Diseño del sistema de control del PLC
Los pasos generales del diseño del sistema de control PLC se pueden dividir en los siguientes pasos: familiarizarse con el objeto de control y calcular el equipo de entrada/salida, selección de PLC y configuración de hardware, diseño de diagrama esquemático eléctrico, consola de diseño (gabinete), programa de control de compilación, programar la depuración y preparar la documentación técnica.
1. Aclarar los requisitos de control y comprender el proceso de producción del objeto controlado
La familiaridad con el diagrama de disposición del proceso de diseño de objetos de control es la base del diseño del sistema.Primero, debe comprender el proceso del objeto controlado y sus requisitos para el sistema de control en detalle, y la relación entre varios sistemas mecánicos, hidráulicos, neumáticos, de instrumentación y eléctricos.El modo de trabajo del sistema (como automático, semiautomático, manual, etc.), la relación entre el PLC y otros dispositivos inteligentes en el sistema, el tipo de interfaz hombre-máquina, la forma de red de comunicación, el tipo y alcance de la alarma, corte de energía y tratamiento de emergencia, etc. Espere.
En esta etapa, los dispositivos de entrada del usuario (botones, interruptores de operación, interruptores de límite, sensores, etc.), dispositivos de salida (relés, contactores, indicadores de señal, etc.) y objetos de control accionados por dispositivos de salida (motores, electroválvulas, etc.) ).
Al mismo tiempo, también debe determinar qué señales deben ingresarse al PLC, qué cargas son impulsadas por el PLC, y clasificar y contar la naturaleza y cantidad de cada entrada y salida, ya sea digital o analógica, CC o CA y voltaje.Los grados de tamaño proporcionan una base para la selección de PLC y la configuración del hardware.
Finalmente, clasifique los objetos de control y las funciones de control, que se pueden dividir según el uso de la señal o el área de control, determine la ubicación física del equipo de detección y el equipo de control, y analice la forma, función, escala y relación entre cada señal de detección. y relación de la señal de control.Una vez que se determina el punto de la señal, se diseña el diseño del proceso o el diagrama de la señal.
2. Diseño de hardware del sistema de control PLC
Con la promoción y popularización de PLC, los tipos y cantidades de productos de PLC están aumentando.En los últimos años, ha habido docenas de series y cientos de modelos de productos PLC importados del extranjero, fabricantes nacionales o productos de desarrollo propio.Hay muchas variedades de PLCs, con diferentes estructuras, prestaciones, capacidades, sistemas de mando, métodos de programación, precios, etc., y distintas ocasiones de uso.Por lo tanto, la selección razonable de PLC juega un papel importante en la mejora de los indicadores técnicos y económicos del sistema de control PLC.
1. Selección del modelo de PLC
La elección del modelo de PLC debe tener como premisa cumplir con los requisitos de control, garantizando confiabilidad, fácil mantenimiento y uso, y la mejor relación rendimiento-precio.En concreto, se deben considerar los siguientes aspectos:
(1) El desempeño es compatible con la tarea.Para equipos pequeños de una sola unidad que solo necesitan control digital, los pequeños PLC generales (como la serie S7-200 de Siemens, la serie CPM1/CPM2 de OMRON, la serie FX de Mitsubishi, etc.) pueden cumplir con los requisitos.
Para el sistema de aplicación basado principalmente en control de cantidad digital y con una pequeña cantidad de control de cantidad analógica, como el control de cantidades continuas como temperatura, presión y flujo que se encuentran a menudo en la producción industrial, un módulo de entrada de cantidad analógica con A/D Conversión y El módulo de salida analógica de conversión D/A está conectado con el sensor correspondiente, el transmisor (el módulo de temperatura ingresado directamente por el sensor de temperatura se puede seleccionar para el sistema de control de temperatura) y el dispositivo de conducción, y un pequeño PLC con fuerte Se seleccionan las funciones de operación y procesamiento de datos.(Serie S7-200 o S7-300 de Siemens, serie CQM1/CQM1H de OMRON, etc.).
Para proyectos de ingeniería con un control más complejo y mayores requisitos de funciones de control, como cálculo PID, control de bucle cerrado, redes de comunicación y otras funciones, se puede seleccionar la máquina de gama media o alta (como Siemens S7-300) dependiendo en la escala de control y la complejidad.O serie S7-400, serie C200H @ o serie CV/CVM1 de la empresa OMRON, serie Control Logix de la empresa AB, etc.).
