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在可编程逻辑控制器 (PLC) 和分布式控制系统 (DCS) 中，由于这些系统的实时性以及工业过程的相关复杂性，硬连线 I/O 和串行 I/O 之间的选择变得尤为重要。 下面，我将详细分析这些特定系统中每个系统的特征。 硬连线输入/输出 下面列出了我们必须讨论的有关硬连线 I/O 的要点。 直接连接 实时响应 接线复杂性 灵活性有限 可靠性 信号完整性 适应性 安全关键应用 1. 直连 硬连线 I/O 直接连接到 PLC 或 DCS。每个输入或输出设备都有一条返回控制器的专用线路。 2. 实时响应 这些 I/O 通常设计用于实时控制任务。它们特别适用于需要立即采取行动的时间敏感型应用，例如过程控制、联锁和紧急关闭。 3. 接线复杂性 对于具有大量 I/O 点的大型系统，硬连线解决方案可能会变得很麻烦，需要大量布线和更大的控制柜。 4. 灵活性有限 由于需要物理重新布线，修改或扩展硬连线系统可能是劳动密集型的。 5、可靠性 硬连线 I/O 通常被认为对于关键任务来说更可靠，因为它们具有直接、点对点的性质，可以降低通信故障的风险。 6. 信号完整性 与串行通信相比，硬连线连接的信号完整性通常更好，尤其是在电磁干扰 (EMI) 较多的环境中。 7. 适用性 最适合较小的系统或可靠性和速度至关重要的场景。 8. 安全 硬连线 I/O 主要用于安全关键型应用，例如控制回路至关重要的工业过程控制应用。 串行输入/输出 下面列出了我们要讨论的有关串行 I/O 的要点。 数据序列化 基于协议的通信 可扩展性 联网能力 数据处理 距离 漏洞 成本 安全 1. 数据序列化 串行 I/O 通常通过一条数据线一次传输一位数据。这与同时发送多个位的并行系统形成对比。硬连线 I/O 中的每个信号都有单独的电线，但串行 I/O 通常只有一根电缆用于传输/接收所有数据。 2. 基于协议的通信 它们通常依靠已建立的工业协议（如 Modbus、PROFIBUS 或以太网/IP）进行通信，这些协议标准化了设备之间的数据交换。 3. 可扩展性 串行 I/O 通常更具可扩展性。添加更多 I/O 点通常只需要配置现有网络，无需额外布线回控制器。 4. 联网能力 串行 I/O 可以轻松联网，并且通常具有内置诊断功能，这使得它们更加通用，但也增加了复杂性。 5. 数据处理 串行 I/O 在数据处理方面更加通用。它们可以通过网络传输更复杂的数据类型，包括实数和字符串。 6. 距离 它们更适合 I/O 点远离 PLC 或 DCS 控制器的应用。在某些情况下，我们可能需要一些特殊设备，例如中继器、网关等。 7. 漏洞 由于串行 I/O 是基于协议的，因此更容易出现数据冲突、延迟和其他网络相关问题等问题。 8. 成本 虽然由于网络硬件的原因，初始设置成本可能较高，但长期成本可能较低，特别是对于需要频繁修改或扩展的系统。 9. 安全 串行 I/O 绝不会用于安全关键型应用，因为主电缆损坏可能会导致数据完全故障。 在硬连线和串行 I/O 之间进行选择 两者之间的选择通常取决于各种因素，例如系统规模、所需的操作速度、安全性、数据复杂性和成本考虑。工程师通常会进行详细分析，有时甚至在单个 PLC 或 DCS 系统的不同部分中使用这两种类型，以充分利用每种类型的优点。例如，硬连线 I/O 可用于安全关键型应用，而串行 I/O 可用于数据收集和监控任务。 硬连线 I/O 和串行 I/O 之间的比较 下表显示了硬连线 I/O 和串行 I/O 之间的差异。 参数 硬连线输入/输出 串行输入/输出 连接类型 直接、点对点连接 基于协议，通常是联网 数据传输速度 通常更快，实时处理 由于序列化可能会更慢（取决于协议） 复杂性 由于序列化可能会变慢（取决于协议） 更易于管理的复杂性 可扩展性 扩展困难且昂贵 扩展更容易且成本更低 可靠性 故障点较少，可靠性更高 故障点较多 布线 需要大量布线 布线较少，通常只需一根数据线 信号完整性 在高 EMI 环境中更好 可能容易受到 EMI 影响 支持的数据类型 一般为 4-20 mA 模拟信号，24 V DC 数字信号 由于网络硬件的原因，这可能会更高 距离 适合较短距离 可以处理较长距离 成本（初始） 小型系统较低，大型系统较高 高（取决于协议） 成本（维护） 由于故障排除的复杂性而较高 通常较低 灵活性 有限，难以修改 高度灵活，易于修改 冗余 实施起来困难且昂贵 实施起来更容易且成本更低 安全应用 通常用于安全关键任务 不太常用于安全关键任务 网络诊断 有限或无 通常内置 当谈到 PLC 和 DCS 系统的安全性时，硬连线 I/O 和串行 I/O 具有不同的特性，这些特性可以增强或可能损害工业过程的安全性。 下面的比较表仅关注这两类 I/O 系统的安全方面。 安全方面 硬连线输入/输出 串行输入/输出 可靠性 由于直接连接和故障点较少，可靠性通常更高 基于协议和网络，引入更多潜在故障点 实时响应 非常适合实时响应，通常用于紧急关闭和安全联锁 由于网络拥塞或协议限制，可能会出现延迟，这使得它们不太适合立即采取行动 系统复杂性 较低的复杂性通常更容易识别和解决安全问题 网络和协议的复杂性使得确定安全问题的根本原因变得具有挑战性 信号完整性 不易受到电磁干扰 (EMI)，从而提高信号质量和可靠性 可能更容易受到 EMI 和信号衰减的影响，从而危及安全 数据完整性 由于通常是点对点的，因此数据损坏的可能性较小 由于网络而更容易出现数据完整性问题，从而增加了安全相关故障的风险 人为错误 由于其简单性，不太容易出现影响安全的配置错误 配置或维护过程中出现人为错误的可能性更大，影响系统安全 紧急情况 由于响应时间快，通常是紧急关闭等安全关键系统的首选 由于可能存在延迟和其他网络相关问题，通常不用于立即操作任务 安全 较低的网络攻击敏感性，因为它们通常不联网 由于网络的原因，更容易受到可能危及安全的网络威胁 内置安全功能 安全功能通常是硬连线且不复杂，因此非常坚固 可能有内置的安全协议，但这些协议可能会受到网络问题的影响 认证 由于复杂性更低、可靠性更高，安全关键型应用的认证变得更加容易 由于网络和协议的复杂性，可能需要更广泛的测试和认证 从安全角度来看，硬连线 I/O 和串行 I/O 之间的选择通常倾向于关键安全应用的硬连线 I/O，因为它们具有固有的可靠性和即时响应能力。然而，系统的整体安全性并不仅仅取决于所使用的 I/O 类型；它还受到设计、维护实践和操作人员能力等因素的影响。

无论是工业自动化还是任何其他 PLC 系统，每个装置或设备在经过一定时间后都会达到一个阶段，需要对其进行更改或升级。 升级和迁移 例如，如果 PLC 的使用时间超过10年，则其技术支持将不再存在，或者 PLC 已经过时而无法更换。在这种情况下，您有两个选择 - 要么迁移到一套全新的 PLC，要么升级固件和程序。理解这种差异非常重要，因为它有助于选择合适的工作。 在这篇文章中，我们将了解升级和迁移 PLC 系统之间的区别，并了解如何实施正确的系统。 为什么需要迁移或升级 PLC 系统？ 在进入主题之前，首先有必要了解为什么我们需要这样做。假设您已经使用“X”PLC 近 15 年了。程序不会突然出现故障；这是一个完全不同的理论，完全取决于程序员如何编写代码。PLC 代码一旦编写，终生都会以相同的方式执行。 问题始于硬件和支持。如果这种“X”PLC 不稳定或者编程有很多限制，那么 PLC 制造商通常不会将这种“X”PLC 投入生产这么长时间。 很快，该 PLC 将开始过时，并且将无法找到替代品。即使是系统集成商或 PLC 制造商本身也无法提供技术支持，因为他们的人员将转移到更新的品牌，或者其编程电缆也不再可用。 在这种情况下，如果 PLC 系统由于某种原因突然出现故障，那么您别无选择，只能等待较长的停机时间结束。另外，如果你仍然能够从某个地方获得这个 PLC，那么它的成本将非常高并且超出预算。 