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1.2實(shí)用性更強(qiáng)
PLC除了具備基本的邏輯處理功能,還具有一定的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力,適用于各種規(guī)模的電氣控制場合。PLC除了能夠應(yīng)用于模擬電氣控制系統(tǒng)外,還可應(yīng)用到電氣數(shù)字控制系統(tǒng),兼容性更高。隨著對PLC的研發(fā)和應(yīng)用,其功能也要越來越豐富,能夠?qū)崿F(xiàn)溫度、位置控制,以及對CNC多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行控制。
1.3抗干擾能力強(qiáng)
由于PLC采用大規(guī)模集成電路技術(shù)制作而成,其內(nèi)部電路采取了*的抗干擾處理工藝,具有相當(dāng)不錯(cuò)的穩(wěn)定性。PLC還能自動(dòng)檢測硬件故障,檢測到故障并及時(shí)發(fā)出警報(bào)。PLC軟件層面,使用者可根據(jù)需要在外圍器件編寫故障自診斷程序,使PLC在軟件和硬件層 有良好的自我保護(hù)功能。
2電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)
2.1PLC電氣控制在立式倉庫的應(yīng)用 上海昽燁自動(dòng)化設(shè)備有限公司
立式倉庫作為物流管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容,也是倉儲(chǔ)管理一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)?,F(xiàn)階段立式倉庫主要有貨架、計(jì)算機(jī)以及PLC等部分組成,其中PLC作為立式倉庫的電氣控制核心。立式倉庫的電氣控制系統(tǒng)中,采用的是閉環(huán)控制,高速計(jì)數(shù)器接收編碼器反饋的轉(zhuǎn)數(shù),再把轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)發(fā)向PLC,實(shí)現(xiàn)單次電機(jī)閉環(huán)控制。
2.2PLC電氣控制在機(jī)床的應(yīng)用
機(jī)床的電力控制中CNC與PLC裝置各自獨(dú)立,同時(shí)2個(gè)裝置都要經(jīng)過CNC內(nèi)部進(jìn)行傳遞。PLC電氣控制信號(hào),則通過T/O以及CNC從而實(shí)現(xiàn)PLC電氣控制功能。PLC能夠初始化機(jī)車面板上信號(hào),實(shí)現(xiàn)急停、******子程序、控制主軸使能等功能;自動(dòng)夾緊機(jī)床,對機(jī)床通信情況自動(dòng)檢測斷 及 位,還可自動(dòng)換 。PLC在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用,能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)床監(jiān)控自動(dòng)化,大幅度提高機(jī)床生產(chǎn)率。
2.3PLC電氣控制在開關(guān)量控制的應(yīng)用
在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù),保證了控制系統(tǒng)自動(dòng)切換方式,從而解決通斷時(shí)反應(yīng)時(shí)間過長的問題,提高電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行效率。
2.4PLC電氣控制在控制順序的'應(yīng)用
通常采用PLC技術(shù)的企業(yè)往往將其作為順序控制器來使用,在實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中,順序控制是PLC運(yùn)作的一個(gè)常見環(huán)節(jié)。把PLC系統(tǒng)納入電氣自動(dòng)化順序控制的環(huán)節(jié)時(shí),要滿足幾點(diǎn)要求,如:只有設(shè)計(jì)科學(xué)以及組合合理的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)才能應(yīng)用PLC進(jìn)行順序控制。
2.5PLC在分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用
