西門子變頻器6SE6430-2UD38-8FB0

 用PLC控制，首先要了解系統(tǒng)的工作過程及所有功能要求，從而分析被控對(duì)象的控制過程，輸入/輸出量是開關(guān)量還是模擬量，明確控制要求，繪出控制系統(tǒng)的流程圖。

    2、選擇PLC機(jī)型

    PLC在可靠性上是沒有問題的，機(jī)型的選擇主要是考慮在功能上滿足系統(tǒng)的要求。

    機(jī)型的選擇依據(jù)：控制對(duì)象的輸入量、輸出量

    工作電壓

    輸出功率

    現(xiàn)場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)的響應(yīng)速度要求

    控制室與現(xiàn)場(chǎng)的距離等。

    3、選擇I/O設(shè)備，列出I/O地址分配表

    輸出設(shè)備：控制按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)等

    輸出設(shè)備：接觸器、電磁閥、信號(hào)燈等

    1）確定輸入、輸出設(shè)備的型號(hào)和數(shù)量；

    2）列寫輸入/輸出設(shè)備與PLC的I/O地址對(duì)照表；

    3）繪制接線圖及編程。

    分配I/O地址時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

    1）把所有按鈕、行程開關(guān)等集中配置，按順序分配I/O地址。

    2）每個(gè)I/O設(shè)備占用1個(gè)I/O地址。

    3）同一類型的I/O點(diǎn)應(yīng)盡量安排在同一個(gè)區(qū)。

    4）彼此有關(guān)的輸出器件，如電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)，其輸出地址應(yīng)連續(xù)分配。

    4、設(shè)計(jì)電氣線路圖

    1）繪制電動(dòng)機(jī)的主電路及PLC外部的其它控制電路圖。

    2）繪制PLC的I/O接線圖

    注：接在PLC輸入端的電器元件一律為常開觸點(diǎn)，如停止按鈕等。

    2）繪制PLC及I/O設(shè)備的供電系統(tǒng)圖

    輸入電路一般由PLC內(nèi)部提供電源，輸出電路根據(jù)負(fù)載的額定電壓外接電源。

    5、程序設(shè)計(jì)與調(diào)試

    程序設(shè)計(jì)可用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法或功能表圖設(shè)計(jì)法，或者是兩者的組合。

    6、總裝調(diào)試

    接好硬件線路，把程序輸入PLC中，聯(lián)機(jī)調(diào)試。

1．I/O點(diǎn)數(shù)的估算

    在選機(jī)型時(shí)，應(yīng)保證I/O點(diǎn)數(shù)有15～20%的余量。

    2．內(nèi)存容量的估算

    用戶程序所占內(nèi)存容量受I/O點(diǎn)數(shù)、用戶程序編制水平等因素的影響，程序越短，程序執(zhí)行的掃描周期就越短。

    估算內(nèi)存大小可根據(jù)下列方法來確定：

    1）開關(guān)量I/O點(diǎn)數(shù)：

    一般PLC的開關(guān)量I/O點(diǎn)數(shù)的比值為3/2（CPM1A）或1/1（FX2N），因此根據(jù)I/O總點(diǎn)數(shù)所需的內(nèi)存容量為：

    所需內(nèi)存步數(shù)=I/O開關(guān)量總點(diǎn)數(shù)×（10～15）

    2）模擬量I/O總點(diǎn)數(shù)

    具有模擬量控制要求的系統(tǒng)要用到數(shù)據(jù)傳送和運(yùn)算等功能指令，所占內(nèi)存較多，其內(nèi)存容量可按下式計(jì)算：

