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Foxboro 煤氣色譜儀 密集型 I/O及其他使用現(xiàn)場總線處理器 FBP10 11 1

 （1） 系統(tǒng)的規(guī)劃

      首先，必須深入了解系統(tǒng)所需求的功能，并調(diào)查可能的控制方法，同時與用戶或設計院共同探討之操作程序，根據(jù)所歸納之結(jié)論來擬定系統(tǒng)規(guī)劃，決定所采行的PLC系統(tǒng)架構(gòu)、所需之I/O點數(shù)與I/O模塊型式。  

    （2） I/O模塊選擇與地址設定  

    當I/O模塊選妥后，依據(jù)所規(guī)劃之I/O點使用情形，由PLC的CPU系統(tǒng)自動設定I/O地址，或由使用者自定I/O模塊的地址。  

      （3） 梯形圖程序的編寫與系統(tǒng)配線  

      在確定好實際的I/O地址之后，依據(jù)系統(tǒng)需求的功能，開始著手梯形圖程序的編寫。同時，I/O之地址已設定妥當，故系統(tǒng)之配線亦可著手進行。  

      （4） 梯形圖程序的仿真與修改  

      在梯形圖程序撰寫完成后，將程序?qū)懭?/span>PLC，便可先行在PC與OpenPLC系統(tǒng)做在線連接，以執(zhí)行在線仿真作業(yè)。倘若程序執(zhí)行功能有誤，則必須進行除錯，并修改梯形圖程序。

      （5） 系統(tǒng)試車與實際運轉(zhuǎn)  

     在線上程序仿真作業(yè)下，若梯形圖程序執(zhí)行功能正確無誤，且系統(tǒng)配線亦完成后，便可使系統(tǒng)納入實際運轉(zhuǎn)，項目計劃亦告完成。  

     （6）程序注釋和歸檔  

      為確保日后維修的便利，要將試車無誤可供實際運轉(zhuǎn)的梯形圖程序做批注，并加以整理歸檔，方能縮短日后維修與查閱程序之時間。這是職業(yè)工程師的良好習慣，無論對今后自己進行維護，或者移交用戶，這都會帶來的便利，而且是你的職業(yè)水準的一個體現(xiàn)。

以上工作中，復雜的系統(tǒng)規(guī)劃可能需要幾天甚至更長的時間，但一個簡單的系統(tǒng)規(guī)劃在一個具有良好的職業(yè)習慣的編程工程師手中，可能只需要幾個小時。

      這里要強調(diào)一個問題，是十分簡單但卻幾乎每個項目都會發(fā)生的，那就是對PLC的接線。這往往是經(jīng)驗不足的工程師常常忽略的一個問題。其實，現(xiàn)場調(diào)試大部分的問題和工作量都是在接線方面。有經(jīng)驗的工程師首先應當檢查現(xiàn)場的接線。通常，如果現(xiàn)場接線是由用戶或者其它的施工人員完成的，則通過看其接線圖和接線的外觀，就可以對接線的質(zhì)量有個大致的判斷。然后要對所有的接線進行一次完整而認真的檢查?，F(xiàn)場由于接線錯誤而導致PLC被燒壞的情況屢次發(fā)生，在進行真正的調(diào)試之前，一定要認真地檢查。即便接線不是你的工作，檢查接線也是你的義務和責任，而且，可以省去你后面大量的時間。

時鐘和電池模塊

√  實時時鐘和日歷

（對于 221/222 CN CPU）

√  一般可備份 200 天

電池模塊

√  內(nèi)部數(shù)據(jù)備份（數(shù)據(jù)塊）

√  一般可備份 200 天

內(nèi)存模塊（存儲卡模塊）

√  程序傳送和備份

√  數(shù)據(jù)記錄文件，配方

文件和通用文件存儲

可選配件：

存儲卡模塊

實時時鐘模塊

電池模塊

PLC 的輸出點可分為共點式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級，但這種 PLC 平均每點的價格較高。如果輸出信號之間不需要隔離，則應選擇前兩種輸出方式的 PLC 。

（ 2 ）對存儲容量的選擇

對用戶存儲容量只能作粗略的估算。在僅對開關量進行控制的系統(tǒng)中，可以用輸入總點數(shù)乘 10 字 / 點＋輸出總點數(shù)乘 5 字 / 點來估算；計數(shù)器/ 定時器按（ 3 ～ 5 ）字 / 個估算；有運算處理時按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模擬量輸入 / 輸出的系統(tǒng)中，可以按每輸入 / （或輸出）一路模擬量約需（ 80 ～ 100 ）字左右的存儲容量來估算；有通信處理時按每個接口 200 字以上的數(shù)量粗略估算。后，一般按估算容量的50 ～ 100 ％留有裕量。對缺乏經(jīng)驗的設計者，選擇容量時留有裕量要大些。

（ 3 ）對 I/O 響應時間的選擇

PLC 的 I/O 響應時間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時間延遲（一般在 2 ～ 3 個掃描周期）等。對開關量控制的系統(tǒng)，PLC 和 I/O 響應時間一般都能滿足實際工程的要求，可不必考慮 I/O 響應問題。但對模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個問題。

（ 4 ）根據(jù)輸出負載的特點選型

不同的負載對 PLC 的輸出方式有相應的要求。例如，頻繁通斷的感性負載，應選擇晶體管或晶閘管輸出型的，而不應選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的 PLC 有許多優(yōu)點，如導通壓降小，有隔離作用，價格相對較便宜，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，其負載電壓靈活（可交流、可直流）且電壓等級范圍大等。所以動作不頻繁的交、直流負載可以選擇繼電器輸出型的 PLC 。

