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6ES7355-0VH10-0AE0型号含义
PLC(可编程控制器)在现代的自动化行业中应用广泛,目前国产PLC市场如何?
PLC确实是令国人心痒的行业,一方面PLC应用无处不在,市场容量连年上升;另一方面国内一些企业在DCS、变频器等产品上已经突破,自然也会想到PLC—国产工控产品中后一处空白。与前几年国内企业以OEM方式推出的PLC不同,近一年来主要是以自主技术为主,尤其是小型PLC产品,已经有多个厂家同时起步,形成齐头并进的局面。尽管所有国产PLC的总和还不到市场份额的2%,国外还在狂揽绝大多数PLC客户,但这股中国和弦的出现足以引起国内自动化行业的关注,也是充满活力的佐证。
小型PLC是产品化程度很高的产品,国外跨国公司已经有几十年的经营历史,上主要PLC供应商排名近十年来几乎没有变化。面对如此成熟、稳定的市场,国内企业面临的困难可想而知,在由技术、产品、、营销、资金、人才、质量、服务等因素构成的经营链条上,需要对每一个环节精心处理,任何一个环节的隐患都会造成整个链条的断裂。
实践证明国人有能力掌握PLC关键技术。与变频器、组态软件等单一技术产品不同,开发PLC要汇聚软件技术、硬件技术和网络技术等多学科技术,需要多方面的人才。PLC在不**业应用时的需求差别很大,在成熟产品市场上,后来者又必然要面临成本压力,小型PLC在集成性、功能性、适用性、经济性等方面选择平衡点,所以如何归类、甄选不同客户的需求是设计产品的关键。PLC的每一种单项技术并不复杂,技术难点在于如何使软、硬件发挥大效率,整体成为紧凑的系统。IEC61131-3已经为PLC产品建立了世界公认的软件模型,直接采用IEC61131-3标准是国内企业保持与水平同步的捷径。IEC标准充分考虑了PLC在应用于各种不**业时对内部资源的要求,软件模型预留了充足的资源,所以凯迪恩公司的KDN-K3系列PLC从一开始就采用了IEC61131-3。在我们遇到的细砂机控制应用中,某闽台产品因日系PLC结构,计算纺纱长度时误差为20米/千米,而KDN-K3的计算误差仅为0.5米/千米。
国产小型PLC面临另一重要制约因素就是产品的市场化。PLC适合的工业应用,国内应用小型PLC的企业大约有2万家,以上是中小企业。面对如此分散的市场,国内企业有效地组织筹划传统的销售活动。笔者认为,与国外跨国公司的强势营销不同,国内企业的突破点应放在终端客户。令我们高兴的是,在我们走访过的客户中,大约的客户接受国产PLC概念,50%的客户愿意试用产品,尤其是采购流程为的民营企业,能够很快从试用到批量采购。从我们调查中也可以看出这些企业关心的不是,而是产品性能和稳定性,一旦他们确信产品可用就会毫不犹豫的采用国产PLC,因为他们自己生产的设备也在与国外产品竞争。
韩国和的一些公司只不过比我们早几年开始研发PLC,目前在国内已占据不可忽视的市场份额,这些企业的经验值得我们借鉴。在PLC产品谱系中,小型PLC是有可能实现国产化的,环顾发展的特点不难发现,小型PLC国产化是,所有国内企业应该团结起来形成合力,共同推动市场。相信几年之后,国产PLC一定会以合格的挑战者身份与同场竞技。
1969年美国的DEC公司研制成功了世界台PLC。1971年日本从美国引进了PLC技术加以消化,由日本公司研制成功了日本的台 PLC。从70年代初开始,不到三十年时间里,PLC生产发展成了一个的产业,据不统计,现在世界上生产PLC及其网络的厂家有二百多家,生产大约有400多个品种的PLC产品。其中在美国注册的厂过100家,生产大约二百个品种;日本有60~70家PLC厂商,也生产200多个品种的PLC产品;在欧洲注册的也有几十家,生产几十个品种的PLC产品。
PLC产品的产量、及用量在所有工业控制装置中居,市场对其需求仍在稳步上升。进入二十世纪九十年代以来,全世界PLC年销售额以达百亿美元而且一直保持15%的年增长的势头。面对二百多PLC厂家,400多个品种的PLC产品,另人目不暇接、眼花缭乱。这无疑会给广大的PLC用户在选择、开发、使用及学习PLC时造成许多困难。
