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發(fā)布者:lfzdh  發(fā)布時間:2021-09-09 09:07:24

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西門子可編程控制器應用設(shè)計與調(diào)試的主要步驟
( 1 )深入了解和分析被控對象的工藝條件和控制要求
a .被控對象就是受控的機械、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)。
b .控制要求主要指控制的基本、應完成的、自動工作循環(huán)的組成、必要的保護和聯(lián)鎖等。對較復雜的控制,還可將控制任務分成幾個部分,這種可化繁為簡,有利于編程和調(diào)試。
( 2 )確定 I/O 設(shè)備
根據(jù)被控對象對 PLC 控制的功能要求,確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等,常用的輸出設(shè)備有繼電器、器、指示燈、電磁閥等。
( 3 )選擇的 PLC 類型
根據(jù)已確定的用戶 /O 設(shè)備,統(tǒng)計所需的輸入和輸出的點數(shù),選擇的 PLC 類型,包括機型的選擇、容量的選擇、 I/O 模塊的選擇、電源模塊的選擇等。
( 4 )分配 I/O 點
分配 PLC 的輸入輸出點,編制出輸入 / 輸出分配表或者畫出輸入 / 輸出端子的接線圖。接著九可以進行 PLC 程序設(shè)計,同時可進行控制柜或操作臺的設(shè)計和現(xiàn)場施工。
( 5 )設(shè)計應用梯形圖程序
根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計出梯形圖即編程。這一步是整個應用設(shè)計的核心工作,也是比較困難的一步,要設(shè)計好梯形圖,首先要十分熟悉控制要求,同時還要有一定的電氣設(shè)計的實踐。
( 6 )將程序輸入 PLC
當使用簡易編程器將程序輸入 PLC 時,需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符,以便輸入。當使用可編程序控制器的輔助編程在計算機上編程時,可通過上下位機的連接電纜將程序下載到 PLC 中去。
( 7 )進行
程序輸入 PLC 后,應先進行工作。因為在程序設(shè)計中,難免會有疏漏的地方。因此在將 PLC 連接到現(xiàn)場設(shè)備上去之前,必需進行,以排除程序中的錯誤,同時也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ),縮短整體調(diào)試的周期。

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( 8 )應用整體調(diào)試
在 PLC 軟硬件設(shè)計和控制柜及現(xiàn)場施工完成后,就可以進行整個的聯(lián)機調(diào)試,如果控制是由幾個部分組成,則應先作局部調(diào)試,然后再進行整體調(diào)試;如果控制程序的步序較多,則可先進行分段調(diào)試,然后再連接起來總調(diào)。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題,要逐一排除,直至調(diào)試成功。
( 9 )編制技術(shù)文件
技術(shù)文件包括說明書、電氣原理圖、電器布置圖、電氣元件明細表、 PLC 梯形圖。

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程序由PLC制造廠商設(shè)計編寫的,并存入PLC的存儲器中,用戶不能直接讀寫與更改。程序一般包括診斷程序、輸入處理程序、編譯程序、信息傳送程序、監(jiān)控程序等。
 PLC的用戶程序是用戶利用PLC的編程語言,根據(jù)控制要求編制的程序。在PLC的應用中,重要的是用PLC的編程語言來編寫用戶程序,以實現(xiàn)控制目的。由于PLC是專門為工業(yè)控制而的裝置,其主要使用者是廣大電氣技術(shù)人員,為了他們的習慣和能力,PLC的主要編程語言采用比計算機語言相對簡單、易懂、形象的專用語言。
 PLC編程語言是多種多樣的,對于不同生產(chǎn)廠家、不同系列的PLC產(chǎn)品采用的編程語言的表達也不相同,但基本上可歸納兩種類型:一是采用字符表達的編程語言,如語句表等;二是采用圖形符號表達編程語言,如梯形圖等。
    以下簡要介紹幾種常見的PLC編程語言。
   1.梯形圖語言
  梯形圖語言是在電器控制中常用的器、繼電器等圖形表達符號的基礎(chǔ)上演變而來的。它與電器控制線路圖相似,繼承了電器控制邏輯中使用的框架結(jié)構(gòu)、邏輯運算和輸入輸出形式,具有形象、直觀、實用的特點。因此,這種編程語言為廣大電氣技術(shù)人員所熟知,是應用廣泛的PLC的編程語言,是PLC的編程語言。
如圖1所示是的電器控制線路圖和PLC梯形圖。