    所需內(nèi)存步數(shù)=模擬量I/O總點(diǎn)數(shù)×（200～250）

    3）程序編寫的質(zhì)量

    設(shè)計(jì)人員的編程水平直接影響到程序的長短及運(yùn)行時(shí)間。

    綜上所述，估算PLC所需內(nèi)存的總?cè)萘繛椋?/p>

    開關(guān)量I/O總點(diǎn)數(shù)×（10～15）+模擬量I/O總點(diǎn)數(shù)×（200～250）+30%的余量

    3、響應(yīng)時(shí)間

    系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間：指輸入信號(hào)產(chǎn)生時(shí)刻與輸出信號(hào)狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)間間隔，若輸入信號(hào)的變化頻率快于一個(gè)掃描周期，系統(tǒng)就不能可靠地響應(yīng)每個(gè)輸入信號(hào)，這時(shí)應(yīng)盡量縮短程序，提高響應(yīng)速度。

    4、功能要求與PLC結(jié)構(gòu)的合理性

    1）不需要PLC之間通訊，系統(tǒng)規(guī)模較小，可考慮用整體式結(jié)構(gòu)的PLC。

    2）既有開關(guān)量控制，又有模擬量控制，以及通訊要求等大中型控制系統(tǒng)，可考慮用模塊式結(jié)構(gòu)，易于功能的擴(kuò)展，同時(shí)模塊式結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生故障比較容易排除。

    5、輸入/輸出模塊的選擇

    輸入模塊類型分為DC5V、12V、24V、48V和AC110V、220V等。

    1）系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)與主機(jī)之間距離<10m，可選擇DC5V輸入形式；

    2）系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)與主機(jī)之間距離為10～30m可用DC12V、24V；

    3）系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)與主機(jī)之間距離>30m可用DC48V等

    輸出模塊有繼電器輸出型、晶體管輸出型、晶閘管輸出型，可根據(jù)不同需要選擇輸出類型。

    6．程序設(shè)計(jì)方法

    1）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法

    經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法：依據(jù)繼電器控制線路原理圖翻譯成梯形圖。

    經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法用于對(duì)現(xiàn)有的繼電器控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)比較方便。

    2）順序控制設(shè)計(jì)法

    順序控制系統(tǒng)：用功能圖設(shè)計(jì)法可編制出可讀性很強(qiáng)的程

    序，且可減少編程時(shí)間。

    3）兩種方法的結(jié)合

    復(fù)雜系統(tǒng)：通常用公共程序和手動(dòng)程序相對(duì)較為簡單。

    手動(dòng)程序：經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)，

    自動(dòng)程序：功能圖設(shè)計(jì)法，

如何將電位器連接至MM430/MM440模擬量輸入調(diào)節(jié)變頻器頻率

使用模擬量輸入1做頻率給定

• 接線

如圖所示，1、2端子為電位器供電，電位器滑動(dòng)端連接到3號(hào)端子，將2號(hào)端子與4號(hào)端子短接。

• DIP開關(guān)設(shè)置

左面的DIP（DIP1）開關(guān)撥到OFF的位置（開關(guān)撥到下面）

• 模擬量輸入?yún)?shù)設(shè)置

• 控制參數(shù)設(shè)置

P1000 = 2 ，使用模擬量輸入1調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率

使用模擬量輸入2做頻率給定

• 接線

如圖所示，1、2端子為電位器供電，電位器滑動(dòng)端連接到10號(hào)端子，將2號(hào)端子與11號(hào)端子短接。

•  DIP開關(guān)設(shè)置

• 模擬量輸入?yún)?shù)設(shè)置

P0756.in001 = 0 ；模擬量輸入類型，電壓類型
P0757.in001 = 0 ；標(biāo)定X1值 = 0V
P0758.in001 = 0.0 ；標(biāo)定Y1值 = 0%
P0759.in001 = 10 ；標(biāo)定X2值 = 10V
P0760.in001 = 100.0 ；標(biāo)定Y2值 = 100%
P0761.in001 = 0 ，模擬量輸入死區(qū)

