系统总体设计.pptx

5 5）程序设计）程序设计）程序设计）程序设计程序设计：1）控制程序；2）初始化程序；3）检测、故障诊断和显示等程序；4）保护和连锁程序。模拟调试：根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。6 6）硬件实施）硬件实施）硬件实施）硬件实施设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图；设计系统各部分之间的电气互连图；根据施工图纸进行现场接线，并进行详细检查。由于程序设计与硬件实施可同时进行，因此PLC控制系统的设计周期可大大缩短。7 7）联机调试）联机调试）联机调试）联机调试联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程应循序渐进，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。通常只需修改部份程序即可。全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序丢失。8 8）整理和编写技术文件）整理和编写技术文件）整理和编写技术文件）整理和编写技术文件技术文件包括设计说明书、硬件原理图、安装接线图、电气元件明细表、PLC程序以及使用说明书等。PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点：合理的结构型式：合理的结构型式：合理的结构型式：合理的结构型式：PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。安装方式的选择：安装方式的选择：安装方式的选择：安装方式的选择：安装方式有集中式、远程IO式以及多台PLC联网的分布式。相应的功能要求：相应的功能要求：相应的功能要求：相应的功能要求：响应速度要求：响应速度要求：响应速度要求：响应速度要求：系统可靠性的要求：系统可靠性的要求：系统可靠性的要求：系统可靠性的要求：对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余系统或热备用系统机型尽量统一：机型尽量统一：机型尽量统一：机型尽量统一：便于备品备件的采购和管理；有利于技术力量的培训和技术水平的提高，外部设备通用，资源可共享，易于联网通信。基本原则基本原则基本原则基本原则容量选择容量选择容量选择容量选择I IOO点数的选择点数的选择点数的选择点数的选择在满足控制要求的前提下力争使用的IO点最少。需要加上1015的裕量。存储容量的选择存储容量的选择存储容量的选择存储容量的选择存储容量大小不仅与PLC系统的功能有关，还与功能实现的方法、程序编写水平有关。一个有经验的程序员和一个初学者，在完成同一复杂功能时，其程序量可能相差25之多。在IO点数确定的基础上，按下式估算存储容量后，再加2030的裕量。存储容量存储容量(字节字节)开关量开关量I/O点数点数10 模拟量模拟量I/O通道数通道数100存储容量选择的同时，注意对存储器的类型的选择。1）输入信号的类型及电压等级）输入信号的类型及电压等级 有直流输入、交流输入和交流直流输入直流输入、交流输入和交流直流输入直流输入、交流输入和交流直流输入直流输入、交流输入和交流直流输入三种类型。选择时主要根据现场输入信号和周围环境因素等。直流输入直流输入直流输入直流输入模块的延迟时间较短，还可以直接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接；交流输入交流输入交流输入交流输入模块可靠性好，适合于有油雾、粉尘的恶劣环境。开关量输入模块的电压等级电压等级电压等级电压等级有：直流5、12、24、48、60等；交流110、220等。选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑。一般5、12、24用于传输距离较近场合，如5输入模块最远不得超过米。距离较远的应选用输入电压等级较高的。开关量输入模块的选择开关量输入模块的选择开关量输入模块的选择开关量输入模块的选择2）输入接线方式）输入接线方式 主要有汇点式和分组汇点式和分组汇点式和分组汇点式和分组式式式式两种接线方式 3）注意同时接通的输入点数量）注意同时接通的输入点数量 对于选用高密度的输入模块(如32点、48点等)，应考虑该模块同时接通的点数一般不要超过输入点数的60。4）输入门槛电平）输入门槛电平 门槛电平越高，抗干扰能力越强，传输距离也越远，具体可参阅PLC说明书。