plc控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化設(shè)計
一、plc控制系統(tǒng)選擇合適的網(wǎng)絡(luò)
對于一個自動化工程(特別是中大規(guī)??刂葡到y(tǒng))來講,選擇網(wǎng)絡(luò)是很重要的,甚至有人提出了“網(wǎng)絡(luò)就是控制器”的概念。首先,網(wǎng)絡(luò)必須是開放的,以方便不同設(shè)備的集成及未來系統(tǒng)規(guī)模的擴展;其次,針對不同網(wǎng)絡(luò)層次的傳輸性能要求來選擇網(wǎng)絡(luò)的形式,這必須在較深入地了解該網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議、機制的前提下進行;另外,綜合考慮系統(tǒng)成本、設(shè)備兼容性、現(xiàn)場環(huán)境適用性等具體問題,確定不同層次所使用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。一個實時系統(tǒng)的性能可從時間、可靠性和應(yīng)用對象三個方面來衡量。
二、掌握plc掃描原理
與其它控制設(shè)備比較,PLC最重要的特征是“掃描”。PLC上電后,自動重復(fù)執(zhí)行程序掃描和I/O掃描,即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在輸入采樣階段,PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),并將它們存入I/O映象區(qū)中相應(yīng)的單元內(nèi),輸入采樣結(jié)束后,轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段,即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化,I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。在用戶程序執(zhí)行階段,PLC按由上而下、先左后右的順序依次地掃描程序(梯形圖),根據(jù)邏輯運算的結(jié)果,刷新RAM存儲區(qū)或I/O映象區(qū)對應(yīng)單元的狀態(tài)。在輸出刷新階段,根據(jù)I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路,再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè),這時,才是PLC的真正輸出??梢姡捎肞LC程序控制的過程和結(jié)果與繼電器邏輯回路是有區(qū)別的,特別是涉及到梯級的次序、脈沖信號的捕捉等,與PLC的掃描原理是密切相關(guān)的。實踐中,大量的程序問題均源于此,常常會出現(xiàn)不可思議的結(jié)果。因此,設(shè)計PLC程序,必須精通PLC的基本原理。
三、力求結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計
全面提高程序的質(zhì)量,提高編程效率,使程序具有良好的可讀性、可靠性、可維護性以及良好的結(jié)構(gòu),是每位程序設(shè)計者的目標(biāo)。IEC61131-3是國際電工委員會(IEC)于1999年推出的用于工業(yè)控制領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化編程語言,具有開放性、可移植性、結(jié)構(gòu)化編程和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、檢錯和糾錯能力強等特點,適用于plc控制系統(tǒng)。采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計,便于構(gòu)造程序(尤其是復(fù)雜的程序)、多人設(shè)計,調(diào)試以及軟件管理。雖然軟件工程的思想已被絕大部分程序員所接受,但要將這種思想轉(zhuǎn)化為軟件開發(fā)過程中的自覺行為卻不是一件很容易的事。
四、重視抗干擾措施
自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用于惡劣的工業(yè)現(xiàn)場,抗干擾措施尤為重要。實踐中,經(jīng)常出現(xiàn)由于干擾導(dǎo)致調(diào)試失敗甚至設(shè)備損壞的事例。自動化控制系統(tǒng)的干擾,有以下3類來源:
1)空間輻射干擾;
2)系統(tǒng)外部線路,包括電源線、信號線、接地系統(tǒng)等引入的干擾;
3)系統(tǒng)內(nèi)部電磁輻射及線路干擾。
五、針對干擾,在工程實施中要考慮以下措施:
1)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與設(shè)備選型時,充分考慮環(huán)境適應(yīng)性和電磁兼容性;
2)采用性能優(yōu)良的電源,抑制電網(wǎng)引入的干擾;
3)合理選擇和敷設(shè)電纜、電線;
4)硬件上采取隔離裝置或濾波裝置;
5)軟件上采取提高可靠性的措施,如數(shù)字濾波、定時校正參考點電位、信息冗余等;
6)正確選擇接地方式,一般采用一點接地和串聯(lián)一點接地。
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