由于当前的供应链中断以及新的工业自动化解决方案和零件的稀缺，准确估计采购新设备可能需要多长时间是不可行的。在这种情况下，您有两个选择 - 要么迁移到另一个品牌，要么将现有品牌升级到更新的固件 CPU 或程序。 因此，这就是迁移和升级在工业自动化中发挥重要作用的原因。此外，新的解决方案还减少了错误和风险，提供了更强大的技术支持、服务专业知识、更少的资本投资以及工厂的高效运营。 什么是 PLC 系统的移植？ 首先，让我们了解两者中较简单的一个。迁移是指用新系统完全替换旧系统。这类似于一个公民从原来的城市迁移到一个新城市。假设您有一台旧 PLC，在使用 10 年后被发现存在一些硬件缺陷。 CPU 的两个数字输入出现故障，并且该 CPU 不再在市场上销售。另外，由于运气不佳，提供 PLC 的系统集成商已经关闭了业务或转向了一些较新的品牌。 在这种情况下，迁移意味着您需要购买其他品牌的 PLC。在购买之前，您需要考虑 IO 数量、IO 接线、通信端口可用性、编程能力、内存容量、执行速度、可扩展程度等因素。 一旦你完成了这一切，你就需要购买一个新的，并根据制造商的软件在其中编写一个新的程序。另外，您需要与新供应商共享以前的 IO 列表，以便他在 PLC 中相应地进行 IO 映射，并减少在电气面板中接线 IO 的时间。完成后，您可以用新的 PLC 替换旧的 PLC 并相应地使用系统。 虽然使用这种方法不能完全应用新的、一致的编程标准，但整体功能仍然尽可能接近原始，并且可以在一定程度上改进程序。 什么是 PLC 系统升级？ 我们再来看第二个 PLC 系统升级的案例。您拥有与之前讨论的制造商相同的 PLC，并且发生了故障。现在，您发现同一制造商的一些更高级别的 PLC 可用，具有相似的编码风格和 IO 功能。 甚至供应商也可以提供支持。您无需将供应商更换为更新的供应商或完全更改 PLC 品牌，只需将系统升级到更新、更高的系统即可。这个新的 CPU 要么必须用新的编码重写，要么只是即插即用，具体取决于软件。 因此，升级需要在更新系统时进行更全面的 IO 接线和 PLC 编码。 此外，从头开始重写新代码可以让程序员消除他在旧系统中观察到的错误，并以更简单的方式规划高效可靠的逻辑。这是一种升级系统的全新方法。 迁移和升级 PLC 系统之间的差异 迁移意味着切换到全新的 PLC 制造商，而升级意味着切换到同一 PLC 制造商的较新 CPU。 迁移比升级更便宜，因为它需要更少的停机时间、更少的新硬件、更少的编程时间和设计基础设施。 迁移比升级风险更小，因为您已经拥有旧程序的可用程序，只需复制粘贴相同的程序即可。虽然 100% 复制是不可能的，但由于这种方法，功能可以在很大程度上相似。 迁移可能会导致使用新的硬件，这可能需要工程师花时间快速了解系统，以便他们能够对其进行维护和故障排除。在这种情况下，升级就容易多了。 迁移的可靠性和效率不如升级，因为尽管你研究了这么多，但你仍然不知道这个新的 PLC 现在将如何工作。 迁移和升级是一件棘手的事情，需要参与其中的工程师和程序员的详细专业知识。此外，要采取的操作因系统而异。一旦完成，它可以使您的任务变得更加容易。这样，我们看到了 PLC 系统升级和迁移的概念。

我们都知道 PLC 在当今的自动化时代有多重要，所以有很多流行的 PLC 品牌，例如西门子、横河、AB、ABB、GE 等。在这些 PLC 控制器上，提供了很多 LED 指示来了解控制器的不同状态 ，但要了解状态，我们首先需要了解这些指示的含义。 GE 制造 PLC 上的 LED 指示 在本文中，我们将了解其中一款 GE PLC（特别是 CPL 系列）的 LED 指示，我们还将了解控制器上可用的各种端口的功能。 在这篇文章中，我们将解释 GE 制造的 PLC CPL-410 型号的 LED 指示。 关于 CPL 410 型号 该 PAC（可编程自动化控制器）系统称为 RX3iCPL410，配有内置 Linux 服务器，支持梯形逻辑、结构化文本、功能框图和 C 等编程语言。 包含 64Mb 可配置数据和程序存储器、用于离散输入和输出的 32K 位以及用于模拟输入和输出的 32K 字。还支持大容量内存用于数据交换 最多支持 768 个程序块，1 个程序块大小为 128KB，还支持 4 个独立的以太网 LAN（10\100\1000）。 最多允许 32 个 Modbus TCP IP 客户端，48 个 SRTP（服务请求传输协议）可以同时运行，以及 16 个同时的 Modbus TCP IP 服务器连接。 该 PLC 可以处理高达 -40 至 70 摄氏度的工作温度，它是 DIN 导轨安装设备，支持 18-30 VDC 电源，并且不需要特殊电源。 前面有 5 个以太网端口，底部有 1 个 RJ45 连接，OLED 显示屏可用于导航和监控 CPU 的各种状态，还有许多带 LED 指示的开关可用于监控状态并浏览设置。 我们可以使用 Proficy Machine Edition 软件对 CPU 进行编程和配置，该系统可以轻松创建冗余系统，到辅助 PLC 的切换时间为 100ms。 好的，现在我们将讨论此特定 GE PLC 型号 CPL-410 的 LED 指示。 在下图中我们可以看到很多指示和通讯端口，图 1 中 PLC 没有任何连接，图 2 是运行中的通讯通道。 图 1（左）、图 2（右） 所以，让我们从右上角开始。 µSD：此插槽用于插入Micro-SD卡；Micro SD 卡用于外部存储或加载程序；它有一个保护盖，以防止损坏。 DISP：您可以访问 OLED 显示屏上的显示菜单导航并根据需要进行更改，使用此按钮您可以访问 LAN 设置、控制状态、I/O 状态、设备信息、Linux 操作系统设置、冗余信息和冗余命令，我们可以检查每个 LAN 连接的配置 IP。 SEL：您可以使用此指示和按钮指导选择以进行任何设置修改，您可以根据您的要求导航选项。 RUN：用于向 PLC 运行命令，它激活 OLED 菜单以从 PLC 选择 RUN 启用或 RUN 禁用模式，在运行状态下，绿色指示将在运行按钮下方闪烁。 STOP：用于向 PLC 发送停止命令，可以通过该按钮为 PLC 选择停止启用或停止禁用。 PHY PRES：TPM（可信平台模块）物理存在指示暨选择，这将在健康状况下亮起绿灯。 SSD：固态硬盘活动，绿色指示处于健康状态。这是为了检查存储数据的固态磁盘或驱动器的运行状况。 TEMP：这表明控制器温度过高，当温度超出限制时，它将显示琥珀色 LED 指示。 OK：此信号表明 CPU 正常且处于健康状态。 OE：输出使能，正常时绿色指示。 FRC：当我们对任何模块或设备施加力时，黄色指示灯会亮起，表明力信号已启用。 FLT：当出现系统故障时，该指示将发出红光，如果任何模块出现问题，就会发生系统故障。 IO：该 LED 指示 IO 网络状态的健康状况；健康状况下绿色指示灯会亮起。 RACT：冗余系统是避免主控制系统出现任何问题时避免过程故障的必要条件，还需要对冗余系统进行密切监控以确保始终可用，RACT LED 指示将指示冗余处于活动状态或活动冗余状态，当冗余设备处于活动状态时，指示将呈绿色，一旦冗余 CPU 热备准备就绪，该 LED 将被激活。 RBOK：表示冗余备份单元正常，指示灯呈绿色。 GPOK：Linux 成功启动并重新启动 CPU 后，此 LED 指示灯将呈绿色闪烁，表示通用功能正常，即操作系统处于健康状态或准备好供用户登录，或者我们可以说 Linux 正在运行。 PWR：电源打开，我们也可以用这个按钮重置控制器，我们必须按住 PWR 按钮才能重置 PLC，在健康状态下它会发出绿光。 PLC 中的通讯端口 让我们对通信端口有一些了解： USB1：此端口分配给 Linux，可用于访问键盘、记忆棒、笔驱动器和其他已正确安装驱动程序的存储设备。 