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可編程序控制器應用系統項目設計步驟
規劃一個完好的PLC運用體系一般包含項目剖析、PLC硬件選型、程序規劃和調試等幾個進程。
一、項目剖析
項目剖析需求對項意圖出產工藝、作業環境、硬件需求和操控要求等方面進行全面剖析。這項作業是整個體系規劃的基礎。假定前期項目剖析不到位，將會構成后邊硬件選型不精確，導致工程延期。
1．項目剖析
工程技術人員首要要對工程項目進行剖析，即項目工程的操控流程和每個流程的操控類型，并對整個項目可能呈現問題做出預判。
?。?）剖析操控流程。剖析操控流程時，主張制造相關的操控流程圖，清楚的標明每一步作業的內容和到下一步的條件。
（2）剖析操控類型和預估PLC選型所需參數。一般PLC適用于四種操控類型，即次序操控，進程操控，運動（或方位）操控和網絡通訊等。工程技術人員在剖析操控要求后，依據制造的操控流程圖，將每個操控流程的操控類型進行分類，再依據項意圖雜亂程度將組合出操控類型，因而前期精確地剖析每一步的操控類型，將有助于選型的精確和問題的預估。
在剖析項目操控類型的一起，工程技術人員還要預估PLC選型所需求的重要參數值。如次序操控中的I/O點數；若運用編碼器，要依據編碼器的參數核算其輸出脈沖的頻率值，進而換算成PLC高速計數的脈沖頻率。再如，進程操控中模仿量數和模仿量精度、運動操控中PLC關于伺服驅動器反應信號的響應速度和PLC高速脈沖輸出的數量，以及在網絡通訊時，所選PLC是否支撐相應的網絡類型等參數。
2．預估可能呈現的問題
關于可能呈現問題的預估是工程剖析中較難的環節。這不只需求工程技術人員對現場的作業環境和整個項目操控難點能夠較好地掌握，還要對可能呈現的突發狀況和風險具有前期預判。
?。?）設備作業環境的掌握。工程人員需求對出產環境有較全面的知道。如紡織機械所在作業環境的空氣濕度高、振動較大，所以規劃PLC體系時要做好防震處理。又如建材加工廠的環境溫度比較高，而且有很大的粉塵和較強的靜電，因而工程技術人員要在確保電氣操控柜通風出色的前提下，進一步做好防塵和除靜電處理。
設備作業環境的掌握不只僅局限于物理的環境，跟著PLC運用的深化，更需考慮人員要素。如設備操作人員的本質較低時，需求開發較為簡練的設備操作界面。
（2）項目難點的預期。項目難點的預期其實就是對項目中心問題的掌握。如噴氣織機設備的操控中心就是怎樣快速有序地操控電磁閥，運用壓縮空氣的摩擦力來牽引緯紗穿過紡織梭，完畢紡織的引緯作業，這需求PLC具有非常快的響應速度。在斷定項目難點后，工程技術人員能夠依據難點來對PLC進行選型。從整個項意圖角度啟航，項意圖難點就是體系規劃的特征，也是PLC選型的方向。
（3）項目風險的前期預估。在項目規劃前期，工程技術人員需對本項目可能呈現的風險狀況進行預判。如次序操控或運動操控中調試設備時關于誤動作的防護；在進程操控中，查驗時是否有高壓，高溫或許有毒有害物質以及相關的防護辦法。在項目規劃前期對風險進行預估有助于加強工程技術人員的安全意識。
二、PLC硬件選型
PLC的選型是工程技術人員依據前期項目剖析和項目難點的預期來挑選適合PLC，首要依據以下準則。 1．先特別后一般準則
依據工程履歷，大大都工程項目中制約PLC選型的要素首要會合在幾個要害點上，所以應遵從先特別后一般的準則挑選PLC。
所謂特別即項目有哪些特別的操控要求，不同操控類型有著不同的首要制約要素。如次序操控中，CPU的程序容量和I/O點的擴展才華為PLC選型的首要要素。進程操控中，則以操控模仿量的數量和模仿量的精度作為啟航點進行選型。在較為簡略的運動操控中，PLC需求接收來自現場編碼器送回的方位信號并相應地宣告必定頻率的脈沖來操控伺服電機，因而PLC處理數據的速度、輸入端接收高速脈沖的才華和輸出端高速脈沖的發送才華將成為PLC選型的首要要素。而在大型復合項目中，需運用不同的PLC組網，因而PLC支撐的網絡類型則成為PLC選型的首要要素。