• 控制參數(shù)設(shè)置西門子6SE6430-2UD38-8FB0使用方法

P1000 = 7 ，使用模擬量輸入2調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率

如何將0~10V模擬量電壓信號(hào)連接至MM430/MM440模擬量輸入調(diào)節(jié)變頻器頻率

使用模擬量輸入1做頻率給定

• 接線

如圖所示，直接將模擬量電壓信號(hào)的正、負(fù)連接至3、4端子即可

• DIP開關(guān)設(shè)置

左面的DIP（DIP1）開關(guān)撥到OFF的位置（開關(guān)撥到下面）

• 模擬量輸入?yún)?shù)設(shè)置

P0756.in000 = 0 ；模擬量輸入類型，電壓類型
P0757.in000 = 0 ；標(biāo)定X1值 = 0V
P0758.in000 = 0.0 ；標(biāo)定Y1值 = 0%
P0759.in000 = 10 ；標(biāo)定X2值 = 10V
P0760.in000 = 100.0 ；標(biāo)定Y2值 = 100%
P0761.in000 = 0 ，模擬量輸入死區(qū)

• 控制參數(shù)設(shè)置

P1000 = 2 ，使用模擬量輸入1調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率

使用模擬量輸入2做頻率給定

• 接線

如圖所示，直接將模擬量電壓信號(hào)的正、負(fù)連接至10、11端子即可

• DIP開關(guān)設(shè)置

右面的DIP（DIP2）開關(guān)撥到OFF的位置（開關(guān)撥到下面）

• 模擬量輸入?yún)?shù)設(shè)置

P0756.in001 = 0 ；模擬量輸入類型，電壓類型
P0757.in001 = 0 ；標(biāo)定X1值 = 0V
P0758.in001 = 0.0 ；標(biāo)定Y1值 = 0%
P0759.in001 = 10 ；標(biāo)定X2值 = 10V
P0760.in001 = 100.0 ；標(biāo)定Y2值 = 100%
P0761.in001 = 0 ，模擬量輸入死區(qū)

• 控制參數(shù)設(shè)置

P1000 = 7 ，使用模擬量輸入2調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率

西門子變頻器6SE6430-2UD38-8FB0

并行傳輸是指通信中同時(shí)傳送構(gòu)成一個(gè)字或字節(jié)的多位二進(jìn)制數(shù)據(jù)。而串行傳輸是指通信中構(gòu)成一個(gè)字或字節(jié)的多位二進(jìn)制數(shù)據(jù)是一位一位被傳送的。很容易看出兩者的特點(diǎn)，與并行傳輸相比，串行傳輸?shù)膫鬏斔俣嚷?，但傳輸線的數(shù)量少，成本比并行傳輸?shù)?，故常用于遠(yuǎn)距離傳輸且速度要求不高的場(chǎng)合，如計(jì)算機(jī)與可編程控制器間的通信、計(jì)算機(jī)USB口與外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送。并行傳輸?shù)乃俣瓤?，但傳輸線的數(shù)量多，成本比高，故常用于近距離傳輸?shù)膱?chǎng)合，如計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸、計(jì)算機(jī)與打印機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸。

    2.異步傳輸和同步傳輸

    在異步傳輸中，信息以字符為單位進(jìn)行傳輸，當(dāng)發(fā)送一個(gè)字符代碼時(shí)，字符前面都具有自己的一位起始位，極性為0，接著發(fā)送5到8位的數(shù)據(jù)位、1位奇偶校驗(yàn)位，1到2位的停止位，數(shù)據(jù)位的長度視傳輸數(shù)據(jù)格式而定，奇偶校驗(yàn)位可有可無，停止位的極性為1，在數(shù)據(jù)線上不傳送數(shù)據(jù)時(shí)全部為1。異步傳輸中一個(gè)字符中的各個(gè)位是同步的，但字符與字符之間的間隔是不確定的，也就是說線路上一旦開始傳送數(shù)據(jù)就必須按照起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位、停止位這樣的格式連續(xù)傳送，但傳輸下一個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)間不定，不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)線路保持1狀態(tài)。

    異步傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)就是收、發(fā)雙方不需要嚴(yán)格的位同步，所謂“異步"是指字符與字符之間的異步，字符內(nèi)部仍為同步。其次異步傳輸電路比較簡單，鏈絡(luò)協(xié)議易實(shí)現(xiàn)，所以得到了廣泛的應(yīng)用。其缺點(diǎn)在于通信效率比較低。