(2) La estructura es razonable, la instalación debe ser conveniente y el modelo debe estar unificado.Según la estructura física, el PLC se divide en tipo integral y tipo modular.El precio promedio de cada punto de E/S del tipo integral es más económico que el del tipo modular, por lo que la gente generalmente tiende a usar el PLC integral en sistemas de control pequeños.Sin embargo, la expansión de funciones del PLC modular es conveniente y flexible.La cantidad de puntos de E/S, la proporción de puntos de entrada a puntos de salida, el tipo y la cantidad de módulos de E/S y el uso de módulos de E/S especiales son todas más opciones que el PLC general.El tipo PLC es mucho más grande y también es muy conveniente reemplazar el módulo y evaluar el rango de falla durante el mantenimiento.Por lo tanto, para sistemas más complejos y exigentes, generalmente se debe seleccionar un PLC modular.
De acuerdo con la distancia y el rango de distribución entre el equipo de E/S y el PLC, determine si el método de instalación del PLC es centralizado, de E/S remotas o distribuido con múltiples PLC.
Para una empresa, el diseño del sistema de control debe tratar de lograr un modelo unificado.Debido a que el PLC es del mismo modelo, sus módulos se pueden usar como respaldo entre sí, lo cual es conveniente para la adquisición y gestión de repuestos;sus funciones y métodos de programación están unificados, lo que favorece la integración de las fuerzas técnicas.Formación, mejora del nivel técnico y desarrollo de funciones;su equipo externo es común y los recursos pueden ser compartidos.Otra ventaja del mismo tipo de PLC es que es más conveniente compilar programas de comunicación cuando se usa una computadora host para administrar y controlar el PLC.De esta manera, es fácil conectar varios PLC independientes en un sistema distribuido de varios niveles, comunicarse entre sí y centralizar la administración, aprovechando al máximo las ventajas de la comunicación en red.
(3) Si cumplir con los requisitos de tiempo de respuesta Dado que el PLC moderno tiene una velocidad lo suficientemente alta como para procesar una gran cantidad de datos de E/S y resolver la lógica de escalera, para la mayoría de las aplicaciones, el tiempo de respuesta del PLC no es el problema principal.Sin embargo, para algunas ocasiones individuales, se requiere considerar el tiempo de respuesta del PLC.Para reducir el tiempo de retardo de respuesta de E/S del PLC, puede elegir un PLC con una alta velocidad de escaneo, usar E/S de alta velocidad para procesar tales instrucciones funcionales o elegir un módulo de respuesta rápida y un módulo de entrada de interrupción. .
(4) Requisitos para las funciones de comunicación en red En los últimos años, con el rápido desarrollo de la automatización de la fábrica, la empresa es tan pequeña como la comunicación en serie RS-485 de un instrumento de control de temperatura, tan grande como la comunicación de la capa de gestión Ethernet de un sistema de fabricación, debe decirse que los productos de control eléctrico general tienen funciones de comunicación.El PLC es el principal dispositivo de control de la automatización de fábrica y la mayoría de los productos tienen capacidades de comunicación en red.Al elegir, debe elegir el método de comunicación de acuerdo con sus necesidades.
(5) Otros requisitos especiales Teniendo en cuenta los requisitos especiales del objeto controlado para control de circuito cerrado analógico, conteo de alta velocidad, control de movimiento e interfaz hombre-máquina (HMI), se puede seleccionar PLC con módulos de E/S especiales correspondientes.Para sistemas con requisitos de confiabilidad extremadamente altos, se debe considerar si usar un sistema de control redundante o un sistema de respaldo activo.
2. Estimación de la capacidad del PLC
La capacidad del PLC se refiere al significado de dos aspectos, el número de puntos de E/S y la capacidad de almacenamiento de la memoria del usuario.Al elegir un modelo de PLC, no se debe buscar ciegamente indicadores de rendimiento excesivamente altos, pero en términos de puntos de E/S y capacidad de memoria, además de cumplir con los requisitos del sistema de control, debe haber un margen para respaldo o expansión del sistema.
(1) Determinación de los puntos de E/S
La determinación del número de puntos de E/S del PLC se basa en el número real de puntos de entrada y salida del sistema.Al determinar el número de puntos de E/S, debe dejarse un margen adecuado.Por lo general, el número de puntos de E/S se puede considerar como un margen de acuerdo con el 10~15 % de las necesidades reales;cuando hay muchos módulos de E/S, generalmente se reserva un módulo de repuesto de acuerdo con la proporción anterior.
