小型plc控制柜(plc控制柜)

海潮机械 2023-01-17 15:15 编辑:admin 100阅读

1. plc控制柜

控制主机柜没有标准,是非标产品,主要要考虑的是PLC及柜内其它元件自身文件的要求,比如一般来讲,PLC的安装手册中会有对PLC框架上下、左右最低空间距离都会做要求;还有其它功率较大的元件,比如DC24V电源,也会有要求的,总而言之,需要考虑散热对元器件工作环境的影响,大功率的尽可能布置在上部,风扇开口这个主要考虑美观和方便,不要影响内部布线和接线。

2. plc控制柜型号

PLC选型一般要考虑以下参数:

一、输入输出(I/O)点数的估算

I/O点数估算时应考虑适当的余量,通常根据统计的输入输出点数,再增加10%~20%的可扩展

余量后,作为输入输出点数估算数据。实际订货时,还需根据制造厂商PLC的产品特点,对输入输出点数进行圆整。

二、存储器容量的估算

存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小,程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小,因此程序容量小于存储器容量。设计阶段,由于用户应用程序还未编制,因此,程序容量在设计阶段是未知的,需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算,通常采用存储器容量的估算来替代。

存储器内存容量的估算没有固定的公式,许多文献资料中给出了不同公式,大体上都是按数字量I/O点数的10~15倍,加上模拟I/O点数的100倍,以此数为内存的总字数(16位为一个字),另外再按此数的25%考虑余量。

三、控制功能的选择

该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。

(一)运算功能

简单PLC的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能;普通PLC的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能;较复杂运算功能有代数运算、数据传送等;大型PLC中还有模拟量的PID运算和其他高级运算功能。随着开放系统的出现,目前在PLC中都已具有通信功能,有些产品具有与下位机的通信,有些产品具有与同位机或上位机的通信,有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通信的功能。设计选型时应从实际应用的要求出发,合理选用所需的运算功能。大多数应用场合,只需要逻辑运算和计时计数功能,有些应用需要数据传送和比较,当用于模拟量检测和控制时,才使用代数运算,数值转换和PID运算等。要显示数据时需要译码和编码等运算。

(二)控制功能

控制功能包括PID控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等,应根据控制要求确定。PLC主要用于顺序逻辑控制,因此,大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制,有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需的控制功能,提高PLC的处理速度和节省存储器容量。例如采用PID控制单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、ASC码转换单元等。

(三)通信功能

大中型PLC系统应支持多种现场总线和标准通信协议(如TCP/IP),需要时应能与工厂管理网(TCP/IP)相连接。通信协议应符合ISO/IEEE通信标准,应是开放的通信网络。

PLC系统的通信接口应包括串行和并行通信接口(RS2232C/422A/423/485)、RIO通信口、工业以太网、常用DCS接口等;大中型PLC通信总线(含接口设备和电缆)应1:1冗余配置,通信总线应符合国际标准,通信距离应满足装置实际要求。

PLC系统的通信网络中,上级的网络通信速率应大于1Mbps,通信负荷不大于60%。PLC系统的通信网络主要形式有下列几种形式:1)PC为主站,多台同型号PLC为从站,组成简易PLC网络;2)1台PLC为主站,其他同型号PLC为从站,构成主从式PLC网络;3)PLC网络通过特定网络接口连接到大型DCS中作为DCS的子网;4)专用PLC网络(各厂商的专用PLC通信网络)。

为减轻CPU通信任务,根据网络组成的实际需要,应选择具有不同通信功能的(如点对点、现场总线、工业以太网)通信处理器。

(四)编程功能

离线编程方式:PLC和编程器公用一个CPU,编程器在编程模式时,CPU只为编程器提供服务,不对现场设备进行控制。完成编程后,编程器切换到运行模式,CPU对现场设备进行控制,不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本,但使用和调试不方便。在线编程方式:CPU和编程器有各自的CPU,主机CPU负责现场控制,并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换,编程器把在线编制的程序或数据发送到主机,下一扫描周期,主机就根据新收到的程序运行。这种方式成本较高,但系统调试和操作方便,在大中型PLC中常采用。

五种标准化编程语言:顺序功能图(SFC)、梯形图(LD)、功能模块图(FBD)三种图形化语言和语句表(IL)、结构文本(ST)两种文本语言。选用的编程语言应遵守其标准(IEC6113123),同时,还应支持多种语言编程形式,如C,Basic等,以满足特殊控制场合的控制要求。

