第12章PLC控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用ppt課件

1、第12章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用12.1.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則： 最大限度地滿足控制要求 充分發(fā)揮PLC功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設(shè)計中最重要的一條原則。設(shè)計人員要深入現(xiàn)場進行調(diào)查研究，收集資料。同時要注意和現(xiàn)場工程管理和技術(shù)人員及操作人員緊密配合，共同解決重點問題和疑難問題。保證系統(tǒng)的安全可靠 保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運行，是設(shè)計控制系統(tǒng)的重要原則。12.1.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 力求簡單、經(jīng)濟、使用與維修方便 在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地擴大工程的效益，另一方面也要注意不斷地

2、降低工程的成本。不宜盲目追求自動化和高指標(biāo)。 適應(yīng)發(fā)展的需要 適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。12.1.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容基本內(nèi)容： 選擇用戶設(shè)備。PLC的選擇。分配I/O點，繪制電氣連接接口圖，考慮安全措施。設(shè)計控制程序。設(shè)計控制臺。編制系統(tǒng)的技術(shù)文件，說明書、電氣圖及電氣元件明細表。12.1.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟12.1.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟3選擇選擇PLC PLC選擇包括對選擇包括對PLC的機型、容量、的機型、容量、I/O模塊、電源模塊、電源等的選擇等的選擇4分配分配I/O點并設(shè)計點并設(shè)計PLC外圍硬件線路外圍硬件線路分配分配I/O點：畫出點

3、：畫出PLC的的I/O點與輸入點與輸入/輸出設(shè)備的連接圖或?qū)敵鲈O(shè)備的連接圖或?qū)?yīng)關(guān)系表。應(yīng)關(guān)系表。PLC外圍硬件線路：畫出系統(tǒng)其它部分的電氣線路圖，包括外圍硬件線路：畫出系統(tǒng)其它部分的電氣線路圖，包括主電路和未進入主電路和未進入PLC的控制電路等。的控制電路等。由由PLC的的I/O連接圖和連接圖和PLC外圍電氣線路圖組成系統(tǒng)的電氣原外圍電氣線路圖組成系統(tǒng)的電氣原理圖。到此為止系統(tǒng)的硬件電氣線路已經(jīng)確定。理圖。到此為止系統(tǒng)的硬件電氣線路已經(jīng)確定。12.1.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟5程序設(shè)計程序設(shè)計程序設(shè)計：程序設(shè)計：1控制程序；控制程序；2初始化程序；初始化程序；3檢測、故障檢測、故障

4、診斷和顯示等程序；診斷和顯示等程序；4保護和連鎖程序。保護和連鎖程序。模擬調(diào)試：根據(jù)產(chǎn)生現(xiàn)場信號的方式不同，模擬調(diào)試有硬件模擬調(diào)試：根據(jù)產(chǎn)生現(xiàn)場信號的方式不同，模擬調(diào)試有硬件模擬法和軟件模擬法兩種形式。模擬法和軟件模擬法兩種形式。PLC程序設(shè)計的基本內(nèi)容一般包括參數(shù)表的定義及地址分配、程序流程框圖繪制、程序編制、程序調(diào)試和程序使用說明書等五項內(nèi)容。 12.1.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟6硬件實施硬件實施設(shè)計控制柜和操作臺等部分的電器布置圖及安裝接線圖；設(shè)計控制柜和操作臺等部分的電器布置圖及安裝接線圖；設(shè)計系統(tǒng)各部分之間的電氣互連圖；設(shè)計系統(tǒng)各部分之間的電氣互連圖；根據(jù)施工圖紙進行現(xiàn)場接線

5、，并進行詳細檢查。根據(jù)施工圖紙進行現(xiàn)場接線，并進行詳細檢查。7編制技術(shù)文件編制技術(shù)文件8) 交付使用交付使用由于程序設(shè)計與硬件實施可同時進行，因此由于程序設(shè)計與硬件實施可同時進行，因此PLC控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的設(shè)計周期可大大縮短。設(shè)計周期可大大縮短。12.2 PLC的接口電路12.2 PLC的接口電路12.2 PLC的接口電路12.2 PLC的接口電路12.2 PLC的接口電路12.2 PLC的接口電路續(xù)流二極管的額定電流為1A、額定電壓大于電源電壓的3倍；電阻值可取50120電容值可取0.10.47F，電容的額定電壓應(yīng)大于電源的峰值電壓。接線時要注意續(xù)流二極管的極性 12.2 PLC的接口電