通過分散控制系統(tǒng)的信號(hào)傳輸,能夠?qū)刂茖ο筮M(jìn)行分類,在分類基礎(chǔ)上進(jìn)行單獨(dú)控制。有很多種控制裝置都能夠連接PLC設(shè)備,利用設(shè)備連接各種類型的PLC能夠?qū)崿F(xiàn)PLC分散控制。特別是在個(gè)別設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí),PLC分散控制能夠及時(shí)切斷故障設(shè)備的信號(hào),避免故障影響到其他設(shè)備。
2.6PLC在集中控制系統(tǒng)的應(yīng)用
以計(jì)算機(jī)作主橋接通道,把各種電器設(shè)備連接起來,在集中控制系統(tǒng)中PLC處于核心控制的地位,通過它能夠?qū)Χ鄠€(gè)電氣設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一控制。以合理的連接順序和連接方式,使多種設(shè)備能被統(tǒng)一控制。
2.7PLC在數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用
通過PLC技術(shù)控制,在運(yùn)行過程中能夠?qū)﹄姎庀到y(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)計(jì)算、轉(zhuǎn)換、傳達(dá)和存儲(chǔ)等功能。PLC把存儲(chǔ)器處理數(shù)據(jù)傳輸至機(jī)械電氣裝備,其內(nèi)部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)接收,并根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行反饋,實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)自動(dòng)化控制。
2.8PLC在運(yùn)動(dòng)控制的應(yīng)用
3、輸入/輸出單元異常、擴(kuò)展單元異常:發(fā)生這類報(bào)警時(shí),應(yīng)首先檢查輸入/輸出單元和擴(kuò)展單元連接器的插入狀態(tài)、電纜連接狀態(tài),確定故障發(fā)生的某單元之后,再更換單元。4、不執(zhí)行程序:一般情況下可依照輸入---程序執(zhí)行---輸出的步驟進(jìn)行檢查(1)輸入檢查是利用輸入LED指示燈識(shí)別,或用寫入器構(gòu)成的輸入監(jiān)視器檢查。當(dāng)輸入LED不亮?xí)r,可初步確定是外部輸入系統(tǒng)故障,再配合萬用表檢查。如果輸出電壓不正常,就可確定是輸入單元故障。當(dāng)LED亮而內(nèi)部監(jiān)視器無顯示時(shí),則可認(rèn)為是輸入單元、CPU單元或擴(kuò)展單元的故障。(2) 程序執(zhí)行檢查是通過寫入器上的監(jiān)視器檢查。當(dāng)梯形圖的接點(diǎn)狀態(tài)與結(jié)果不一致時(shí),則是程序錯(cuò)誤(例如內(nèi)部繼電器雙重使用等),或是運(yùn)算部分出現(xiàn)故障。(3)輸出檢查可用輸出LED指示燈識(shí)別。當(dāng)運(yùn)算結(jié)果正確而輸出LED指示錯(cuò)誤時(shí),則可認(rèn)為是CPU單元、1/0接口單元的故障。當(dāng)輸出LED是亮的而無輸出,則可判斷是輸出單元故障,或是外部負(fù)載系統(tǒng)出現(xiàn)了故障。另外,由于PLC機(jī)型不同,1/0與LED連接方式的不一樣(有的接于1/0單元接口上,有的接于1/0單元上)。以,根據(jù)LED判斷的故障范圍也有差別。5、部分程序不執(zhí)行:檢查方法與前項(xiàng)相同;但是,如果計(jì)數(shù)器、步進(jìn)控制器等的輸入時(shí)間過短,則會(huì)出現(xiàn)無響應(yīng)故障,這時(shí)應(yīng)該校驗(yàn)輸入時(shí)間是否足夠大,校驗(yàn)可按輸入時(shí)間<輸入單元的*響應(yīng)時(shí)間+運(yùn)算掃描時(shí)間乘以2的關(guān)系進(jìn)行。
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6、電源的短時(shí)掉電,程序內(nèi)容也會(huì)消失:
(1) 這時(shí)除了檢查電池,還要進(jìn)行下述檢查
(2)通過反復(fù)通斷PLC本身電源來檢查。為使微處理器正確啟動(dòng),PLC中設(shè)有初使復(fù)位點(diǎn)電路和電源斷開時(shí)的保存程序電路。這種電路發(fā)生故障時(shí),就不能保存程序。以可用電源的通、斷進(jìn)行檢查。
