Projeto de sistema de controle PLC
As etapas gerais do projeto do sistema de controle PLC podem ser divididas nas seguintes etapas: familiarizar-se com o objeto de controle e calcular o equipamento de entrada/saída, seleção do PLC e configuração de hardware, projetar diagrama esquemático elétrico, projetar console (gabinete), compilar programa de controle, depuração de programas e preparação de documentação técnica.
1. Esclarecer os requisitos de controle e entender o processo de produção do objeto controlado
A familiaridade com o diagrama de layout do processo de projeto do objeto de controle é a base do projeto do sistema.Primeiro, você deve entender o processo do objeto controlado e seus requisitos para o sistema de controle em detalhes e a relação entre vários sistemas mecânicos, hidráulicos, pneumáticos, de instrumentação e elétricos.O modo de trabalho do sistema (como automático, semiautomático, manual, etc.), a relação entre PLC e outros dispositivos inteligentes no sistema, o tipo de interface homem-máquina, o modo de rede de comunicação, o tipo e escopo do alarme, falha de energia e tratamento de emergência, etc. Aguarde.
Nesta fase, os dispositivos de entrada do usuário (botões, interruptores de operação, fins de curso, sensores, etc.), dispositivos de saída (relés, contatores, indicadores de sinal, etc.) e objetos de controle acionados por dispositivos de saída (motores, válvula solenóide, etc. ).
Ao mesmo tempo, também deve determinar quais sinais precisam ser inseridos no PLC, quais cargas são acionadas pelo PLC e classificar e contar a natureza e a quantidade de cada entrada e saída, seja digital ou analógica, DC ou CA e tensão.As classes de tamanho fornecem uma base para a seleção de PLC e configuração de hardware.
Por fim, classifique os objetos de controle e as funções de controle, que podem ser divididos de acordo com o uso do sinal ou área de controle, determine a localização física do equipamento de detecção e do equipamento de controle e analise a forma, função, escala e relação entre cada sinal de detecção e relação de sinal de controle.Depois que o ponto de sinal é determinado, o layout do processo ou diagrama de sinal é projetado.
2. Projeto de hardware do sistema de controle PLC
Com a promoção e popularização do PLC, os tipos e quantidades de produtos PLC estão aumentando.Nos últimos anos, houve dezenas de séries e centenas de modelos de produtos PLC importados do exterior, fabricantes nacionais ou produtos autodesenvolvidos.Existem muitas variedades de CLPs, com diferentes estruturas, desempenhos, capacidades, sistemas de comando, métodos de programação, preços, etc., e diferentes ocasiões de uso.Portanto, a seleção razoável de PLC desempenha um papel importante na melhoria dos indicadores técnicos e econômicos do sistema de controle PLC.
1. Seleção do modelo PLC
A escolha do modelo de CLP deve ter como premissa o atendimento aos requisitos de controle, garantindo confiabilidade, facilidade de manutenção e utilização e a melhor relação custo-benefício.Especificamente, os seguintes aspectos devem ser considerados:
(1) O desempenho é compatível com a tarefa.Para pequenos equipamentos de unidade única que precisam apenas de controle digital, PLCs gerais pequenos (como série S7-200 da Siemens, série CPM1/CPM2 da OMRON, série FX da Mitsubishi, etc.) podem atender aos requisitos.
Para o sistema de aplicação baseado principalmente no controle de quantidade digital e com uma pequena quantidade de controle de quantidade analógica, como o controle de quantidades contínuas como temperatura, pressão e fluxo frequentemente encontrados na produção industrial, um módulo de entrada de quantidade analógica com A/D conversão e um O módulo de saída analógica da conversão D/A é conectado com o sensor correspondente, transmissor (o módulo de temperatura inserido diretamente pelo sensor de temperatura pode ser selecionado para o sistema de controle de temperatura) e o dispositivo de acionamento, e um pequeno PLC com forte funções de operação e processamento de dados são selecionadas.(série S7-200 ou S7-300 da Siemens, série CQM1/CQM1H da OMRON, etc.).
