Les étapes générales de la conception du système de contrôle PLC peuvent être divisées en étapes suivantes : Familiarisation avec l'objet de contrôle et calcul de l'équipement d'entrée/sortie, sélection du PLC et configuration matérielle, conception du schéma électrique, console de conception (armoire), compilation du programme de contrôle, débogage du programme et préparation de la documentation technique.
1. Clarifier les exigences de contrôle et comprendre le processus de production de l'objet contrôlé
La connaissance du diagramme de mise en page du processus de conception d'objet de contrôle est la base de la conception du système.Tout d'abord, vous devez comprendre en détail le processus de l'objet contrôlé et ses exigences pour le système de contrôle, ainsi que la relation entre les différents systèmes mécaniques, hydrauliques, pneumatiques, d'instrumentation et électriques.Le mode de fonctionnement du système (comme automatique, semi-automatique, manuel, etc.), la relation entre l'automate et les autres dispositifs intelligents du système, le type d'interface homme-machine, le mode de réseau de communication, le type et portée de l'alarme, panne de courant et traitement d'urgence, etc. Attendre.
A ce stade, les dispositifs d'entrée utilisateur (boutons, interrupteurs de fonctionnement, interrupteurs de fin de course, capteurs, etc.), les dispositifs de sortie (relais, contacteurs, indicateurs de signal, etc.) et les objets de commande pilotés par les dispositifs de sortie (moteurs, électrovanne, etc. ).
Dans le même temps, il doit également déterminer quels signaux doivent être entrés dans l'automate, quelles charges sont pilotées par l'automate, et classer et compter la nature et la quantité de chaque entrée et sortie, qu'elle soit numérique ou analogique, CC ou CA et tension.Les classes de taille fournissent une base pour la sélection de l'API et la configuration matérielle.
Enfin, classer les objets de contrôle et les fonctions de contrôle, qui peuvent être divisés en fonction de l'utilisation du signal ou de la zone de contrôle, déterminer l'emplacement physique de l'équipement de détection et de l'équipement de contrôle, et analyser la forme, la fonction, l'échelle et la relation entre chaque signal de détection et le signal de commande Relation.Une fois le point de signal déterminé, la disposition du processus ou le diagramme de signal est conçu.
2. Conception matérielle du système de contrôle PLC
Avec la promotion et la vulgarisation du PLC, les types et les quantités de produits PLC augmentent.Ces dernières années, il y a eu des dizaines de séries et des centaines de modèles de produits PLC importés de l'étranger, de fabricants nationaux ou de produits auto-développés.Il existe de nombreuses variétés d'automates, avec des structures, des performances, des capacités, des systèmes de commande, des méthodes de programmation, des prix, etc., et des occasions d'utilisation différentes.Par conséquent, une sélection raisonnable de PLC joue un rôle important dans l'amélioration des indicateurs techniques et économiques du système de contrôle PLC.
1. Sélection du modèle d'API
Le choix du modèle d'automate doit être fondé sur la satisfaction des exigences de contrôle, en garantissant la fiabilité, la facilité d'entretien et d'utilisation et le meilleur rapport performances-prix.Plus précisément, les aspects suivants doivent être pris en compte :
(1) La performance est compatible avec la tâche.Pour les petits équipements monobloc qui n'ont besoin que d'un contrôle numérique, les petits API généraux (tels que la série S7-200 de Siemens, la série CPM1/CPM2 d'OMRON, la série FX de Mitsubishi, etc.) peuvent répondre aux exigences.
Pour le système d'application principalement basé sur le contrôle de quantité numérique et avec une petite quantité de contrôle de quantité analogique, comme le contrôle de quantités continues telles que la température, la pression et le débit souvent rencontrés dans la production industrielle, un module d'entrée de quantité analogique avec A/D Conversion et a Le module de sortie analogique de la conversion D/A est connecté au capteur correspondant, à l'émetteur (le module de température directement entré par le capteur de température peut être sélectionné pour le système de contrôle de température) et au dispositif d'entraînement, et un petit automate avec une forte les fonctions d'exploitation et de traitement des données sont sélectionnées.(séries S7-200 ou S7-300 de Siemens, séries CQM1/CQM1H d'OMRON, etc.).
Pour les projets d'ingénierie avec un contrôle plus complexe et des exigences de fonction de contrôle plus élevées, telles que le calcul PID, le contrôle en boucle fermée, la mise en réseau de communication et d'autres fonctions, la machine de milieu de gamme ou haut de gamme (telle que Siemens S7-300) peut être sélectionnée en fonction sur l'échelle et la complexité du contrôle.Ou série S7-400, série C200H @ ou CV/CVM1 de la société OMRON, série Control Logix de la société AB, etc.).