USB2：此端口分配给控制器运行时 PACS（可编程自动化控制器） LAN：LAN 端口用于配置工厂通信包和热备冗余，其中两个 LAN3 组端口用于实现此目的。它们在两个 CPU 之间提供高速数据同步链路。将主 CPU 的上部 LAN3 端口连接到辅助 CPU 的上部 LAN3 端口，并将主 CPU 的下部 LAN3 端口连接到辅助 CPU 的下部 LAN3 端口。 前面板局域网： -LAN-1：此端口不可切换，连接到最上面的 RJ45 连接器。 -LAN-2：连接中间两个 RJ45 连接器，可内部切换。 -LAN-3：连接下方的两个 RJ45 连接器，这些端口也能够内部切换，该端口用于为系统提供热备冗余。 底层局域网： -RJ45：该端口支持串行 IO 协议，该端口也是分配给 Linux 系统本身的。 LAN 端口的速度和链路的健康状况对于正常通信至关重要，我们来看看 LAN 端口的上下指示以及该指示的含义。 LAN 端口状态（上方指示）： 绿色指示：相应的链路已建立，绿色闪烁：检测到流量，熄灭，无连接。 LAN 端口 - 速度（下方指示）： 绿色 亮起：数据速度为 1 Gbps 或 100 Mbps，熄灭：网络数据速度为 10 Mbps 请参见下图了解 LAN 端口的指示。 图 3 PLC 底部可用的其他端口 RJ45：这是一个串行 COM 端口，我们可以在其中使用 RJ45 连接器连接通信通道，我们可以使用此端口进行直接以太网连接，或者我们可以使用 TCP IP 转换器（串行到以太网）进行 Modbus 或串行通信通道通信 。请注意，RJ 连接器有 8 个引脚，并与组合成双绞线的电线连接，这种双绞线有助于减少串扰并消除电磁干扰。 PLC 底部有以下端口（图 4） 图 4 Display Port：这是一个视频显示端口，我们可以使用此端口同时或单独传输视频和音频。DP 可传输信号范围为 144Hz 至 4k。 EFA：这是一个 IICS（Informatica 智能云服务）云端口，这是用于集成和数据管理的基于云的服务，使用此平台您可以配置连接、创建用户、运行、安排和监控活动或任务。 EPCSS：Energy Pack Control & Status Signal，它是一个带有 5 个接线端子的接线端子。虽然 EPCSS 在使用时是可选的，但它允许 PLC 控制器在断电时保存其当前状态。 24DC IN：三线端子块，用于向 PLC 提供 24V 直流电源。 我们来看看图 5 中所有 LED 指示的汇总 图 5 至此，对 LED 指示以及 GE 制造的 PLC 的各种端口有了一个基本的了解。

当您开发 PLC 程序时，您需要确保在向客户展示之前对其进行了正确的测试和验证。这是因为 PLC 程序中有很多部分，如逻辑、配置、设置等。 因此，有必要测试和验证每个部分，无论哪个程序会出现故障。如果配置或逻辑存在错误，那么系统将在现场出现故障。 为了避免这种情况，大多数程序员会花费数小时来测试 PLC 逻辑，这是他们所做的非常重要的一步。在这篇文章中，我们将学习 PLC 开发的测试和验证过程。 PLC 开发中的测试和验证 下面提到了与 PLC 测试和验证相关的一些要点。 召集利益相关者召开首次会议，讨论 PLC 项目的范围、目标和要求。 制定测试和验证的目标和验收标准。 分配测试和验证过程所需的资源，包括团队成员、硬件和软件工具。 准备详细的功能设计规范 (FDS)，作为 PLC 程序开发和测试的基础。 根据功能设计规范开发初始代码块和例程。 专门为单元测试编写测试计划，确定每个单元应该完成什么以及如何测试它。 执行单元测试，遵循测试计划并记录每个功能或例程的结果。 创建集成测试的测试计划，概述如何将不同的代码块和例程组合并作为单个实体进行测试。 执行集成测试，验证整个程序的功能以及与其他系统的互操作性。 开发 FAT 协议，指定系统必须满足才能被视为可接受的标准。 在模拟环境中基于 FAT 协议进行 FAT，以确保满足所有要求。 起草详细的验证协议，定义如何进行验证、检查什么以及可接受的结果是什么。 审查验证协议并获得质量保证和其他利益相关者的批准。 实施验证协议、记录结果并识别任何偏差或失败。 创建 SAT 协议，重点关注 PLC 系统运行的真实环境。 进行 SAT 以验证 PLC 系统在其预期操作环境中可靠工作。 准备测试和验证活动、结果以及所采取的任何纠正措施的综合文档。 获得所有利益相关者的最终批准，确保 PLC 系统经过测试和验证。 建立流程来监控 PLC 系统的性能并安排定期重新测试和重新验证活动。 归档所有 PLC 项目文档和代码，并正式结束项目。 上述步骤提供了在新的 PLC 开发项目中准备测试和验证的简单指南。 让我们一一看看一些重要的步骤，需要遵循这些步骤直到最后才能正常运行。 IO 映射 PLC 根据输入和输出运行。因此，测试程序的第一步是检查 PLC 中的 IO 映射。您必须在模拟中强制每个数字输入，或者向 PLC 提供实际的硬件输入。 一项一项地，如果映射正确，那么同样会反映在您的图形和程序中。这将验证数字输入。对于模拟输入遵循相同的过程。但是，对于模拟输入，您必须提供多个原始计数，而不仅仅是一个计数。 广泛的计数可以让您正确了解通道是否正常运行。然后，对于数字输出，你必须一一强制它们。如果 PLC 输出按照顺序打开和关闭，则您的 DO 映射是正确的。 对模拟输出遵循相同的过程，并提供广泛的原始计数而不是单个计数。您将正确了解 AO 通道是否正常运行。 通讯协议检查 一旦在 PLC 程序中验证了 IO，下一步就是检查通信和网络地址。假设 PLC 有一个以太网端口和一个 Modbus RTU 端口。您已将一个 HMI 连接到以太网端口，并将三个 VFD 连接到 Modbus 端口。Modbus 端口用于与 VFD 传输和接收数据，如电流、频率、电压等。 这些映射已由您在 PLC 逻辑中完成。首先检查以太网口，测试 IP 是否能 ping 通；以及是否与 HMI 通讯。然后，建立 Modbus 通讯并检查与 PLC 的数据通讯是否正常。 这完全清除了您的硬件部分，因为您现在可以正确地将数据传送到现场；通过硬 IO 或软 IO。这两个基本步骤是验证的第一步。 手动模式 一些系统具有没有关键联锁的手动模式，而一些系统具有带有关键联锁的手动模式。要检查手动模式，您必须逐步打开每个输出，并检查实际的物理输出是否打开。 第一步验证物理 DO 或 AO 是否已与手动模式按钮正确链接。然后，您必须产生相应的警报并检查输出是否关闭。 仅应关闭链接的输出。其余输出不应受到影响。这确保了所有输出都已在程序中通过正确的互锁正确链接。因为，一旦手动模式被清除，将确认物理输出可以手动打开，然后可以更容易地检查自动模式。 直接检查自动模式逻辑会使程序员混淆什么输出正在打开或关闭。验证手动模式将确保各个输出是否打开。 自动模式 下一个重要步骤是检查自动模式。自动模式是一个带有互锁的验证序列。每个系统都有一个控制逻辑文档，显示序列如何与适当的联锁和输出矩阵一起工作。 PLC 程序员必须确保当任何序列运行时，相应的输出相应地打开/关闭。另外，序列是否正常运行并具有互锁？ 自动模式逻辑在制作时必须主要分为四个部分 打开输出， 编写序列流， 连接联锁和警报，以及 显示当前运行状态。 这种技术使得程序流程非常容易查看和排除故障。 应尽量避免不断使用置位-复位线圈和梯形逻辑。梯形图逻辑使用起来很方便，但是在线仿真运行时，排查故障很费时间。 此外，置位-复位线圈也难以管理，因为一旦使用了置位线圈，就必须小心地将其复位到某处。否则，如果条件写入不正确，该位将保持设置状态。 就这样，我们看到了 PLC 开发中的测试和验证过程。