Para projetos de engenharia com controle mais complexo e requisitos de função de controle mais altos, como cálculo PID, controle de malha fechada, rede de comunicação e outras funções, a máquina de gama média ou alta (como Siemens S7-300) pode ser selecionada dependendo na escala de controle e complexidade.Ou série S7-400, C200H @ ou série CV/CVM1 da empresa OMRON, série Control Logix da empresa AB, etc.).
(2) A estrutura é razoável, a instalação deve ser conveniente e o modelo deve ser unificado.De acordo com a estrutura física, o PLC é dividido em tipo integral e tipo modular.O preço médio de cada ponto de E/S do tipo integral é mais barato que o do tipo modular, então as pessoas geralmente tendem a usar o PLC integral em pequenos sistemas de controle.No entanto, a expansão da função do PLC modular é conveniente e flexível.O número de pontos de E/S, a proporção de pontos de entrada para pontos de saída, o tipo e o número de módulos de E/S e o uso de módulos de E/S especiais são mais opções do que o CLP geral.O tipo PLC é muito maior e também é muito conveniente substituir o módulo e avaliar a faixa de falha durante a manutenção.Portanto, para sistemas mais complexos e exigentes, o PLC modular geralmente deve ser selecionado.
De acordo com a distância e faixa de distribuição entre o equipamento I/O e o PLC, determine se o método de instalação do PLC é centralizado, I/O remoto ou distribuído com vários PLCs.
Para uma empresa, o projeto do sistema de controle deve tentar alcançar um modelo unificado.Como o PLC é do mesmo modelo, seus módulos podem ser usados como backups uns dos outros, o que é conveniente para a aquisição e gerenciamento de peças de reposição;suas funções e métodos de programação são unificados, o que favorece a integração de forças técnicas.Treinamento, aprimoramento de nível técnico e desenvolvimento de funções;seus equipamentos externos são comuns e os recursos podem ser compartilhados.Outra vantagem do mesmo tipo de PLC é que é mais conveniente compilar programas de comunicação ao usar um computador host para gerenciar e controlar o PLC.Dessa forma, é fácil conectar vários PLCs independentes em um sistema distribuído de vários níveis, comunicar-se entre si e centralizar o gerenciamento, aproveitando ao máximo as vantagens da comunicação em rede.
(3) Se deve atender aos requisitos de tempo de resposta Como o PLC moderno tem uma velocidade alta o suficiente para processar uma grande quantidade de dados de E/S e resolver a lógica ladder, portanto, para a maioria das aplicações, o tempo de resposta do PLC não é o problema principal.No entanto, para algumas ocasiões individuais, é necessário considerar o tempo de resposta do PLC.Para reduzir o tempo de atraso de resposta de E/S do PLC, você pode escolher um PLC com alta velocidade de varredura, usar E/S de alta velocidade para processar tais instruções funcionais ou escolher um módulo de resposta rápida e um módulo de entrada de interrupção .
(4) Requisitos para funções de comunicação em rede Nos últimos anos, com o rápido desenvolvimento da automação de fábrica, a empresa é tão pequena quanto a comunicação serial RS-485 de um instrumento de controle de temperatura, tão grande quanto a comunicação da camada de gerenciamento Ethernet de um sistema de fabricação, deve-se dizer que os produtos de controle elétrico geral têm funções de comunicação.O PLC é o principal dispositivo de controle da automação de fábrica e a maioria dos produtos possui recursos de rede de comunicação.Ao escolher, você deve escolher o método de comunicação de acordo com suas necessidades.
(5) Outros requisitos especiais Considerando os requisitos especiais do objeto controlado para controle analógico de malha fechada, contagem de alta velocidade, controle de movimento e interface homem-máquina (HMI), PLC com módulos de E/S especiais correspondentes podem ser selecionados.Para sistemas com requisitos de confiabilidade extremamente altos, deve-se considerar o uso de um sistema de controle redundante ou um sistema de backup dinâmico.
2. Estimativa de capacidade do CLP
A capacidade do PLC refere-se ao significado de dois aspectos, o número de pontos de E/S e a capacidade de armazenamento da memória do usuário.Ao escolher um modelo de CLP, você não deve perseguir cegamente indicadores de desempenho excessivamente altos, mas em termos de pontos de E/S e capacidade de memória, além de atender aos requisitos do sistema de controle, deve haver uma margem para backup ou expansão do sistema.