(2) La structure est raisonnable, l'installation doit être pratique et le modèle doit être unifié.Selon la structure physique, le PLC est divisé en type intégral et type modulaire.Le prix moyen de chaque point d'E/S du type intégral est moins cher que celui du type modulaire, de sorte que les gens ont généralement tendance à utiliser l'automate intégré dans les petits systèmes de contrôle.Cependant, l'extension des fonctions de l'automate modulaire est pratique et flexible.Le nombre de points d'E/S, le rapport des points d'entrée aux points de sortie, le type et le nombre de modules d'E/S et l'utilisation de modules d'E/S spéciaux sont tous plus d'options que l'API global.Le type PLC est beaucoup plus grand et il est également très pratique de remplacer le module et de juger de la plage de défauts lors de la maintenance.Par conséquent, pour les systèmes plus complexes et exigeants, un API modulaire doit généralement être sélectionné.
En fonction de la distance et de la plage de distribution entre l'équipement d'E/S et l'automate, déterminez si la méthode d'installation de l'automate est centralisée, distante ou distribuée avec plusieurs automates.
Pour une entreprise, la conception du système de contrôle doit essayer de parvenir à un modèle unifié.Parce que le PLC du même modèle, ses modules peuvent être utilisés comme sauvegardes les uns des autres, ce qui est pratique pour l'approvisionnement et la gestion des pièces de rechange ;ses fonctions et ses méthodes de programmation sont unifiées, ce qui favorise l'intégration des forces techniques.Formation, perfectionnement du niveau technique et développement des fonctions ;ses équipements externes sont communs et les ressources peuvent être partagées.Un autre avantage du même type d'automate est qu'il est plus pratique de compiler des programmes de communication lors de l'utilisation d'un ordinateur hôte pour gérer et contrôler l'automate.De cette manière, il est facile de connecter plusieurs automates indépendants dans un système distribué à plusieurs niveaux, de communiquer entre eux et de centraliser la gestion, en tirant pleinement parti des avantages de la communication réseau.
(3) S'il faut répondre aux exigences de temps de réponse Étant donné que l'automate moderne a une vitesse suffisamment élevée pour traiter une grande quantité de données d'E/S et résoudre la logique à relais, donc pour la plupart des applications, le temps de réponse de l'automate n'est pas le problème principal.Cependant, pour certaines occasions individuelles, il est nécessaire de prendre en compte le temps de réponse de l'automate.Afin de réduire le temps de retard de réponse des E/S de l'automate, vous pouvez choisir un automate avec une vitesse de balayage élevée, utiliser des E/S à grande vitesse pour traiter ces instructions fonctionnelles, ou choisir un module de réponse rapide et un module d'entrée d'interruption .
(4) Exigences pour les fonctions de communication en réseau Ces dernières années, avec le développement rapide de l'automatisation des usines, l'entreprise est aussi petite que la communication série RS-485 d'un instrument de contrôle de la température, aussi grande que la communication de la couche de gestion Ethernet d'un système de fabrication, il faut dire que les produits de contrôle électrique général ont des fonctions de communication.L'automate est le principal dispositif de contrôle de l'automatisation d'usine et la plupart des produits ont des capacités de réseau de communication.Lors du choix, vous devez choisir la méthode de communication en fonction de vos besoins.
(5) Autres exigences spéciales Compte tenu des exigences particulières de l'objet contrôlé pour le contrôle analogique en boucle fermée, le comptage à grande vitesse, le contrôle de mouvement et l'interface homme-machine (IHM), un API avec des modules d'E/S spéciaux correspondants peut être sélectionné.Pour les systèmes avec des exigences de fiabilité extrêmement élevées, il convient d'envisager l'utilisation d'un système de contrôle redondant ou d'un système de secours à chaud.
2. Estimation de la capacité de l'automate
La capacité de l'automate fait référence à la signification de deux aspects, le nombre de points d'E/S et la capacité de stockage de la mémoire utilisateur.Lors du choix d'un modèle d'automate, vous ne devez pas rechercher aveuglément des indicateurs de performances excessivement élevés, mais en termes de points d'E/S et de capacité de mémoire, en plus de répondre aux exigences du système de contrôle, il doit y avoir une marge pour la sauvegarde ou l'extension du système.
