电回路是不能够和控制系统的弱电回路,直接相连接的,只能够通过中间继电器等电子元器件转换成直流低压下工作的开关信号,才能够成为PLC或继电器逻辑控制电路的可接受的电信号。反之,PLC或继电器逻辑控制来的控制信号,也经过中间继电器或转换电路变成能连接到强电线路的信号,再由强电回路驱动执行元件工作。四类信号是数控装置向外部传送的输入输出控制信号。
 
二、PLC在数控机床中的应用
 
1、 PLC在数控机床中的应用形式
 
PLC在数控机床中应用,通常有两种形式:一种称为内装式;一种称为立式。
 
内装式PLC也称集成式PLC,采用这种方式的数控系统,在设计之初就将NC和PLC结合起来考虑,NC和PLC之间的信号传递是在内部总线的基础上进行的,因而有较高的较高交换速度和较宽的信息通道。它们可以共用一个CPU也可以是单的CPU这种结构从软硬件整体上考虑, PLC 和NC 之间没有多余的导线连接, 增加了系统的性, 而且NC 和PLC 之间易实现许多功能。PLC 中的信息也能通过CNC 的显示器显示, 这种方式对于系统的使用具有较大的优势。次的数控系统一般都采用这种形式的PLC。
 
立式PLC也称外装式PLC,它立于NC装置,具有立完成控制功能的PLC。在采用这种应用方式式,可根据用户自己的的特点,选用不同PLC厂商的产品,并且可以为方便的对控制规模进行调整。
 
2、PLC与数控系统及数控机床间的信息交换
 
相对于PLC,机床和NC就是外部。PLC与机床以及NC之间的信息交换,对于PLC的功能发挥,是非常重要的。PLC与外部的信息交换,通常有四个部分:
 
(1)、机床侧至PLC:机床侧的开关量信号通过I/O单元接口输入到PLC中,除少数信号外,绝大多数信号的含义及所配置的输入地址,均可由PLC程序编制者或者是程序使用者自行定义。数控机床生产厂家可以方便的根据机床的功能和配置,对PLC程序和地址分配进行修改。
 
(2)、PLC至机床:PLC的控制信号通过PLC的输出接口送到机床侧,所有输出信号的含义和输出也是由PLC程序编制者或者是使用者自行定义。
 
(3)、NC至PLC:CNC至PLC:CNC送至PLC的信息可由CNC 直接送入PLC的寄存器中,所有CNC送至PLC的信号含义和地址(开关量地址或寄存器地址) 均由CNC 厂家确定,PLC编程者只可使用不可改变和增删。如数控指令的M、S、T 功能,通过CNC译码后直接送入PLC相应的寄存
 
器中。
 
(4):(4) PLC至CNC:PLC 送至CNC 的信息也由开关量信号或寄存器完成,所有PLC送至CNC的信号地址与含义由CNC 厂家确定,PLC 编程者只可使用,不可改变和增删。
 
3、PLC在数控机床中的工作流程
 
PLC在数控机床中的工作流程,和通常的PLC工作流程基本上是一致的,分为以下几个步骤:
 
(1)、输入采样:输入采样,就是PLC以顺序扫描的方式读入所有输入端口的信号状态,并将此状态,读入到输入映象寄存器中。当然,在程序运行周期中这些信号状态是不会变化的,除非一个新的扫描周期的到来,并且原来端口信号状态已经改变,读到输入映象寄存器的信号状态才会发生变化。
 
(2)、程序执行:程序执行阶段系统会对程序进行特定顺序的扫描,并且同时读入输入映像寄存区、输出映像寄存区的读取相关数据,在进行相关运算后,将运算存入输出映像寄存区供输出和下次运行使用。
 
(3)、出刷新阶段:在所指令执行完成后,输出映像寄存区的所有输出继电器的状态(接通/断开)在输出刷新阶段转存到输出锁存器中,通过特定方式输出,驱动外部负载。
 
4、 PLC在数控机床中的控制功能
 
(1)、操作面板的控制。操作面板分为系统操作面板和机床操作面板。系统操作面板的控制信号先是进入NC,然后由NC送到PLC,控制数控机床的运行。机床操作面板控制信号,直接进入PLC,控制机床的运行。
 
(2)、机床外部开关输入信号。将机床侧的开关信号输入到送入PLC,进行逻辑运算。这些开关信号,包括很多元件信号(如:行程开关、接近开关、模式选择开关等等)
 
(3)、输出信号控制:PLC输出信号经外围控制电路中的继电器、接触器、电磁阀等输出给控制对象。
 
(4)、功能实现。系统送出T指令给PLC,经过译码,在数据表内检索,找到T代码的号,并与主轴号进行比较。如果不符,发出换指令,换,换完成后,系统发出完成信号。
 
(5)、M功能实现。系统送出M指令给PLC,经过译码,输出控制信号,控制主轴正反转和启动停止等等。M指令完成,系统发出完成信号。



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