(1) Determinação dos pontos de E/S
A determinação do número de pontos de E/S do PLC é baseada no número real de pontos de entrada e saída do sistema.Ao determinar o número de pontos de E/S, uma margem apropriada deve ser deixada.Normalmente, o número de pontos de I/O pode ser considerado como uma margem de 10 a 15% das necessidades reais;quando há muitos módulos de E/S, um módulo sobressalente geralmente é reservado de acordo com a relação acima.
(2) Determinação da capacidade de memória
A quantidade de capacidade de armazenamento que o programa do usuário ocupa está relacionada a muitos fatores, como pontos de E/S, requisitos de controle, capacidade de processamento de cálculo, estrutura do programa, etc. Portanto, só pode ser estimado aproximadamente antes da programação.
3. Seleção de módulos de E/S
No sistema de controle PLC, para realizar o controle do processo de produção, vários parâmetros de medição do objeto devem ser enviados ao PLC de acordo com o método necessário.Após o cálculo e processamento pelo PLC, o resultado é emitido na forma de quantidade digital.Neste momento, a saída deve ser transformada em uma quantidade adequada para controlar o processo produtivo.Portanto, entre o PLC e o processo de produção, é necessário configurar dispositivos de transmissão e conversão de informações.Este dispositivo é o módulo de entrada/saída (E/S).Diferentes formas de sinal requerem diferentes tipos de módulos de E/S.Para PLC, a forma do sinal pode ser dividida em quatro categorias.
(1) Muitas informações de status de equipamentos de produção de sinal de entrada digital ou sistemas de controle, como interruptores, botões, contatos de relé, etc., têm apenas dois estados: ligado ou desligado, e a captação de tais sinais precisa ser feita através de módulos de entrada digital para cumprir.O módulo de entrada mais comum é a entrada de 24V DC, bem como DC 5V, 12V, 48V, AC 115V/220V, etc. De acordo com a diferença dos potenciais positivos e negativos conectados ao terminal comum, pode ser dividido em tipo de pia e tipo de fonte.Alguns CLPs podem ter fiação do tipo source ou fiação do tipo dissipador, como o S7-200.Quando o terminal comum está conectado a um potencial negativo, é uma conexão de fonte;quando está conectado a um potencial positivo, é uma conexão de dissipação.Alguns CPs só podem ser conectados a um deles.
(2) O sinal de saída digital também possui muitos objetos de controle, como ligar e desligar a luz indicadora, ligar e desligar o motor, ligar e desligar o tiristor, abrir e fechar a válvula, etc. , e seu controle só precisa ser controlado pela lógica binária.'1' e '0' para atingir.Este sinal é acionado por um módulo de saída digital.O módulo de saída digital é dividido em tipo de saída de relé, tipo de saída de transistor, tipo de saída de tiristor, etc. de acordo com diferentes métodos de saída.Além disso, o valor da tensão de saída e o valor da corrente de saída também são diferentes.
(3) Sinal de entrada analógico Muitos parâmetros no processo de produção, como temperatura, pressão, nível de líquido e vazão, podem ser convertidos em sinais analógicos correspondentes por meio de diferentes dispositivos de detecção e, em seguida, convertidos em sinais digitais e inseridos no PLC.Para realizar esta tarefa é o módulo de entrada analógica.
(4) Sinais de saída analógicos Muitos atuadores de equipamentos ou processos de produção geralmente precisam ser controlados por sinais analógicos, enquanto os sinais de controle emitidos pelo PLC são quantidades digitais, o que requer módulos correspondentes para convertê-los em quantidades analógicas.Este módulo é um módulo de saída analógica.
Os módulos analógicos típicos variam de -10V a +10V, 0 a +10V, 4 a 20mA, etc., que podem ser selecionados de acordo com as necessidades reais, e fatores como resolução e precisão de conversão também devem ser considerados.Alguns fabricantes de PLC também fornecem módulos de entrada analógica especiais, que podem ser usados para receber diretamente sinais de baixo nível (como RTD de resistência térmica, termopar, etc.)
Além disso, alguns sensores, como codificadores rotativos, emitem uma série de pulsos e a frequência de saída é relativamente alta (acima de 20 kHz).Embora esses sinais de pulso também possam ser contados como quantidades digitais, os módulos de entrada digital comuns não podem detectá-los corretamente.Selecione um módulo de contagem de alta velocidade.
