西门子模块程序控制器已广泛使用各个领域,因其内部由大量的电子元器件组成,极易受一些周围电气元件的干扰、强磁场电场、环境温湿度、振动幅度大等因素影响到PLC控制器的正常工作,这点往往被许多人忽略。即使程序编制再好,按装环节不注重,曰后调试、运行会带来很多的故障。疲于奔命地维护。

西门子PLC模块以下是安装时注意事项:
1、PLC安装环境
a,环境温度在0~55度,过高过低会导致内部电了元器件运行不正常。必要时采取降温或升温措施
b,环境湿度在35%~85%,湿度过大会使电子元器件导电性增强,易使元件器耐压降低,电流过大而击穿损坏。
c,不能按装在振动频率50Hz、幅度为0.5mm以上,因振动幅度过大会造成内部电路板的电子元器件脱焊、脱落。
d,在电器箱内外应尽可能远离强磁场电场〈如控制变压器、大容量的交直接触器、大容量的电容器等)电气元器件,还有易产生高次谐波(如变频器、伺服驱动器、逆变器、可控硅等)控制器件。
e,避免按装在金属粉尘多、腐蚀、可燃气体、潮湿等场所
f,在电气箱内好放至于上部,远离热源的电气元器件,必要时考虑降温及向外排风处理。
2、电源
a,要正确接入PLC电源,有交直之分。如三菱plc有DC24V;有AC的其电压较灵活输入,范围在100V~240V(允许范围85~264),频率为50/60Hz,无需拔动开关。好使用隔离变压器提供给PLC电源。
b,对于PLC输出的DC24V一般供于扩展功能模块电源、外部三线式传感器电源或作它用,虽然输出的DC24V电源有过载和短路保护装置且容量有限。建议外部三线式传感器用独立的开关电源,以防短路,造成PLC损坏,引来不必要的麻烦。
3、接线布线及走向
接线时应使用冷压片压接后再接入PLC的输入输出端子上。应紧固牢靠。
当输入为直流信号时,如周围干扰源又多,应考虑带有屏蔽的电缆或采用双绞线,在线的走向尽量不要与动力线平行且不能放置在同一线槽、线管内,以防干扰。
4、接地
有效地接地可以避免浪涌信号的冲击干扰,其接地电阻不应大于100欧,电气箱中如有接地铜排,应直接接到接地排上,不可与其他控制器(如变频器)的接地连接后再接入接地排上。
5、其他
a,PLC不可垂直、平卧按装,如PLC是紧固式的,按装时螺丝要拧紧,不可松动,以防产生振动,损坏内部电子元器件,如是卡轨式的,一定要选择合格的卡轨,先拉开锁扣后再置入卡轨上,再将锁扣推进,卡死后的PLC控制器不能上下左右移动。
b,如是继电器输出型,它的输出点电流容量在2A,所以在带大负载时(如直流离合器、电磁阀),即使电流小于2A,应考虑用继电器过渡为好。
模块产品介绍首先要清楚伺服电机的用途,相对于普通的电机来说,伺服电机主要用于定位,因此大家通常所说的控制伺服,其实就是对伺服电机的位置控制。其实,伺服电机还用另外两种工作模式,那就是速度控制和转矩控制,不过应用比较少而已。
速度控制一般都是有变频器实现,用伺服电机做速度控制,一般是用于快速加减速或是速度控制的场合,因为相对于变频器,伺服电机可以在几毫米内达到几千转,由于伺服都是闭环的,速度非常稳定。转矩控制主要是 控制伺服电机的输出转矩,同样是因为伺服电机的响应快。应用以上两种控制,可以把伺服驱动器当成变频器,一般都是用模拟量控制。
西门子模块与伺服电机主要的应用还是定位控制,位置控制有两个物理量需要控制,那就是速度和位置,确切的说,就是控制伺服电机以多快的速度到达什么地方,并准确的停下。
伺服驱动器通过接收的脉冲频率和数量来控制伺服电机运行的距离和速度。比如,我们约定伺服电机每10000个脉冲转一圈。如果PLC在一分钟内发送10000个脉冲,那么伺服电机就以1r/min的速度走完一圈,如果在一秒钟内发送10000个脉冲,那么伺服电机就以60r/min的速度走完一圈。
所以,PLC是通过控制发送的脉冲来控制伺服电机的,用物理方式发送脉冲,也就是使用PLC的晶体管输出是常用的方式,一般是低端PLC采用这种方式。而中高端PLC是通过通讯的方式把脉冲的个数和频率传递给伺服驱动器,比如Profibus-DP CANopen,MECHATROLINK-II,EtherCAT等等。这两种方式只是实现的渠道不一样,实质是一样的,对我们编程来说,也是一样的。这也就是我想跟大家说的,要学原理,触类旁通,而不是为了学而学。
对于程序编写,这个差别很大,日系PLC是采用指令的方式,而欧系PLC是采用功能块的形式。但实质是一样的,比如要控制伺服走一个定位,我们就需要控制PLC的输出通道,脉冲数,脉冲频率,加减速时间,以及需要知道伺服驱动器什么时候定位完成,是否碰到限位等等。无论PLC,无非就是对这几个物理量的控制和运动参数的读取,只是不同PLC实现方法不一样。
