自動化控制櫃和麵板中可編程邏輯控制器 (PLC) 的安裝和連接

可編程邏輯控制器 (PLC) 是一種特殊類型的計算機,用於自動化技術過程和對象。

PLC(英文縮寫——(PLC)可編程邏輯控制器)一詞是由美國Allen-Bradley公司的工程師Odo Joseph Struger於1971年引入的,他在統一PLC編程語言方面也起到了關鍵作用。

將算法應用於控制系統時,通常需要邏輯運算以及與傳感器、執行器和人機界面的特殊通信組織。

可編程邏輯控制器

PLC的一個重要特徵是它的實時操作。這是通過使用特殊的微處理器來確保的,這些微處理器保證系統在特定時間間隔內響應請求。

PLC 通常在不利的外部條件下運行——溫度、濕度、灰塵、電磁輻射、輻射。因此,沒有使用普通的家用電腦作為控制。

2007年在俄羅斯。專用可編程控制器 GOST R IEC 61131-1-2016 生效。

PLC是基於 微控制器 — 具有單芯片架構的專用微處理器。微控制器可以在沒有芯片組和主板、沒有操作系統的情況下工作。但這種方式主要用於簡單的本地自動化系統。在復雜的系統中,在特殊操作系統的控制下使用足夠強大的處理器。

有關用途、設備和 PLC 類型的更多信息,請參見此處: 什麼是可編程邏輯控制器

西門子PLC

PLC的種類非常多。在自動化和電子領域,沒有一家公司不生產自己的 PLC。儘管如此,所有 PLC 都通過其通用架構和用於連接外部設備的標準化接口聯合在一起。

當今世界上最大的 PLC 製造商有 Siemens AG、Allen-Bradley、Rockwell Automation、Schneider Electric、Omron、Micubichi、Lovato。 PLC 由許多其他製造商生產,包括俄羅斯公司 Kontar LLC、Oven、Kontel LLC、Segnetiks、Fastwel Group、Tecon 等。

OWEN 可編程邏輯控制器

SIMATIC S7 系列的西門子可編程控制器

標准單塊中的 PLC 外觀示例如圖所示。這些是來自 OWEN(俄羅斯)的 PLC 和來自 9 Siemens(德國)的 PLC。用於連接電源、傳感器和執行器的連接器位於盒子的兩側。

OWEN(俄羅斯)可編程邏輯控制器PLC 63和西門子(德國)PLC

OWEN(俄羅斯)可編程邏輯控制器PLC 63和西門子(德國)PLC

有以下類型的輸入輸出:離散、模擬、通用、專用和接口。

通常,離散輸入用於連接處於兩種狀態的傳感器:“主動-被動”或“開-關”。使用離散輸入,您可以連接按鈕、開關、限位開關、恆溫器和其他設備。

控制器的離散輸入 TAns 通常計算為接受電平為 +24 V DC 的標准信號。單個數字輸入(+24 V 輸入電壓)的典型電流值約為 10 mA。

PLC 離散輸出用於生成具有電氣參數的輸出信號作為離散輸入。它們通常用於控制驅動器的開啟或關閉。

根據 GOST IEC 61131-2-2012(引入日期 2014-07-01),模擬輸入是一種將連續信號轉換為離散二進制數以在可編程控制器系統中運行的設備。

對於模擬輸入,最常見的標准直流電壓範圍是 –10…+ 10 V 和 0…+ 10 V。對於電流輸入,範圍是 0–20 mA 和 4–20 mA。

模擬輸入允許將模擬傳感器連接到 PLC。

根據 GOST 61131-2-2012(引入日期 2014-07-01),模擬輸出是一種將二進制數轉換為模擬信號的設備。

PLC 可以配備專門的 I/O,以實現持續時間測量、邊沿固定、脈衝計數和電機控制。

在創建基於 PLC 的自動化系統時,這些或這些輸入輸出的數量是決定 PLC 功能的主要因素。

PLC 輸出和外部設備的連接 - OWEN PLC150

PLC 輸出和外部設備的連接

根據設計和安裝方法,PLC 外殼有四種版本:

