西门子一级代理商-电缆总代理商价格

西门子一级代理商-电缆总代理商价格

5 PLC和HMI程序的编写

此工程中程序的难点主要在于数据的处理上。在切纸机工作过程中除手动让进给定位机构前进后退外，还要实现等分裁切功能和具体位置定位功能，并且HMI上还要即时显示定位机构的当前位置。我们为了简化程序中的计算，采用了两个高速计数器C235和C236。C236通过计算前进后退的脉冲数，再进行换算后用于显示进给机构的当前位置；C235用于进行定位。定位过程是这样的，每次进给机构需要定位工作时，通过计算把需要的脉冲数送到C235，不论进给机构前进还是后退C235进行减计数，同时对C235中的数值进行比较，根据比较驱动相应的输出点对变频器进行输出频率的控制，实现接近设定值时进给速度变慢，从而达到定位。因为任何系统都有惯性和时间上的迟滞，所以变频器停止输出的时间并不是C235中的计数值减小到0时，而是让C235和一个数据寄存器D130比较，当C235中的值减小到D130中的设定值时PLC控制变频器停止输出。D130的值可通过人机界面进行修改和设定，在调试时通过修改这个值，以达到定位准确的目的。显示定位机构当前位置的程序见下图1，



图1显示定位机构当前位置程序段

实现定位控制的程序段见下图2。



图2定位程序段

还有一个问题是参数设定时的小数点位问题，实际工作中在设定位置时要到0.1mm。这个问题在一些单片机系统中常会遇到，常见的处理办法是加大一个数量级，就是设定数据时，在人机界面上用1代替0.1mm，10代替1mm。不过我们在处理此问题时通过HMI中对数据的设置和PLC的程序编写达到了所见即所得的效果。HMI中主要是对数值的格式要设定好。HMI中的设置画面见下图。



图3HMI中数据设置画面

比如我要等分裁切10.5mm的纸，就可以在HMI上设定为10.5，而不是像我公司其它设备上要设为105，但PLC的寄存器D128的内容是105而不是10.5，这样在计算需要的脉冲数时就要用下面一条命令：

MULD128K5D10（此命令中尽管编程时D11不出现但实际上寄存器D11被占用，不能再应用于其它地方，否则会出现问题。）

而不是用：

MULD128K50D10

编程中其它应注意的问题。一是双线圈问题。本工程中利用条件跳转和步进指令避免了双线圈问题。二是误信号问题。编码器是一种比较精密的光电产品，受振动时不可避免的会出现误信号，而切纸机在执行裁切动作时会造成很大振动，如果忽视这个现象，定位精度和执行机构当前位置的显示都会不准确。本工程中处理方法参见上面例子程序图1，只有Y3、Y4接通，即只有进给机构前进和后退时才让C236进行计数，这样就屏蔽了裁切时震动造成的误信号。

6 变频器的参数设置

此工程中需设定的变频器的主要参数见下。

参数 号名 称设定值

0 转矩提升 8%（低速时电机转矩不足时可提高此数字）

43 速设定（高速） 30Hz

53 速设定（中速） 10Hz

63 速设定（低速） 2Hz

7 加速时间 0.5s

8 减速时间 0.5s

24 多段速设定（4速）50Hz

79 操作模式 2（只执行外部操作）

在调试过程中为了达到定位速度和精度的结合，应对三段速设定值，加减速时间和HMI中D130、D200和D202的数值进行相应调整。

7 结论

通过上述的改造过程，恢复了我们切纸机的功能，试用三个月以来运行非常稳定。由这个应用实例可以看出结合PLC的高速计数器功能，合理的进行应用，在一定场合可以取代高成本的定位控制系统，实现控制系统优的性价比。也迎合了我国当前提出的建设节约型社会的宗旨。

