新密自動化控制柜-中壓自動化控制柜-繼飛機電(多圖) ：

1 ． PLC 型號的選擇

在作出系統(tǒng)控制方案的決策之前，要詳細了解被控對象的控制要求，從而決定是否選用 PLC 進行控制。在控制系統(tǒng)邏輯關系較復雜（需要大量中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等） 、工藝流程和產(chǎn)品改型較頻繁、需要進行 數(shù)據(jù)處理和信息管理（有數(shù)據(jù)運算、模擬量的控制、 PID 調(diào)節(jié)等）、系統(tǒng)要求有較高的可靠性和穩(wěn)定性、準備實現(xiàn)工廠自動化聯(lián)網(wǎng)等情況下，新密自動化控制柜，使用 PLC 控制是很必要的。

目前，國內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的 PLC產(chǎn)品，使用戶眼花繚亂、無所適從。所以權衡利弊、合理地選擇機型才能達到經(jīng)濟實用的目的。一般選擇機型要 以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設備資源的浪費。機型的選擇可從以下幾個方面來 考慮。

（ 1 ）對輸入 / 輸出點的選擇 盲目選擇點數(shù)多的機型會造成一定浪費。 要先弄清除控制系統(tǒng)的 I/O 總點數(shù)，再按實際所需總點數(shù)的 15 ～ 20 ％留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需 PLC的點數(shù)。 另外要注意，一些高密度輸入點的模塊對同時接通的輸入點數(shù)有限制，一般同時接通的輸入點不得超過總輸入點的60 ％； PLC每個輸出點的驅(qū)動能力 （ A/ 點）也是有限的，有的 PLC 其每點輸出電流的大小還隨所加負載電壓的不同而異； 一般PLC

的允許輸出電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等。在選型時要考慮這些問題。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。專用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。 （ 1 ）確定 I/O 通道范圍不同型號的 PLC ，其輸入 / 輸出通道的范圍是不一樣的，應根據(jù)所選 PLC型號，查閱相應的編程手冊，決不可 “張冠李戴 ”。必須參閱有關操作手冊。 （ 2 ）部輔助繼電器 內(nèi)部輔助繼電器不對外輸出，不能直接連接外部器件，觸摸自動化控制柜，而是在控制其他繼電器、定時器 / 計數(shù)器時作數(shù)據(jù)存儲或數(shù)據(jù) 處理用。 從功能上講，內(nèi)部輔助繼電器相當于傳統(tǒng)電控柜中的中間繼電器。 未分配模塊的輸入 / 輸出繼電器區(qū)以及未使用 1 ： 1 鏈接時的鏈接繼電器區(qū)等均可作為內(nèi)部輔助繼電器使用。根據(jù)程序設計的需要，應合理安排 PLC 的內(nèi)部輔助繼電器

如果現(xiàn)在有個項目，需要MODBUS控制五個變頻器，那該怎么辦？

也許你會說，這還不簡單，把前面的通信程序復zhi五遍不就行了？理論上，這是可行的，但卻是不可行的，為什么呢？因為串口在同一時間，只能進行一次數(shù)據(jù)交互。這個一次，高低壓開關自動化控制柜，是指一次讀或是寫操作。這就好比一個很窄的路口，一次只能通過一輛汽車，如果五輛汽車一起通過，勢必會引起堵塞，一輛也過不去，但我們需要過五輛怎么辦？那就需要交通燈或是交指揮交通，通信也一樣，也需要有交通燈或是交，而在MODBUS通信中，就需要我們自己來當交，通過程序控制通信流程，這就是輪詢方式。

而MODBUS通信實現(xiàn)輪詢，有兩個常用的方法。

1 時間間隔法

所謂時間間隔法，就是每個操作分配一個固定的時間，比如第yi秒寫入頻率，第二秒讀取頻率，第三秒讀取電流，當然，這個時間是要根據(jù)實際情況來設置的，我們看一個例子：

