辅控网技术培训-PLC

辅控网技术培训----PLC部分河北华之杰信息科技股份有限公司2011年3月目录什么是PLC、PLC的功能PLC的构成PLC的分类PLC的特点PLC的通讯实现PLC控制的实现各厂家PLC使用情况常用大型PLC比较PLC选型简介什么是PLCPLC是“可编程逻辑控制器”(ProgrammableLogicController)的简称。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字量、模拟量的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。什么是PLC总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。——个人理解即为“组态”PLC的功能逻辑控制；定时／计数控制；步进（顺序）控制；PID控制；数据控制：PLC具有数据处理能力；通信和联网；其他：PLC还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如定位控制模块、CRT模块及高速计数模块等。PLC的构成电源中央处理单元(CPU)内存I/O模块底板或机架其他模块PLC的构成电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。PLC的构成中央处理单元(CPU)CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用(其功能类似于人的大脑)，主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存储器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。PLC的构成内存内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。不同机型的PLC其内存大小也不尽相同，除主机单元的已有的内存区外，大部分机型还可根据用户具体需要加以扩展。PLC的构成I/O模块PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O种类有开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等。按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力。PLC的构成底板或机架大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。PLC的构成其他模块功能模块：计数、定位等功能模块通讯模块：与上位机或其他PLC通讯的以太网模块、RS485协议的模块等。PLC的分类小型PLC小型PLC的l／O点数一般在128点以下，其特点是体积小、结构紧凑，整个硬件融为一体，除了开关量I／O以外，还可以连接模拟量I／O以及其他各种特殊功能模块。它能执行包括逻辑运算、计时、计数、算术运算、数据处理和传送、通信联网以及各种指令。中型PLC中型PLC采用模块化结构，其I／O点数一般在256～1024点之间。I／O的处理方式除了采用一般PLC通用的扫描处理方式外，还能采用直接处理方式，即在扫描用户程序的过程中，直接读输入，刷新输出。它能连接各种特殊功能模块，通信联网功能更强，指令系统更丰富，内存容量更大，扫描速度更快。大型PLC一般I／O点数在1024点以上的称为大型PLC。大型PLC的软、硬件功能极强，具有极强的自诊断功能。通信联网功能强，有各种通信联网的模块，可以构成三级通信网，实现工厂生产管理自动化。大型PLC．还可以采用三CPU构成表块式系统，使机器的可靠性更高。PLC的特点高可靠性所有的I／O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。各输入端均采用，R—C滤波器，其滤波时间常数一般为10～20ms．各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。采用性能优良的开关电源。对采用的器件进行严格的筛选。良好的自诊断功能，一旦电源或其他软、硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大。大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统，使可靠性更进一步提高。PLC的特点丰富的I／O接口模块PLC针对不同的工业现场信号，如：交流或直流，开关量或模拟量，电压或电流，脉冲或电位，强电或弱电等。有相应的I／O模块与工业现场的器件或设备相匹配，如：按钮，行程开关，接近开关，传感器及变送器，电磁线圈，控制阀等都可以直接连接。另外为了提高操作性能，它还有多种人一机对活的接口模块；为了组成工业局部网络，它还有多种通信联网的接口模块，等等。PLC的特点采用模块化结构为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外，绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU，电源．