第九章 可编程控制系统设计2014(6).
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1、第九章 可编程控制系统设计 通过本章的学习通过本章的学习, ,掌握掌握PLCPLC控制系统的设计基本控制系统的设计基本原则、一般步骤原则、一般步骤, , 学会运用常用的设计方法解决各学会运用常用的设计方法解决各种工程控制问题。种工程控制问题。一、一、PLCPLC控制系统设计的基本原则控制系统设计的基本原则设计设计PLCPLC控制系统时，应遵循以下基本原则：控制系统时，应遵循以下基本原则： 1 1、PLCPLC控制系统控制被控对象应最大限度地满控制系统控制被控对象应最大限度地满足工艺要求。足工艺要求。2 2、在满足工艺要求的前提下，力求使、在满足工艺要求的前提下，力求使PLCPLC控制控制系统简
2、单、经济、使用及维修方便。系统简单、经济、使用及维修方便。 3 3、保证控制系统的安全、可靠。、保证控制系统的安全、可靠。 4 4、考虑到生产的发展和工艺的改进，在配置、考虑到生产的发展和工艺的改进，在配置PLCPLC硬件设备时应适当留有一定的裕量。硬件设备时应适当留有一定的裕量。第一节第一节 PLCPLC控制系统设计的基本内容和步骤控制系统设计的基本内容和步骤二、二、PLCPLC控制系统设计的基本内容控制系统设计的基本内容输入设备：按钮、操作开输入设备：按钮、操作开关、限位开关、传感器关、限位开关、传感器输出设备：继电器、接触输出设备：继电器、接触器、信号灯等执行元件器、信号灯等执行元件输出
3、设备驱动的控制对象：输出设备驱动的控制对象：电动机、电磁阀等电动机、电磁阀等其它元器件或设备其它元器件或设备PLCPLC是是PLCPLC控制系统的核心控制系统的核心部件。正确选择部件。正确选择PLCPLC对于对于保证整个控制系统的技术保证整个控制系统的技术经济性能指标起着重要的经济性能指标起着重要的作用。作用。PLCPLC机型、机型、PLCPLC容量、容量、PLCPLC的的I/OI/O模块、模块、PLCPLC的电源模的电源模块块 3 3、分配、分配I/OI/O点，绘制点，绘制I/OI/O连接图。连接图。 4 4、控制程序设计。包括控制系统流程图、梯形图、语、控制程序设计。包括控制系统流程图、梯
4、形图、语句表（即程序清单）等设计。句表（即程序清单）等设计。 控制程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统工控制程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统工作正常、安全、可靠的关键。因此，设计的控制程序必须作正常、安全、可靠的关键。因此，设计的控制程序必须经过反复调试、修改，直到满足要求为止。经过反复调试、修改，直到满足要求为止。 5 5、必要时还需设计控制台（柜）。、必要时还需设计控制台（柜）。 6 6、编制控制系统的技术文件。包括说明书、电气图及、编制控制系统的技术文件。包括说明书、电气图及电气元件明细表。电气元件明细表。 传统的电气图，一般包括电气原理图、电器布置传统的电气图，一般包括电气
5、原理图、电器布置图及电气安装图。图及电气安装图。 在在PLCPLC控制系统中，主要内容：控制系统中，主要内容：（1 1）“硬件图硬件图”电气原理图，电器布置图、电电气原理图，电器布置图、电气安装图，以及气安装图，以及PLCPLC的的I/OI/O连接图。连接图。（2 2）程序图（梯形图）程序图（梯形图“软件图软件图”。向用户提供。向用户提供“软件图软件图”，可便于用户在生产发展或工艺改进时修，可便于用户在生产发展或工艺改进时修改程序，并有利于用户在维修时分析和排除故障。改程序，并有利于用户在维修时分析和排除故障。三、三、PLCPLC控制系统程序设计的一般步骤及内容控制系统程序设计的一般步骤及内容