只有使用变频驱动器才能控制感应电机的速度。基本上，我们可以通过三种不同的模式来控制感应电机的速度。 使用数字信号 使用 0～10V/0～5V/4～20mA/0～20mA 等模拟信号 使用 Modbus 通讯，无论是 RTU 模式还是 TCP/IP 模式 感应电机转速 在这篇文章中，我们将使用范围为 0 至 20 mA 的模拟输入信号来控制电机的速度。本文介绍如何使用 PLC 的模拟输出来控制电机的速度。请参阅下面的示意图以获取概述。 为了改变电机的速度，来自 PLC 的 0 至 20 mA 模拟输出信号被发送到 VFD 的模拟输入端子。随着毫安从 0 增加到 20，速度从 0 到 50 Hz 变化。在本主题中，我们使用 S7 200 智能 PLC 的六个独特的模拟输出点来控制六个电机的速度。（每个电机根据电机额定值都有单独的 VFD）。 这里使用的 PLC 是西门子 S7 200 Smart 系列的 CPU ST60，并配有两个模拟量输出模块 EM AQ04，而 VFD 型号是施耐德电气的 ATV310 系列。西门子 HMI 与 CPU ST60 通信，可从屏幕上改变电机的速度。 在进行 PLC 逻辑之前，请参阅下面的硬件配置和连接详细信息： CPU ST60 中添加了上述模拟量输出模块。VFD 的每个模拟输入点都会从各个 PLC 模拟输出点接收 0 至 20 mA 信号。 现在，查看 ATV310 VFD 驱动器的参数详细信息。 401：01（参考通道 1） 204.0：0A（AI1型） 204.1：4mA（AI1电流定标参数 0%） 204.2：20mA（AI1电流定标参数 100%） 除此之外，还需要根据电机额定值在 “300” 组中设置电机参数。 模拟输出模块也称为 DA 模块或数模模块。根据该声明，根据配置设置将数字值转换为毫安或电压。 不同的 PLC 有不同的数字值，可以转换成模拟电压或毫安信号。西门子 S7 200 系列使用 0 代表 0 毫安，27648 代表 20 毫安。 根据参数号 “204.1”，我们必须确定输出点发出 4mA 左右的数字值。通过使用碰巧方法，我们确定该值为“5559”，此时我们接收到的电流大约为 4 毫安。 根据上面的讨论，频率将在 0 到 50Hz 之间的任何位置，并且 PLC 中的毫安表示为数字值。当从 HMI 馈送特定频率时，需要进行一些缩放才能获得实际频率。 因此，我们可以将这些数字值称为 “未缩放” 值。现在要将这些未缩放的值更改为缩放后的值，可以使用以下公式： OSH = 27648.0（输出 20 mA 模拟信号的未缩放数字值） OSL = 5559.0（输出 4 mA 模拟信号的未缩放数字值） ISL = 0（频率输出下限，单位 Hz） ISH = 50（频率输出上限，单位 Hz） “输入” 是用于从 HMI 设置电机速度的变量。 “输出” 是缩放后的数字值 现在，将这些值放入公式中并进一步评估： 输出 = [(27648.0 – 5559.0) *(输入 – 0)/(50 – 0)] + 5559.0 输出 = [22089.0*输入 /50] + 5559.0 输出 = [441.78*输入] + 5559.0 在评估梯形图逻辑中的方程式之前，请先完成以下 PLC 软件中的模拟输出配置设置： 在 Step 7 MicroWin Smart 软件中，单击 “项目树” 栏中突出显示的系统块设置选项。 在系统块设置中，配置第一张 AQ04 卡的所有通道和第二张 AQ04 卡的第 3、4 通道，当前类型突出显示。 使用模拟输出进行感应电机速度控制的 PLC 编程 网络 1： VD200 以频率或 Hz 的形式存储从 HMI 设置的输入值或变量值。然后乘以 441.78 并存储在 VD204 中。 然后将 VD204 中的值加上 5559 并存储到 VD208 中。 VD208 中的值是实数格式的评估缩放输出值。VD208 中的值的小数部分被丢弃，整数部分使用 “TRUNC” 指令以双整数格式存储在 VD276 中。 之后，MW4 以整数格式存储该双整数值。AQ04 模块的第一个通道 AQW16 的地址是该值现在传输的位置。 例如：如果 VD200 = 41.5 Hz 从 HMI 馈送，则 VD208 = [441.78*41.5] + 5559.0 = 23892.87。 因此，为了达到 41.5 Hz，需要将 23892 以整数形式存储在 MW4 中。 根据网络评论，第一个通道用于改变其中一个应用中电机（装载机）的速度。 同样，网络 2 至 6 的构建是为了使用 VD212、VD224、VD236、VD248 和 VD260 作为其变速设定点，从 EQ04 模块的各自通道改变其他电机和风扇的速度。 根据接线连接，第二个 EQ04 模块使用第三、第四通道； 因此，使用的地址是 AQW36 和 AQW38。要了解更多信息，请参阅系统块配置。

由于多种原因，PLC 接线（可编程逻辑控制器）的最佳实践对于工业自动化和控制系统至关重要。 在生产运营、制造和能源生产领域以及广泛的工业领域，PLC 的主要组件有助于调节和监控不同的流程。 PLC 接线最佳实践 图片提供：PLCHMIs 以下是正确 PLC 接线如此重要的一些关键原因。简而言之，它提供可靠性、安全性、准确性、维护性、可扩展性、合规性、成本效率和文档。 PLC 接线有哪些做法？ PLC（可编程逻辑控制器）的接线是自动化控制系统安装和调试的基本部分。PLC 用于控制各种工业过程和机器。 接线将 PLC 连接到工厂车间的传感器、执行器和其他设备。它确保信号从 PLC 准确传输，使其能够与设备交互。 以下是 PLC 接线时应采取的一些重要做法： 规划 在开始布线之前，必须有一个清晰的布局计划。它应包括组件、输入/输出 (I/O) 设备以及 PLC 在机柜或电气面板中的位置。 接线图 确保拥有电气图的更新（修订）副本。 选择合适的电缆 使用符合必要电气规格的优质电缆。 确保它们足够长并具有足够的电流容量，以避免信号传输问题和过热。 鉴别 清楚地标记所有电缆、连接器和端子。它简化了故障排除、维护和未来扩展。标签可以轻松识别系统内的每根电缆、连接器和端子。 标签有助于保持控制系统的完整性。错误连接电缆或端子可能会导致设备损坏、系统故障甚至安全风险。正确的识别可以减少安装或维护过程中出错的机会。 牢固的连接 通过拧紧端子来确保牢固和安全的连接，以防止可能导致故障的连接松动。 对于市中心的工厂来说，成本可能极其昂贵。连接松动会导致设备意外停机或故障，从而导致生产延误和财务损失。 电源和信号分离 电源线和信号线之间保持足够的距离，以避免电磁干扰。 如有必要，请使用排水沟或分隔线以物理方式分隔电缆。这有助于防止串扰并减少干扰的机会。 测试与验证 在给 PLC 系统通电之前，必须执行连续性和验证测试。这是为了确保所有组件均按照设计规范正确连接。不正确的连接可能会导致设备故障、效率低下或损坏。 安全 接线时请遵守电气安全规定。在进行接线之前，请确保 PLC 和所有组件均已拔掉插头。 文档 保留所有接线的详细记录，包括最新的图表、接线清单和配置文档。这对于未来的维护和未来的系统修改非常有价值。 训练 确保操作和维护系统的人员接受过 PLC 接线和操作方面的培训。 监管合规性 验证 PLC 接线是否符合适用标准。 正确的接线对于保证 PLC 控制系统的可靠、安全运行至关重要。 PLC 接线对于工业控制系统的可靠性、安全性、准确性和可维护性至关重要。 正确的接线可确保控制系统按预期运行并符合行业标准和法规，最终有助于工业过程的整体效率和成功。 为什么正确的 PLC 接线很重要？ PLC（可编程逻辑控制器）的正确接线对于工业自动化和过程控制系统至关重要，原因如下： 正确的接线可提供系统可靠性。正确的接线可确保系统组件之间牢固且稳定的电缆连接，从而减少间歇性故障或通信错误的可能性。 它保证了安全。不正确的接线可能会导致短路、过载和电气危险。正确的接线可以最大限度地减少电气事故的可能性，并确保系统符合安全标准。 它提高了系统性能：不正确的接线会对系统性能产生负面影响，导致通信和指令执行延迟。正确的布线可确保快速、准确的数据传输。 正确的接线可减少停机时间和维护成本。它帮助我们进行更简单的维护：仔细组织和标记电缆将使我们更容易识别和解决系统问题。 法规遵从性：在许多行业中，一些特定的法规和标准要求正确布线以确保系统安全和质量。 PLC 接线技巧 下面我们分享一下 PLC 接线的相关要点。 遵守国家和当地的电气规范。 使用屏蔽电缆传输模拟信号和通信信号。 确保所有组件正确接地。 标记所有电线和端子。 实施电线颜色编码方案。 将输入接线与输出接线分开。 使用尽可能短的电缆长度。 避免将电线缠绕在端子螺钉上。 根据负载和电流要求选择合适的线规。 对绞合线使用线套。 在物理上分开高压线和低压线。 仔细检查电源和 I/O 连接的极性。 将电线捆扎整齐并使用扎带。 通电前测试电线连续性和正确连接。 维护更新且详细的文档。 使用接线端子更方便维护。 定期进行接线检查。 使用应力消除机制来保护电线。 为了安全，请遵循上锁/挂牌程序。 接线完成后进行彻底的系统测试。

