浅议PLC控制系统设计及其干扰抑制.docx

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浅议PLC控制系统设计及其干扰抑制

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论文导读:可编程控制器(ProgrammableLogicController)简称PLC它是将传统的继电器控制技术、通讯技术和微机技术相融合,专为工业控制而设计的专用控制器。

关键词:PLC,控制系统抗干扰措施

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可编程控制器(ProgrammableLogicController)简称PLC它是将传统的继电器控制技术、通讯技术和微机技术相融合,专为工业控制而设计的专用控制器。由于PLC本身所具有的一系列优点,因此在工业控制领域中的普及范围越来越广,PLC产品的种类也越来越多,其结构型号、性能、容量、指令系统,编程方法等各不相同,适用场合也各有侧重。因此,合理选择PLC对于提高其在控制系统中的应用有着重要作用。应用PLC首先要详细分析被控对象、控制过程与要求,熟悉了解工艺流程后列出控制系统的所有功能和指标要求.与继电器控制系统和工业控制计算机进行比较后加以选择。PLC最适合于控制对象的工业环境较差,而安全性、可靠性要求特别高,系统工艺复杂,输入输出以开关量为多,用常规的继电器接触器难以实现,工艺流程又要经常变动的对象和现场。其次要确定控制范围,一般讲,能够反映生产过程的运行情况,能用传感器进行直接测量的参数;用人工进行控制工作量大,操作复杂容易出错或操作过于频繁,人工操作不容易满足工艺要求的往往由PLC控制。尽管PLC自身具备良好的抗干扰能力,但在实际应用中各种类型PLC大多处在恶劣电磁环境中,在实际应用中常遇到PLC因干扰而不能正常工作的情形,所以在PLC控制系统抗干扰能力仍然是设计系统不容忽视的问题。

1PLC的选择

1)PLC机型的选择

PLC机型的选择主要是指在功能上如何满足需要,并且充分利用系统资源。选择机型前,首先要对被控制系统进行初步估计:有多少开关量输入,电压分别为多少,有多少开关量输出,输出功率为多少;有多少模拟量输人和模拟量输出;是否有特殊控制要求,如高速计数器(HC);现场对控制器响应速度有何要求;机房与现场分开还是在一起等。

在功能满足要求的前提下,选择最可靠、维护使用最方便以及性能价格最优的机型。通常的做法是:在工艺过程比较固定、环境条件较好的场合,选用整体式结构的PLC;其他情况则最好选用模块式结构的PLC;对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的,一般其控制速度无须考虑,因此选用带A/D转换,D/A转换,加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求;而控制比较复杂,控制功能要求比较高的,可根据控制规模及复杂程度来选用中档或高档机。应该注意的是,同一个企业应尽量做到机型统一,这样同一个机型的PLC模块可互为备用,便于备品备件的采购和管理;同时,其统一的功能及编程方法也有利于技术力量的培训、技术水平的提高和功能的开发;此外,由于其外部设备通用,资源可以共享,并集中管理。

2)输入/输出端口(I/O)的选择

PLC与工业生产过程的联系是通过I/O接口模块来实现的,PLC有许多I/O接口模块,包括开关量输入、输出模块、模拟量输人模块、模拟量输出模块以及其他一些特殊模块,使用时应根据它们的特点进行选择。

(1)确定l/O点数。不同的控制对象所需要的阳点数不同,一些典型的传动设备及常用的电气元件所需PLC的I/O点数是固定的,如一个带磁环双作用气缸需用2个输入点;一个按钮需一个输入点;一个指示灯占用一个输出点等。但对于同一个控制对象,由于采用的控制方法不同或编程水平不同,I/O点数也应有变化。根据控制系统的要求确定所需的I/O点数时,应再增加10%一20%的备用量,以便拓展控制功能。

(2)开关量I/O。开关量I/O接口可以从传感器和开关(如按钮、行程开关等)及控制设备(如指示灯、电动机启动器等)接收信号。典型的交流I/O信号为24~240V,直流I/O信号为5~240V。输入电路因PLC品牌不同略有差别,但有些特性是相同的,如用于消除错误信号的抖动电路等。

(3)模拟量I/O。模拟量I/O接口一般用来感知传感器产生的信号。这些接口可用于测量流量、温度和压力,并可用于控制电压或电流输出设备。其典型量程为-10~+10V、0~+11V、4~20mA或10~50mA。一些制造厂家在PLC上设计有特殊模拟接口,因而可以接收低电平信号,如RTD、热电偶等。

3)存储器类型及容量选择

PLC系统所使用的存储器由ROM和RAM组成,存储容量则随机器的大小变化,最大存储能力:一般小型机最大存储能力低于6KB,中型机的最大存储能力可达64KB,大型机的最大存储能力可上兆字节。使用时可根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型。必要时也可专门进行存储器的扩充设计。

4)电源模块选择

在系统的实现过程中,PLC的编程问题是非常重要的。用户应

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