产品描述
西门子6ES7322-5FF00-0AB0安装调试
近年来,随着社会的发展,PLC可编程序控制器在工业生产中得到了广泛的使用,同时技术人员对其使用要求也在逐年增高,因此对系统正常稳定运行要求也越来越高。PLC产品本身的可靠性可以保,但在应用中一些不正确的操作会造成一定的影响。今天,仪控君为大家整理了一些PLC日常应用中的小技巧,希望能对大家在日常使用PLC有所帮助。
接地问题
PLC系统接地要求比较严格,较好有独立的**接地系统,还要注意与PLC有关的其他设备也要可靠接地。多个电路接地点连接在一起时,会产生意想不到的电流,导致逻辑错误或损坏电路。 产生不同的接地电势的原因,通常是由于接地点在物理区域上被分隔的太远, 当相距很远的设备被通信电缆或传感器连接在一起的时候,电缆线和地之间的电流就会流经整个电路,即使在很短的距离内,大型设备的负载电流也可以在其与地电势之间产生变化,或者通过电磁作用直接产生不可预知的电流。在不正确的接地点的电源之间,电路中有可能产生毁灭性的电流, 以至于破坏设备。PLC系统一般选用一点接地方式。为了提高抗共模干扰能力,对于模拟信号可以采用屏蔽浮地技术,即信号电缆的屏蔽层一点接地,信号回路浮空,与大地绝缘电阻应不小于50MΩ
抗干扰处理
工业现场的环境比较恶劣,存在着许多高低频干扰。这些干扰一般是通过与现场设备相连的电缆引入PLC的。除了接地措施外,在电缆的设计选择和敷设施工中,应注意采取一些抗干扰措施:
1.模拟量信号属于小信号,较易受到外界干扰的影响,应选用双层屏蔽电缆;
2.高速脉冲信号(如脉冲传感器、计数码盘等)应选用屏蔽电缆,既防止外来的干扰,也防止高速脉冲信号对低电平信号的干扰;
3.PLC之间的通信电缆频率较高, 一般应选用厂家提供的电缆,在要求不高的情况下,可以选用带屏蔽的双绞线电缆;
4.模拟信号线、直流信号线不能与交流信号线在同*槽内走线;
5.控制柜内引入引出的屏蔽电缆必须接地,应不经过接线端子直接与设备相连;
6.交流信号、直流信号和模拟信号不能共用一根电缆,动力电缆应与信号电缆分开敷设。
在现场维护时,解决干扰的方法有:对受干扰的线路采用屏蔽线缆,重新敷设;在程序中加入抗干扰滤波代码。
线间电容避免误动作
电缆的各导线间都存在电容,合格的电缆能把此容值限制在一定范围之内。即使是合格的电缆,当电缆长度**过一定长度时,各线间的电容容值也会**过所要求的值,当把此电缆用于PLC输入时,线间电容就有可能引起PLC的误动作,会出现许多无法理解的现象。这些现象主要表现为:明接线正确,但PLC却没有输入;PLC应该有的输入没有,而不应该有的却有,即PLC输入互相干扰。为解决这一问题,应当做到:1.使用电缆芯绞合在一起的电缆;2.尽量缩短使用电缆的长度;3.把互相干扰的输入分开使用电缆;4.使用屏蔽电缆。
输出模块的选用
输出模块分为晶体管、双向可控硅、接点型。
晶体管型的开关速度较快(一般0.2ms),但负载能力较小,约0.2~0.3A、24VDC,适用于快速开关、 信号联系的设备,一般与变频、直流装置等信号连接,应注意晶体管漏电流对负载的影响。
可控硅型优点是无触点、具有交流负载特性,负载能力不大。
继电器输出具有交直流负载特点,负载能力大。常规控制中一般首先选用继电器触点型输出,缺点是开关速度慢,一般在10ms左右,不适于高频开关应用。
变频器过电压与过电流处理
减小给定使电机减速运行时,电机进入再电制动状态,电机回馈给变频器的能量亦较高,这些能量贮存在滤波电容器中,使电容上的电压升高,并很快达到直流过电压保护的整定值而使变频器跳闸。
处理方法为:采取在变频器外部增设制动电阻的措施,用该电阻将电机回馈到直流侧的再生电能消耗掉。
变频器带多个小电机,当其中一个小电机发生过流故障时,变频器就会过流故障报警,导致变频器掉闸,从而导致其它正常的小电机也停止工作。