每当一个新的 PLC 程序员去现场调试一个项目时，出现的第一个问题就是如何去做。这是因为 PLC 系统庞大且难以理解。 因此，每个 PLC 程序员必须知道自己在到达现场时应该做什么，并有适当的计划。如此大量的电场线和设备，需要配合 PLC 程序逻辑来了解他在做什么。 在这篇文章中，我们将学习 PLC 程序员应遵循的调试步骤。 PLC 编程器现场调试步骤 PLC 程序员的第一步是检查他的笔记本电脑上是否安装了所有必需的 PLC 软件。假设该站点系统中有施耐德自动化。那么，首先，他需要在笔记本电脑上安装所有相应的 PLC 软件。软件每次都必须正确打开，所有相关驱动程序也必须正确响应。之后，他需要将笔记本电脑连接到办公室的自动化硬件。这将确保他能够在系统中正确上传和下载。软件安装或连接不当可能会导致现场调试出错。 然后，他必须在笔记本电脑上进行最终备份，并通过模拟检查 PLC 逻辑。这将确保他到现场了解整个过程。之后，携带所有通讯电缆，准备前往现场。如果发现由于时间限制，系统没有得到充分检查，则记下测试过程中观察到的待处理点和逻辑错误。确保在调试时对此进行检查。 到达现场后，首先全面了解工厂状况。有多少机械工作待处理，有多少电气工作待处理；这是最重要的。另外，检查水、空气和蒸汽等公用设施的状况。记下所有状态并在笔记本电脑上列出日常活动列表。将此文件分享给你的直属上级，以便他知道活动卡在哪里，并可以相应地推动相应的人员完成工作。 一旦面板被交付测试，就开始检查现场 IO。根据 IO 列表和接线图，相应的现场设备必须相应操作。记下发现的任何问题并联系电气人员解决问题。 如果 PLC 系统中有通讯设备，也必须检查它们。所有通讯设备必须能够在网络总线上与 PLC 自动化系统正常通讯。 现场接线确认后，必须检查所有机械装置是否按接线运行。最后，进程运行很重要，如果设备没有响应，则进程将无法正常运行。 一旦完成所有器件验证部分，下一步就是与工艺工程师验证逻辑。必须检查设备是否按照编写的逻辑运行。如果发现问题，检查是否可以通过逻辑解决，或者是否必须由工艺工程师解决。得出同样的结论并解决。 这样您的 PLC 调试活动就完成了。保存所有最终备份并将其交给您的上级以确保安全。此外，记下所有最终工艺参数并录制运行工厂的视频以供理解。制作最终报告并由客户签字以证明调试已完成。记下他的任何言论，并确保问题尽早得到解决。 PLC 调试步骤 下面简单介绍一下 PLC 调试的主要步骤。 查看文档：检查系统要求和原理图。 安全检查：验证上锁/挂牌和其他安全协议。 硬件检查：检查 PLC 和 I/O 模块是否有任何损坏。 上电：打开 PLC 并确认基本功能。 建立通讯：建立 PLC 与编程终端之间的链接。 更新固件：如果需要，安装最新的 PLC 软件版本。 配置 I/O：设置输入和输出模块。 加载程序：将初始 PLC 代码下载到系统中。 测试模式：验证各个输入、输出和通信。 回路检查：确保现场设备和 PLC 之间的信号完整性。 逻辑测试：验证 PLC 功能和序列。 模拟：使用模拟输入测试复杂逻辑。 流程启动：开始流程的初始测试运行。 微调：根据测试运行调整 PID 控制器调谐、计时器、计数器和设定值。 更新文档：记录调试期间所做的更改。 功能测试：验证整个系统是否按预期工作。 操作员培训：教操作员如何使用新设置。 创建备份：保存最终的 PLC 程序和配置参数。 客户批准：获得客户或项目经理的签字。 移交：完成系统移交的文档。 这样，我们就看到了 PLC 程序员要遵循的调试步骤。

PLC 编程有五种语言：梯形图、指令表、结构化文本、功能块图和顺序流程图。每种类型的 PLC 语言都有其自身的优点和缺点。虽然某些语言在视觉上看起来不错并且很容易排除故障，但其他语言具有较低的内存消耗和更快的处理速度。 使用的最基本的 PLC 语言之一是指令表。它不像其他语言那样出名，并且由于技术过时，只有少数 PLC 程序员使用，但仍然在几乎所有 PLC 制造商的软件中可用。在这篇文章中，我们将了解 PLC 中指令表语言的概念。 什么是指令列表？ 用指令表语言编写的 PLC 程序由一系列由逻辑控制器顺序执行的指令组成。每条指令由单个程序行表示，并由以下部分组成： 线路编号 当前值（仅限在线模式） 指令运算符 操作符 可选注释 基本上，如果您见过微处理器中使用的传统汇编语言，那么您很容易就会与这种语言产生联系。它也可以称为梯形逻辑和结构化文本的混合。梯形逻辑是指指令必须以线性方式编写，而结构化文本是指助记符在单词中使用。 请参阅下图以了解更多信息。第一张图显示了用梯形图语言编写的 PLC 逻辑。逻辑是 – 如果 %M0 开启且 %M1 开启或 %M2 开启，%M3 将开启。 现在，请参考以下指令列表逻辑。您可以看到每行只有一个组件 - 第一行有 %M0，第二行有 %M1 与下一行进行 AND 逻辑。 第三行让 %M2 与前一行进行 OR 逻辑，第四行关闭命令，第五行打开输出 %M3。因此，它是梯形逻辑和结构化文本的表示。 指令表的组成部分 PLC 指令表的主要组成部分如下所述。 行号 – 创建新程序行时会生成四位数的行号，并由软件自动管理。上图中可以看出为 0000 到 0004。 当前值——在线模式下，您可以看到各个元素的当前值，如下图所示。在线动画期间，下图中指示其为真或假。 指令运算符 – 该运算符是一种用于执行指令的命令。也可以称为所写逻辑的输入侧和输出侧。它是一个助记符号，用于表示输出端要执行的命令类型以及输出端将如何执行它。例如，上图中，LD 代表加载，通过加载第一位的值开始执行，AND / OR 表示逻辑指令，ST 表示将结果值存储到目标位。 评论——这是可选的。它允许程序员编写任何注释来帮助他轻松排除逻辑故障。 PLC 编程中的指令表 下面介绍一些 PLC 的指令表。 LD – 将操作数的布尔值加载到累加器中。 LDN – 将操作数的布尔值取反后加载到累加器中。 LDR – 当操作数从 0 变为 1（上升沿）时，将操作数的布尔值加载到累加器中。 LDF – 当值从 1 变为 0（下降沿）时，将操作数的布尔值加载到累加器中。 AND – 它在前一个结果和当前操作数之间执行 AND 运算。 ANDN – 它在前一个结果和当前操作数的倒数之间执行 AND 运算。 ANDR – 在前一个结果和当前操作数的上升沿之间执行 AND 运算。 ANDF – 在前一个结果和当前操作数的下降沿之间执行 AND 运算。 OR – 在前一个结果和当前操作数之间执行或运算。 NOT – 它执行操作数的逆运算。 ST – 它采用生成的结果的值。 STN – 它采用生成结果的倒数值。 S – 对操作数进行设置操作。 R——对操作数进行复位操作。 除此之外，它还有其他指令，如跳转、子程序、结束、与、或等，具体取决于 PLC 制造商。 这样，我们就了解了 PLC 编程中指令表的概念。

