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    PLC電纜設(shè)計與鋪設(shè)-電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)

    一般來說,工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境都比較惡劣。例如,現(xiàn)場的各種動力線會通過電磁耦合產(chǎn)生干擾;電焊機(jī)、火焰切割機(jī)和中動機(jī)會產(chǎn)生高頻火花電流造成干擾;高速電子開關(guān)的接通和關(guān)斷將產(chǎn)生高次諧波,從而形成高頻干擾;大功率機(jī)械設(shè)備的啟停、負(fù)載的變化將引起電網(wǎng)電壓的波動,產(chǎn)生低頻干擾,這些干擾都會通過與現(xiàn)場設(shè)備相連的電纜引入可編程控制器組成的系統(tǒng)中,影響系統(tǒng)的工作。所以合理地設(shè)計、選擇和鋪設(shè)電纜在可編程控制器系統(tǒng)中十重要,

    對可編程控制器組成的系統(tǒng)而言,電纜包括供電系統(tǒng)的動力電纜及各種開關(guān)量、模擬量高速脈沖、遠(yuǎn)程通信等信號電纜。一般情況下,對系統(tǒng)供電系統(tǒng)的動力電纜和距離比較近的開關(guān)量信號使用的電纜無特殊要求;對模擬量信號、高速脈沖信號以及開關(guān)量比較遠(yuǎn)時,為防止干擾信號,保證系統(tǒng)的控制精度,通常選用雙層屏蔽電纜;對通信用的電纜一般采用廠家提供的**電纜,也可采用帶屏蔽的雙絞線電纜。必須保證電纜屏蔽層的可靠接地。

    傳輸線之間的相互干擾是數(shù)字控制系統(tǒng)中較難解決的問題,這些干擾主要來自傳輸導(dǎo)線間分布電容、電感引起的電磁耦合。防止這種干擾的有效方法,使信號線遠(yuǎn)離動力線或電網(wǎng):將動力線、控制線和信號線嚴(yán)格分開,分別布線。無論是在可編程控制器控制柜中的接線,還是在控制柜與現(xiàn)場設(shè)備之間的接線,都必須注意防止動力線、控制線和信號線之間的干擾。

    PLC輸出端的保護(hù)

    當(dāng)可編程控制器的輸出負(fù)載為電感性負(fù)載時,為了防止負(fù)載關(guān)斷產(chǎn)生的高電壓對可編程控制器輸出點(diǎn)的損害,應(yīng)對輸出點(diǎn)加以保護(hù)電路,保護(hù)電路的主要作用是抑制高電壓的產(chǎn)生:

    當(dāng)負(fù)載為交流感性負(fù)載時,可在負(fù)載兩端并聯(lián)壓敏電阻,或者并聯(lián)阻容吸收電路。如圖9-23(a)所示,阻容吸收電路可選0.5W、100~120Ω的電阻和0.1pF的電容;當(dāng)負(fù)載為直流感性負(fù)載時,可在負(fù)載兩端并聯(lián)續(xù)流二管或齊納二管(可滿足快的關(guān)斷速度要求)加以抑制,如圖9-23(b)所示,續(xù)流二管可選額宗電流為1A左右的二管。



    PLC產(chǎn)生、發(fā)展的條件及其給工業(yè)控制帶來的變化



    隨著計算機(jī)控制技術(shù)的不斷發(fā)展,可編程控制器的應(yīng)用已廣泛普及,成為自動化技術(shù)的重要組成??删幊炭刂破飨瘸霈F(xiàn)在美國,1968年,美國的汽車制造公司通用汽車公司(GM)提出了研制一種新型控制器的要求,并從用戶角度提出新一代控制器應(yīng)具備以下**條件:

    1)編程簡單,可在現(xiàn)場修改程序;

    2)維護(hù)方便,好是插件式;

    3)可靠性**繼電器控制柜;

    4)體積小于繼電器控制柜;

    5)可將數(shù)據(jù)直接送入管理計算機(jī);
      6)在成本上可與繼電器控制柜競爭;

    7)輸入可以是交流115V(即用美國的電網(wǎng)電壓);

    8)輸出為交流115V、2A以上,能直接驅(qū)動電磁閥;

    9)在擴(kuò)展時,原有系統(tǒng)只需要很小的變;

    10)用戶程序存儲器容量至少能擴(kuò)展到4KB。

    條件提出后,立即引起了開發(fā)熱潮。1969年,美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)研制出了世界上一臺可編程序控制器,并應(yīng)用于通用汽車公司的生產(chǎn)線上。當(dāng)時叫可編程邏輯控制器PLCProgrammable Logic Controller),目的是用來取代繼電器,以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能。緊接著,美國MODICON公司也開發(fā)出同名的控制器,1971年,日本從美國引進(jìn)了這項新技術(shù),很快研制成了日本一臺可編程控制器。1973年,西歐國家也研制出他們的一臺可編程控制器。

    隨著半導(dǎo)體技術(shù),尤其是微處理器和微型計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,到70年代中期以后,特別是進(jìn)入80年代以來,PLC已廣泛地使用16位甚至32位微處理器作為*處理器,輸入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至大規(guī)模的集成電路,使PLC在概念、設(shè)計、性能價格比以及應(yīng)用方面都有了新的突破。這時的PLC已不僅僅是邏輯判斷功能,還同時具有數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能,稱之為可編程序控制器(Programmable Controller)為合適,簡稱為PC,但為了與個人計算機(jī)(Persona1  Computer)的簡稱PC相區(qū)別,一般仍將它簡稱為PLCProgrammable Logic Controller)。

    PLC是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,其基本設(shè)計思想是把計算機(jī)功能完善、靈活、通用等優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來,控制器的硬件是標(biāo)準(zhǔn)的、通用的。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用對象,將控制內(nèi)容編成軟件寫入控制器的用戶程序存儲器內(nèi)。繼電器控制系統(tǒng)已有上**歷史,它是用弱電信號控制強(qiáng)電系統(tǒng)的控制方法,在復(fù)雜的繼電器控制系統(tǒng)中,故障的查找和排除困難,花費(fèi)時間長,嚴(yán)重地影響工業(yè)生產(chǎn)。在工藝要求發(fā)生變化的情況下,控制柜內(nèi)的元件和接線需要作相應(yīng)的變動,改造工期長、費(fèi)用高,以至于用戶寧愿另外制作一臺新的控制柜。而PLC克服了繼電器-接觸器控制系統(tǒng)中機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn),充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn),并將控制器和被控對象方便的連接起來。由于PLC是由微處理器、存儲器和外圍器件組成,所以應(yīng)屬于工業(yè)控制計算機(jī)中的一類。





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