日常维护
PLC除了锂电池和继电器输出触点外,基本没有其它易损元器件。由于存放用户程序的随机存储器(RAM),计数器和具有保持功能的辅助继电器等均用锂电池保护,锂电池的寿命大约5年,当锂电池的电压逐渐降低达一定程度时,PLC基本单元上电池电压跌落指示灯亮。提示用户注意,有锂电池所支持的程序还可保留一周左右,必须更换电池,这是日常维护的主要内容。
调换锂电池步骤:
① 在拆装前,应先让PLC通电15S以上(这样可使作为存储器备用电源的电容器充电,在锂电池断开后,该电容可队PLC做短暂供电,以保护RAM中的信息不丢失);
② 断开PLC的交流电源
③ 打开基本单元的电池盖板
④ 取下旧电池,装上新电池
⑤ 盖上电池盖板
更换电池时间要尽量短,一般不允许超过3min。如果时间过长,RAM中的程序将消失。
外部输入设备的选用与PLC输入继电器的使用
PLC的控制方式属于存储程序控制,其控制功能是通过存放在存储器内的程序来实现的,若要对控制功能作必要修改,只需改变控制程序即可,这就实现了控制的软件化。可编程控制器的优点在于"可"字,从软件来讲,其控制程序可编辑、可修改;从硬件上讲,其外部设备配置可变。构建一个PLC控制系统的重心就在于控制程序的编制,但外部设备的选用也将对程序的编制产生影响。因此在进行程序设计时应结合实际需要,硬、软件综合考虑。本文就硬、软两方面,选取梯形图为编程语言,以松下电工FPO-C32型PLC为例,对PLC使用过程中易出现的几个问题及解决方法进行了分析。
一、外部输入设备的选用与PLC输入继电器的使用
1. 外部输入信号的采集
PLC的外部设备主要是指控制系统中的输入输出设备,其中输人设备是对系统发出各种控制信号的主令电器,在编写控制程序时必须注意外部输入设备使用的是常开还是常闭触点,并以此为基础进行程序编制。否则易出现控制错误。
在PLC内部存储器中有专用于输入状态存储的输入继电器区,各输入设备(开关、按钮、行程开关或传感器信号)的状态经由输入接口电路存储在该区域内,每个输入继电器可存储一个输入设备状态。PLC中使用的"继电器"并非实体继电器,而是"软继电器",可提供无数个常开、常闭触点用于编程。每个"软继电器"仅对应PLC存储单元中的一位(bit),该位状态为"1",表示该"软继电器线圈"通电,则程序中所有该继电器的触点都动作。输入继电器作为PLC接收外部主令信号的器件,通过接线与外部输入设备相联系,其"线圈"状态只能由外部输入信号驱动。输入信号的采集工作示意图如图1。
输入继电器线圈其状态取决于外部设备状态
PLC输入信号采集示意图
图1中,输入设备选用的是按钮SB0的常闭触点,输入继电器X0的线圈状态取决于SB0的状态。该按钮未按下时,输入继电器X0线圈状态为"1"通电状态,程序中所有X0触点均动作,即常开触点接通,常闭触点断开;若按下该按钮,则输入继电器X0线圈状态为"0"断电状态,程序中所有X0触点均恢复常态。如果输入继电器连接的输入设备是按钮SB0的常开触点,则情况恰好相反:在该按钮未按下时,输入继电器X0线圈状态为"0"断电状态,程序中所有X0触点均不动作;若按下该按钮,输入继电器X0线圈状态为"1"通电状态,程序中所有X0触点均动作。
2. 停车按钮使用常闭型
由于PLC在运行程序判别触点通断状态时,只取决于其内存中输入继电器线圈的状态,并不直接识别外部设备,因此编程时,外部设备的选用与程序中的触点类型密切相关。这是一个在对照电气控制原理图进行PLC编程时易出现的问题。典型的例子是基本控制--"起保停控制"中的停车控制。
程序2程序调试结果.X0接通3次,Y3接通瞬间即断开。
上面两个程序中,输出Y3、计数器CTl02及内部通用继电器R0前面的逻辑条件均相同,仅仅是计数器CTl02所在语句位置发生了变化,而两段程序的运行结果就截然不同。这是因为CTl02对输出Y3的影响方式发生了变化。执行段程序时,将首先判断输出Y3的状态,再判断CTl02的状态,CTl02的状态变化只能在下一个扫描周期对Y3产生影响;而执行第二段程序时,将首先判断CTl02的状态,再判断输出Y3的状态,CTl02的状态变化将在该扫描周期直接影响Y3的状态。
从以上讨论可以得出,由于PLC采用"串行"工作方式,所以即使是同一元件,在梯形图中所处的位置不同,其工作状态也会有所不同,因此在利用梯形图进行控制程序编制时,应对控制任务进行充分分析,合理安排各编程元件的位置,才能够更为准确地实现控制。
三、PLC的编程元件
PLC的各种功能主要是通过运行控制程序来实现。编制程序时,需要合理使用PLC提供的编程元件(即软元件)。FPO型PLC中常用的编程元件有两种:位元件(bit)和字元件(word)。位元件实际上是PLC内存区域所提供的一个二进制位单元,又被称为软继电器,主要用作基本顺序指令的编程元件,如输入继电器Xn、输出继电器Yn、内部通用继电器Rn、定时(计数)器等,其参与控制的方式主要是通过对应触点的通断状态改变影响逻辑运算结果即输出。
PLC控制系统设计的基本内容
1.确定系统运行方式与控制方式。PLC可构成各种各样的控制系统,如单机控制系统、集中控制系统等。在进行应用系统设计时,要确定系统的构成形式。
2.选择用户输入设备(按钮、操作开关、限位开关、传感器等)、输出设备(继电器、接触器、信号灯等执行元件)以及由输出设备驱动的控制对象(电动机、电磁阀等)。这些设备属于一般的电气元件,其选择的方法属于其他课程的内容。
3.PLC的选。PLC是控制系统的核心部件,正确选择PLC对于保证整个控制系统的技术经济指标起着重要的作用。选择PLC应包括机型选择、容量选择、I/O模块选择、电源模块选择等。
4.分配I/0点,绘制I/0连接图,必要时还须设计控制台(柜)。
5.设计控制程序。控制程序是整个系统工作的软件,是保证系统正常、安全、可靠的关键。因此控制系统的程序应经过反复调试、修改,直到满足要求为止。
6.编制控制系统的技术文件,包括说明书、电气原理图及电气元件明细表、I/0连接图、I/O地址分配表、控制软件。