(1) Détermination des points d'E/S
La détermination du nombre de points d'E/S de l'automate est basée sur le nombre réel de points d'entrée et de sortie du système.Lors de la détermination du nombre de points d'E/S, une marge appropriée doit être laissée.Habituellement, le nombre de points d'E/S peut être considéré comme une marge en fonction de 10 à 15 % des besoins réels ;lorsqu'il y a beaucoup de modules d'E/S, un module de réserve est généralement mis de côté selon le ratio ci-dessus.
(2) Détermination de la capacité mémoire
La quantité de capacité de stockage occupée par le programme utilisateur est liée à de nombreux facteurs, tels que les points d'E/S, les exigences de contrôle, la capacité de traitement des calculs, la structure du programme, etc. Par conséquent, elle ne peut être estimée qu'approximativement avant la programmation.
3. Sélection des modules d'E/S
Dans le système de contrôle PLC, afin de réaliser le contrôle du processus de production, divers paramètres de mesure de l'objet doivent être envoyés au PLC selon la méthode requise.Après calcul et traitement par PLC, le résultat est sorti sous forme de grandeur numérique.À ce moment, la sortie doit être transformée en une quantité appropriée pour contrôler le processus de production.Ainsi, entre l'automate et le processus de production, il est nécessaire de mettre en place des dispositifs de transmission et de conversion des informations.Cet appareil est le module d'entrée/sortie (E/S).Différentes formes de signal nécessitent différents types de modules d'E/S.Pour PLC, la forme du signal peut être divisée en quatre catégories.
(1) De nombreuses informations d'état des équipements de production de signaux d'entrée numériques ou des systèmes de contrôle, tels que les commutateurs, les boutons, les contacts de relais, etc., n'ont que deux états : activé ou désactivé, et la détection de ces signaux doit être effectuée grâce à des modules d'entrée numériques à remplir.Le module d'entrée le plus courant est l'entrée 24V DC, ainsi que DC 5V, 12V, 48V, AC 115V/220V, etc. Selon la différence des potentiels positifs et négatifs connectés à la borne commune, il peut être divisé en type d'évier et le type de sources.Certains automates peuvent être un câblage de type source ou un câblage de type puits, comme le S7-200.Lorsque la borne commune est reliée à un potentiel négatif, il s'agit d'une connexion source ;lorsqu'il est connecté à un potentiel positif, il s'agit d'une connexion de puits.Certains automates ne peuvent être connectés qu'à l'un d'entre eux.
(2) Le signal de sortie numérique comporte également de nombreux objets de contrôle, tels que l'allumage et l'extinction du voyant lumineux, le démarrage et l'arrêt du moteur, l'allumage et l'extinction du thyristor, l'ouverture et la fermeture de la vanne, etc. , et leur contrôle n'a besoin d'être contrôlé que par une logique binaire.'1' et '0' à atteindre.Ce signal est piloté par un module de sortie numérique.Le module de sortie numérique est divisé en type de sortie relais, type de sortie transistor, type de sortie thyristor, etc. selon différentes méthodes de sortie.De plus, la valeur de la tension de sortie et la valeur du courant de sortie sont également différentes.
(3) Signal d'entrée analogique De nombreux paramètres du processus de production, tels que la température, la pression, le niveau de liquide et le débit, peuvent être convertis en signaux analogiques correspondants via différents dispositifs de détection, puis convertis en signaux numériques et entrés dans l'automate.Pour accomplir cette tâche est le module d'entrée analogique.
(4) Signaux de sortie analogiques De nombreux actionneurs d'équipements ou de processus de production doivent souvent être contrôlés par des signaux analogiques, tandis que les signaux de commande émis par PLC sont des grandeurs numériques, ce qui nécessite des modules correspondants pour les convertir en grandeurs analogiques.Ce module est un module de sortie analogique.
Les modules analogiques typiques vont de -10V à +10V, 0 à +10V, 4 à 20mA, etc., qui peuvent être sélectionnés en fonction des besoins réels, et des facteurs tels que la résolution et la précision de conversion doivent également être pris en compte.Certains fabricants d'automates fournissent également des modules d'entrées analogiques spéciaux, qui peuvent être utilisés pour recevoir directement des signaux de bas niveau (tels que RTD à résistance thermique, thermocouple, etc.)
De plus, certains capteurs tels que les encodeurs rotatifs émettent une série d'impulsions et la fréquence de sortie est relativement élevée (supérieure à 20 kHz).Bien que ces signaux d'impulsion puissent également être comptés comme des grandeurs numériques, les modules d'entrée numériques ordinaires ne peuvent pas les détecter correctement.Sélectionnez un module de comptage rapide.