（ 5 ）對在線和離線編程的選擇

離線編程示指主機和編程器共用一個 CPU ，通過編程器的方式選擇開關來選擇 PLC 的編程、監(jiān)控和運行工作狀態(tài)。編程狀態(tài)時， CPU 只為編程器服務，而不對現(xiàn)場進行控制。編程器編程屬于這種情況。在線編程是指主機和編程器各有一個 CPU ，主機的 CPU 完成對現(xiàn)場的控制，在每一個掃描周期末尾與編程器通信，編程器把修改的程序發(fā)給主機，在下一個掃描周期主機將按新的程序?qū)ΜF(xiàn)場進行控制。計算機輔助編程既能實現(xiàn)離線編程，也能實現(xiàn)在線編程。在線編程需購置計算機，并配置編程軟件。采用哪種編程方法應根據(jù)需要決定。

（ 6 ）據(jù)是否聯(lián)網(wǎng)通信選型

若 PLC 控制的系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動化網(wǎng)絡，則 PLC 需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能，即要求 PLC 應具有連接其他 PLC 、上位計算機及 CRT 等的接口。大、中型機都有通信功能，目前大部分小型機也具有通信功能。

（ 7 ）對 PLC 結(jié)構(gòu)形式的選擇

在相同功能和相同 I/O 點數(shù)據(jù)的情況下，整體式比模塊式價格低。但模塊式具有功能擴展靈活，維修方便（換模塊），容易判斷故障等優(yōu)點，要按實際需要選擇 PLC 的結(jié)構(gòu)形式。

2 ．分配輸入 / 輸出點

一般輸入點和輸入信號、輸出點和輸出控制是一一對應的。

分配好后，按系統(tǒng)配置的通道與接點號，分配給每一個輸入信號和輸出信號，即進行編號。

在個別情況下，也有兩個信號用一個輸入點的，那樣就應在接入輸入點前，按邏輯關系接好線（如兩個觸點先串聯(lián)或并聯(lián)），然后再接到輸入點。

式中：p——電動機功率(kw)

t——轉(zhuǎn)矩(n. m)

n——轉(zhuǎn)速(r/ min)

轉(zhuǎn)矩t與轉(zhuǎn)速n的關系根據(jù)負載種類大體可分為3種[2]。

(1)即使速度變化轉(zhuǎn)矩也不大變化的恒轉(zhuǎn)矩負載，此類負載如傳送帶、起重機、擠壓機、壓縮機等。

(2)隨著轉(zhuǎn)速的降低，轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速的平方減小的負載。此類負載如風機、各種液體泵等。

(3)轉(zhuǎn)速越高，轉(zhuǎn)矩越小的恒功率負載。此類負載如軋機、機床主軸、卷取機等。

變頻器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有線性v/f控制、拋物線特性v/f控制。將變頻器參數(shù)p1300設為0，變頻器工作于線性

v/f控制方式，將使調(diào)速時的磁通與勵磁電流基本不變。適用于工作轉(zhuǎn)速不在低頻段的一般恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速對象。

將p1300設為2，變頻器工作于拋物線特性v/f控制方式，這種方式適用于風機、水泵類負載。這類負載的軸功率n近似地與轉(zhuǎn)速n的3次方成正比。其轉(zhuǎn)矩m近似地與轉(zhuǎn)速n的平方成正比。對于這種負載，如果變頻器的v/f特性是線性關系，則低速時電機的許用轉(zhuǎn)矩遠大于負載轉(zhuǎn)矩，從而造成功率因數(shù)和效率的嚴重下降。為了適應這種負載的需要，使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關系減小，從而減小電機的磁通和勵磁電流，使功率因數(shù)保持在適當?shù)姆秶鷥?nèi)。

可以進一步通過設置參數(shù)使v/f控制曲線適合負載特性。將p1312在0至250之間設置合適的值，具有起動提升功能。將低頻時的輸出電壓相對于線性的v/f曲線作適當?shù)奶岣咭匝a償在低頻時定子電阻引起的壓降導致電機轉(zhuǎn)矩減小的問題。適用于大起動轉(zhuǎn)矩的調(diào)速對象。

變頻器v/f控制方式驅(qū)動電機時，在某些頻率段，電機的電流、轉(zhuǎn)速會發(fā)生振蕩，嚴重時系統(tǒng)無法運行，甚至在加速過程中出現(xiàn)過電流保護，使得電機不能正常啟動，在電機輕載或轉(zhuǎn)矩慣量較小時更為嚴重?？梢愿鶕?jù)系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的頻率點，在v/f曲線上設置跳轉(zhuǎn)點及跳轉(zhuǎn)頻帶寬度，當電機加速時可以自動跳過這些頻率段，保證系統(tǒng)能夠正常運行。從p1091至p1094可以設定4個不同的跳轉(zhuǎn)點，設置p1101確定跳轉(zhuǎn)頻帶寬度。

有些負載在特定的頻率下需要電機提供特定的轉(zhuǎn)矩，用可編程的v/f控制對應設置變頻器參數(shù)即可得到所需控制曲線。設置p1320、p1322、p1324確定可編程的v/f特性頻率座標，對應的p1321、p1323、p1325為可編程的v/f 特性電壓座標。

參數(shù)p1300設置為20，變頻器工作于矢量控制。這種控制相對完善，調(diào)速范圍寬，低速范圍起動力矩高，精度高達0.01%，響應很快，高精度調(diào)速都采用svpwm矢量控制方式。

參數(shù)p1300設置為22，變頻器工作于矢量轉(zhuǎn)矩控制。這種控制方式是目前上*的控制方式，其他方式是模擬直流電動機的參數(shù)，進行保角變換而進行調(diào)節(jié)控制的，矢量轉(zhuǎn)矩控制是直接取交流電動機參數(shù)進行控制，控制簡單，精確度高。