Diferentes módulos de E/S têm diferentes circuitos e desempenhos, que afetam diretamente a faixa de aplicação e o preço do PLC, e devem ser selecionados de forma razoável de acordo com a situação real.
4. Atribuir pontos de entrada/saída
Depois que o modelo de PLC e os módulos de entrada/saída (E/S) forem selecionados, primeiro desenhe o diagrama de configuração geral do sistema PLC.Em seguida, de acordo com o diagrama de layout do processo, consulte as instruções ou manuais específicos relacionados ao PLC para conectar o sinal de entrada com o ponto de entrada e controle de saída Desenhe o diagrama de fiação de E/S correspondente ao sinal e o ponto de saída um por um, que isto é, o diagrama esquemático elétrico de entrada/saída do PLC.
Após a seleção do modelo PLC, o número de pontos de entrada/saída é um fator importante que determina o preço do sistema de controle e a racionalidade do projeto.Portanto, no caso de completar a mesma função de controle, o número de pontos de entrada/saída pode ser simplificado por meio de um projeto razoável.
5. Projeto de circuito de segurança
O circuito de segurança é um circuito que protege a carga ou o objeto de controle e evita erros de operação ou falhas de controle para controle de cadeia.Ao controlar diretamente a carga, o circuito de proteção de segurança retorna um sinal de entrada para o PLC, para que o PLC possa executar o processamento de proteção.O loop de segurança geralmente considera os seguintes aspectos.
(1) Proteção contra curto-circuito Um fusível deve ser instalado no circuito de saída externo do PLC para proteção contra curto-circuito.É melhor instalar fusíveis no circuito de cada carga.
(2) Intertravamento e medidas de intertravamento Além de garantir a relação de intertravamento do circuito no programa, medidas de intertravamento de hardware também devem ser tomadas na fiação externa do PLC para garantir a operação segura e confiável do sistema.
(3) Proteção contra perda de tensão e medidas de parada de emergência A linha de alimentação da carga externa do PLC deve ter uma medida de proteção contra perda de tensão.Quando o fornecimento de energia é restabelecido após uma falha temporária de energia, a carga externa do CP não pode iniciar sozinha sem pressionar o botão 'Iniciar'.Outra função deste método de fiação é que, quando uma parada de emergência é necessária em circunstâncias especiais, a energia da carga pode ser cortada pressionando o botão 'parada de emergência' e o sinal de 'parada de emergência' é inserido no PLC .
(4) Limite de proteção Em alguns casos, como guinchos, que podem causar perigo se excederem o limite, defina a proteção de limite.Quando a proteção de limite opera, a fonte de alimentação da carga é cortada diretamente e o sinal é inserido no PLC ao mesmo tempo.
3. Projeto de software do sistema de controle PLC
O projeto de software é o núcleo do projeto do sistema de controle PLC.Para projetar bem o software de aplicação PLC, devemos entender completamente o processo de produção, as características técnicas e os requisitos de controle do objeto controlado.As várias funções de controle do sistema são concluídas através do software aplicativo do PLC.
1. Conteúdo do projeto de software de aplicação PLC
O projeto de software de aplicativo PLC refere-se ao processo de compilação de programas de controle do usuário e formação de arquivos correspondentes de acordo com a estrutura de hardware e requisitos de processo do sistema de controle, usando a linguagem de programação correspondente.Os principais conteúdos incluem: determinação da estrutura do programa;definição de entrada/saída, sinais intermediários Tabelas de parâmetros como temporizadores, contadores e áreas de dados;programação;escrever instruções de programa.O projeto de software de aplicação PLC também inclui a configuração de dispositivos de interface homem-máquina (IHM), como telas de texto ou telas sensíveis ao toque e outros módulos de função especial.
2. Familiarizado com o objeto controlado para formular o plano de operação do equipamento
Com base no projeto de hardware do sistema, de acordo com os requisitos do processo de produção, analise a relação lógica entre cada entrada/saída e várias operações e determine a quantidade de detecção e o método de controle.E projetar o conteúdo da operação e a sequência de operação de cada equipamento do sistema.Para sistemas mais complexos, o sistema pode ser particionado e controlado de acordo com a localização física ou função de controle.Sistemas mais complexos geralmente precisam desenhar um fluxograma de controle do sistema para indicar claramente a sequência e as condições das ações, e sistemas simples geralmente não.