6、路BCD鎖存,7段譯碼,驅(qū)動器 12.2 PLC的接口電路PLC與輸出設(shè)備連接的其它注意事項 1除了PLC輸入和輸出共用同一電源外，輸入公共端與輸出公共端一般不能接在一起； 2PLC的晶體管和晶閘管型輸出都有較大的漏電流，尤其是晶閘管輸出，將可能會出現(xiàn)輸出設(shè)備的誤動作。所以要在負載兩端并聯(lián)一個旁路電阻，旁路電阻R的阻值估算可由下式確定： UON是負載的開啟電壓V），I是輸出漏電流mA）12.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用組合機床的PLC控制系統(tǒng) 液壓動力滑臺采用電磁換向閥來實現(xiàn)動力頭的快進、工進和快退?？刂埔笕缦?1動力頭在原位, ，按下啟動按鈕,接通電磁閥YV1-1 ，動力頭快進； 2動力頭

7、碰到限位開關(guān)，接通電磁閥YV2,動力頭工進；3動力頭碰到限位開關(guān)，開始延時2S；4延時時間到，接通電磁閥YV1-2，動力頭快退。5回原位后，停頓。12.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用組合機床的PLC控制系統(tǒng) 2. PLC外部輸入輸出設(shè)備和機型選擇 SB2、SB1用作起、?？刂崎_關(guān)信號，SQ1，SQ2，SQ3作為位置檢測開關(guān)信號，接至 PLC輸入端，需占用五個輸入端，電磁閥YV1-1，YV1-2，YV2需占用三個輸出端點，液壓泵電機采用開關(guān)直接控制起停，主軸電機采用繼電接觸器構(gòu)成起停控制，而不需要用PLC 控制，選用10點6入，4出以上的PLC，即可滿足本系統(tǒng)的簡單控制要求。 3. PLC外部電氣

8、接線圖及I/O地址分配表 PLC外部接線圖，輸入輸出設(shè)備、負載電源的類型等的設(shè)計應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)的控制要求來設(shè)定。液壓動力滑臺PLC外部接線圖如圖所示。 組合機床的PLC控制系統(tǒng) 4. 程序設(shè)計 依照流程圖的設(shè)計思想，用傳統(tǒng)的順序控制的程序結(jié)構(gòu)，畫出滿足控制要求的梯形圖 。3. 程序設(shè)計 12.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用2.機械手及其控制要求1下行取工件; 2上行,右移;3下降,放工件;4回原位后，停頓。12.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用2.機械手及其控制要求 機械手具有手動、單步、單周期、連續(xù)和回原位五種工作方式，用開關(guān)SA進行選擇。 12.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用機械手的原位：在最上面、最

9、左邊且除松開的電磁線圈(YV5)通電外其它線圈全部斷電的狀態(tài)12.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用 PLC的I/O分配 為了保證在緊急情況下包括PLC發(fā)生故障時），能可靠地切斷PLC的負載電源，設(shè)置了交流接觸器KM。在PLC開始運行時按下“電源按鈕SB1，使KM線圈得電并自鎖，KM的主觸點接通，給輸出設(shè)備提供電源；出現(xiàn)緊急情況時，按下“急停按鈕SB2，KM觸點斷開電源。 12.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用 PLC程序設(shè)計 PLC程序設(shè)計 程序的總體結(jié)構(gòu) 將程序分為公用程序、自動程序、手動程序和回原位程序四個部分，其中自動程序包括單步、單周期和連續(xù)工作的程序，這是因為它們的工作都是按照同樣的順序進行

