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PLC的自动化控制系统设计探讨

时间:2013-06-09来源:易品网 点击:
PLC是把计算机的技术结合到了自动化的生产过程中的系统,并且发展得非常快,因为计算机技术与微电子技术的促进功能,它的功能也在逐渐地增加,产品的更新速度也不断地加快,已经成了现在自动化生产中不可或缺的系统之一。它应用在很多的工业设备生产与自动化的成产中,是现代最前沿的计算机的控制系统。 
  1.PLC系统的含义 
  PLC也可以称作可编程逻辑的控制设备。在国际上是这样定义的:一种采用数字进行运算和操作的电子化系统,是针对工业方面的应用进行设计的。它的储存设备中具备了可编写程序的作用,用来处理系统中的逻辑计算、定时以及顺序的控制之类的操作指令,还采用数字和模拟的各类输入与输出,进行各种设备或者生产程序的控制。 
  2.PLC控制系统的设计 
  2.1系统硬件方面的设计 
  硬件的设计是PLC中最关键的一个部分,它会影响到系统运转过程中的安全性、可靠性以及稳定性,其中包含了输出与输入电路。 
  (1)PLC控制系统中输入电路的设计。PLC通常都是采用二百四十伏的供电电源,所以使用的电源范畴也很广,但是为了抵抗干扰,需要添加电源的净化元件,隔离变压设备也能够应用双隔离的技术,就是变压设备的初级线圈和次级线圈的屏蔽层,和初级电气中性点来接地,次级线圈的屏蔽层来接入系统输入电路的地,来降低高频与低频脉冲产生的干扰。 
  PLC的输入电路电源通常都使用DC24V,并且它带负载的时候需要重视容量,防止发生短路的现象,对系统的供电安全与PLC的安全是非常关键的,由于这个电源发生过载或者是断裂都会对PLC的运转产生一定的影响,通常会选择电源容量是输入电路功率的二倍,输入电路的电源线路安装比较适合的熔丝,来预防短路的现象。 
  (2)PLC的控制系统中输出电路的设计。根据生产要求,各类指示灯和变频设备的启动与停止都要通过晶体管进行输出,它比较适用在高频的动作上,响应的时间短,要是PLC系统的输出频率是一分钟六次一下,就应该先在继电器进行输出,使用这样的方式,输出的电力设计就会变得容易,其抗干扰与带负载的能力也非常强。 
  要是系统所输出的带电磁线圈类的感性负载,那么负载断电的似乎就会给系统的输出带来电流的冲击,所以,对直流的感性负载需要在它的边上接上二极管,能够吸收冲击的电流,能够保护好系统。 
  如果PLC的扫描频率是十次每分钟以下的时候,不但能够使用继电器的输出,还能够使用系统输出驱动的中间几点起或是固态的继电器,再进行驱动的负载。 
  对两个比较重要的输出量来说,不但在PLC的内部进行互锁,应该在其外部也互锁,来强化系统运转的安全与可靠性。对一些比较普遍的交流开关类型的负载,如,交流接触设备、电磁阀等,需要使用微笑类型的中间继电器来进行驱动,房子系统的接点进行直接的驱动。 
  (3)PLC系统中抗干扰设计。工业领域的自动化技术不断地在发展,晶闸管可控整流与变频调速设备的应用也十分地广泛,这样就造成了交流电网方面的污染,也产生了很多的干扰性问题,所以,抗干扰就成了控制系统在设计的过程中一定要重视的问题。通常都会应用这样的方法: 
  1)隔离的方式:因为电网里产生的高频干扰是分布的电容之间耦合形成的,因此,应该使用一比一的超隔离变压设备,把中性点通过电容来接地。 
  2)屏蔽的方式:通常会使用金属的外壳来进行屏蔽,把PLC控制系统中设置在金属柜里。金属的外壳能够接地,来屏蔽经典与磁场,预防空间发生的辐射干扰。 
  3)布线的方式:强电的动力线路与弱电的信号线在走线的时候要分开,还需要有一些间隔。 
  2.2 PLC控制系统中软件的设计 
  在设计硬件的时候还可以进行软件的设计。对软件的设计主要是按照控制的标准把工艺的程序图变成了梯形图,在控制系统中的应用是最重要的问题,过程的编写则是设计软件的具体方式。在应用的过程中,好的软件设计方案是非常重要的。 
  2.2.1程序的设计理念 
  基本的程序:不但能够在独立的程序来控制比较简单的工艺生产,还能够成为组合中模块结构的单元程序,基本程序机构的方式有这几种:顺序结构、条件的分支以及循环结构。 
  模块化的程序:将一个总控制的目标程序分为很多的具备清晰子任务程序的模块,再分来进行编写与调试,最终组成一个完整的整体程序。这样的方式就被称为模块化的程序设计。 
  2.2.2 PLC控制系统中程序的设计要点 
  控制系统的I/O分配,按照生产线由前到后,点数会逐渐地增多,尽量将一个系统、设备或者是元件的信号都集中再编址,这样便于维护。定时设备与计数设备需要进行统一化的编号,不能够重复地使用一个编号,避免控制系统的可靠运转。程序里面经常用的内部中继电器或是中间的标志位,也需要进行统一的编号,再分配。在分配完地址之后,要将分配表与继电器或是标志位列出表格。 
  3.总结 
  本文主要论述了PLC自动化控制系统的设计,PLC控制系统在设计上属于步骤有顺序的系统项目工程,并且在工业化的自动控制方面有了十分广泛的运用,本文主要从系统的设计与实际的经验进行了归纳。PLC是把计算机的技术结合到了自动化的生产过程中的系统,并且发展得非常快,因为计算机技术与微电子技术的促进功能,它的功能也在逐渐地增加,产品的更新速度也不断地加快,已经成了现在自动化生产中不可或缺的系统之一。它应用在很多的工业设备生产与自动化的成产中,是现代最前沿的计算机的控制系统。
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