    在同步傳輸中，不僅字符內(nèi)部為同步，字符與字符之間也要保持同步。信息以數(shù)據(jù)塊為單位進(jìn)行傳輸，發(fā)送雙方必須以同頻率連續(xù)工作，并且保持一定的相位關(guān)系，這就需要通信系統(tǒng)中有專門使發(fā)送裝置和接收裝置同步的時(shí)鐘脈沖。在一組數(shù)據(jù)或一個(gè)報(bào)文之內(nèi)不需要啟停標(biāo)志，但在傳送中要分成組，一組含有多個(gè)字符代碼或多個(gè)獨(dú)立的碼元。在每組開始和結(jié)束需加上規(guī)定的碼元序列作為標(biāo)志序列。發(fā)送數(shù)據(jù)前，必須發(fā)送標(biāo)志序列，接收端通過檢驗(yàn)該標(biāo)志序列實(shí)現(xiàn)同步。

    同步傳輸?shù)奶攸c(diǎn)是可獲得較高的傳輸速度，但實(shí)現(xiàn)起來較復(fù)雜。

    3.信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)

    串行通信通常傳輸是數(shù)字量，這種信號(hào)包括從低頻到高頻極其豐富的諧波信號(hào)，要求傳輸線的頻率很高。而遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，為降低成本，傳輸線頻帶不夠?qū)?，使信?hào)嚴(yán)重失真、衰減，常采用的方法是調(diào)制解調(diào)技術(shù)。調(diào)制就是發(fā)送端將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合傳輸線傳送的模擬信號(hào)，完成此任務(wù)的設(shè)備叫調(diào)制器。接收端將收到的模擬信號(hào)還原為數(shù)字信號(hào)的過程稱為解調(diào)，完成此任務(wù)的設(shè)備叫解調(diào)器。實(shí)際上一個(gè)設(shè)備工作起來既需要調(diào)制，又需要解調(diào)，將調(diào)制、解調(diào)功能由一個(gè)設(shè)備完成，稱此設(shè)備為調(diào)制解調(diào)器。當(dāng)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，可以將可編程控制器的PC／PPI電纜與調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行連接以增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x。

一、PLC的特點(diǎn)

    PLC技術(shù)之所以高速發(fā)展，除了工業(yè)自動(dòng)化的客觀需要外，主要是因?yàn)樗哂性S多*的優(yōu)點(diǎn)。它較好地解決了工業(yè)領(lǐng)域中普遍關(guān)心的可靠、安全、靈活、方便、經(jīng)濟(jì)等問題。主要有以下特點(diǎn)：

    1．可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)

    可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)是PLC重要的特點(diǎn)之一。PLC的平均*時(shí)間可達(dá)幾十萬個(gè)小時(shí)，之所以有這么高的可靠性，是由于它采用了一系列的硬件和軟件的抗干擾措施：

    （1）硬件方面I/O通道采用光電隔離，有效地抑制了外部干擾源對(duì)PLC的影響；對(duì)供電電源及線路采用多種形式的濾波，從而消除或抑制了高頻干擾；對(duì)CPU等重要部件采用良好的導(dǎo)電、導(dǎo)磁材料進(jìn)行屏蔽，以減少空間電磁干擾；對(duì)有些模塊設(shè)置了聯(lián)鎖保護(hù)、自診斷電路等。

    （2）軟件方面PLC采用掃描工作方式，減少了由于外界環(huán)境干擾引起故障；在PLC系統(tǒng)程序中設(shè)有故障檢測(cè)和自診斷程序，能對(duì)系統(tǒng)硬件電路等故障實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和判斷；當(dāng)由外界干擾引起故障時(shí)，能立即將當(dāng)前重要信息加以封存，禁止任何不穩(wěn)定的讀寫操作，一旦外界環(huán)境正常后，便可恢復(fù)到故障發(fā)生前的狀態(tài)，繼續(xù)原來的工作。

