近幾年,plc產(chǎn)品的價格有較大的下降,其性價比越來越高,這是眾多技術人員選用plc的重要原因。但各品牌的plc在性能指標上都有著較大的差異。所以如何選購plc產(chǎn)品成為了系統(tǒng)設計和系統(tǒng)功能要求的重要環(huán)節(jié)。
1 編程器的選購
plc編程可采用三種方式:一是用一般的手持編程器編程,它只能用商家規(guī)定語句表中的語句編程。這種方式效率低,但對于系統(tǒng)容量小,用量小的產(chǎn)品比較適宜,并且體積小,易于現(xiàn)場調(diào)試,造價也較低;二是用圖形編程器編程,該編程器采用梯形圖編程,方便直觀,一般的電氣人員短期內(nèi)就可應用自如,但該編程器價格較高;三是用個人計算機加plc軟件包編程,這種方式是效率最高的一種方式?;陔娔X筆記本的普及和plc軟件編程的方便性,并且易于現(xiàn)場調(diào)試。這種方式是用戶最喜歡用的一種方式。
因此,應根據(jù)系統(tǒng)的大小與難易,開發(fā)周期的長短以及資金的情況合理選購plc產(chǎn)品。我公司主要采用美國的ab和法國的施耐德生產(chǎn)的plc,此兩種品牌是現(xiàn)階段的主流產(chǎn)品,運用既上符合要求,又靈活,便于程序的設計和運行。
2 設計遵循的步驟
施耐德plc有多種型號,編程電纜也有多種,但基本上是基于modbus協(xié)議的通訊方式。
(1)工藝分析深入了解控制對象的工藝過程、工作特點、控制要求,并劃分控制的各個階段,歸納各個階段的特點,和各階段之間的轉(zhuǎn)換條件,畫出控制流程圖或功能流程圖。
(2)選擇合適的plc類型在選擇plc機型時,主要考慮下面幾點:功能的選擇;i/o點數(shù)的確定;內(nèi)存的估算。+定時器/計數(shù)器數(shù)量×2+通信接口個數(shù)×300+備用量;分配i/o點;程序設計;控制柜或操作臺的設計和現(xiàn)場施工;應用系統(tǒng)整體調(diào)試;編制技術文件。
(3)plc控制系統(tǒng)的設計內(nèi)容。根據(jù)設計任務書確定,進行工藝分析,并確定控制方案,它是設計的依據(jù);選擇輸入設備(如按鈕、開關、傳感器等)
和輸出設備(如繼電器、接觸器、指示燈等執(zhí)行機構);選定plc的型號(包括機型、容量、i/o模塊和電源等);分配plc的i/o點,繪制plc的i/o硬件接線圖;編寫程序并調(diào)試;設計控制系統(tǒng)的操作臺、電氣控制柜等以及安裝接線圖;編寫設計說明書和使用說明書。
(4)plc的硬件設計plc硬件設計包括:plc及外圍線路的設計、電氣線路的設計和抗干擾措施的設計等。選定plc的機型和分配i/o點后,硬件設計的主要內(nèi)容就是電氣控制系統(tǒng)的原理圖的設計,電氣控制元器件的選擇和控制柜的設計。電氣控制系統(tǒng)的原理圖包括主電路和控制電路??刂齐娐分邪╬lc的i/o接線和自動、手動部分的詳細連接等。電器元件的選擇主要是根據(jù)控制要求選擇按鈕、開關、傳感器、保護電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。
(5)plc的軟件設計軟件設計包括系統(tǒng)初始化程序、主程序、子程序、中斷程序、故障應急措施和輔助程序的設計,小型開關量控制一般只有主程序。首先應根據(jù)總體要求和控制系統(tǒng)的具體情況,確定程序的基本結構,畫出控制流程圖或功能流程圖,簡單的可以用經(jīng)驗法設計,復雜的系統(tǒng)一般用順序控制設計法設計。
3 系統(tǒng)設計
(1)系統(tǒng)規(guī)模首先應確定系統(tǒng)用plc單機控制,還是用plc形成網(wǎng)絡,由此計算plc輸入、輸出點數(shù),并且在選購plc時要在實際需要點數(shù)的基礎上留有一定余量(10%)。