学通一种PLC,是否能举一反三,一通百通呢?如果说对于单纯的逻辑控制还有一点可能的话,那么随着PLC功能的发展,要想一通百通几乎是不可能了。熟悉西门子S5系列PLC的人都知道,他是采用结构化编程的方法,尽管他也设有梯形图、逻辑图等多种其他编程语言,单少许复杂一点的问题就采用语句表,通过STEP5语言,调用各种功能来实现。然而美国A-B公司的PLC-5系列可编程控制器则与西门子S5系列PLC相去甚远,A-B的PLC-5根本就没有语句表,他所有的程序都要依靠梯形图编制,因而A-B的梯形图与西门子的梯形图在形式、功能及用法上相差很大。
日本的微型小型PLC产品是非常有特色的,他对梯形图、语句表并重,而且配置了包括功能指令在内的功能很强的指令系统。用户常常会发现,同一个应用问题,选用日本的小型PLC产品就能解决,而用欧美产品常要选用中型乃至大型PLC才行。这主要是欧美小型PLC产品指令系统太弱所制。
随着PLC功能的发展,企图学通一种就一通百通显然是不可能的,那么是否要对每种PLC都学习呢?这样做既不现实,也没有必要。追溯PLC的发展历史可以看到,世界上200多家PLC厂商,400多品种的PLC产品大体可以按地域分成三个流派:一个流派是美国产品,一个流派是欧洲产品,还有一个流派是日本产品。同一地区的产品相互借鉴的比较多,相互影响比较大,技术参透比较深,面临的主要市场相同,拥护要求接近,这一切就使得同一地域的PLC产品表现出比较多的相似性。
美国PLC技术的形成与欧洲PLC技术的形成是在相互隔离的情况下,自研究开发获得的,因此美国的PLC产品与欧洲的PLC产品常表现出来明显的差异性。日本的PLC技术是由美国引进的,因此日本的产品对美国的产品有一定的继承性。单日本把自己主推产品定位在小型PLC上,因面临的主要市场在亚洲,因此他对美国的PLC技术既有继承,多的是发展。在小型PLC方面,他已是青出于蓝而胜于蓝,日本产品在世界小型PLC市场上占70%的份额。
按照把PLC产品划分成三种流派的思路,从每派中选泽有代表性的几家厂商,再结合他们的产品在我国的用量来决定本书内容的取材。据不统计,我国每年引进的PLC产品在5500万美元左右,其中美国产品约2000万美元,欧洲产品约2500万美元,日本产品约1000万美元。欧美产品以大中型 PLC为主基本上是德国西门子公司与美国A-B公司平分秋色。小型PLC主要是日本产品,其中OMRON公司占,而松下电工是后起之秀,大有后来居上之势。
按地域划分PLC产品流派的做法并不很科学,单他有一定的使用,同派PLC产品表现较多的相似性,不同流派PLC产品表现出的明显差异性,这启示我们介绍每派中有代表性的产品,以后与到其他品种时,就比较容易举一反三,触类旁通。
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,PLC系统一直被人们应用在生产过程中,PLC系统的性一直被人们所推崇,系统的性是由什么决定的呢,本文作者结合自己所学,论述相关的问题。
用PLC实现对系统的控制是非常的。这是因为PLC在硬件与软件两个方面都采取了很多措施,确保它能工作。事实上,如果PLC工作不,就无法在工业环境下运用,也就不成其为PLC了。
1·在硬件方面:
PLC的输入输出电路与内部CPU是电隔离。其信息靠光耦器件或电磁器件传递。而且,CPU板还有抗电磁干扰的屏蔽措施。故可确保PLC程序的运行不受外界的电与磁干扰,能正常地工作。
PLC使用的元器件多为无触点的,而且为高度集成的,数量并不太多,也为其工作提供了物质基础。
在机械结构设计与制造工艺上,为使PLC能地工作,也采取了很多措施,可确保PLC耐振动、耐冲击。使用环境温度可高达摄氏50多度,有的PLC可高达80--90度。
有的PLC的模块可热备,一个主机工作,另一个主机也运转,但不参与控制,仅作备份。一旦工作主机出现故障,热备的可自动接替其工作。
还有进一步冗余的,采用三取一的设计,CPU、I/O模块、电源模块都冗余或其中的部分冗余。三套同时工作,终输出取决于三者中的多数决定的。这可使系统出故障的机率几乎为零,做到万无一失。当然,这样的系统成本是很高的,只用于特别重要的场合,如铁路车站的道叉控制系统。
2.在软件方面:
PLC的工作方式为扫描加中断,这既可保证它能有序地工作,避免继电控制系统常出现的"冒险竞争",其控制结果总是确定的;而且又能应急处理急于处理的控制,保了PLC对应急情况的及时响应,使PLC能地工作。
为监控PLC运行程序是否正常,PLC系统都设置了""(Watchingdog)监控程序。运行用户程序开始时,先清""定时器,并开始计时。当用户程序一个循环运行完了,则查看定时器的计时值。若时(一般不过100ms),则报警。严重时,还可使PLC停止工作。用户可依报警信号采取相应的应急措施。定时器的计时值若不时,则重复起始的过程,PLC将正常工作。显然,有了这个""监控程序,可保证PLC用户程序的正常运行,可避免出现"死循环"而影响其工作的性。
