中標(biāo)淺談基于plc系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、大學(xué)（華東）現(xiàn)代畢業(yè)設(shè)計(jì)（教育）目：淺談基于 PLC 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)題學(xué)習(xí)中心：××學(xué)習(xí)中心年級(jí)專業(yè)： 學(xué) 號(hào)： ： 學(xué)生指導(dǎo)教師： 導(dǎo)師：大學(xué)（華東）大學(xué)（ 華東）與繼續(xù)教育學(xué)院完成時(shí)間： 2010年月日淺談基于 PLC 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘 要PLC 作世界工業(yè)工業(yè)計(jì)算機(jī)，正在成為工業(yè)領(lǐng)域的主流，在中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。在 PLC 實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，我們要進(jìn)行各種各樣的 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本文探討了 PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要，以及的參考和了設(shè)計(jì)所包含的基本內(nèi)容、設(shè)計(jì)工作的步驟、PLC 的選擇標(biāo)準(zhǔn)和PLC思路。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，作為設(shè)計(jì)在 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)：PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)；原則；內(nèi)容；步驟；PL

2、C 選擇；設(shè)計(jì)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可編程序器（PLC）的功能越來(lái)越強(qiáng)，適用越來(lái)越方便，已經(jīng)成為工業(yè)領(lǐng)域的主流，在世界工業(yè)中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。在 PLC實(shí)際應(yīng)用中，要對(duì) PLC系統(tǒng)的各個(gè)方面進(jìn)行準(zhǔn)確、恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，本文就基于 PLC 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做了一個(gè)概述，主要從設(shè)計(jì)所包含的基本內(nèi)容、設(shè)計(jì)工作的步驟、PLC 的選擇標(biāo)準(zhǔn)和，以及 PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。一、PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容PLC系統(tǒng)是由 PLC 與用戶輸入、輸出連接而成的。因此，PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容應(yīng)：1 、擬定系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)條件。技術(shù)條件個(gè)設(shè)計(jì)的依據(jù)。以設(shè)計(jì)任務(wù)書的形式來(lái)確定，它是整2 、選擇用戶輸入（按鈕、操作開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、傳感器

3、等）、輸入（繼電器、接觸器、信號(hào)燈等執(zhí)行元件）以及由輸出驅(qū)動(dòng)的對(duì)象（ 電動(dòng)機(jī)、電磁閥等）。3、PLC 的選擇。PLC 是系統(tǒng)的部件，正確選擇 PLC 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)性能指標(biāo)起著重要的作用。4、編制 PLC 的 I/ O 分配表，繪制輸入 I /O 端子接線圖。5、根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求編寫進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。規(guī)格說(shuō)明書，然后再用相應(yīng)的編程語(yǔ)言（常用梯形圖）6、了解并遵循用戶認(rèn)知心理學(xué)，重視人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)人與機(jī)器之間的友善7、設(shè)計(jì)操作臺(tái)、電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電器部件。8 、編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書和使用說(shuō)明書。二、PLC設(shè)計(jì) PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟系統(tǒng)的步驟如圖 1 所示。1、根據(jù)生產(chǎn)的工藝過(guò)程分析要求。如需要完成

4、的動(dòng)作（動(dòng)作順序、動(dòng)作條件、必須的保護(hù)和聯(lián)鎖等）、操作方式（手動(dòng)、自動(dòng)；連續(xù)、單周期、單步等）。22、確定輸入輸出。根據(jù)系統(tǒng)的要求，確定系統(tǒng)所需的全部輸入設(shè)備和輸出，從而確定與 PLC 有關(guān)的輸入/ 輸出，以確定 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)。3 、選擇 P L C 。4、分配 PC 的 I /O 點(diǎn)，設(shè)計(jì) I /O 連接圖。5 、進(jìn)行 PC 程序設(shè)計(jì)。6、硬件實(shí)施。硬件實(shí)施方面主要是進(jìn)行柜（臺(tái)）等硬件的設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工。由于程序設(shè)計(jì)與硬件實(shí)施可同時(shí)進(jìn)行，因此 PLC大縮短。7、聯(lián)機(jī)調(diào)試。聯(lián)機(jī)調(diào)試是將通過(guò)模擬調(diào)試的程序進(jìn)一步進(jìn)行在線統(tǒng)調(diào)。聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期可大調(diào)試過(guò)程應(yīng)循序漸進(jìn)，從 PLC 只連接輸