Différents modules d'E/S ont des circuits et des performances différents, qui affectent directement la gamme d'applications et le prix de l'automate, et doivent être sélectionnés raisonnablement en fonction de la situation réelle.
4. Attribuer des points d'entrée/sortie
Après avoir sélectionné le modèle d'API et les modules d'entrée/sortie (E/S), commencez par concevoir le schéma de configuration global du système API.Ensuite, selon le schéma de disposition du processus, reportez-vous aux instructions ou manuels spécifiques à l'automate pour connecter le signal d'entrée au point d'entrée et à la commande de sortie Dessinez le schéma de câblage des E/S correspondant au signal et au point de sortie un par un, qui c'est-à-dire le schéma électrique d'entrée/sortie de l'automate.
Une fois le modèle d'automate sélectionné, le nombre de points d'entrée/sortie est un facteur important qui détermine le prix du système de contrôle et la rationalité de la conception.Par conséquent, dans le cas de la réalisation de la même fonction de commande, le nombre de points d'entrée/sortie peut être simplifié grâce à une conception raisonnable.
5. Conception du circuit de sécurité
Le circuit de sécurité est un circuit qui protège la charge ou l'objet de contrôle et empêche les erreurs de fonctionnement ou les défaillances de contrôle pour le contrôle de la chaîne.Tout en contrôlant directement la charge, le circuit de protection de sécurité renvoie un signal d'entrée à l'automate, afin que l'automate puisse effectuer le traitement de protection.La boucle de sécurité prend généralement en compte les aspects suivants.
(1) Protection contre les courts-circuits Un fusible doit être installé dans le circuit de sortie externe de l'automate pour la protection contre les courts-circuits.Il est préférable d'installer des fusibles dans le circuit de chaque charge.
(2) Verrouillage et mesures de verrouillage En plus d'assurer la relation de verrouillage du circuit dans le programme, des mesures de verrouillage matériel doivent également être prises dans le câblage externe de l'automate pour assurer le fonctionnement sûr et fiable du système.
(3) Mesures de protection contre les pertes de tension et d'arrêt d'urgence La ligne d'alimentation de la charge externe de l'API doit disposer d'une mesure de protection contre les pertes de tension.Lorsque l'alimentation est rétablie après une coupure secteur temporaire, la charge externe de l'automate ne peut pas démarrer d'elle-même sans appuyer sur le bouton 'Démarrer'.Une autre fonction de cette méthode de câblage est que lorsqu'un arrêt d'urgence est requis dans des circonstances particulières, l'alimentation de la charge peut être coupée en appuyant sur le bouton 'arrêt d'urgence', et le signal 'arrêt d'urgence' est entré dans l'automate. .
(4) Limite de protection Dans certains cas, tels que les palans, qui peuvent entraîner un danger s'ils dépassent la limite, définissez une limite de protection.Lorsque la protection de limite fonctionne, l'alimentation de la charge est directement coupée et le signal est entré dans l'automate en même temps.
3. Conception logicielle du système de contrôle PLC
La conception logicielle est au cœur de la conception du système de contrôle PLC.Pour bien concevoir un logiciel d'application PLC, nous devons bien comprendre le processus de production, les caractéristiques techniques et les exigences de contrôle de l'objet contrôlé.Les différentes fonctions de contrôle du système sont complétées par le logiciel d'application de l'automate.
1. Contenu de la conception du logiciel d'application PLC
La conception du logiciel d'application API fait référence au processus de compilation des programmes de contrôle utilisateur et de formation des fichiers correspondants en fonction de la structure matérielle et des exigences de processus du système de contrôle, à l'aide du langage de programmation correspondant.Le contenu principal comprend : la détermination de la structure du programme ;définition des entrées/sorties, des signes intermédiaires Tableaux de paramètres tels que temporisateurs, compteurs et zones de données ;la programmation;écrire des instructions de programme.La conception de logiciels d'application PLC comprend également la configuration de dispositifs d'interface homme-machine (IHM) tels que des affichages de texte ou des écrans tactiles et d'autres modules de fonctions spéciales.
2. Familier avec l'objet contrôlé pour formuler le plan d'exploitation de l'équipement
Sur la base de la conception matérielle du système, selon les exigences du processus de production, analysez la relation logique entre chaque entrée/sortie et diverses opérations, et déterminez la quantité de détection et la méthode de contrôle.Et concevoir le contenu de fonctionnement et la séquence de fonctionnement de chaque équipement du système.Pour les systèmes plus complexes, le système peut être partitionné et contrôlé en fonction de l'emplacement physique ou de la fonction de contrôle.Les systèmes plus complexes doivent généralement dessiner un organigramme de contrôle du système pour indiquer clairement la séquence et les conditions des actions, et les systèmes simples ne le font généralement pas.