PLC还有很多防止及检测故障的指令,以产生各重要模块工作正常与否的提示信号。可通过编制相应的用户程序,对PLC的工作状况,以及PLC所控制的系统进行监控,以确保其工作。
PLC每次上电后,还都要运行自检程序及对系统进行初始化。这是系统程序配置了的,用户可不干预。出现故障时有相应的出错信号提示。
正是PLC在软、硬件诸方面有强有力的性措施,才确保了PLC具有工作的特点。它的平均无故障时间可达几万小时以上;出了故障平均修复时间也很短,几小时以至于几分钟即可。
曾有人做过为什么要使用PLC的问卷调查。在回答中,多数用户把PLC工作作为选用它的主要原因,即把PLC能工作,作为它的指标。
1、铁屑引起的PLC故障:
故障现象:三菱FX系列PLC某个输入点外部没有被接通(即使拆开该输入端子上的连接线效果也相同),但该输入点实际已经被接通而且相应输入指示灯常亮。
故障分析:估计该端子的相邻端子已经被接通,而PLC的输入端子之间存在铁屑,导致了该输入点被接通;或者就是PLC本身的问题,该输入点已经被损坏。
故障处理:拆开PLC的所有输入端子的连线,发现输入端子排上存在很多铁屑,将端子上的铁屑吹干净,然后恢复接线——发现故障已经被排除!为PLC内部可能存在的铁屑,通过在PLC外部吹气、敲击PLC的方法对内部可能存在的铁屑做了处理。因为没发现新的故障,所以就没有对PLC进行大卸八块的清理处理。
说明:因为本单位电控柜采用整块底板安装而不是采用型架/型材安装,所以在安装电器元件时需要钻孔。但是在进行电控柜安装完毕后,应当采用各种方法使电控柜内PLC上方的线槽里、接触器及其它电气元件等地方不得存在铁屑,否则在电控柜运输、安装、运行过程(接触器等动作元件会震动)中铁屑掉入PLC中引起故障。如有条件,在电控柜安装完毕后可以采用压缩空气对电控柜内的铁屑进行清理。在接主电源线时不得在PLC上方对电源线用打磨机打磨或者切割,否则铜屑可能掉入PLC中。另外,在设备投入运行之前,请不要撕掉PLC上的保护纸,以大可能的避免铁屑掉入PLC。在设备投入运行后,由于PLC散热需要,需要撕除保护纸。
2、铁屑引起的PLC故障:
故障现象:三菱FX2N-128MR型PLC的Y60及以后的输出点(包括扩展模块的输出点)均不动作(外部输出指示灯不亮),而在程序中这些点是动作的。
故障分析:估计PLC本身坏了或者PLC内部存在铁屑。
故障处理:把PLC大卸八块,用压缩空气仔细清理电控柜内的铁屑(特别是PLC上方的铁屑)和PLC中的铁屑,故障排除。
3、PLC本身的输入点损坏:
故障现象:三菱FX系列PLC某个输入点不动作(外部输入指示灯不亮,在程序中该点也不动作),用万用表确认该输入点外部已经接通。
故障分析:估计PLC本身坏了或者PLC内部存在铁屑。
故障处理:把PLC大卸八块,用压缩空气仔细清理电控柜内的铁屑(特别是PLC上方的铁屑)和PLC中的铁屑,故障仍然没有被排除。因此,将该输入点换成另外一个输入点。
PLC是以自动控制技术、微计算机技术、和通信技术为基础发展起来的新一代工业控制装置,随着微处理器技术的发展,PLC得到了的发展,也在社会各领域的生产训得到了越来越多的应用。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,使用情况大致可归纳为如下几类。
1开关量的逻辑控制
这是PLC基本、广泛的应用领域,它取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
2模拟量控制
在工业生产过程当中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量,实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块,使可编程控制器用于模拟量控制。
3运动控制
PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说,早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构,现在一般使用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
