可编程序控制器(PLC, Programmable Logic Controller)是采用微电脑技术制造的自动控制设备。他以顺序控制为主,回路调节为辅,能完成逻辑判断、定时、记忆和算术运算等功能。 随着PLC技术的发展,其功能越来越多,集成度越来越高,网络功能越来越强,PLC与上位PC机联网形成的PLC及其网络技术广泛地应用到工业自动化控制之中,PLC集三电与一体,具有良好的控制精度和高可靠性,使得PLC成为现代工业自动化的支柱。PLC的生产厂家和型号、种类繁多,不同型号自成体系有不同的程序语言和使用方法,本文拟就用日本立石公司生产的OMRON C20p型PLC,设计几个PLC在三相异步电机控制中的应用,与传统的继电器控制相比,具有控制速度快、可靠性高、灵活性强等优点,可作为高校学生学习PLC的控制技术的参考,也可作为工业电机的自动控制电路。
2 PLC在电机控制中的应用 2.1三相异步电机的正反转控制 ?要求当按下正转按钮,电机连续正转,此时反转按钮不起作用(互锁),按下停止按钮电机断开电源,按下反转按钮电机连续反转,正转不起作用。图1所示为三相异步电机的正反转控制原理图。 2.2三相异步电机的Y—△启动 ?要求起动时电机接成Y型,经过一段时间自动转化为△形运行,要求Y形断开后△形才能启动,防止Y形未断△形启动造成电源短路。图2所示是三相异步电机Y—△启动控制原理图。
6ES7 321-1BH10-0AA0 开入模块(16点,24VDC)
6ES7 321-1BH50-0AA0 开入模块(16点,24VDC,源输入)
6ES7 321-1BH50-9AJ0 开入模块(16点,24VDC,源输入)组合件 (6ES7 321-1BH50-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0)
6ES7 321-1BL00-0AA0 开入模块(32点,24VDC)
6ES7 321-1BL00-9AM0 开入模块(32点,24VDC)组合件 (6ES7 321-1BL00-0AA0+6ES7 392-1AM00-0AA0)
6ES7 321-7BH01-0AB0 开入模块(16点,24VDC,诊断能力)
6ES7 321-1EL00-0AA0 开入模块(32点,120VAC)
6ES7 321-1FF01-0AA0 开入模块(8点,120/230VAC)
6ES7 321-1FF10-0AA0 开入模块(8点,120/230VAC)与公共电位单独连接
6ES7 321-1FH00-0AA0 开入模块(16点,120/230VAC)
6ES7 321-1FH00-9AJ0 开入模块(16点,120/230VAC) (6ES7 321-1FH00-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0)
6ES7 321-1CH00-0AA0 开入模块(16点,24/48VDC)
6ES7 321-1CH20-0AA0 开入模块(16点,48/125VDC)
6ES7 321-1BP00-0AA0 光电隔离,每组 16,64 DI,DC 24V,3MS,漏/源
6ES7 322-1BP00-0AA0 光电隔离,每组 16,64 DO,DC 24V,0.3A(源),总电流2A/组
6ES7 322-1BH01-0AA0 开出模块(16点,24VDC)
6ES7 322-1BH01-9AJ0 开出模块(16点,24VDC) (6ES7 322-1BH01-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0)
6ES7 322-1BH10-0AA0 开出模块(16点,24VDC)高速
6ES7 322-1CF00-0AA0 开出模块(8点,48-125VDC)
6ES7 322-8BF00-0AB0 开出模块(8点,24VDC)诊断能力
6ES7 322-5GH00-0AB0 开出模块(16点,24VDC,独立接点,故障保护)
6ES7 322-1BL00-0AA0 开出模块(32点,24VDC)
6ES7 322-1BL00-9AM0 开出模块(32点,24VDC) (6ES7 322-1BL00-0AA0+6ES7 392-1AM00-0AA0)
