搜索
post-at-2013-03-21post-at-2013-03-21PCL应用技术题目：PLC实现变频调速器多电机控制实训报告目录：一、PCL的工作原理二、PCL的应用领域和特点三、PCL的控制对象及连接安装四、如何让PCL变频器实现多电机控制五、PCL在使用中应注意的问题及解决方案六、实训总结一、PCL的工作原理PLC是采用“顺序扫描、不断循环”的方式进行工作的。即PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描。如果无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直到程序结束，然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫post-at-2013-03-21post-at-2013-03-21描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。周而复始。PLC的扫描工作过程可分为输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段，并进行周期性循环。二、PCL的应用领域和特点1、目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类：1】.开关量逻辑控制取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。2】.工业过程控制在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量（即模拟量），PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。3】.运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。4】.数据处理PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。post-at-2013-03-21post-at-2013-03-215】.通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展，现在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。2、PLC的应用特点1】.可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统将极高的可靠性。2】.配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。3】.易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。4】.系统的设计，工作量小，维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的生产场合。post-at-2013-03-21post-at-2013-03-21三、PCL的控制对象1、PCL变频器对多电机的控制对象1】通过输出开关量，即输出控制通断信号，比如通过控制小继电器通断来控制交流接触器的线圈得电与否，从而控制接触器连接的主电路通断。2】、通过输出模拟信号，比如0-20mA、4-20mA、0-5V、0-10V等，把这些信号送到现场的仪器仪表进行控制，例如带电子定位器的气动阀门的开关等。3】、通过输出数字信号，通过通讯线路与仪表电器连接进行控制，比如把变频器通过RS485通讯接口相连，再进行通讯参数设置就能通过PLC直接控制变频器，从而控制现场电机。4】、现场许多接触器的吸合与否通过辅助触点的通断，把这个通断信号送入PLC，那么这个通断信号就能被PLC利用通过编程运行程序来输出开关量来控制其他设备。这个信号也可被PLC接收并传给与之通讯连接的电脑，用来监控这个接触器控制的设备运行与否。现场许多传感器测得的信号也类似的被传送给PLC，这些信号先被转换成数字信号即A/D转换，再由CPU处理，通过一定的程序（可人为编制）换算，再输出某个阀门的通断信号或模拟控制信号等。数字信号，则直接输入PLC处理后输出，如果要输出模拟信号则要先由PLC固定模块进行D/A转换后再输出。PLC它的核心CPU处理的是数字信号（二进制），我们可以把它看成是成千上万个电子版小继post-at-2013-03-21post-at-2013-03-21电器（包括时间继电器、电流继电器等）的高集成体,把这些个小继电器的通断看成数字信号，比如小继电器接通为1，断开为0。而模拟信号和数字信号输出则是因为另外添加了信号转换电路和接口电路的结果。它的自动化，就是通过编写PLC可以运行识别的程序语言，对其内的“小继电器”按工厂生产要求进行排列组合设计，控制他们的通断，程序一经运行，就不要认为再去操作，人只要给主电路上的开关都打开，把关键控制点留给PLC就可以了。2、PCL的链接安装1】动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线，隔离变压器与PLC和I/O之间应采用双胶线连接。将PLC的IO线和大功率线分开走线，如必须在同一线槽内，分开捆扎交流线、直流线，若条件允许，分槽走线最好，这不仅能使其有尽可能大的空间距离，并能将干扰降到最低限度。2】PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内。在柜内PLC应远离动力线（二者之间距离应大于200mm）。与PLC装在同一个柜子内的电感性负载，如功率较大的继电器、接触器的线圈，应并联RC消弧电路。3】PLC的输入与输出最好分开走线，开关量与模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一端或两端接地，接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10.4】交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。5】I/O端的接线输入接线●输入接线一般不要太长。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些。post-at-2013-03-21post-at-2013-03-21●输入/输出线不能用同一根电缆，输入/输出线要分开。●尽可能采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于阅读。输出连接●输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。●由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板。●采用继电器输出时，所承受的电感性负载的大小，会影响到继电器的使用寿命，因此，使用电感性负载时应合理选择，或加隔离继电器。●PLC的输出负载可能产生干扰，因此要采取措施加以控制，如直流输出的续流管保护，交流输出的阻容吸收电路，晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻保护。四、如何让PCL变频器实现多电机控制1、在传统的传动系统中，要保证多个执行元件间速度的一定关系，其中包括保证其间的速度同步或具有一定的速比，常采用机械传动刚性联接装置来实现。但有时若多个执行元件间的机械传动装置较大，执行元件间的距离较远时，就只得考虑采用独立控制的非刚性联接传动方法。主不分从，各电动机的轴端均套装码器及各变频器中加装测速反馈选件卡FR—A5AP，并将编码器输出端与测速反馈选件卡输入端相连，使每台电动机和编码器各自构成闭环装置，可按照它们不同的速度增益比例同时给予变频器主速设定，产同时起动和停止。虽然在系统中相对独立，并无负载上的关联，但由于同时给定主速信号，在此大前提下，可根据各自的负载情况进行闭环型的速度调整，也能达到多台同速的要求。（此方法仅限于A500系列产品post-at-2013-03-21post-at-2013-03-21post-at-2013-03-21post-at-2013-03-212、电机的正反控制1】.开关量控制：将PLC的输出触点与变频器的正转，反转，高速，中速，低速触点连接，再在变频器上设置高中低档频率，用PLC直接控制这些触点的闭开即可。2】.模拟量控制，将PLC的输出触点与变频器的电流输入或电压输入触点连接，再在PLC上设置电压或电流再用D/A转换即可调节频率，正反转就是正负电平。3】.现场总线：使用CCLINK现场总线。旋转编码器的使用：旋转编码器一般是测量电机速度用的，使用带晶体管接口的PLC，将编码器接近开关信号输入到PLC高速输入接口，再在PLC内编制相关程序，即可算出当前速度，与所需速度比较，以便及时调整。五、PCL在使用中应注意的问题及解决方案post-at-2013-03-21post-at-2013-03-21可编程控制器在工业控制领域的应用以及PLC在应用过程中，要保证正常运行应该注意的一系列问题，PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工业环境中使用。然而，尽管有如上所述的可靠性较高，抗干扰能力较强，但当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC的正常运行，要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。因此在使用中应注意以下问题：1.工作环境（1）温度PLC要求环境温度在0~55oC，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大。（2）湿度为了保证PLC的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85%（无凝露）。（3）震动应使PLC远离强烈的震动源，防止振动频率为10~55Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施，如采用减震胶等。（4）空气避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。（5）电源post-at-2013-03-21post-at-2013-03-21PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。一般PLC都有直流24V输出提供给输入端，当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使PLC接收到错误信息。2.控制系统中干扰及其来源现场电磁干扰是PLC控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性的因素之一，所谓治标先治本，找出问题所在，才能提出解决问题的办法。因此必须知道现场干扰的源头。（1）干扰源及一般分类影响PLC控制系统的干扰源，大都产生在电流