4过程控制
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机,PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块,目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
5数据处理
现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔制造系统;也可用于过程控制系统,如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
6通信及联网
PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展,工厂自动化网络发展得很快,各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能,纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口,通信非常方便。



从结构,PLC分为固定式和组合式(模块式)两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块可以按照一定规则组合配置。
CPU的构成
CPU是PLC的,起神经的作用,每套PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路。
在使用者看来,不必要详细分析CPU的内部电路,但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作,由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算,在控制器指挥下工作。寄存器参与运算,并存储运算的中间结果,它也是在控制器指挥下工作。CPU速度和内存容量是PLC的重要参数,它们决定着PLC的工作速度,IO数量及软件容量等,因此限制着控制规模。
I/O模块
PLC与电气回路的接口,是通过输入输出部分(I/O)完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路,其输入暂存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统,输出模块相反。I/O分为开关量输入(DI),开关量输出(DO),模拟量输入(AI),模拟量输出(AO)等模块。
常用的I/O分类如下:开关量:按电压水平分,有220VAC、110VAC、24VDC;按隔离方式分,有继电器隔离和晶体管隔离。
模拟量:按信号类型分,有电流型(4-20mA,0-20mA)、电压型(0-10V,0-5V,-10-10V)等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外,还有特殊IO模块,如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
按I/O点数确定模块规格及数量,I/O模块可多可少,但其大数受CPU所能管理的基本配置的能力,即受大的底板或机架槽数限制。
电源模块
PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时,有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有:交流电源(220VAC或110VAC),直流电源(常用的为24VDC)。
底板或机架
大多数模块式PLC使用底板或机架,其作用是:电气上,实现各模块间的联系,使CPU能访问底板上的所有模块,机械上,实现各模块间的连接,使各模块构成一个整体。
PLC系统的其它设备
编程设备:编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件,用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况,但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器,目般由计算机(运行编程软件)充当编程器。也就是我们系统的上位机。