6ES7 322-1FL00-0AA0 开出模块(32点,120VAC/230VAC)
6ES7 322-1BF01-0AA0 开出模块(8点,24VDC,2A)
6ES7 322-1FF01-0AA0 开出模块(8点,120V/230VAC)
6ES7 322-5FF00-0AB0 开出模块(8点,120V/230VAC,独立接点)
6ES7 322-1HF01-0AA0 开出模块(8点,继电器,2A)
6ES7 322-1HF01-9AJ0 开出模块(8点,继电器,2A) (6ES7 322-1HF01-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0)
6ES7 322-1HF10-0AA0 开出模块(8点,继电器,5A,独立接点)
6ES7 322-1HH01-0AA0 开出模块(16点,继电器)DO
6ES7 322-1HH01-9AJ0 开出模块(16点,继电器) (6ES7 322-1HH01-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0)
6ES7 322-5HF00-0AB0 开出模块(8点,继电器,5A,故障保护)
6ES7 322-1FH00-0AA0 开出模块(16点,120V/230VAC)
6ES7 323-1BH01-0AA0 8点输入,24VDC;8点输出,24VDC模块
6ES7 323-1BL00-0AA0 16点输入,24VDC;16点输出,24VDC模块
6ES7 323-1BL00-9AM0 16点输入,24VDC;16点输出,24VDC模块 (6ES7 323-1BL00-0AA0+6ES7 392-1AM00-0AA0)
模拟量模板
6ES7 331-7KF02-0AB0 模拟量输入模块(8路,多种信号)
6ES7 331-7KF02-9AJ0 模拟量输入模块(8路,多种信号) (6ES7 331-7KF02-0AB0+6ES7 392-1AJ00-0AA0)
6ES7 331-7KB02-0AB0 模拟量输入模块(2路,多种信号)
6ES7 331-7KB02-9AJ0 模拟量输入模块(2路,多种信号) (6ES7 331-7KB02-0AB0+6ES7 392-1AJ00-0AA0)
6ES7 331-7NF00-0AB0 模拟量输入模块(8路,15位精度)
6ES7 331-7NF00-9AM0 模拟量输入模块(8路,15位精度) (6ES7 331-7NF00-0AB0+6ES7 392-1AM00-0AA0)
6ES7 331-7NF10-0AB0 模拟量输入模块(8路,15位精度)4通道模式
6ES7 331-7HF01-0AB0 模拟量输入模块(8路,14位精度,快速)
6ES7 331-1KF02-0AB0 模拟量输入模块(8路, 13位精度)
6ES7 331-1KF02-9AM0 模拟量输入模块(8路, 13位精度) (6ES7 331-1KF02-0AB0+6ES7 392-1AM00-0AA0)
6ES7 331-7PF01-0AB0 8路模拟量输入,16位,热电阻
6ES7 331-7PF01-9AM0 8路模拟量输入,16位,热电阻 (6ES7 331-7PF01-0AB0+6ES7 392-1AM00-0AA0)
6ES7 331-7PF11-0AB0 8路模拟量输入,16位,热电偶
6ES7 331-7PF11-9AM0 8路模拟量输入,16位,热电偶 (6ES7 331-7PF01-0AB0+6ES7 392-1AM00-0AA0)
6ES7 332-5HD01-0AB0 模拟输出模块(4路)
6ES7 332-5HD01-9AJ0 模拟输出模块(4路) (6ES7 332-5HD01-0AB0+6ES7 392-1AJ00-0AA0)
6ES7 332-5HB01-0AB0 模拟输出模块(2路)
6ES7 332-5HB01-9AJ0 模拟输出模块(2路) (6ES7 332-5HB01-0AB0+6ES7 392-1AJ00-0AA0)
6ES7 332-5HF00-0AB0 模拟输出模块(8路)
6ES7 332-5HF00-9AM0 模拟输出模块(8路) (6ES7 332-5HF00-0AB0+6ES7 392-1AM00-0AA0)