圖一時間間隔

如圖一所示，這是一個BLINK 和計數(shù)器兩個功能塊組成的程序，BLINK產(chǎn)生一個50毫秒的脈沖，而計數(shù)器對此脈沖進行計數(shù)，因此，計數(shù)器的當前計數(shù)值CV 也就是圖中黃色熒光筆部分，就會從1 到6每隔50毫秒遞增一次。這樣，就為每一次操作分配了50毫秒的時間。

圖二 利用時間間隔觸發(fā)通信

如圖二，紅色圓圈部分，當數(shù)值等于1的時候，我們寫入地址0002，當數(shù)值等于2的時候，我們讀取103，依次類推。黃色熒光筆部分是觸發(fā)路徑。

2 功能塊觸發(fā)法

功能塊觸發(fā)法，是利用功能塊的狀態(tài)參數(shù)來觸發(fā)下一次通信，也就是我在介紹通信的時候使用的BUSY信號。

圖三 利用BUSY信號觸發(fā)下一次讀寫

如圖三所示，當寫入0002通信完成后，利用BUSY信號來觸發(fā)下一次通信，讀取103的值。圖中黃色熒光筆的部分，就是觸發(fā)路徑，當上一個通信功能塊的BUSY信號產(chǎn)生下降沿的時候，證明這次通信已經(jīng)完成，以此來觸發(fā)下一次通信

以上，就是兩種常用的輪詢方法，它們各有優(yōu)缺點，的方式就是兩者結(jié)合。利用時間間隔，這個時間間隔的設置就很講究，時間太短，可能通信還沒完成，時間太長影響效率。而利用功能塊的BUSY信號，可以很好解決這個問題，但是，一旦一個環(huán)節(jié)通信出錯，BUSY信號無法給出，就會造成后面的通信無法進行，那么該如何結(jié)合呢？那就是用時間間隔來確定從站之間的通信間隔，而同一個從站的讀寫就用功能塊信號觸發(fā)，這樣即使通信有錯誤，也只是影響一個從站。

我們?yōu)槊總€從站分配30毫秒的時間，那么輪詢10個從站只需要300毫秒，這基本能滿足我們的需求，而又能保證每個站的通信時間。因為超過10個從站，就不建議用MODBUS通信了，那樣就要考慮使用總線了。而一個從站內(nèi)部，要讀寫多次的時候，就用BUSY信號觸發(fā)。這樣，即使一個從站通信出現(xiàn)問題，也不會影響下一個從站的通信。

PLC編程要點

（1）根據(jù)控制流程圖分配程序段

根據(jù)前期控制流程圖將控制程序分解成不同的程序段，這樣可以使程序整體結(jié)構(gòu)清晰，便于后期調(diào)試程序。如果項目較復雜，將程序分段后便于分配給若干名編程人員同時編程和調(diào)試，從整體上提高了編程效率。

（2）編制I/O表和內(nèi)存表

編制I/O表是給每個輸入/輸出點分配地址并做注釋，避免編程時出現(xiàn)I/O點混亂的問題。編制內(nèi)存表是分配PLC內(nèi)存地址給程序的中間變量并做注釋，便于編程時引用。

（3）簡化編程

編程員在熟悉PLC指令系統(tǒng)的基礎上，熟練使用高ji指令編程，可以極大地減少編程工作量，節(jié)省PLC存儲器空間，有助于更好地發(fā)揮PLC功能。

（4）注釋清晰

為了方便后期調(diào)試程序，編程時需將每個相關點的注釋清晰地biao注在程序中，包括使用的特殊指令目的等。程序可讀性好，為后期項目維護和升級打下基礎。

PLC程序調(diào)試方法

PLC應用程序的調(diào)試工作可以分為模擬調(diào)試和聯(lián)機調(diào)試兩個步驟。

一、模擬調(diào)試

模擬調(diào)試是指根據(jù)開關量I/O單元上各位對應的發(fā)光二極管的顯示狀態(tài)而不帶輸出設備進行的調(diào)試。

設計好控制程序后，中壓自動化控制柜，一般先作模擬調(diào)試。有的PLC廠家提供了在計算機上運行、可用來替代PLC硬件來調(diào)試程序的仿zhen軟件，例如歐姆龍公司與CX-Programmer編程軟件配套的CX-Simulator仿zhen軟件等。在仿zhen時按照系統(tǒng)功能的要求，將某些輸入元件位強制為ON或OFF，或改寫某些元件中的數(shù)據(jù)，監(jiān)視系統(tǒng)的功能是否能正確實現(xiàn)。