3. Familiarizado com linguagem de programação e software de programação
A familiaridade com a linguagem de programação e o software de programação é o pré-requisito para a programação.A principal tarefa desta etapa é ter uma compreensão detalhada do software de programação e seu sistema operacional usado de acordo com os manuais relevantes, escolher uma ou várias formas de linguagem de programação adequadas e estar familiarizado com seu sistema de instrução e classificação de parâmetros, especialmente prestar atenção àqueles que podem ser usados na programação.Os comandos e funções a serem usados.
A melhor maneira de se familiarizar com a linguagem de programação é operar no computador, compilar alguns programas de teste e realizar testes na plataforma de simulação, para entender as funções e usos das instruções em detalhes, estabelecer uma boa base para posterior desenho do programa e evitar desvios.
4. Defina a tabela de parâmetros
A definição da tabela de parâmetros inclui a definição de entrada/saída, sinalizador intermediário, timer, contador e área de dados.O formato de definição e o conteúdo da tabela de parâmetros são diferentes de acordo com o sistema e a preferência pessoal, mas o conteúdo contido é basicamente o mesmo.O princípio geral do design é a facilidade de uso e o máximo de detalhes possível.
A tabela de sinais de entrada/saída deve primeiro ser definida antes do início da programação.A base principal é o diagrama esquemático elétrico de entrada/saída do CLP.O número do ponto de entrada e o número do ponto de saída de cada PLC tem seus próprios regulamentos claros.Depois que o modelo e a configuração do PLC são determinados, o sinal de entrada/saída do PLC deve ser alocado para o número de entrada/saída (endereço) e compilado em uma tabela.
Em geral, a tabela de sinais de entrada/saída deve marcar claramente a posição do modelo, número do endereço de entrada/saída, nome do sinal e tipo de sinal, etc. Em particular, o conteúdo da anotação da tabela de definição de entrada/saída deve ser o mais detalhado possível.Os endereços devem ser organizados do menor para o maior, tanto quanto possível, e não perder os pontos indefinidos ou sobressalentes, para que seja fácil de encontrar e usar ao programar, depurar e modificar o programa.
No entanto, os sinalizadores intermediários, temporizadores, contadores e áreas de dados podem não estar bem definidos antes da programação.Geralmente, eles são definidos conforme são usados durante o processo de programação e são unificados com a tabela de sinais de entrada/saída no meio do processo de programação ou após a conclusão da programação.
5. Programação
Se houver suporte ao sistema operacional, tente usar a forma avançada de linguagem de programação, como a linguagem de diagrama ladder.Durante o processo de gravação, de acordo com as necessidades reais, defina a tabela de sinal de bandeira intermediária e a tabela de unidade de armazenamento, uma a uma, e preste atenção para reservar áreas de armazenamento temporárias públicas suficientes para economizar o uso de memória.
Uma vez que muitos PLCs pequenos usam programadores simples, apenas os códigos de instrução podem ser inseridos.Depois que o diagrama ladder é projetado, também é necessário compilar o programa de código do diagrama ladder de acordo com a instrução e listar a lista de programas.Depois de estar familiarizado com o sistema de comando PLC selecionado, é fácil escrever um programa de lista de instruções de acordo com o diagrama ladder.
No processo de escrever o programa, é necessário comentar o programa compilado a tempo para evitar o esquecimento da relação entre eles.O comentário deve incluir a descrição da função do segmento do programa, relação lógica, ideia de design, fonte e destino do sinal, etc., de forma a facilitar a leitura e depuração do programa.
6. Teste do programa
O teste do programa é uma parte importante de todo o trabalho de design do programa, pois pode verificar preliminarmente o efeito real de execução do programa.O teste do programa e a escrita do programa são inseparáveis, e muitas funções do programa são modificadas e aperfeiçoadas no teste.
Ao testar, comece com cada unidade funcional, defina o sinal de entrada, observe o efeito da mudança do sinal de entrada no sistema e use instrumentos e medidores, se necessário.Após a conclusão do teste de cada unidade funcional, conecte todos os programas e teste a interface de cada peça.até ficar satisfeito.