PLC的发展也是与计算机技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关,正是这些高新技术的发展推动了可编程控制器的发展。
本文主要介绍的就是可编程控制器的基础知识,首先介绍了可编程控制器的发展历程及特点、其次介绍了可编程控制器的原理、后阐述了可编程控制器的应用。
可编程控制器(Programmble Controller)简称PC或PLC是一种数字运算操作的电子系统,专门在工业环境下应用而设计。它采用可以编制程序的存储器,用来在执行存储逻辑运算和顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字或模拟的输入(I)和输出(O)接口,控制各种类型的机械设备或生产过程。可编程控制器是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的,并逐渐发展成为以微处理器为核心,把自动化技术、计算机技术、通讯技术融为一体的工业控制装置。
可编程控制器主要由中央处理单元、输入接口、输出接口、通信接口等部分组成,其中cpu是可编程控制器的核心,I/O部件是连接现场设备与cpu之间的接口电路,通信接口用于与编程器和上位机连接。对于整体式可编程控制器,所有部件都装在同一机壳内;对于模块式可编程控制器,各功能部件独立封装,称为模块或模板,各模块通过总线连接,安装在机架或导轨上。不同厂商生产的不同系列产品在每个机架上可插放的模块数是不同的,一般为3-10块。可扩展的机架数也不同,一般为2-8个机架。基本机架与扩展机架之间的距离不宜太长,一般不过10M.。
可编程控制器各组成部分
1、中央处理单元cpu
cpu通过输入装置读入外设的状态,由用户程序去处理,并根据处理结果通过输出装置去控制外设。一般的中型可编程控制器多为双微处理器系统,一个是字处理器,它是主处理器,由它处理字节操作指令,控制系统总线,内部计数器,内部定时器,监视扫描时间,统一管理编程接口,同时协调位处理器及输入输出。另一个为位处理器,也称布尔处理器,它是从处理器,它的主要作用是处理位操作指令和在机器操作系统的管理下实现可编程控制器编程语言向机器语言转换。
cpu处理速度是指可编程控制器执行1000条基本指令所花费的时间。
2、存储器
存储器主要存放系统程序,用户程序及工作数据。
可编程控制器所用的存储器基本上由PROM,EPROM,EEPROM及RAM等组成。
3、输入/输出部件
输入/输出部件又称I/O模块。可编程控制器通过I/O接口可以检测被控对象或被控生产过程的各种参数,以这些现场数据作为可编程控制器对控对象进行控制的信息依据。同时可编程控制器又通过I/O接口将处理结果送给被控设备或工业生产过程,以实现控制。
4、编程装置和编程软件
可编程控制器是以顺序执行存储器中的程序来完成其控制功能的。
5、电源部件
1、初级阶段:从台PLC问世到20世纪70年代中期
由于代PLC是为了取代继电器的,因此,主要功能是逻辑运算和计时、计数功能。CPU由中小规模数字集成电路构成。主要产品有:MODICON公司的084,AB公司的PDQ-IL,DEC公司的PDP-14,日立公司的SCY-022等。阶段就采用了梯形图语言作为编程方式,尽管有些枯燥,但却形成了工厂的编程标准。
2、扩展阶段:从20世纪70年代中期到70年代末期
这一阶段PLC产品的控制功能得到很大扩展。扩展的功能包括数据的传送、数据的比较和运算、模拟量的运算等功能。这一阶段的产品有MODICON的184,284,384,西门子公司的SIMATICS3系列,富士电机公司的SC系列产品。
3、通信阶段:20世纪70年代末期到80年代中期
这一阶段产品与计算机通信的发展有关,形成了分布式通信网络。但是,由于各制造商各自为政,通信系统也是各有各的规范。由于在很短的时间内,PLC就已经从汽车行业迅速扩展到其它行业,作为继电器的替代品进入了食品、饮料、金属加工、制造和造纸等多个行业。其次,产品功能也得到很大的发展。同时,可靠性进一步提高。这一阶段的产品有西门子公司的SIMATICS6系列,GOULD公司的M84,884等,富士电机的MICRO和TI公司的TI530等。
4、开放阶段:从20世纪80年代中期开始
由于国际标准化组织提出了开放系统互连的参考模型OSI,使PLC在开放功能上有较大发展。主要表现为通信系统的开放,使各制造厂商的产品可以通信,通信协议开始标准化,使用户得益。此外,PLC开始采用标准化软件系统,增加高级语言编程,并完成了编程语言的标准化工作。这一阶段的产品有西门子公司的S7系列,AB公司的PLC-5,SLC500,德维森的V80和PPC11,加拿大ONLINECONTROL公司与合控电气公司所开发的OPENPLC等。