(2) Determinación de la capacidad de la memoria
La cantidad de capacidad de almacenamiento que ocupa el programa de usuario está relacionada con muchos factores, como los puntos de E/S, los requisitos de control, la capacidad de procesamiento de cálculos, la estructura del programa, etc. Por lo tanto, solo se puede estimar aproximadamente antes de la programación.
3. Selección de módulos de E/S
En el sistema de control PLC, para realizar el control del proceso de producción, se deben enviar varios parámetros de medición del objeto al PLC de acuerdo con el método requerido.Después del cálculo y procesamiento por parte del PLC, el resultado se emite en forma de cantidad digital.En este momento, la salida debe transformarse en una cantidad adecuada para controlar el proceso de producción.Por lo tanto, entre el PLC y el proceso de producción, es necesario establecer dispositivos de transmisión y conversión de información.Este dispositivo es el módulo de entrada/salida (E/S).Diferentes formas de señal requieren diferentes tipos de módulos de E/S.Para PLC, la forma de la señal se puede dividir en cuatro categorías.
(1) Mucha información de estado de los equipos de producción de señales de entrada digital o sistemas de control, como interruptores, botones, contactos de relé, etc., tienen solo dos estados: encendido o apagado, y es necesario realizar la recogida de dichas señales. a través de módulos de entrada digital para cumplir.El módulo de entrada más común es una entrada de 24 V CC, así como CC 5 V, 12 V, 48 V, CA 115 V/220 V, etc. De acuerdo con la diferencia de los potenciales positivo y negativo conectados al terminal común, se puede dividir en tipo fregadero y tipo de fuente.Algunos PLC pueden ser cableados de tipo fuente o tipo receptor, como S7-200.Cuando el terminal común está conectado a un potencial negativo, es una conexión de fuente;cuando está conectado a un potencial positivo, es una conexión de sumidero.Algunos PLC solo se pueden conectar a uno de ellos.
(2) La señal de salida digital también tiene muchos objetos de control, como el encendido y apagado de la luz indicadora, el arranque y parada del motor, el encendido y apagado del tiristor, la apertura y cierre de la válvula, etc. , y su control solo necesita ser controlado por lógica binaria.'1' y '0' para lograr.Esta señal es impulsada por un módulo de salida digital.El módulo de salida digital se divide en tipo de salida de relé, tipo de salida de transistor, tipo de salida de tiristor, etc. según diferentes métodos de salida.Además, el valor del voltaje de salida y el valor de la corriente de salida también son diferentes.
(3) Señal de entrada analógica Muchos parámetros en el proceso de producción, como temperatura, presión, nivel de líquido y caudal, pueden convertirse en señales analógicas correspondientes a través de diferentes dispositivos de detección y luego convertirse en señales digitales y entrada a PLC.Para llevar a cabo esta tarea es el módulo de entrada analógica.
(4) Señales de salida analógicas Muchos actuadores de equipos o procesos de producción a menudo requieren ser controlados por señales analógicas, mientras que las señales de control emitidas por PLC son cantidades digitales, lo que requiere módulos correspondientes para convertirlas en cantidades analógicas.Este módulo es un módulo de salida analógica.
Los módulos analógicos típicos varían de -10 V a +10 V, 0 a +10 V, 4 a 20 mA, etc., que se pueden seleccionar de acuerdo con las necesidades reales, y también se deben considerar factores como la resolución y la precisión de conversión.Algunos fabricantes de PLC también proporcionan módulos de entrada analógica especiales, que se pueden usar para recibir directamente señales de bajo nivel (como RTD de resistencia térmica, termopar, etc.)
Además, algunos sensores, como los codificadores rotatorios, emiten una serie de pulsos y la frecuencia de salida es relativamente alta (superior a 20 kHz).Aunque estas señales de pulso también se pueden contar como cantidades digitales, los módulos de entrada digital ordinarios no pueden detectarlas correctamente.Seleccione un módulo de conteo de alta velocidad.
Los diferentes módulos de E/S tienen diferentes circuitos y rendimientos, que afectan directamente el rango de aplicación y el precio del PLC, y deben seleccionarse razonablemente de acuerdo con la situación real.