3. Familier avec le langage de programmation et les logiciels de programmation
La connaissance du langage de programmation et des logiciels de programmation est la condition préalable à la programmation.La tâche principale de cette étape est d'avoir une compréhension détaillée du logiciel de programmation et de son système d'exploitation utilisé selon les manuels pertinents, de choisir une ou plusieurs formes de langage de programmation appropriées, et de se familiariser avec son système d'instructions et la classification des paramètres, en faisant particulièrement attention à ceux qui peuvent être utilisés dans la programmation.Les commandes et fonctions à utiliser.
La meilleure façon de se familiariser avec le langage de programmation est d'opérer sur l'ordinateur, de compiler des programmes de test et d'effectuer des essais sur la plate-forme de simulation, afin de comprendre en détail les fonctions et les utilisations des instructions, de poser de bonnes bases pour la conception ultérieure du programme et éviter les détours.
4. Définir le tableau des paramètres
La définition de la table des paramètres inclut la définition de l'entrée/sortie, de l'indicateur intermédiaire, de la temporisation, du compteur et de la zone de données.Le format de définition et le contenu de la table des paramètres sont différents selon le système et les préférences personnelles, mais le contenu contenu est fondamentalement le même.Le principe de conception général est la facilité d'utilisation et le plus de détails possible.
La table des signaux d'entrée/sortie doit d'abord être définie avant le début de la programmation.La base principale est le schéma électrique des entrées/sorties de l'automate.Le numéro de point d'entrée et le numéro de point de sortie de chaque automate ont leurs propres règles claires.Une fois le modèle et la configuration de l'automate déterminés, le signal d'entrée/sortie de l'automate doit être attribué au numéro d'entrée/sortie (adresse) et compilé dans un tableau.
En général, le tableau des signaux d'entrée/sortie doit indiquer clairement la position du modèle, le numéro d'adresse d'entrée/sortie, le nom du signal et le type de signal, etc. En particulier, le contenu des annotations du tableau de définition des entrées/sorties doit être aussi détaillé que possible.Les adresses doivent être disposées dans l'ordre du plus petit au plus grand dans la mesure du possible, et ne manquez pas les points indéfinis ou de réserve, de sorte qu'il soit facile à trouver et à utiliser lors de la programmation, du débogage et de la modification du programme.
Cependant, les drapeaux intermédiaires, les temporisateurs, les compteurs et les zones de données peuvent ne pas être bien définis avant la programmation.Généralement, ils sont définis tels qu'ils sont utilisés pendant le processus de programmation et ils sont unifiés avec le tableau des signaux d'entrée/sortie au milieu du processus de programmation ou une fois la programmation terminée.
5. Programmation
Si le système d'exploitation est pris en charge, essayez d'utiliser la forme avancée du langage de programmation, tel que le langage de diagramme à relais.Pendant le processus d'écriture, selon les besoins réels, définissez la table des signaux de drapeau intermédiaire et la table des unités de stockage une par une, et veillez à réserver suffisamment de zones de stockage temporaires publiques pour économiser l'utilisation de la mémoire.
Étant donné que de nombreux petits API utilisent des programmeurs simples, seuls les codes d'instruction peuvent être entrés.Une fois le schéma à contacts conçu, il est également nécessaire de compiler le programme de code du schéma à contacts conformément à l'instruction et de répertorier la liste des programmes.Après s'être familiarisé avec le système de commande API sélectionné, il est facile d'écrire un programme de liste d'instructions selon le schéma à contacts.
Dans le processus d'écriture du programme, il est nécessaire de commenter le programme compilé à temps pour ne pas oublier la relation entre eux.Le commentaire doit inclure la description de la fonction du segment de programme, la relation logique, l'idée de conception, la source et la destination du signal, etc., afin de faciliter la lecture et le débogage du programme.
6. Test du programme
Le test du programme est une partie importante de l'ensemble du travail de conception du programme, il peut vérifier au préalable l'effet de fonctionnement réel du programme.Le test de programme et l'écriture de programme sont inséparables, et de nombreuses fonctions du programme sont modifiées et perfectionnées dans le test.