1）输出方式）输出方式 开关量输出模块有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种方式 继电器输出继电器输出继电器输出继电器输出：价格便宜，可以驱动交、直流负载，适用的电压大小范围较宽、导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但动作速度较慢（驱动感性负载时，触点动作频率不超过1HZ）、寿命较短、可靠性较差，只能适用于不频繁通断的场合。对于频繁通断的负载，应该选用晶闸管输出晶闸管输出晶闸管输出晶闸管输出或晶体管输出晶体管输出晶体管输出晶体管输出，它们属于无触点元件。但晶闸管输出只能用于交流负载，而晶体管输出只能用于直流负载。开关量输入模块的选择开关量输入模块的选择开关量输入模块的选择开关量输入模块的选择2）输出接线方式）输出接线方式 开关量输出模块主要有分组分组分组分组式和分隔式式和分隔式式和分隔式式和分隔式两种接线方式3）驱动能力）驱动能力 应根据实际输出设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。如果实际输出设备的电流较大，输出模块无法直接驱动，可增加可增加可增加可增加中间放大环节中间放大环节中间放大环节中间放大环节。4）注意同时接通的输出点数量）注意同时接通的输出点数量 同时接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所允许通过的电流值同时接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所允许通过的电流值同时接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所允许通过的电流值同时接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所允许通过的电流值 一般来讲，同时接通的点数不要超出同一公共端输出点数的605）输出的最大电流与负载类型、环境温度等因素有关）输出的最大电流与负载类型、环境温度等因素有关 与不同的负载类型密切相关，特别是输出的最大电流。晶闸管的最大输出电流随环境温度升高会降低，在实际使用中也应注意。模拟量输入模拟量输入模拟量输入模拟量输入（A/D）模块是将现场由传感器检测而产生的连续的模拟量信号转换成PLC内部可接受的数字量；模拟量输出模拟量输出模拟量输出模拟量输出(D/A)模块是将PLC内部的数字量转换为模拟量信号输出。典型模拟量I/O模块的量程为-10V+10V-10V+10V、0+10V0+10V、420mA420mA等，可根据实际需要选用，同时还应考虑其分辨率和转换精度分辨率和转换精度分辨率和转换精度分辨率和转换精度等因素。一些PLC制造厂家还提供特殊模拟量输入模块，可用来直接接收低电平信号（如RTD、热电偶等信号）PLC厂家相继推出了一些具有特殊功能的I/O模块，有的还推出了自带CPU的智能型I/O模块，如高速计数器、凸轮模拟器、位置控制模块、PID控制模块、通信模块等模拟量模拟量模拟量模拟量I/OI/O模块的选择模块的选择模块的选择模块的选择特殊功能模块的选择特殊功能模块的选择特殊功能模块的选择特殊功能模块的选择 1）电源模块的选择）电源模块的选择 电源模块选择仅对于模块式结构的PLC而言，对于整体式PLC不存在电源的选择。电源模块的选择主要考虑电源输出额定电流和电源输入电压。2）编程器的选择）编程器的选择 3）写入器的选择）写入器的选择 为了防止由于干扰或锂电池电压不足等原因破坏RAM中的用户程序，可选用EPROM写入器，通过它将用户程序固化在EPROM中。有些PLC或其编程器本身就具有EPROM 写入的功能。电源模块及其它外设的选择电源模块及其它外设的选择电源模块及其它外设的选择电源模块及其它外设的选择PLCPLC与拨码开关的连接与拨码开关的连接与拨码开关的连接与拨码开关的连接PLCPLC与旋转编码器的连接与旋转编码器的连接与旋转编码器的连接与旋转编码器的连接I-传感器的漏电流（mA）UOFF-PLC输入电压低电平的上限值（V）RC-PLC的输入阻抗（K）PLCPLC与传感器类设备的连接与传感器类设备的连接与传感器类设备的连接与传感器类设备的连接PLCPLC与输出设备的一般连接方法与输出设备的一般连接方法与输出设备的一般连接方法与输出设备的一般连接方法PLCPLC与感性输出设备的连接与感性输出设备的连接与感性输出设备的连接与感性输出设备的连接续流二极管的额定电流为1A、额定电压大于电源电压的3倍；电阻值可取50120电容值可取0.10.47F，电容的额定电压应大于电源的峰值电压。接线时要注意续流二极管的极性 PLCPLC与七段与七段与七段与七段LEDLED显示器的连接显示器的连接显示器的连接显示器的连接PLCPLC与输出设备连接的其它注意事项与输出设备连接的其它注意事项与输出设备连接的其它注意事项与输出设备连接的其它注意事项 1）除了PLC输入和输出共用同一电源外，输入公共端与输出公共端一般不能接在一起；2）PLC的晶体管和晶闸管型输出都有较大的漏电流，尤其是晶闸管输出，将可能会出现输出设备的误动作。