PLC控制系统的设计要点与问题分析

1、 第10期2009年10月工矿自动化Industry and Mine AutomationNo. 10Oct. 2009文章编号:1671-251X (2009 10-0115-02PLC 控制系统的设计要点与问题分析王进峰(山东丰汇设备技术有限公司, 山东济南250200摘要:在PL C 控制系统的整体设计及工程应用中, 系统设备选型、设计思路、设计要点以及注意事项都是至关重要的, 直接影响着整个PL C 控制系统设计的工作效率以及系统的工作性能。文章从PL C 控制系统本身需求及市场产品两方面分析了PL C 设备的选型要点, 对PL C 述, 并对系统设计中应注意的问题作了具体分析, 具

2、有一定的指导作用。关键词:PL C ; 控制系统; 程序设计; 设计要点; 分析中图分类号:TD679; TP273文献标识码:B0引言由于PL C (, 可编程序控制器 、控制功能完善、, 被广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、机械等几乎所有的工业控制领域, 已成为当代工矿自动化的主要支柱之一。PL C 作为通用工业控制计算机, 是面向工矿企业的一种工控设备, 其编程语言易于为工程技术人员所接受, 程序编制也比较容易。但是, 如果在PL C 控制系统的设计过程中掌握不好选型技巧、设计方法及其要点, 也会使编程工作变得十分繁琐。本文针对PL C 控制系统的设计要点和注意事项等作一具体分析1。1P

3、LC 控制装置的选型要点1. 1系统本身需求的分析基于PL C 控制系统本身性能的要求以及其它一些因素的考虑, 主要包括以下几点2:(1 根据系统功能确定所需I/O 接口的数量和种类。考虑到生产的发展和今后工艺的改进, 在配置PL C 硬件设备时应适当留有一定的余量。I/O 信号种类的选择尤为重要, 不同的信号种类影响着系统的抗干扰能力、可靠性和响应速度等性能。(2 确定CPU 应具备的主要功能。如扩展功收稿日期:2009-05-15作者简介:王进峰(1981- , 男, 河南商丘人, 助理工程师,2005年毕业于洛阳理工学院, 现主要从事工业自动化控制系统的设能(Et herNet/IP 、

4、Cont rolNet 、Device 2、D H -485等通信方式选择 、PID 调节功能、中断控制功能、函数运算功能等。(3 确定内存的容量大小和种类。复杂的控制系统需要足够大的内存空间来存储系统程序、用户程序以及运算数据。(4 根据控制现场的实际情况来确定是否需要选择远程I/O 通信。(5 输入/输出的负载能力。(6 考虑控制系统的工作环境要求。如用于低温、高温、电源波动大以及强干扰等一些非正常工作环境的场合。1. 2市场产品的分析进行市场调查分析, 调研哪些型号在技术性能上满足系统要求, 哪些可基本满足性能要求。在选中的型号中, 再进行价格方面的比较和衡量, 并综合考虑产品的可靠性、

5、供货周期和售后服务等方面, 从中选出性价比最高的产品。这样不仅可以控制整个系统的设计成本, 也可保障今后的系统维修。2PLC 控制系统的程序设计要点由于PL C 的全部控制功能是通过其应用程序的执行而实现的, 因此, 程序设计无疑是PL C 控制系统的关键环节。应充分利用PL C 各种简单、高效的编程指令功能来编制程序, 以实现预期的各种功能。控制程序的设计要注意以下几个要点3:(1 充分理解PL C 控制系统的结构、原理、工况和特点。(2 确定除PL C 装置以外系统的硬件结构, 包括为实现全部控制功能所必需的传感器、限位、开关计工作。E 2mail :wjf81903 116工矿自动化20

6、09年10月按钮、执行机构及指示报警等输入、输出装置。(3 列出PL C 输入/输出通道分配表。(4 必要时画出时序图或状态图等功能流程图, 根据功能流程图画出程序流程图以及程序结构功能模块图, 为编程打下基础。(5 随时登记所用程序元素, 便于检查和避免重复。(6 多使用内部继电器, 避免过于复杂的混联逻辑。(7 注意考虑系统功能要求中没有想到的问题, 比如互锁、联锁等。(8 进行程序的修改及简化处理, 保证程序的正确性以及缩短程序执行扫描时间。3系统设计中应注意的问题分析是采用高质量的稳压电源无疑会增加系统的可靠性。在应用程序开发时要特别注意系统的失压保护, 要考虑出现失压状态时系统初始状

7、态的恢复和联锁。(5 采用一定的抗干扰措施。电源PL C 供电为50Hz 、220(1±10% V 的交流电源, 对于电源线带来的干扰,PL C 本身具有足够的抵制能力。对于可靠性要求很高的场合或电源干扰特别严重的环境, 可以安装一台带屏蔽层的变比为11的隔离变压器, 以减少设备与地之间的干扰。另外还可以在电源输入端串接L C (6 、PL C 的电源I/, C 系统的安全性考虑。为了确保整个系, 避免由于外部电源发生故障、PL C 出现异常、误操作以及误输出造成的重大经济损失和人身伤亡事故, PL C 系统外部应安装必要的保护电路, 如急停电路、电源过负荷的防护、重大故障的报警及防

8、护等。(8 PL C 设备的接地。良好的接地是保证整个PL C 控制系统可靠工作的重要条件, 可以避免偶然在整个PL C 题处理不当, 。的可靠性能, 、高效运行, 在系统的设计过程中, 4:(1 使输出模块(接口 的负荷留有一定的余量。输出模块是PL C 装置本身最易受到损坏的部件。降低输出接口负荷的最简单方法就是给它加上功率放大环节, 即使用吸合功率和保持功率都相对较小的小型中间继电器进行转换。(2 注意对输出模块的外电路保护。为了防止因外部电路短路等原因造成输出接口损坏, 可在其输出接口设置短路保护装置。(3 联锁、互锁功能的硬件设置。单纯在PL C 内部逻辑上的联锁和互锁, 往往在外电

9、路发生故障时就失去作用。如电动机的正、反向接触器的互锁以及交、直流接触器的互锁等, 仅在应用程序中实现是不够的。因为接触器往往会出现主触点“烧死”的现象, 在线圈断电后主电路仍不断开的故障, 这时如给出相反的控制命令则会造成主电路的严重短路。解决这一问题的方法是将2个接触器的常开辅点引入PL C 输入接口, 在软件中将它们以常闭的方式串入对方输出点线圈, 就可起到较完善的保护作用。(4 对PL C 电源的要求及系统的失压保护。在大型的工矿制造企业中, 由于大型用电设备较多, 供电质量普遍较差, 干扰、波动、低电压运行和瞬间高压经常出现, 都会对PL C 装置的运行产生影响。尽管大部分PL C 系统都有较强的电源适应能力, 但发生的电压冲击造成的设备损坏。4结语PL C 控制系统在现代工矿企业中的应用已显得越来越重要, 熟练地掌握该控制系统的设计要点和使用技巧已成为每一个工程技术人员必备的技能。本文介绍的这几个方面是笔者在实际工作过程中的一些设计要点总结, 以期能给从事PL C 控制系统的工程技术人员提供借鉴作用。参考文献:1廖常初. S7-300/400PL C 应用技术M .北京:机械工业出版社,2005:124.2常晓玲. 电气控制系统与可编程控制器M .北京