设计一个PLC控制系统必需的步骤概要Word文档下载推荐.docx
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b.将你所要控制的设备或系统的输出信号进行赋值,与PLC的输出编号相对应。
3.设计控制原理图
a.设计出较完整的控制草图。
b.编写你的控制程序。
c.在达到你的控制目的的前提下尽量简化程序。
4.程序写入PLC
将你的程序写入可编程控制器。
5.编辑调试修改你的程序
a.程序查错(逻辑及语法检查
b.在局部插入END,分段调试程序。
c.整体运行调试
6.监视运行情况
在监视方式下,监视一下你的控制程序的每个动作是否正确。
如不正确返回步骤5,如果正确则作第七步。
7.运行程序(千万别忘记备份你的程序
RS-232、RS-422与RS-485的由来
一、
RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准,最初都是由电子工业协会(EIA制订并发布的,RS-232在1962年发布,命名为EIA-232-E,作为工业标准,以保证不同厂家产品之间的兼容。
RS-422由RS-232发展而来,它是为弥补RS-232之不足而提出的。
为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点,RS-422定义了一种平衡通信接口,将传输速率提高到10Mb/s,传输距离延长到4000英尺(速率低于100kb/s时,并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。
RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范,被命名为TIA/EIA-422-A标准。
为扩展应用范围,EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准,增加了多点、双向通信能力,即允许多个发送器连接到同一条总线上,同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性,扩展了总线共模范围,后命名为TIA/EIA-485-A标准。
由于EIA提出的建议标准都是以“RS”作为前缀,所以在通讯工业领域,仍然习惯将上述标准以RS作前缀称谓。
RS-232、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定,而不涉及接插件、电缆或协议,在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。
因此在视频界的应用,许多厂家都建立了一套高层通信协议,或公开或厂家独家使用。
如录像机厂家中的Sony与松下对录像机的RS-422控制协议是有差异的,视频服务器上的控制协议则更多了,如Louth、Odetis协议是公开的,而ProLINK则是基于Profile上的。
二、RS-232串行接口标准
目前RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。
RS-232被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。
RS-232采取不平衡传输方式,即所谓单端通讯。
收、发端的数据信号是相对于信号地,如从DTE设备发出的数据在使用DB25连接器时是2脚相对7脚(信号地的电平。
典型的RS-232信号在正负电平之间摆动,在发送数据时,发送端驱动器输出正电平在+5~+15V,负电平在-5~-15V电平。
当无数据传输时,线上为TTL,从开始传送数据到结束,线上电平从TTL电平到RS-232电平再返回TTL电平。
接收器典型的工作电平在+3~+12V与-3~-12V。
由于发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右,所以其共模抑制能力差,再加上双绞线上的分布电容,其传送距离最大为约15米,最高速率为20kb/s。
RS-232是为点对点(即只用一对收、发设备通讯而设计的,其驱动器负载为3~7kΩ。
所以RS-232适合本地设备之间的通信。
其有关电气参数参见表1。
规定RS232RS422R485
工作方式单端差分差分
节点数1收、1发1发10收1发32收
最大传输电缆长度50英尺400英尺400英尺
最大传输速率20Kb/S10Mb/s10Mb/s
最大驱动输出电压+/-25V-0.25V~+6V-7V~+12V
驱动器输出信号电平(负载最小值负载+/-5V~+/-15V+/-2.0V+/-1.5V
驱动器输出信号电平(空载最大值空载+/-25V+/-6V+/-6V
驱动器负载阻抗(Ω3K~7K10054
摆率(最大值30V/μsN/AN/A
接收器输入电压范围+/-15V-10V~+10V-7V~+12V
接收器输入门限+/-3V+/-200mV+/-200mV
接收器输入电阻(Ω3K~7K4K(最小≥12K
驱动器共模电压-3V~+3V-1V~+3V
接收器共模电压-7V~+7V-7V~+12V
表1
三、RS-422与RS-485串行接口标准
1.平衡传输
RS-422、RS-485与RS-232不一样,数据信号采用差分传输方式,也称作平衡传输,它使用一对双绞线,将其中一线定义为A,另一线定义为B。