处理方法为:在变频器输出侧加装1:1的隔离变压器,当其中一台或几小电机发生过流故障,故障电流直流冲击变压器,而不是冲击变频器,从而预防了变频器的掉闸。经实验后,工作良好,再没发生以前的正常电机也停机的故障。
标记输入与输出方便检修
PLC控制着一个复杂系统,所能看到的是上下两排错开的输入输出继电器接线端子、对应的指示灯及PLC编号,就像一块有数十只脚的集成电路。任何一个人如果不看原理图来检修故障设备,会束手无策,查找故障的速度会特别慢。鉴于这种情况,我们根据电气原理图绘制一张表格,贴在设备的控制台或控制柜上,标明每个PLC输入输出端子编号与之相对应的电器符号,中文名称,即类似集成电路各管脚的功能说明。有了这张输入输出表格,对于了解操作过程或熟悉本设备梯形图的电工就可以展开检修了。但对于那些对操作过程不熟悉,不会看梯形图的电工来说,就需要再绘制一张表格:PLC输入输出逻辑功能表。该表实际说明了大部分操作过程中输入回路(触发元件、关联元件)和输出回路(执行元件)的逻辑对应关系。实践证明如果你能熟练利用输入输出对应表及输入输出逻辑功能表,检修电气故障,不带图纸,也能轻松自如。
通过程序逻辑推断故障
现在工业上经常使用的PLC种类繁多,对于低端的PLC而言,梯形图指令大同小异,对于中高端机,如S7-300,许多程序是用语言表编的。实用的梯形图必须有中文符号注解,否则阅读很困难,看梯形图前如能大概了解设备工艺或操作过程,看起来比较容易。若进行电气故障分析,一般是应用反查法或称反推法,即根据输入输出对应表,从故障点找到对应PLC的输出继电器,开始反查满足其动作的逻辑关系。经验表明,查到一处问题,故障基本可以排除,因为设备同时发生两起及两起以上的故障点是不多的。
PLC自身故障判断
一般来说,PLC是较其可靠的设备,出故障率很低,PLC、CPU等硬件损坏或软件运行出错的概率几乎为零,PLC输入点如不是强电入侵所致,几乎也不会损坏,PLC输出继电器的常开点,若不是外围负载短路或设计不合理,负载电流**出额定范围,触点的寿命也很长。因此,我们查找电气故障点,重点要放在PLC的外围电气元件上,不要总是怀疑PLC硬件或程序有问题,这对快速维修好故障设备、快速恢复生产是十分重要的,因此笔者所谈的PLC控制回路的电气故障检修,重点不在PLC本身,而是PLC所控制回路中的外围电气元件。
充分合理利用软、硬件资源
不参与控制循环或在循环前已经投入的指令可不接入PLC;
多重指令控制一个任务时,可先在PLC外部将它们并联后再接入一个输入点;
尽量利用PLC内部功能软元件,充分调用中间状态,使程序具有完整连贯性,易于开发。同时也减少硬件投入,降低了成本;
条件允许的情况下较好独立每一路输出,便于控制和检查,也保护其它输出回路;当一个输出点出现故障时只会导致相应输出回路失控;
输出若为正/反向控制的负载,不仅要从PLC内部程序上联锁,并且要在PLC外部采取措施,防止负载在两方向动作;
PLC紧急停止应使用外部开关切断,以确保安全。
其他注意事项
不要将交流电源线接到输入端子上, 以免烧坏PLC;
接地端子应独立接地,不与其它设备接地端串联,接地线截面积不小于2mm2;
辅助电源功率较小,只能带动小功率的设备(光电传感器等);
一些PLC有一定数量的占有点数(即空地址接线端子),不要将线接上;
当PLC输出电路中没有保护时,应在外部电路中串联使用熔断器等保护装置,防止负载短路造成损坏。DDC是由PLC发展而来的,是生产厂家专门针对细化市场而设计的,其与PLC较大的优势就只有固定的一部分控制程序这一项。