如果連接上PLC硬件來調(diào)試程序時，可以使用接在輸入端子上的小開關和按鈕來模擬PLC實際的輸入信號，例如用它們發(fā)出操作指令，或者用它們模擬實際的反饋信號，如行程開關觸點的接通和斷開等。通過開關量輸出單元上各輸出點對應的發(fā)光二極管，觀察輸出信號是否滿足設計的要求。

調(diào)試順序控制程序的主要任務是檢查程序的運行是否符合順控圖的規(guī)定，即在某一轉(zhuǎn)換實現(xiàn)時，是否發(fā)生活動步狀態(tài)的正確變化，該轉(zhuǎn)換所有的前級步是否變?yōu)椴换顒硬剑械暮罄m(xù)步是否變?yōu)榛顒硬?，以及各步被?qū)動的負載是否發(fā)生相應的變化。在調(diào)試時應充分考慮各種可能的情況，對系統(tǒng)各種不同的工作方式、順控圖中的每一條支路、各種可能的進展路線，都應逐一檢查，不能遺漏。發(fā)現(xiàn)問題后及時修改程序，直到在各種可能的情況下輸入信號與輸出信號之間的關系完全符合要求。如果程序中某些定時器或計數(shù)器的設定值過大，為了縮短調(diào)試時間，可以在調(diào)試時將它們減小，模擬調(diào)試結(jié)束后再寫入它們的實際設定值。

總之，模擬調(diào)試是整個程序設計工作中一項很重要的內(nèi)容，它可以初步檢查程序的實際效果。模擬調(diào)試和程序編寫是密不可分的，程序的許多功能是在調(diào)試中不斷修改和逐步完善的。模擬調(diào)試既可以在實驗室內(nèi)進行，也可以在現(xiàn)場實施。如果是在現(xiàn)場進行模擬調(diào)試，那就應將PLC系統(tǒng)與現(xiàn)場信號隔離，切斷I/O單元的外部電源，以免引起不必要的損失。

二、聯(lián)機調(diào)試

聯(lián)機調(diào)試是指將PLC安裝到控制柜中，并連接輸入元件和輸出負載，運行控制程序進行整體調(diào)試的過程。

在對程序進行模擬調(diào)試的同時，可以設計、制作控制柜，PLC之外其他硬件的安裝、接線工作也可以同時進行。完成控制柜內(nèi)部接線后，應測試接線?？梢栽诳刂乒竦慕泳€端子上模擬PLC外部的開關量輸入信號，或操作控制柜面板上的按鈕和指令開關，觀察對應PLC輸入點的狀態(tài)變化是否正確。用編程器或編程軟件將PLC的輸出點強制置位或復位，觀察對應PLC的負載（如外部的繼電器、接觸器等）動作是否正常，或?qū)刂乒窠泳€端子上輸出信號的狀態(tài)變化是否正確。

對于有模擬量輸入的系統(tǒng)，可以給變送器提供標準的輸入信號，通過調(diào)節(jié)單元上的電位器或程序中的參數(shù)，使模擬量輸入信號和轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量之間的關系滿足要求。

在現(xiàn)場安裝好控制柜并完成柜內(nèi)接線測試后，將外部的輸入元件和執(zhí)行機構(gòu)接入PLC，將PLC置于運行模式，運行控制程序，檢查控制系統(tǒng)是否能滿足要求。

在調(diào)試過程中將暴露出PLC系統(tǒng)可能存在的硬件問題及梯形圖設計中的問題，發(fā)現(xiàn)問題后在現(xiàn)場加以解決，直到完全符合要求。全部調(diào)試完成后，還要經(jīng)過一段時間的試運行，以檢驗系統(tǒng)的可靠性。