电气控制与PLC技术第8章 可编程序控制器应用.pptVIP

第8章 可编程序控制器应用 8.1 应用设计步骤 在掌握了PLC的基本工作 原理及指令系统后，就可以把 PLC应用在实际的工程项目中。 不论是用PLC组成集散控制系 统，还是独立控制系统，PLC 控制部分的设计都可以参考图 8-1所示的设计步骤进行系统设 计。 8.1.1 评估控制任务 随着PLC功能的不断完善，几乎可以用PLC完成所有的工业控制任务。 但是，是否选择PLC控制？选择单台PLC控制，还是多台PLC的分散控制 或分级控制？还应根据该系统所需完成的控制任务、对被控对象的生产 工艺及特点进行详细分析，特别是从以下几方面给以考虑。 1.控制规模 一个控制系统的控制规模可用该系统的输入、输出设备总数来衡量。 当控制规模较大时，特别是开关量控制的输入、输出设备较多且联锁控 制较多时，最适合采用PLC控制。 2.工艺复杂程度 当工艺要求较复杂时，用继电器系统控制极不方便，而且造价会相 应提高，甚至会超过PLC控制的成本。因此，采用PLC控制将有更大的优 越性。特别是如果工艺要求经常变动或控制系统有扩充功能的要求时， 则只能采用PLC控制。 3.可靠性要求 虽然有些系统不太复杂，但对可靠性、抗干扰能力要求较高时，也 需采用PLC控制。在70年代，一般认为I/O总数在70点左右时，可考虑 PLC控制；到了80年代，一般认为I/O总数在40点左右就可以采用PLC控 制；目前，由于PLC性能价格比的进一步提高，当I/O点总数在20点甚至 更少时，就趋向于选择PLC控制了。 4.数据处理速度 当数据的统计、计算及规模较大，需很大的存贮器容量，且要求很 高的运算速度时，可考虑带有上位计算机的PLC分级控制；如果数据处 理程度较低，而主要以工业过程控制为主时，采用PLC控制将非常适宜。 总之，PLC最适合的控制对象是：工业环境较差，而对安全性、可靠 性要求较高，系统工艺复杂，输入/输出以开关量为主的工业自控系统或 装置。一般来说，能够反映生产过程的运行情况，能用传感器进行直接 测量的参数，控制逻辑复杂的部分都由PLC完成。另外一部分，如果紧 急停车等环节，对主要控制对象还要加上手动控制功能，这就需要在设 计电气系统原理图与编程时统一考虑。 8.1.2 PLC选型 1.PLC的型号 在满足控制要求的前提下，选型时应选择最佳的性能价格比，具体应考虑 以下几点。 （1）性能与任务相适应 对于开关量控制的应用系统，当对控制速度要求不高时，可选用小型 PLC(如OMRON公司C系列CPMlA/CPM2A型PLC)就能满足要求。如对小型泵的 顺序控制、单台机械的自动控制等。 对于以开关量控制为主，带有部分模拟量控制的应用系统，如工业生产中常 遇到的温度、压力、流量、液位等连续量的控制，应选用带有A/D转换的模拟量 输入模块和带D/A转换的模拟量输出模块，配接相应的传感器、变送器(对温度控 制系统可选用温度传感器直接输入的温度模块)和驱动装置，并且选择运算功能 较强的小型PLC，如OMRON公司的CQM1/CQM1H型PLC。 对于控制比较复杂的中大型控制系统，如闭环控制、PID调节、通信联网 等，可选用中、大型PLC(如OMRON公司的C200HE/C200HG/C200HX、 CV/CVMl等PLC )。当系统的各个控制对象分布在不同的地域时，应根据各部分 的具体要求来选择PLC，以组成一个分布式的控制系统。 （2）PLC的处理速度应满足实时控制的要求 PLC工作时，从输入信号到输出控制存在着滞后现象，即输入量的 变化，一般要在1～2个扫描周期之后才能反映到输出端，这对于一般的 工业控制是允许的。但有些设备的实时性要求较高，不允许有较大的滞 后时间。例如PLC的I/O点数在几十到几千点范围内，这时用户应用程序 的长短对系统的响应速度会有较大的差别。滞后时间应控制在几十毫秒 之内，应小于普通继电器的动作时间(普通继电器的动作时间约为100毫 秒)，否则就没有意义了。通常为了提高PLC的处理速度，可以采用以下 几种方法： 1）选择CPU处理速度快的PLC，使执行一条基本指令的时间不超过 0.5微秒。 2）优化应用软件，缩短扫描周期。 3）采用高速响应模块，例如高速计数模块，其响应的时间可以不受 PLC扫描周期的影响，而只取决于硬件的延时。 （3）在线编程和离线编程的选择