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西門子PLC的選型:
在PLC設(shè)計時,首先應確定控制方案,下一步工作就是PLC工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應是集成的、的,按照易于與工業(yè)控制形成一個整體,易于擴充其功能的原則選型所選用PLC應是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運業(yè)績、成熟可靠的,PLC的硬件、配置及功能應與裝置規(guī)模和控制要求相適應。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間,因此,工程設(shè)計選型和估算時,應詳細分析工藝的特點、控制要求,明確控制任務和范圍確定所需的操作和,然后根據(jù)控制要求,估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等,后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計相應的控制。

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    I/O點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔浚ǔ8鶕?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù),再10%~20%的可擴展
    余量后,作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。實際訂貨時,還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點,對輸入輸出點數(shù)進行圓整。
    二、存儲器容量的估算
    存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小,程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小,因此程序容量小于存儲器容量。設(shè)計階段,由于用戶應用程序還未編制,因此,程序容量在設(shè)計階段是未知的,需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計選型時能對程序容量有一定估算,通常采用存儲器容量的估算來替代。
    存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式,許多文獻資料中給出了不同公式,大體上都是按數(shù)字量I/O點數(shù)的10~15倍,加上模擬I/O點數(shù)的100倍,以此數(shù)為內(nèi)存的總字數(shù)(16位為一個字),另外再按此數(shù)的25%考慮余量。
    三、控制功能的選擇
    該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。
    (一)運算功
    簡單PLC的運算功能包括邏輯運算、計時和計數(shù)功能;普通PLC的運算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運算功能;較復雜運算功能有代數(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等;大型PLC中還有模擬量的PID運算和其他運算功能。隨著開放的出現(xiàn),目前在PLC中都已具有通信功能,有些產(chǎn)品具有與下位機的通信,有些產(chǎn)品具有與同位機或機的通信,有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信的功能。設(shè)計選型時應從實際應用的要求出發(fā),合理選用所需的運算功能。大多數(shù)應用,只需要邏輯運算和計時計數(shù)功能,有些應用需要數(shù)據(jù)傳送和比較,當用于模擬量檢測和控制時,才使用代數(shù)運算,數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運算等。要顯示數(shù)據(jù)時需要譯碼和編碼等運算。

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    (二)控制功能
    控制功能包括PID控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等,應根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制,因此,大多數(shù)常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制,有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能,PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。例如采用PID控制單元、高速計數(shù)器、帶速度補償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。
    (三)通信功能
    大中型PLC應支持多種現(xiàn)場總線和通信協(xié)議(如TCP/IP),需要時應能與工廠網(wǎng)(TCP/IP)相連接。通信協(xié)議應符合ISO/IEEE通信,應是開放的通信網(wǎng)絡。
    PLC的通信接口應包括串行和并行通信接口(RS2232C/422A/423/485)、RIO通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用DCS接口等;大中型PLC通信總線(含接口設(shè)備和電纜)應1:1冗余配置,通信總線應符合,通信距離應裝置實際要求
    PLC的通信網(wǎng)絡中,上級的網(wǎng)絡通信速率應大于1Mbps,通信負荷不大于60%。PLC的通信網(wǎng)絡主要形式有下列幾種形式:1)PC為主站,多臺同型號PLC為從站,組成簡易PLC網(wǎng)絡;2)1臺PLC為主站,其他同型號PLC為從站,構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡;3)PLC網(wǎng)絡通過特定網(wǎng)絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng);4)專用PLC網(wǎng)絡(各廠商的專用PLC通信網(wǎng)絡)。
    為減輕CPU通信任務,根據(jù)網(wǎng)絡組成的實際需要,應選擇具有不同通信功能的(如點對點、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng))通信處理器。

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