郑州继飞机电设备有限公司

中原区自动化控制柜-批发自动化控制柜-继飞机电(多图) ：

PLC控制系统设计时应注意以下几点。

一、可编程序控制器（PLC）及编程器的选购：

目前市场上的PLC产品众多，除国产品牌以外，国外的品牌有：日本OMRON、MITSUBISHI、FUJI、IDEC、HITACHI、松下，德国的西门子，韩国的LG等，如何选购PLC产品呢？

1. 系统

首先应确定系统用PLC单机控制还是用PLC形成网络，由此计算输入、输出（I/O）点数，并且在选购PLC时要在实际需要点数的基础上预留10%的余量。

2. 确定负载类型

根据PLC输出端所带负载是直流型还是交流型，是大电流还是小电流，以及PLC输出点动作的频率等，从而确定输出端采用继电器输出还是晶体管输出，或是晶闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式对系统的稳定运行是很重要的。

3. 执行速度

存储容量与指令的执行速度是PLC选型的重要指标，一般存储量越大、速度越快的PLC价格就越高，尽管国外各厂家产品大体相同，但也有一定区别。

4. 'COM'点的选择

不同的PLC产品，其'COM'点的数量是不一样的，有的一个'COM'点带8个输出点，有的带4个输出点，也有带1个或2个输出点。当负载的种类多且电流大时，采用一个'COM'点带1-2个输出点的产品，当负载种类少数量多时，采用一个'COM'点带4-8个输出点产品。

5. 合理选用PLC产品

因为各生产厂家的开发软件不同，系统地兼容性也是选购时的重点，目前还没有发现完全兼容的产品，应根据系统合理选用PLC产品。

6. 编程器的选购

PLC编程可采取三种方式：一是用一般的手持式编程器，它只能用厂家规定的语句表中的语句编程。正中方式易于现场调试并且体积小成本低，但它的效率低适应机种类型少，比较适用于系统容量小、用量少的系统中。二是图形编程器编程，这种方式采用图形方式编程，方便直观，一般电气人员短期就可以应用自如，但编程器价格较高。三是用IBM及其兼容个人计算机+PLC软件包编程，这是常用的一种方式，但大部分软件包价格昂贵。

7.产品质量

尽量选用大公司的产品，因为其产品质量有保障，且技术支持好，一般售后服务也较好，有利于以后产品的扩展与软、硬件升级。

二、输入、输出回路的设计

1.电源回路

PLC供电一般为AC85-240V（也有DC24V），适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源净化元件（如电源滤波器、1：1隔离变压器等）

2.PLC上DC24V电源的使用

各公司PLC产品上一般都有DC24V电源，但该电源容量小，为几十毫安至几百毫安，用其带负载时应注意容量，同时做好防短路措施（因为该电源的过载或短路将影响PLC的运行）。

3.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上的DC24V电源容量不够时，要从外部提供DC24V电源；但该电源的'一'端不要与PLC的DC24V电源的'一'以及'COM'端相连，否则会影响PLC的运行。

4.输入的灵敏度

各生产厂家对PLC的输入电压和电流都有规定，当输入元件的输入电流大于PLC的入电流或有漏电流时，就会有误动作，降低灵敏度。所以应适用弱电流输入并对漏电流采取防护措施，并且选用输入为供漏型输入的PLC。

