西门子S7-1200是一款紧凑型、模块化的PLC,可完成简单逻辑控制、高级逻辑控制、HMI 和网络通信等任务。对于需要网络通信功能和单屏或多屏HMI的...
PLC的概念、PLC能做什么、PLC如何接线?
PLC是什么?
通过以下三个部分来了解PLC:PLC的概念、PLC能做什么、PLC如何接线?
PLC的概念 / Part 1.
PLC(ProgrammableLogicController,PLC)的中文意思:可编辑的逻辑控制器。
在PLC出现之前,传统电路是这样子的(如下图)。
通过点动SB2按钮常开触点闭合,使KM1交流接触器线圈得电,交流接触器的KM1主触点闭合,三相异步电动机得电动作正转。而SB3常开触点是控制电机反转。
从电路图中可以看出,传统电路的功能是固定的、触点是有限的。如果要修改线路功能时,牵一发而动全身,对应的线路都要拆接。假如需要控制很多个电机,就要接很多对应线路。而且有故障发生的时候,在现场排查线路也是非常麻烦。
在使用PLC后,PLC连接这些元器件就非常简单容易(如下图)。
只需要把开关按钮等适合的元器件接在PLC输入端,指示灯等负载接在输出端。
然后在编程软件上编写下图的程序,把程序写到PLC中运行。通过按动PLC外部连接的开关按钮,经过PLC扫描程序,X000常开触点闭合,控制Y000线圈导通,PLC外部对应Y点就能输出控制负载。
PLC优点:
假如外部按钮X00控制Y001,只需修改程序。重新写入PLC中运行,不需要拆线,按X00按钮就可以控制不同负载。
可以在编程软件中编写一些逻辑程序。
而且在编程软件中的常开常闭触点使用没有限制数量。
还可以通过编程软件监控程序来监看实际情况,快速直观,排查故障也非常容易。
由上述了解,你对PLC可编辑的逻辑控制器有没有一定的了解?
PLC能做什么 / Part 2.
PLC除了能接常见的开关按钮,做开关量的控制,PLC还能做什么控制呢?总结以下5类(如下图)。
(1)开关量的控制
比如在PLC输入端接开关按钮,通过编写程序来控制指示灯等负载。
(2)运动控制
PLC可以通过高速脉冲输出点发送高频脉冲,驱动步进、伺服驱动器。
(3)模拟量控制
可以通过温度感应探头感应温度,再通过温度传感器把数据传送到PLC中,在PLC做数据处理,从而来控制负载做对应的动作。还可以做PID的控制,实现恒压供水等等。
(4)数据处理
PLC具有数学运算、转换、排序等功能,可以完成数据的采集、分析和处理。比如设置动作流程循环次数。还可以编写程序实现餐厅、银行叫号的功能等等。
(5)通信
在很多自动化设备上经常可以看见有触摸屏,可以在触摸屏设计各种各样的元件和页面,通过通讯线连接PLC做通信。在触摸屏上做按钮元件,来代替实物按钮。可以做一些数值元件来显示PLC中的数据,还可以做一些图像来表示各元器件的工作状态。
PLC如何接线 / Part 3.
了解PLC输入端和输出端接线之前,先看下PLC输入端能接哪些元件以及一个基本回路的三要素。(如下图)大致分为两线和三线类型。
输入可接元件:
①按钮开关
②旋钮开关
③行程开关
④U型开关
⑤光纤放大器
⑥光电开关
⑦磁性开关
⑧接近开关
基本回路三要素:
一个基本回路需要具备这三个要素:
①电源
②开关
③用电器
了解完输入端可以接哪些元件和一个回路需要具备的三要素,下面用三菱FX3UPLC和一个电源(一般用24V电源,具体看说明书)来讲解,如何把这些元件接在PLC输入端(如下图)。
输入端两线接法:
①首先把每个X点输入端内部当成一个小灯泡,方便理解。小灯泡的一端全部并在S/S公共端上。
②然后把按钮开关一端接到X3输入端子上(并在同一个公共端的X点都可以),按钮另外一端接外部电源负极。
③最后外部电源正极接在S/S端子上。
分析一下,电源从正极流向S/S,经过灯泡,再经过开关流回电源负极。
两线的开关接线就是如此简单。但是需要注意的是:磁性开关两线有分棕色和蓝色线,棕正蓝负。(接线的时候注意电源电流方向,电源从正极流向S/S再经过X点,棕色线接X端,蓝色线接在电源负极。)
另外,PLC公共端S/S端子接电源正极称为漏型接法,接电源负极称为源型接法。(当公共端S/S接电压负极,磁性开关的蓝色线接X点,棕色线接电压正极)
输入端三线接法:
光电开关说明:三线的光电开关有分NPN型和PNP型。(外观一样具体看说明书或者铭牌区分)N表示低电平P表示高电平。
三根线分别是棕色、蓝色、黑色,棕正蓝负黑信号。
首先把光电开关棕色线、蓝色线分别接在电源的正极和负极;然后把黑色信号线接到PLC的输入X点上;最后区分是NPN型的,S/S公共端接正极,是PNP型的,S/S公共端接负极。
输出可接元器件:
①指示灯
②电磁阀控制气缸
③固态继电器控制加热管
④中间继电器
⑤变频器
⑥步进驱动器
⑦伺服驱动器(如下图)
▲ 输出端接线
为了方便理解,作以下接线说明:继电器输出型PLC的输出端内部是线圈。当程序X000常开触点闭合时Y000线圈导通,对应Y000的线圈通电,Y000点的常开触点会闭合。使外部线路负载通电。PLC外部接线如下图。
晶体管型输出分源型和漏型:
漏型:COM口接电源负极;
源型:COM口接电源正极。
继电器型、晶闸管型输出不分电源正负极。
三种类型输出汇总(如下图):有晶体管型(MT)、继电器型(MR)、晶闸管型(MS)。
补充:
①当系统输出频率为每分钟6次以下时,应首选继电器型输出PLC。因其电路设计简单,抗干扰和带负载能力强。(当每分钟超过6次时,尽可能不要选继电器型输出PLC。输出频率太快,超过其寿命100万次就会报废)
②需要控制步进伺服电机时选择晶体管型输出PLC。因其有高速脉冲输出点,可以快速通断发送信号。
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