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5;要在程序的控制下,实现升降,变节距,变速,摆动和倾斜等动作,从而保证油漆车间连续自动化生产.1)可靠性高,适用于工业现场环境原因:PLC在软件和硬件上采取了提高可靠性的一些措施:
l),硬件措施:屏蔽,滤波,电源调整与保护,联锁,模块化结构,环境检测与诊断电路
2),软件措施:自诊断程序,故障检测,信息保护与恢复
(2)编程简单,使用方便
(3)控制程序可变,具有很好的柔性
(4)直接带负载能力强
(5)接口简单,维护方便
(6)功能完善,便于实现机电一体化
(7)通信,网络技术趋于标准化,便于实现计算机网络控制
2.3PLC结构,功能和应用
2.3.1PLC结构
主要由CPU模块,输入模块,输出模块和编程器组成.
图2.1PLC控制系统
CPU模块主要由微处理器(CPU芯片)和存储器组成.存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器,其中系统程序存储器为ROM.I/O模块包括输入模块和输出模块,相应的输入输出电路如图1·3,1·4所示.
图2·2PLC的输入电路
图2.3PLC的输出电路
2.3.2PLC功能和应用
可编程控制器自问世以来发展极为迅速.在工业控制方面正逐步取代传统的继电器控制系统,成为现代工业自动化生产的三大支柱之一.
1.顺序逻辑控制
这是PLC最基本,最广泛的应用领域,它正逐步取代传统的继电器顺序控制.
2.运动控制
PLC和计算机数控(CNC)设备集成在一起,可以完成机床的运动控制
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3.定时和计数控制
定时和计数精度高,设置灵活,且高精度的时钟脉冲可用于准确的实时控制.
4.模拟量控制
PLC能完成数模转换或者模数转换,控制大量的物理参数,例如,温度,压力,速度和流量等.
5.数据处理
能完成数据运算,逻辑运算,比较传送及转换等.
6.通信和联网
PLC之间,PLC和上级计算机之间有很强的通信功能.作为实时控制系统,不仅PLC数据通信速率要求高,而且要考虑出现停电,故障时的对策等.
2.4PLC的发展趋势
随着计算机技术的发展和市场需求量的增加,PLC的结构和功能有了不断改进,生产厂家不断推出功能更强的新产品.目前,PLC的发展主要有两个趋势:其一是向体积小,速度快,功能强,价格低的微小型方向发展,其二是向大型网络化,高可靠性,兼容性,多功能方向发展.
(1)大型网络化
网络化和加强通信能力是PLC的一个重要发展趋势.PLC构成的网络将有多个PLC,多个加模块相连,并可与IPC(工业计算机)EPC(嵌入式计算机),以太网等相连构成整个工厂的自动控制系统.现场总线技术(如PROFIBUS)在工业控制中将会得到越来越广泛地应用.
(2)高可靠性
一些特定的环境和条件要求自动化系统要有很高的可靠性,因而自诊断技术,冗余技术,容错技术在PLC中都已得到厂泛的应用.
(3)多功能
为了适应各种特殊功能的需要,各个公司陆续推出了多种智能模块.智能模块是以微处理器为基础的功能部件.它的CPU与PLC的CPU并行工作,占用主机的CPU时间很少,有利于提高PLC扫描速度和完成特殊的控制要求.
(4)编程语言向高层次发展
PLC编程语言在原有梯形图语言,顺序功能图语言和指令表语言的基础上,不断丰富和向高层次发展.如SIEMENS公司的SIMATICS7可以使用C,从C++等高级语言进行编程.
(5)良好的兼容性
PLC产品的优劣除了要看它内在技术优劣外,还需考察它满足国际标准化的程度和水平.标准化一方面保证了产品出厂质量,另一方面也保证了各厂家产品的相互兼容性.