人机界面:简单的人机界面是指示灯和按钮,目前液晶屏(或触摸屏)式的一体式操作员终端应用越来越广泛,由计算机(运行组态软件)充当人机界面非常普及。
PLC的通信联网
依靠的工业网络技术可以有效地收集、传送生产和管理数据。因此,网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著,甚至有人提出"网络就是控制器"的观点说法。PLC具有通信联网的功能,它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口,还有一些内置有支持各自通信协议的接口。PLC的通信现在主要采用通过多点接口(MPI)的数据通讯、PROFIBUS 或工业以太网进行联网。
任何PLC都具有自诊断功能,当PLC异常时应该充分利用其自诊断功能以分析故障原因。一般当PLC发生异常时,请检查电源电压、PLC及I/O端子的螺丝和接插件是否松动,以及有无其他异常。然后再根据PLC基本单元上设置的各种LED的指示灯状况,以检查PLC自身和外部有无异常。下面以FX系列PLC为例,来说明根据LED指示灯状况以诊断PLC故障原因的方法。
1.电源指示([POWER]LED指示)
当向PLC基本单元供电时,基本单元表面上设置的[POWER]LED指示灯会亮。如果电源合上但[POWER]LED指示灯不亮,请确认电源接线。另外,若同一电源有驱动传感器等时,请确认有无负载短路或过电流。若不是上述原因,则可能是PLC内混入导电性异物或其他异常情况,使基本单元内的保险丝熔断,此时可通过换保险丝来解决。
2.出错指示([EPROR]LED灯亮)
由于PLC内部混入导电性异物或受外部异常噪音的影响,导致CPU失控或运算周期过200ms,则WDT出错,[EPROR]LED灯亮,PLC处于STOP,同时输出全部都变为OFF。此时可进行断电复位,若PLC恢复正常,请检查一下有无异常噪音发生源和导电性异物混入的情况。另外,请检查PLC的接地是否符合要求。
检查过程如果出现[EPROR]LED灯亮→闪烁的变化,请进行程序检查。如果[EPROR]LED依然一直保持灯亮状态时,请确认一下程序运算周期是否过长(监视D8012可知大扫描时间)。
如果进行了全部的检查之后,[EPROR]LED的灯亮状态仍不能解除,应考虑PLC内部发生了某种故障,请与厂商联系。
3.输出指示
不管输出单元的LED灯亮还是灭,如果负载不能进行ON或OFF时,主要是由于过载、负载短路或容量性负载的冲击电流等,引起继电器输出接点粘合,或接点接触面不好导致接触不良。
4.输入指示
不管输入单元的LED灯亮还是灭,请检查输入信号开关是否确实在ON或OFF状态。如果输入开关的额定电流容量过大或由于油侵入等原因,容易产生接触不良。当输入开关与LED灯亮用电阻并联时,即使输入开关OFF但并联电路仍导通,仍可对PLC进行输入。如果使用光传感器等输入设备,由于发光/受光部位粘有污垢等,引起灵敏度变化,有可能不能进入“ON”状态。在比PLC运算的时间内,不能接收到ON和OFF的输入。如果在输入端子上外加不同的电压时,会损坏输入回路。
5.出错指示([EPROR]LED闪烁)
当程序语法错误(如忘记设定定时器或计数器的常数等),或有异常噪音、导电性异物混入等原因而引起程序内存的内容变化时,[EPROR]LED会闪烁,PLC处于STOP状态,同时输出全部变为OFF。在这种情况下,应检查程序是否有错,检查有无导电性异物混入和高强度噪音源。
发生错误时,8009、8060~8068其中之一的值被写入特殊数据寄存器D8004中,设这个写入D8004中内容是8064,则通过查看D8064的内容便可知道出错代码。与出错代码相对应的实际出错内容参见PLC使用手册的错误代码表
变频-工频切换时,出现变频炸机,出现空开跳闸,由此出现了各种解释,使变频-工频切换成为一个是忽难以逾越的门槛。
例如,有人说“保变频器输出的相序和工频相序一致,这样才有可能切入”等等。如果变频器输出的相序和工频真的相序一致时,变频-工频切换时变频炸机、空开跳闸。显然原因绝不是因为什么相序、相位等。
我告诉你一个简单的方法,你用电压表测量变频器输出端与工频相线间的电压,不管你怎么调整变频器输出的相序、相位或其它,测量结果都是工频380V线电压。
变频器输出端与工频相线间的电压是工频380V线电压,你能直接进行变频-工频切换吗?直接切换能不炸机、跳闸吗?