每当 PLC 程序员访问现场进行调试或进行某些服务呼叫时，他必须知道在开始工作之前必须携带哪些工具。这是因为大多数地点都非常偏远，如果忘记携带，并非所有材料都可以轻松获取。因此，如果他小心谨慎并随身携带必要的材料，那么他就可以轻松完成工作。 当程序员阅读待办事项列表时，通常会出现很多混乱；所以，我想简单地提一下，以便他们能够快速掌握。 PLC 编程工具 PLC 程序员所需的主要工具如下所述。 安装了 PLC 软件的笔记本电脑 USB 至 PLC 接口电缆 以太网电缆 螺丝刀套装 电气测试表（万用表） 剥线钳 钢丝钳 接线端子螺丝刀 电工胶带 便携式硬盘或 USB 闪存驱动器 RJ45 压接工具 串行转换器（RS232 到 USB 等） IP 配置工具（可选） 用于标记电线的标签机 工业以太网交换机 模拟信号环路校准器 绝缘钳 用于记录的笔记本和笔 用于现场标签的便携式打印机 防静电手腕带 注意：所需工具可能因具体 PLC 品牌、型号和现场工作性质而异。始终确保携带必要的个人防护装备 (PPE)。 在这篇文章中，我们将看到 PLC 程序员在现场需要携带的工具。 合适的笔记本电脑 这是首要的基本要求。屏幕/硬件损坏、RAM 性能缓慢或内存不足的劣质笔记本电脑可能会严重妨碍程序员的工作。所有必备软件都必须存在于程序员使用过的笔记本电脑中。 任何不正确安装的软件都会以非常糟糕的方式破坏他的工作。他的所有通信端口都必须正常工作。笔记本电脑充电器必须正确。除此之外，Wi-Fi 等网络适配器必须正常工作。 编程电缆 当 PLC 程序员到达现场时，他基本上是要连接到一些自动化设备。为此，他必须携带所有必备的编程电缆。在前往现场之前，他必须在办公室检查这些电缆。 例如，如果 PLC 有 USB 端口、LAN 端口和 RS485 端口，那么他至少必须携带 USB 和 LAN 电缆，这些电缆很容易获得。只携带一根电缆是有风险的。 笔式驱动器/便携式硬盘 外部存储是必须的，因为您可以随时需要它来传输文件或存储备份。存储必须有足够的可用空间，以便在需要时存储数据。 如今，许多自动化设备都配有 USB（笔式驱动器）端口；因此，如果电缆不起作用，携带它可以增加安全性。 鼠标 在现场，PLC 程序员大部分时间都面临着按时完成任务的压力。使用笔记本电脑触摸板会消耗大量时间。 此外，笔记本电脑触摸板使图形设计变得忙碌。因此，携带 USB 鼠标可以帮助他们轻松完成任务。 螺丝刀套装 螺丝刀对于 PLC 程序员来说是非常重要的工具。如果他在现场遇到任何接线问题，或者接线工需要他的一些额外帮助，那么各种尺寸的螺丝刀将非常有用。 此外，PLC 程序员可以在没有人帮助的情况下独立处理一些电气接线，以快速解决任何问题。 剥线钳 与螺丝刀类似，剥线钳也发挥着重要作用。如果突然需要进行大量接线，那么 PLC 程序员只需剥去线头并按要求进行接线即可独立完成。 网络连接 由于 PLC 编程器可以多次要求在线支持访问，因此要求 SIM 卡有足够的数据并且速度必须足够好以支持。 通常，您的 SIM 卡也有可能无法访问该网站。在这种情况下，请向当地工程师寻求帮助以获取他们的数据，或者更好的是，您可以携带网络适配器以获得最佳使用效果。 文具用品 如果 PLC 程序员携带记事本、钢笔、记号笔等书写用的文具，那就太好了。很多时候，在工作中写一些东西可以帮助程序员在压力大的情况下记住事情。 此外，由于客户持续不断地要求完成工作，编写东西使程序员的工作变得更容易。 这样，我们就看到了 PLC 程序员在现场需要携带的必备工具。

在工业自动化中，有时 IO 仪表距离面板很远，由于距离太远而无法与本地 PLC 连接。 因此，可以使用远程 IO 模块，仅将这些 IO 的数据与主 PLC 进行通信。这使得通信更加容易，并为仪器工程师提供了将仪器放置在任何需要的地方的灵活性。 远程 IO 适配器模块 远程适配器与主 PLC 之间的通信大多通过以太网完成，这是最快、最高效的通信方式。 许多 PLC 品牌都提供此类远程 IO 模块。其中，施耐德电气就是这样一个品牌，其中有 BMXCRA 或 BMECRA 模块可供使用。在这篇文章中，我们将了解施耐德 PLC 中 CRA 模块的概念。 施耐德 PLC 中的 CRA 模块 图片：BMXCRA31210、Modicon X80 RIO 模块 CRA 是 Schneider PLC 自动化系列中的远程 IO 适配器模块。它没有任何 CPU 来编写逻辑；它只是一个数据通信器。它获取 IO 值并将其不断更新到主 CPU。该模块工作在以太网 IP 协议上。它有三个 LAN 端口用于工作。 除了标准 IO 值外，该模块还提供各种类型的诊断以进行故障排除。这有助于程序员更灵活地编写逻辑。例如，您有三个 IO 模块，距离 CPU 非常近。然后，只需在软件中的 CRA 模块中配置这三个模块即可；然后 CRA 将使用它与 CPU 进行数据通信。 模块配置 该模块上有两个旋转开关。它们定义了模块的 ID。例如，系统中使用了 4 个 CRA 模块。所有四个都彼此相距很远。然后，每个模块必须被赋予一个单独的标识，以便 CPU 逻辑可以轻松区分。 另外，模块 IP 在 CPU 程序中设置。CRA 模块中没有任何配置。只需在 PLC 逻辑中为 CRA 模块正确配置 IP 地址，通过旋转开关设置 ID，您的 CRA 模块就会开始相应运行。 该模块有四个 LED 用于故障排除 – 运行、IO、模块状态和网络状态。详细阅读模块的目录以获得正确的描述。 施耐德 PLC 通讯模块 该模块仅在 Schneider PLC 的 M580 和 Quantum 系列中受支持。该模块的一个有趣之处在于它具有大量的通信服务，例如 SNMP 代理、SNTP 客户端、FDR 客户端、FTP 客户端、TFTP 客户端、DHCP 客户端、CIP 显式消息和服务质量。所有这些都是网络安全功能的一部分，有助于保护模块免受网络攻击。 CRA 模块是完全冗余的。这取决于您如何将系统联网。冗余级别取决于布线方式以及拓扑结构。基于此，您可以安全地操作逻辑，而不必担心 IO 数据丢失。 例如，您有两个 CRA 模块并需要 IO 冗余。根据其支持的拓扑，您可以这样设计网络：如果第一个 CRA 模块的一个 LAN 端口发生故障，您可以通过第二个 LAN 端口将数据传输到第二个 CRA 模块，然后传输到主 PLC。有多种路由选项可供选择。 这样，我们就看到了施耐德 PLC 中 CRA 模块的概念。

Для любого преобразования единиц измерения в любом ПЛК вы можете использовать четыре математические функции со следующей формулой преобразования аналогового входа ПЛК, которая предполагает целочисленные математические операции: Формула преобразования ПЛК Формулы: EU = ((EUSpan x (DATA – DataOffset))/DataSpan) + EUOffset ProcessValue = ЕС/ФАКТОР DataOffset = данные во входном регистре при токе 4 мА (или нулевой аналоговый сигнал любого диапазона – например, 0 В постоянного тока на передатчике 0–10 В постоянного тока) DataSPan = Данные при 20 мА – Данные при 4 мА ФАКТОР = произвольный коэффициент (кратный 10), необходимый для получения надлежащего разрешения и точности. ЕС = Инженерные единицы x