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PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計

PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。

硬件設(shè)計是PLC控制系統(tǒng)的至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)，這關(guān)系著PLC控制系統(tǒng)運行的可靠性、安全性、穩(wěn)定性。主要包括輸入和輸出電路兩部分。

(1) PLC控制系統(tǒng)的輸入電路設(shè)計。PLC供電電源一般為AC85—240V，適應(yīng)電源范圍較寬，但為了抗干擾，應(yīng)加裝電源凈化元件(如電源濾波器、1:1隔離變壓器等);隔離變壓器也可以采用雙隔離技術(shù)，即變壓器的初、次級線圈屏蔽層與初級電氣中性點接大地，次級線圈屏蔽層接PLC 輸入電路的地，以減小高低頻脈沖干擾。

PLC輸入電路電源一般應(yīng)采用DC 24V, 同時其帶負載時要注意容量，并作好防短路措施，這對系統(tǒng)供電安全和PLC安全至關(guān)重要，因為該電源的過載或短路都將影響PLC的運行，一般選用電源的容量為輸入電路功率的兩倍，PLC輸入電路電源支路加裝適宜的熔絲，防止短路。

(2) PLC控制系統(tǒng)的輸出電路設(shè)計。依據(jù)生產(chǎn)工藝要求，各種指示燈、變頻器/數(shù)字直流調(diào)速器的啟動停止應(yīng)采用晶體管輸出，它適應(yīng)于高頻動作，并且響應(yīng)時間短;如果PLC 系統(tǒng)輸出頻率為每分鐘6 次以下，應(yīng)繼電器輸出，采用這種方法，輸出電路的設(shè)計簡單，抗干擾和帶負載能力強。

如果PLC輸出帶電磁線圈等感性負載，負載斷電時會對PLC的輸出造成浪涌電流的沖擊，為此，對直流感性負載應(yīng)在其旁邊并接續(xù)流二極管，對交流感性負載應(yīng)并接浪涌吸收電路，可有效保護PLC。

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PLC緊迫中止應(yīng)運用外部開關(guān)切斷，以確保安全。

九、其他留意事項

1.不要將溝通電源線接到輸入端子上， 避免燒壞PLC；接地端子應(yīng)獨立接地，不與其它設(shè)備接地端串聯(lián)，接地線截面積不小于2mm2；

2.輔佐電源功率較小，只能帶動小功率的設(shè)備（光電傳感器等）；

3.一些PLC有一定數(shù)量的占有點數(shù)（即空地址接線端子），不要將線接上；

4.當(dāng)PLC輸出電路中沒有維護時，應(yīng)在外部電路中串聯(lián)運用熔斷器等維護裝置，避免負載短路形成損壞。

變頻器目前主要的控制方式主要包括以下幾種。
（1）*代以U/f=C控制，又稱正弦脈寬調(diào)制（SPWM）控制方式。其特點控制電路結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，機械特性和硬度也較好，能夠滿足一般傳動的平滑調(diào)速要求。但是，西門子PLC模塊維修這種控制方式在低頻時，由于輸出電壓較低，使輸出*轉(zhuǎn)矩減小，低速時穩(wěn)定性變差。其特點為無反饋裝置時速比ni小于1/40，有反饋時ni=1/60。適用于一般風(fēng)機、泵類。

（2）第二代以電壓空間矢量控制（磁通軌跡法），又稱SVPWM控制方式。它是以三相波形整體生成效果為前提，一次生成三相調(diào)制波形，以內(nèi)切多邊形逼近圓的方式進行控制的。為消除低速時定子電阻的影響，將輸出電壓、電流閉環(huán)，以提高動態(tài)精度和穩(wěn)定性。其特點：不要反饋裝置，速比ni=1/100，適合一般工業(yè)上的調(diào)速。
（3）第三代以矢量控制（VC）方式。矢量控制變頻調(diào)速的做法，其實質(zhì)是將交流電動機等效為直流電動機，分別對速度、磁場兩個分量進行獨立控制。通過控制轉(zhuǎn)子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場兩個分量，經(jīng)坐標(biāo)變換，實現(xiàn)正交或解耦控制。西門子PLC模塊維修其特點：不帶反饋時的速比ni=1/100，帶反饋時ni=1/1000，零轉(zhuǎn)速時的起動轉(zhuǎn)矩為150?？梢娫摲绞竭m用所有調(diào)速控制，帶反饋時，適合高精度傳動控制。
（4）直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）方式。直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）是有別矢量控制（VC）的另一類高性能變頻調(diào)速控制模式。西門子PLC模塊維修用磁鏈仿真模型和電磁轉(zhuǎn)矩模型獲得磁鏈和轉(zhuǎn)矩數(shù)據(jù)，與給定值比較產(chǎn)生滯環(huán)比較狀態(tài)信號，再由邏輯控制進行開關(guān)狀態(tài)切換，實現(xiàn)恒定磁通控制和電磁轉(zhuǎn)矩控制。它不需要模仿直流電動機控制，該技術(shù)已成功應(yīng)用在牽引電力機車的交流傳動上。西門子PLC模塊維修其特點：不要反饋裝置的速比ni=1/100，帶反饋時ni=1/1000，零速時起動轉(zhuǎn)矩可達150～200。適合重載起動以及恒轉(zhuǎn)矩波動大負載。