5、入、再連接輸出、再接上實(shí)際負(fù)載等逐步進(jìn)行調(diào)試。如不符合要求，則對(duì)硬件和程序作調(diào)整。通常只需修改部分程序即可。全部調(diào)試完畢后，交付試運(yùn)行。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行，如果工作正常、程序不需要修改，程序固化到 EPROM 中，以防程序丟失。8、整理和編寫技術(shù)文件。技術(shù)文件設(shè)計(jì)說(shuō)明書、硬件原理圖、安裝接線圖、電氣元件明細(xì)表、PLC程序以及使用說(shuō)明書等。34圖 1PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟三.PLC 的選擇隨著 PLC 在工業(yè)中的推廣普及，PLC的種類越來(lái)越多，其結(jié)構(gòu)、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程等各不相同，適用場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此，合理選擇 PLC 對(duì)于提高其在幾方面入手：3.1 機(jī)型選擇系統(tǒng)中的應(yīng)用有著重要作用。選擇

6、 PLC 時(shí)應(yīng)從以下機(jī)型的選擇原則是“在功能上滿足需要的同時(shí)不浪費(fèi)機(jī)器容量”。選擇機(jī)型時(shí)，首先要對(duì)對(duì)象進(jìn)行下面估計(jì)：有多少開(kāi)關(guān)量輸入、電壓分別為多少、有多少開(kāi)關(guān)量輸出、輸出功率為多少，有多少模擬量輸入和模擬量輸出，是否有特殊控制要求，縣城對(duì)器相應(yīng)速度有何要求，機(jī)房與現(xiàn)場(chǎng)還是在一起等。選擇機(jī)型的通常做法是：在工藝過(guò)程比較固定、環(huán)境條件較場(chǎng)合，選用整體式結(jié)構(gòu)的 PLC；其他情況最好選用模塊式結(jié)構(gòu)的 PLC；對(duì)于開(kāi)關(guān)量以及開(kāi)關(guān)量為主、帶少量模擬量的，其速度無(wú)須考慮，因此選用帶 A/D 轉(zhuǎn)換，D/A 轉(zhuǎn)換，加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)就能滿足要求；而比較復(fù)雜， 或高檔機(jī)。3.2I/O 的選擇功能要求

7、比較高的，可根據(jù)規(guī)模及復(fù)雜程度來(lái)選用中檔PLC 有許多 I/O 接口模塊，適用時(shí)應(yīng)根據(jù)它們的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。3.2.1 確定 I/O 點(diǎn)數(shù)對(duì)象所需要的 I/O 點(diǎn)數(shù)不同，一些典型的不通的及產(chǎn)用的電氣元件所需 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)是固定的，但對(duì)于同一對(duì)象，由于采用的方法不同或編程水平不同，I/O 點(diǎn)數(shù)也應(yīng)有所不同。根據(jù)系統(tǒng)的要求確定所需I/O 點(diǎn)數(shù)時(shí)，增加 10%-20%的備用量，以便隨時(shí)增加功能。3.2.2 開(kāi)關(guān)量 I/O典型的交流 I/O 信號(hào)為 24240V，直流 I/O 信號(hào)為 5240V。在評(píng)估離散輸出時(shí)，應(yīng)考慮熔絲、瞬時(shí)浪涌保護(hù)和電源與邏輯電路間的3.2.3 模擬量 I/O電路。模

8、擬量 I/O 的典型量程為-10+10V、0+11V、420mA 或 1050mA。一些制造廠家在 PLC 上設(shè)計(jì)有特殊模擬接口，因而可以接受低電平信號(hào)，這類接口模塊可用于接收同一模塊上不通類型的熱點(diǎn)偶或 RTD 混合信號(hào)。3.2.4 特殊功能 I/O在選擇一臺(tái) PLC 時(shí)，用戶可能會(huì)一些特殊類型且不能用標(biāo)準(zhǔn) I/O 實(shí)現(xiàn)的I/O 限定，此時(shí)應(yīng)考慮供銷廠商是否提供特殊的有助于最大限度減小作用的5模塊。3.2.5 智能式 I/O大型 PLC 的生產(chǎn)廠家相繼推出了解決典型工藝過(guò)程的智能式 I/O 模塊，它們本身帶有處理器，能夠提高 PLC 的處理速度并節(jié)省器的容量。3.3適用專門進(jìn)行PLC 的器類

9、型及容量選擇器時(shí)可根據(jù)程序及數(shù)據(jù)的器的擴(kuò)充設(shè)計(jì)。需要來(lái)選用合適的機(jī)型，必要時(shí)也可有兩種：（1）根據(jù)編程使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)精確計(jì)算器容量計(jì)算的器的實(shí)際使用容量;(2)用戶根據(jù)規(guī)模和應(yīng)用目的來(lái)估算，總字?jǐn)?shù)器字?jǐn)?shù)的=(開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)+開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn))*10+模擬量點(diǎn)數(shù)*150，然后按計(jì)算25%考慮裕量。為了使用方便，3.4 編程器和電源模塊選擇應(yīng)留有 25%-30%的裕量。系統(tǒng)選用價(jià)格便宜的簡(jiǎn)易編程器，如果系統(tǒng)較大或多臺(tái) PLC 共小型用，可以選用功能強(qiáng)，編程方便的圖形編輯器。個(gè)人計(jì)算機(jī)，可以選用能再個(gè)人計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的編程包。對(duì)于模塊式的 PLC，電源模塊和額定電流必須大于或等于主機(jī)、I/O 模塊、模塊等總的

