第9章PLC應用設計,使用和維護ppt課件

1、第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 第9章PLC的應用設計、使用與維護 n9.1 PLC機電控制系統(tǒng)的總體設計n9.2 PLC機電控制系統(tǒng)設計的基本內 容和步驟n9.3 提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施。第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 9.1PLC機電控制系統(tǒng)的總體設計n 可編程控制器用軟件和內部邏輯取代了繼電器控制系統(tǒng)中的繼電器、定時器、計數器和其他單個設備。因此，PLC控制系統(tǒng)的設計，關鍵是設計PLC的控制線路和PLC的控制程序，但隨著PLC功能的不斷增強，通信網絡化的實現以及功能模塊的專用化，使得PLC的應用場合愈加多

2、樣性，它所控制的系統(tǒng)也越來越復雜。因此，PLC的系統(tǒng)設計不可能歸納出一個適合于任何PLC控制系統(tǒng)的具體準則和步驟，下面只敘述PLC控制系統(tǒng)設計應遵守的基本原則。 返回本節(jié)返回本節(jié)第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 9.1.1建立系統(tǒng)設計方案n熟悉被控制系統(tǒng)的工藝要求 n根據物理量的性質確定PLC的型號 n確定被控對象的參數n分配輸入/輸出繼電器號 n用流程圖表示系統(tǒng)動作基本流程 n繪制梯形圖,編寫PLC控制程序 n現場調試、試運行 n編制技術文件 第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 1.熟悉被控制系統(tǒng)的工藝要求深入了解被控系統(tǒng)

3、是深入了解被控系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)設計的基礎。當設計者在控制系統(tǒng)設計的基礎。當設計者在接到設計任務時，首先必須進入現場調查研究，搜集有接到設計任務時，首先必須進入現場調查研究，搜集有關資料，并與工藝、機械、電氣方面的技術和操作人員關資料，并與工藝、機械、電氣方面的技術和操作人員密切配合，共同探討被控制對象的驅動要求和注意事項，密切配合，共同探討被控制對象的驅動要求和注意事項，如驅動電壓、電流和時間等；各部件的動作關系如因果、如驅動電壓、電流和時間等；各部件的動作關系如因果、條件、順序和必要的保護和聯鎖、自鎖等；操作方式如條件、順序和必要的保護和聯鎖、自鎖等；操作方式如手動、自動、半自動，延續(xù)、

4、單步和單周期等；內部設手動、自動、半自動，延續(xù)、單步和單周期等；內部設備如與機械、液壓、氣動、儀表、電氣等方面的關系；備如與機械、液壓、氣動、儀表、電氣等方面的關系；外圍設備如與其他外圍設備如與其他PLC、工業(yè)控制計算機、變頻器、監(jiān)、工業(yè)控制計算機、變頻器、監(jiān)視器之間的關系，以及是否需要顯示關鍵物理量、上下視器之間的關系，以及是否需要顯示關鍵物理量、上下位機的聯網通信和停電等應急情況時的緊急處理等。位機的聯網通信和停電等應急情況時的緊急處理等。第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 2.根據物理量的性質確定PLC的型號n 根據控制要求確定所需的信號輸入元件、輸出執(zhí)

5、行元件，即哪些信號是輸入給PLC，哪些信號是由PLC發(fā)出去驅動外圍負載。同時分類統(tǒng)計出各物理量的性質，無論是開關量還是模擬量，是直流量還是交流量，以及電壓的大小等級。根據輸入量、輸出量的類型和點數，選擇具有相應功能PLC的基本單元和擴展單元，對于模塊式PLC，還應考慮框架和基板的型號、數量，并留有余量 第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 3.確定被控對象的參數n 在控制系統(tǒng)中，被控對象的參數一般包括有位置、速度、時間、溫度、壓力、電壓、電流等信號，根據控制要求設置各量的參數、點數和范圍。對于有特殊要求的參數，如精度要求、快速性要求，應按工藝指標選擇相應的傳感器

6、和保護裝置 第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 4.分配輸入/輸出繼電器號n分配繼電器號之前，首先區(qū)分輸入、輸出繼電器。所謂輸入繼電器就是把外來的信號送到PLC內部處理用的繼電器，在程序內作接點使用；輸出繼電器就是把PLC的內部運算結果向外部輸出的繼電器，在程序內部作為繼電器線圈、以及常開、常閉接點使用。在策劃編程時，首先要對輸入/輸出繼電器進行編號。確定輸入/輸出繼電器所對應的I/O信號所接的接線端子編號，并且保持一致，列一張I/O信號表，注明各信號的名稱、代號和分配的元件號 第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 5.用流程圖