(五)诊断功能

PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置,软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对PLC内部的性能和功能进行诊断是内诊断,通过软件对PLC的CPU与外部输入输出等部件信息交换功能进行诊断是外诊断。

PLC的诊断功能的强弱,直接影响对操作和维护人员技术能力的要求,并影响平均维修时间。

(六)处理速度

PLC采用扫描方式工作。从实时性要求来看,处理速度应越快越好,如果信号持续时间小于扫描时间,则PLC将扫描不到该信号,造成信号数据的丢失。

处理速度与用户程序的长度、CPU处理速度、软件质量等有关。目前,PLC接点的响应快、速度高,每条二进制指令执行时间约0.2~0.4Ls,因此能适应控制要求高、相应要求快的应用需要。扫描周期(处理器扫描周期)应满足:小型PLC的扫描时间不大于0.5ms/K;大中型PLC的扫描时间不大于0.2ms/K。

四、机型的选择

(一)PLC的类型

PLC按结构分为整体型和模块型两类,按应用环境分为现场安装和控制室安装两类;按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发,通常可按控制功能或输入输出点数选型。

整体型PLC的I/O点数固定,因此用户选择的余地较小,用于小型控制系统;模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡,因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数,功能扩展方便灵活,一般用于大中型控制系统。

(二)输入输出模块的选择

输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块,应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块,应考虑选用的输出模块类型,通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点;可控硅输出模块适用于开关频繁,电感性低功率因数负荷场合,但价格较贵,过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等,与应用要求应一致。

考虑是否需要扩展机架或远程I/O机架等。

(三)电源的选择

PLC的供电电源,除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外,一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源,与国内电网电压一致。重要的应用场合,应采用不间断电源或稳压电源供电。

如果PLC本身带有可使用电源时,应核对提供的电流是否满足应用要求,否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC,对输入和输出信号的隔离是必要的,有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。

(四)存储器的选择

由于计算机集成芯片技术的发展,存储器的价格已下降,因此,为保证应用项目的正常投运,一般要求PLC的存储器容量,按256个I/O点至少选8K存储器选择。需要复杂控制功能时,应选择容量更大,档次更高的存储器。

(五)冗余功能的选择

1.控制单元的冗余

(1)重要的过程单元:CPU(包括存储器)及电源均应1B1冗余。

(2)在需要时也可选用PLC硬件与热备软件构成的热备冗余系统、2重化或3重化冗余容错系统等。

2.I/O接口单元的冗余

(1)控制回路的多点I/O卡应冗余配置。

(2)重要检测点的多点I/O卡可冗余配置。3)根据需要对重要的I/O信号,可选用2重化或3重化的I/O接口单元。

(六)经济性的考虑

输入输出点数对价格有直接影响。每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。当点数增加到某一数值后,相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加,因此,点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑,使整个控制系统有较合理的性能价格比。

3. plc控制柜电气图

接地问题

PLC系统接地要求比较严格,最好有独立的专用接地系统,还要注意与PLC有关的其他设备也要可靠接地。

多个电路接地点连接在一起时,会产生意想不到的电流,导致逻辑错误或损坏电路。

产生不同的接地电势的原因,通常是由于接地点在物理区域上被分隔的太远,当相距很远的设备被通信电缆或传感器连接在一起的时候,电缆线和地之间的电流就会流经整个电路,即使在很短的距离内,大型设备的负载电流也可以在其与地电势之间产生变化,或者通过电磁作用直接产生不可预知的电流。

在不正确的接地点的电源之间,电路中有可能产生毁灭性的电流, 以至于破坏设备。

PLC系统一般选用一点接地方式。为了提高抗共模干扰能力,对于模拟信号可以采用屏蔽浮地技术,即信号电缆的屏蔽层一点接地,信号回路浮空,与大地绝缘电阻应不小于50MΩ。

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干扰处理

工业现场的环境比较恶劣,存在着许多高低频干扰。这些干扰一般是通过与现场设备相连的电缆引入PLC的。

除了接地措施外,在电缆的设计选择和敷设施工中,应注意采取一些抗干扰措施:

(1)模拟量信号属于小信号,极易受到外界干扰的影响,应选用双层屏蔽电缆;

(2)高速脉冲信号(如脉冲传感器、计数码盘等)应选用屏蔽电缆,既防止外来的干扰,也防止高速脉冲信号对低电平信号的干扰;

(3)PLC之间的通信电缆频率较高, 一般应选用厂家提供的电缆,在要求不高的情况下,可以选用带屏蔽的双绞线电缆;