通常情况下,发送驱动器A、B之间的正电平在+2~+6V,是一个逻辑状态,负电平在-2~6V,是另一个逻辑状态。
另有一个信号地C,在RS-485中还有一“使能”端,而在RS-422中这是可用可不用的。
“使能”端是用于控制发送驱动器与传输线的切断与连接。
当“使能”
端起作用时,发送驱动器处于高阻状态,称作“第三态”,即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态。
接收器也作与发送端相对的规定,收、发端通过平衡双绞线将AA与BB对应相连,当在收端AB之间有大于+200mV的电平时,输出正逻辑电平,小于-200mV时,输出负逻辑电平。
接收器接收平衡线上的电平范围通常在200mV至6V之间。
2.RS-422电气规定
RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”,它定义了接口电路的特性。
实际上还有一根信号地线,共5根线。
由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力,故允许在相同传输线上连接多个接收节点,最多可接10个节点。
即一个主设备(Master,其余为从设备(Salve,从设备之间不能通信,所以RS-422支持点对多的双向通信。
接收器输入阻抗为4k,故发端最大负载能力是10×
4k+100Ω(终接电阻。
RS-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道,因此不必控制数据方向,各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式(XON/XOFF握手或硬件方式(一对单独的双绞线实现。
RS-422的最大传输距离为4000英尺(约1219米,最大传输速率为10Mb/s。
其平衡双绞线的长度与传输速率成反比,在100kb/s速率以下,才可能达到最大传输距离。
只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。
一般100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1Mb/s。
RS-422需要一终接电阻,要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。
在矩距离传输时可不需终接电阻,即一般在300米以下不需终接电阻。
终接电阻接在传输电缆的最远端。
RS-422有关电气参数见表1
3.RS-485电气规定
由于RS-485是从RS-422基础上发展而来的,所以RS-485许多电气规定与RS-422相仿。
如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。
RS-485可以采用二线与四线方式,二线制可实现真正的多点双向通信。
而采用四线连接时,与RS-422一样只能实现点对多的通信,即只能有一个主(Master设备,其余为从设备,但它比RS-422有改进,无论四线还是二线连接方式总线上可多接到32个设备。
RS-485与RS-422的不同还在于其共模输出电压是不同的,RS-485是-7V至+12V之间,而RS-422在-7V至+7V之间,RS-485接收器最小输入阻抗为12k,RS-422是4k;
RS-485满足所有RS-422的规范,所以RS-485的驱动器可以用在RS-422网络中应用。
RS-485有关电气规定参见表1。
RS-485与RS-422一样,其最大传输距离约为1219米,最大传输速率为10Mb/s。
平衡双绞线的长度与传输速率成反比,在100kb/s速率以下,才可能使用规定最长的电缆长度。
一般100米长双绞线最大传输速率仅为1Mb/s。
RS-485需要2个终接电阻,其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗。
终接电阻接在传输总线的两端。
RS485与RS422的区别是什么
使用中,485是半双工,2线;
422是全双工,4线。
多数转换模块和仪表同时支持这两种方式,而且多数422也只用了半双工。
422的SDA、RDA并起来,连接485的A;
422的SDB、RDB并起来,连接485的B,这样422做485半双工2线用。
PLC容量的选择步骤与原则
推荐PLC的容量包括I/O点数和用户存储容量两个方面。
(一I/O点数的选择
PLC平均的I/O点的价格还比较高,因此应该合理选用PLC的I/O点的数量,在满足控制要求的前提下力争使用的I/O点最少,但必须留有一定的裕量。
通常I/O点数是根据被控对象的输入、输出信号的实际需要,再加上10%~15%的裕量来确定。
(二存储容量的选择
用户程序所需的存储容量大小不仅与PLC系统的功能有关,而且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,所以对于初学者应该在存储容量估算时多留裕量。
PLC的I/O点数的多少,在很大程序上反映了PLC系统的功能要求,因此可在I/O点数确定的基础上,按下式估算存储容量后,再加20%~30%的裕量。
存储容量(字节=开关量I/O点数×
10+模拟量I/O通道数×
100
另外,在存储容量选择的同时,注意对存储器的类型的选择。
什么是PLC自动控制系统?