7、表示系統(tǒng)動作基本流程n用流程圖表示系統(tǒng)動作的基本流程，會給編寫流程帶來極大的方便?？刂茖ο蟮膭幼黜樞蛉粲昧鞒虉D來表達的話，其相互約束關系直觀、籠統(tǒng)、詳細，基本組成了工程設計的框架 分析評估控制任務PLC選型，I/O設備選擇I/O地址分配程序設計滿足要求？調試程序電氣系統(tǒng)安裝設計硬件系統(tǒng)設計圖和控制柜滿足要求？檢測硬件連先聯機調試編制技術文件進行現場安裝調試交付使用檢查修改程序NYNY第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 6.繪制梯形圖,編寫PLC控制程序n 繪制梯形圖的過程就是控制對象按生產工藝的要求進行逐條語句執(zhí)行的過程，因此有必要列出某些信號的有效狀態(tài)，例如

8、是上升沿有效還是下降沿有效，是低電平有效還是高電平有效，開關量信號是常閉觸點還是常開觸點，觸點在什么條件下接通或者斷開，激勵信號是來自PLC內部還是外部等。最后依據梯形圖邏輯關系，按照PLC的語言和格式編寫用戶程序，并寫入到PLC存儲器中 n 在編制PLC程序中，如果程序較為復雜，應該靈活運用PLC的內部輔助繼電器、定時器、計數器等編程元件。對于被控對象復雜的程序應盡量結合編程知識對梯形圖在不改變系統(tǒng)功能的情況下進行修正。第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 7.現場調試、試運行n在編制好程序后，通常利用實驗室的撥碼開關模擬現場信號，逼近實際系統(tǒng)，對PLC的程序

9、進行模擬運行并進行調試，對控制過程中可能出現的各種故障進行匯總、修正直到運行可靠、穩(wěn)定。完成此過程后，將PLC裝在現場進行聯機總調試，對可能出現的接線問題、執(zhí)行元件的硬件故障問題，采用首先調試子程序模塊或功能模塊，然后調試初始化程序，最后調試主程序的方式，逐一排除，使程序更趨完善、穩(wěn)定，在進行現場運行測試階段 第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 8.編制技術文件 第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 9.1.2確定控制方案n n 在設計PLC控制系統(tǒng)時，應最大限度地滿足被控對象的控制要求，并力求使控制系統(tǒng)簡單、經濟、使用及維修方

10、便，保證控制系統(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定，同時考慮到生產和發(fā)展的工藝的改進，在選擇PLC的容量時，應適當留有余量。 第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 9.1.3 控制系統(tǒng)的結構和控制方式 n1.集中控制系統(tǒng) n2.分布式控制系統(tǒng) n3.網絡控制系統(tǒng) 第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 1.集中控制系統(tǒng)n 這種控制系統(tǒng)如圖所示。 n集中控制系統(tǒng)的最大缺點是當某一控制對象的控制程序需要改變或PLC出現故障時，必須停止整個系統(tǒng)工作。因此，對于大型的集中控制系統(tǒng)，可以采用冗余系統(tǒng)克服上述缺點。第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護

11、的應用設計、使用與維護 2.分布式控制系統(tǒng)n 這類系統(tǒng)的被控對象較多，它們分布在一個較大的區(qū)域內，相互之間的距離較遠，而且各被控對象之間要求經常地交換數據和信息。這種系統(tǒng)的控制由若干個相互之間具有通信聯網功能的PLC構成，系統(tǒng)的上位機可以采用PLC，也可以采用計算機。在分布式控制系統(tǒng)中，每一臺PLC控制一個被控對象，各控制器之間可以通過信號傳遞進行內部連鎖、響應或發(fā)令等，或由上位機通過數據總線進行通訊。分布式控制系統(tǒng)多用于多臺機械生產線的控制，各生產線之間有數據連接。由于各控制對象都有自己的PLC，當某一臺PLC停止時，不需要停止其他的PLC。當此系統(tǒng)與集中控制系統(tǒng)具有相同的I/O點時，雖然多

12、用了一臺或幾臺PLC，導致系統(tǒng)總構價偏高，但從維護、試運行或增設控制對象等方面看，其靈活性要大得多。第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 3.網絡控制系統(tǒng)n工廠自動化程度的提高，推動了工業(yè)控制領域網絡的發(fā)展，在大規(guī)模生產線上，將工控機、PLC、變頻器、機器人和柔性制造系統(tǒng)連在一個網絡上，大量的數據處理業(yè)務和綜合管理業(yè)務之間進行數據通信，形成一個復雜的多級分布式網絡控制系統(tǒng)，如變電站的遙測、遙控、遙調，汽車組裝生產線的控制等 第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 9.2 PLC機電控制系統(tǒng)設計的基本內容和步驟返回本節(jié)返回本節(jié)第第9