第三章:汽车涂装车间的系统设计
3.1基本设计
3.1.1I/O口资源分配
表3-1I/O口资源分配
检测点名称地址输出类型喷淋泵M1I0.0AI热水泵M2I0.1AI排风扇M3I0.2AI供风扇M4I0.3AI电泳槽M5I0.4AI加湿泵M6I0.5AI废水循环泵M7I0.6AI刮渣机M8I0.7AI热交换器M9I1.0AI面漆烘房排风扇M10I1.1AI烘房循环风扇M11I1.2AI焚烧炉循环风扇M12I1.3AI浸槽温度I1.4DI备用槽温度I1.5DI烘房风速风压I1.6DI管道防冻温度I1.7DI烘房温度I2.0DI焚烧炉温度I2.1DI烘房内燃烧的煤气压力I2.2DI焚烧炉内燃烧的煤气压力I2.3DI水槽水位上线Q0.0DO水槽水位下线Q0.1DO浸槽液位上线Q0.2DO浸槽液位下线Q0.3DO
根据上述对工艺过程和对PLC控制系统的要求的分析,可以确定出PLC控制系统所需I/O点数,统计结果如下:
DO):该装置有4个DO点,即水槽水位上限,水槽水位下限,浸槽水位上限,浸槽水位下限.
模拟量输入模块选择(AI)I点,即水槽温度,浸槽温度,焚烧炉及烘房温度,风压,煤气压力等.
3.2硬件设计
3.2.1西门子S7-200简介
S7-200是一种小型的可编程序控制器,适用于各行各业,各种场合中的检测,监测及控制的自动化.S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中,或相连成网络皆能实现复杂控制功能.因此S7-200系列具有极高的性能/价格比.S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能.使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制.应用领域极为广泛,覆盖所有与自动检测,自动化控制有关的工业及民用领域,包括各种机床,机械,电力设施,民用设施,环境保护设备等等.如:冲压机床,磨床,印刷机械,橡胶化工机械,中央空调,电梯控制,运动系统.集成的24V负载电源:可直接连接到传感器和变送器(执行器),CPU221,222具有180mA输出,CPU224,CPU224XP,CPU226分别输出280,400mA.可用作负载电源.①不同的设备类型CPU221~226各有2种类型CPU,具有不同的电源电压和控制电压.
②本机数字量输入/输出点CPU221具有6个输入点和4个输出点,CPU222具有8个输入点和6个输出点,CPU224具有14个输入点和10个输出点,CPU224XP具有14个输入点和10个输出点,CPU226具有24个输入点和16个输出点.
③本机模拟输入/输出点CPU224XP具有2个输入点,1个输出点.
④中断输入允许以极快的速度对过程信号的上升沿.
⑤高速计数器CPU221/222
4个高速计数器(30KHz),可编程并具有复位输入,2个独立的输入端可同时作加,减计数,可连接两个相位差为90°的A/B相增量编码器
CPU224/224XP/226
6个高速计数器(30KHz),具有CPU221/222相同的功能.
CPU222/224/224XP/226
可方便地用数字量和模拟量扩展模块进行扩展.可使用仿真器(选件)对本机输入信号进行仿真,用于调试用户程序.①CPU221
本机集成6输入/4输出共10个数字量I/O点.无I/O扩展能力.6K字节程序和数据存储空间.4个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出.1个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议,MPI通讯协议和自由方式通讯能力.非常适合于小点数控制的微型控制器.②CPU222
本机集成8输入/6输出共14个数字量I/O点.可连接2个扩展模块.6K字节程序和数据存储空间.4个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出.1个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议,MPI通讯协议和自由方式通讯能力.非常适合于小点数控制的微型控制器.
③CPU224本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点.可连接7个扩展模块,最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点.13K字节程序和数据存储空间.6个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出,具有PID控制器.1个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议,MPI通讯协议和自由方式通讯能力.I/O端子排可很容易地整体拆卸.是具有较强控制能力的控制器.
④CPU224XP本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点,2输入/1输出共3个模拟量I/O点,可连接7个扩展模块,最大扩展值至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点.20K字节程序和数据存储空间,6个独立的高速计数器(100KHz),2个100KHz的高速脉冲输出,2个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议,MPI通讯协议和自由方式通讯能力.本机还新增多种功能,如内置模拟量I/O,位控特性,自整定PID功能,线性斜坡脉冲指令,诊断LED,数据记录及配方功能等.是具有
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