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PC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

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PC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

PC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

摘要:該文指出 PC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),硬件要確定PC單機(jī)還是PC網(wǎng)絡(luò),80點(diǎn)以內(nèi)的系統(tǒng)選用不須擴(kuò)展模塊的PC單機(jī),PC輸入輸出點(diǎn)數(shù)要留有10%余量,存儲(chǔ)容量和指令執(zhí)行速度是重要指標(biāo),手持編程器易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試,選用大公司的 PC產(chǎn)品;輸入回路中電源為 AC85—240V、DC24V時(shí),應(yīng)加裝電源凈化元件,PC內(nèi)、外接DC24V“一”端和“COM”端不共接;輸出回路中輸出方式:繼電器輸出適用于不同公共點(diǎn)間帶不同交、直流負(fù)載,電流達(dá)2A/點(diǎn);晶體管輸出適宜高頻動(dòng)作,響應(yīng)時(shí)間 0.2ms。每個(gè)“COM”點(diǎn)加一熔絲。用手持編程器編程先畫梯形圖再編程。

關(guān)鍵詞:自動(dòng)控制 可編程序控制器 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 應(yīng)用

在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中,有大量的數(shù)字量及模擬量的控制裝置,例如電機(jī)的起停,電磁閥的開閉,產(chǎn)品的計(jì)數(shù),溫度、壓力、流量的設(shè)定與控制等,工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的這些自動(dòng)控制問(wèn)題,若采用可編程序控制器(PC)來(lái)解決自動(dòng)控制問(wèn)題已成為最有效的工具之一,本文敘述PC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的問(wèn)題。
硬件選購(gòu)目前市場(chǎng)上的PC產(chǎn)品眾多,除國(guó)產(chǎn)品牌外,國(guó)外有:日本的 OMRON、MITSUBISHI、FUJJ、anasonic,德國(guó)的SIEMENS,韓國(guó)的LG等。近幾年,PC產(chǎn)品的價(jià)格有較大的下降,其性價(jià)比越來(lái)越高,這是眾多技術(shù)人員選用PC的重要原因。那么,如何選購(gòu)PC產(chǎn)品呢?
1.系統(tǒng)規(guī)模首先應(yīng)確定系統(tǒng)用 PC單機(jī)控制,還是用PC形成網(wǎng)絡(luò),由此計(jì)算PC輸入、輸出點(diǎn)。數(shù),并且在選購(gòu)PC時(shí)要在實(shí)際需要點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上留有一定余量(10%)。
2.確定負(fù)載類型根據(jù)PC輸出端所帶的負(fù)載是直流型還是交流型,是大電流還是小電流,以及PC輸出點(diǎn)動(dòng)作的頻率等,從而確定輸出端采用繼電器輸出,還是晶體管輸出,或品閘管輸出。不同的負(fù)載選用不同的輸出方式,對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是很重要的。
3.存儲(chǔ)容量與速度盡管國(guó)外各廠家的PC產(chǎn)品大體相同,但也有一定的區(qū)別。目前還未發(fā)現(xiàn)各公司之間完全兼容的產(chǎn)品。各個(gè)公司的開發(fā)軟件都不相同,而用戶程序的存儲(chǔ)容量和指令的執(zhí)行速度是兩個(gè)重要指標(biāo)。一般存儲(chǔ)容量越大、速度越快的PC價(jià)格就越高,但應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)的大小合理選用PC產(chǎn)品。
4.編程器的選購(gòu) PC編程可采用三種方式:
一是用一般的手持編程器編程,它只能用商家規(guī)定語(yǔ)句表中的語(yǔ)句編程。這種方式效率低,但對(duì)于系統(tǒng)容量小,用量小的產(chǎn)品比較適宜,并且體積小,易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試,造價(jià)也較低。
二是用圖形編程器編程,該編程器采用梯形圖編程,方便直觀,一般的電氣人員短期內(nèi)就可應(yīng)用自如,但該編程器價(jià)格較高。
三是用 IBM個(gè)人計(jì)算機(jī)加PC軟件包編程,這種方式是效率最高的一種方式,但大部分公司的PC開發(fā)軟件包價(jià)格昂貴,并且該方式不易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。
因此,應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的大小與難易,開發(fā)周期的長(zhǎng)短以及資金的情況合理選購(gòu)PC產(chǎn)品。
5.盡量選用大公司的產(chǎn)品其質(zhì)量有保障,且技術(shù)支持好,一般售后服務(wù)也較好,還有利于你的產(chǎn)品擴(kuò)展與軟件升級(jí)。
輸入回路的設(shè)計(jì)
1.電源回路 PC供電電源一般為 AC85—240V(也有DC24V),適應(yīng)電源范圍較寬,但為了抗干擾,應(yīng)加裝電源凈化元件(如電源濾波器、1:1隔離變壓器等)。
2.Pc上DC24V電源的使用各公司 PC產(chǎn)品上一般都有DC24V電源,但該電源容量小,為幾十毫安至幾百毫安,用其帶負(fù)載時(shí)要注意容量,同時(shí)作好防短路措施(因?yàn)樵撾娫吹倪^(guò)載或短路都將影響PC的運(yùn)行)。
3. 外部DC24V電源 若輸入回路有 DC24V供電的接近開關(guān)、光電開關(guān)等,而PC上DC24V電源容量不夠時(shí),要從外部提供DC24V電源;但該電源的“—”端不要與 PC的 DC24V的“—”端以及“COM”端相連,否則會(huì)影響PC的運(yùn)行。
4.輸入的靈敏度各廠家對(duì)PC的輸人端電壓和電流都有規(guī)定,如日本三菱公司F7n系列Pc的輸入值為:DC24V、7mA,啟動(dòng)電流為4.5mA,關(guān)斷電流小于1.5mA,因此,當(dāng)輸入回路串有二極管或電阻(不能完全啟動(dòng)),或者有并聯(lián)電阻或有漏電流時(shí)(不能完全切斷),就會(huì)有誤動(dòng)作,靈敏度下降,對(duì)此應(yīng)采取措施。另一方面,當(dāng)輸入器件的輸入電流大于PC的最大輸入電流時(shí),也會(huì)引起誤動(dòng)作,應(yīng)采用弱電流的輸入器件,并且選用輸人為共漏型輸入的 PC,Bp輸入元件的公共點(diǎn)電位相對(duì)為負(fù),電流是流出 PC的輸入端。
輸出回路的設(shè)計(jì)
1.各種輸出方式之間的比較
(1)繼電器輸出:優(yōu)點(diǎn)是不同公共點(diǎn)之間可帶不同的交、直流負(fù)載,且電壓也可不同,帶負(fù)載電流可達(dá)2A/點(diǎn);但繼電器輸出方式不適用于高頻動(dòng)作的負(fù)載,這是由繼電器的壽命決定的。其壽命隨帶負(fù)載電流的增加而減少,一般在幾十萬(wàn)次至Jl百萬(wàn)次之間,有的公司產(chǎn)品可達(dá)1000萬(wàn)次以上,響應(yīng)時(shí)間為10ms
(2)晶閘管輸出:帶負(fù)載能力為0.2A/點(diǎn),只能帶交流負(fù)載,可適應(yīng)高頻動(dòng)作,響應(yīng)時(shí)間為1ms.
(3)晶體管輸出:最大優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)于高頻動(dòng)作,響應(yīng)時(shí)間短,一般為0.2ms左右,但它只能帶 DC 5—30V的負(fù)載,最大輸出負(fù)載電流為0.5A/點(diǎn),但每4點(diǎn)不得大于0.8A。
當(dāng)你的系統(tǒng)輸出頻率為每分鐘6次以下時(shí),應(yīng)首選繼電器輸出,因其電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,抗干擾和帶負(fù)載能力強(qiáng)。當(dāng)頻率為10次/min以下時(shí),既可采用繼電器輸出方式;也可采用PC輸出驅(qū)動(dòng)達(dá)林頓三極管(5—10A),再驅(qū)動(dòng)負(fù)載,可大大減小電流。
2.抗干擾與外部互鎖當(dāng) PC輸出帶感性負(fù)載,負(fù)載斷電時(shí)會(huì)對(duì)PC的輸出造成浪涌電流的沖擊,為此,對(duì)直流感性負(fù)載應(yīng)在其旁邊并接續(xù)流二極管,對(duì)交流感性負(fù)載應(yīng)并接浪涌吸收電路,可有效保護(hù)PC。