13、9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 9.2.1 PLC的硬件設計n硬件設計的基本原則 (1) 可靠性n (2) 功能完善 n (3) 經濟性 n硬件設計的一般步驟n (1) 選擇適合的PLC機型 n (2) 輸入、輸出的選擇 n (3) 輸入輸出模塊的選擇n (4) 估算用戶存儲容量 n (5) 專用功能模塊的配置n (6) I/O分配 n n 第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 9.2.2 PLC的軟件設計n設計控制系統(tǒng)流程圖n編制應用程序 n 程序設計的方法很多，目前也沒有標準可循，專業(yè)設計人員主要依靠經驗進行設計，這就對設計者要

14、求比較高，不僅要熟悉PLC編程語言，還要求對工業(yè)控制的各種典型環(huán)節(jié)比較熟悉，對于復雜的控制系統(tǒng)，設計周期相對比較長，不容易掌握。而現代的PLC已經可以采用流程圖SFC來編制，這對順序控制系統(tǒng)的編程就非常方便。 第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 9.2.3 程序測試和修改n 程序測試是整個程序設計工作中一項很重要的內容，它可以初步檢查程序的實際效果。程序測試和程序的編制是分不開的，程序的許多功能都是在測試中通過修改而完善的。測試時，先從各功能單元入手，設定輸入信號，觀察輸出信號的變化情況。必要時可以借用某些儀器進行檢測。各功能單元的程序測試完成之后，再貫通整個

15、程序，測試各部分的接口情況，直到滿意為止。第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 9.3 PLC的接口電路n PLC的控制系統(tǒng)中有輸入/輸出設備，常見的輸入電器有按鈕、行程開關、轉換開關、接近開關、霍耳開關、撥碼開關和各種傳感器等。輸出電器有接觸器、繼電器、電磁閥、指示燈及其他有關顯示、執(zhí)行電器等。正確的連接輸入/輸出電路，是保證PLC安全可靠工作的前提。 返回本節(jié)返回本節(jié)第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 9.3.1 PLC的輸入接口電路n1. PLC與按鈕、開關等輸入元件的連接 n2. PLC與撥碼開關的接口電路 n3. PL

16、C與旋轉編碼器的輸入接口 n4. PLC與傳感器元件的接口電路 返回本節(jié)返回本節(jié)第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 9.3.2 PLC的輸出接口電路n PLC的輸出方式有三種，一種是繼電器方式，二是晶體管方式，三是可控硅方式。這三種PLC輸出模塊所接的外部負載也各不相同，繼電器輸出可以是交流大負載或直流負載；可控硅輸出僅是交流負載；晶體管輸出僅是直流負載.返回本節(jié)返回本節(jié)第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 9.3.3 PLC電源電路n PLC控制系統(tǒng)的電源除交流電源外，還包括PLC的直流電源。一般情況下，交流電源可直接與電網相

17、連，而輸入設備開關的直流電源和輸出負載的直流電源等，最好分別采用獨立的直流供電電源. 第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 9.4 提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施n9.4.1 PLC的安裝 nPLC的安裝環(huán)境 nPLC的安裝方向 nPA204S電源單元的連接 第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 9.4.2對電源的處理 n供電電源 nS7-200CPU內部直流電源 返回本章首頁返回本章首頁第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 9.4.3 對感性負載的處理 n在輸出單元的連接電路中，要注意對感性負載的

18、連接方法。在直流負載中，可在感性負載上并聯一個二極管，用于保護PLC 。感性負載的接線感性負載的接線 圖圖第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 9.4.4 PLC安裝和布線的注意事項 n抑制電源系統(tǒng)引入的干擾 n抑制輸入、輸出電路引入的干擾 第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 9.4.5 PLC的接地 nPLC接地應注意以下幾點：nl PLC接地最好采用專用接地極。絕對不允許與晶匣管裝置和大型電動機之類的設備共用接地系統(tǒng)。nl PLC的接地極離PLC越近越好，即接地線越短越好。PLC如由多單元組成，各單元之間應采用同一點接地。nl PLC的輸入、輸出信號線采用屏蔽電纜時，其屏蔽層應采用一點接地，別切在靠近PLC這一端的電纜接地，電纜另一端不接地。nl 接線面積應大于2平方毫米，接地線一般不要超過20m。PLC的控制系統(tǒng)的接地電阻應小于4。n 第第9 9章章P PLC的應用設計、使用與維護的應用設計、使用與維護 9.4.6 PLC與計算機的連接 n 在實際中，經常需要用計算機對PL