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PLC控制系统供电设计

在工程实际中，需要注意以下几点：

(l)电源模块的接线

一般的PLC电源模块都有三个进线端子，在图中分别用LI、N、PE表示。其中LI和N为交流220V进线端子，PE为系统的地，并与机壳相连。

(2)系统接地连接

PLC电源模块的接地端应选择不小于10mm2的铜导体并尽可能短地与交流稳压器、UPS电源、隔离变压器和系统接地相连。

系统供电电源设计是指可编程序控制器CPU工作所需电源系统的设计。它包括供电系统的一般性保护措施、可编程序控制器电源模块的选择和典型供电电源系统的设计。

1、供电系统的保护措施

为了提高系统的可靠性和抗于扰性能，在可编程序控制器供电系统中一般可采取隔离变压器、交流稳压器、ups电源、晶体管开关电源等措施。

3、一般系统供电电源设计

供电设计包括CPU工作电源、各种I/0模块的控制回路工作电源、各种接口模块和通讯智能模块的工作电源。这些工作电源都是由plc的电源模块供电，所以系统供电电源设计就是针对PLC电源模块而言的。

2、电源模块的选择

可编程序控制器CPU所需的工作电源一般都是5V直流电源，一般的编程接口和通讯模块还需要5.2V和24V直流电源。这些电源都由可编程序控制器本身的电源模块供给，所以在实际应用中要注意电源模块的选择。

在选择电源模块时，其额定输出功率必须大于CPU模块、所有I/O模块、各种智能模块等总的消耗功率之和，并且要留有30%左右的余量。

PLC控制系统与继电接触控制系统的区别

PLC控制系统与继电接触控制系统的区别：

1)从控制方法上看，电器控制系统控制逻辑采用硬件接线，继电器的触点数量有限;而PLC采用了所谓的“软继电器”技术，其控制逻辑是以程序的方式存放在存储器中，系统连线少、体积小、功耗小，触点数量是无限的，PLC系统的灵活性和可扩展性好。

2)从工作方式上看，在继电器控制电路中，当电源接通时，电路中所有继电器都处于受制约状态，即该吸合的都同时吸合，不该吸合的受某种条件限制而不能吸合，即采用并行工作方式。而PLC采用循环扫描的工作方式，即串行工作方式。

3)从控制速度上看，继电器控制系统的工作频率低，机械触点会出现抖动问题。而PLC的速度快，程序指令执行时间在微秒级，且不会出现触点抖动问题。

4)从定时和计数控制上看，电器控制系统采用时间继电器的延时时间易受环境温度和温度变化的影响，定时精度不高。而PLC采用半导体集成电路作定时器，精度高，定时范围宽，修改方便，不受环境的影响，且PLC具有计数功能。

5)从可靠性和可维护性上看，由于电器控制系统的机械触点使系统的可靠性和可维护性较差。而PLC采用无触点动作，其寿命长、可靠性高，并具有自诊断功能及动态监视功能，为现场调试和维护提供了方便。

通过对一台单向运行电机的两种控制的比较，说明PLC控制系统与继电接触控制系统的区别。

图1 继电接触控制线路

图2 PLC控制系统

图3 继电接触控制系统

图4 PLC控制系统

 PLC 硬件系统设计

1 ． PLC 型号的选择

在作出系统控制方案的决策之前，要详细了解被控对象的控制要求，从而决定是否选用 PLC 进行控制。

在控制系统逻辑关系较复杂（需要大量中间继电器、时间继电器、计数器等）、工艺流程和产品改型较频繁、需要进行数据处理和信息管理（有数据运算、模拟量的控制、 PID 调节等）、系统要求有较高的可靠性和稳定性、准备实现工厂自动化联网等情况下，使用 PLC 控制是很必要的。

