PLC控制柜知识

1、PLC控制柜知识PLC控制柜的组成部分1、空开：一个总的空气开关，这个是整个柜体的电源控制。相信每个柜子都 必须要有的一个东西。2、PLC：这个要根据工程需要选择。打个比方如果工程小可以直接就是一个一 体化的PLC但如果工程比较大可能就需要模块、卡件式的，同时还可能需要冗余(也就是两套交替使用)。3、24VDC的电源：一个24VDC的开关电源，大多数的PLC都是自带24VDC的电 源，根据是否确实需要来定是否要这个开关电源。4、继电器：一般PLC是可以直接将指令发到控制回路里，但也可能先由继电 器中转。打个比方，如果你PLC的输出口带电是24VDC的，但是你的控制回路里 画的图需要PLC供的节

2、点却是220VAC的，那么你就必须在PLC输出口加上一个 继电器，即指令发出时继电器动作，但后让控制回路的节点接到继电器的常开或 常闭点上。也是根据情况选择是否使用继电器。5、接线端子：这个肯定是每个柜子都必不可少的东西根据信号数量可以配 置。如果只是一个单纯的PLC控制柜基本就是需要这些玩意，如果你的控制柜内 还需要有其他的东西就看悄况增加。比方说你有可能要对某些现场的仪表或者小 控制箱供电，可能你就得要增加空开数量。或者你要PLC接至上位机，可能就需 要增加交换机什么的。视悄况而定。PLC控制柜可完成设备自动化和过程自动化控制，实现完美的网络功能，性能 稳定、可扩展、抗干扰强等特点，是现代

3、工业的核心和灵魂。可以根据用户需求 量身设计PLC控制柜、变频柜等，满足用户要求，并可搭配人机界面触摸屏，达 到轻松操作的LI的。设备更可与des总线上位机modbus> profibus等通讯协议 的数据传输；工控机、以太网等实现的控制和监控。PLC应用领域典型应用：水处理、恒压供水、空压机、风机水泵、中央空调、港口机械、机 床、锅炉、造纸机械、食品机械等等。PLC控制柜概述PLC综合控制柜具有过载、短路、缺相保护等保护功能。它具有结构紧凑、工 作稳定、功能齐全。可以根据实际控制规摸大小，进行组合，既可以实现单柜自 动控制，也可以实现多柜通过工业以太网或工业现场总线网络组成集散(DSC

4、) 控制系统。PLC控制柜能适应各种大小规模的工业自动化控制场合。广泛应用在 电力、冶金、化工、造纸、环保污水处理等行业中。PLC控制柜使用条件供电电源：DC直流24V,两相交流220v,(-10%, +15%) , 50HZ防护等级：IP41或IP20环境条件：环境温度在0°C-55°C,防止太阳光直接照射；空气的相对湿度应小 于85% (无凝露)。远离强烈的震动源，防止震动频率为10-55HZ的频繁或连续 震动。避免有腐蚀和易燃的气体。基本结构可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与 微型计算机相同，基本构成为：、电源可编程逻辑控制器的电源在

5、整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良 好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此，可编程逻辑控制器的制造商对 电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不 采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去二、中央处理单元(CPU)中央处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制中枢。它按照可编程逻辑控制 器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、 存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当可编 程逻辑控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数 据，并分别存入I/O映象区，然后从用户

6、程序存储器中逐条读取用户程序，经过 命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存 器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出 寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。为了进一步提高可编程逻辑控制器的可靠性，近年来对大型可编程逻辑控制器 还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU 出现故障，整个系统仍能正常运行。三、存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。四、输入输出接口电路1、现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是可

7、编程逻 辑控制器与现场控制的接口界面的输入通道。2、现场输出接口电路山输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作 用可编程逻辑控制器通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信 号。五、功能模块如计数、定位等功能模块。六、通信模块工作原理：当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段， 即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫 描周期。在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行 上述三个阶段。1、输入采样阶段在输入采样阶段，可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数 据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元

8、内。输入采样结束后，转入用户程 序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O 映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则 该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能 被读入。2、用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器总是按山上而下的顺序依次地扫描用 户程序（梯形图）。在扫描每一条梯形图时，乂总是先扫描梯形图左边的山各触点 构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对山触点构成的控制线路进行 逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应 位的状态；或者刷新该输出线圈在I

9、/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要 执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发 生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据 都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡 是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的 逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用 I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取 值，输出过程影像

10、寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。3、输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶段。在此期间， CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电 路驱动相应的外设。这时，才是可编程逻辑控制器的真正输出。功能特点：可编程逻辑控制器具有以下鲜明的特点。1、系统构成灵活，扩展容易，以开关量控制为其特长；也能进行连续过程的 PID回路控制；并能与上位机构成复杂的控制系统，如DDC和DCS等，实现生产 过程的综合自动化。2、使用方便，编程简单，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言， 而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，

11、可在线修改程 序，改变控制方案而不拆动硬件。3、能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强，远高于其他各种 机型。摘要：本文介绍了基于西门子触摸屏与PLC闭环控制的变频器行能改造系统， 触摸屏和 PLC在闭环控制的变频右能系统中的使用，可以让操作者在触摸屏中直接设定目标值（压力及温度 等），通过PLC与实际值（传感器的测量值）进行比较运算，直接向变频节能系统发出运算指令 （模拟信号），调节变频器的输出频率。并可实时监控到被控系统实际值的大小及变频器内的多个 参数，实现报警、记录等功能。西门子触摸屏结合西门子PLC在闭环控制的变频节能系统中的应用是一种自动控制的趋 势。触摸屏和PLC在闭环