4. Asignar puntos de entrada/salida
Después de seleccionar el modelo de PLC y los módulos de entrada/salida (E/S), primero diseñe el diagrama de configuración general del sistema de PLC.Luego, de acuerdo con el diagrama de diseño del proceso, consulte las instrucciones o manuales específicos relacionados con el PLC para conectar la señal de entrada con el punto de entrada y el control de salida Dibuje el diagrama de cableado de E/S correspondiente a la señal y el punto de salida uno por uno, que es, el diagrama esquemático eléctrico de entrada/salida del PLC.
Después de seleccionar el modelo de PLC, el número de puntos de entrada/salida es un factor importante que determina el precio del sistema de control y la racionalidad del diseño.Por lo tanto, en el caso de completar la misma función de control, el número de puntos de entrada/salida puede simplificarse mediante un diseño razonable.
5. Diseño del circuito de seguridad
El circuito de seguridad es un circuito que protege la carga o el objeto de control y previene errores de operación o fallas de control para el control de la cadena.Mientras controla directamente la carga, el circuito de protección de seguridad devuelve una señal de entrada al PLC, para que el PLC pueda realizar el procesamiento de protección.El ciclo de seguridad generalmente considera los siguientes aspectos.
(1) Protección contra cortocircuitos Se debe instalar un fusible en el circuito de salida externo del PLC para protección contra cortocircuitos.Lo mejor es instalar fusibles en el circuito de cada carga.
(2) Interbloqueo y medidas de interbloqueo Además de garantizar la relación de interbloqueo del circuito en el programa, también se deben tomar medidas de interbloqueo de hardware en el cableado externo del PLC para garantizar la operación segura y confiable del sistema.
(3) Protección contra pérdida de voltaje y medidas de paro de emergencia La línea de suministro de energía de la carga externa del PLC debe tener una medida de protección contra pérdida de voltaje.Cuando se restablece la fuente de alimentación después de un corte de energía temporal, la carga externa del PLC no puede iniciarse por sí misma sin presionar el botón 'Inicio'.Otra función de este método de cableado es que cuando se requiere una parada de emergencia en circunstancias especiales, la energía de la carga se puede cortar presionando el botón 'parada de emergencia', y la señal de 'parada de emergencia' se envía al PLC. .
(4) Protección límite En algunos casos, como los polipastos, que pueden causar peligro si superan el límite, establezca la protección límite.Cuando opera la protección de límite, la fuente de alimentación de carga se corta directamente y la señal se envía al PLC al mismo tiempo.
3. Diseño de software del sistema de control PLC
El diseño de software es el núcleo del diseño del sistema de control PLC.Para diseñar bien el software de aplicación de PLC, debemos comprender completamente el proceso de producción, las características técnicas y los requisitos de control del objeto controlado.Las diversas funciones de control del sistema se completan a través del software de aplicación del PLC.
1. Contenido del diseño del software de aplicación de PLC
El diseño de software de aplicación de PLC se refiere al proceso de compilación de programas de control de usuario y formación de archivos correspondientes de acuerdo con la estructura de hardware y los requisitos de proceso del sistema de control, utilizando el lenguaje de programación correspondiente.Los principales contenidos incluyen: determinar la estructura del programa;definición de entrada/salida, señales intermedias Tablas de parámetros como temporizadores, contadores y áreas de datos;programación;escritura de instrucciones del programa.El diseño de software de aplicación de PLC también incluye la configuración de dispositivos de interfaz hombre-máquina (HMI), como pantallas de texto o pantallas táctiles y otros módulos de funciones especiales.
2. Familiarizado con el objeto controlado para formular el plan de operación del equipo
Sobre la base del diseño del hardware del sistema, de acuerdo con los requisitos del proceso de producción, analice la relación lógica entre cada entrada/salida y varias operaciones, y determine la cantidad de detección y el método de control.Y diseñar el contenido de operación y la secuencia de operación de cada equipo en el sistema.Para sistemas más complejos, el sistema puede dividirse y controlarse según la ubicación física o la función de control.Los sistemas más complejos generalmente necesitan dibujar un diagrama de flujo de control del sistema para indicar claramente la secuencia y las condiciones de las acciones, y los sistemas simples generalmente no.
