开关量输入模块有直流输入、交流输入和交流/直流输入三种类型。选择时主要根据现场输入信号和周围环境因素等。直流输入模块的延迟时间较短,还可以直接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接;交流输入模块可靠性好,适合于有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。
开关量输入模块的输入信号的电压等级有:直流5V、12V、24V、48V、60V等;交流110V、220V等。选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑。一般5V、12V、24V用于传输距离较近场合,如5V输入模块最远不得超过10米。距离较远的应选用输入电压等级较高的模块。 ②输入接线方式
开关量输入模块主要有汇点式和分组式两种接线方式。
汇点式的开关量输入模块所有输入点共用一个公共端(COM);而分组式的开关量输入模块是将输入点分成若干组,每一组(几个输入点)有一个公共端,各组之间是分隔的。分组式的开关量输入模块价格较汇点式的高,如果输入信号之间不需要分隔,一般选用汇点式的。 ③注意同时接通的输入点数量
对于选用高密度的输入模块(如32点、48点等),应考虑该模块同时接通的点数一般不要超过输入点数的60%。 ④输入门槛电平
为了提高系统的可靠性,必须考虑输入门槛电平的大小。门槛电平越高,抗干扰能力越强,传输距离也越远,具体可参阅PLC说明书。 (2)开关量输入模块的选择
开关量输出模块是将PLC内部低电压信号转换成驱动外部输出设备的开关信号,并实现PLC内外信号的电气隔离。选择时主要应考虑以下几个方面: ①输出方式
开关量输出模块有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种方式。
继电器输出的价格便宜,既可以用于驱动交流负载,又可用于直流负载,而且适用的电压大小范围较宽、导通压降小,同时承受瞬时过电压和过电流的能力较强,但其属于有触点元件,动作速度较慢(驱动感性负载时,触点动作频率不得超过1HZ)、寿命较短、可靠性较差,只能适用于不频繁通断的场合。
对于频繁通断的负载,应该选用晶闸管输出或晶体管输出,它们属于无触点元件。但晶闸管输出只能用于交流负载,而晶体管输出只能用于直流负载。 分组式输出、分隔式输出
组式输出是几个输出点为一组,一组有一个公共端,各组之间是分隔的,可分别用于驱动不同电源的外部输出设备;分隔式输出是每一个输出点就有一个公共端,各输出点之间相互隔离。选择时主要根据PLC输出设备的电源类型和电压等级的多少而定。一般整体式PLC既有分组式输出,也有分隔式输出。
开关量输出模块的输出电流(驱动能力)必须大于PLC外接输出设备的额定电流。用户应根据实际输出设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。如果实际输出设备的电流较大,输出模块无法直接驱动,可增加中间放大环节。 ②注意同时接通的输出点数量
选择开关量输出模块时,还应考虑能同时接通的输出点数量。同时接通输出设备的累计电流值必
须小于公共端所允许通过的电流值,如一个220V/2A的8点输出模块,每个输出点可承受2A的电流,但输出公共端允许通过的电流并不是16A(8×2A),通常要比此值小得多。一般来讲,同时接通的点数不要超出同一公共端输出点数的60%。 ③输出的最大电流与负载类型、环境温度等因素有关
开关量输出模块的技术指标,它与不同的负载类型密切相关,特别是输出的最大电流。另外,晶闸管的最大输出电流随环境温度升高会降低,在实际使用中也应注意。 (三)模拟量I/O模块的选择