6ES7 332-7ND02-0AB0 模拟量输出模块(4路,15位精度)
6ES7 334-0KE00-0AB0 模拟量输入(4路RTD)/模拟量输出(2路)
6ES7 334-0CE01-0AA0 模拟量输入(4路)/模拟量输出(2路)
2.3三相异步电机时间控制 ?要求*1台电动机M1启动5 s后,*2台电动机M2自动启动,只有当*2台M2停止后,经过5 s延时,M1自动停止。图3所示是三相异步电机时间控制原理图。 3 程序的写入与运行 ?将PLC联上编程器并接通电源后,PLC电源指示灯亮,将编程器开关打到“PROGRAM”位置,这时PLC处于编程状态。编程器显示PASSWORD!这时依次按Clr键和Montr键,直至屏幕显示地址号0000,这时即可输入程序。 在输入程序前,需清除存储器中内容,依次按Clr、Play/Set, Not,Rec/Reset和Montr键,即将全部程序清除。按照以上3种控制的梯形图或程序指令将3种控制程序写入PLC,当上述3部分程序输入到PLC机中后,用上下方向键读出所写程序,如程序有错,可用插入指令和删除指令修改程序。 程序输入正确后,分别按图1(a)和(c)连接PLC外部接线及主回路线路实现电机正反转控制,按图2(a)?和(c)连接线路实现电机Y—△启动,按图3(a)?和(c)连接线路实现电机的时间控制。此设计可以一次性把3种控制电路的程序全部输入,同时控制3种电路,运行时,按下SBF,SBR电机正反转启动,按下SB1,SB2控制电机Y—△启动,按下SB3,SB4电机顺序启动,互不干扰,事半功倍,实现了一台PLC同时控制多种电路形式。
PLC在模拟量控制中的应用 模拟量,如电流、电压、温度、压力等等,它的大小是连续变化的。工业生产,特别是连续型生产过程,常要对这些物理量进行控制。 作为一种工业控制电子装置,PLC若不能对这些量进行控制,那是一大不足。为此,各PLC厂家都在这方面进行大量的开发。目前,不仅大型、中型机可以进行模拟量控制,就是小型机,也能进行这样的控制。
PLC进行模拟量控制,要配置有模拟量与数字量相互转换的A/D、D/A单元。它也是I/O单元,不过是特殊的I/O单元。 A/D单元是把外电路的模拟量,转换成数字量,然后送入PLC。D/A单元,是把PLC的数字量转换成模拟量,再送给外电路。 作为一种特殊的I/O单元,它仍具有I/O电路抗干扰、内外电路隔离,与输入输出继电器(或内部继电器,它也是PLC工作内存的一个区。可读写)交换信息等等特点。 这里的A/D中的A,多为电流,或电压,也有为温度。D/A中的A,多为电压,或电流。电压、电流变化范围多为0~5V,0~10V,4~20mA。有的还可处理正负值的。 这里的D,小型机多为8位二进制数,中、大型多为12位二进制数。 A/D、D/A有单路,也有多路。多路占的输入输出继电器多。
有了A/D、D/A单元,余下的处理都是数字量,这对有信息处理能力的PLC并不难。中、大型PLC处理能力更强,不仅可进行数字的加、减、乘、除,还可开方,插值,还可进行浮点运算。有的还有PID指令,可对偏差制量进行比例、微分、积分运算,进而产生相应的输出。计算机能算的它几乎都能算。 这样,用PLC实现模拟量控制是完全可能的。控制的单位值可小到212分之一的测量程值,多数也是足够的。 PLC进行模拟量控制,还有A/D、D/A组合在一起的单元,并可用PID或模糊控制算法实现控制,可得到很高的控制质量。 用PLC进行模拟量控制的好处是,在进行模拟量控制的同时,开关量也可控制。这个优点是别的控制器所不具备的,或控制的实现不如PLC方便。 当然,若纯为模拟量的系统,用PLC可能在性能价格比上不如用调节器。这也是应当看到的。
6ES7 321-1BH10-0AA0 开入模块(16点,24VDC)
6ES7 321-1BH50-0AA0 开入模块(16点,24VDC,源输入)
6ES7 321-1BH50-9AJ0 开入模块(16点,24VDC,源输入)组合件 (6ES7 321-1BH50-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0)
6ES7 321-1BL00-0AA0 开入模块(32点,24VDC)
6ES7 321-1BL00-9AM0 开入模块(32点,24VDC)组合件 (6ES7 321-1BL00-0AA0+6ES7 392-1AM00-0AA0)