    2．編程簡單、使用方便

    目前，大多數(shù)PLC采用的編程語言是梯形圖語言，它是一種面向生產(chǎn)、面向用戶的編程語言。梯形圖與電器控制線路圖相似，形象、直觀，不需要掌握計(jì)算機(jī)知識(shí)，很容易讓廣大工程技術(shù)人員掌握。當(dāng)生產(chǎn)流程需要改變時(shí)，可以現(xiàn)場(chǎng)改變程序，使用方便、靈活。同時(shí)，PLC編程器的操作和使用也很簡單。這也是PLC獲得普及和推廣的主要原因之一。

    許多PLC還針對(duì)具體問題，設(shè)計(jì)了各種編程指令及編程方法，進(jìn)一步簡化了編程。

    3．功能完善、通用性強(qiáng)

    現(xiàn)代PLC不僅具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，而且還具有A/D和D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)值運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、PID控制、通信聯(lián)網(wǎng)以等許多功能。同時(shí)，由于PLC產(chǎn)品的系列化、模塊化，有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，可以組成滿足各種要求的控制系統(tǒng)。

    4．設(shè)計(jì)安裝簡單、維護(hù)方便

    由于PLC用軟件代替了傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的硬件，控制柜的設(shè)計(jì)、安裝接線工作量大為減少。PLC的用戶程序大部分可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬調(diào)試，縮短了應(yīng)用設(shè)計(jì)和調(diào)試周期。在維修方面，由于PLC的故障率極低，維修工作量很?。欢襊LC具有很強(qiáng)的自診斷功能，如果出現(xiàn)故障，可根據(jù)PLC上指示或編程器上提供的故障信息，迅速查明原因，維修極為方便。

    5．體積小、重量輕、能耗低

    由于PLC采用了集成電路，其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、能耗低，因而是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。

    二、PLC的應(yīng)用領(lǐng)域

    目前，在國內(nèi)外PLC已廣泛應(yīng)用冶金、石油、化工、建材、機(jī)械制造、電力、汽車、輕工、環(huán)保及文化娛樂等各行各業(yè)，隨著PLC性能價(jià)格比的不斷提高，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。從應(yīng)用類型看，PLC的應(yīng)用大致可歸納為以下幾個(gè)方面：

    1.開關(guān)量邏輯控制

    利用PLC基本的邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能實(shí)現(xiàn)邏輯控制，可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制，用于單機(jī)控制、多機(jī)群控制、生產(chǎn)自動(dòng)線控制等，例如：機(jī)床、注塑機(jī)、印刷機(jī)械、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯的控制等。這是PLC基本的應(yīng)用，也是用領(lǐng)域。

    2.運(yùn)動(dòng)控制

    大多數(shù)PLC都有拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。這一功能廣泛用于各種機(jī)械設(shè)備，如對(duì)各種機(jī)床、裝配機(jī)械、機(jī)器人等進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。

    3.過程控制

    大、中型PLC都具有多路模擬量I/O模塊和PID控制功能，有的小型PLC也具有模擬量輸入輸出。所以PLC可實(shí)現(xiàn)模擬量控制，而且具有PID控制功能的PLC可構(gòu)成閉環(huán)控制，用于過程控制。這一功能已廣泛用于鍋爐、反應(yīng)堆、水處理、釀酒以及閉環(huán)位置控制和速度控制等方面。

    4.數(shù)據(jù)處理

    現(xiàn)代的PLC都具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表等功能，可進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、分析和處理，同時(shí)可通過通信接口將這些數(shù)據(jù)傳送給其它智能裝置，如計(jì)算機(jī)數(shù)值控制（CNC）設(shè)備，進(jìn)行處理。

    5.通信聯(lián)網(wǎng)

    PLC的通信包括PLC與PLC、PLC與上位計(jì)算機(jī)、PLC與其它智能設(shè)備之間的通信，PLC系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)可直接或通過通信處理單元、通信轉(zhuǎn)換單元相連構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)信息的交換，并可構(gòu)成“集中管理、分散控制"的多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，滿足工廠自動(dòng)化（FA）系統(tǒng)發(fā)展的需要