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如何选购、选型恰当的PLC

1 引言

　　在plc日益成为工业自动化基本技术平台的时代，如何选用一部适用的plc以达到真正需要，而又能符合经济效益，是一项重要课题。plc本身强调的特色是：体积小、功能高、性能强、操作简便、程序设计简易、模块扩充有弹性、联机容易等。针对上述特色说明，选择符合功能需求与经济效益的plc系统。本文虽然基于台达系列plc论述，但是引用原则适合一般的选购选型设计。

2 选用plc的参考条件

　　各厂家所生产或代理plc所具有的功能都大同小异，差异并不显，因此以受控制系统的大小、未来的扩展性、及经费预算来考虑。在选择上，可先就厂商plc目录做初步的决定，可能考虑的要项如下：

　　2.1提供的基本容量特色

　　（1）输入信号之电压范围。

　　（2）提供之指令功能：基本的操作指令、可延伸之应用指令、数据处理指令、算数指令、pid指令等等。

　　（3）plc之指令处理速度（即执行速度）通常以usec计。

　　（4）内含之内存容量，通常以kbytes计。

　　（5）定时器、计数器功能。

　　（6）资料缓存器的容量。

　　（7）i/o点数的扩充量。

　　（8）其它特殊功能：如浮点数运算、万年历与系统时钟、高速计算能力等等。

　　2.2外围之可扩充能力

　　（1）与个人计算机联机的方便性。

　　（2）使用个人计算机编译软件之容易性。

　　（3）d/a或a/d转换模块之供应。

　　（4）plc网络功能。

　　（5）控制运动装置功能，如步进马达、伺服马达、定位控制器。

　　2.3plc的电源规格

　　绝大多数是以交流（ac）为电源，应注意如下事项：

　　（1）电压之范围。

　　（2）电源断电的可允许瞬问时间为多长，plc仍不受影响且继续动作。

　　（3）电源的保护措施，和所能容忍的大使用电压及电流。

　　（4）整个机台的功率消耗量为多少v·a或w。

　　2.4plc输入规格注意事项

　　（1）输入之大电压。

　　（2）输入可允许的大电流。

　　（3）输入为on时之小电流。

　　（4）输入为off时之大电流。

　　（5）回路的绝缘型态。

　　2.5plc输出规格注意事项

　　（1）外部电压的型态及值。

　　（2）是电阻性负载或电感性负载。

　　（3）当输出开路时的大泄露电流值。

　　（4）输出端在on时及off时的反应时间。

　　（5）输出回路所采用的回路绝缘方式。

.1使用前检查

　　（1）检查电源接线（电源off）。电源端子接线错误、直流输入线与电源线短路，或输出线之a短路等均会严重损坏plc。在接通电源前先检查电源及接地的接线，以及输入/输出接线。

　　（2）程序及检查：电源on，dvp-plc，stop。使用外围装置将程序写入主机之后，将写入程序读出、并使用程序检查功能（请参考hpp中文操作手册）来检查程序之回路与文法是否正确。

　　（3）运转与测试：电源on、plc-run。run输入端及com端导通的话，或将run开关拨至on位置，处于运转模态，运转中可藉由hpp来变更定时器（t）、计数器c，缓存器（d）之设定值及暂存值，并可强制输出接点作on/off动作。使用hpp可呼叫出各部继电器之on/off动作及t、c、d之设定值与现在值。

　　（4）led指示灯检测异常。电源指示上power灯正常时主机通上电源时led亮绿灯，如果主机通上电源时指示灯不亮若拆掉+24v导线，指示灯会亮，表示plc的dc负载过大，这时请另行准备dc24v电源供应器。