注:DDC(Direct Digital Control)直接数字控制,通常称为DDC控制器。DDC系统的组成通常包括中央控制设备(集中控制电脑、彩色监视器、键盘、打印机、不间断电源、通讯接口等)、现场DDC控制器、通讯网络、以及相应的传感器、执行器、调节阀等元器件。
关于PLC与DDC,哪个应用在楼宇自控系统中更有优势,做如下面的比较:
1.应用领域
DDC是由PLC发展而来的,PLC是专门应用在工业自动化方面的,在国内几乎全部的工业生产流水线控制系统,火力发电厂控制系统,钢铁厂控制系统都是应用了PLC系统,目前也有相当一部分楼控系统也应用了PLC。楼宇自控DDC是生产厂家根据楼宇自控特点从PLC发展而来的,与PLC的区别其实只是在其内部固化了一部分程序,但同时也缺少的PLC的灵活性和应对复杂电磁干扰环境的能力。
在楼宇自控系统中,PLC与DDC谁更有优势?
2.结构差别
通过多年的发展,现在的PLC在网络方面其实与DDC是一样的,也支持多种协议,也是分层结构,也可以实现点对点通讯,PLC分布在现场的各站点是不需要通过上位机就能进行通讯管理的。
3.软件特性
DDC 系统的上位机软件多为**软件,其实从另一个侧面说明其不兼容,每个厂家的软件都有不一样,而且很多是英文的,这对技术员来讲更是恶梦的开始。而PLC系统上位机软件既可是**软件,又可是通用组态软件,现在国内通用组态软件都是纯中文的,组态灵活方便。通用组态软件能应对复杂的工业控制系统,对区区楼控又何在话下。再说无论是PLC系统还是DDC系统的调试都是有专业调试人员完成组态,再培训业主操作管理,对业主来讲其实是一样的,反观通组态软件既能实现专业软件的所有功能,又能实现专业软件很多不能实现的功能(如真界面、人声报警、用户定制功能等)。
4.专业性
现在很多楼控工程都应用了PLC系统,事实证明上述DDC功能PLC系统也能完成,经验丰富的PLC楼控实施商,也已积累了全部控制流程程序、能源管理及节能程序,同时由于其对所有流程程序拥有源程序,所以可以针对不同项目迅速做出量身定制的功能。由于也有现成的流程程序,现场调试工作也非常短,同时也会比 DDC调试更顺利,因为DDC内置程序只有接口函数,是固定格式,如遇特殊需求就得与远在千里之外的厂家工程师联系,而且能不能解决就不一定了。
5.扩展性
谁都知道PLC系统是通用性、开放性系统。现阶段大多数PLC系统与大多数DDC系统操作员站之间用的都是 TCP/IP协议,都可以做到有网络就可接入。而目前DDC系统软件按用户数收取昂贵费用,令大部分已完工的楼控系统对分控操作站想要而不敢想啊!PLC 系统正好有此优势。
6.安全性
其实这个问题只要想象一下:一个火力发电厂正在发电,突然一个PLC模块坏了,如像上述所说的要将整个系统停机才能更换,那会是怎样的后果,锅炉都有可能爆炸啊!呵呵!比楼控后果要严重得多吧!现在很多PLC系统的模块都是热拔插、热备冗余(这几个功能,楼控好像是这几年向PLC学的吧),PLC是面向工业环境开发的,在复杂的工业控制环境下模块的故障或系统停机都可能产生重大事故或人员伤亡,可靠性要求较DDC又何止高一等啊!不知上述论述是怎么产生的。PLC控制核心能够在恶劣的环境中长期可靠、无故障运行,并且易接线、易维护、隔离性好、抗腐蚀能力强,能适应较宽的温度变化范围,平均无故障时间间隔(MTBF)大于15年。
7.调试繁简度
PLC编程现在用得较多的是梯形图语言,这种语言形象化、所见即所,不需要英语水平,普通电工就能学会。
现在的PLC系统与DDC系统一样,都能坐在舒适的机房内通过一台笔记本电脑和一根网线就能将系统全部调试好。至于精度问题拿产品技术参数一看便知啊!只想说一句:难道工业控制对精度的要求会低于楼控?我想是个人都不会这样想吧!哈哈!现代化工业生产线上的控制系统动不动就是上万点(基本上都采用 PLC,却没有一个用DDC),而且要求做到毫秒级网络连接,DDC能做到不?