工程技術人員需依照本項意圖中心需求，將不同的操控要求依照從特別到一般的次序進行擺放，如此選型將事半功倍，更可下降工程的全體難度。
2．由下至上準則
由下至上準則的意圖是將PLC選型的性價比最大化?，F在大都廠家的PLC產品分紅多個系列。當工程技術人員選型時，依照第一步從特別到一般的選型次序，從最低款PLC開端，逐個對照性能參數。當發現不滿足要求時，考慮較高一款產品。以此類推，直至選取悉數滿足要求的PLC類型。如若由上至下選型，則會使PLC功用糟蹋，構成大馬拉小車。
3．PLC開關量輸入/輸出單元的挑選
PLC的開關量輸入點是用來承受現場傳感器所輸入的電平信號，開關時輸出點的效果依據內部的操控信號來驅動外部負載。
?。?）開關量輸入端子的挑選。現在市面上PLC輸入點均為晶體管輸入，運用者只需求依據前期預估的輸入點數量挑選即可?？墒沁@兒需求留神，因PLC端接線類型不同，分別有NPN和PNP兩種輸入辦法，其意義是輸入端是以低電平有用還是以高電平有用，一旦斷定輸入端的接線類型，則需選用相同類型輸入的傳感器，即NPN和PNP型的傳感器不能共用一個PLC的輸入端子。
現在市面上PLC輸入端子多為直流24V的輸入電壓，假定需求其將他電壓標準的傳感器接入到PLC，需用繼電器做相應的阻隔，確保接入PLC輸入端的信號為直流24V電壓。
?。?）開關量輸出端子的挑選。PLC開關量輸出點的類型首要為繼電器型輸出和晶體管輸出兩種。
1）繼電器輸出型。繼電器輸出負載才華好，能夠短時刻承受較高過電壓和過電流，有較強的阻隔效果?？墒且驗槔^電器內部為機械觸點，動作壽數有限，所以只能用于聯接動作頻率較低且不需求高速脈沖輸出的場合。
2）晶體管輸出型。晶體管型輸出是以通過操控其內部三極管的導通為辦法，來抵達操控輸出端子通斷意圖，而且其內部并沒有機械觸點結構，所以比較于繼電器輸出觸點，晶體管輸出觸點壽數長，動作頻率高，不易損壞，缺陷為負載才華較差。
3）開關量輸出端子選型的留神事項
?、?類似于輸入端，晶體管輸出端子也分為NPN型和PNP型兩種。一旦類型斷定則只能依照同種接線辦法聯接負載。
?、?在實踐運用中，主張工程技術人員多選用晶體管輸出型PLC，并在輸出端運用繼電器聯接外部負載，構成關于下賤負載設備的電氣阻隔，這樣的組合概括了晶體管壽數長和繼電器負載才華強的利益。假定現場呈現電氣缺點，PLC輸出端子將會因遭到阻隔繼電器保護而免受損壞，只需求替換損壞的繼電器即可。而一旦繼電器輸出型PLC端子損壞，將無法修改損壞端子
4．先內置后擴展準則
跟著PLC的不斷更新換代，特別是小型機功用的不斷增強，PLC單機已內置了許多擴展模塊的功用，如模仿量功用，通訊功用等。因而，選型時盡可能選用內置功用多的PLC，既下降了本錢，又節約操控柜空間，更能夠簡化設置和編程作業量。
5．PLC選型冗余量的掌握
因為前期預估、現場施工改動和后期保護晉級的需求，PLC選型需考慮必定的冗余量。首要考慮I/O點的數量，較小的工程操控在20%的冗余規劃；較大的工程操控在5%——10%。其它如模仿量，通訊和總線功用的冗余問題，需工程技術人員依據現場硬件裝備活絡掌握，假定操控功用均為PLC內置的，則需替換高一級單機PLC；若操控功用是通過擴展模塊完畢的，則考慮冗余時僅需更新相應模塊即可。
三、PLC編程要害
?。?）依據操控流程圖分配程序段
依據前期操控流程圖將操控程序分解成不同的程序段，這樣能夠使程序全體結構清楚，便于后期調試程序。假定項目較雜亂，將程序分段后便于分配給若干名編程人員一起編程和調試，從全體上提高了編程功率。
（2）編制I/O表和內存表