ФАКТОР EUOffset = Технические единицы @ 4 мА x ФАКТОР EUSpan = (Инженерные единицы при 20 мА – Технические единицы при 4 мА) x ФАКТОР ДАННЫЕ = фактическое чтение данных во входном регистре. Например, Датчик давления с диапазоном от 0 до 60 фунтов на квадратный дюйм, ман., подключен к плате аналогового входа ПЛК. Необработанный счетчик карты аналогового входа ПЛК начинается с 6240 для 4 мА и 31 208 для 20 мА. ПЛК считывает 18975 необработанных данных и рассчитывает эквивалентные показания датчика давления. Примечание. Необработанные значения ПЛК могут различаться в зависимости от системы. 0–60 фунтов на квадратный дюйм в диапазоне 4–20 мА с разрешением 0,1 фунтов на квадратный дюйм: ман. ФАКТОР = 10 Данные при 4 мА = 6240 Данные при 20 мА = 31208 Смещение Данных = 6240 DataSpan = 31208 – 6240 = 24968 EUOffset = 0 x 10 = 0 EUSpan = (60 – 0) x 10 = 600 ДАННЫЕ = 18975 EU = ((EUSpan x (DATA – DataOffset))/DataSpan) + EUOffset ЕС = ((600 х (18975 – 6240)) / 24968) + 0 = 306 ProcessValue = ЕС/ФАКТОР Значение процесса = 306/10 = 30,6 фунтов на квадратный дюйм, ман.

Напишите программу ПЛК для управления несколькими насосами с помощью программируемых логических контроллеров. У нас есть два входных насоса, используемых для наполнения резервуара. Убедитесь, что насосы работают одинаковое время в течение всего срока службы. Управление несколькими насосами с помощью ПЛК Логика программы: Разработайте программу лестничной логики в соответствии с логикой, приведенной ниже: Кнопка пуска/останова предназначена для управления двумя входными двигателями насосов P1 и P2. Кнопочная станция «Пуск/Стоп» используется для управления насосом P1. Когда бак заполнен, двигатель сливного насоса P3 запускается автоматически и работает до тех пор, пока не сработает датчик низкого уровня. После 3-х наполнений бака насосом Р1 управление автоматически переключается на насос Р2. Работа кнопки пуска/останова теперь управляет насосом P2. После 3-х наполнений бака насосом Р2 последовательность действий повторяется. Программа ПЛК: Описание программы: Ранг 0000: Пуск/Стоп PB фиксируется с помощью памяти B3:0/0. Ранг 0001: B3:0/0 включен для включения B3:0/1, который включает ВКЛЮЧЕНИЕ НАСОСА P1 (O:0/0), когда датчик низкого уровня (I:0/3) включается, а датчик высокого уровня (I: 0/2) находится в выключенном состоянии. B3:0/1 фиксируется датчиком низкого уровня, поскольку насос p1 не должен выключаться, как только вода начала подниматься. Ранг 0002: Контакты памяти используются для включения PUMP P1 (O:0/0) со счетчиком (C5:0). Поскольку мы собираемся переключить работу насоса с P1 на P2, для переключения между Pl и P2 используются два счетчика. Счетчик C5:1 используется для включения НАСОСА P2(O:0/2). Ранг 0003 и 0004: B3:0/0 включен для включения B3:0/2, который включает НАСОС P3(O:0/1), когда датчик высокого уровня (I:0/2) включается, а датчик низкого уровня (I: 0/3) находится в выключенном состоянии. B3:0/2 фиксируется датчиком высокого уровня, поскольку насос p3 не должен выключаться, как только вода начала уменьшаться. Ранг 0005: Когда насос 3 (O: 0/1) работает, включается датчик низкого уровня, который выключает насос p3 и включает насос P1 (O:0/0). Ранг 0006: Сброс обоих счетчиков выполняется после включения бита завершения второго счетчика (C5:1). Заключение: Мы можем использовать этот пример, чтобы понять логику программирования в ПЛК AB.