(2)確定負載類型根據(jù)plc輸出端所帶的負載是直流型還是交流型,是大電流還是小電流,以及plc輸出點動作的頻率等,從而確定輸出端采用繼電器輸出,還是晶體管輸出,或晶閘管輸出。不同的負載選用不同的輸出方式,對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是很重要的。
(3)存儲容量與速度盡管國外各廠家的plc產(chǎn)品大體相同,但也有一定的區(qū)別。目前還未發(fā)現(xiàn)各公司之間完全兼容的產(chǎn)品。各個公司的開發(fā)軟件都不相同,而用戶程序的存儲容量和指令的執(zhí)行速度是兩個重要指標。一般存儲容量越大、速度越快的plc價格就越高,但應該根據(jù)系統(tǒng)的大小合理選用plc產(chǎn)品。
(4)plc外部驅(qū)動電路對于plc輸出不能直接帶動負載的情況下,必須在外部采用驅(qū)動電路:可以用三極管驅(qū),也可以用固態(tài)繼電器或晶閘管電路驅(qū)動,同時應采用保護電路和浪涌吸收電路,且每路有顯示二極管(led)指示。
4 軟件編制
ab公司plc所使用的網(wǎng)絡類型都是開放的網(wǎng)絡,可以與其他公司的產(chǎn)品做到很好的兼容,ab控制層網(wǎng)絡采用controlnet網(wǎng)絡,該網(wǎng)絡是一種高性能的工業(yè)局域網(wǎng),具有開放性、高效率、多功能、確定性和可重復性、靈活性等特點,擴展性極強,可共享i/o,并具有強大方便的網(wǎng)絡組態(tài)。在編制軟件前,應首先熟悉所選用的plc產(chǎn)品的軟件手冊及編程指令手冊,待熟練后再編程。若用圖形編程器與軟件包編程,則可直接編程,若用手持編程器編程,應先畫出梯形圖,然后編程,這樣可少出錯,速度也快。若用個人計算機與軟件編程,編程結束后先仿真程序,待各個動作正常后,再在設備上調(diào)試。當用plc進行網(wǎng)絡設計時,其難度比plc單機控制大得多。首先你應選用自己較熟悉的機型,對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容量也應仔細了解。否則,不能適應你的實時要求,造成系統(tǒng)崩潰。另外,對通信接口、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)傳送速度等也要考慮。還要向plc的商家尋求網(wǎng)絡設計和軟件技術支持及詳細的技術資料,至于選用幾層工作站,依你的控制要求與系統(tǒng)大小而定。
擴展模塊的選用:ab產(chǎn)plc中變量沒有in_out類型,只有單純的inretur,做一個標準模塊和函數(shù)的時候,端口不會自動生成,你需要和子程序?qū)φ眨兞款愋蛿?shù)量出錯沒有任何提示,只有下載后才停機故障告訴你。對于小的系統(tǒng),如80點以內(nèi)的系統(tǒng).一般不需要擴展;當系統(tǒng)較大時,就要擴展。不同公司的產(chǎn)品,對系統(tǒng)總點數(shù)及擴展模塊的數(shù)量都有限制,當擴展仍不能滿足要求時,可采用網(wǎng)絡結構;同時,有些廠家產(chǎn)品的個別指令不支持擴展模塊,因此,在進行軟件編制時要注意。當采用溫度等模擬模塊時,各廠家也有一些規(guī)定,請看相關的技術手冊。
印制板應做成插拔式,易于維修。plc的輸入輸出布線也有一定的要求,請看各公司的使用說明書。各公司的擴展模塊種類很多,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。plc的這種模塊化設計為用戶的產(chǎn)品開發(fā)提供了方便。