(3) 如果在更換電池后仍然出現(xiàn)電池異常報(bào)警,就可判定是存儲(chǔ)器或是外部回路的漏電流異常增大致。
(4)電源的通斷總是與機(jī)器系統(tǒng)同步發(fā)生,這時(shí)可檢查機(jī)器系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲影響。因?yàn)殡娫吹臄嚅_是常與機(jī)器系統(tǒng)運(yùn)行同時(shí)發(fā)生的故障,絕大部分是電機(jī)或繞組產(chǎn)生的強(qiáng)噪聲致。
7、PROM不能運(yùn)轉(zhuǎn):
先檢查PROM插入是否良好,然后確定是否需要更換芯片
8、電源重新投入或復(fù)位后,動(dòng)作停止:
這種故障可認(rèn)為是噪聲干擾或PLC內(nèi)部接觸不良致。噪聲原因一般都是電路板中小電容容量減小或元件性能不良致,對接觸不良原因可通過輕輕敲PLC機(jī)體進(jìn)行檢查。還要檢查電纜和連接器的插入狀態(tài)。
9、變頻器對PLC模擬量的干擾:
在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中,變頻器的使用越來越廣泛,變頻器對PLC模擬量干擾問題也凸顯出來。下面舉一個(gè)變頻器對PLC模擬量干擾的例子以及用信號(hào)隔離模塊克服此類干擾的解決辦法。
現(xiàn)象說明:西門子PLC中AO點(diǎn)發(fā)出一路4-20mA電流控制信號(hào),輸出至西門子變頻器,無法控制變頻器啟動(dòng)。
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基于以上幾點(diǎn),我們選用奧越信公司生產(chǎn)的OYES-200可編程序控制器作為控制核心,通過對其編程實(shí)現(xiàn)各設(shè)備的運(yùn)行。系統(tǒng)硬件組成
主要構(gòu)成如下:奧越信 OYES-200系列CPU一臺(tái)、數(shù)字量擴(kuò)展模塊EM223一臺(tái)、模擬量擴(kuò)展模塊EM231一臺(tái),我們將各個(gè)電機(jī)和閥門的狀態(tài)及控制信號(hào)接入西門子PLC,由西門子PLC對這些設(shè)備進(jìn)行控制;EM231可接收罐車重量信號(hào)4-20mA電流信號(hào)。我們也可以將這些信號(hào)通過EM277模塊按照 PROFIBUS-DP協(xié)議將系統(tǒng)連接到全廠PROFIBUS-DP總線上,將系統(tǒng)升級為一個(gè)PROFIBUS-DP從站,實(shí)現(xiàn)中控室對散裝車間的控制.
PLC的發(fā)展趨勢
1、功能向增強(qiáng)化和*化的方向發(fā)展,針對不同行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn),開發(fā)出*化的PLC產(chǎn)品。以此來提高產(chǎn)品的性能和降低產(chǎn)品的成本,提高產(chǎn)品的易用性和*化水平。
2、規(guī)模向小型化和大型化的方向發(fā)展,小型化是指提高系統(tǒng)可靠性基礎(chǔ)上,產(chǎn)品的體積越來越小,功能越來越強(qiáng);大型化是指應(yīng)用在工業(yè)過程控制領(lǐng)域較大的應(yīng)用市場,應(yīng)用的規(guī)模從幾十點(diǎn)擴(kuò)展到上千點(diǎn),應(yīng)用功能從單一的邏輯運(yùn)算擴(kuò)展幾乎能滿足有的用戶要求。
3、系統(tǒng)向標(biāo)準(zhǔn)化和開放化方向發(fā)展,以個(gè)人計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ),在WINOOWs平臺(tái)上開發(fā)符合全新一體化開放體系結(jié)構(gòu)的PLC。
通過提供標(biāo)準(zhǔn)化和開放化的接口,可以很方便地將PLC接入其它系統(tǒng)[2]。
PLC的功能特點(diǎn)
PLC的功能 隨著自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展,PLC的功能日益增多。它不僅能實(shí)現(xiàn)單機(jī)控制,而且能實(shí)現(xiàn)多機(jī)群控制;不僅能實(shí)現(xiàn)邏輯控制,還能實(shí)現(xiàn)過程控制、運(yùn)動(dòng)控制和數(shù)據(jù)處理等,其主要功能如下:
1、開關(guān)量邏輯控制