PLC控制系统的设计是一个步骤有序的系统工程，要想做到熟练自如，需要反复设计和实践。本文是PLC控制系统的设计和实践经验的总结，在实际应用中具有良好的效果。 

一、问题提出。
            可编程控制器技术主要是应用于自动化控制工程中，如何综合地运用学过知识点，根据实际工程要求合理组合成控制系统，
            在此介绍组成可编程控制器控制系统的一般方法。
            二、可编程控制器控制系统设计的基本步骤
            1 ．系统设计的主要内容
            （ 1 ）拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据；
            （ 2 ）选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构；
            （ 3 ）选定 PLC 的型号；
            （ 4 ）编制 PLC 的输入 / 输出分配表或绘制输入 / 输出端子接线图；
            （ 5 ）根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计；
            （ 6 ）了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计，增强人与机器之间的友善关系；
            （ 7 ）设计操作台、电气柜及非标准电器元部件；
            （ 8 ）编写设计说明书和使用说明书；
            根据具体任务，上述内容可适当调整。
            2 ． 系统设计的基本步骤
            可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤，如图 1 所示。
           
            图 1 可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤
            （ 1 ）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求
            a ．被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。
            b
            ．控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个立部分，这种可化繁为简，有利于编程和调试。

            （ 2 ）确定 I/O 设备
            根据被控对象对 PLC
            控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。

            （ 3 ）选择合适的 PLC 类型
            根据已确定的用户 I/O 设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的 PLC 类型，包括机型的选择、容量的选择、 I/O
            模块的选择、电源模块的选择等。
            （ 4 ）分配 I/O 点
            分配 PLC 的输入输出点，编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。接着九可以进行 PLC
            程序设计，同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。
            （ 5 ）设计应用系统梯形图程序
            根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。

            （ 6 ）将程序输入 PLC
            当使用简易编程器将程序输入 PLC
            时，需要先将梯形图转换成指令助记符，以便输入。当使用可编程序控制器的辅助编程软件在计算机上编程时，可通过上下位机的连接电缆将程序下载到
            PLC 中去。
            （ 7 ）进行软件测试
            程序输入 PLC 后，应行测试工作。因为在程序设计过程中，难免会有疏漏的地方。因此在将 PLC
            连接到现场设备上去之前，必需进行软件测试，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。
            （ 8 ）应用系统整体调试
            在 PLC
            软硬件设计和控制柜及现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试，如果控制系统是由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可行分段调试，然后再连接起来总调。调试中发现的问题，要逐一排除，直至调试成功。

            （ 9 ）编制技术文件
            系统技术文件包括说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、 PLC 梯形图。
            三、 PLC 硬件系统设计
            1 ． PLC 型号的选择
            在作出系统控制方案的决策之前，要详细了解被控对象的控制要求，从而决定是否选用 PLC 进行控制。
            在控制系统逻辑关系较复杂（需要大量中间继电器、时间继电器、计数器等）、工艺流程和产品改型较频繁、需要进行数据处理和信息管理（有数据运算、模拟量的控制、



有需要PLC手册电子版的朋友留下
            PID 调节等）、系统要求有较高的性和稳定性、准备实现工厂自动化联网等情况下，使用 PLC 控制是很必要的。
            目前，国内外众多的生产厂家提供了多种系列功能各异的 PLC
            产品，使用户眼花缭乱、无所适从。所以权衡利弊、合理地选择机型才能达到经济实用的目的。一般选择机型要以满足系统功能需要为宗旨，不要盲目贪大求全，以免造成投资和设备资源的浪费。机型的选择可从以下几个方面来考虑。