6、 1 1、根据生产的工艺过程分析控制要求，需要完成的动作、根据生产的工艺过程分析控制要求，需要完成的动作（动作顺序、动作条件、必须的保护和联锁等）、操作方式（动作顺序、动作条件、必须的保护和联锁等）、操作方式（手动、自动；连续、单周期、单步等）。（手动、自动；连续、单周期、单步等）。 2 2、根据控制要求确定所需要的输入、输出设备。据此确、根据控制要求确定所需要的输入、输出设备。据此确定定PLCPLC的的I/OI/O点数。点数。 3 3、选择、选择PLCPLC机型及容量。机型及容量。 4 4、定义输入、输出点名称，分配、定义输入、输出点名称，分配PLCPLC的的I/OI/O点，设计点，设计I/
7、OI/O连接图。连接图。 5 5、根据、根据PLCPLC所要完成的任务及应具备的功能，进行所要完成的任务及应具备的功能，进行PLCPLC程程序设计，同时可进行控制台（柜）的设计和现场施工。序设计，同时可进行控制台（柜）的设计和现场施工。四、四、PLCPLC的选型与硬件配置的选型与硬件配置 PLC PLC应用设计中很重要的一步，目前，国内外应用设计中很重要的一步，目前，国内外生产的生产的PLCPLC种类很多。选择合适的种类很多。选择合适的PLCPLC型号并确定型号并确定各种硬件配置。各种硬件配置。设计系统硬件配置图：设计系统硬件配置图：（1 1）系统构成级别（设备控制级和过程控制级）、）系统构成
8、级别（设备控制级和过程控制级）、（2 2）系统联网情况、）系统联网情况、（3 3）通信网络上的）通信网络上的PLCPLC站数、每个可编程控制器站站数、每个可编程控制器站上的中心单元和扩展单元构成情况等等。上的中心单元和扩展单元构成情况等等。 1 1、规模要适当、规模要适当 输入、输出点数以及软件对输入、输出点数以及软件对PLCPLC功能及指令的要求是功能及指令的要求是选择选择PLCPLC机型规模大小的重要依据。机型规模大小的重要依据。确保有足够的输入、输出点数，确保有足够的输入、输出点数，留有一定的余地（要有留有一定的余地（要有10%10%的备用量）。的备用量）。实现单机自动化，或机电一体化产
9、品，实现单机自动化，或机电一体化产品，选用小型选用小型PLCPLC。控制系统较大，输入、输出点数较多，控制设备较分散，控制系统较大，输入、输出点数较多，控制设备较分散，选用中型或大型选用中型或大型PLCPLC。确定用户程序存储器的容量。一般粗略的估计方法是：确定用户程序存储器的容量。一般粗略的估计方法是：（输入（输入+ +输出）（输出）（10101212）= =指令步数。指令步数。2 2、功能要相当，结构要合理、功能要相当，结构要合理 3 3、输入、输出功能及负载能力的选择、输入、输出功能及负载能力的选择选择哪一种功能的输入、输出形式或模块，取决于控制系统中输选择哪一种功能的输入、输出形式或模
10、块，取决于控制系统中输入和输出信号的种类、参数要求和技术要求。入和输出信号的种类、参数要求和技术要求。开关量输入模块的选择开关量输入模块的选择 1 1、输入信号的类型及电压等级、输入信号的类型及电压等级 直流输入、交流输入和交流直流输入三种类型。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。选择时主要根据现场输入信号和周围环境因素等。 （1 1）直流输入模块的延迟时间较短，还可以直）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；接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接； （2 2）交流输入模块可靠性好，适合于有油雾、）交流
11、输入模块可靠性好，适合于有油雾、粉尘的恶劣环境。粉尘的恶劣环境。 （3 3）开关量输入模块的电压等级有：直流）开关量输入模块的电压等级有：直流5 5、1212、2424、4848、6060等；交流等；交流110110、220220等。一般等。一般5 5、1212、2424用于传输距离较近场合。用于传输距离较近场合。2 2、输入接线方式、输入接线方式 主要有汇点式和分组式两种接线方式主要有汇点式和分组式两种接线方式 开关量输出模块的选择开关量输出模块的选择 1 1、输出方式、输出方式 开关量输出模块有继电器输出、晶闸管输出和晶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体管输出三种