Lors des tests, commencez par chaque unité fonctionnelle, réglez le signal d'entrée, observez l'effet du changement du signal d'entrée sur le système et utilisez des instruments et des compteurs si nécessaire.Une fois le test de chaque unité fonctionnelle terminé, connectez tous les programmes et testez l'interface de chaque partie.jusqu'à satisfaction.
Les tests procéduraux peuvent être effectués en laboratoire ou sur site.Si le test du programme est réalisé sur site, il est nécessaire d'isoler l'automate du signal site pour éviter les accidents.
7. Compilation du manuel du programme
Le manuel du programme est un document de description complet de l'ensemble du contenu du programme et un résumé de l'ensemble du travail de conception du programme.L'objectif principal de l'écriture est de permettre aux utilisateurs du programme de comprendre la structure de base du programme et la manière de traiter certains problèmes, ainsi que la méthode de lecture du programme et les points auxquels il convient de prêter attention lors de son utilisation.
La spécification du programme comprend généralement la base de la conception du programme, la structure de base du programme, l'analyse de chaque unité fonctionnelle, les formules et principes utilisés, la source et le processus de fonctionnement de chaque paramètre, la situation de test du programme, etc.
Chaque étape du processus ci-dessus est un maillon indispensable dans la conception du programme d'application.Pour concevoir un bon programme d'application, chaque lien doit être bien fait.Cependant, le cœur de la programmation d'applications est l'écriture du programme, et d'autres étapes sont à son service.
8. Méthodes de programmation couramment utilisées
Les méthodes de programmation PLC incluent principalement la méthode de conception d'expérience et la méthode de conception logique.La conception logique est basée sur l'algèbre logique, en écrivant les expressions logiques de l'entrée et de la sortie, puis en les convertissant en un diagramme à relais.Comme le processus général de conception logique est plus compliqué et que le cycle est plus long, la plupart d'entre eux adoptent la méthode de conception empirique.Si le système de contrôle est plus compliqué, vous pouvez utiliser l'organigramme.La conception dite empirique est basée sur certaines applications typiques, selon les exigences spécifiques de l'objet contrôlé pour le système de contrôle, sélectionnez certains liens de base, combinez, modifiez et améliorez correctement, de sorte qu'il devienne un programme qui répond au contrôle exigences.La méthode de conception empirique générale n'a pas de point commun. Les règles peuvent être suivies, et seulement en accumulant et en s'enrichissant continuellement dans un grand nombre de conceptions de programmes, et en formant progressivement son propre style de conception.La qualité de la conception d'un programme et le temps qu'il faut ont souvent beaucoup à voir avec l'expérience du programmeur.
Bon nombre des liaisons de base dites couramment utilisées sont dérivées de la conversion du circuit de commande du contacteur de relais.Il est très similaire au schéma de circuit du contacteur de relais, et les fonctions d'entrée, de sortie et de contrôle du signal sont également à peu près les mêmes.Pour les ingénieurs et techniciens familiarisés avec les principes de conception des systèmes de commande de contacteurs à relais, il est sans aucun doute très pratique et rapide de maîtriser la conception du langage des schémas à contacts.
4. Conception anti-interférence du système de contrôle PLC
Bien que l'API soit spécialement conçu pour l'environnement de production industrielle et possède une forte capacité anti-interférence, si l'environnement est trop dur, l'interférence électromagnétique est particulièrement forte ou l'API est installé et utilisé de manière incorrecte, cela peut toujours affecter la sécurité et la fiabilité de l'API Système de contrôle.Apportez des dangers cachés.Par conséquent, dans la conception du système de contrôle PLC, il est également nécessaire de prêter attention à la conception anti-interférence du système.
1. Mesures contre les interférences électriques
La pratique a prouvé qu'il existe de nombreuses situations où le système de contrôle PLC tombe en panne en raison des interférences introduites par l'alimentation électrique.L'alimentation électrique normale du système PLC est alimentée par le réseau.En raison de la large couverture du réseau électrique, celui-ci sera soumis à des interférences électromagnétiques dans tous les espaces et induira de la tension et du courant sur la ligne.En particulier, les changements au sein du réseau électrique, les surtensions d'opération de commutation, le démarrage et l'arrêt des gros équipements électriques, les harmoniques causées par les transmissions AC et DC et les courts-circuits du réseau électrique. Les impacts transitoires, etc., sont transmis à l'alimentation électrique via la ligne de transmission.Prenez les mesures suivantes pour réduire les défaillances du système de contrôle PLC causées par les interférences de l'alimentation électrique.
