西門子6ES72882DT080AA0
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在生產機械的自動控制領域,PLC順序控制系統的應用量大面廣。然而,工藝不同的生產機械要求設計不同的控制系統梯形圖。目前,不少電氣設計人員仍然采用經驗設計法來設計PLC順序控制系統,不僅設計效率低,容易出差錯,而且設計階段難以發現錯誤,需要多次調試、修改才符合設計要。本文提出的4種簡易設計方法,能快速地一次設計成功PLC順序控制系統。
順序控制系統的特點及設計思路
1.特點順序控制系統是指按照預定的受控執行機構動作順序及相應的轉步條件,一步一步進行的自動控制系統。其受控設備通常是動作順序不變或相對固定的生產機械。這種控制系統的轉步主令信號大多數是行程開關(包括有觸點或無觸點行程開關、光電開關、干簧管開關、霍爾元件開關等位置檢測開關),有時也采用壓力繼電器、時間繼電器之類的信號轉換元件作為某些步的轉步主令信號。
為了使順序控制系統工作可靠,通常采用步進式順序控制電路結構。所謂步進式順序控制,是指控制系統的任一程序步(以下簡稱步)的得電必須以前一步的得電并且本步的轉步主令信號已發出為條件。對生產機械而言,受控設備任一步的機械動作是否執行,取決于控制系統前一步是否已有輸出信號及其受控機械動作是否已完成。若前一步的動作未完成,則后一步的動作無法執行。這種控制系統的互鎖嚴密,即便轉步主令信號元件失靈或出現誤操作,亦不會導致動作順序錯亂。
2.設計思路本文提出的4種簡易設計方法都是先設計步進階梯,在步進階梯實現由轉步主令信號控制輔助繼電器得失電;然后根據步進階梯設計輸出階梯,在輸出階梯實現由輔助繼電器控制輸出繼電器得失電。這4種設計法所設計的梯形圖電路結構及相應的指令應適用于大多數PLC機型,具有通用性。
由于各種PLC機型的編程元件代號及其編號不盡相同,為便于闡述,本文約定:所有梯形圖中的輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器(又稱內部繼電器)的代號分別為:X、Y、M。設計中所用到的某些功能指令,如置位指令約定為S×,復位指令為R×;移位指指令為SR×。其中的“×”表示編程元件的編號,用十進制數表示。用這些方法設計實際的控制系統時,應將編程元件代號和編號變換成所選用的PLC機型對應的代號和編號。
可編程序控制器一直在發展中,所以至今尚未對其下zui后的定義。電工學會(IEC)曾先后于1982.11;1985.1和1987.2發布了可編程序控制器標準草案的*,二,三稿。
在第三稿中,對PLC作了如下定義:可編程序控制器是一種數字運算操作電子系統,專為在工業環境下應用而設計。它采用了可編程序的存儲器,用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令,并通過數字的,模擬的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產過程。可編程序控制器及其有關的外圍設備,都應按易于與工業控制系統形成一個整體、易于擴充其功能的原則設計。
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PLC的控制方式屬于存儲程序控制,其控制功能是通過存放在存儲器內的程序來實現的,若要對控制功能作必要修改,只需改變控制程序即可,這就實現了控制的軟件化??删幊炭刂破鞯膬烖c在于"可"字,從軟件來講,其控制程序可編輯、可修改;從硬件上講,其外部設備配置可變。構建一個PLC控制系統的重心就在于控制程序的編制,但外部設備的選用也將對程序的編制產生影響。因此在進行程序設計時應結合實際需要,硬、軟件綜合考慮。本文就硬、軟兩方面,選取梯形圖為編程語言,以松下電工FPO-C32型PLC為例,對PLC使用過程中易出現的幾個問題及解決方法進行了分析。
一、外部輸入設備的選用與PLC輸入繼電器的使用
1. 外部輸入信號的采集
可編程序控制器,英文稱Programmable Controller,簡稱PC。但由于PC容易和個人計算機(Personal Computer)混淆,故人們仍習慣地用PLC作為可編程序控制器的縮寫。它是一個以微處理器為核心的數字運算操作的電子系統裝置,專為在工業現場應用而設計,它采用可編程序的存儲器,用以在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時/計數和算術運算等操作指令,并通過數字式或模擬式的輸入、輸出接口,控制各種類型的機械或生產過程。PLC是微機技術與傳統的繼電接觸控制技術相結合的產物,它克服了繼電接觸控制系統中的機械觸點的接線復雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點,充分利用了微處理器的優點,又照顧到現場電氣操作維修人員的技能與習慣,特別是PLC的程序編制,不需要專門的計算機編程語言知識,而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎的簡單指令形式,使用戶程序編制形象、直觀、方便易學;調試與查錯也都很方便。用戶在購到所需的PLC后,只需按說明書的提示,做少量的接線和簡易的用戶程序編制工作,就可靈活方便地將PLC應用于生產實踐。
在第三稿中,對PLC作了如下定義:可編程序控制器是一種數字運算操作電子系統,專為在工業環境下應用而設計。它采用了可編程序的存儲器,用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令,并通過數字的,模擬的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產過程??删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P的外圍設備,都應按易于與工業控制系統形成一個整體、易于擴充其功能的原則設計。
作示意圖如圖1。