所以要在负载两端并联一个旁路电阻，旁路电阻R的阻值估算可由下式确定：UON是负载的开启电压（V），I是输出漏电流（mA）PLC一般最好单独接地，也可以采用公共接地，但禁止使用串联接地方式 PLC的接地线应尽量短，使接地点尽量靠近PLC。同时，接地电阻要小于100，接地线的截面应大于mm2。故障的检测与诊断故障的检测与诊断故障的检测与诊断故障的检测与诊断 超时检测超时检测：设备在各工步的动作所需的时间一般是不变的，即使变化也不会太大，因此可以以这些时间为参考，在PLC发出输出信号，相应的外部执行机构开始动作时启动一个定时器定时，定时器的设定值比正常情况下该动作的持续时间长20左右。逻辑错误检测逻辑错误检测：编制一些常见故障的异常逻辑关系，一旦异常逻辑关系为ON状态，就应按故障处理。消除预知干扰消除预知干扰：某些干扰是可以预知的，如PLC的输出命令使执行机构（如大功率电动机、电磁铁）动作，常常会伴随产生火花、电弧等干扰信号，它们产生的干扰信号可能使PLC接收错误的信息。在容易产生这些干扰的时间内，可用软件封锁PLC的某些输入信号，在干扰易发期过去后，再取消封锁。出错指示出错指示出错指示出错指示（EPRORLED闪烁）当程序语法错误（如忘记设定定时器或计数器的常数等），或有异常噪音、导电性异物混入等原因而引起程序内存的内容变化时，EPRORLED会闪烁，PLC处于STOP状态，同时输出全部变为OFF。在这种情况下，应检查程序是否有错，检查有无导电性异物混入和高强度噪音源。发生错误时，8009、80608068其中之一的值被写入特殊数据寄存器D8004中，假设这个写入D8004中内容是8064，则通过查看D8064的内容便可知道出错代码。与出错代码相对应的 实际出错内容参见PLC使用手册的错误代码表出错指示出错指示出错指示出错指示（EPRORLED灯亮）由于PLC内部混入导电性异物或受外部异常噪音的影响，导致CPU失控或运算周期超过200ms，则WDT出错，EPRORLED灯亮，PLC处于STOP，同时输出全部都变为OFF。此时可进行断电复位，若PLC恢复正常，请检查一下有无异常噪音发生源和导电性异物混入的情况。另外，请检查PLC的接地是否符合要求。检查过程如果出现EPRORLED灯亮闪烁的变化，请进行程序检查。如果EPRORLED依然一直保持灯亮状态时，请确认一下程序运算周期是否过长（监视D8012可知最大扫描时间）。如果进行了全部的检查之后，EPRORLED 的灯亮状态仍不能解除，应考虑PLC内部发生了某种故障，请与厂商联系。输入指示输入指示输入指示输入指示不管输入单元的LED灯亮还是灭，请检查输入信号开关是否确实在ON或OFF状态。如果输入开关的额定电流容量过大或由于油侵入等原因，容易产生接触不良。当输入开关与LED灯亮用电阻并联时，即使输入开关OFF但并联电路仍导通，仍可对PLC进行输入。如果使用光传感器等输入设备，由于发光受光部位粘有污垢等，引起灵敏度变化，有可能不能完全进入“ON”状态。在比PLC运算周期短的时间内，不能接收到ON和OFF的输入。如果在输入端子上外加不同的电压时，会损坏输入回路输出指示输出指示输出指示输出指示 不管输出单元的LED灯亮还是灭，如果负载不能进行ON或OFF时，主要是由于过载、负载短路或容量性负载的冲击电流等，引起继电器输出接点粘合，或接点接触面不好导致接触不良。另外，还也可根据PLC的出错代码来诊断故障原因，FX系列PLC出错代码一览表见附录B，在此不再赘述。由于除两个端站外，其它各层均有两个召唤（上召、下召），而且召唤的响应是顺向响应。另外若电梯在直驶运行时不响应召唤，此时召唤应保留。所以召唤回路与电梯的运行方向以及是否直驶密切相关，为此在召唤回路中加入了反映直驶和方向监视的继电器M1和M2。召唤回路召唤回路 电梯运行线路电梯运行线路 运行线路是电梯控制系统的核心。电梯是由曳引电动机拖动（主回路），主回路的工作受运行线路的控制，以形成如图所示的速度曲线，决定电梯何时启动加速，何时运行，何时减速，何时平层停车。所以电梯的主要性能指标（额定速度、舒适感、平层精度等）由运行线路决定（1）启动 电梯的启动，方向是首要条件，门锁（厅门轿门是否关好）等安全因素也是必要的。（2）减速 当电梯选中某层，意味着将在该层停车，达到换速点就应减速，为平层停车作准备。（3）平层停车 当减速运行到平层点时，说明轿门门坎与厅门门坎基本平齐，可以停车。即将主回路曳引电动机电源断开，并实施电磁抱闸。一般平层感应器置于轿厢顶上，如图所示。注意：当上、下平层感应器全部动作后，表示到平层点。运行线路控制的梯形图如图所示运行线路控制的梯形图如图所示 运行线路控制的梯形图如图所示运行线路控制的梯形图如图所示