O teste processual pode ser feito em um laboratório ou no local.Caso o teste do programa seja feito no local, é necessário isolar o PLC do sinal do local para evitar acidentes.
7. Compilação do manual do programa
O manual do programa é um documento de descrição abrangente de todo o conteúdo do programa e um resumo de todo o trabalho de design do programa.O principal objetivo da escrita é permitir que os usuários do programa entendam a estrutura básica do programa e como lidar com determinados problemas, bem como o método de leitura do programa e os pontos que devem ser observados durante o uso.
A especificação do programa geralmente inclui a base do projeto do programa, a estrutura básica do programa, a análise de cada unidade funcional, as fórmulas e princípios utilizados, a fonte e o processo de operação de cada parâmetro, a situação de teste do programa, etc.
Cada etapa do processo acima é um elo indispensável no projeto do programa aplicativo.Para projetar um bom programa aplicativo, cada link deve ser bem feito.No entanto, o núcleo da programação de aplicativos é a escrita do programa, e outras etapas estão a seu serviço.
8. Métodos de programação comumente usados
Os métodos de programação do PLC incluem principalmente o método de design de experiência e o método de design lógico.O projeto lógico é baseado na álgebra lógica, escrevendo as expressões lógicas de entrada e saída e, em seguida, convertendo-as em um diagrama ladder.Como o processo de projeto de lógica geral é mais complicado e o ciclo é mais longo, a maioria deles adota o método de projeto empírico.Se o sistema de controle for mais complicado, você pode usar o fluxograma.O chamado projeto empírico é baseado em algumas aplicações típicas, de acordo com os requisitos específicos do objeto controlado para o sistema de controle, selecione alguns links básicos, combine, modifique e melhore adequadamente, para que se torne um programa que atenda ao controle requisitos.O método de design empírico geral não tem regras comuns que podem ser seguidas, e apenas acumulando e enriquecendo continuamente em um grande número de designs de programas e formando gradualmente seu próprio estilo de design.A qualidade do design de um programa e o tempo que leva geralmente têm muito a ver com a experiência do programador.
Muitos dos chamados links básicos comumente usados são derivados da conversão do circuito de controle do contator do relé.É muito semelhante ao diagrama de circuito do contator do relé, e as funções de entrada, saída e controle do sinal também são aproximadamente as mesmas.Para engenheiros e técnicos familiarizados com os princípios de projeto de sistemas de controle de contator de relé, é sem dúvida muito conveniente e rápido dominar o projeto da linguagem de diagrama ladder.
4. Projeto anti-interferência do sistema de controle PLC
Embora o PLC seja especialmente projetado para ambiente de produção industrial e tenha forte capacidade antiparasitária, se o ambiente for muito severo, a interferência eletromagnética for particularmente forte ou se o PLC for instalado e usado incorretamente, isso ainda pode afetar a segurança e a confiabilidade do PLC Sistema de controle.Traga perigos ocultos.Portanto, no projeto do sistema de controle PLC, também é necessário prestar atenção ao projeto anti-interferência do sistema.
1. Medidas contra interferência de energia
A prática provou que existem muitas situações em que o sistema de controle PLC falha devido à interferência introduzida pela fonte de alimentação.A fonte de alimentação normal do sistema PLC é alimentada pela rede.Devido à ampla cobertura da rede elétrica, ela estará sujeita a interferências eletromagnéticas em todos os espaços e induzirá tensão e corrente na linha.Especialmente mudanças na rede elétrica, surtos de operação de comutação, partida e parada de equipamentos de grande porte, harmônicos causados por transmissões CA e CC e curtos-circuitos na rede elétrica Impacto transitório, etc., são transmitidos para a fonte de alimentação através da linha de transmissão.Tome as seguintes medidas para reduzir a falha do sistema de controle PLC causada pela interferência da fonte de alimentação.