3. Familiarizado con el lenguaje de programación y el software de programación.
La familiaridad con el lenguaje de programación y el software de programación es el requisito previo para la programación.La tarea principal de este paso es tener una comprensión detallada del software de programación y su sistema operativo utilizado de acuerdo con los manuales pertinentes, elegir una o varias formas de lenguaje de programación adecuadas y estar familiarizado con su sistema de instrucciones y clasificación de parámetros, especialmente prestar atención a los que pueden ser utilizados en la programación.Los comandos y funciones a utilizar.
La mejor manera de familiarizarse con el lenguaje de programación es operar en la computadora, compilar algunos programas de prueba y realizar ejecuciones de prueba en la plataforma de simulación, para comprender las funciones y usos de las instrucciones en detalle, sentar una buena base para posterior diseño del programa, y evitar desvíos.
4. Definir la tabla de parámetros
La definición de la tabla de parámetros incluye la definición de entrada/salida, indicador intermedio, temporizador, contador y área de datos.El formato de definición y el contenido de la tabla de parámetros son diferentes según el sistema y la preferencia personal, pero el contenido contenido es básicamente el mismo.El principio general de diseño es la facilidad de uso y la mayor cantidad de detalles posible.
La tabla de señales de entrada/salida debe definirse primero antes de que comience la programación.La base principal es el diagrama esquemático eléctrico de entrada/salida del PLC.El número de punto de entrada y el número de punto de salida de cada PLC tienen sus propias normas claras.Después de determinar el modelo y la configuración del PLC, la señal de entrada/salida del PLC debe asignarse al número de entrada/salida (dirección) y compilarse en una tabla.
En general, la tabla de señales de entrada/salida debe marcar claramente la posición de la plantilla, el número de dirección de entrada/salida, el nombre de la señal y el tipo de señal, etc. En particular, el contenido de la anotación de la tabla de definición de entrada/salida debe ser lo más detallado posible.Las direcciones deben organizarse en orden de menor a mayor en la medida de lo posible, y no se pierdan los puntos indefinidos o sobrantes, para que sea fácil de encontrar y usar al programar, depurar y modificar el programa.
Sin embargo, las banderas intermedias, los temporizadores, los contadores y las áreas de datos pueden no estar bien definidos antes de la programación.Generalmente, se definen como se usan durante el proceso de programación y se unifican con la tabla de señales de entrada/salida en medio del proceso de programación o después de que se completa la programación.
5. Programación
Si hay compatibilidad con el sistema operativo, intente utilizar la forma avanzada de lenguaje de programación, como el lenguaje de diagrama de escalera.Durante el proceso de escritura, de acuerdo con las necesidades reales, defina la tabla de señales de bandera intermedia y la tabla de unidades de almacenamiento una por una, y preste atención para reservar suficientes áreas públicas de almacenamiento temporal para ahorrar uso de memoria.
Dado que muchos PLC pequeños usan programadores simples, solo se pueden ingresar códigos de instrucción.Después de diseñar el diagrama de escalera, también es necesario compilar el programa de código del diagrama de escalera de acuerdo con la declaración de instrucciones y enumerar la lista de programas.Después de familiarizarse con el sistema de comando del PLC seleccionado, es fácil escribir un programa de lista de declaraciones de acuerdo con el diagrama de escalera.
En el proceso de escritura del programa, es necesario comentar el programa compilado a tiempo para no olvidar la relación entre ellos.El comentario debe incluir la descripción de la función del segmento del programa, relación lógica, idea de diseño, fuente y destino de la señal, etc., para facilitar la lectura y depuración del programa.
6. Prueba del programa
La prueba del programa es una parte importante de todo el trabajo de diseño del programa, puede verificar preliminarmente el efecto de ejecución real del programa.La prueba y la escritura del programa son inseparables, y muchas funciones del programa se modifican y perfeccionan en la prueba.
Al probar, comience con cada unidad funcional, configure la señal de entrada, observe el efecto del cambio de la señal de entrada en el sistema y use instrumentos y medidores si es necesario.Después de completar la prueba de cada unidad funcional, conecte todos los programas y pruebe la interfaz de cada parte.hasta que esté satisfecho.
Las pruebas de procedimiento se pueden realizar en un laboratorio o in situ.Si la prueba del programa se realiza en el sitio, es necesario aislar el PLC de la señal del sitio para evitar accidentes.