(1) Utilisez une alimentation avec d'excellentes performances pour supprimer les interférences introduites par le réseau électrique.Dans le système de contrôle PLC, l'alimentation occupe une place très importante.L'interférence du réseau électrique dans le système de contrôle PLC se fait principalement par l'alimentation électrique du système PLC (telle que l'alimentation CPU, l'alimentation E/S, etc.), l'alimentation de l'émetteur et l'alimentation de l'instrument avec une connexion électrique directe avec le Système automate.Maintenant, pour l'alimentation du système PLC, l'alimentation avec de meilleures performances d'isolation est généralement utilisée, mais pour l'alimentation de l'émetteur et l'alimentation de l'instrument avec une connexion électrique directe au système PLC, elle n'a pas reçu suffisamment d'attention, bien qu'un certain isolement ait été adopté.Mesures, mais généralement insuffisantes, principalement parce que les paramètres de distribution du transformateur d'isolement utilisé sont importants, la capacité de suppression des interférences est faible et les interférences en mode commun et les interférences en mode différentiel sont connectées en série via un couplage de puissance.Par conséquent, pour l'alimentation des émetteurs et des instruments de signal partagé, des distributeurs avec une petite capacité distribuée et de grandes bandes de suppression (telles que les technologies d'isolation et de blindage multiples et d'inductance de fuite) doivent être sélectionnés pour réduire les interférences du système PLC.De plus, afin d'assurer une alimentation ininterrompue du réseau, une alimentation sans coupure (UPS) peut être utilisée pour améliorer la sécurité et la fiabilité de l'alimentation électrique.Et UPS a également de fortes performances d'isolation des interférences, ce qui est une alimentation idéale pour le système de contrôle PLC.
(2).Mesures matérielles de filtrage Dans les occasions avec de fortes interférences ou des exigences de fiabilité élevées, un transformateur d'isolement avec couche de blindage doit être utilisé pour alimenter le système PLC.Un filtre peut également être connecté en série sur le côté primaire du transformateur d'isolement, comme indiqué sur la figure.
(3) Sélectionnez correctement le point de mise à la terre et améliorez le système de mise à la terre
2. Conception de mise à la terre du système de contrôle
Une bonne mise à la terre est une condition importante pour assurer le fonctionnement fiable de l'API, ce qui peut éviter les risques de chocs de tension accidentels.La mise à la terre a généralement deux objectifs, l'un pour la sécurité et l'autre pour supprimer les interférences.Un système de mise à la terre parfait est l'une des mesures importantes pour que le système de contrôle PLC résiste aux interférences électromagnétiques.Les méthodes de mise à la terre du système de mise à la terre peuvent généralement être divisées en trois méthodes : mise à la terre à point unique en série, mise à la terre à point unique parallèle, mise à la terre à point unique multibranche, qui est la troisième méthode de mise à la terre A.Le PLC adopte la troisième méthode de mise à la terre, c'est-à-dire une mise à la terre séparée.
Le fil de terre du système de contrôle PLC comprend la terre du système, la terre de blindage, la terre CA et la terre de protection.La perturbation du système de mise à la terre au système CPL est principalement due à la répartition inégale du potentiel de chaque point de mise à la terre.Il existe une différence de potentiel de terre entre différents points de mise à la terre, ce qui provoque un courant de boucle de terre et affecte le fonctionnement normal du système.Par exemple, la couche de blindage du câble doit être mise à la terre en un point.Si la couche de blindage du câble Si les deux extrémités sont mises à la terre, il existe une différence de potentiel de terre et le courant traverse la couche de blindage.Lorsque des conditions anormales telles que la foudre se produisent, le courant de mise à la terre sera plus important.De plus, la couche de blindage, le fil de mise à la terre et la terre peuvent former une boucle fermée.Sous l'action du champ magnétique changeant, un courant induit apparaîtra dans la couche de blindage, ce qui interférera avec le circuit de signal par le couplage entre la couche de blindage et le fil central.Si le système est confondu avec une autre mise à la terre, la circulation de terre qui en résulte peut produire une distribution de potentiel inégale sur la terre, ce qui affectera le fonctionnement normal du circuit logique et du circuit analogique dans l'automate.La tolérance d'interférence de tension logique de l'API est faible et la logique L'interférence de distribution du potentiel de terre peut facilement affecter le fonctionnement logique et le stockage des données de l'API, entraînant une confusion des données, un emballement du programme ou un crash.La distribution du potentiel de terre simulé entraînera une diminution de la précision de la mesure, provoquant une distorsion grave et un mauvais fonctionnement de la mesure et du contrôle du signal.