模拟量I/O模块的主要功能是数据转换,并与PLC内部总线相连,同时为了安全也有电气隔离功能。模拟量输入(A/D)模块是将现场由传感器检测而产生的连续的模拟量信号转换成PLC内部可接受的数字量;模拟量输出(D/A)模块是将PLC内部的数字量转换为模拟量信号输出。 典型模拟量I/O模块的量程为-10V~+10V、0~+10V、4~20mA等,可根据实际需要选用,同时还应考虑其分辨率和转换精度等因素。 (四)特殊功能模块的选择
目前,PLC制造厂家相继推出了一些具有特殊功能的I/O模块,有的还推出了自带CPU的智能型I/O模块,如高速计数器、凸轮模拟器、位置控制模块、PID控制模块、通信模块等. (五)系统I/O分配表 输入
X000 启动(SB0) X001 停止(SB1) X002 连续循环(SB2) X003 单步(SB3) X004 花样1档(SB4) X005 花样2档(SB5) X006 花样3档(SB6) X007 花样4档(SB7) 输出
Y001 1号喷头(KM1) Y002 2号喷头(KM2) Y003 3号喷头(KM3) Y004 4号喷头(KM4) (六)PLC外部接线图
接据系统控制要求,PLC外部接线图如下:
1.接通电源,按下启动按纽SB0,X000有信号输入,PLC处于待命状态,
2.花样选择开关,SB4,SB5,SB6,SB7,任意一开关接通,对应的PLC输入点X004,X005,X006,X007有信号输入,PLC处于相应选择的工作状态, 3.当按SB3,对应X003触发,PLC处于单步运转状态,
4.按下SB1,对应经X001断开,PLC停止工作. 详细过程如下:
1.当按下开关SB0,单步开关SB3断开,如选择开关SB4接通,刚PLC输出点Y007输出信号,KM4接通相联接的4号喷头,同时开始计时,两秒后动作接通Y005相对应的KM3接通联接的3号喷头,开始计时,两秒后动作接通Y004,相对应的KM2接通联接的2号喷头,同理,在两秒后,接通1号喷头,再接通4号循环下去......
2.在一的过程,如SB3接通的情况下,刚在一个过程后,自动停止. 3.同样,当选择其他位置开关,PLC按设定程序进行工作. 参考文献:
1.孙平,《可编程控制器原理及应用》,高等教育出版社,2003年1月第二版。 2.张运波,《工厂电气控制技术》,高等教育出版社,2001年7月第一版。
3.王永华,《现代电气及可编程控制技术》,北京航空航天大学出版社,2002年9月第一版。 4.任志锦,《电气与电气控制》,机械工业出版社,2003年2月第一版。 5程周,《可编程控制器原理及应用》,高等教育出版社,2003年4月第四版。 6.胡学林,《可编程控制器应用技术》,高等教育出版社,2001年8月第二版。 设计总结
本次毕业设计我以PLC为基本嵌入点,用来设计大众化的喷泉景观,作为机电专业的毕业生,一方面综合应用了机电一体化的专业知识,同时优化了喷泉,可以为实际生活带来更多的便利。在设计中,我遇到了不少问题,通过自己努力研究,把它们一个一个解决了,系统模拟非常成功,总的来说,这次设计不难,关键在于细心,有时一些小问题,让我走了很多弯路,真正让我感觉到了学以致用的重要性.三年来,我认真地学习了专业课程基础知识,具有一定的设计理论基础和独立设计能力,由于毕业设计的课题是一种整体性的,系统性的设计,我真的是很努力地在做,但还是感到力不从心,因而这次设计在深度和广度上都有一定的局限性,不过,我认为还是提高了认识,学到了东西。
在即将毕业之际,我想借此机会对关心和支持我的所有人表示感谢!
感谢工程系的各位老师尤其是我的指导老师李素平老师,在她的悉心指导下,我才得以完成毕业设计。另外,在整个设计的过程中,我还得到了同组其他同学的真诚帮助,在此一并表示感谢! 大学生活即将结束,我感到自己树立了正确的世界观、人生观、价值观。在此,我感谢学院领导和班主任老师,是他们教会我做人的道理。
回顾这三年的学习和生活,还有许多的朋友和同学在各个方面给予了我很多的帮助和支持,让我坚持到了最后。在此我要感谢所有关心和爱护我的人,今后我会继续努力,不辜负您们对我的期望。