PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟及注意事項(xiàng)

可編程序控制器(PLC)是以微處理器技術(shù)為基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制器，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，有大量的數(shù)字量及模擬量的控制裝置，例如電機(jī)的起停，電磁閥的開閉，產(chǎn)品的計(jì)數(shù)，溫度壓力流量的設(shè)定與控制等，在工業(yè)現(xiàn)場中采用可編程序控制器(PLC)來解決自動(dòng)控制問題已成為最有效的方式之一。本文敘述了在進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的事項(xiàng)。

一、硬件選購

目前市場上的PLC產(chǎn)品眾多，性價(jià)比越來越高，可選范圍越來越大，為此，我們?cè)谶x購時(shí)應(yīng)從下面幾個(gè)方面綜合考慮，合理選購PLC產(chǎn)品：

1.1、系統(tǒng)規(guī)模 首先應(yīng)確定系統(tǒng)是用PLC單機(jī)控制，還是用PLC網(wǎng)絡(luò)控制，并由此計(jì)算PLC輸入、輸出點(diǎn)數(shù) 在確定PLC輸入 輸出點(diǎn)數(shù)時(shí)一般要在實(shí)際需要點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上留有10%的余量。

1.2、負(fù)載類型 根據(jù)PLC輸出端所帶的負(fù)載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PLC輸出點(diǎn)動(dòng)作的頻率等因素來確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或品閘管輸出不同的負(fù)載選用不同的輸出方式，這對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是很重要的。

1.3、存儲(chǔ)容量 與速度 一般存儲(chǔ)容量越大、速度越快的PLC價(jià)格就越高 我們?cè)谶x擇時(shí)不應(yīng)盲目追求大容量高速度，而應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的大小合理的選用PLC產(chǎn)品。

1.4、工作環(huán)境 工作環(huán)境是PLC工作的硬性指標(biāo)。自控系統(tǒng)將人們從繁忙的工作和惡劣的環(huán)境中解脫出來，就要求自控系統(tǒng)能夠適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境，諸如溫度、濕度、噪音、信號(hào)屏蔽、工作電壓等，一定要選擇適應(yīng)實(shí)際工作環(huán)境的產(chǎn)品。

1.5 、售后服務(wù) 應(yīng)盡量選用大公司的產(chǎn)品，其質(zhì)量有保障，且技術(shù)支持好，一般售后服務(wù)也較好，還有利于你的產(chǎn)品擴(kuò)展與軟件升級(jí)。

二、輸入回路設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：

2.1、 電源回路PLC供電電源一般為AC85-240V(也有DC24V)，適應(yīng)電源范圍較寬，但為了抗干擾，應(yīng)加裝電源凈化元件(如電源濾波器 1： 1隔離變壓器等)。

2.2、PLC上DC24V電源的使用 各公司PLC產(chǎn)品上一般都有 DC24V 電源，但該電源容量小，為幾十毫安至幾百毫安，用其帶負(fù)載時(shí)要注意容量，同時(shí)要有短路保護(hù)措施。

2.3、 外部DC24V電源的使用 若輸入回路有 DC24V供電的接近開關(guān) 光電開關(guān)等，而PLC上DC24V電源容量不夠時(shí)，要從外部提供DC24V電源，但該電源的 - 端不要與PLC的DC24V的 - 端以及COM端相連，否則會(huì)影響PLC的運(yùn)行。

2.4、 輸入的靈敏度 當(dāng)輸入電壓 電流小于各廠家對(duì) PLC 的輸人端電壓和電流的規(guī)定，如當(dāng)輸入回路串有二極管或電阻(不能完全啟動(dòng))，或者有并聯(lián)電阻或有漏電流時(shí)(不能完全切斷)，就會(huì)有誤動(dòng)作，造成靈敏度下降，對(duì)此應(yīng)采取措施。當(dāng)輸入器件的輸入電流大于PLC的最大輸入電流時(shí)，也會(huì)引起誤動(dòng)作，應(yīng)采用弱電流的輸入器件，并且選用輸入為共漏型輸入的PLC。

三、輸出回路設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：

3.1、輸出方式選擇

(1)繼電器輸出：優(yōu)點(diǎn)是不同公共點(diǎn)之間可帶不同的交直流負(fù)載，且電壓也可不同，帶負(fù)載電流可達(dá)2A 點(diǎn);但繼電器輸出方式不適用于高頻動(dòng)作的負(fù)載，這是由繼電器的壽命決定的 (2)晶閘管輸出：帶負(fù)載能力為0.2A/ 點(diǎn)，只能帶交流負(fù)載，可適應(yīng)高頻動(dòng)作，響應(yīng)時(shí)間為 1ms (3)晶體管輸出：最大優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)于高頻動(dòng)作，響應(yīng)時(shí)間短，一般為0.2ms左右，但它只能帶DC5-30V的負(fù)載，最大輸出負(fù)載電流為0.5A/點(diǎn)，但每4點(diǎn)不得大于0.8A。當(dāng)你的系統(tǒng)輸出頻率為每分鐘 6 次以下時(shí)，應(yīng)首選繼電器輸出，因其電路設(shè)計(jì)簡單，抗干擾和帶負(fù)載能力強(qiáng) 當(dāng)頻率為 10 次/min 以下時(shí)，既可采用繼電器輸出方式，也可采用PLC輸出驅(qū)動(dòng)達(dá)林頓三極管(5-10A)，再驅(qū)動(dòng)負(fù)載。

