813S COWEM模塊
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813S COWEM模塊
1 引言
在現代化的工業生產設備中，有大量的數字量及模擬量的控制裝置，例如電機的啟停，電磁閥的開閉，產品的計數，溫度、壓力、流量的設定與控制等，而PLC技術是解決上述問題的有效、便捷的工具，因此PLC在工業控制領域得到了廣泛的應用。下面就PLC工業控制係統設計中的問題進行探討。
2 PLC係統設備選型
PLC主要的目的是控制外部係統。這個係統可能是單個機器，機群或一個生產過程。不同型號的PLC有不同的適用範圍。根據生產工藝要求，分析被控對象的復雜程度，進行I/O點數和I/O點的類型（數字量、模擬量等）統計，列出清單。適當進行內存容量的估計，確定適當的留有餘量而不浪費資源的機型（小、中、大形機器）。並且結合市場情況，考察PLC生產廠家的產品及其售後服務、技術支持、網絡通信等綜合情況，選定價格性能比較好的PLC機型。
目前市場上的PLC產品眾多，國外品牌有德國的SIEMENS;日本的 OMRON、MITSUBISHI、FUJI、Panasonic;美國的GE;韓國的LG等。國產品牌有研華、研祥、合力時等。近幾年，PLC產品的價格有較大的下降，其性價比越來越高。PLC 的選型應從以下幾個方面入手。
2.1 確定PLC 控制係統的規模
依據工廠生產工藝流程和復雜程度確定係統規模的大小。可分為大、中、小三種規模。
小規模PLC控制係統:單機或者小規模生產過程，控制過程主要是條件、順序控制，以開關量為主，並且I/O點數小於128 點。一般選用微型PLC,如SIEMENS S7-200等。
中等規模PLC控制係統:生產過程是復雜邏輯控制和閉環控制，I/O點數在128——512 點之間。應該選用具有模擬量控制、PID控制等功能的PLC，如SIEMENS S7-300等。
大規模PLC控制係統:生產過程是大規模過程控制、DCS係統和工廠自動化網絡控制，I/O點數在512點以上。應該選用具有通信聯網、智能控制、數據庫、中斷控制、函數運算的PLC,如SIEMENS S7-400等, 再和工業現場總線結合實現工廠工業網絡的通訊和控制。
2.2 確定PLC I/O 點的類型
根據生產工藝要求，分析被控對象的復雜程度，進行I/O點數和I/O點的類型（數字量、模擬量等）統計，列出清單。適當進行內存容量的估計，確定適當的留有軟硬件資源餘量而不浪費資源的機型（小、中、大型機器）。
根據PLC輸出端所帶的負載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PLC輸出點動作的頻率等，從而確定輸出端採用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或品閘管輸出。不同的負載選用不同的輸出方式，對係統的穩定運行是很重要的。
電磁閥的開閉、大電感負載、動作頻率低的設備，PLC輸出端採用繼電器輸出或者固態繼電器輸出;各種指示燈、變頻器/數字直流調速器的啟動/停止應採用晶體管輸出。
2.3 確定PLC編程工具
（1） 一般的手持編程器編程。 手持編程器只能用商家規定語句表中的語句表（STL）編程。這種方式效率低，但對於係統容量小、用量小的產品比較適宜，具有體積小、價格低、易於現場調試等優點。 這主要用於微型PLC的編程。
（2） 圖形編程器編程。圖形編程器採用梯形圖（LAD）編程，方便直觀，一般的電氣人員短期內就可應用自如，但該編程器價格較高,主要用於微型PLC和中檔PLC。
（3） 計算機加PLC軟件包編程 。這種方式是效率高的一種方式，但大部分公司的PLC 開發軟件包價格昂貴，並且該方式不易於現場調試，主要用於中PLC係統的硬件組態和軟件編程。
3 PLC控制係統的設計
PLC 控制係統設計包括硬件設計和軟件設計。
3.1 PLC控制係統的硬件設計
硬件設計是PLC控制係統的至關重要的一個環節，這關係著PLC控制係統運行的可靠性、性、穩定性。主要包括輸入和輸出電路兩部分。
（1） PLC控制係統的輸入電路設計。PLC供電電源一般為AC85—240V，適應電源範圍較寬，但為了抗幹擾，應加裝電源凈化元件（如電源濾波器、1:1隔離變壓器等）;隔離變壓器也可以採用雙隔離技術，即變壓器的初、次級線圈屏蔽層與初級電氣中性點接大地，次級線圈屏蔽層接PLC 輸入電路的地，以減小高低頻脈衝幹擾。
PLC輸入電路電源一般應採用DC 24V, 同時其帶負載時要注意容量，並作好防短路措施，這對係統供電和PLC至關重要，因為該電源的過載或短路都將影響PLC的運行，一般選用電源的容量為輸入電路功率的兩倍，PLC輸入電路電源支路加裝適宜的熔絲，防止短路。
（2） PLC控制係統的輸出電路設計。依據生產工藝要求，各種指示燈、變頻器/數字直流調速器的啟動停止應採用晶體管輸出，它適應於高頻動作，並且響應時間短;如果PLC 係統輸出頻率為每分鐘6 次以下，應繼電器輸出，採用這種方法，輸出電路的設計簡單，抗幹擾和帶負載能力強。
如果PLC輸出帶電磁線圈等感性負載，負載斷電時會對PLC的輸出造成浪涌電流的衝擊，為此，對直流感性負載應在其旁邊並接續流二極管，對交流感性負載應並接浪涌吸收電路，可有效保護PLC。
當PLC掃描頻率為10次／min 以下時，既可以採用繼電器輸出方式，也可以採用PLC輸出驅動中間繼電器或者固態繼電器（SSR），再驅動負載。
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【主營產品】
1：Invensys Foxboro（福克斯波羅）：I/A Series係統，FBM（現場輸入/輸出模塊）順序控制、梯形邏輯控制、事故追憶處理、數模轉換、輸入/輸出信號處理、數據通信及處理等。
2：Invensys Triconex: 冗餘容錯控制係統、基於三重模件冗餘（TMR）結構的現代化的容錯控制器。
3：Westinghouse（西屋）： OVATION係統、WDPF係統、WEStation係統備件。
4：Rockwell Allen-Bradley: Reliance瑞恩、SLC500/1747/1746、MicroLogix/1761/1763/1762/1766/1764、CompactLogix/1769/1768、Logix5000/1756/1789/1794/1760/1788、PLC-5/1771/1785等。
5：Schneider Modicon（施耐德莫迪康）：Quantum 140係列處理器、控制卡、電源模塊等。
6：ABB：工業機器人備件DSQC係列、Bailey INFI 90等。
7：Siemens(西門子)：Siemens MOORE， Siemens Simatic C1，Siemens數控係統等。
8：Motorola（摩托羅拉）：MVME 162、MVME 167、MVME1772、MVME177等係列。
9：XYCOM：I/O 、VME板和處理器等。
10：GE FANUC(GE發那科)：模塊、卡件、驅動器等各類備件。
11：Yaskawa（安川）：伺服控制器、伺服馬達、伺服驅動器。
12：Bosch Rexroth（博世力士樂）：Indramat，I/O模塊,PLC控制器,驅動模塊等。
13：Woodward（伍德沃德）：SPC閥位控制器、PEAK150數字控制器。
14:工業機器人係統備件。
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