7. Compilación del manual del programa
El manual del programa es un documento de descripción integral de todo el contenido del programa y un resumen de todo el trabajo de diseño del programa.El objetivo principal de la escritura es permitir que los usuarios del programa comprendan la estructura básica del programa y cómo tratar ciertos problemas, así como el método de lectura del programa y los asuntos a los que se debe prestar atención durante el uso.
La especificación del programa generalmente incluye la base del diseño del programa, la estructura básica del programa, el análisis de cada unidad funcional, las fórmulas y principios utilizados, la fuente y el proceso de operación de cada parámetro, la situación de prueba del programa, etc.
Cada paso del proceso anterior es un eslabón indispensable en el diseño del programa de aplicación.Para diseñar un buen programa de aplicación, cada enlace debe estar bien hecho.Sin embargo, el núcleo de la programación de aplicaciones es la escritura del programa, y otros pasos están a su servicio.
8. Métodos de programación comúnmente utilizados
Los métodos de programación de PLC incluyen principalmente el método de diseño de experiencia y el método de diseño lógico.El diseño lógico se basa en el álgebra lógica, escribiendo las expresiones lógicas de la entrada y la salida, y luego convirtiéndolo en un diagrama de escalera.Debido a que el proceso de diseño lógico general es más complicado y el ciclo es más largo, la mayoría de ellos adoptan el método de diseño empírico.Si el sistema de control es más complicado, puede utilizar el diagrama de flujo.El llamado diseño empírico se basa en algunas aplicaciones típicas, de acuerdo con los requisitos específicos del objeto controlado para el sistema de control, seleccione algunos enlaces básicos, combine, modifique y mejore adecuadamente, para que se convierta en un programa que cumpla con el control. requisitosEl método de diseño empírico general no tiene nada en común. Las reglas se pueden seguir, y solo acumulando y enriqueciéndose continuamente en una gran cantidad de diseños de programas, y formando gradualmente su propio estilo de diseño.La calidad del diseño de un programa y el tiempo que lleva a menudo tienen mucho que ver con la experiencia del programador.
Muchos de los llamados enlaces básicos de uso común se derivan de la conversión del circuito de control del contactor del relé.Es muy similar al diagrama de circuito del contactor de relé, y las funciones de entrada, salida y control de la señal también son aproximadamente las mismas.Para los ingenieros y técnicos que están familiarizados con los principios de diseño de los sistemas de control de contactores de relés, sin duda es muy conveniente y rápido dominar el diseño del lenguaje de diagrama de escalera.
4. Diseño antiinterferente del sistema de control PLC
Aunque el PLC está especialmente diseñado para el entorno de producción industrial y tiene una gran capacidad antiinterferencias, si el entorno es demasiado duro, la interferencia electromagnética es particularmente fuerte o el PLC se instala y utiliza incorrectamente, aún puede afectar la seguridad y la fiabilidad del PLC. sistema de control.Trae peligros ocultos.Por lo tanto, en el diseño del sistema de control PLC, también es necesario prestar atención al diseño antiinterferencias del sistema.
1. Medidas contra interferencias eléctricas
La práctica ha demostrado que hay muchas situaciones en las que el sistema de control del PLC falla debido a la interferencia introducida por la fuente de alimentación.La fuente de alimentación normal del sistema PLC es alimentada por la red.Debido a la amplia cobertura de la red eléctrica, estará sujeta a interferencias electromagnéticas en todos los espacios e inducirá tensión y corriente en la línea.Especialmente los cambios dentro de la red eléctrica, las sobretensiones de la operación de conmutación, el arranque y la parada de equipos de gran potencia, los armónicos causados por las transmisiones de CA y CC y los cortocircuitos de la red eléctrica, el impacto transitorio, etc., se transmiten a la fuente de alimentación a través de la línea de transmisión.Tome las siguientes medidas para reducir las fallas del sistema de control del PLC causadas por la interferencia de la fuente de alimentación.
