PLC控制系统的设计与调试步骤你知多少?

原创 2020-05-08 15:56  阅读

  我们在设计前应该熟悉图样资料,并深入调查研究并且与工艺、机械方面的技术人员和现场操作人员密切配合,共同讨论解决设计中有可能遇到的问题。应该详细了解被控对象的全部功能。例如机械部件的动作顺序、动作条件、必要的保护与连锁,控制系统要求哪些工作方式,例如是手动、自动、半自动功能。设备内部机械、液压、气动、仪表、电气等几大系统之间的关系,PLC与其它智能设备例如触摸屏(HMI)、变频器(VVVF)、工业计算机(PC)等之间的关系。PLC是否需要通信联网,需要显示哪些数据及显示的方式,还有就是电源突然的停电以及紧急情况下的处理、还有就是安全电路的设计等。凯发下载有时候还需要考虑设置PLC之外的手动、机械和电气的联锁装置,以防止危险的操作。

  对于大型复杂的控制系统,需要考虑将系统分解几个独立的模块,各模块分别用单独的PLC或其他控制装置来控制,并考虑它们之间的通信方式。确定哪些信号需要输入给PLC,哪些负载是由PLC来驱动,分类统计出各输入量和输出量的性质,是数字量还是模拟量;是直流量还是交流量;电压的等级是多少等。并考虑需要什么样的操作接口,是否要设置人机界面或者用上位机作为接口。我们在调试前可以调试示意图,来帮助我们完成调试任务,做到心中有数、有条不紊。如下图所示:

  首先确定系统输入元件,例如按钮、限位开关、接近开关、传感器、信号变送器等。同时也要确定输出元件,例如继电器、电磁阀、接触器、指示灯等的规格和型号。根据设备的操作任务和操作方式,确定操作面板所需的元件,例如指示灯、数字显示装置、开关和按钮等。有的系统可能需要智能的操作面板,例如S7-1200西门子PLC配套的HMI人机交流界面其具有图形显示功能和触摸屏功能面板,或者文本显示器。确定PLC的输入和输出点。列出表格统计可编程控制器的输入信号和输出信号,并在表中表明各信号的意义和类型,例如数字是数字量还是模拟量,模拟信号的范围是多少等。确定PLC的型号和硬件设备。对于西门子PLC来讲要确定CPU模块的信号,扩展模块的型号和数量等,例如通信模块、电源模块、输入和输出口模块等的数量。给出各输入量输出量分配地址,梯形图中物理地址与PLC外部接线端子号是已知的,这一步是为绘制硬件接线图做好准备,同时也为梯形图的设计做好准备。画出PLC的外部硬件接线图,给输入量和输出量分配好地址后,画出PLC的外部硬件接线图,以及其它电气电路图和 接线图。同时也要画出操作站和控制柜的布置图和内部安装图。最后是建立符号表,符号表用来给存储器内的绝对地址命名,可对物理输入、输出信号和程序中用到的其它存储单元命名。建立符号表后,可以在程序中显示各绝对地址的符号名,这样有利于程序的设计和阅读。

  设计梯形图时,首先要根据总体要求和控制系统的具体情况,确定程序的基本结构,绘制出程序流程图或者数字量控制系统的顺序功能图,所有这些是编写梯形图的依据,应该尽可能准确和详细。

  一般先对梯形图程序作模拟调试,根据顺序功能图用小开关或者按钮来模拟PLC实际的输入信号。例如用这些小开关或者按钮发出操作指令,或者在适当的时候来模拟实际的反馈信号,例如限位开关触点的接通和断开。通过模块上各输出位对应的发光二极管,观察输出信号的变化是否满足设计的要求。调试顺序控制梯形图的主要任务是检查程序的运行是否符合顺序功能图的规定,也就是说,在某一转换实现时,是否发生步的活动状态的正确变化,该转换所有的前级步是否变为不活动步,所有法后续步是否变为活动步。以及各步被驱动的负载是否发生相应的变化。在调试时,应充分考虑各种可能的情况,对系统各种不同的工作方式,顺序功能图中的每一条支路,各种可能的进展线路,应该都检查一遍,不要遗漏。发现问题后,要及时修改程序,直到在各种可能的情况下输入信号和输出信号之间的关系完全符合要求。例如在调试时,程序中某些定时器或者计数器的设定值过大,为了缩短调试时间,可以在调试时将他们减小。等模拟调试结束后再写入他们的实际设定值。在设计和模拟调试程序的同时,可以设计、制作控制台或者控制柜,PLC之外的其它硬件的安装、接线工作也可以同时进行。

  以上工作完成后,可以将PLC安装在控制现场,接入实际的输入信号和负载。在联机总调试过程中,将系统暴露出传感器、执行器以及接线等硬件方面的问题,以及PLC的外部接线图和梯形图设计中的问题,尽可能在现场加以解决,直到完全符合要求。

  控制系统交付使用后,应根据调试的最终结果整理出完整的技术文件,有利于用户后面的保养、维护和维修。这些文件应该包括PLC的外部硬件接线图和其他电气图样、PLC的编程元件表,包括程序中使用的输入位、输出位、存储器位、定时器、计数器和顺序控制继电器等的地址、名称、功能、以及定时器、计数器的设定值等。同时还包括顺序功能图,带注释的梯形图和必要的总体文字说明等,这些要一并打包交给用户。

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