摘要 PLC控制系統(tǒng)具有更好的穩(wěn)定性，控制柔性，維修方便性，隨著PLC的普及和推廣，其應用領(lǐng)域越來越廣泛。特別是在許多新建項目和設(shè)備的技術(shù)改造中，常常采用PLC作為控制裝置。

關(guān)鍵詞 PLC;工業(yè)控制;技術(shù)改進

中圖分類號 TP273 文獻標識碼A文章編號1673-9671-(2009)111-0069-01

1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟

設(shè)計PLC應用系統(tǒng)時，首先是進行PLC應用系統(tǒng)的功能設(shè)計，即根據(jù)被控對象的功能和工藝要求，明確系統(tǒng)必須要做的工作和因此必備的條件。然后是進行PLC應用系統(tǒng)的功能分析，即通過分析系統(tǒng)功能，提出PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，控制信號的種類、數(shù)量，系統(tǒng)的規(guī)模、布局。最后根據(jù)系統(tǒng)分析的結(jié)果，具體的確定PLC的機型和系統(tǒng)的具體配置。

PLC控制系統(tǒng)設(shè)計可以按以下步驟進行。

⑴ 熟悉被控對象，制定控制方案。分析被控對象的工藝過程及工作特點，了解被控對象機、電、液之間的配合，確定被控對象對 PLC控制系統(tǒng)的控制要求。

⑵ 確定I/O設(shè)備。根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定用戶所需的輸入(如按鈕、行程開關(guān)、選擇開關(guān)等)和輸出設(shè)備(如接觸器、電磁閥、信號指示燈等)由此確定PLC的I/O點數(shù)。

⑶選擇PLC。選擇時主要包括PLC機型、容量、I/O模塊、電源的選擇。

⑷分配PLC的I/O地址。根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場需要，確定控制按鈕，選擇開關(guān)、接觸器、電磁閥、信號指示燈等各種輸入輸出設(shè)備的型號、規(guī)格、數(shù)量;根據(jù)所選的PLC的型號列出輸入/輸出設(shè)備與PLC輸入輸出端子的對照表，以便繪制PLC外部I/O接線圖和編制程序。

⑸設(shè)計軟件及硬件進行PLC程序設(shè)計，進行控制柜(臺)等硬件的設(shè)計及現(xiàn)場施工。由于程序與硬件設(shè)計可同時進行，因此，PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計周期可大大縮短，而對于繼電器系統(tǒng)必須先設(shè)計出全部的電氣控制線路后才能進行施工設(shè)計。

⑹聯(lián)機調(diào)試。聯(lián)機調(diào)試是指將模擬調(diào)試通過的程序進行在線統(tǒng)調(diào)。開始時，先不帶上輸出設(shè)備(接觸器線圈、信號指示燈等負載)進行調(diào)試。利用編程器的監(jiān)控功能，采分段調(diào)試的方法進行。各部分都調(diào)試正常后，再帶上實際負載運行。如不符合要求，則對硬件和程序作調(diào)整。通常只需修改部分程序即可，全部調(diào)試完畢后，交付試運行。經(jīng)過一段時間運行，如果工作正常、程序不需要修改則應將程序固化到EPROM中，以防程序丟失。

⑺整理技術(shù)文件。包括設(shè)計說明書、電氣安裝圖、電氣元件明細表及使用說明書等。

2PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的注意事項

2.1 輸入信號處理

(1)輸入設(shè)備采用兩線式傳感器(如接近開關(guān))時，由于漏電流比較大，可能會產(chǎn)生錯誤的輸入信號。要在輸入端并聯(lián)旁路電阻。

(2)輸入信號由晶體管提供，要求晶體管截止電阻大于10kΩ，導通電阻小于800Ω。

2.2 PLC的安全保護及提高可靠性的措施

2.2.1短路保護

如果負載發(fā)生短路，很容易燒壞PLC，因此與繼電器控制線路一樣，在負載回路中要裝熔斷器。

2.2.2感性輸入/輸出的處理

I/O端口接有感性元件時:

⑴對直流電路，應在兩端并聯(lián)續(xù)流二極管;通常續(xù)流二極管可選擇1A的管子，額定電壓應大于電源電壓的3倍

⑵對交流電路，應并聯(lián)阻容電路，以抑制電路斷開時產(chǎn)生的電弧對PLC的影響，電阻可取50～120Ω，電容取0.1～0.47μF，電容的額定電壓應大于電源峰值電壓。

2.2.3安裝與布線

PLC應遠離強干擾源，如大功率可控硅裝置、高頻焊機等，PLC不能與高壓電器安裝在同一個開關(guān)柜內(nèi)，在柜內(nèi)PLC應遠離動力線(二者間距應大于200mm)。與PLC裝在同一開關(guān)柜內(nèi)的不是由PLC控制的電感性元件，如接觸器的線圈，應并聯(lián)RC消弧電路。

2.2.4PLC的接地

PLC應與其它設(shè)備分開接地，或接到同一接地端，禁止通過其它設(shè)備接地，以免產(chǎn)生干擾。接地線的截面應大于2mm2。

3應用案例

傳統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)由繼電器—接觸器控制組成，存在故障多、可靠性差、工作壽命短、不易檢修等缺點。隨著PLC的普及和完善，以及PLC本身所具有的高可靠性、易編程修改的特點，在自動控制系統(tǒng)中應用取得了良好的效果。如:MPS模塊化自動生產(chǎn)加工系統(tǒng)、智能群控電梯控制系統(tǒng)(如圖1)。

3.1 機械電氣控制設(shè)計的手臂控制要求

⑴工件的補充使用人工控制，可直接將工件放在D點(LS0動作)。

⑵只要D點有工件，機械手臂即先下降(B缸動作)將工件抓取(C缸動作)后上升(B缸復位)，再將工件搬運(A缸動作)到E點上方，機械手臂再次下降(B缸動作)后放開(C缸復位)工件，機械手臂上升(B缸復位)，最后機械手臂再回到原點(A缸復位)。

⑶A，B，C缸均為單作用氣缸，使用電磁控制。

⑷C缸在抓取或放開工件后，都需有1秒的間隔，機械手臂才能動作

⑸當E點有工件且B缸已上升到LS4時，傳送帶馬達轉(zhuǎn)動以運走工件，經(jīng)2秒后傳送帶馬達自動停止。工件若未完全運走(計時未到)時，則應等待傳送帶馬達停止后才能將工件移走。

3.2機械電氣控制設(shè)計的功能分析

⑴原點復位:選定以A缸退回至右極限位置(LS2 ON)、B缸上升至上極限位置(LS4 ON)及C缸松開為機械手臂的原點。執(zhí)行一個動作之后，應做原點復位的偵測(因為A、B、C缸。

⑵工件搬運流程:依題意其動作為一循環(huán)式單一順序流程。

⑶傳送帶流程:在偵測到E點有工件且B缸在上極限位置時，應驅(qū)動傳送帶轉(zhuǎn)動。

⑷上述兩個流程可以同時進行，因此使用并進分支流程來完成組合。

參考文獻:

[1]肖群.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計實訓[M].北京:機械工業(yè)出版社，2005.