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信號(hào)隔離器功能是什么?
一:保護(hù)下級(jí)的控制回路。
二:消弱環(huán)境噪聲對(duì)測(cè)試電路的影響。
三:抑制公共接地、變頻器、電磁閥及不明脈沖對(duì)設(shè)備的干擾;同時(shí)對(duì)下級(jí)設(shè)備具有限壓、額流的功能是變送器、儀表、變頻器、電磁閥PLC/DCS輸入輸出及通訊接口的忠實(shí)防護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)系列導(dǎo)軌結(jié)構(gòu),易于安裝,可有效的隔離:輸入、輸出和電源及大地之間的電位。能夠克服變頻器噪聲及各種高低頻脈動(dòng)干擾。
現(xiàn)在市場(chǎng)有那么多的隔離器,價(jià)格參差不齊,該怎么選擇呢?
隔離器位于二個(gè)系統(tǒng)通道之間,所以選擇隔離器要確定輸入輸出功能,同時(shí)要使隔離器輸入輸出模式(電壓型、電流型、環(huán)路供電型等)適應(yīng)前后端通道接口模式。此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑絕緣強(qiáng)度﹑總線通訊功能等許多重要參數(shù)涉及產(chǎn)品性能,例如:噪音與精度有關(guān)、功耗熱量與可靠性有關(guān),這些需要使用者慎選??傊?,適用、可靠、產(chǎn)品性價(jià)比是選擇隔離器的主要原則。
PLC基本指令系統(tǒng)特點(diǎn)
PLC的編程語(yǔ)言與一般計(jì)算機(jī)語(yǔ)言相比,具有明顯的特點(diǎn),它既不同于語(yǔ)言,也不同與一般的匯編語(yǔ)言,它既要滿足易于編寫,又要滿足易于調(diào)試的要求。目前,還沒有一種對(duì)各廠家產(chǎn)品都能兼容的編程語(yǔ)言。如三菱公司的產(chǎn)品有它自己的編程語(yǔ)言,OMRON公司的產(chǎn)品也有它自己的語(yǔ)言。但不管什么型號(hào)的PLC,其編程語(yǔ)言都具有以下特點(diǎn):
圖形式指令結(jié)構(gòu):程序由圖形方式表達(dá),指令由不同的圖形符號(hào)組成,易于理解和記憶。系統(tǒng)的軟件已把工業(yè)控制中所需的立運(yùn)算功能編制成象征性圖形,用戶根據(jù)自己的需要把這些圖形進(jìn)行組合,并填入適當(dāng)?shù)膮?shù)。在邏輯運(yùn)算部分,幾乎所有的廠家都采用類似于繼電器控制電路的梯形圖,很容易接受。如西門子公司還采用控制系統(tǒng)流程圖來(lái)表示,它沿用二進(jìn)制邏輯元件圖形符號(hào)來(lái)表達(dá)控制關(guān)系,很直觀易懂。較復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算、定時(shí)計(jì)數(shù)等,一般也參照梯形圖或邏輯元件圖給予表示,雖然象征性不如邏輯運(yùn)算部分,也受用戶歡迎
明確的變量常數(shù):圖形符相當(dāng)于操作碼,規(guī)定了運(yùn)算功能,操作數(shù)由用戶填人,如:K400,T120等。PLC中的變量和常數(shù)以及其取值范圍有明確規(guī)定,由產(chǎn)品型號(hào)決定,可查閱產(chǎn)品目錄手冊(cè)。
3. 簡(jiǎn)化的程序結(jié)構(gòu):PLC的程序結(jié)構(gòu)通常很簡(jiǎn)單,典型的為塊式結(jié)構(gòu),不同塊完成不同的功能,使程序的調(diào)試者對(duì)整個(gè)程序的控制功能和控制順序有清晰的概念。
4. 簡(jiǎn)化應(yīng)用軟件生成過程:使用匯編語(yǔ)言和語(yǔ)言編寫程序,要完成編輯、編譯和連接三個(gè)過程,而使用編程語(yǔ)言,只需要編輯一個(gè)過程,其余由系統(tǒng)軟件自動(dòng)完成,整個(gè)編輯過程人機(jī)對(duì)話下進(jìn)行的,不要求用戶有高深的軟件設(shè)計(jì)能力。
5. 強(qiáng)化調(diào)試手段:無(wú)論是匯編程序,還是語(yǔ)言程序調(diào)試,都是令編輯人員頭疼的事,而PLC的程序調(diào)試提供了完備的條件,使用編程器,利用PLC和編程器上的按鍵、顯示和內(nèi)部編輯、調(diào)試、等,并在軟件支持下,診斷和調(diào)試操作都很簡(jiǎn)單。
總之,PLC的編程語(yǔ)言是面向用戶的,對(duì)使用者不要求具備高深的知識(shí)、不需要長(zhǎng)時(shí)間的訓(xùn)練。
對(duì)可編程序控制器控制系統(tǒng)的可靠性探討
可編程序控制器(以下簡(jiǎn)稱PLC)是在程序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。從廣義上講,PLC是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng),比一般計(jì)算機(jī)具有更強(qiáng)的與工業(yè)過程相連接的輸入輸出接口,并已成為自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基本裝置。PLC已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、化工、汽車、輕工等行業(yè)中,已基本取代了傳統(tǒng)的繼電器和接觸器的邏輯控制。用PLC來(lái)控制系統(tǒng)設(shè)備,其工作的可靠性要比單純繼電器和接觸器控制大大提高。就PLC本身而言,平均無(wú)故障時(shí)間一般已可達(dá)3~5萬(wàn)小時(shí);而三菱的F系列,據(jù)稱其平均無(wú)故障時(shí)間已達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。所以,整個(gè)PLC控制系統(tǒng)的可靠性,主要取決于PLC的設(shè)備,比如輸入器件中的行程開關(guān)、按鈕、接近開關(guān),輸出器件中的接觸器、繼電器和電磁閥等。另外,從軟件程序的編制來(lái)考慮,如果能編制出一個(gè)帶有的程序,對(duì)提高系統(tǒng)的可靠性也有很大好處。