當(dāng)兩個(gè)物理量的輸出在PC內(nèi)部已進(jìn)行軟件互鎖后,在PC的外部也應(yīng)進(jìn)行互鎖,以加強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。
3.“GOM“點(diǎn)的選擇不同的 PC產(chǎn)品,其“COM”點(diǎn)的數(shù)量是不一樣的,有的一個(gè)“COM”點(diǎn)帶8個(gè)輸出點(diǎn),有的帶4個(gè)輸出點(diǎn),也有帶2個(gè)或1個(gè)輸出點(diǎn)的。當(dāng)負(fù)載的種類多,且電流大時(shí),采用一個(gè)“COM”點(diǎn)帶1—2個(gè)輸出點(diǎn)的 PC產(chǎn)品;當(dāng)負(fù)載數(shù)量多而種類少時(shí),采用一個(gè)“COM”點(diǎn)帶4—8個(gè)輸出點(diǎn)的PC產(chǎn)品。這樣會(huì)對(duì)電路設(shè)計(jì)帶來(lái)很多方便,每個(gè)“COM”點(diǎn)處加一熔絲,1—2個(gè)輸出時(shí)加2A的熔絲,4—8點(diǎn)輸出的加5—10A的熔絲,因 PC內(nèi)部一般沒有熔絲。
4.PC外部驅(qū)動(dòng)電路對(duì)于 PC輸出不能直接帶動(dòng)負(fù)載的情況下,必須在外部采用驅(qū)動(dòng)電路:可以用三極管驅(qū),也可以用固態(tài)繼電器或晶閘管電路驅(qū)動(dòng),同時(shí)應(yīng)采用保護(hù)電路和浪涌吸收電路,且每路有顯示二極管(LED)指示。印制板應(yīng)做成插拔式,易于維修。
PC的輸入輸出布線也有一定的要求,請(qǐng)看各公司的使用說(shuō)明書。

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