摘要：在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，有大量的數(shù)字量及模擬量的控制裝置，例如電機(jī)的起停，電磁閥的開閉，產(chǎn)品的計(jì)數(shù)，溫度、壓力、流量的設(shè)定與控制等，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的這些自動(dòng)控制問題，可編程控制器(PLC)已成為解決的zui有效的工具之一。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
　　
　　在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，有大量的數(shù)字量及模擬量的控制裝置，例如電機(jī)的起停，電磁閥的開閉，產(chǎn)品的計(jì)數(shù)，溫度、壓力、流量的設(shè)定與控制等，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的這些自動(dòng)控制問題，可編程控制器(PLC)已成為解決的zui有效的工具之一。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
　　
　　一、可編程序控制器(PLC)及編程器的選購(gòu)：
　　
　　目前市場(chǎng)上的PLC產(chǎn)品眾多，除國(guó)產(chǎn)品牌以外，國(guó)外的品牌有：日本OMRON、MITSUBISHI、FUJI、IDEC、HITACHI、松下，德國(guó)的西門子，韓國(guó)的LG等，如何選購(gòu)PLC產(chǎn)品呢？
　　
　　1.系統(tǒng)首先應(yīng)確定系統(tǒng)用PLC單機(jī)控制還是用PLC形成網(wǎng)絡(luò)，由此計(jì)算輸入、輸出(I/O)點(diǎn)數(shù)，并且在選購(gòu)PLC時(shí)要在實(shí)際需要點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上預(yù)留10%的余量。
　　
　　2.確定負(fù)載類型根據(jù)PLC輸出端所帶負(fù)載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PLC輸出點(diǎn)動(dòng)作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出還是晶體管輸出，或是晶閘管輸出。不同的負(fù)載選用不同的輸出方式對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是很重要的。
　　
　　3.存儲(chǔ)容量與指令的執(zhí)行速度是PLC選型的重要指標(biāo)，一般存儲(chǔ)量越大、速度越快的PLC價(jià)格就越高，盡管國(guó)外各廠家產(chǎn)品大體相同，但也有一定區(qū)別。
　　
　　4.“COM”點(diǎn)的選擇，
　　
　　不同的PLC產(chǎn)品，其“COM”點(diǎn)的數(shù)量是不一樣的，有的一個(gè)“COM”點(diǎn)帶8個(gè)輸出點(diǎn)，有的帶4個(gè)輸出點(diǎn)，也有帶1個(gè)或2個(gè)輸出點(diǎn)。當(dāng)負(fù)載的種類多且電流大時(shí)，采用一個(gè)“COM”點(diǎn)帶1-2個(gè)輸出點(diǎn)的產(chǎn)品，當(dāng)負(fù)載種類少數(shù)量多時(shí)，采用一個(gè)“COM”點(diǎn)帶4-8個(gè)輸出點(diǎn)產(chǎn)品。
　　
　　5.因?yàn)楦魃a(chǎn)廠家的開發(fā)軟件不同，系統(tǒng)地兼容性也是選購(gòu)時(shí)的重點(diǎn)，目前還沒有發(fā)現(xiàn)*兼容的產(chǎn)品，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)合理選用PLC產(chǎn)品。
　　
　　6.編程器的選購(gòu)：
　　
　　PLC編程可采取三種方式：一是用一般的手持式編程器，它只能用廠家規(guī)定的語(yǔ)句表中的語(yǔ)句編程。正中方式易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試并且體積小成本低，但它的效率低適應(yīng)機(jī)種類型少，比較適用于系統(tǒng)容量小、用量少的系統(tǒng)中。二是圖形編程器編程，這種方式采用圖形方式編程，方便直觀，一般電氣人員短期就可以應(yīng)用自如，但編程器價(jià)格較高。三是用IBM及其兼容個(gè)人計(jì)算機(jī)+PLC軟件包編程，這種方式是效率zui高的一種方式，也是zui常用的一種方式，但大部分軟件包價(jià)格昂貴。
　　
　　7.盡量選用大公司的產(chǎn)品，因?yàn)槠洚a(chǎn)品質(zhì)量有保障，且好，一般售后服務(wù)也較好，有利于以后產(chǎn)品的擴(kuò)展與軟、硬件升級(jí)。　　
　　二、輸入、輸出回路的設(shè)計(jì)
　　
　　1.電源回路
　　
　　PLC供電一般為AC85-240V(也有DC24V)，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)
　　
　　2.PLC上DC24V電源的使用
　　