目前，国内外众多的生产厂家提供了多种系列功能各异的 PLC 产品，使用户眼花缭乱、无所适从。所以全面权衡利弊、合理地选择机型才能达到经济实用的目的。一般选择机型要以满足系统功能需要为宗旨，不要盲目贪大求全，以免造成投资和设备资源的浪费。机型的选择可从以下几个方面来考虑。

（ 1 ）对输入 / 输出点的选择

盲目选择点数多的机型会造成一定浪费。

要先弄清除控制系统的 I/O 总点数，再按实际所需总点数的 15 ～ 20 ％留出备用量（为系统的改造等留有余地）后确定所需 PLC 的点数。

另外要注意，一些高密度输入点的模块对同时接通的输入点数有限制，一般同时接通的输入点不得超过总输入点的 60 ％； PLC 每个输出点的驱动能力（ A/ 点）也是有限的，有的 PLC 其每点输出电流的大小还随所加负载电压的不同而异；一般 PLC 的允许输出电流随环境温度的升高而有所降低等。在选型时要考虑这些问题。

PLC 的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法。隔离式的各组输出点之间可以采用不同的电压种类和电压等级，但这种 PLC 平均每点的价格较高。如果输出信号之间不需要隔离，则应选择前两种输出方式的 PLC 。

（ 2 ）对存储容量的选择

对用户存储容量只能作粗略的估算。在仅对开关量进行控制的系统中，可以用输入总点数乘 10 字 / 点＋输出总点数乘 5 字 / 点来估算；计数器 / 定时器按（ 3 ～ 5 ）字 / 个估算；有运算处理时按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模拟量输入 / 输出的系统中，可以按每输入 / （或输出）一路模拟量约需（ 80 ～ 100 ）字左右的存储容量来估算；有通信处理时按每个接口 200 字以上的数量粗略估算。*后，一般按估算容量的 50 ～ 100 ％留有裕量。对缺乏经验的设计者，选择容量时留有裕量要大些。

（ 3 ）对 I/O 响应时间的选择

PLC 的 I/O 响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟（一般在 2 ～ 3 个扫描周期）等。对开关量控制的系统， PLC 和 I/O 响应时间一般都能满足实际工程的要求，可不必考虑 I/O 响应问题。但对模拟量控制的系统、特别是闭环系统就要考虑这个问题。

（ 4 ）根据输出负载的特点选型

不同的负载对 PLC 的输出方式有相应的要求。例如，频繁通断的感性负载，应选择晶体管或晶闸管输出型的，而不应选用继电器输出型的。但继电器输出型的 PLC 有许多优点，如导通压降小，有隔离作用，价格相对较便宜，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，其负载电压灵活（可交流、可直流）且电压等级范围大等。所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的 PLC 。

（ 5 ）对在线和离线编程的选择

离线编程示指主机和编程器共用一个 CPU ，通过编程器的方式选择开关来选择 PLC 的编程、监控和运行工作状态。编程状态时， CPU 只为编程器服务，而不对现场进行控制。专用编程器编程属于这种情况。在线编程是指主机和编程器各有一个 CPU ，主机的 CPU 完成对现场的控制，在每一个扫描周期末尾与编程器通信，编程器把修改的程序发给主机，在下一个扫描周期主机将按新的程序对现场进行控制。计算机辅助编程既能实现离线编程，也能实现在线编程。在线编程需购置计算机，并配置编程软件。采用哪种编程方法应根据需要决定。

（ 6 ）据是否联网通信选型

若 PLC 控制的系统需要联入工厂自动化网络，则 PLC 需要有通信联网功能，即要求 PLC 应具有连接其他 PLC 、上位计算机及 CRT 等的接口。大、中型机都有通信功能，目前大部分小型机也具有通信功能。

（ 7 ）对 PLC 结构形式的选择

在相同功能和相同 I/O 点数据的情况下，整体式比模块式价格低。但模块式具有功能扩展灵活，维修方便（换模块），容易判断故障等优点，要按实际需要选择 PLC 的结构形式。

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