PLC控制系统设计注意事项

在现代工业生产设备中，有大量的数字量及模拟的控制装置，例如电机的启停，电磁阀的开闭，产量的计数，温度、压力、流量的设定与控制等，均采用可编程序控制器（PLC）。本文阐述PLC控制系统设计的一些注意事项。 一、选型 1、系统规模 首先应确定是用PLC单机还是用PLC形成网络，由此计算出PLC输入、输出点数，并且要留有一定余量（10%）。 2、确定负载类型 根据PLC输出端所带的负载是直流还是交流型，是大电流还是小电流，以及PLC输出点动作的频率和负载的性质（电感性、电阻性）等，确定PLC输出端的类型是采用继电器输出还是晶体管输出，或晶闸管输出。 3、存储容量与速度 一般存储容量越大、速度赶快的PLC价格就越高，应根据系统的大小合理先用PLC产品。 4、编程器的选购 PLC编程可采用三种方式： 手持编程器、图形编程器（梯形图）用PＣ机加ＰＬＣ软件包编程效率最高，目前大多使用厂商提供的软件开发平台。因此，应根据系统的大小与难易开发周期的长短以资金的情况合选购ＰＬＣ产品。 二、电源部分 ＰＬＣ可*工作是追求的目标之一。电源干扰主要是通过供电线路的阻抗耦合产生的，是干扰进入ＰＬＣ的主要途径之一。若有条件，可对ＰＬＣ采用单独供电，以避免**设备启停对ＰＬＣ干扰。在干扰较强或对可*性要求很高的场合，可在ＰＬＣ的交流电源输入端加接带屏蔽的隔离变压器和低通滤波器。隔离变压器可以**从电源线窜入的外来干扰，低能滤波器可以吸收掉电源中的大部分“毛刺”干扰。动力部分、控制部分、ＰＬＣ与Ｉ/Ｏ电源应分别配线，隔离变压器与ＰＬＣ、Ｉ/Ｏ电源之间采用双绞线连接。系统的动力线应有足够截面，以降低线路压降。 三、输入回路的设计 １、ＰＬＣ上ＤＣ２４Ｖ电源使用ＰＬＣ产品的ＤＣ２４Ｖ电源，容量小，用其带时要注意容量，作好防短路措施。 ２、外部ＤＣ２４Ｖ电源　　若输入回路有ＤＣ２４Ｖ供电的接近开关、光电开关等，而ＰＬＣ的ＤＣ２４Ｖ电源容量不够时，要从外部提供ＤＣ２４Ｖ电源。注意：该电源的“－”端不要与ＰＬ的ＤＣ２４Ｖ的“－”端及“ＣＯＭ”端相连，否则会影响ＰＬＣ的运行。 ３、输入的灵敏度　　ＰＬＣ的端电压和电流均有规定，当输入回路串有二极管或电阻（不能完全启动），或者有并联电阻或有漏电电流时，（不能完全切断），就会有误码动作，灵敏度下降，对此应措施。另一方面，当输入器件的输入电流大于ＰＬＣ的最大输入电流时，也会引起误码动作，应采用弱电流输入器件，选用输入为共漏型的ＰＬＣ。 四、输出回路的设计 １、各种输出方式的比较 　　　继电器输出：优点是不同公共点之间可带不同的交直流负载，且电压也可不同，带负载电流可达２A/点；缺点是不适用于高频动作的负载。晶闸管输出；带负载能力为０.２Ａ/点，只能带交流负载，可适应高频动作，响应时间为１ms。晶体管输出：适应于高频动作，响应时间短，一般为０.２ms左右，但只能带ＤＣ０.５Ａ/点，每４点不得大于０.８Ａ。 当系统输出频率为每分钟６次以下时，应首选继电器输出，因其电路设计简单，抗干扰和带负载能力强。 ２、抗干扰与外部互锁 　　若ＰＬＣ输出带感性负载，负载断电时会对ＰＬＣ的输出造成浪涌电流的冲击。为此，对直流感性负载并接续流二极管，对交流感性负载并接浪涌吸收电路，可有效保护ＰＬＣ。 ３、ＰＬＣ外部驱动电路　对于ＰＬＣ输出不能直接带动负载的情况，必须在外部采用驱动电路，还应采用保护电路利浪涌吸收电路，且每路有显示二极管（ＬＥＤ）指示。印制板应做成插拔式，以方便维修。 五、安装与布线 １、安装位置　　ＰＬＣ不能与高压电器安装在同一个开关柜内。与ＰＬＣ装在同一个开关柜内的电感性元件，如继电器，接触器的线圈应并联ＲＣ消弧电路或续流二极管。ＰＬＣ应远离强干扰源，如大功率晶闸管装置、高频焊机和大型动力设备等。 ２、信号线与功率线应分开布线不同类型线应分别装入不同管槽，信号应尽量*近地线或接地的金属导体。当信号线长度超过３００Ｍ时，应采用中间继电器转接信号或使用PＬＣ远程I/Ｏ模块。 ３、信号传输　　通常，当模拟输入输出信号距ＰＬＣ较远时，应采用４－２０ma或０－１０ma的电流传输方式，而不是电压传送方式。传送模拟信号的屏蔽层为一端接地。为了泄放高频干扰，数字信号线的屏蔽层应并联电位均衡线，并将屏蔽层两端接地。 六、扩展模块的选用 ８０点以内的系统，一般不需要扩展，当系统较大时就要扩展。当扩展不能满足要求时，可采用网络结构。扩展模块种类很多，如单输入模、单输出模块、输入输出模块、温度模块、高速输入模块等。 七、ＰＬＣ的网络设计 用ＰＬＣ进行网络设计难度比ＰＬＣ单机控制大得多。首先应先用自己较熟悉的机型，对其基本指令和功能指令有较深入的了解，并且指令的执行速度和用户程序存储容量也应仔细了解。否则，不能适应实时要求，造成崩溃。另外，还要考虑通信接口、通信协议、数据传送速度等　。最后，还要向商家寻求网设计和软件技术支持及详细技术资料。 八、软件编制 在编制软件前，应首先熟悉所先用的ＰＬＣ产品软件说明书。若用图形编程器或软件包，则可直接编程，若用手持编程器编程，应先画出梯形图后再编程。编程结束后先空调程序，待各个动作正常后，再在设备上调试。