6ES7 321-7BH01-0AB0 开入模块(16点,24VDC,诊断能力)
6ES7 321-1EL00-0AA0 开入模块(32点,120VAC)
6ES7 321-1FF01-0AA0 开入模块(8点,120/230VAC)
6ES7 321-1FF10-0AA0 开入模块(8点,120/230VAC)与公共电位单独连接
6ES7 321-1FH00-0AA0 开入模块(16点,120/230VAC)
6ES7 321-1FH00-9AJ0 开入模块(16点,120/230VAC) (6ES7 321-1FH00-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0)
6ES7 321-1CH00-0AA0 开入模块(16点,24/48VDC)
6ES7 321-1CH20-0AA0 开入模块(16点,48/125VDC)
6ES7 321-1BP00-0AA0 光电隔离,每组 16,64 DI,DC 24V,3MS,漏/源
6ES7 322-1BP00-0AA0 光电隔离,每组 16,64 DO,DC 24V,0.3A(源),总电流2A/组
6ES7 322-1BH01-0AA0 开出模块(16点,24VDC)
6ES7 322-1BH01-9AJ0 开出模块(16点,24VDC) (6ES7 322-1BH01-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0)
6ES7 322-1BH10-0AA0 开出模块(16点,24VDC)高速
6ES7 322-1CF00-0AA0 开出模块(8点,48-125VDC)
6ES7 322-8BF00-0AB0 开出模块(8点,24VDC)诊断能力
6ES7 322-5GH00-0AB0 开出模块(16点,24VDC,独立接点,故障保护)
6ES7 322-1BL00-0AA0 开出模块(32点,24VDC)
6ES7 322-1BL00-9AM0 开出模块(32点,24VDC) (6ES7 322-1BL00-0AA0+6ES7 392-1AM00-0AA0)
6ES7 322-1FL00-0AA0 开出模块(32点,120VAC/230VAC)
6ES7 322-1BF01-0AA0 开出模块(8点,24VDC,2A)
6ES7 322-1FF01-0AA0 开出模块(8点,120V/230VAC)
6ES7 322-5FF00-0AB0 开出模块(8点,120V/230VAC,独立接点)
6ES7 322-1HF01-0AA0 开出模块(8点,继电器,2A)
6ES7 322-1HF01-9AJ0 开出模块(8点,继电器,2A) (6ES7 322-1HF01-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0)
6ES7 322-1HF10-0AA0 开出模块(8点,继电器,5A,独立接点)
6ES7 322-1HH01-0AA0 开出模块(16点,继电器)DO
6ES7 322-1HH01-9AJ0 开出模块(16点,继电器) (6ES7 322-1HH01-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0)
6ES7 322-5HF00-0AB0 开出模块(8点,继电器,5A,故障保护)
6ES7 322-1FH00-0AA0 开出模块(16点,120V/230VAC)
6ES7 323-1BH01-0AA0 8点输入,24VDC;8点输出,24VDC模块
6ES7 323-1BL00-0AA0 16点输入,24VDC;16点输出,24VDC模块
6ES7 323-1BL00-9AM0 16点输入,24VDC;16点输出,24VDC模块 (6ES7 323-1BL00-0AA0+6ES7 392-1AM00-0AA0)
模拟量模板
6ES7 331-7KF02-0AB0 模拟量输入模块(8路,多种信号)
6ES7 331-7KF02-9AJ0 模拟量输入模块(8路,多种信号) (6ES7 331-7KF02-0AB0+6ES7 392-1AJ00-0AA0)
6ES7 331-7KB02-0AB0 模拟量输入模块(2路,多种信号)
