三菱FX PLC控制系统设计的步骤分析

三菱PLC FX系列控制系统设计的步骤分析(三菱PLC系统设计步骤)
1、了解被控制系统
   在设计前要详细分析被控对象、控制过程和要求，熟悉工艺流程及所有的功能和指标要求。例如，机械部件的动作顺序、动作条件及必要的保护与联锁。系统的工作方式(手动、自动)，PLC与其他智能设备(变频器、触摸屏)之间的关系，PLC的通信联网，物理量的显示与显示方式，电源突然停电及紧急情况的处理等。
   分类统计好PLC的输人信号和输出所控制的负载，并进一步分析各输人输出量的性质(是开关量还是模拟量、是直流量还是交流量、电压等级的大小等)。
2、进行与硬件有关的设计
 (1)、确定PLC的型号和硬件配置
    1)、PLC物理结构的选择。
    PLC可分为整体式和模块式两种，小型控制系统一般使用整体式PLC。
    模块式PLC的特点是功能扩展方便灵活，并且还配有多种特殊的I/O模块供用户使用，可完成各种特殊的控制任务，在判断故障范围和维修更换模块时也很方便。在较复杂、性能要求高的系统中一般采用模块式PLC。
    2)、PLC存储器的容量选择。
    仅需开关量控制的系统，将I/O点数乘以8，就是所需要的存储器的字数，这一要求一般都能满足。
    只有模拟量输入、没有模拟量输出的系统，按每路模拟量准备100个存储器字。
    既有模拟量输人又有模拟量输出的系统，一般要求对模拟量作闭环控制,涉及的运算复杂，估计时可按每路模拟量准备200个存储器字。
    当然在考虑以上容量时，需要留出一定的裕量。
    3)、PLC I/O点数的确定。
    确定 1/0点数时，首先要准确统计出被控设备对PLC I/O点数的总需求，然后在此基础上，留出10%~20%的裕量，以便今后对系统进行改进和扩充。对干整体式结构的PLC，如果与系统要求的1/0点数的比例相差很大，可以选用只有输入点或只有输出点的扩展单元或扩展模块。
    根据以上几点，选择出合适的PLC的型号。另外，同一企业应尽量使PLC的机型统一，或者尽可能只使用同一生产厂家的PLC。对于需要联网通信的控制系统，更要注意机型的统一以便其模块可相互换用，便于备件采购和管理。对有特殊控制要求系统，可选用有相同或相似功能的PLC。
    4)、开关量I/O模块的选择。
    开关量I/O模块按外部接线方式分为隔离式、分组式和汇总式，如果信号之间不需要隔离，可选用后两种。
    开关量输人模块的输入电压一般为DC24V和AC220V。直流输人电路的延迟时问较短，可直接与接近开关、光电开关等电子输人装置连接。交流输人方式的触点接触可靠，适合在油雾、粉尘等恶劣环境下使用。
    开关量输出模块有三种类型:继电器输出、双向晶闸管输出、晶体管输出。继电器输出模块可用于交流负载和直流负载，其触点工作电压范围广，导通电压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但是动作速度较慢，动作次数有一定的限制。若输出信号变化不频繁，可优先选用继电器输出模块。
    晶体竹输出模块适用于直流负载，双向晶闸竹输出模块适用于交流负载，它们的响应速度快、寿命长，但是过载能力差。
    所以在进行开关量VO模块的选择时要考虑负载电压的种类和大小、系统对延迟时问的要求、负载变化是否频繁等，还要注意同一输出模块对电阻性负载、电感性负载和灯负载的驱动能力的差异。具体可以参照PLC的使用手册。如某继电器输出模块的最高工作电压为交流250V，则可以驱动2A的电阻性负载、80VA的电感性负载或者l 00W的白炽灯负载。
    输出模块的输出电流额定值应大于负载电流的最大值，并要考虑到输出电流随环境温度升高而降低。
    5)、通信功能的选择。
    首先了解系统对PLC通信功能的要求。例如，需要与哪些设备通信、通信距离、信息传输的速率等。
    如果距离较近的两台设备通信，如PLC与I位机之问的通信，可选用RS232C串行通信接口的PLC.其最大通信距离为15m,最高传输速率为20kbit/s，只能一对一地通信。
    如果是在多台设备间通信，可选用RS422和RS485串行通信接口。使用RS422时一台驱动器可连接10台接收器;RS485使用双绞线实现多站互连.构成分布式系统，最多可有32个站。
    选型时还要注意PLC是否配有通信用的专用指令，编程是否方便等。
 (2)、确定系统输入元件和输出元件的型号
    输人元件,如按钮、指令开关、限位开关、接近开关、传感器等。
    输出元件，如接触器、继电器、电磁阀、指示灯等。
 (3)、分配PLC的输人点和输出点
    可以用表格的方式列出输人/输出信号，标明各个信号的意义、代号。并给各信号分配PLC中软元件的元件号。这一步主要为绘制硬件接线图和设计梯形图做准备。具体可参照I/O分配表。
 (4)画出硬件接线图
    这一步主要是结合前面给出的I/O分配表和输入、输出元件等，设计出PLC的外部硬件接线图，以及其他电气原理图、接线图和安装所需要的图样。
3、设计梯形图程序
   主要根据总体要求和控制系统的具体情况，确定用户程序的基本结构，画出程序流程图或顺序功能图。
   较简单的系统的梯形图可以用经验设计法来设计;较复杂的系统的梯形图一般采用顺序控制设计法来设计。
4、梯形图程序的模拟调试
   1)、对用户的梯形图程序一般先采用模拟调试，即用小开关和按钮来模拟PLC的实际输人信号(利用它们发出操作指令，或模拟实际的反馈信号。或模拟限位开关、传感器的接通和断开)。
   2)、通过输出模块上各输出继电器对应的发光二极管，来观察各输出信号的变化是否满足设计的要求。
   3)、在程序中如果定时器或计数器的设定流过大，可以在调试时将它们减小，以缩短调试时间。调试结束后再写人实际的设定值。
   4)在顺序控制的调试中，主要是看程序的运行是否符合顺序功能图的规定，某一转换条件满足时，其前级步是否变为不活动步，其后续步是否变为活动步，以及各步所驱动的负载是否发生相应的变化。
   5)、调试时要充分考虑各种可能发生的情况.如果是顺序控制或多种工作方式，则要对每一条支路都逐一进行检查，不能遗漏。发现问题及时修改、再调试，直到完全符合控制要求为止。
   6)、在梯形图的设计和模拟调试的同时，可以设计、制作控制台、柜，PLC之外的其他硬件接线的安装等也可以同时进行。
5、现场总机调试
   模拟调试通过后，进行实际的总装统调。先要仔细检查PLC外部设备接线是否正确，设备引脚匕工作电压是否正常。在将用户程序传送到PLC之前，可先用一些短小的测试程序检测外部的接线状况，看看有无接线故障。进行这类预调时，要将主电路先行断开，避免误操作或电路故障损坏主电路元器件。一切确认无误后，将程序送人存储器进行总调试，直到各部分的功能都正常，协调一致成为一个正确的整体控制为止。如果发现问题，则要对硬件和软件的设计做出调整，直到完全符合要求。
6、编写技术文件
   根据调试的最终结果，要整理出完整的技术文件，再交付用户使用。技术文件应包括以下内容:
    1)、PLC的外部接线图和其他电气图样。
    2)、PLC的编程元件表。程序中所使用的各软元件(T、Y、M、S、T、C)的元件号、名称、功能，以及T、C的设定值等。
    3)、PLC的顺序功能图、带注释的梯形图和必要的总体文字说明。

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