写点纯理论的东西,近一直在思考怎么跟零基础的人讲。也就是当你面对一个门外汉时,怎么让他对plc感兴趣,慢慢的带着学习plc。思考了很多,又把学校的里的课本找了出来,试着回忆自己怎么入门的。几天过去了没一点头绪,先整理了这篇东西,结果现在看来还是太理论了。
plc主要组成部分
1、cpu模块
cpu模块主要是由微处理器(芯片)和存储器组成,这个和家用pc机一样,相当于人的大脑和心脏。通过把其他模块采集到的信息汇总、分析、处理终把运算结果给输出系统。
cpu的主要功能就是执行用户程序,编程人员通过编写用户程序来实现一些功能。
存储器是用来存储程序和数据的,这个存储器类似家用电脑pc机的内存条。
cpu模块也简称cpu。
2、i/o模块
输入输出模块简称i/o模块,相当于人的眼睛、耳朵、鼻子、手、脚是联系外部信息和大脑(cpu)的桥梁。
输入:bbbbb
输出:output
输入模块用来采集现场设备的各种信号如:按钮、选择开关、限位开关、接近开关、压力的开关量信号。除了要接收这些开关量信号还有一类信号如:电位器、压力表、电流表、电压表提供的模拟量信号。这种信号的特点是连续变化、并且要持续采集。
输入模块有两种:
数字量输入模块(di)
模拟量输入模块(ai)
相应的输出模块也有两种:
数字量输出模块(do)
模拟量输出模块(ao)
数字量输出模块主要是用来控制继电器、、电磁阀、指示灯等只有开和关两种状态的设备。
模拟量输出模块用来控制调节阀、、调速器等需要连续调节的设备。
名词解释:
数字量信号:只有通和断两种状态,在数字设备内用0和1组成的信号类型。这种信号不连续只有两种的状态。
模拟量信号:连续的电压,电流等信号量,信号幅度随时间连续变化。
为什么要有i/o模块?
cpu的工作电压一般是5v,而plc外围设备的电路电压一般较高。控制柜内主要有dc24v和ac220v两个控制电压,如果有这么高的电压引入必然会对cpu造成损害。在i/o模块中用光耦合器、光敏晶闸管、小型继电器隔离后再输入到plc内部起到隔离保护的作用。
i/o模块的主要作用是:传递信号、电平转换、隔离。
小型plc的cpu模块与i/o模块一般集成在一起,在集成的输入输出不够用时可以扩展专门的i/o模块。中大型plc大多是cpu模块单独存在,根据实际点数配置相应的i/o模块。
3、编程器
编程器的作用主要是生成用户程序,并用来编辑、检查、修改、监视。编程器主要用于早期没有pc电脑时代。
现在、调试、监控主要是用直接安装在计算机上的编程软件,西门子s7-200编程软件是step 7micro/win。可以在计算机上编写梯形图、语句表,并且可以实现不同编程语言之间的切换。
使用编程软件可以把程序编译后下载到plc,也可将plc中的用户程序上载到计算机。
4、特殊功能模块
特殊功能模块顾名思义就是用于特殊场合的专用模块,比如称重模块、通信模块、高速计数模块等。
5、模块
plc使用ac220v或者dc24v电源,的主要作用就是为各个模块提供不同等级的直流电压。一般小型plc没有专门的电源模块,中大型plc系统才需要配备专用电源模块。
控制系统与电网的接地方式主要有三种,分别是共地方式、浮地方式、机壳共地与电路浮地。
1.共地方式
在共地方式中,plc整个控制系以地面为参考,将机壳与接地点及接地线全部连在一起。大型工厂中有部分plc系统采用了共地式的接地方式。在大地地位不易变动的地方,主要采用共地方式。大地电位稳定时,整个布线系统的电位也不会轻易产生变化,机壳接地的方式便会比较安全便于使用。
2.浮地方式
在大地电位不稳定的地方,大地地位变化大便会导致系统电位不稳定,plc布线中的线路则会受到很大的干扰,这种情况下则采用浮地方式较为妥当。在plc控制系统中,机壳与电路接地点相连,并且悬浮在空中而不接触地面,主要采用绝缘胶垫以便在机壳与大地之间隔开。要对进线采用绝缘措施。浮地方式的接地措施也可以有效的避免干扰,大地电位变化与电磁感应的干扰而大大减弱。但这种方式的缺点是由于整个系统线路采用浮地方式,机壳上会起静电,操作起来存在一定的危险。
3.机壳共地、电路浮地
这种方式是共地方式与浮地方式的结合。这种方式具有显而易见得优点,因为机壳接地,操作上较为安全,而因为接地点独立,便可减弱大地电位变化产生的扰动效应。这种接地方式无论从安全生产的角度,还是保护设备的角度,都具有其合理性与明显优势,在炼铁厂得到广泛的应用。
如果输入的com接负极,就选npn的,如果plc输入的com端接电源的正极,就选pnp的。
pnp与npn型其实就是利用的饱和和截止,输出两种状态,属于开关型传感器。但输出信号是截然的,即高电平和低电平。pnp输出是低电平0,npn输出的是高电平1。
pnp与npn型传感器(开关型)分为六类:
1、npn-no(常开型)