12、控制的变频节能系统中的使用，可以让操作者在触摸屏中直接设定目标值 （压力及温度等），通过PLC与实际值（传感器的测量值）进行比较运算，直接向变频肖能系统发 岀运算指令（模拟信号），调节变频器的输岀频率。并可实时监控到被控系统实际值的大小及变频 器内的多个参数，实现报警、记录等功能。一般PLC结合触摸屏的闭环调节的变频节能系统如下图 所示。图1触摸屏结合PLC控制的变频节能系统示意图2、闭环控制的变频节能系统用途闭环控制的变频节能系统用途很广，各种场合的变频节能系统的拖动方式及控制方式各 有不同，具体应用时应根据实际情况选择设计。下而列举一些：中央空调节能：冷冻泵、冷却泵、主机、却塔风机、风机盘

13、管等。恒压供水：水厂一、二级泵，供水管网增压泵、大厦供水水泵等锅炉：引风机、送风机、给水泵等，变频肖能系统的控制调节预处理信号由锅炉自动控制系 统、DCS或多冲量控制系统给出。汽轮机：循环泵、凝结泵等，其控制调盯预处理信号由汽轮机自动控制系统及DCS给出。纯水处理系统：软化水泵、增压泵等。洁净室：增压风机、FFU群控等等。3、整个闭环控制的变频节能系统的组成设备及其作用（1）PLC选用SIEMENS公司的S7-200系列：由CPU224XP、DIDO模块、AIAO模块组成。PLC 作为控制单元，是整个系统的控制核心。其主要的作用要体现以下几方而： 完成对系统各种数据的采集以及数字量与模拟量的相

14、互转换。 完成对整个系统的逻辑控制及PID调节的运算。 向触摸屏提供所采集及处理的数据，并执行触摸屏发出的各种指令。 将PID运算的数据结果转换成模拟信号，作为调巧变频器的输出频率的控制信号。 通过通信电缆及USS4协议完成对变频器内部参数读写及控制。（2）触摸屏采用SIEMENS公司MP370：其主要作用如下 可实时显示设备和系统的运行状态。 通过触摸向PLC发出指令和数据,再通过PLC完成对系统或设备的控制。 可做成多幅多种监控画面，替代了传统的电气操作盘及显示记录仪表等，且功能更加强 大。（3）变频器：采用SIEMENS公司440系列，通过USS4协议可由触摸屏通过PLC设置其内部 的部

15、分参数，根拯PLC发送过来的数据（模拟量）值调肖水泵或风机的转速，并将其内部运行参数 反馈到PLC.（4）压力、温度等传感器：将被控制系统（水系统或风系统）的实际参数值转变成电信号上 传至PLC。（5）电气元件：给PLC、触摸屏、变频器及传感器等供电，完成各种操作及驱动等。4、触摸屏画面设计触摸屏画而由ProTool等专用软件进行设让，然后先通过编程电脑调试，合格后再下载 到触摸屏。触摸屏画而总数应在英存储空间允许的范围内，各画而之间尽量做到可相互及强制切 换。（1）主画而的设计一般的，可用欢迎画面或被控系统的主系统画而作为主画而，该画而可进入到各分画 面。各分画而均能一步返回主画而。若是将被

16、控主系统画而作为主画面，则应在画而中显示被控系 统的一些住要参数，以便在此画而上对整个被控系统有大致的了结。（2）控制画而的设计该种画而主要用来控制被控设备的启停及显示变频器内部的参数，也可将变频器参数的 设左做在其中。该种画而的数量在触摸屏画而中占的最多，英具体画而数量由实际被控设备决泄。（3）参数设置页面的设计该画面主要是对变频器的内部参数进行设定，同时还应显示参数设左完成的情况，实际 制做时还应考虑加密的问题。（4）实时趋势页面的设计该画面住要是以曲线记录的形式来显示被控值、变频器的主要工作参数（如输出频率） 等的实时状态。（5）信息记录页面的设计该画面主要是记录可能出现的设备损坏、过载

17、、数值超范围和系统急停等故障。另外该 画而还可记录各设备启停操作，作为凭证。（6）节能画而的设计该画面主要是记录和显示变频器的累积用电数及实时节电状态，以便向用户展示变频节 能的好处，也可用来与其它的节电测量作比较。5、PLC程序设计PLC程序由S7-200专用编程软件进行设汁，然后通过编程电脑下载到PLC进行联机调 试，合格后即可使用。PLC在编程前应先对各功能程序段的地址进行规划，以免重复使用同一地 址，造成误动。（1）逻辑功能的设计这部分程序主要杲完成各变频器、水泵（或风机）的启动停止、联动、联锁及自动投切 等等功能，一般在离线状态下就能完成软件逻辑功能的测试。（2）PID功能的设计通过S7-200中的PID向导可完成PID调节程序，具体应用时需根据实际被控设备及采 样设备决定其配置。（3）采样程序的设计采样元件使用标准配置时，应注意采样AD转换后的具体数据是否与PID及显示