佛山西门子授权代理商PLC

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PLC计数、脉冲输出与位置控制类

 从功能用途上，PLC的特殊功能大致可以分为计数、脉冲输出与位置控制类，A/D、D/A转换类，温度测量与控制类，网络通信类等四大类。特殊功能模块的品种与规格可以多达数十种(根据PLC型号与模块用途而不同)。

  (1)计数、脉冲输出与位置控制类

  高速计数、脉冲输出是PLC的常用功能。高速计数功能用于速度、位置等系统的转速、位置测量，它可以对来自编码器、计数开关等的输入脉冲信号进行计数，从而获得实际控制系统的转速、位置的实际值，以供PLC运算、处理使用(见图1-44)。

  脉冲输出与位置控制功能用于自动定位控制，它可以将PLC内部的位置给定值转换为输出脉冲数与频率可变的速度、位置脉冲输出，达到改变速度、位置的目的。

  当脉冲输出为集成功能时，输出形式一般为集电极开路晶体管驱动输出;当采用功能模块时，脉冲输出的形式可以是差动输出、集电极开路晶体管输出或者通过高速总线输出，驱动器可以是步进电机驱动器或交流伺服驱动器，但具有位置控制功能，并且能够直接接受位置脉冲输入信号或是总线信号(见图1-45)。

  对于简单控制系统的少量要求不高的高速计数与脉冲输出，通常可以选用具有集成I/O 的PLC-CPU模块，但在需要进行多点、频率的计数与脉冲输出，或是实现较复杂位置控制的场合，需要选用的功能模块。

  此外，为了对简单的位置控制系统进行控制，如在S7系列PLC中还可以选用FM351、FM352等简易位置控制模块。此类模块本身不具备脉冲输出功能，但模块的位置测量功能完善，它们可以根据不同的定位控制要求，以开关量的形式输出简单的控制信号(如高低速转换信号、正反转信号等)，控制普通电机、变频电机等，构成简易位置开环控制系统或代替传统的凸轮控制器使用。

  当高速计数、高速脉冲(或速度给定模拟量)输出功能合成后，便可以实现闭环位置控制系统的偏差计算、位置控制等功能，代替单轴位置控制器。在模块具备多轴控制功能时，还可以控制坐标轴进行插补运算，从而实现运动轨迹控制的功能，在局部范围内代替数控系统(CNC)的功能。以上模块被称为定位控制模块，如西门子的FM353、FM354、FM357-2即属于其中的代表。

PLC控制系统设计的一般步骤与传统的继电器——接触器控制系统的设计相比较，组件的选择代替了原来的器件选择，程序设计代替了原来的逻辑电路设计。

（1）根据工艺流程分析控制要求，明确控制任务，拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据。工艺流程的特点和要求是开发PLC控制系统的主要依据，所以详细分析、认真研究，从而明确控制任务和范围。如需要完成的动作（动作时顺、动作条件，相关的保护和联锁等）和应具备的操作方式（手动、自动、连续、单周期，单步等）。

（2）确定所需的用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等）、输出设备（继电器、接触器、信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等），估算PLC的I/O点数；分析控制对象与PLC之间的信号关系，信号性质，根据控制要求的复杂程度，控制精度估算PLC的用户存储器容量。

（3）选择PLC。PLC是控制系统的核心部件，正确选择PLC对于整个控制系统的各项技术、经济指标起着重要的作用，PLC的选择包括机型的选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等。选择PLC的依据是输入输出形式与点数，控制方式与速度、控制精度与分辨率，用户程序容量。

（4）分配、定义PLC的I/O点，绘制I/O连接图。根据选用的PLC所给定的元件地址范围（如输入、输出、辅助继电器、定时器、计数器。数据区等），对控制系统使用的每一个输入、输出信号及内部元件定义的信号名和地址，在程序设计中使用哪些内部元件，执行什么功能格都要做到清晰，无误。

（5）PLC控制程序设计。包括设计梯形图、编写语句表、绘制控制系统流程图。控制程序是控制整个系统工作的软件，是系统工作正常，安全。可靠的关键，因此，控制程序的设计经过反复测试。修改，直到满足要求为止。

（6）控制柜（台）设计和现场施工。在进行控制程序设计的同时，可进行硬件配备工作，主要包括强电设备的安装、控制柜（台）的设计与制作、可编程序控制器的安装、输入输出的连接等。在设计继电器控制系统时，在控制线路设计完成后，才能进行控制柜（台）设计和现场施工。可见，采用PLC控制系统，可以使软件设计与硬件配备工作平行进行，缩短工程周期。如果需要的话，尚需设计操作台、电气柜、模拟显示盘和非标准电器元部件。

（7）试运行、验收、交付使用，并编制控制系统的技术文件。编制控制系统的技术文件包括说明书、设计说明书和使用说明书、电器图及电器元件明细表等。

传统的电器图，一般包括电器原理图、电器布置图及电器安装图。在PLC控制系统中，这一部分图可以统称为“硬件图”。它在传统电器图的基础上增加了PLC部分，因此在电器原理图中应增加PLC的I/O连接图。此外，在PLC控制系统的电器图中还应包括程序图（梯形图），可以称它为“软件图”。向用户提供“软件图”，可便于用户发展或工艺进时修改程序，并有利于用户在维修时分析和排除故障。根据具体任务，上述内容可适当调整。