所以变频-工频切换的技术秘诀就是变频器的输出端与工频不能短接,只要保变频器的输出端与工频不会短接,那你的方法一定能保证切换成功。
怎么保变频器的输出端与工频不短接呢?方法很简单,你用一个接触器1断开变频器输出与电动机的连接,再用一个接触器2接通工频与电动机,用接触器1的常闭触点去接通接触器2的电磁线圈,即接触器1和接触器2一定要互锁。这样就保了变频器的输出端与工频不可能短接,你的切换就再也不会炸机、跳闸了。
操作注意事项:
1、要切换工频的电机,停车方式设定为自由停车,切忌不能软停车;
2、从变频器输出端切断电机的接触器,其控制停止按钮与变频器停车按钮为同一复合按钮,即按停车时,变频器停车随之接触器线圈断电切断电机与变频器的连接;
3、从变频器输出端切断电机的接触器,其控制启动按钮与变频器启动按钮联锁,即启动接触器接通电机后,变频方可启动;
4、电动机接入工频的接触器,其线圈控制回路由变频器输出端切断电机的接触器的常闭触点控制,保变频器输出端切断电机后接入工频;
5、如果切换过程准确,即电机脱离电源惯性运行的时间越短,转速下降越少,越不存在“冲击”,既电机在额定电流下切换;
6、这里要注意电动机接入工频的相序要保电机切换后转向一致!
7、工频到电机应设一隔离断路器;
“切换400KW的电机,高压侧都跳闸”
1、看来大家对大功率电机切换工频存在疑虑;
2、这里担心电机惯性运动期间发电,大可不必,但是什么原因造成跳闸?
3、有两个问题值得考虑,一个是大电机脱离电源后,绕组由于分布电容还存在静电电压,切换时出现操作过电压;
4、另一个就是,电机还没有脱离变频器(例如电弧还没有熄灭),工频过早完成切换,形成工频短路;
5、解决的办法是,让变频自由停车,电机再脱离变频器,然后再切换到工频,就可以排出以上原因造成的切换跳闸;
6、一定要控制好时间差!!!
变频与工频的切换,用PLC控制切换过程时,切换的秘诀是变频自由停车到切除电机要有0.1秒的延时,由电机从变频切除到工频接通要有0.2--0.4秒的延时,整个过程多0.5秒完成
1.引言
PLC的输出类型有继电器和晶体管两种类型,两者的工作参数差别较大,使用前需加以区别,以免误用而导致产品损坏。本文简要介绍了继电器和晶体管输出的特点及使用中的注意事项。
2. 继电器和晶体管输出工作原理
继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的(如图1所示)。只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合。这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的。从继电器的工作原理可以看出,它是一种机电元件,通过机械动作来实现触点的通断,是有触点元件。
图1 电磁式继电器结构图
晶体管是一种电子元件,它是通过基电流来控制集电与发射的导通。它是无触点元件。
3. 继电器与晶体管输出的主要差别
由于继电器与晶体管工作原理的不同,导致了两者的工作参数存在了较大的差异,下面以艾默生EC系列PLC相关数据为例进行比较说明(输出口主要规格参见表1)
(1)驱动负载不同
继电器型可接交流220V或直流24V负载,没有性要求;晶体管型只能接直流24V负载,有性要求。
继电器的负载电流比较大可以达到2A,晶体管负载电流为0.2-0.3A。同时与负载类型有关,具体参见表1。
项目 | 继电器输出端口 | 晶体管输出端口 |
外部电源 | 250Vac、30Vdc以下 | 5~24Vdc |
