PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备,一般不需要采取什么措施,就可以直接在工业环境中使用。有如上所述的**性较高,抗干扰能力较强,但当生产环境过于恶劣,电磁干扰特别强烈,或安装使用不当,就可能造成程序错误或运算错误,从而产生误输入并引起误输出,这将会造成设备的失控和误动作,从而不能*PLC的正常运行。要提高PLC控制系统**性,一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力;另一方面,要求设计、安装和使用维护中引起高度重视,多方配合才能完善解决问题,有效地增强系统的抗干扰性能。在使用中应注意以下问题:
(1)温度:PLC要求环境温度在0~55℃,安装时不能放在发热量大的元件下面,四周通风散热的空间应足够大。
(2)湿度:为了*PLC的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。
(3)震动:应使PLC远离强烈的震动源,防止振动频率为10~55Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时,**采取减震措施,如采用减震胶。
(4)空气:避免有腐蚀和易燃的气体,例如化学的酸碱等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境,可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。例如电厂的干排渣、干除灰等,在基建后期增加了封闭小屋。
(5)电源:PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在**性要求很高或电源干扰特别严重的环境中,可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器,以减少设备与地之间的干扰。一般PLC都由直流24V输出提供给输入端,当输入端使用外接直流电源时,应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源,由于纹波的影响,容易使PLC接收到错误信息。
PLC中的常用的CPU和存储器简介
CPU模块相当于人的大脑和心脏,它不断地采集输入信号,执行用户程序,刷新系统的输出;存储器用来储存程序和数据。
1.CPU芯片
CPU模块主要由CPU芯片和存储器组成。PLC使用以下几类CPU芯片:
(1)通用微处理器,如Intel公司的8086,80186到Pentium系列芯片;
(2)单片微处理器(单片机),如Intel公司的MCS51/96系列单片机;
(3)位片式微处理器,如AMD 2900系列位片式微处理器。
2.存储器
PLC的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。系统程序相当于个人计算机的操作系统,它使PLC具有基本的智能,能够完成PLC设计者规定的各种工作。系统程序由PLC生产厂家设计并固化在ROM内,用户不能直接读取。PLC的用户程序由用户设计,它决定了PLC的输入信号与输出信号之间的具体关系。用户程序存储器的容量一般以字(每个字由16位二进制数组成)为单位,三菱的FX系列PLC将用户程序存储器的单位称为步(Step,即字)。小型PLC的用户程序存储器容量在lK字左右,大型PLC的用户程序存储器容量可达数M(兆)字。
PLC常用以下几种存储器:
(1)随机存取存储器:(RAM)
用户可以用编程器读出RAM中的内容,也可以将用户程序写入RAM,RAM又叫读/写存储器。它是易失性的存储器,将它的电源断开后,储存的信息将会丢失。
RAM的工作速度高,价格低,改写方便。为了在关断PLC外部电源后,保存RAM中的用户程序和某些数据(如计数器的计数值),为RAM配备了一个锂电池。现在有的PLC仍用RAM来储存用户程序。
锂电池可用2~5年,需要更换锂电池时,PLC面板上的“电池电压过低”发光二极管亮,有一个内部标志位变为l状态,可以用它的常开触点来接通控制屏面板上的指示灯或声光报警器,通知用户及时更换锂电池。
(2)只读存储器(ROM)
ROM的内容只能读出,不能写入。它是非易失的,它的电源消失后,仍能保存储存的内容。ROM—般用来存放PLC的系统程序。
(3)可电擦除的EPROM(EEPROM或E2PROM)
它是非易失性的,可以用编程器对它编程,兼有ROM的非易失性和RAM的随机存取优点。写入信息所需的时间比RAM长得多,EEPROM用来存放用户程序。有的PLC将EEPROM作为基本配置,有的PLC将EEPROM作为可选件。
1.编程方法简单易学
梯形图是使用得*多的PLC的编程语言,其电路符号和表达方式与继电器电路原理图相似,梯形图语言形象直观,易学易懂,熟悉继电器电路图的电气技术人员只需花几天时间就可以熟悉梯形图语言,并用来编制用户程序。
梯形图语言实际上是一种面向用户的**语言,PLC在执行梯形图程序时,将它“翻译”成汇编语言后再去执行。
2.功能强,性能价格比高
一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件,有很强的功能,可以实现非 常复杂的控制功能。与相同功能的继电器系统相比,具有很高的性能价格比。PLC可以通过通信联网,实现分散控制,集中管理。
3.硬件配套齐全,用户使用方便,适应性强
PLC产品已经标准化、系列化、模块化,配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用,用户能灵活方便地进行系统配置,组成不同功能、不同规模的系统。PLC的安装接线也很方便,一般用接线端子连接外部接线。PLC带负载能力,可以直接驱动一般的电磁阀和中小型交流接触器。
硬件配置确定后,通过修改用户程序,就可以方便*地适应工艺条件的变化。
4.**性高,抗干扰能力强
传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良,容易出现故障。PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器,仅剩下与输入和输出有关的少量硬件元件,接线可减少到继电器控制系统的十分之一到百分之一,因触点接触不良造成的故障大为减少。
PLC使用了一系列硬件和软件抗干扰措施,具有很强的抗干扰能力,平均无故障时间达到数万小时以上,可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场,PLC大用户公认为***的工业控制设备之一。
5.系统的设计、安装、调试工作量少
PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件,使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。
PLC的梯形图程序可以用顺序控制设计法来设计。这种编程方法很有规律,很容易掌握。对于复杂的控制系统,如果掌握了正确的设计方法,设计梯形图的时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。
可以在实验室模拟调试PLC的用户程序,输入信号用小开关来模拟,可通过PLC发光二极管观察输出信号的状态。完成了系统的安装和接线后,在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决,系统的调试时间比继电器系统少得多。
6.维修工作量小,维修方便
PLC的故障率很低,且有完善的自诊断和显示功能。PLC或外部的输入装置和执行机构发生故障时,可以根据PLC上的发光二极管或编程器提供的信息方便地查明故障的原因,用更换模块的方法可以迅速地排除故障。
7.体积小,能耗低
对于复杂的控制系统,使用PLC后,可以减少大量的中间继电器和时间继电器,小型PIC的体积仅相当于几个继电器的大小,可将开关柜的体积缩小到原来的l/2~1/10。
PLC控制系统的配线比继电器控制系统的少得多,故可以省下大量的配线和附件,减少很多安装接线工时,加上开关柜体积的缩小,可以节省大量的费用。