3.2、抗干擾與外部互鎖

當(dāng)PLC輸出帶感性負(fù)載，負(fù)載斷電時(shí)會(huì)對(duì)PLC的輸出造成浪涌電流的沖擊，為此，對(duì)直流感性負(fù)載應(yīng)在其旁邊并接續(xù)流二極管，對(duì)交流感性負(fù)載應(yīng)并接浪涌吸收電路，可有效保護(hù) PLC 當(dāng)兩個(gè)物理量的輸出在 PLC內(nèi)部已進(jìn)行軟件互鎖后，在 PLC的外部也應(yīng)進(jìn)行互鎖，以加強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。

3.3、 COM 點(diǎn)的選擇

不同的PLC產(chǎn)品，其COM點(diǎn)的數(shù)量是不一樣的，有的一個(gè)COM點(diǎn)帶8個(gè)輸出點(diǎn)，有的帶4個(gè)輸出點(diǎn)，也有帶2個(gè)或1個(gè)輸出點(diǎn)的 當(dāng)負(fù)載的種類多，且電流大時(shí)，采用一個(gè)COM點(diǎn)帶1-2個(gè)輸出點(diǎn)的PLC產(chǎn)品;當(dāng)負(fù)載數(shù)量多而種類少時(shí)，采用一個(gè) COM 點(diǎn)帶4-8 個(gè)輸出點(diǎn)的PLC產(chǎn)品，這樣會(huì)對(duì)電路設(shè)計(jì)帶來很多方便 每個(gè)COM點(diǎn)處加一熔絲，1-2個(gè)輸出時(shí)加 2A 的熔絲，4-8點(diǎn)輸出的加5-10A的熔絲。

3.4、PLC外部驅(qū)動(dòng)電路

對(duì)于PLC輸出不能直接帶負(fù)載的情況下，必須在外部采用驅(qū)動(dòng)電路：可以用三極管驅(qū)動(dòng)，也可以用固態(tài)繼電器或晶閘管電路驅(qū)動(dòng)，同時(shí)應(yīng)采用保護(hù)電路和浪涌吸收電路，且每路有顯示二極管(LED)指示。印制板應(yīng)做成插拔式，易于維修PLC的輸入輸出布線也有一定的要求，請(qǐng)看各公司的使用說明書。

四、擴(kuò)展模塊的選用

對(duì)于小的系統(tǒng)，如80點(diǎn)以內(nèi)的系統(tǒng)。一般不需要擴(kuò)展，當(dāng)系統(tǒng)較大時(shí)，就要擴(kuò)展。不同公司的產(chǎn)品，對(duì)系統(tǒng)總點(diǎn)數(shù)及擴(kuò)展模塊的數(shù)量都有限制，當(dāng)擴(kuò)展仍不能滿足要求時(shí)，可采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。有些廠家產(chǎn)品的個(gè)別指令不支持?jǐn)U展模塊，因此，在進(jìn)行軟件編制時(shí)要注意當(dāng)采用溫度等模擬模塊時(shí)，各廠家也有一些規(guī)定，請(qǐng)看相關(guān)的技術(shù)手冊(cè)。各公司的擴(kuò)展模塊種類很多，如單輸入模塊、單輸出模塊輸入輸出模塊、溫度模塊、高速輸入模塊等。

五、PLC的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

當(dāng)用PLC進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，其難度比PLC單機(jī)控制大得多 首先你應(yīng)選用自己較熟悉的機(jī)型，對(duì)其基本指令和功能指令有較深入的了解，并且指令的執(zhí)行速度和用戶程序存儲(chǔ)容量也應(yīng)仔細(xì)了解。否則，不能適應(yīng)你的實(shí)時(shí)要求，造成系統(tǒng)崩潰。另外，對(duì)通信接口、通信協(xié)議數(shù)據(jù)傳送速度等也要考慮。最后，還要向PLC的商家尋求網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和軟件技術(shù)支持及詳細(xì)的技術(shù)資料，至于選用幾層工作站，依你的系統(tǒng)大小而定。

六、軟件編制

在編制軟件前，應(yīng)首先熟悉所選用的PLC產(chǎn)品的軟件說明書，待熟練后再編程。若用圖形編程器或軟件包編程，則可直接編程，若用手持編程器編程，應(yīng)先畫出梯形圖，然后編程，這樣可少出錯(cuò)，速度也快編程結(jié)束后先空調(diào)程序，待各個(gè)動(dòng)作正常后，再在設(shè)備上調(diào)試。