可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟
1 .系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
( 1 )擬定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)條件。技術(shù)條件一般以設(shè)計(jì)任務(wù)書的形式來(lái)確定,它是整個(gè)設(shè)計(jì)的依據(jù);
( 2 )選擇電氣傳動(dòng)形式和電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu);
( 3 )選定 PLC 的型號(hào);
( 4 )編制 PLC 的輸入 / 輸出分配表或繪制輸入 / 輸出端子接線圖;
( 5 )根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求編寫軟件規(guī)格說明書,然后再用相應(yīng)的編程語(yǔ)言(常用梯形圖)進(jìn)行程序設(shè)計(jì);
( 6 )了解并遵循用戶認(rèn)知心理學(xué),重視人機(jī)界面的設(shè)計(jì),增強(qiáng)人與機(jī)器之間的友善關(guān)系;
( 7 )設(shè)計(jì)操作臺(tái)、電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電器元部件;
( 8 )編寫設(shè)計(jì)說明書和使用說明書;
根據(jù)具體任務(wù),上述內(nèi)容可適當(dāng)調(diào)整。
2 . 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟
可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟,
PLC的診斷功能的強(qiáng)弱,直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求,并影響平均維修時(shí)間。
(六)處理速度
PLC采用掃描方式工作。從實(shí)時(shí)性要求來(lái)看,處理速度應(yīng)越快越好,如果信號(hào)持續(xù)時(shí)間小于掃描時(shí)間,則PLC將掃描不到該信號(hào),造成信號(hào)數(shù)據(jù)的丟失。
處理速度與用戶程序的長(zhǎng)度、CPU處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。目前,PLC接點(diǎn)的響應(yīng)快、速度高,每條二進(jìn)制指令執(zhí)行時(shí)間約0.2~0.4Ls,因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要。掃描周期(處理器掃描周期)應(yīng)滿足:小型PLC的掃描時(shí)間不大于0.5ms/K;大中型PLC的掃描時(shí)間不大于0.2ms/K。
一個(gè)行之有效的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)可以帶來(lái)如下好處:增加商務(wù)活動(dòng)處理的敏捷性,對(duì)市場(chǎng)狀況能更快地做出反應(yīng),能更好地為客戶提供服務(wù)。一個(gè)城市可以有成百上千的企業(yè)、個(gè)人都會(huì)用到這個(gè)平臺(tái)、利用這些數(shù)據(jù),開發(fā)各類應(yīng)用、提供各種各樣的服務(wù)。對(duì)于這種情況(例如,對(duì)2線制傳感器加電流限制或與傳感器串聯(lián)一個(gè)PTC熱敏電阻),確保提供足夠保護(hù)。不管信息服務(wù)提供商是企業(yè)還是個(gè)人,他們開發(fā)服務(wù)是需要不斷投入的,如此就不得不面對(duì)要實(shí)現(xiàn)盈利的壓力,所以他們的產(chǎn)品有買家。(1)CPU執(zhí)行指令的速度(2)指令本身占有的時(shí)間(3)指令條數(shù)③根據(jù)被控制電動(dòng)機(jī)的功率確定用哪的ABB軟啟動(dòng)器,而不是根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流選擇。
存儲(chǔ)器的選擇
由于計(jì)算機(jī)集成芯片技術(shù)的發(fā)展,存儲(chǔ)器的價(jià)格已下降,因此,為應(yīng)用項(xiàng)目的正常投運(yùn),一般要求PLC的存儲(chǔ)器容量,按256個(gè)I/O點(diǎn)至少選8K存儲(chǔ)器選擇。需要復(fù)雜控制功能時(shí),應(yīng)選擇容量更大,檔次更高的存儲(chǔ)器。
(五)冗余功能的選擇
1.控制單元的冗余
(1)重要的過程單元:CPU(包括存儲(chǔ)器)及電源均應(yīng)1B1冗余。
(2)在需要時(shí)也可選用PLC硬件與熱備軟件構(gòu)成的熱備冗余系統(tǒng)、2重化或3重化冗余容錯(cuò)系統(tǒng)等。
2.I/O接口單元的冗余
(1)控制回路的多點(diǎn)I/O卡應(yīng)冗余配置。
(2)重要檢測(cè)點(diǎn)的多點(diǎn)I/O卡可冗余配置。3)根據(jù)需要對(duì)重要的I/O信號(hào),可選用2重化或3重化的I/O接口單
(六)經(jīng)濟(jì)性的考慮
選擇PLC時(shí),應(yīng)考慮性能價(jià)格比??紤]經(jīng)濟(jì)性時(shí),應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素,進(jìn)行比較和兼顧,終選出較滿意的產(chǎn)品。
輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)價(jià)格有直接影響。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費(fèi)用。當(dāng)點(diǎn)數(shù)增加到某一數(shù)值后,相應(yīng)的存儲(chǔ)器容量、機(jī)架、母板等也要相應(yīng)增加,因此,點(diǎn)數(shù)的增加對(duì)CPU選用、存儲(chǔ)器容量、控制功能范圍等選擇都有影響。在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮,使整個(gè)控制系統(tǒng)有較合理的性能價(jià)格比。
分配 I/O 點(diǎn)
分配 PLC 的輸入輸出點(diǎn),編制出輸入 / 輸出分配表或者畫出輸入 / 輸出端子的接線圖。接著九可以進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì),同時(shí)可進(jìn)行控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。
( 5 )設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序
根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計(jì)出梯形圖即編程。這一步是整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心工作,也是比較困難的一步,要設(shè)計(jì)好梯形圖,要十分熟悉控制要求,同時(shí)還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
( 6 )將程序輸入 PLC
當(dāng)使用簡(jiǎn)易編程器將程序輸入 PLC 時(shí),需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符,以便輸入。當(dāng)使用可編程序控制器的編程軟件在計(jì)算機(jī)上編程時(shí),可通過上下位機(jī)的連接電纜將程序下載到 PLC 中去。
( 7 )進(jìn)行軟件測(cè)試
程序輸入 PLC 后,應(yīng)行測(cè)試工作。因?yàn)樵诔绦蛟O(shè)計(jì)過程中,難免會(huì)有疏漏的地方。因此在將 PLC 連接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上去之前,必需進(jìn)行軟件測(cè)試,以排除程序中的錯(cuò)誤,同時(shí)也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ),縮短整體調(diào)試的周期。
( 8 )應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試
在 PLC 軟硬件設(shè)計(jì)和控制柜及現(xiàn)場(chǎng)施工完成后,就可以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試,如果控制系統(tǒng)是由幾個(gè)部分組成,則應(yīng)先作局部調(diào)試,然后再進(jìn)行整體調(diào)試;如果控制程序的步序較多,則可行分段調(diào)試,然后再連接起來(lái)總調(diào)。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題,要逐一排除,直至調(diào)試成功。
PLC控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來(lái)源有哪些呢?
(1)來(lái)自空間的輻擾
空間的電磁場(chǎng)(EMI)主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無(wú)線電廣播、電視、、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的,通常稱為輻擾,其分布極為復(fù)雜。若PLC系統(tǒng)置于所射頻場(chǎng)內(nèi),就回收到輻擾,其影響主要通過兩條路徑;一是直接對(duì)PLC內(nèi)部的,由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾;而是對(duì)PLC通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的,由通信線路的感應(yīng)引入干擾。輻擾與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)大小,特別是頻率有關(guān),一般通過設(shè)置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進(jìn)行保護(hù)。
(2)來(lái)自系統(tǒng)外引線的干擾
主要通過電源和信號(hào)線引入,通常稱為傳導(dǎo)干擾。這種干擾在我國(guó)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)較嚴(yán)重。
(3)來(lái)自電源的干擾
實(shí)踐,因電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障的情況很多,筆者在某工程調(diào)試中遇到過,后更換隔離性能更高的PLC電源,問題才得到解決。
PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣,將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化,入開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流轉(zhuǎn)動(dòng)裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等,都通過輸電線路到電源邊。PLC電源通常采用隔離電源,但其機(jī)構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實(shí)際上,由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在,隔離是不可能的。