(1) Use uma fonte de alimentação com excelente desempenho para suprimir a interferência introduzida pela rede elétrica.No sistema de controle PLC, a fonte de alimentação ocupa uma posição muito importante.A interferência da rede elétrica no sistema de controle PLC ocorre principalmente através da fonte de alimentação do sistema PLC (como fonte de alimentação da CPU, fonte de alimentação de E/S, etc.), fonte de alimentação do transmissor e fonte de alimentação do instrumento com conexão elétrica direta com o Sistema PLC.Agora, para a fonte de alimentação do sistema PLC, a fonte de alimentação com melhor desempenho de isolamento é geralmente usada, mas para a fonte de alimentação do transmissor e a fonte de alimentação do instrumento com conexão elétrica direta ao sistema PLC, ela não recebeu atenção suficiente, embora um certo isolamento tenha sido adotado.Medidas, mas geralmente não são suficientes, principalmente porque os parâmetros de distribuição do transformador de isolamento usado são grandes, a capacidade de suprimir a interferência é ruim e a interferência de modo comum e a interferência de modo diferencial são conectadas em série por meio do acoplamento de energia.Portanto, para o fornecimento de energia de transmissores e instrumentos de sinal compartilhados, distribuidores com pequena capacitância distribuída e grandes bandas de supressão (como isolamento múltiplo e tecnologias de indutância de blindagem e vazamento) devem ser selecionados para reduzir a interferência do sistema PLC.Além disso, para garantir a alimentação ininterrupta da rede, a fonte de alimentação ininterrupta (UPS) pode ser usada para melhorar a segurança e a confiabilidade do fornecimento de energia.E a UPS também possui um forte desempenho de isolamento de interferência, que é uma fonte de alimentação ideal para o sistema de controle PLC.
(2).Medidas de filtragem de hardware Em ocasiões com forte interferência ou requisitos de alta confiabilidade, um transformador de isolamento com camada de blindagem deve ser usado para fornecer energia ao sistema PLC.Um filtro também pode ser conectado em série no lado primário do transformador de isolação, conforme mostrado na figura.
(3) Selecione corretamente o ponto de aterramento e melhore o sistema de aterramento
2. Projeto de aterramento do sistema de controle
Um bom aterramento é uma condição importante para garantir a operação confiável do PLC, o que pode evitar riscos acidentais de choque de tensão.Geralmente, existem dois propósitos de aterramento, um é para segurança e o outro é para suprimir a interferência.Um sistema de aterramento perfeito é uma das medidas importantes para o sistema de controle PLC resistir à interferência eletromagnética.Os métodos de aterramento do sistema de aterramento geralmente podem ser divididos em três métodos: aterramento de ponto único em série, aterramento de ponto único paralelo, aterramento de ponto único multiramificação, que é o terceiro método de aterramento.O PLC adota o terceiro método de aterramento, ou seja, aterramento separado.
O fio terra do sistema de controle PLC inclui o aterramento do sistema, o aterramento blindado, o aterramento CA e o aterramento de proteção.A perturbação do sistema de aterramento para o sistema PLC é principalmente devido à distribuição desigual do potencial de cada ponto de aterramento.Existe uma diferença de potencial de aterramento entre diferentes pontos de aterramento, o que causa uma corrente de loop de aterramento e afeta a operação normal do sistema.Por exemplo, a camada de blindagem do cabo deve ser aterrada em um ponto.Se a camada de blindagem do cabo Se ambas as extremidades estiverem aterradas, há uma diferença de potencial de aterramento e a corrente flui através da camada de blindagem.Quando ocorrem condições anormais, como relâmpagos, a corrente de aterramento será maior.Além disso, a camada de blindagem, o fio terra e o solo podem formar um circuito fechado.Sob a ação do campo magnético variável, uma corrente induzida aparecerá na camada de blindagem, que interferirá no circuito de sinal por meio do acoplamento entre a camada de blindagem e o fio central.Se o sistema for confundido com outros aterramentos, a circulação de terra resultante pode produzir uma distribuição de potencial desigual no terra, o que afetará o funcionamento normal do circuito lógico e do circuito analógico no PLC.A tolerância de interferência de tensão lógica do PLC é baixa, e a lógica A interferência de distribuição do potencial de terra pode facilmente afetar a operação lógica e o armazenamento de dados do PLC, resultando em confusão de dados, fuga de programa ou falha.A distribuição do potencial de terra simulado levará a uma diminuição na precisão da medição, causando distorção severa e operação incorreta da medição e controle do sinal.