I／O等均采用模块化设计。由机架及电缆将各模块连接起求，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。PLC的特点编程简单易学PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。PLC的特点安装简单，维修方便PLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I／O端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。由于采用模块化结构，大都支持带电拔插，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行PLC的通讯与远程站的通讯与上位机以及其他PLC的通讯PLC的通讯与远程站的通讯电力系统常用的PLC远程站之间的通讯使用ControlNet、ModBus、Profibus等协议的总线。传输介质根据距离的长短可以选择同轴电缆、Profibus电缆、光纤进行传输。PLC的通讯与上位机以及其他PLC的通讯电力系统常用PLC均支持常用的数据传输协议，包括：ModBus协议、Profibus协议、RS232、RS485等，应用以上协议足以满足与主流上位机以及其他品牌PLC进行数据通讯。其通讯介质包括网线、双绞线、Profibus电缆等。PLC控制的实现开关量输出控制开关量输入显示模拟量输出控制模拟量输入显示PLC的通讯开关量输出控制当我们在画面上点击一个指令按钮的时候，开出点状态由0变1，上位机将这个数据变化通过上位机与PLC通讯接口程序传至PLC中，PLC判断启动条件（如连锁条件、控制权是否在就地等）如满足启动条件通过开关量输出模块发出开出指令，继电器吸合，设备“启动”信号点形成回路，设备启动。PLC的通讯开关量输出控制PLC的通讯开关量输入显示当设备状态发生变化时，传感器与继电器线圈形成回路，继电器触点端常开点闭合，PLC开入模块当前通道接通，PLC扫描到当前点的状态变化，通过上位机与PLC的通讯接口返回到上位机画面。PLC的通讯开关量输入显示PLC的通讯模拟量输出控制当我们在上位机对变频器等设备进行频率设定时，上位机与PLC接口程序将设定的模拟量值传送到PLC中，由PLC的数模转换器将设定值转换成模拟信号，输出到变频器等设备中。PLC的通讯模拟量输出控制PLC的通讯模拟量输入显示现场设备中模拟量信号接入PLC的模数转换模块中，模块将转换好的传递给CPU，通过上位机与PLC的通讯接口返回到上位机画面。PLC的通讯模拟量输入显示各厂家PLC使用情况施耐德PLC应用于：大唐唐山热电、大唐云冈热电、大唐王滩、大唐潮州、大唐乌沙山、大唐宁德、大唐红河、大唐运城、大唐陡河、大唐迁安、大唐吕四港、大唐丰润、大唐托克托【一二期输煤、燃油、制氢、二期精处理、三四期暖通空调】、大唐盘山【输煤、脱硫】等电厂。ABPLC应用于：大唐盘山、大唐托克托、大唐锦州、大唐托电国能、大唐大坝、大唐临汾电厂。西门子PLC应用于：大唐多伦煤化工。常用大型PLC比较当前大唐国际系统内应用较多的大型PLCSiemens的S7-400系列AB的PLC5、ControlLogix系列Schneider的Quantum系列常用大型PLC比较几种PLC无论是性能还是可靠性都可以满足电厂生产的安全和稳定的需要。只是在与上位机通讯方面略有不同。大唐国际内应用的上位机组态软件大多是ifix。尤其是辅控网的建设更加大了ifix组态软件在系统内的使用率。Ifix与以上三个品牌PLC的通讯各有不同常用大型PLC比较与SiemensPLC通讯使用SiemensWinCC组态软件会更好些。如上位机选用ifix可选方法包括：上位机加装CP-1613网卡，使用SI7驱动进行通讯，这种方案使得上位机成本升高，并且如需增加上位机还需要给PLC程序进行下装。使用第三方的S7A驱动通过以太网与PLC通讯，这种方式的优点是，驱动容易配置，增加减少上位机无需对PLC程序进行操作，并且成本偏高。常用大型PLC比较与ABPLC通讯，当前使用的方式是通过RSLinx作为OPCServer，ifix使用OPC驱动进行通讯，优点是轻松实现CPU的双机热备和PLC的双网冗余，缺点是由于OPC协议本身的问题，上下位机之间通讯速度或多或少会受到影响。常用大型PLC比较与SchneiderPLC通讯，其优点是，SchneiderPLC完全支持ModBusTCP协议，ifix使用MBE驱动，可以轻松完成对双网冗余的配置，选用热备型号的PLC后PLC程序中无需做任何配置便可以实现双机热备。并且由于ModBus协议是将数据打包发送进行通讯，上下位机之间数据通讯速度可以稍快一些。PLC选型简介根据业主要求选择PLC的品牌根据业主提供的现场I/O点数规模以及对稳定性的要求选择CPU型号和是否热备依据现场点数的分布情况确定是否需要设置远程站根据远程站与主站的距离考虑是否需要使用光纤进行通讯根据业主要求预留备用通道是否需要用到其他功能模块（如：GPS模块，脉冲模块等）确定出工程所需要的PLC各类型模块和数量结束谢谢大家的参与