6ES7 331-7KB02-9AJ0 模拟量输入模块(2路,多种信号) (6ES7 331-7KB02-0AB0+6ES7 392-1AJ00-0AA0)
6ES7 331-7NF00-0AB0 模拟量输入模块(8路,15位精度)
6ES7 331-7NF00-9AM0 模拟量输入模块(8路,15位精度) (6ES7 331-7NF00-0AB0+6ES7 392-1AM00-0AA0)
6ES7 331-7NF10-0AB0 模拟量输入模块(8路,15位精度)4通道模式
6ES7 331-7HF01-0AB0 模拟量输入模块(8路,14位精度,快速)
6ES7 331-1KF02-0AB0 模拟量输入模块(8路, 13位精度)
6ES7 331-1KF02-9AM0 模拟量输入模块(8路, 13位精度) (6ES7 331-1KF02-0AB0+6ES7 392-1AM00-0AA0)
6ES7 331-7PF01-0AB0 8路模拟量输入,16位,热电阻
6ES7 331-7PF01-9AM0 8路模拟量输入,16位,热电阻 (6ES7 331-7PF01-0AB0+6ES7 392-1AM00-0AA0)
6ES7 331-7PF11-0AB0 8路模拟量输入,16位,热电偶
6ES7 331-7PF11-9AM0 8路模拟量输入,16位,热电偶 (6ES7 331-7PF01-0AB0+6ES7 392-1AM00-0AA0)
6ES7 332-5HD01-0AB0 模拟输出模块(4路)
6ES7 332-5HD01-9AJ0 模拟输出模块(4路) (6ES7 332-5HD01-0AB0+6ES7 392-1AJ00-0AA0)
6ES7 332-5HB01-0AB0 模拟输出模块(2路)
6ES7 332-5HB01-9AJ0 模拟输出模块(2路) (6ES7 332-5HB01-0AB0+6ES7 392-1AJ00-0AA0)
6ES7 332-5HF00-0AB0 模拟输出模块(8路)
6ES7 332-5HF00-9AM0 模拟输出模块(8路) (6ES7 332-5HF00-0AB0+6ES7 392-1AM00-0AA0)
6ES7 332-7ND02-0AB0 模拟量输出模块(4路,15位精度)
6ES7 334-0KE00-0AB0 模拟量输入(4路RTD)/模拟量输出(2路)
6ES7 334-0CE01-0AA0 模拟量输入(4路)/模拟量输出(2路)
附件
6ES7 365-0BA01-0AA0 IM365接口模块
PLC的应用非常广泛。目前,在国内外已广泛应用于钢铁、冶金、化工、轻工、食品、电力、机械、交通运输、汽车制造、建筑、环保、公用事业等各行业。 PLC按不同的控制类型,已成功应用于以下几个方面: 1.开关量顺序控制 这是PLC较广泛的应用领域,也是PLC较基本的控制功能,可用来取代继电器控制系统,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控制和自动化生产线控制。如电动机控制、机床电气控制、电梯自动控制、自动化生产线、数控机床、交通灯等。 2.模拟量过程控制 除开关量外,PLC还能控制连续变化的模拟量,如压力、速度、流量、液位、电压和电流等模拟量。通过各种传感器将相应的模拟量转化为电信号,然后通过 A/D模块将它们转换为数字量,送到PLC处理,处理后的数字量再通过D/A的转换为模拟量进行输出控制,如通过**的智能PID模块实现模拟量的闭环过程控制。这一功能主要应用于恒压供水系统、锅炉温度控制等控制系统中。 3.运动控制 PLC提供了驱动步进电动机或伺服电动机的单轴或多轴位置控制模块,通过这些模块可实现直线运动或圆周运动的控制。这一功能主要用于各类机床、机器人、装配机械等进行运动控制。 4.数据处理 PLC提供了各种数据运算、数据传送、数据转换、数据排序以及位操作等功能,可以实现数据采集、分析和处理。这些数据可通过通信系统传送到其他智能设备,也可利用它们与存储器中的参考值进行比较,或利用它们制作各种要求的报表。数据处理功能一般用于各种行业的大、中型控制系统。 5.通信功能 为适应现代工业自动化控制系统的需要——集中及远程管理,PLC可实现与PLC、单片机、打印机及上级计算机互相交换信息的通信功能。