自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,PLC取代传统继电器控制装置以来,PLC得到了快速发展,在世界各地得到了广泛应用。
同时,PLC的功能也不断完善。
随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高,PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。
今天的PLC不再局限于逻辑控制,在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。
作为离散控的制的首选产品,PLC在二十世纪八十年代至九十年代得到了迅速发展,世界范围内的PLC年增长率保持为20%~30%。
随着工厂自动化程度的不断提高和PLC市场容量基数的不断扩大,近年来PLC在工业发达国家的增长速度放缓。
但是,在中国等发展中国家PLC的增长十分迅速。
综合相关资料,2004年全球PLC的销售收入为100亿美元左右,在自动化领域占据着十分重要的位置。
PLC是由摸仿原继电器控制原理发展起来的,二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制,首先应用的是汽车制造行业。
它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令;
并通过数字输入和输出操作,来控制各类机械或生产过程。
用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求,并事先存入PLC的用户程序存储器中。
运行时按存储程序的内容逐条执行,以完成工艺流程要求的操作。
PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器,在程序运行过程中,每执行一步该计数器自动加1,程序从起始步(步序号为零起依次执行到最终步(通常为END指令,然后再返回起始步循环运算。
PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。
不同型号的PLC,循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。
PLC用梯形图编程,在解算逻辑方面,表现出快速的优点,在微秒量级,解算1K逻辑程序不到1毫秒。
它把所有的输入都当成开关量来处理,16位(也有32位的为一个模拟量。
大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。
把计算结果送给PLC的控制器。
相同I/O点数的系统,用PLC比用DCS,其成本要低一些(大约能省40%左右。
PLC没有专用操作站,它用的软件和硬件都是通用的,所以维护成本比DCS要低很多。
一个PLC的控制器,可以接收几千个I/O点(最多可达8000多个I/O。
如果被控对象主要是设备连锁、回路很少,采用PLC较为合适。
PLC由于采用通用监控软件,在设计企业的管理信息系统方面,要容易一些。
近10年来,随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大,越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制,PLC在我国的应用增长十分迅速。
随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高,今后一段时期内PLC在我国仍将保持高速增长势头。
通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器,但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。
实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器,现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。
国产PLC应该学习一下国产变频器
推荐1997年,刘强先生以变频器销售商的角色敏锐的意识到国内变频器应用的广阔前景,并且当时没有专业的媒体来促进变频器的技术应用与发展,于是创办了《变频器世界》,后期又根据专业需求创办《PLC&
FA》、《伺服控制》、中国自动化网等专业媒体与行业网站,成为国内工控行业最专业的“默多克”。
2007年是变频器世界创刊十周年,也是国产变频器蓬勃发展的十年,十年前国产品牌的市场份额几乎为0,十年后国产品牌市场占有率达到了25%,借助于国家节能降耗的政策,预计几年之内国产品牌市场占有率会达到50%,占有中低压变频器市场,进入高压变频器市场。
十年期间出现了大批的国内品牌,目前在国内营销的变频器厂家多达200多个,其中在深圳市就有几十家变频器生产商,其它厂家集中于华东、华北。
国产领军企业森兰、利德华福、风光均获得中国名牌产品称号,后起之秀为深圳英威腾、北京合康亿盛科技等。
严格意义上来讲,艾默生收购华为实际上也是国产品牌。
目前国内品牌多集中于中低压变频器市场,高压变频器市场仍为abb、西门子等国际大公司所垄断。
2002年之后,大批厂家选择进入变频器行业,除去市场因素,主要是因为在技术方面,中低压变频器已经有相当多的开发人才,以清华大学为高校代表,台湾普传公司为企业代表,清华大学李永东教授的弟子遍布国内变频器厂家,90年代进入大陆的普传培养了一批人才,后期各自创办变频器厂家。
从技术层面来看,变频器开发已经不再是难题,下一个十年需要突破高压变频器、变频器核心控制部分IGBT的国产化、以及快速发展的风电产业变流器的研究。
变频器国内厂商仍然以价格作为竞争优势,由于厂家众多,达到了白热化的阶段,未来的十年或许会产生几个非常大的国产变频器品牌厂家,大部分厂家或者被并购,或者被市场淘汰。
在国产厂家成立初期,由于面临着“生存”问题,在企业经营中多以市场销售为重点,强调速度制胜,价格为法宝,以接项目为主。
有了一定的市场规模以后开始进行产品的系列化,注重自主研发,其中利德华福07年研发费用达到了1600万。
从变频器产业十年发展来看,国产PLC或许在五到十年之内成为类似于变频器的格局,因为有越来越多的工控类公司选择开发PLC,从事PLC开发的技术人员也会越来越多,期待国产PLC能够拥有半壁江山的一天。
PLC扫描工作原理
当PLC运行时,是通过执行反映控制要求的用户程序来完成控制任务的,需要执行众多的操作,但CPU不可能同时去执行多个操作,它只能按分时操作(串行工作方式,每一次执行一个操作,按顺序逐个执行。
由于CPU的运算处理速度很快,所以从宏观上来看,PLC外部出
知识改变命运教育开创未来现的结果似乎是同时(并行)完成的。
这种串行工作过程称为PLC的扫描工作方式。
用扫描工作方式执行用户程序时,扫描是从第一条程序开始,在无中断或跳转控制的情况下,按程序存储顺序的先后,逐条执行用户程序,直到程序结束。
然后再从头开始扫描执行,周而复始重复运行。
PLC的扫描工作方式与电器控制的工作原理明显不同。
电器控制装置采用硬逻辑的并行工作方式,如果某个继电器的线圈通电或断电,那么该继电器的所有常开和常闭触点不论处在控制线路的哪个位置上,都会立即同时动作;
而PLC采用扫描工作方式(串行工作方式),如果某个软继电器的线圈被接通或断开,其所有的触点不会立即动作,必须等扫描到该时才会动作。
但由于PLC的扫描速度快,通常PLC与电器控制装置在I/O的处理结果上并没有什么差别。
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