　　（5）电池电压指示（batt、low灯）：

　　当电池电压不足时本指示灯亮，同时特殊补助继电器on o当此灯开始亮起，约一个月后程序（当使用ram时）自动消失，而靠电池作停电记忆之记忆区全部归0。

　　当此灯亮时请交换新电池（建议五年更换一次）。

　　当主机盖拿下即可更换电池。

　　如果特殊补助继电器被驱动的话，即使电池电压已降低batt，vled仍不会点亮，但特殊补助继电器将被设定为on。

　　如果电池电压下降，则用来设定定时器、计数器或其它目的的资料缓存器内的资料将不可靠。

　　（6）程序错误指示（prog.e灯闪烁）：

　　当错误发生时可由hpp按［other］键两次，即可显现出侦错号码，另外亦可由d1004来显示值。侦错号码请参考功能说明。

　　（7）输入信号显示：

　　输入信号on/off状态由输入指示灯显示，也可由hpp或计算机联机画面叫出监控。

　　当输入开关之on定格电流过大时，输入开关会发生接触不良的情况请注意。

　　输入开关并接指示灯作输入显示时，请注意当开关off时，plc仍会因为并皆知指示灯之残余电流的关系，造成plc输入点无法off而形成误动作。

　　凡是比程序执行时间短之外部输入点on/off，cpu无法有效的抓取。

　　plc主机或i/0扩充机座上之dc24v电源供应端过负载或短路时，内部保护回路会自动的将电压降低而造成plc停机。此种情况下，请将24+之配线全部拿开再检查配线。

　　千万不要在输入端外加电压，尤其是ac 110v/220v将造成输入回路烧毁。

　　主机与i/o扩充机座之输入端子台是可自由插入/拔除的。（8）输出信号显示。若输出负载未能依led状态的on/off动作可能原因有：

　　输出接点因过载或短路造成接点损坏或不良。● 主机或扩充机端子台是可拆式，有可能接触不良，重新再锁紧。

　　外加之电源线路有问题。

　　3.2日常维护检查

　　（1）锂电池寿命约5年，需更换。

　　（2）输出接点电流较大或on/off频繁者要注意接点寿命，检查更换。

　　（3）plc使用于振动机械上时要注意端子的松动现象。

　　（4）注意plc的外围温度（o-55方）湿度（35-85%rh不结露）及粉尘。

　　（5）锂电池电压太低，面板上batt.low灯会亮，虽然程序尚可保持一月以上。

　　（6）更换电池方法步骤：切电源、取下上盖板、拔下旧电池、30秒内插上新电池、固定新电池并盖好上盖板。

4结束语

　　plc选购选型是一个多目标综合优化的过程，既包括工程技术问题，也包括经济成本问题，因此如何选购恰当的plc常常是工程经理们难于把握的难题。选购选型失败所导致的损失有时候对于工程项目是致命的。

Quantum PLC在热风炉控制系统中的应用

　　（2）模拟量调节。模拟量的调节包括混风调节、煤气总管压力调节、助燃空气总管压力调节和燃烧控制。热风温度是热风炉的重要参数，直接影响高炉炉况。助燃空气和高炉煤气压力保持稳定是保证热风炉燃烧稳定的必要条件。这三个回路均采用单回路调节，由concept软件的连续控制pid功能块实现，该功能块输出与连续信号对应的计算结果，转化为4-20ma的标准信号，作为调节阀的输入，控制过程参数，达到了满意的控制效果。由于热风炉是具有非线性、大滞后等特性的复杂被控对象，而其燃料（高炉煤气）受高炉炉况等因素的影响，热值和压力经常波动，为燃烧的完全自动控制带来了很大困难。经过长期的实践和摸索，将燃烧分为快速燃烧期、蓄热期和焖炉期三个阶段，采用固定煤气量调节空气量的方案烧炉。

　　3.3项目效果分析

　　新1#高炉的热风炉自动燃烧的控制包括高炉煤气流量调节回路，助燃空气流量调节回路和拱顶温度调节回路。煤气量和空燃比由操作人员设定，煤气量的大小关系到拱顶的升温速度。在快速燃烧期，助燃空气量根据煤气量和空燃比自动配给，较小的助燃空气量促使拱顶温度尽快升高。拱顶温度达到设定值后进入蓄热期，由助燃空气调节回路和拱顶温度调节回路经过高选器控制助燃空气调节阀。拱顶温度超过设定值时，拱顶温度调节回路输出快速增大，当其超过助燃空气调节回路的输出时，由拱顶温度调节回路控制助燃空气调节阀；拱顶温度下降或略低于设定值时，拱顶温度调节回路的输出下降，当低于助燃空气控制回路的输出时，重新由助燃空气控制回路按空燃比控制助燃空气调节阀。为避免助燃空气调节回路进入积分饱和状态，在拱顶温度调节回路控制助燃空气调节阀时，需将助燃空气调节回路强制为手动状态。该控制方案达到较好的控制效果，并减少了煤气用量和电能消耗。

　　杭钢集团新1#高炉的热风炉自动控制系统降低了操作人员的劳动强度，提高系统运行的安全性和稳定性，在一定程度上提高了热利用率，减少了能耗。自2007年10月投产以来，为降低焦比、提高高炉利用系数起了积极的作用