　　各公司PLC產(chǎn)品上一般都有DC24V電源，但該電源容量小，為幾十毫安至幾百毫安，用其帶負(fù)載時(shí)應(yīng)注意容量，同時(shí)做好防短路措施(因?yàn)樵撾娫吹倪^載或短路將影響PLC的運(yùn)行)。
　　
　　3.外部DC24V電源
　　
　　若輸入回路有DC24V供電的接近開關(guān)、光電開關(guān)等，而PLC上的DC24V電源容量不夠時(shí)，要從外部提供DC24V電源；但該電源的“一”端不要與PLC的DC24V電源的“一”以及“COM”端相連，否則會(huì)影響PLC的運(yùn)行。
　　
　　4.輸入的靈敏度
　　
　　各生產(chǎn)廠家對(duì)PLC的輸入電壓和電流都有規(guī)定，當(dāng)輸入元件的輸入電流大于PLC的zui大輸入電流或有漏電流時(shí)，就會(huì)有誤動(dòng)作，降低靈敏度。所以應(yīng)適用弱電流輸入并對(duì)漏電流采取防護(hù)措施，并且選用輸入為供漏型輸入的PLC。
　　
　　兩線式傳感器(光電開關(guān)、無觸點(diǎn)開關(guān))有LED的限位開關(guān)時(shí)，輸入漏電流會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤輸入或燈亮，對(duì)策為連接泄放電阻降低輸入阻抗，阻值由圖1中公式推導(dǎo)：
　　
　　晶體管或雙向可控硅輸出時(shí)，若接到一個(gè)較大沖擊電流的設(shè)備上，就必須考慮保護(hù)晶體管和可控硅。晶體管和可控硅可以經(jīng)受額定電流10倍的沖擊電流，如果超出，可按圖2、圖3之一來減少它：
　　
　　5.對(duì)感性負(fù)載處理
　　
　　在輸入、輸出端接感性負(fù)載時(shí)，要在負(fù)載兩端并聯(lián)一個(gè)沖擊抑制器或二極管，二極管的陰極與電壓㈩極側(cè)連接。
　　
　　6.外部互鎖與接地
　　
　　利用PLC控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)等正、反動(dòng)作時(shí)，為避免PC的異常動(dòng)作引起事故及機(jī)械損壞，應(yīng)在外部組成一個(gè)連鎖回路。
　　
　　接地：GR端子是大地接地端子。用防止感應(yīng)電的接地線(截面積2mm2以上的電線)采用第三種接地方式(接地電阻100Ω以下)。
　　
　　LG是噪音濾波器中性端子，若因噪音大而產(chǎn)生誤動(dòng)作，或?yàn)榱朔乐闺姄簦袻G與GR短接，采用第三種接地方式。接地線的長(zhǎng)度在20m以內(nèi)為宜。
　　
　　接地線與其它設(shè)備共用或與建筑物的金屬結(jié)構(gòu)連接會(huì)適得其反，受到惡劣影響。
　　
　　7.PLC外部驅(qū)動(dòng)電路
　　
　　對(duì)于PLC輸出不能直接帶動(dòng)負(fù)載的情況下，必須在外部采用驅(qū)動(dòng)電路，可以用固態(tài)繼電器或晶閘管電路驅(qū)動(dòng)，同時(shí)應(yīng)采用保護(hù)電路和浪涌吸收電路。
　　
　　另外PLC的輸入輸出布線也有一定要求，請(qǐng)參照各公司的使用說明書。
　　
　　三、擴(kuò)展模塊的選用
　　
　　對(duì)于小的系統(tǒng)，如80點(diǎn)以內(nèi)的系統(tǒng)，一般不需要擴(kuò)展；當(dāng)系統(tǒng)較大時(shí)，就要擴(kuò)展。不同公司的產(chǎn)品，對(duì)系統(tǒng)總點(diǎn)數(shù)及擴(kuò)展模塊數(shù)量都有限制，當(dāng)擴(kuò)展仍不能滿足需要時(shí)，可采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，有些廠家產(chǎn)品的個(gè)別指令不支持?jǐn)U展模塊，因此，在進(jìn)行軟件編程時(shí)要注意。當(dāng)采用溫度等模擬模塊時(shí)，各廠家也有一些規(guī)定，請(qǐng)參閱相關(guān)技術(shù)手冊(cè)。
　　
　　四、PLC的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
　　
　　當(dāng)用PLC進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，其難度比PLC單機(jī)控制大得多，首先應(yīng)選用自己比較熟悉的機(jī)型，對(duì)其基本指令和功能指令有較深入的了解，并且指令的執(zhí)行速度和用戶程序存儲(chǔ)容量也應(yīng)仔細(xì)了解。否則不能適應(yīng)實(shí)時(shí)要求，造成系統(tǒng)崩潰。另外對(duì)通信接口，通信協(xié)議、數(shù)據(jù)傳送速度等也要考慮。
　　
　　zui后還要向PLC的廠家尋求網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和軟件支持及詳細(xì)技術(shù)資料，至于選用幾層工作站，依照系統(tǒng)大小而定。
　　
　　五、軟件編制
　　
　　在編制軟件前，應(yīng)首先熟悉所選用的PLC產(chǎn)品說明書，待熟悉后再編程。若采用圖形編程器或軟件包編程，則可直接編程，若用手持編程器編程，應(yīng)先畫出梯形圖，然后編程，這樣可以減少出錯(cuò)，速度也快，編成完成后先空運(yùn)轉(zhuǎn)，待各個(gè)動(dòng)作正常后，再在設(shè)備上調(diào)試。