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1、PLC 与仪表连接及控制暴振岭1、仪表设备常用信号：常见炼铁用一次仪表设备有：压力变送器 ,差压变送器 ,流量计 ,热电偶 ,热电阻 , 电位器 ,称重传感器 ,物 信号制是国际电工委员会 , 又叫循环二进制码或反射二进制码 , 在数字系统中只能识别 0 和 1, 各种数据要转换为二进制代码才能进行处理 , 格雷码是一种无权码 ,采用绝对编码方式, 典型格雷码是一种具有反射特性和循环特性地单步自补码,它地循环、单步特性消除了随机取数时出现重大误差地可能 , 它地反射、自补特性使得求反非常方便 . 格雷码属于可靠性编码 , 是一种错误最小化地编码方式 . 因为 , 自然二进制码可以直接由数 /
2、模转换器转换成模拟信号 , 但某些情况 , 例如从十进制地 3 转换成 4 时二进制码地每一位都要变 , 使数字电路产生很大地尖峰电流脉冲 . 而格雷码则没有这一缺点 , 它是一种数字排序系统 , 其中地所有相邻整数在它们地数字表示中只有一个数字不同 . 它在任意两个相邻地数之间转换时 , 只有一个数位发生变化 . 它大大地减少了由一个状态到下一个状态时逻辑地混淆 . 另外因为最大数与最小数之间也仅一个数不同 , 故通常又叫格雷反射码或循环码 .除了常用地这些传统信号 , 目前还有许多通讯、现场总线型仪表 , 如 RS-485、 HART、 AS-i 、CANopen、 DeviceNet、P
3、rofibus DP 等现场总线 .这些仪表近些年价格基本和传统模拟仪表价格持平 ,且优点较多 ,市场占有率越来越高 .2、PLC 基本模块介绍我们所说地 PLC 是 Programmable Logic Controller, 即可编程逻辑控制器,它地基本构成为 :电源、中央处理器 CPU ）、存储器、输入输出接口 . 按模块分有：电源模块、 CPU 、通讯模块、 I/O 模块 包括数字量和模拟量）、功能模块 PID 模块、称重模块、高速计数模块等）等 .当前 PLC 地发展方向：小型化 ,大型化 ,网络化 .其功能越来越多 ,操作越来越简单 .对应相应地仪表设备 ,有不同地 I/O 模块
4、,分别可以接收不同地仪表信号 .以 Siemens 为例 , 其 I/O 模块种类有许多种 ,如我们厂用地较多地： 6ES7 3211BH02 0AA0,6ES7 321-1BL00-0AA0,6ES7 322-1FF01-0AA0,6ES7 322-1HF01-0AA0,6ES7 322-1BL00-0AA0,6ES7 331-7KF02-0AB0,6ES7 331-7PF11-0AB0,6ES7 332-5HD01-0AB0 等等 .还有一些能够接受通讯、总线型地仪表信号地模块如： 6GK7 343-2AH00-0XA0,6ES7 340-1BH02-0AE0 等 ,总之 ,仪表设备与 P
5、LC 模块之间是互相依赖地 ,选择合适地仪表与 PLC 模块才能更好地工作 .3、常用仪表与PLC 连接一般情况下 ,在工业生产中 ,仪表设备地连接电缆都是采用屏蔽电缆 ,有地地方需要用仪表专用电缆 .这都是为了保证仪表设备地正常工作 ,防止信号干扰 .加装配电器、隔离器、变送器等也起到抗干扰地作用 .1）以 6ES7 331-7KF02-0AB0为例：总共八个通道 ,可以测量八路信号 ,分为四组 ,每组两个通道 .其有 A 、 B、 C、D,4个量程卡 ,分别对应地测量信号如下：测量范围量程卡设置 80 mV 250 mV 500 mV 1,000 mVA150/300 /600 /Pt10
6、0/Ni100热电偶 N、E、J、K、L2.5V 5 VB1V 到5V10 V4 线制传感器 3.2 mA10 mA0 mA 到 20 mAC4 mA 到 20 mA 20 mA2 线制传感器 4 mA 到 20 mAD根据所需测量信号地不同 ,选用不同地量和卡 ,如需测量热电偶 ,则选用 A, 如果测量信号为 4 20mA：仪表设备不需供 24V.DC 则选用 C,如需供 24V.DC 电源 ,如直接连接到压力变送器 ,则选用 D.同时 ,在 STEP7软件中地硬件组态中 ,也要作相应地“测量类型”选择 ,使之相对应 ,才能正常使用 .对于未使用地通道 ,要考虑下列输入地特性 ,以便能够对这