2、npn-nc(常闭型)
3、npn-nc+no(常开、常闭共有型)
4、pnp-no(常开型)
5、pnp-nc(常闭型)
6、pnp-nc+no(常开、常闭共有型)
pnp与npn型传感器一般有三条引出线,即电源线vcc、0v线,out信号输出线。
1、npn类
npn是指当有信号触发时,信号输出线out和电源线vcc连接,相当于输出高电平的电源线。
对于npn-no型,在没有信号触发时,输出线是悬空的,就是vcc电源线和out线断开。有信号触发时,发出与vcc电源线相同的电压,也就是out线和电源线vcc连接,输出高电平vcc。
对于npn-nc型,在没有信号触发时,发出与vcc电源线相同的电压,也就是out线和电源线vcc连接,输出高电平vcc。当有信号触发后,输出线是悬空的,就是vcc电源线和out线断开。
对于npn-nc+no型,其实就是多出一个输出线out,根据需要取舍。
2、pnp类
pnp是指当有信号触发时,信号输出线out和0v线连接,相当于输出低电平,ov。
对于pnp-no型,在没有信号触发时,输出线是悬空的,就是0v线和out线断开。有信号触发时,发出与ov相同的电压,也就是out线和0v线连接,输出输出低电平ov。
对于pnp-nc型,在没有信号触发时,发出与0v线相同的电压,也就是out线和0v线连接,输出低电平0v。当有信号触发后,输出线是悬空的,就是0v线和out线断开。
对于pnp-nc+no型,和npn-nc+no型类似,多出一个输出线out,及两条信号反相的输出线,根据需要取舍。
我们一般常用的是npn型,即高电平有效状态。pnp很少使用。
找到接近开关的电源端和输出端。如果是两线制,则应该有+vdc端、输出端)或者“-”端!对于源型输入的plc例如莫迪康、西门子等(看看你是采用何种plc)你可以将plc自带的+24v传感器电源联接于+vdc端!接近开关的输出端就可以联接于plc的输入端!对于源型输入的plc,一旦接近开关动作,plc输入端就会得到略小于plc传感器电源的直流电压,从而使plc开关量输入有效!对于三菱等plc,由于它接收漏输入,故接近端应联接于输入端(例如x10),而输出(或者是“-”端应联接与电源地端,一旦接近开关动作,接近开关输出变低(或者接近地电位),就使得plc输入有效!
三线式的接近开关必须联接传感器的正电源和地端!
传感器电源必须与接近开关的电源属同一电源或者应该有电流形成回路才能工作!三菱则不必区别,因为它的开关量输入已经自带电源了!
需要注意:有些接近开关为两线式,但有三根线,其中有一根是屏蔽线,应区别开来!
对于plc的开关量输入回路。我个人感觉日本三菱的要好得多,甚至比西门子等赫赫大名的plc都要实用和可靠!其主要原因是三菱等日本plc从欧美那儿学来技术并优化设计,作到:
1、采用漏输入,输入端本来就设计为对地短路就引发开入有效!不会对电源系统构成危害,也不会由于电源故障影响其他输入回路的正常工作!
2、采用源输入,是共电源输入端。在工程实际应用中往往有太多的电缆,你可能无法保证电缆的相互接触、破损,说不定共电源的开关量线路会无意接触到设备地、外壳、其他地电位。可能断路电源供应回路。造成电源损坏或者烧掉保险,从而可能影响其他输入回路的正常工作。除非,每个输入回路加保险……应用成本较高也容易出现其他故障
一、基于的雷电冲击控制系统功能
基于plc的雷电冲击控制系统功能(如图1):调节雷电冲击装置球隙(a1)并自动触发(a2)、调节截波装置球隙(b1)并定時触发(b2)、调节雷电冲击电压(c1)并产生雷电冲击全波或截波(c2);上述操作均由人机互动完成。
图1
二、基于 plc的雷电冲击控制系统的硬件配置
基于plc的雷电冲击控制系统的硬件配置如图2。雷电冲击控制系统的硬件包括:冲击电压控制箱(位于本体现场)、人机互动机(位于控制室内)和光纤通讯(连接二者)。
图2
基于 plc的雷电冲击控制系统的接线图如图3—4。
图3
图4
三、基于 plc的雷电冲击控制系统的
1) plc的雷电冲击控制流程
plc的雷电冲击控制流程(如图5):给定雷电冲击波的电压值、全波、截波;调节雷电冲击装置球隙(a1)并自动触发(a2)、调节截波装置球隙(b1)并定時触发(b21);调节雷电冲击电压并产生雷电冲击全波(c1)(截波(c2))。
图5
2) plc的雷电冲击控制系统的人机界面简介如下:
plc的雷电冲击控制系统的参数设定人机界面,设定雷电冲击波的电压值;调节雷电冲击装置球隙并自动触发、调节截波装置球隙并定時触发如图6。
图6
plc的雷电冲击控制系统的运行人机界面,显示设定雷电冲击波的电压值;显示雷电冲击装置球隙并自动触发、显示截波装置球隙并定時触发,显示电流值,显示试验次数等如图7。
图7