5. 对感性负载处理

在输入、输出端接感性负载时，要在负载两端并联一个冲击抑制器或二极管，二极管的阴极与电压㈩极侧连接。

6. 外部互锁与接地

利用PLC控制电机正反转等正、反工作时，为避免PC的异常动作引起事故及机械损坏，应在外部组成一个连锁回路。

接地：GR端子是大地接地端子。用防止感应电的专用接地线（截面积2mm2以上的电线）采用第三种接地方式（接地电阻100Ω以下）。

LG是噪音滤波器中性端子，若因噪音大而产生误动作，或为了防止电ji，GR短接，采用第三种接地方式。接地线的长度在20m以内为宜。

接地线与其它设备共用或与建筑物的金属结构连接会适得其反，受到恶劣影响。

7. PLC外部驱动电路

对于PLC输出不能直接带动负载的情况下，必须在外部采用驱动电路，可以用固态继电器或晶闸管电路驱动，同时应采用保护电路和浪涌吸收电路。

另外PLC的输入输出布线也有一定要求，请参照各公司的使用说明书。

三、扩展模块的选用

对于小的系统，如80点以内的系统，一般不需要扩展；当系统较大时，就要扩展。不同公司的产品，对系统总点数及扩展模块数量都有限制，当扩展仍不能满足需要时，可采用网络结构。同时，有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块，因此，在进行软件编程时要注意。当采用温度等模拟模块时，各厂家也有一些规定，请参阅相关技术手册。

四、 PLC的网络设计

当用PLC进行网络设计时，其难度比PLC单机控制大得多，首先应选用自己比较熟悉的机型，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，造成系统崩溃。另外对通信接口，通信协议、数据传送速度等也要考虑。

后还要向PLC的厂家寻求网络设计和软件支持及详细技术资料，至于选用几层工作站，依照系统大小而定。

五、 软件编制

在编制软件前，应首先熟悉所选用的PLC产品说明书，待熟悉后再编程。若采用图形编程器或软件包编程，则可直接编程，若用手持编程器编程，应先画出梯形图，然后编程，这样可以减少出错，速度也快，编成完成后先空运转，待各个动作正常后，再在设备上调试。自动化控制柜

可编程控制器基础自动化控制柜

1.0 可编程控制器概述

可编程控制器（programmable controller）为了与个人计算机（PC）加以区分，又简称为PLC（Programmable Logic Controller）。

1987年国际电工委会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义： “PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”

1.可编程控制器的由来

在市场经济中，成本与效率成了制造业的追求。为了适应市场的需求，工业控制产品的更新换代已经势在必行。在20世纪60年代，用于制造业的生产流水线主要是采用继电器控制，但产品不是一成不变的，需要更改工艺或流程。这样，修改一条生产线要更换大量的硬件和进行复杂的线路的改接，在一定程序上浪费了硬件、延长了施工周期、增加了成本。于是人们试图研制一种新型的通用控制设备。1968年，美国通用汽车公司（GM）以客户的名义对外提出了10项招标指标：

1. 编程方便，可在现场修改程序；

　　2. 维修方便，hao是插件式；

　　3. 可靠性高于继电器控制柜；

　　4. 体积小于继电器控制柜；

　　5. 可将数据直接送入管理计算机；

　　6. 在成本上可与继电器控制竞争；

　　7. 输入可以是交流115V；

　　8. 输出为交流115V/2A以上，能直接驱动电磁阀；

　　9. 系统在扩展时，原有系统只要很小变更；

10. 用户程序存储容量至少能扩展到4K字节。

美国数字设备（DEC）公司中标，于1969年美国数字设备公司成功研制世界上第yi台可编程序控制器PDP-14，并在GM公司的汽车自动装配线上使用并获得成功。接着美国MODICON公司也研制出084控制，从此，这项新技术迅速在世界各国得到推广应用。1971年日本从美国引进这项技术，很快研制出第yi台可编程序控制器DSC-18。1973年西欧国家也研制出他们的第yi台可编程控制器。我国从1974年开始研制，安装自动化控制柜，1977年开始工业推广应用。

2.PLC的应用领域自动化控制柜

　目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，控制方式大致可归纳为如下几类：

①开关量的逻辑控制

　　这是PLC基本、广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。

②模拟量控制

　　在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。

③运动控制

　　PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。

④过程控制自动化控制柜

　　过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。

⑤数据处理

　　现代PLC具有运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

⑤通信及联网自动化控制柜

PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

3. PLC的构成

　　从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。

　　① CPU的构成

CPU是PLC的核心，起神经中shu的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。

模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA，0-20mA）、电压型（0-10V，0-5V，-10-10V）等，按精度分，有12bit，14bit，16bit等。