(4)模拟信号线、直流信号线不能与交流信号线在同一线槽内走线;

(5)控制柜内引入引出的屏蔽电缆必须接地,应不经过接线端子直接与设备相连;

(6)交流信号、直流信号和模拟信号不能共用一根电缆,动力电缆应与信号电缆分开敷设。

(7)在现场维护时,解决干扰的方法有:对受干扰的线路采用屏蔽线缆,重新敷设;在程序中加入抗干扰滤波代码。

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消除线间电容避免误动作

电缆的各导线间都存在电容,合格的电缆能把此容值限制在一定范围之内。

即使是合格的电缆,当电缆长度超过一定长度时,各线间的电容容值也会超过所要求的值,当把此电缆用于PLC输入时,线间电容就有可能引起PLC的误动作,会出现许多无法理解的现象。

这些现象主要表现为:明接线正确,但PLC却没有输入;PLC应该有的输入没有,而不应该有的却有,即PLC输入互相干扰。为解决这一问题,应当做到:

(1)使用电缆芯绞合在一起的电缆;

(2)尽量缩短使用电缆的长度;

(3)把互相干扰的输入分开使用电缆;

(4)使用屏蔽电缆。

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输出模块的选用

输出模块分为晶体管、双向可控硅、接点型:

(1)晶体管型的开关速度最快(一般0.2ms),但负载能力最小,约0.2~0.3A、24VDC,适用于快速开关、 信号联系的设备,一般与变频、直流装置等信号连接,应注意晶体管漏电流对负载的影响。

(2)可控硅型优点是无触点、具有交流负载特性,负载能力不大。

(3)继电器输出具有交直流负载特点,负载能力大。常规控制中一般首先选用继电器触点型输出,缺点是开关速度慢,一般在10ms左右,不适于高频开关应用。

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变频器过电压与过电流处理

(1)减小给定使电机减速运行时,电机进入再生发电制动状态,电机回馈给变频器的能量亦较高,这些能量贮存在滤波电容器中,使电容上的电压升高,并很快达到直流过电压保护的整定值而使变频器跳闸。

处理方法为:采取在变频器外部增设制动电阻的措施,用该电阻将电机回馈到直流侧的再生电能消耗掉。

(2)变频器带多个小电机,当其中一个小电机发生过流故障时,变频器就会过流故障报警,导致变频器掉闸,从而导致其它正常的小电机也停止工作。

处理方法:在变频器输出侧加装1:1的隔离变压器,当其中一台或几小电机发生过流故障,故障电流直流冲击变压器,而不是冲击变频器,从而预防了变频器的掉闸。经实验后,工作良好,再没发生以前的正常电机也停机的故障。

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标记输入与输出方便检修

PLC控制着一个复杂系统,所能看到的是上下两排错开的输入输出继电器接线端子、对应的指示灯及PLC编号,就像一块有数十只脚的集成电路。任何一个人如果不看原理图来检修故障设备,会束手无策,查找故障的速度会特别慢。鉴于这种情况,我们根据电气原理图绘制一张表格,贴在设备的控制台或控制柜上,标明每个PLC输入输出端子编号与之相对应的电器符号,中文名称,即类似集成电路各管脚的功能说明。

有了这张输入输出表格,对于了解操作过程或熟悉本设备梯形图的电工就可以展开检修了。

但对于那些对操作过程不熟悉,不会看梯形图的电工来说,就需要再绘制一张表格:PLC输入输出逻辑功能表。该表实际说明了大部分操作过程中输入回路(触发元件、关联元件)和输出回路(执行元件)的逻辑对应关系。

实践证明:如果你能熟练利用输入输出对应表及输入输出逻辑功能表,检修电气故障,不带图纸,也能轻松自如。

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通过程序逻辑推断故障

现在工业上经常使用的PLC种类繁多,对于低端的PLC而言,梯形图指令大同小异,对于中高端机,如S7-300,许多程序是用语言表编的。

实用的梯形图必须有中文符号注解,否则阅读很困难,看梯形图前如能大概了解设备工艺或操作过程,看起来比较容易。

若进行电气故障分析,一般是应用反查法或称反推法,即根据输入输出对应表,从故障点找到对应PLC的输出继电器,开始反查满足其动作的逻辑关系。

经验表明,查到一处问题,故障基本可以排除,因为设备同时发生两起及两起以上的故障点是不多的。

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PLC自身故障判断

一般来说,PLC是极其可靠的设备,出故障率很低,PLC、CPU等硬件损坏或软件运行出错的概率几乎为零,PLC输入点如不是强电入侵所致,几乎也不会损坏,PLC输出继电器的常开点,若不是外围负载短路或设计不合理,负载电流超出额定范围,触点的寿命也很长。