Программирование ПЛК основывалось на истории и ссылках на электрические чертежи. Со временем стало трудно устранять неисправности в электрических системах, связанных с автоматизацией, возникла необходимость в каком-то контроллере, который мог бы выполнять логику и делать все необходимое. Это привело к появлению систем ПЛК. Как вы знаете, для программирования ПЛК существует множество типов языков, и исходным языком является лестничный язык. Следует знать, что электрические схемы также помогают преобразовать ее в лестничную логику. В этом посте мы увидим, как преобразовать электрическую схему в программу ПЛК. Понимать электрическую схему Прежде всего, необходимо разобраться с электрической схемой. См. изображение ниже. Любая цепь имеет два конца – положительный и отрицательный. Ток начинается с положительного конца и течет через отрицательный конец. Между ними появляются электрические компоненты и устройства. Если вы обратитесь к изображению ниже, то увидите четыре компонента: кнопку запуска, кнопку остановки, вспомогательный контакт лампы и лампу. Питание начинается с положительного конца и поступает на вход кнопки пуска (НО контакт). Выход кнопки пуска поступает на вход кнопки остановки (размыкающий контакт). Выход кнопки остановки поступает на вход лампы. Выход лампы подключен к отрицательному концу питания. Параллельно кнопке запуска от входа кнопки к вспомогательному контакту лампы идет еще один провод. Выход этого контакта обратно соединен с выходом кнопки. При подаче питания и нажатии кнопки запуска лампа включится, поскольку она получит путь для тока. Теперь если кнопку отпустить, то лампа погаснет так как ей не попадает путь. Итак, чтобы зафиксировать его, мы размещаем контакт лампы параллельно, который будет удерживать путь подачи питания. При нажатии кнопки «стоп» путь электропитания прерывается и лампа гаснет. Преобразование схемы подключения в программу ПЛК Теперь, когда вы поняли схему подключения, начните интерпретировать ее таким же образом для программирования ПЛК. См. изображение ниже. Лестничная логика будет иметь два силовых конца – левый и правый. Левый эквивалент соответствует положительному концу мощности, а правый соответствует отрицательному концу мощности. Вам потребуются четыре компонента программирования ПЛК: кнопка запуска -> НО контакт, кнопка остановки -> НЗ контакт, лампа -> выходная катушка и НО контакт лампы. Сначала установите разомкнутый контакт кнопки запуска. Параллельно ему поставьте лампу на Н.О. контакт. После этого установите размыкающий контакт кнопки остановки. В конце поставьте лампу на Н.О. контакт. Работа будет такой же, как описано для схемы подключения. Вы видели, что один и тот же электрический рисунок был интерпретирован и преобразован в лестничную логику. Общие советы, которым следует следовать: 1. Поймите схему подключения входной и выходной мощности. Между ними посмотрите, какие компоненты где расположены и как они подключены. 2. В проводке определите входные и выходные части и отметьте их разными цветами. 3.Начните программирование, следуя схеме и разместив компоненты так же, как было выполнено подключение. 4.Запустите программу и посмотрите, как она работает.

Нам нужно контролировать уровень баков, которые соединены последовательно. Внедрить программу для последовательного контроля уровня в резервуарах с использованием лестничного программирования ПЛК. Серия резервуаров контроля уровня Два бака соединены последовательно. Нам необходимо управлять обоими танками, которые соединены последовательно. Реализуйте программу ПЛК для этого приложения. Диаграмма проблемы Решение проблемы На химических предприятиях имеется множество материалов, которые используются в технологических процессах, а также хранятся в резервуарах для хранения различных процессов. Здесь мы рассматриваем два резервуара: 1. Резервуар для хранения и 2. Резервуар подачи. Резервуар для хранения имеет большую емкость, чем резервуар для подачи. Резервуар для хранения предназначен для хранения материала, а резервуар для подачи — для подачи материала для других процессов. Два реле уровня используются для определения уровня и один впускной клапан для контроля подачи материала. Рассмотрим один ручной выпускной клапан, и он может управляться по требованию оператора. Для этого приложения мы можем использовать ПЛК, мы напишем программу ПЛК для этого приложения. Список входов и выходов Цифровые входы Цикл СТАРТ:- I0.0 Цикл СТОП:- I0.1 Резервуар низкого уровня (LL1):- I0.3 Питающий бак низкого уровня (LL2):- I0.4 Резервуар высокого уровня (LH1):- I0,5 Емкость подачи высокого уровня (LH2): - I0.6 Цифровой выход Впускной клапан:- Q0.0 М-память Бит включения цикла: - M0.0 Состояние закрытия впускного клапана:- M0.1 Лестничная диаграмма ПЛК для контроля уровня в серийных резервуарах Описание программы Для этого приложения мы использовали ПЛК S7-300 и портальное программное обеспечение TIA для программирования. Мы также можем реализовать эту логику, используя другой ПЛК. Сеть 1: Сеть 1 предназначена для схемы фиксации. Каждый раз при нажатии кнопки СТАРТ (I0.0) бит включения цикла (M0.0) будет включен. Цикл можно остановить, нажав STOP PB (I0.1). Сеть 2: Если обнаружен низкий уровень в накопительном резервуаре (I0.3) или низкий уровень в питательном резервуаре (I0.4), впускной клапан (Q0.0) будет включен. (Состояние закрытия впускного клапана не должно присутствовать). Сеть 3: Обнаружены высокие уровни (I0.5 и I0.6) в обоих резервуарах, будет активировано условие закрытия впускного клапана, и впускной клапан (Q0.0) закроется. Здесь выпускной клапан представляет собой ручной клапан, им может управлять оператор в соответствии с требованиями. Примечание. Вышеуказанное приложение может отличаться от фактического. Этот пример предназначен только для пояснения. Мы можем реализовать эту логику и в других ПЛК. Результат

Изучите пример программирования ПЛК по управлению светодиодами с использованием лестничной логической схемы и изучите описание программы. Этот пример ПЛК предназначен для студентов-инженеров, которые заинтересованы в изучении и практике упражнений с ПЛК. Программы промышленного ПЛК реального времени будут оснащены дополнительными функциями безопасности. Программирование ПЛК Управление светодиодами Разработайте релейную логику ПЛК для следующего приложения. Мы используем три тумблера для управления тремя светодиодами. Если тумблер 1 и тумблер 2 включены, то светодиод 1 и светодиод 2 будут гореть. Если тумблер 2 и тумблер 3 включены, то светодиод 2 будет выключен, а светодиод 3 будет гореть. Цифровые входы Необходимые входные данные перечислены ниже. Тумблер 1: I0.0 Тумблер 2: I0.1 Тумблер 2: I0.1 В наших следующих обсуждениях мы будем называть эти тумблеры просто «Переключатель». Но помните, что это тумблеры. Цифровые входы Необходимые результаты перечислены ниже. Светодиод 1: Q0.0 Светодиод 2: Q0.1 Светодиод 3: Q0.2 Лестничная диаграмма для управления светодиодами Описание программы ПЛК Для этого приложения мы использовали программное обеспечение EcoStruxure Machine Expert Basic v1.2 для программирования. В приведенной выше программе мы использовали нормально разомкнутые контакты для переключателя 1 (I0.0), переключателя 2 (I0.1) и переключателя 3 (I0.2). Мы также использовали нормально закрытый контакт для переключателя 3 (I0.2). Переключатель 1 и переключатель 2, присутствующие в цепочке 0, соединены последовательно для светодиода 1 и светодиода 2, таким образом реализуя логический вентиль И. При использовании переключателя 1 и переключателя 2 переключатель 3 подключен к светодиоду 3 как нормально замкнутый контакт. Для светодиода 3 переключатель 2 и переключатель 3, присутствующие в цепочке 1, соединены последовательно, реализуя таким образом логический элемент И. Чтобы светодиод 1 был включен, переключатель 1 и переключатель 2 должны быть включены. Когда переключатель 1 и переключатель 2 включены, а переключатель 3 выключен, светодиод 2 будет гореть. Когда переключатель 2 и переключатель 3 включены, светодиод 3 будет гореть. Включение переключателя 3 приведет к выключению светодиода 2. Когда переключатель 1 и переключатель 2 включены В цепочке 0 сигнал через переключатель 1 и переключатель 2 при включении. В результате светодиод 1 и светодиод 3 загорятся. Переключатель 3 используется в качестве нормально замкнутого контакта для переключателя 3, когда он находится в ложном состоянии, что позволяет подать сигнал на включение светодиода 2. Когда переключатель 2 и переключатель 3 включены Сигнал через переключатель 2 и переключатель 3 в цепочке 1 включает светодиод 3. В Rung0 переключатель 3 рассматривается как нормально закрытый контакт, в истинном состоянии он не пропускает через себя сигнал. В результате светодиод 2 погаснет. Переключатель 3 подключен к светодиоду 1 и, следовательно, он будет оставаться включенным.