综述
其实DDC是由PLC发展而来的,是生产厂家专门针对细化市场而设计的,其与PLC较大的优势就只有固定的一部分控制程序这一项,其它性能方面应都较 PLC差。DDC由于只针对楼控这一个专业细分市场,全国市场容量不大,也就造成DDC为什么性能不**,价格却较高的根本原因。
DDC中固定一部分控制程序,厂家的较初出发点是因为楼控系统的承建方,大多是弱电系统集成商,这个群体对自控技术接触得相对较少,所以厂家必须做一个容易的产品供其调试。但正因为这样也便其失去了灵活性。
如碰上了经验丰富的自控工程师,其产品内固定的程序反而成为其发挥能力的包袱。楼控系统完工交付用户后,由于用户维护工程师在社会上接触得更多的是 PLC,PLC编程现在用得较多的是梯形图语言,这种语言形象化、所见即所,不需要英语水平,普通电工就能学会,所以其维护技术和成本反而更低。
1、 开关量也称逻辑量,指仅有两个取值,0或1、ON或OFF。它是较常用的控制,对它进行控制是PLC的优势,也是PLC较基本的应用。
关量控制的目的是,根据开关量的当前输入组合与历史的输入顺序,使PLC产生相应的开关量输出,以使系统能按一定的顺序工作。所以,有时也称其为顺序控制。
而顺序控制又分为手动、半自动或自动。而采用的控制原则有分散、集中与混合控制三种。
这是用omron的开关量编写的一个“单按钮启停”程序。
2、 模拟量是指一些连续变化的物理量,如电压、电流、压力、速度、流量等。
PLC是由继电控制引入微处理技术后发展而来的,可方便及可靠地用于开关量控制。由于模拟量可转换成数字量,数字量只是多位的开关量,故经转换后的模拟量,PLC也完全可以可靠的进行处理控制。
由于连续的生产过程常有模拟量,所以模拟量控制有时也称过程控制。
模拟量多是非电量,而PLC只能处理数字量、电量。所有要实现它们之间的转换要有传感器,把模拟量转换成数电量。如果这一电量不是标准的,还要经过变送器,把非标准的电量变成标准的电信号,如4—20mA、1—5V、0—10V等等。
同时还要有模拟量输入单元(A/D),把这些标准的电信号变换成数字信号;模拟量输出单元(D/A),以把PLC处理后的数字量变换成模拟量——标准的电信号。
所以标准电信号、数字量之间的转换就要用到各种运算。这就需要搞清楚模拟量单元的分辨率以及标准的电信号。例如:PLC模拟单元的分辨率是1/32767,对应的标准电量是0—10V,所要检测的是温度值0—100℃。那么0—32767对应0—100℃的温度值。然后计算出1℃所对应的数字量是327.67。如果想把温度值精确到0.1℃,把327.67/10即可。
模拟量控制包括:反馈控制、前馈控制、比例控制、模糊控制等。这些都是PLC内部数字量的计算过程。
3、 脉冲量是其取值总是不断的在0(低电平)和1(高电平)之间交替变化的数字量。每秒钟脉冲交替变化的次数称为频率.
PLC脉冲量的控制目的主要是位置控制、运动控制、轨迹控制等。例如:脉冲数在角度控制中的应用。步进电机驱动器的细分是每圈10000,要求步进电机旋转90度。那么所要动作的脉冲数值=10000/(360/90)=2500
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