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                PLC选型及设计要点

                栏目:技术专题 发布时间:2021-03-29
                S7-300 PLC的应用非常广泛,在设计选型和调试及实际应用中可能会碰到各种∮各样的问题。

                一、选型要点
                S7-300 PLC
                的选型原则是据生产工艺所需的功能和容量进行选型,并考虑维护的方便性、备件的通【用性,以及是否易于扩展和有无特殊功能等要求。选型时具体注意以下几方面:
                (1)
                有关参数确定。一是输入/输出点数(I/O点数)确定。这是确定PLC规模的一个△重要依据,一定要根据实际「情况留出适当余量和扩展余地。二是PLC存储容量确定。注意当系统有模拟量信号存在或要进行大量数据处理时,其存←储容量应选大一些。
                (2)
                系统软硬№件选择。一是▆扩展方式选择,S7-300 PLC有多种扩展方式,实际选用时,可通过控制系统接口模块扩展机架、Profibus-DP现场总线、通信模块、运程I/OPLC子站【等多种方式来扩展PLC或ω预留扩展口;二是PLC的联网,包括PLC与计算机联网和PLC之间相互联网两种方式。因S7-300 PLC的工业通信网络淡化了PLCDCS的界限,联网的解决方案很多,用户可根据企业的要求选用;三是CPU的选择,CPU的选型是合理配置系统资∞源的关键,选↑择时必须根据控制系统对CPU的要求(包括系统集成ω 功能、程序块数量限制、各种位资源、MPI接口能力、是否有 PROFIBUS-DP主从接口、RAM容量、温度范围等),并最好在西门子公司的技卐术支持下进行,以获得合◆理的选型;四是编程软件的选择,这主要考虑对CPU的支持状况,我们的体会是:STEP7 V4.0对有※些型号的CPU不支持,硬件组态时会发生故障出错,而STEP7V5.0则不存在◥这种问题。 
                二、设计︾及使用
                1.
                设计注意事项
                设计时主要应注意以下几方面:
                (1)PLC
                输出电路中没有保护,因此在外部电路中应设置串联熔断器卐等保护装置,以防止负载短路造成PLC损坏。熔断器容量一般为0.5A
                (2)PLC
                存在I/O响应延迟问题,因此在快速响应设备中应加以注①意。MPI通信协议虽简∑ 单易行,但响应速度较慢。
                (3)
                编制控制程序时█,最好用模块式结构程序。这样既可增强程序的可读性,方便调试和维护工作;又能使数据库结构统一,方便WinCC组态时变量标签的统一编制和设】备状态的统一显示。
                (4)
                硬件资源。要合理配置硬件资源,以提高系统可靠性。如PLC电源配电系统要配备冗余的UPS不间断○电源,以排除停电〖对全线运行的不利影响。又如对电机的控制回路要进行继电器隔离,以消除外部←负载对I/O模块的可能损坏。另外,系统设备要采用独立的接地系统,以减少杂波干扰。
                2.
                使用要点
                (1)
                抗干〗扰措施。来自电【源线的杂波,能造成系统电压畸变,导致系统内电气设备的过电压、过负荷、过热甚至烧毁元器件,造成PLC等控¤制设备误动作。所以,在电源入口处最好应设置屏蔽变压器或电源滤波等防干扰设∴施。其中,电源滤波⌒ 器的地要以最短线路接到中央↓保护地。对于直流电源,则可加装微分电容加以干扰抑制。
                (2)
                保护接地。可采取用不小于10mm2的保护导线接好配电板的保■护地;相邻的控制柜也应良好接触并√与地可靠连接。同时要做好防雷保护接地,通常可采取总线电缆使用屏蔽电缆且屏蔽层两端接地,或模拟信号电缆采取两层屏蔽,外层屏蔽两端※接地等措施。另外,为防止感应雷进入系统,可采用浪涌吸收器。
                (3)
                做好信号◥屏蔽。信号的屏蔽非常关键,一般可采取屏蔽电缆传送模拟信号。注意对多个模拟信号共用一根多芯屏蔽电缆或用两种♂屏蔽电缆传送时,信号间一定■要做好屏蔽。而且电缆的屏蔽层一端(一般在控制柜端)要可靠接地。
                (4)
                当现场→没有或无法设置硬点时,可在操作界面上采取软按键的方法解决走向选择或控▂制方式选择等问题。此外,与变频器、智能ㄨ仪表等的连接,最好还是采用信号线直接相连的方式。
                (5)
                应合理配置PLC的使用环境,提高系统抗干扰能力。具体采取的措施有:远】离高压柜、高频设备、动力屏以及高压线或大电流动力装置;通信电缆和模拟信号电缆尽量不与其他屏 ()或设备共用电缆沟;PLC柜内不用荧光々灯等。另外,PLC虽适合工业◎现场,但使用中也应尽量避免直接震动和冲击、阳光直射、油雾、雨淋等;不要在有腐蚀性⊙气体、灰尘过多、发热体附近应用;避免导电性杂物进入控制器。
                三、调试要点及注意事项
                (1)
                常规检查。在通电之前要耐心细致地作一系列的常规〗检查(包括接线检查、绝缘检查、接地电阻检查、保险检查等),避免损坏PLC模块(STEP7的诊断程序对所有模块进行检查)
                (2)
                系统调试。系统调试可按々离线调试与在线调试两阶段进行。其中离线调试主要是对程序的编制工作进行检查和调试,采用STEP7能对用户编制程序进行自动诊断处理,用户也可通过各种逻辑关系判断编制程序的正误。而在线调试是一个综合调试过程,包■括程序本身、外围线路、外围设备以及所控设备等的调试。在线调试过程中,系统在监控状态下运行,可随时发现问题◣、随时解决问题ㄨ,从而使系统逐步完善。因此,一般系统所存在的问题基本上可在此≡过程中得到解决。 
                在线调试设备开停时,必须先调试空开关的运行情况;如果设备设有运行监视开关,则可把监视开关强制为▲""(正式运行〇时,撤销强制)。调试单台设备时可针对性地建立该设备的变量表,对该设备及其与该设备相关的变量进行实时监视。这样既可判→断逻辑操作是否正确,对模拟量的变化也可一目了然。比如调试电动执行器时,可建立一变量表,对执行器的位置信号、限位信号、过力矩信号及输出命令信号等进行实时监视,便可非常直观地观测执行器的动作情况。
                (3)S7-300 PLC
                模拟量模块▲可通过变换信号类型卡支持各种类型信号。当改造老生产工艺线时,不可避免地会遇到多类信号。因此,设计时最好不把几种信号接到同一模块;同时必须先组态好模块,再接信号线♀,检查无↘误后送电。此外,应避免两◥线制与四线制信号、电流与电压信号的混接,以免烧坏模块。
                (4)
                一般变送器的负载能力为600Ω,而模拟量输入模块的抗阻各不相同(一般在250Ω以下)。如果回路内设安全栏,必须注意抗阻的匹配;模拟量输出模块的负载能力为600Ω,一般 
                执行器的负载能力为250Ω;如线路较长,也存在抗阻∮匹配问题。此外,要加强信号的隔离,特别是要加强与支流调速装置、变频调速装置及设备︼配套的小型PLC之间的信号隔离,防止相互干扰。 

                四、结束语
                S7-300 PLC
                的应用非常广泛,在设计选型和调试及实际应用中可能会碰到各种各样的问题。本文从实际出发,总结多年实践经验,对以上各方面的问题提出了自己的见解,希望对工∩程技术人员能有一定的参考价值。