            （ 1 ）对输入 / 输出点的选择
            盲目选择点数多的机型会造成一定浪费。
            要先弄控制系统的 I/O 总点数，再按实际所需总点数的 15 ～ 20 ％留出备用量（为系统的改造等留有余地）后确定所需 PLC
            的点数。
            另外要注意，一些高密度输入点的模块对同时接通的输入点数有限制，一般同时接通的输入点不得过总输入点的 60 ％； PLC
            每个输出点的驱动能力（ A/ 点）也是有限的，有的 PLC 其每点输出电流的大小还随所加负载电压的不同而异；一般 PLC
            的允许输出电流随环境温度的升高而有所降低等。在选型时要考虑这些问题。
            PLC 的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法。隔离式的各组输出点之间可以采用不同的电压种类和电压等级，但这种 PLC
            平均每点的价格较高。如果输出信号之间不需要隔离，则应选择前两种输出方式的 PLC 。
            （ 2 ）对存储容量的选择
            对用户存储容量只能作粗略的估算。在仅对开关量进行控制的系统中，可以用输入总点数乘 10 字 / 点＋输出总点数乘 5 字 /
            点来估算；计数器 / 定时器按（ 3 ～ 5 ）字 / 个估算；有运算处理时按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模拟量输入 /
            输出的系统中，可以按每输入 / （或输出）一路模拟量约需（ 80 ～ 100 ）字左右的存储容量来估算；有通信处理时按每个接口 200
            字以上的数量粗略估算。后，一般按估算容量的 50 ～ 100 ％留有裕量。对缺乏经验的设计者，选择容量时留有裕量要大些。
            （ 3 ）对 I/O 响应时间的选择
            PLC 的 I/O 响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟（一般在 2 ～ 3
            个扫描周期）等。对开关量控制的系统， PLC 和 I/O 响应时间一般都能满足实际工程的要求，可不必考虑 I/O
            响应问题。但对模拟量控制的系统、特别是闭环系统就要考虑这个问题。
            （ 4 ）根据输出负载的特点选型
            不同的负载对 PLC
            的输出方式有相应的要求。例如，频繁通断的感性负载，应选择晶体管或晶闸管输出型的，而不应选用继电器输出型的。但继电器输出型的 PLC
            有许多优点，如导通压降小，有隔离作用，价格相对较，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，其负载电压灵活（可交流、可直流）且电压等级范围大等。所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的
            PLC 。
            （ 5 ）对在线和离线编程的选择
            离线编程示指主机和编程器共用一个 CPU ，通过编程器的方式选择开关来选择 PLC 的编程、监控和运行工作状态。编程状态时， CPU
            只为编程器服务，而不对现场进行控制。编程器编程属于这种情况。在线编程是指主机和编程器各有一个 CPU ，主机的 CPU
            完成对现场的控制，在每一个扫描周期末尾与编程器通信，编程器把修改的程序发给主机，在下一个扫描周期主机将按新的程序对现场进行控制。计算机辅助编程既能实现离线编程，也能实现在线编程。在线编程需购置计算机，并配置编程软件。采用哪种编程方法应根据需要决定。

            （ 6 ）据是否联网通信选型
            若 PLC 控制的系统需要联入工厂自动化网络，则 PLC 需要有通信联网功能，即要求 PLC 应具有连接其他 PLC 、上位计算机及
            CRT 等的接口。大、中型机都有通信功能，目前大部分小型机也具有通信功能。
            （ 7 ）对 PLC 结构形式的选择
            在相同功能和相同 I/O
            点数据的情况下，整体式比模块式价格低。但模块式具有功能扩展灵活，维修方便（换模块），容易判断故障等优点，要按实际需要选择 PLC
            的结构形式。
            2 ．分配输入 / 输出点
            一般输入点和输入信号、输出点和输出控制是一一对应的。
            分配好后，按系统配置的通道与接点号，分配给每一个输入信号和输出信号，即进行编号。
            在个别情况下，也有两个信号用一个输入点的，那样就应在接入输入点前，按逻辑关系接好线（如两个触点先串联或并联），然后再接到输入点。
            （ 1 ）确定 I/O 通道范围
            不同型号的 PLC ，其输入 / 输出通道的范围是不一样的，应根据所选 PLC
            型号，查阅相应的编程手册，决不可“张冠李戴”。参阅有关操作手册。
            （ 2 ）部辅助继电器
            内部辅助继电器不对外输出，不能直接连接外部器件，而是在控制其他继电器、定时器 / 计数器时作数据存储或数据处理用。
            从功能上讲，内部辅助继电器相当于传统电控柜中的中间继电器。
            未分配模块的输入 / 输出继电器区以及未使用 1 ： 1
            链接时的链接继电器区等均可作为内部辅助继电器使用。根据程序设计的需要，应合理安排 PLC 的内部辅助继电器。