(1) Utilice una fuente de alimentación con un rendimiento excelente para suprimir la interferencia introducida por la red eléctrica.En el sistema de control PLC, la fuente de alimentación ocupa una posición muy importante.La interferencia de la red eléctrica en el sistema de control del PLC se produce principalmente a través de la fuente de alimentación del sistema PLC (como la fuente de alimentación de la CPU, la fuente de alimentación de E/S, etc.), la fuente de alimentación del transmisor y la fuente de alimentación del instrumento con conexión eléctrica directa con el sistema PLC.Ahora, para la fuente de alimentación del sistema PLC, generalmente se usa la fuente de alimentación con un mejor rendimiento de aislamiento, pero para la fuente de alimentación del transmisor y la fuente de alimentación del instrumento con conexión eléctrica directa al sistema PLC, no ha recibido suficiente atención, aunque se ha adoptado un cierto grado de aislamiento.Medidas, pero generalmente no lo suficiente, principalmente porque los parámetros de distribución del transformador de aislamiento utilizado son grandes, la capacidad de suprimir la interferencia es pobre y la interferencia de modo común y la interferencia de modo diferencial están conectadas en serie a través del acoplamiento de potencia.Por lo tanto, para la fuente de alimentación de transmisores e instrumentos de señal compartida, se deben seleccionar distribuidores con pequeña capacitancia distribuida y grandes bandas de supresión (como tecnologías de aislamiento y blindaje múltiple e inductancia de fuga) para reducir la interferencia del sistema PLC.Además, para garantizar la alimentación ininterrumpida de la red, se puede utilizar un sistema de alimentación ininterrumpida (UPS) para mejorar la seguridad y la fiabilidad del suministro de energía.Y UPS también tiene un fuerte rendimiento de aislamiento de interferencias, que es una fuente de alimentación ideal para el sistema de control PLC.
(2).Medidas de filtrado de hardware En las ocasiones con fuertes interferencias o requisitos de alta confiabilidad, se debe usar un transformador de aislamiento con capa de blindaje para suministrar energía al sistema PLC.También se puede conectar un filtro en serie en el lado primario del transformador de aislamiento, como se muestra en la figura.
(3) Seleccione correctamente el punto de conexión a tierra y mejore el sistema de conexión a tierra
2. Diseño de puesta a tierra del sistema de control.
Una buena conexión a tierra es una condición importante para garantizar el funcionamiento confiable del PLC, lo que puede evitar riesgos de descargas eléctricas accidentales.Por lo general, la conexión a tierra tiene dos propósitos, uno es por seguridad y el otro es para suprimir la interferencia.Un sistema de puesta a tierra perfecto es una de las medidas importantes para que el sistema de control PLC resista las interferencias electromagnéticas.Los métodos de puesta a tierra del sistema de puesta a tierra generalmente se pueden dividir en tres métodos: puesta a tierra de un solo punto en serie, puesta a tierra de un solo punto en paralelo, puesta a tierra de un solo punto de múltiples ramas, que es el tercer método de puesta a tierra A.PLC adopta el tercer método de conexión a tierra, es decir, conexión a tierra separada.
El cable de tierra del sistema de control del PLC incluye tierra del sistema, tierra de blindaje, tierra de CA y tierra de protección.La perturbación del sistema de puesta a tierra al sistema PLC se debe principalmente a la distribución desigual del potencial de cada punto de puesta a tierra.Existe una diferencia de potencial de tierra entre los diferentes puntos de puesta a tierra, lo que provoca una corriente de bucle de tierra y afecta el funcionamiento normal del sistema.Por ejemplo, la capa de blindaje del cable debe conectarse a tierra en un punto.Si la capa de blindaje del cable Si ambos extremos están conectados a tierra, hay una diferencia de potencial de tierra y la corriente fluye a través de la capa de blindaje.Cuando ocurren condiciones anormales, como rayos, la corriente de puesta a tierra será mayor.Además, la capa de blindaje, el cable de puesta a tierra y la tierra pueden formar un bucle cerrado.Bajo la acción del campo magnético cambiante, aparecerá una corriente inducida en la capa de blindaje, que interferirá con el circuito de señal a través del acoplamiento entre la capa de blindaje y el cable central.Si el sistema se confunde con otra conexión a tierra, la circulación de tierra resultante puede producir una distribución de potencial desigual en la tierra, lo que afectará el funcionamiento normal del circuito lógico y el circuito analógico en el PLC.La tolerancia de interferencia de voltaje lógico del PLC es baja, y la lógica La interferencia de distribución del potencial de tierra puede afectar fácilmente la operación lógica y el almacenamiento de datos del PLC, lo que resulta en confusión de datos, descontrol del programa o bloqueo.La distribución del potencial de tierra simulado conducirá a una disminución en la precisión de la medición, lo que provocará una distorsión grave y un mal funcionamiento de la medición y el control de la señal.