PLC的特色

20世紀70年代中晚期，可編程邏輯操控器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術(shù)全面引進可編程操控器中，使其功用發(fā)作了騰躍。其更高的運算速度、超小型的體積、更牢靠的工業(yè)抗干擾規(guī)劃、模仿量運算、PID功用以及其*的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。具體來講，PLC具有以下幾個特色。

1、牢靠性高，抗*力強

工業(yè)生產(chǎn)一般對操控設(shè)備的牢靠性要求很高，并且要有很強的抗*力。PLC在規(guī)劃進程中，就遵從了嚴格的電磁兼容的規(guī)劃規(guī)范，其主要模塊均選用大規(guī)劃和超大規(guī)劃集成電路，I/O體系規(guī)劃有完善的通道維護電路。在結(jié)構(gòu)規(guī)劃上對耐熱、防潮、防塵、抗震等都有準確的考慮，在硬件上選用隔離、屏蔽、濾波、接地等抗干擾辦法，在軟件上選用數(shù)字濾波等辦法，保證其能在惡劣的工業(yè)環(huán)境中牢靠的作業(yè)。而PLC的均勻*時刻也可以到達數(shù)萬小時以上，并具有較強的自我確診和維護功用，已被*為牢靠的工業(yè)操控設(shè)備之一。

2、硬件齊全，適應(yīng)性強，運用便利

PLC是通過履行用戶程序完成操控的。當(dāng)操控要求發(fā)作改動時，只需求修正程序即可縮短了工藝更新所需求的時刻。別的，PLC的產(chǎn)品已規(guī)范化、系列化、模塊化，PLC及配套產(chǎn)品的模塊種類多，用戶可以靈活便利地進行體系配置，組合成各種不同規(guī)劃、不同功用的操控體系。別的，在PLC操控體系中，只需在PLC的端子上接入相應(yīng)的輸入/輸出信號線即可，并且無需隨著程序的修正而修正，節(jié)省了很多的查線、改線時刻，并且PLC有較強的帶負載能力，可以直接驅(qū)動一般小型的電磁閥和溝通接觸器，也可以通過繼電器來連接大型的用電設(shè)備。

3、編程直觀、易學(xué)易會

PLC供給了多種編程言語，可依據(jù)編程者的喜愛和實踐運用來挑選，其間梯形圖運用遍及。PLC是面向用戶的設(shè)備，梯形圖與繼電原理圖類似，這種編程言語形象直觀，易學(xué)易懂，不需求專門的計算機常識和言語，PLC的規(guī)劃者充沛考慮到現(xiàn)場工程技術(shù)人員的技術(shù)和適應(yīng)，因而PLC程序的編制選用梯形圖的簡略指令形式?，F(xiàn)場工程技術(shù)人員可在短時刻內(nèi)學(xué)會運用。用戶在購買PLC后，只需按說明書的提示，做少量的接線和進行簡易的用戶程序編制作業(yè)，就可靈活便利地將PLC運用于生產(chǎn)實踐。

4、體積小，體系的規(guī)劃、設(shè)備、調(diào)試作業(yè)量小，維護便利

PLC用軟件替代了繼電器操控體系中很多的中心繼電器、時刻繼電器、計數(shù)器等器材，使得本身以及整個操控體系體積大為減小，并且使外圍操控柜的規(guī)劃、設(shè)備、接線作業(yè)量大為削減。一起PLC的用戶程序大部分可以在實驗室進行模仿調(diào)試，模仿調(diào)試好后再將PLC操控體系設(shè)備到生產(chǎn)現(xiàn)場，進行聯(lián)機調(diào)試，既安全，又便利便利。

PLC的故障率很低，并且有完善的自確診和顯現(xiàn)功用。當(dāng)發(fā)作故障時，可以依據(jù)PLC的狀況指示燈顯現(xiàn)或編程器供給的信息敏捷查找到故障原因，排除故障，維護便利。