這是PLC的*基本的功能。PLC具有強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算能力,它提供了與、或、非等各種邏輯指令,可實(shí)現(xiàn)繼電器觸點(diǎn)的串聯(lián)、并聯(lián)和串并聯(lián)等各種連接的開關(guān)控制,常用于取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)。使用PLC提供的定時(shí)、計(jì)數(shù)指令,可實(shí)現(xiàn)定時(shí)、計(jì)數(shù)功能,其定時(shí)值和計(jì)數(shù)值既可由用戶在編程時(shí)設(shè)定,也可用數(shù)字撥碼開關(guān)來設(shè)定,其值可進(jìn)行在線修改,操作十分靈活方便。
2、模擬量控制
在工業(yè)生產(chǎn)過程中,有許多連續(xù)變化的量,如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。PLC提供了各種智能模塊,如模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、熱電阻用模擬量輸入模塊、熱電阻用模擬量輸出模塊等,通過使用這些模塊,把現(xiàn)場輸入的模擬量經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送CPU處理;而CPU處理的數(shù)字結(jié)果,經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換成模擬量去控制被控設(shè)備,以完成對連續(xù)量的控制。
3、閉環(huán)過程控制
使用PLC不僅可以對模擬量進(jìn)行開環(huán)控制,而且還可以進(jìn)行閉環(huán)控制。配置PID控制單元或模塊,對控制過程中某一變量(如速度、溫度、電流、電壓等)進(jìn)行PID控制。
4、定時(shí)、定位、計(jì)數(shù)控制
PLC具有定時(shí)控制的功能,它為用戶提供了若干個(gè)定時(shí)器,定時(shí)器的時(shí)間可以由用戶在編寫程序時(shí)設(shè)定,也可以用撥盤開關(guān)在外部設(shè)定,實(shí)現(xiàn)定時(shí)或延時(shí)控制。定位控制是PLC*的控制功能之一。PLC提供了定位模塊、脈沖輸出模塊等智能模塊,以實(shí)現(xiàn)各種需求的定位控制。PLC具有計(jì)數(shù)控制的功能,它為用戶提供了若干個(gè)計(jì)數(shù)器或高速計(jì)數(shù)模塊。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值可以由用戶在編寫程序時(shí)設(shè)定,也可以用撥盤開關(guān)在外部設(shè)定,實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)控制。、 5、順序(步進(jìn))控制
在工業(yè)控制中,選用PLC實(shí)現(xiàn)順序控制,可以采用IEC規(guī)定的用于順序控制的標(biāo)準(zhǔn)化語言——順序功能圖進(jìn)行設(shè)計(jì),可以用移位寄存器和順序控制指令編寫程序。
6、網(wǎng)絡(luò)通信
現(xiàn)代PLC具有網(wǎng)絡(luò)通信的功能,它既可以對遠(yuǎn)程I/O進(jìn)行控制,又能實(shí)現(xiàn)PLC與計(jì)算機(jī)之間的通信,從而構(gòu)成“集中管理,分散控制"的分布式控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化。PLC通過RS232接口可與各種RS232設(shè)備進(jìn)行通信。PLC還可與其它智能控制設(shè)備(如變頻器、數(shù)控裝置)實(shí)現(xiàn)通信。PLC與變頻器組成聯(lián)合控制系統(tǒng),可提高交流電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)化控制水平。
7、數(shù)據(jù)處理
現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算(含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能,可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。 這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置,或?qū)⑺鼈兇蛴≈票韀2]。