　　除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。

　　按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其da数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受da的底板或机架槽数限制。

③电源模块自动化控制柜

PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。

　　④底板或机架自动化控制柜

　　　大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，调试自动化控制柜，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。

1、按照图纸检查回路（未送电状态下）

一般PLC系统的图纸包含柜内图纸和柜外图纸两部分；柜内图纸指柜子内部的接线图；柜外图纸是所有接出电气柜的接线图。这一部分需要检查的是；1图纸设计是否合理，包括各种元器件的容量等等。2根据图纸检查元器件是否严格按照图纸连接。

在这一过程中，需要注意的地方就是检查电源，1确保回路没有短路。2确保强弱电没有混合到一起；因为PLC电源为24v，一旦因为接线错误导致220V接进PLC里，很容易将PLC或者拓展模块烧毁。

2、检查PLC外部回路，也就是俗称的“打点”

电源确认完毕后送电，测试输入输出点，这就是俗称的“打点”，测试IO点需要挨个测试，包括操作按钮，急停按钮，操作指示灯以及气缸及其限位开关等等，具体方法是一人在现场侧操作按钮等，另一人在PLC测监控输入输出信号；对于大型系统应该建立测试表，即测试后做好标记。如果发现在施工过程中有接线错误的地方需要立即处理。

这一步应该注意的是需要将程序备份后清空PLC里面的程序或者将程序禁用，避免因测试导致设备的动作。

3、检查机械结构并测试电机类负载

这一步需要检查机械结构是否紧固等等，电机类负载是否做好相应保护，避免因意外导致的事故，检查完毕后需要手动去测试设备运行，如正反转电机类，需要测试线路是否完好并带电试车，变频器类设置相应参数并进行电机优化，静态识别或者动态识别等。

这里需要注意的是对于一些特殊负载，比如说垂直类上下移动的负载需要由专业人员进行，以免因控制不当导致测试事故。

4、调试手动模式/半自动模式以及相关逻辑关系

IO点和负载侧都测试以后，中原区自动化控制柜，接下来要进行的就是手动模式下的调试。这里的手动模式也可以叫做半自动模式，不是用手直接去按动电磁阀或接触器等，而是指通过按钮或者HMI的按钮等去驱动设备，是与自动状态对应的。手动模式的测试可以将自动模式按照人的意愿分解，方便测试程序。

这一环节重要的是要测试安全功能，即在设备运行状态下测试急停，安全光栅等等的安全功能是否起到相应作用。

5、根据生产工艺调试自动模式

在完成半自动调试后，可进一步调试自动工作。这一环节是重要的，需要根据生产工艺测试各种连锁，包括逻辑连锁，安全连锁等，而且要多测试几个工作循环，以确保系统能正确无误地连续工作。

6、特殊工艺的测试

PLC系统里除了逻辑控制，还有很多拓展出来的功能，比如说PID控制等，当这些逻辑调试基本完成后，可着手调试模拟量、脉冲量控制。主要的是选定合适控制参数。一般讲，这个过程是比较长的。要耐心调，参数也要作多种选择，再从中选出优者。有的PLC，它的PID参数可通过自整定获得。但这个自整定过程，也是需要相当的时间才能完成的。

7、完成上述所有的步骤

整个调试基本算是完成了。接下来就到了预生产的步骤了，预生产是生产前的工作检测，在该阶段可以配合生产进行一些特殊的测试，比如说生产节奏是否满足，带载情况下安全功能还能否起作用等等，一般连续生产一定时间后就可以交工了。

新手尤其需要注意电源，记得我在多年前调试一个项目的时候，因为施工单位将大皮带的拉绳开关的220V触点和24V触点接错了（皮带的拉绳开关为安全装置，两组触点，一组为220V断开控制回路，另一组为24V进入PLC），导致烧毁了一个数字量输入模板，后来就长记性了，再调试的时候一定分清220和24，就再也没出现过问题。