因此,我们查找电气故障点,重点要放在PLC的外围电气元件上,不要总是怀疑PLC硬件或程序有问题,这对快速维修好故障设备、快速恢复生产是十分重要的。

因此笔者所谈的PLC控制回路的电气故障检修,重点不在PLC本身,而是PLC所控制回路中的外围电气元件。

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充分合理利用软、硬件资源

(1)不参与控制循环或在循环前已经投入的指令可不接入PLC;

(2)多重指令控制一个任务时,可先在PLC外部将它们并联后再接入一个输入点;

(3)尽量利用PLC内部功能软元件,充分调用中间状态,使程序具有完整连贯性,易于开发。同时也减少硬件投入,降低了成本;

(4)条件允许的情况下最好独立每一路输出,便于控制和检查,也保护其它输出回路;当一个输出点出现故障时只会导致相应输出回路失控;

(5)输出若为正/反向控制的负载,不仅要从PLC内部程序上联锁,并且要在PLC外部采取措施,防止负载在两方向动作;

(6)PLC紧急停止应使用外部开关切断,以确保安全。

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其他注意事项

(1)不要将交流电源线接到输入端子上, 以免烧坏PLC;

(2)接地端子应独立接地,不与其它设备接地端串联,接地线截面积不小于2mm;

(3)辅助电源功率较小,只能带动小功率的设备(光电传感器等);

(4)一些PLC有一定数量的占有点数(即空地址接线端子),不要将线接上;

(5)当PLC输出电路中没有保护时,应在外部电路中串联使用熔断器等保护装置,防止负载短路造成损坏。

4. plc控制柜厂家

配电柜是石家庄德兰电气设备有限公司生产的。

公司集研发、生产、销售、服务为一体,主要产品包括:高低压开关配电柜、PLC控制柜、工业配电柜、配电箱、变频柜、非标控制箱柜等高低压电气成套自动化及开关配电设备等。

5. plc控制柜接线图

输入:正负都可,确保输入信号和com端相反输出:正负都可,确保负载的公共端和plc的公共端相反。

6. plc控制柜的主要元器件都有哪些

plc的基本结构基本相同,主要由CPU、电源、储存器和I/O端口等组成。

1.中央处理器CPU

CPU通过地址总线、数据总线和控制总线与存储单元、输入输出接口、通信接口和扩展接口相连。它是CPU PLC的核心,持续采集输入信号,执行用户程序,刷新系统输出。

2.储存器(ROM+RAM)

PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器。系统存储器用于存储PLC的系统程序,用户存储器用于存储PLC的用户程序。PLC一般采用电可擦E2PROM memory作为系统存储器和用户存储器。

①系统程序存储器(ROM)

系统程序存储器(ROM)用于存储系统管理程序、监控程序和系统内部数据。PLC出厂前已经固化在ROM或PROM中,用户无法更改。

②用户存储器(RAM)

RAM包括两部分:RAM程序存储器(程序区)和数据存储器(数据区)。

RAM存储各种临时数据、中间结果和用户程序。这类存储器一般由CMOS-RAM组成,功耗较低,内容可以读出和修改。断电后,存储的内容丢失,通常由锂电池保存。也就是说,用户的内存是用来存储用户用PLC编程语言编写的用于特定控制任务的各种程序。

3.通信接口电路I/O端口

①输入接口电路

PLC的输入接口电路可分为DC输入电路和交流输入电路。DC输入电路的延迟时间比较短,可以直接与接近开关、光电开关等电子输入器件连接。交流输入电路适用于有油雾和灰尘的恶劣环境。交流输入电路类似于DC输入电路,外部输入电源改为220V交流电源。

②输出接口电路

通常有三种类型的接口电路:继电器输出,晶体管输出和晶闸管输出。继电器输出型、晶体管输出型、晶闸管输出型的输出电路类似,只是用晶体管或晶闸管代替继电器来控制外部负载。

4.扩展通信接口

PLC扩展接口的作用是将扩展单元和功能模块与基本单元连接起来,使PLC的配置更加灵活,以满足不同控制系统的需要。通信接口的作用是可以通过这些通信接口与监视器、打印机、其他PLC或计算机连接,实现“人机”或“机-机”之间的对话。