編制I/O表是給每個輸入/輸出點分配地址并做注釋，避免編程時呈現I/O點紊亂的問題。編制內存表是分配PLC內存地址給程序的中心變量并做注釋，便于編程時引用。
（3）簡化編程
編程員在了解PLC指令體系的基礎上，嫻熟運用高級指令編程，能夠極大地減少編程作業量，節約PLC存儲器空間，有助于更好地發揮PLC功用。
?。?）注釋清楚
為了便利后期調試程序，編程時需將每個相關點的注釋清楚地標明在程序中，包含運用的特別指令意圖等。程序可讀性好，為后期項目保護和晉級打下基礎。
四、PLC程序調試辦法
PLC運用程序的調試作業能夠分為模仿調試和聯機調試兩個進程。
1．模仿調試
模仿調試是指依據開關量I/O單元上各位對應的發光二極管的閃現狀況而不帶輸出設備進行的調試。
規劃好操控程序后，一般先作模仿調試。有的PLC廠家供給了在核算機上作業、可用來代替PLC硬件來調試程序的仿真軟件，例如歐姆龍公司與CX-Programmer編程軟件配套的CX-Simulator仿真軟件等。在仿真時依照體系功用的要求，將某些輸入元件位強制為ON或OFF，或改寫某些元件中的數據，監督體系的功用是否能正確完畢。
假定聯接上PLC硬件來調試程序時，能夠運用接在輸入端子上的小開關和按鈕來模仿PLC實踐的輸入信號，例如用它們宣告操作指令，或許用它們模仿實踐的反應信號，如行程開關觸點的接通和斷開等。通過開關量輸出單元上各輸出點對應的發光二極管，查詢輸出信號是否滿足規劃的要求。
調試次序操控程序的首要任務是查看程序的作業是否契合順控圖的規矩，即在某一轉換完畢時，是否發作活動步狀況的正確改動，該轉換一切的前級步是否變為不活動步，一切的后續步是否變為活動步，以及各步被驅動的負載是否發作相應的改動。在調試時應充分考慮各種可能的狀況，對體系各種不同的作業辦法、順控圖中的每一條支路、各種可能的發展路程，都應逐個查看，不能丟掉。發現問題后及時修改程序，直到在各種可能的狀況下輸入信號與輸出信號之間的聯絡徹底契合要求。假定程序中某些定時器或計數器的設定值過大，為了縮短調試時刻，能夠在調試時將它們減小，模仿調試完畢后再寫入它們的實踐設定值。
總之，模仿調試是整個程序規劃作業中一項很重要的內容，它能夠開端查看程序的實踐效果。模仿調試和程序編寫是密不可分的，程序的許多功用是在調試中不斷修改和逐步完善的。模仿調試既能夠在實驗室內進行，也能夠在現場施行。假定是在現場進行模仿調試，那就應將PLC體系與現場信號阻隔，堵截I/O單元的外部電源，避免引起不必要的丟掉。
2．聯機調試
聯機調試是指將PLC設備到操控柜中，并聯接輸入元件和輸出負載，作業操控程序進行全體調試的進程。
在對程序進行模仿調試的一起，能夠規劃、制造操控柜，PLC之外其他硬件的設備、接線作業也能夠一起進行。完畢操控柜內部接線后，應查驗接線。能夠在操控柜的接線端子上模仿PLC外部的開關量輸入信號，或操作操控柜面板上的按鈕和指令開關，查詢對應PLC輸入點的狀況改動是否正確。用編程器或編程軟件將PLC的輸出點強制置位或復位，查詢對應PLC的負載（如外部的繼電器、接觸器等）動作是否正常，或對應操控柜接線端子上輸出信號的狀況改動是否正確。
關于有模仿量輸入的體系，能夠給變送器供給標準的輸入信號，通過調度單元上的電位器或程序中的參數，使模仿量輸入信號和轉換后的數字量之間的聯絡滿足要求。
在現場設備好操控柜并完畢柜內接線查驗后，將外部的輸入元件和執行機構接入PLC，將PLC置于作業方式，作業操控程序，查看操控體系是否能滿足要求。
在調試進程中將暴露出PLC體系可能存在的硬件問題及梯形圖規劃中的問題，發現問題后在現場加以解決，直到徹底契合要求。悉數調試完畢后，還要通過一段時刻的試作業，以查驗體系的可靠性。
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