  • 安裝在 DIN 導軌上的外殼;
  • 壁掛式外殼;
  • 面板版;
  • 嵌入式模塊化系統的開放式框架設計。

DIN 導軌安裝外殼設計用於將 PLC 安裝在控制櫃面板上,並具有用於固定在標準 DIN 導軌上的特殊彈簧鎖。

壁掛式外殼通常按照防塵和防潮標準製造,並具有用於連接外部電線(電源和信號)的內置密封密封件。

當PLC安裝在自動化櫃的入口門時,使用面板版PLC。面板 PLC 通常具有觸摸屏顯示器,顯示自動化生產線或本地自動化系統的助記符圖,並用於由操作員輸入控制參數。

開放式 PLC 用於創建嵌入式(機載)自動化系統。在這種情況下,PLC 是一塊印刷電路板,帶有一組用於連接外部設備的連接器和用於連接到其他電路板的緊固件。

連接器可以用電線連接到螺釘夾下的 PLC 或可拆卸的。後者在維護方面具有明顯的優勢,例如在更換 PLC 時。在這種情況下,不可能混淆電線的連接。然而,雙接頭的使用增加了PLC的成本,這就是為什麼製造商在PLC中更多地使用螺紋連接線而不是可拆卸的連接線。

整體式 PLC 通常在控制櫃的前面板安裝有內置或遠程顯示器。它們可以是圖形的、合成的或感官的。

下圖是一個內置LCD顯示屏和鍵盤的PLC,用於在本地設置控制算法的參數。

顯示控制器

PLC 連接器的觸點使 PLC 用戶能夠連接各種類型的傳感器:模擬傳感器、離散傳感器以及執行器和 I/O 設備。

此外,PLC 具有一組標準接口,用於使用不同類型的通信通道(有線、無線電、互聯網)實現分佈式自動化系統的工具。

可編程邏輯控制器是生產各種用途的自動化機櫃(或面板)的基礎。


控制櫃中的控制器

機櫃面板上的自動化元件安裝是根據電路設計進行的,該設計是根據每個系統的規範單獨開發的。

自動化機櫃安裝技術在配電箱中提供電源線和信號線的單獨佈線(例如,相對於安裝面板,電源線在右盒中,信號線在左盒中),電線的強制標記,根據到項目,並用特殊端子壓接電線的末端。

自動化機櫃可能具有內置空調或加熱器以提供內部溫度控制。

基於PLC的自動化櫃

基於PLC的自動化櫃

幾乎所有的現代 PLC 都有一個內置的開關電源,可以從交流電壓範圍為 110 至 265 伏的外部電源(AD-DC 電壓轉換器)或直流電源(DC-DC 電壓轉換器)供電。

開關電源有許多內置的自動保護功能:短路、過熱和過載。

典型的 PLC 電源連接需要預先安裝浪湧抑制濾波器。脈衝電源的選擇是根據所需的能量消耗值和額定功率所需的輸出值來進行的。

如果輸入電壓的主要來源由於事故或故障而被切斷,則可以通過不間斷電源確保設備或系統的運行或正常關閉。

PLC 的防護等級使用 IP 標記(防護等級)進行加密。 IP 直譯為入口防護等級。目前,這是保護設備免受外部環境影響的最常見的命名系統。用於以幾何尺寸表示防止各種物理顆粒滲入設備,包括灰塵和水。

IP防護等級——解碼、設備示例

PLC 外殼以及安裝它們的機櫃或面板可能具有一定程度的保護。

自動化機櫃和麵板中特定可編程邏輯控制器 (PLC) 的安裝和連接必須按照製造商的說明進行。

帶可編程邏輯控制器的自動化面板圖片:


自動化櫃中的PLC

將 PLC 安裝在機櫃中


自動化櫃的安裝


衣櫥裡的 PLC OWEN


PLC 施耐德電氣


PLK 白羊座 110-30


OWEN PLC的安裝與連接


鍋爐安裝自動化櫃

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