7、些占用地通道启用诊断功能： 电压测量 未使用地输入开路；禁用通道组诊断 . 如果要启用诊断 ,模拟模块将触发单个诊断中断 ,并使 SF LED 变亮 .2使用 1.5 k 到 3.3 k 地电阻连接未使用地输入 . 这就允许启用此通道组地诊断功能 . 电流测量 420 mA,四线制传感器：串联连接同一通道组地未使用输入.2）并行编码器地连接绝对值编码器信号输出按接口分有：并行输出、串行输出、总线型输出、变送一体型输出 . 按输出电路类型分有：正弦波 电流或电压） , 方波 TTL、HTL）集电极开路输出 PNP、 NPN）、推挽式输出等 .编码器要正确连接到 PLC 上, 必须了解编码器是那种
8、输出形式 . 如我们用地欧姆龙 E6CP-AG5C-C编码器 , 它就是 NPN集电极开路输出 , 如图：当它正常工作时：接通时它要从输出信号端吸入电流 , 所以我们必须在它地信号输出端接上 源信号 , 如图：但是 , 如此接线 公共端接电源正极） , 并不是所有地PLC模块都可以实现地 ,如 Siemens S7 200 系列可以 , 因为它设计地是晶体管双极性输入, 而 S7300、 400 地数字量输入模块则不可以如此接线 , 因为它们是光电隔离型地输入类型 , 所以它们要接上这种类型地编码器 , 必须加装拉升电阻 即在电源和输出信号之间加 2K 左右电阻） , 将 NPN集电极开路输出
9、编码器变成电压输出型编码器.如图：这样 , 在 S7300、400 地数字量输入模块上即可正常工作 . 但是 , 由图我们可以看出其产生地通断信号 进入 PLC地通断信号）正好和原来地相反 , 所以 , 在编程地时候 , 我们应该将其信号取反 .最后提一下二进制格雷码转换成自然二进制码地方法：二进制格雷码转换成自然二进制码,其法则是保留格雷码地最高位作为自然二进制码地最高位 ,而次高位自然二进制码为高位自然二进制码与次高位格雷码相异或,而自然二进制码地其余各位与次高位自然二进制码地求法相类似.如图：4、PLC输出控制我们常见地 PLC控制仪表设备有：电动执行器 , 电子执行器 , 气动执行器
10、, 伺服控制器等等 . 这些设备一般都是数字量通断控制或标准模拟量信号 4 20mA）控制 , 而现场总线控制设备 , 目前接解较少 .控制系统从结构上可以分为闭环控制和开环控制 , 它们地根本区别在开环控制没有反馈 ,而闭环控制有反馈 .所谓地反馈指地是行为动作所引起地效果 .1）.开环控制系统系统地控制输入不受输出影响地控制系统,按这种方式组成地系统称为开环控制系统 .在开环控制系统中 , 不存在由输出端到输入端地反馈通路 ,因此 ,开环控制系统又称为无反馈控制系统 .开环控制系统由控制器与被控对象组成 .控制器通常具有功率放大地功能 .同闭环控制系统相比 ,开环控制系统地结构简单 ,容易
11、实现 , 并且比较经济 . 开环控制系统地缺点是控制精度和抑制干扰地性能都比较差 ,而且对系统参数地变动很敏感.因此 ,一般仅用于可以不考虑外界影响,或惯性小 ,或精度要求不高地一些场合 .2）.闭环控制系统由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路地自动控制系统,闭环控制是将输出量直接或间接反馈到输入端形成闭环、又称反馈控制系统.就是根据系统输出变化地信息来进行控制,即通过比较系统行为输出）与期望行为之间地偏差,并消除偏差以获得预期地系统性能 .在反馈控制系统中 ,既存在由输入到输出地信号前向通路 ,也包含从输出端到输入端地信号反馈通路 ,两者组成一个闭合地回路 . 因此 ,反馈控制系统又称为闭环控制系统 .反馈控制是自动控制地主要形式 .在项目上常把在运行中使输出量和期望值保持一致地反馈控制系统称为自动调节系统 ,而把用来精确地跟随或复现某种过程地反馈控制系统称为伺服系统或随动系统.闭环控制系统由控制器、受控对象和反馈通路组成.在闭环控制系统中 ,只要被控制量偏离规定值,就会产生相应地控制作用去消除偏差.因此 ,它具有抑制干扰地能力 ,对元件特性变化不敏感 ,并能改善系统地响应特性.PID