3. Mesures pour éviter les interférences d'E/S
L'interférence introduite par le signal entraînera un fonctionnement anormal du signal d'E/S et la précision de la mesure sera considérablement réduite.Dans les cas graves, cela endommagera les composants.Pour les systèmes dont les performances d'isolation sont médiocres, cela provoquera également des interférences mutuelles entre les signaux, provoquera un reflux du bus du système de masse commune et entraînera des modifications des données logiques, des dysfonctionnements ou des pannes.Les mesures suivantes peuvent être prises pour réduire l'impact des interférences d'E/S sur le système API.
(1) Sélectionnez les modules d'E/S du point de vue de l'anti-interférence
(2) Attention lors de l'installation et du câblage :
①Les lignes électriques, les lignes de commande, les lignes électriques de l'API et les lignes d'E/S doivent être câblées séparément, et le transformateur d'isolement doit être connecté à l'API et aux E/S avec des paires torsadées.Séparez la ligne d'E/S et la ligne haute puissance de l'automate.S'ils doivent se trouver dans le même emplacement de ligne, une partition peut être ajoutée.Il est préférable d'acheminer les lignes dans des emplacements séparés.Gardez les distractions au minimum.
②PLC doit être éloigné des sources d'interférences fortes telles que les machines à souder électriques, les redresseurs au silicium haute puissance et les gros équipements électriques, et ne peut pas être installé dans la même armoire électrique que les appareils électriques haute tension.L'automate dans l'armoire doit être éloigné de la ligne électrique (la distance entre les deux doit être supérieure à 200 mm).Les charges inductives installées dans la même armoire que l'automate, telles que les relais à haute puissance et les bobines de contacteurs, doivent être connectées en parallèle avec les circuits RC.
③L'entrée et la sortie de l'API doivent être acheminées séparément, et la valeur de commutation et la valeur analogique doivent également être posées séparément.La transmission du signal analogique doit utiliser un fil blindé, la couche de blindage doit être mise à la terre à une extrémité et la résistance de mise à la terre doit être inférieure à 1/10 de la résistance de la couche de blindage.
④ N'utilisez pas le même câble pour la ligne de sortie CA et la ligne de sortie CC, et la ligne de sortie doit être aussi éloignée que possible de la ligne haute tension et de la ligne électrique pour éviter le parallèle.
(3) Tenez compte du câblage de la borne d'E/S :
Généralement, le câblage d'entrée ne doit pas être trop long, mais si les interférences environnementales sont faibles et que la chute de tension est faible, le câblage d'entrée peut être plus long de manière appropriée.Les lignes d'entrée/sortie doivent être séparées.Connectez-vous à la borne d'entrée sous la forme d'un contact normalement ouvert autant que possible, de sorte que le schéma à contacts compilé soit cohérent avec le schéma de principe du relais, qui est facile à lire.Sauf pour l'arrêt d'urgence, la protection de limite, etc.
Le câblage des bornes de sortie est divisé en sortie indépendante et sortie commune.Dans différents groupes, des tensions de sortie de différents types et niveaux de tension peuvent être utilisées.Mais la sortie d'un même groupe ne peut utiliser que l'alimentation du même type et du même niveau de tension.Étant donné que les composants de sortie de l'automate sont conditionnés sur la carte de circuit imprimé et connectés au bornier, si la charge connectée aux composants de sortie est court-circuitée, la carte de circuit imprimé sera brûlée.Lorsque la sortie relais est utilisée, la taille de la charge inductive qu'elle supporte affectera la durée de vie du relais.Par conséquent, lors de l'utilisation d'une charge inductive, il convient de la sélectionner raisonnablement ou d'ajouter un relais d'isolement.
(4) Choisissez correctement le point de mise à la terre et améliorez le système de mise à la terre
(5) Suppression des interférences du convertisseur de fréquence
5. Débogage du système de contrôle PLC
Le débogage du système est une étape nécessaire avant que le système ne soit officiellement mis en service.Différent du système de contrôle de relais, le système de contrôle PLC dispose à la fois d'un débogage matériel et d'un débogage logiciel.Comparé au système de contrôle de relais, le débogage matériel du système de contrôle PLC est relativement simple, principalement la compilation et le débogage du programme PLC.Généralement, il peut être effectué selon les étapes suivantes : compilation du programme d'application et débogage hors ligne, inspection du matériel du système de contrôle, débogage en ligne du programme d'application, débogage sur site, résumé des matériaux pertinents, et le système est officiellement mis en service.
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