电路绝缘 | 继电器机械绝缘 | 光耦绝缘 |
动作指示 | 继电器输出触点闭合指示灯点亮 | 光耦被驱动时指示灯点亮 |
开路时漏电流 | / | 小于0.1mA/30Vdc |
小负载 | 2mA/5Vdc | 5mA(5~24Vdc) |
大输出电流 | 电阻负载 | 2A/1点; 8A/4点组公共端; 8A/8点组公共端 | Y0、Y1:0.3A/1点 其他:0.3A/1点 0.8A/4点 1.2A/6点 1.6A/8点 8点以上每增加1点允许总电流增加0.1A |
感性负载 | 220Vac,80VA | Y0、Y1:7.2W/24Vdc 其他:12W/24Vdc |
电灯负载 | 220Vac,100W | Y0、Y1:0.9W/24Vdc 其他:1.5W/24Vdc |
响应时间 | ON-OFF | 多20ms | Y0、Y1:10us 其他:0.5ms |
OFF-ON | 多20ms |
Y0、Y1输出频率 | / | 每通道100kHz |
输出公共端 | Y0-COM0;Y1-COM1;Y2以后至多每8个端口使用1个公共端,每个公共端之间彼此隔离 |
熔断器保护 | 无 |
表1 输出端口规格
(2)响应时间不同
继电器响应时间比较慢(约10ms-20ms),晶体管响应时间比较快,约0.2ms-0.5ms,Y0、Y1甚至可以达到10 us。
(3)使用寿命不同
继电器由于是机械元件受到动作次数的寿命限制,且与负载容量有关,详见表2,从表中可以看出,随着负载容量的增加,触点寿命几乎按级数减少。晶体管是电子原件只有老化,没有使用寿命限制。
负荷容量 | 动作频率条件 | 触点寿命 |
220VAC,15VA | 1秒ON/1秒OFF | 320万次 |
220VAC,30VA | 1秒ON/1秒OFF | 120万次 |
220VAC,60VA | 1秒ON/1秒OFF | 30万次 |
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表2 继电器使用寿命
4.继电器与晶体管输出选型原则
继电器型输出驱动电流大,响应慢,械寿命,适用于驱动中间继电器、接触器的线圈、指示灯等动作频率不高的场合。晶体管输出驱动电流小,频率高,寿命长,适用于控制伺服控制器、固态继电器等要求频率高、寿命长的应用场合。在高频应用场合,如果同时需要驱动大负载,可以加其他设备(如中间继电器,固态继电器等)方式驱动。
5. 驱动感性负载的影响
图2 驱动感性负载时产生的瞬间高压
继电器控制接触器等感性负载的开合瞬间,由于电感具有电流具有不可突变的特点,因此根据U=L*(dI/dt),将产生一个瞬间的尖峰电压在继电器的两个触点之间,该电压幅值过继电器的触点耐压的降额;继电器采用的电磁式继电器,触点间的耐受电压是1000V(1min),若触点间的电压长期的工作在1000V左右的话,容易造成触点金属迁移和氧化,出现接触电阻变大、接触不良和触点粘接的现象。而且动作频率越快现象越严重。瞬间高压如下图2所示,持续的时间在1ms以内,幅值为1KV以上。晶体管输出为感性负载时也同样存在这个问题,该瞬时高压可能导致晶体管的损坏。因此当驱动感性负载时应在负载两端接入吸收保护电路。当驱动直流回路的感性负载(如继电器线圈)时,用户电路需并联续流二管(需注意二管性);若驱动交流回路的感性负载时,用户电路需并联RC浪涌吸收电路,以保护PLC的输出触点
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