10、，所以將它們合在一起編程更加簡單。梯形圖中使用跳轉(zhuǎn)指令使得自動程序、手動程序和回原位程序不會同時執(zhí)行。 12.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用 PLC程序設(shè)計 12.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用 PLC程序設(shè)計 12.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用 PLC程序設(shè)計12.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用 PLC程序設(shè)計12.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用 PLC程序設(shè)計12.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用 PLC程序設(shè)計 程序綜合與模擬調(diào)試 由于在分部分程序設(shè)計時已經(jīng)考慮各部分之間的相互關(guān)系，因此只要將公用程序、手動程序、自動程序和回原位程序按照機械手程序總體結(jié)構(gòu)綜合起來即為機械手控制系統(tǒng)的PLC程序。 模擬

11、調(diào)試時各部分程序可先分別調(diào)試，然后再再進行全部程序的調(diào)試，也可直接進行全部程序的調(diào)試。 12.4 減少I/O點數(shù)的措施 PLC在實際應(yīng)用中常碰到這樣兩個問題： 1PLC的I/O點數(shù)不夠，需要擴展，然而增加I/O點數(shù)將提高成本； 2是已選定的PLC可擴展的I/O點數(shù)有限，無法再增加。 在滿足系統(tǒng)控制要求的前提下，合理使用I/O點數(shù)，盡量減少所需的I/O點數(shù)是很有意義的。 本節(jié)將介紹幾種實用的減少I/O點數(shù)的措施。 12.4 減少I/O點數(shù)的措施12.4 減少I/O點數(shù)的措施1矩陣輸入方法需要硬件與軟件相配合來完成2由于矩陣輸入的輸入信號為一系列斷續(xù)的脈沖信號。3應(yīng)保證輸入信號的寬度要大于Y0、Y

12、1、Y2輪流導(dǎo)通一遍的時間12.4 減少I/O點數(shù)的措施12.4 減少I/O點數(shù)的措施12.4 減少I/O點數(shù)的措施12.4 減少I/O點數(shù)的措施12.4 減少I/O點數(shù)的措施12.4 減少I/O點數(shù)的措施 并聯(lián)輸出 注意PLC輸出點同時驅(qū)動多個負載時，應(yīng)考慮PLC輸出點的驅(qū)動能力是否足夠。 輸出設(shè)備多功能化 利用PLC的邏輯處理功能，一個輸出設(shè)備可實現(xiàn)多種用途。 某些輸出設(shè)備可不進PLC 系統(tǒng)中某些相對獨立、比較簡單的控制部分，可直接采用PLC外部硬件電路實現(xiàn)控制。 12.4 減少I/O點數(shù)的措施 以上一些常用的減少I/0點數(shù)的措施，僅供參考，實際應(yīng)用中應(yīng)該根據(jù)具體情況，靈活使用。 同時應(yīng)該

13、注意不要過份去減少PLC的I/0點數(shù)，而使外部附加電路變得復(fù)雜，從而影響系統(tǒng)的可靠性。 12.5 提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施 PLC具有很高的可靠性，并且有很強的抗干擾能力，但在過于惡劣的環(huán)境或安裝使用不當(dāng)?shù)惹闆r下，都有可能引起PLC內(nèi)部信息的破壞而導(dǎo)致控制混亂，甚至造成內(nèi)部元件損壞。 為了提高PLC系統(tǒng)運行的可靠性，應(yīng)注意以下問題： 適合的工作環(huán)境 合理的安裝與布線 正確的接地 必須的安全保護環(huán)節(jié) 必要的軟件措施 采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng) 12.5 提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施12.5 提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施12.5 提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施12.5 提高PLC控制系統(tǒng)可

14、靠性的措施電路。電路。12.5 提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施 PLC一般最好單獨接地，也可以采用公共接地，但禁止使用串聯(lián)接地方式 PLC的接地線應(yīng)盡量短，使接地點盡量靠近PLC。同時，接地電阻要小于100，接地線的截面應(yīng)大于mm2。 12.5 提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施12.5 提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施12.5 提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施12.5 提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施PLC的選擇 隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，PLC產(chǎn)品的種類也越來越多。不同型號的PLC，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價格等也各有不同，適用的場合也各有側(cè)重。因而，合理選用PLC，對于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)有著重要意義。 PLC的選擇主要應(yīng)從PLC的機型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。 PLC機型的選擇 PLC機型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護方便的前提下，力爭最佳的性能價格比。選擇時主要考慮以下幾點：合理的結(jié)構(gòu)型式 PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。安裝方式的選擇 安