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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。總之,適用、可靠、產(chǎn)品性價(jià)比是選擇隔離器的主要原則。
外部輸入設(shè)備的選用與PLC輸入繼電器的使用
1. 外部輸入信號(hào)的采集
PLC的外部設(shè)備主要是指控制系統(tǒng)中的輸入輸出設(shè)備,其中輸人設(shè)備是對(duì)系統(tǒng)發(fā)出各種控制信號(hào)的主令電器,在編寫控制程序時(shí)注意外部輸入設(shè)備使用的是常開(kāi)還是常閉觸點(diǎn),并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行程序編制。否則易出現(xiàn)控制錯(cuò)誤。
在PLC內(nèi)部存儲(chǔ)器中有于輸入狀態(tài)存儲(chǔ)的輸入繼電器區(qū),各輸入設(shè)備(開(kāi)關(guān)、按鈕、行程開(kāi)關(guān)或傳感器信號(hào))的狀態(tài)經(jīng)由輸入接口電路存儲(chǔ)在該區(qū)域內(nèi),每個(gè)輸入繼電器可存儲(chǔ)一個(gè)輸入設(shè)備狀態(tài)。PLC中使用的"繼電器"并非實(shí)體繼電器,而是"軟繼電器",可提供無(wú)數(shù)個(gè)常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)用于編程。每個(gè)"軟繼電器"僅對(duì)應(yīng)PLC存儲(chǔ)單元中的一位(bit),該位狀態(tài)為"1",表示該"軟繼電器線圈"通電,則程序中所有該繼電器的觸點(diǎn)都動(dòng)作。輸入繼電器作為PLC接收外部主令信號(hào)的器件,通過(guò)接線與外部輸入設(shè)備相聯(lián)系,其"線圈"狀態(tài)只能由外部輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)。輸入信號(hào)的采集工作示意圖如圖1。
輸入繼電器線圈其狀態(tài)取決于外部設(shè)備狀態(tài)
控制目的估算存儲(chǔ)器容量的方法
四、編程器和外部設(shè)備的選擇
在系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,PLC的編程問(wèn)題是非常重要的。用戶應(yīng)當(dāng)對(duì)所選擇PLC產(chǎn)品的軟件功能及編程器有所了解。通常情況下,小型控制系統(tǒng)一般選用價(jià)格便宜的簡(jiǎn)易編程器,如果系統(tǒng)較大或多臺(tái)PLC共用,可以選用功能強(qiáng)、編程方便的圖形編程器。如果有個(gè)人計(jì)算機(jī),可以選用能在個(gè)人計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的編程軟件包。同時(shí),為了防止因干擾、鋰電池電壓下降等原因破壞RAM中的用戶程序,可以選用EEP-ROM模塊作為外部設(shè)備。
五、實(shí)例
(一)利用三菱PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)印刷機(jī)的控制
印刷機(jī)的一套電氣設(shè)計(jì)屬于系統(tǒng)設(shè)計(jì),為了使產(chǎn)品性能穩(wěn)定,易于維護(hù),采用以PLC為主控器的控制方案。印刷機(jī)要求易于操作,精度高,輸入、輸出點(diǎn)較多,因此采用雙機(jī)通訊。上位機(jī)采用三菱的FX2N-80MR、FX2N-80MR自帶I/O接口,可以接40點(diǎn)輸入,40點(diǎn)輸出,主要負(fù)責(zé)主傳動(dòng)的控制,各機(jī)組離合器的控制,以及氣泵,氣閥的控制等。下位機(jī)采用三菱FX2N-64MR、FX2N-64MR可以接32點(diǎn)輸入,32點(diǎn)輸出,主要負(fù)責(zé)水輥電機(jī)的控制,主傳動(dòng)的調(diào)速輸出,調(diào)版電機(jī)數(shù)據(jù)采集等。上位機(jī)與下位機(jī)采用RS485, 通訊,通訊方便,可靠。同時(shí)選用了一臺(tái)三菱5.7寸觸摸屏,主要負(fù)責(zé)水輥電機(jī)速度顯示,調(diào)版顯示,以及整機(jī)故障顯示等。本系統(tǒng)運(yùn)行可靠,維護(hù)方便,操作簡(jiǎn)便直觀,大大提高了膠印機(jī)的檔次。
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(guò)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(kāi)關(guān)、按鈕、接近開(kāi)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。
編制技術(shù)文件
系統(tǒng)技術(shù)文件包括說(shuō)明書、電氣原理圖、電器布置圖、電氣元件明細(xì)表、 PLC 梯形圖。
三、 PLC 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1 . PLC 型號(hào)的選擇
在作出系統(tǒng)控制方案的決策之前,要詳細(xì)了解被控對(duì)象的控制要求,從而決定是否選用 PLC 進(jìn)行控制。
在控制系統(tǒng)邏輯關(guān)系較復(fù)雜(需要大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等)、工藝流程和產(chǎn)品改型較頻繁、需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和信息管理(有數(shù)據(jù)運(yùn)算、模擬量的控制、 PID 調(diào)節(jié)等)、系統(tǒng)要求有較高的可靠性和穩(wěn)定性、準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化聯(lián)網(wǎng)等情況下,使用 PLC 控制是很必要的。
目前,國(guó)內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的 PLC 產(chǎn)品,使用戶眼花繚亂、無(wú)所適從。所以全面權(quán)衡利弊、合理地選擇機(jī)型才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的。一般選擇機(jī)型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨,不要盲目貪大求全,以免造成投資和設(shè)備資源的浪費(fèi)。
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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò),后更換隔離性能更高的PLC電源,問(wèn)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(kāi)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(guò)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。