3. Medidas para evitar interferencias de E/S
La interferencia introducida por la señal hará que la señal de E/S funcione de manera anormal y la precisión de la medición se reducirá considerablemente.En casos severos, causará daños a los componentes.Para los sistemas con un rendimiento de aislamiento deficiente, también causará interferencia mutua entre las señales, causará un reflujo del bus del sistema de tierra común y provocará cambios en los datos lógicos, mal funcionamiento o fallas.Se pueden tomar las siguientes medidas para reducir el impacto de la interferencia de E/S en el sistema PLC.
(1) Seleccionar módulos de E/S desde la perspectiva de la antiinterferencia
(2) Atención durante la instalación y el cableado:
①Las líneas de alimentación, las líneas de control, las líneas de alimentación del PLC y las líneas de E/S deben cablearse por separado, y el transformador de aislamiento debe conectarse con el PLC y la E/S con pares trenzados.Separe la línea de E/S y la línea de alta potencia del PLC.Si deben estar en la misma ranura de línea, se puede agregar una partición.Lo mejor es enrutar las líneas en ranuras separadas.Mantenga las distracciones al mínimo.
②PLC debe estar lejos de fuentes de interferencia fuertes, como máquinas de soldadura eléctrica, rectificadores de silicio de alta potencia y equipos de gran potencia, y no se puede instalar en el mismo gabinete de interruptores que los aparatos eléctricos de alto voltaje.El PLC en el gabinete debe estar lejos de la línea eléctrica (la distancia entre los dos debe ser mayor a 200 mm).Las cargas inductivas instaladas en el mismo gabinete que el PLC, como relés de alta potencia y bobinas de contactores, deben conectarse en paralelo con circuitos RC.
③La entrada y la salida del PLC deben enrutarse por separado, y el valor de conmutación y el valor analógico también deben establecerse por separado.La transmisión de la señal analógica debe usar un cable blindado, la capa de protección debe estar conectada a tierra en un extremo y la resistencia de conexión a tierra debe ser inferior a 1/10 de la resistencia de la capa de protección.
④ No use el mismo cable para la línea de salida de CA y la línea de salida de CC, y la línea de salida debe estar lo más lejos posible de la línea de alto voltaje y la línea de alimentación para evitar el paralelo.
(3) Considere el cableado del terminal de E/S:
Generalmente, el cableado de entrada no debe ser demasiado largo, pero si la interferencia ambiental es pequeña y la caída de voltaje es pequeña, el cableado de entrada puede ser más largo.Las líneas de entrada/salida deben estar separadas.Conéctese al terminal de entrada en forma de un contacto normalmente abierto tanto como sea posible, de modo que el diagrama de escalera compilado sea consistente con el diagrama esquemático del relé, que es fácil de leer.Excepto para parada de emergencia, protección de límite, etc.
El cableado del terminal de salida se divide en salida independiente y salida común.En diferentes grupos, se pueden usar voltajes de salida de diferentes tipos y niveles de voltaje.Pero la salida en el mismo grupo solo puede usar la fuente de alimentación del mismo tipo y el mismo nivel de voltaje.Dado que los componentes de salida del PLC están empaquetados en la placa de circuito impreso y conectados a la placa de terminales, si la carga conectada a los componentes de salida se cortocircuita, la placa de circuito impreso se quemará.Cuando se utiliza la salida de relé, el tamaño de la carga inductiva que soporta afectará la vida útil del relé.Por lo tanto, cuando se utiliza una carga inductiva, debe seleccionarse razonablemente o debe agregarse un relé de aislamiento.
(4) Elija el punto de conexión a tierra correctamente y mejore el sistema de conexión a tierra
(5) Supresión de la interferencia del convertidor de frecuencia
5. Depuración del sistema de control PLC
La depuración del sistema es un paso necesario antes de que el sistema se ponga oficialmente en uso.A diferencia del sistema de control de relés, el sistema de control PLC tiene depuración de hardware y depuración de software.En comparación con el sistema de control de relés, la depuración de hardware del sistema de control PLC es relativamente simple, principalmente la compilación y depuración del programa PLC.En general, se puede llevar a cabo de acuerdo con los siguientes pasos: compilación del programa de aplicación y depuración fuera de línea, inspección del hardware del sistema de control, depuración en línea del programa de aplicación, depuración en el sitio, resumen de materiales relevantes y el sistema se pone oficialmente en uso.