3. Medidas para evitar interferência de E/S
A interferência introduzida pelo sinal fará com que o sinal de E/S funcione de forma anormal e a precisão da medição seja bastante reduzida.Em casos graves, causará danos aos componentes.Para sistemas com baixo desempenho de isolamento, também causará interferência mútua entre os sinais, causará refluxo do barramento do sistema de aterramento comum e causará alterações nos dados lógicos, mau funcionamento ou travamentos.As seguintes medidas podem ser tomadas para reduzir o impacto da interferência de E/S no sistema PLC.
(1) Selecione os módulos de E/S da perspectiva de anti-interferência
(2) Atenção durante a instalação e fiação:
①As linhas de energia, linhas de controle e linhas de energia PLC e linhas I/O devem ser conectadas separadamente, e o transformador de isolação deve ser conectado com o PLC e I/O com pares trançados.Separe a linha de E/S e a linha de alta potência do CLP.Se eles devem estar no mesmo slot de linha, uma partição pode ser adicionada.É melhor rotear as linhas em slots separados.Mantenha as distrações no mínimo.
②O PLC deve estar longe de fontes de interferência fortes, como máquinas de solda elétrica, retificadores de silício de alta potência e equipamentos de grande potência, e não pode ser instalado no mesmo gabinete de distribuição de aparelhos elétricos de alta tensão.O PLC no gabinete deve estar longe da linha de energia (a distância entre os dois deve ser maior que 200mm).Cargas indutivas instaladas no mesmo gabinete do CLP, como relés de alta potência e bobinas de contatores, devem ser conectadas em paralelo com circuitos RC.
③A entrada e a saída do PLC devem ser roteadas separadamente, e o valor de comutação e o valor analógico também devem ser definidos separadamente.A transmissão do sinal analógico deve usar fio blindado, a camada de blindagem deve ser aterrada em uma extremidade e a resistência de aterramento deve ser inferior a 1/10 da resistência da camada de blindagem.
④ Não use o mesmo cabo para a linha de saída AC e a linha de saída DC, e a linha de saída deve estar o mais longe possível da linha de alta tensão e da linha de energia para evitar o paralelo.
(3) Considere a fiação do terminal de E/S:
Geralmente, a fiação de entrada não deve ser muito longa, mas se a interferência ambiental for pequena e a queda de tensão for pequena, a fiação de entrada pode ser apropriadamente mais longa.As linhas de entrada/saída devem ser separadas.Conecte-se ao terminal de entrada na forma de um contato normalmente aberto, tanto quanto possível, para que o diagrama ladder compilado seja consistente com o diagrama esquemático do relé, que é fácil de ler.Exceto para parada de emergência, proteção de limite, etc.
A fiação do terminal de saída é dividida em saída independente e saída comum.Em diferentes grupos, podem ser usadas tensões de saída de diferentes tipos e níveis de tensão.Mas a saída no mesmo grupo só pode usar a fonte de alimentação do mesmo tipo e o mesmo nível de tensão.Como os componentes de saída do PLC são embalados na placa de circuito impresso e conectados à placa terminal, se a carga conectada aos componentes de saída entrar em curto-circuito, a placa de circuito impresso será queimada.Quando a saída do relé é usada, o tamanho da carga indutiva que suporta afetará a vida útil do relé.Portanto, ao usar uma carga indutiva, ela deve ser selecionada razoavelmente ou um relé de isolamento deve ser adicionado.
(4) Escolha o ponto de aterramento corretamente e melhore o sistema de aterramento
(5) Supressão da interferência do conversor de frequência
5. Depuração do sistema de controle PLC
A depuração do sistema é uma etapa necessária antes que o sistema seja oficialmente colocado em uso.Diferente do sistema de controle de relé, o sistema de controle PLC possui depuração de hardware e depuração de software.Comparado com o sistema de controle de relé, a depuração de hardware do sistema de controle PLC é relativamente simples, principalmente a compilação e depuração do programa PLC.Geralmente, pode ser realizado de acordo com as seguintes etapas: compilação do programa aplicativo e depuração offline, inspeção de hardware do sistema de controle, depuração online do programa aplicativo, depuração no local, resumo de materiais relevantes e o sistema é oficialmente colocado em uso.