10、消耗電流之和。3.5 程序設(shè)計(jì)和總裝統(tǒng)調(diào)、具體安排 I/O配置并對(duì) I/O程序設(shè)計(jì)是安排流程、說(shuō)明各流之間進(jìn)行編號(hào)，畫出 PLC 端子和現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)聯(lián)絡(luò)圖標(biāo)等的過(guò)程。用戶編寫的程序在總裝統(tǒng)調(diào)前需要進(jìn)行模擬調(diào)試。四、PLC編制 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的程序的很多，這里主要幾種典型的編程。4.1 圖解法編程圖解法是靠畫圖進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì)。常見(jiàn)的主要有梯形圖法、邏輯流程圖法、時(shí)序流程圖法和步進(jìn)順控法。4.1.1 梯形圖法：梯形圖法是用梯形圖語(yǔ)言去編制 PLC 程序。這是一種模仿繼電器近。這種系統(tǒng)的編程。其圖形甚至元件名稱都與繼電器電路十分相很容易地就可以把原繼電器電路移植成 PLC 的梯形圖語(yǔ)言。這對(duì)于熟

11、悉繼電器的人來(lái)說(shuō)，是最方便的一種編程。4.1.2 邏輯流程圖法：邏輯流程圖法是用邏輯框圖表示 PLC 程序的執(zhí)行過(guò)程，反應(yīng)輸入與輸出的。邏輯流程圖法是把系統(tǒng)的工藝流程，用邏輯框圖表示出來(lái)形成系統(tǒng)的邏輯流程圖。這種編制的 PLC程序邏輯思路清晰、輸入與輸出的因果及聯(lián)鎖條件明確。邏輯流程圖會(huì)使整個(gè)程序脈絡(luò)清楚，便于分6析程序，便于查找故障點(diǎn)；便于調(diào)試程序和維修程序。4.1.3 時(shí)序流程圖法：時(shí)序流程圖法是首先畫出系統(tǒng)的時(shí)序圖（即到某一個(gè)時(shí)間應(yīng)該進(jìn)行哪一項(xiàng)的時(shí)序圖），再根據(jù)時(shí)序畫出對(duì)應(yīng)的任務(wù)的程序框圖，最后把程序框圖寫成 PLC 程序。時(shí)序流程圖法很適合于以時(shí)間為基準(zhǔn)的系統(tǒng)的編程。4.1.4 步進(jìn)順

12、控法：步進(jìn)順控法是在順控指令的配合下設(shè)計(jì)復(fù)雜的程序。比較復(fù)雜的程序，都可以分成若干個(gè)功能比較簡(jiǎn)單的程序段，一個(gè)程序段可以看成整個(gè)過(guò)的一步。從整個(gè)角度去看，一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的過(guò)程是由這樣若干個(gè)步組成的。系統(tǒng)的任務(wù)實(shí)際上可以認(rèn)為在不同時(shí)刻或者在不同進(jìn)去完成對(duì)各個(gè)步的。為此，不少 PLC 生產(chǎn)廠家在的 PLC 中增加了步進(jìn)順控指令。在畫完各個(gè)步進(jìn)的狀態(tài)流程圖之后，可以利用步進(jìn)順控指令方便地編寫程序。4.2 經(jīng)驗(yàn)法編程經(jīng)驗(yàn)法是運(yùn)用的或別人的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。多數(shù)是設(shè)計(jì)前先選擇與工藝要求相近的程序，把這些程序看成是的“試驗(yàn)程序”。結(jié)合工程的情況，對(duì)這些“試驗(yàn)程序”逐一修改，使之適合的工程要求。這里所說(shuō)的經(jīng)驗(yàn)，有的是來(lái)自于總結(jié)。的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，有的可能是別人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，就需要日積月累，善4.3 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)編程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是通過(guò) PLC 編程在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、離線或在線編程、離線和在線調(diào)試等等。使用編程可以十分方便地在計(jì)算機(jī)上離線或在線編程、在線調(diào)試，使用編程可以十分方便地在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序的存取、加密以及形成 EXE 運(yùn)行文件。五、結(jié)束語(yǔ)本文探討的 PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)具有指導(dǎo)意義。實(shí)際的設(shè)計(jì)并不是固定不變，而是多種多樣的，要靠廣大設(shè)計(jì)在具體設(shè)計(jì)工作中去總結(jié)。參考