PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計舉例

1、機(jī)電工程學(xué)院蘭州理工大學(xué)蘭州理工大學(xué)Electromechanical Drive and Control機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 2022機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制Electromechanical Drive and Control第八章第八章 PLCPLC控制系統(tǒng)的設(shè)計舉控制系統(tǒng)的設(shè)計舉例例機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.1PLCPLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法法8.2PLCP

2、LC控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例例第八章第八章 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計舉例機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.1 8.1 PLCPLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法8.1.1 PLC PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法 1. PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟根據(jù)生產(chǎn)工藝過程分析控制要求，確定用戶輸入/輸出設(shè)備；根據(jù)控制功能要求，根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)，選擇PLC機(jī)型；分配I/O地址，設(shè)計PLC接線圖（反映PLC與外部I/O設(shè)備連接關(guān)系）；進(jìn)行控制程序設(shè)計：先繪制系統(tǒng)控制

3、流程圖，劃分控制功能塊根據(jù)功能塊，設(shè)計相應(yīng)梯形圖，最后合成為完整控制程序根據(jù)梯形圖編制程序清單（語句表程序）用編程器或編程軟件把程序送入PLC用戶存儲器中，進(jìn)行調(diào)試和修改，得到正確的控制程序，生成技術(shù)文件。機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.1 8.1 PLCPLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法8.1.1 PLC PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法 2. PLC機(jī)型選擇規(guī)模的估算：取決于設(shè)備對輸入輸出點(diǎn)的需求量和控制過程的難易程度。確保相應(yīng)類型的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，并留有

4、一定的余量。 整體式的小型PLC：單機(jī)自動化和小型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。 大中型PLC：控制系統(tǒng)較大，被控設(shè)備較分散。功能的選擇： 小型低檔機(jī)：全部以較少開關(guān)量作為輸入輸出點(diǎn)的控制系統(tǒng)。 機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.1 8.1 PLCPLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法8.1.1 PLC PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法 2. PLC機(jī)型選擇開關(guān)量較多，同時帶有少量模擬量的控制系統(tǒng)，選用帶A/D、D/A轉(zhuǎn)換功能且能進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的機(jī)型。對于控制系統(tǒng)

5、較復(fù)雜，控制性能要求較高的場合，如要求實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、精確定位控制且需通信聯(lián)網(wǎng)較多。應(yīng)選擇中檔或高檔機(jī)特別是模塊組合式的高檔PLC。存儲容量的選擇 只能按照系統(tǒng)的控制要求作粗略的估算。 機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.1 8.1 PLCPLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法8.1.1 PLC PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法 2. PLC機(jī)型選擇輸入、輸出功能及負(fù)載能力選擇： 輸入：一般應(yīng)該選用帶光電隔離的模塊，以增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾能力和電氣保護(hù)。 輸出：

6、要決定選用無觸點(diǎn)的還是有觸點(diǎn)類型，無觸點(diǎn)的如三極管或雙向可控硅輸出特點(diǎn)是響應(yīng)速度快、壽命長，缺點(diǎn)是價格高、過載能力差。有觸點(diǎn)的一般用繼電器觸點(diǎn)輸出，優(yōu)點(diǎn)是適用電壓范圍寬、隔離作用、負(fù)載能力強(qiáng)、價格便宜，缺點(diǎn)是壽命短、響應(yīng)速度慢。 其他：環(huán)境條件、價格、可擴(kuò)充性、軟件開發(fā)的難易程度以及編程方式、是否容易維修等方面。 機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.1 8.1 PLCPLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法8.1.1 PLC PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法 3. P

7、LC的安裝與維護(hù)PLC的安裝：安裝環(huán)境：環(huán)境溫度、相對濕度、無腐蝕性、可燃性氣體的地方、避免劇烈振動和沖擊、避免受水或油的濺射、避免安裝在有導(dǎo)電性塵埃的地方、無陽光直射的地方。安裝注意事項(xiàng)：斷電拆卸、遠(yuǎn)離高壓設(shè)備和動力設(shè)備、良好的接地、嚴(yán)防短路火災(zāi)、故障或誤動作。安裝方法：DIN導(dǎo)軌安裝、直接安裝配線：機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.1 8.1 PLCPLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法8.1.1 PLC PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法 3. PLC的安裝與

8、維護(hù)PLC的維護(hù)：定期檢修，注意事項(xiàng)：更換單元時應(yīng)先切斷電源；要檢查換上的單元是否還有異常；如果有接觸不良，可用干凈的純棉布醮工業(yè)酒精擦拭，然后裝好單元。若日常檢修中發(fā)現(xiàn)有元件損壞，更換前要注意以下幾點(diǎn)：切斷電源，以免引起觸電及元件損害；將損壞的元件按正確的方法拆下，裝上新匹配的器件；對于由于外部設(shè)備故障造成的損壞，一定要查清原因；安裝好后，送電檢查是否還有故障。 機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.28.2 PLCPLC控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例8.2.1三相異步電動機(jī)三相異步電

9、動機(jī)控制控制設(shè)計一三相異步電動機(jī)控制線路，要求具有降壓起動、可逆運(yùn)行、反接制動功能。 機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.28.2 PLCPLC控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例8.2.1三相異步電動機(jī)三相異步電動機(jī)控制控制按下正向起動按鈕SB1，控制KM1接通，電機(jī)串電阻正向降壓起動。延時5秒，接通KM3，電機(jī)全壓運(yùn)行。按下停止按鈕SB3，控制KM1、KM3斷開，在速度繼電器KSZ自動接通情況配合下，KM2接通，反接制動開始，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降小于某值時，KSZ自動斷開，控制KM2斷開，反接制動

10、結(jié)束。按下反向起動按鈕SB2，電機(jī)串電阻反向降壓起動，后面的操作與正向類似（相應(yīng)動作的速度繼電器觸點(diǎn)為KSF），實(shí)現(xiàn)可逆運(yùn)行。 1.控制要求（以正向?yàn)槔C(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.28.2 PLCPLC控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例8.2.1三相異步電動機(jī)三相異步電動機(jī)控制控制 2. I/O地址分配輸入設(shè)備 對應(yīng)輸入點(diǎn)號 輸出設(shè)備 對應(yīng)輸出點(diǎn)號 正向起動按鈕SB1 X0 接觸器KM1 Y0反向起動按鈕SB2 X1接觸器KM2 Y1停止按鈕SB3 X2接觸器KM3 Y2速度繼電

11、器觸點(diǎn)KSZ X3速度繼電器觸點(diǎn)KSF X4 3.軟件系統(tǒng)設(shè)計機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.28.2 PLCPLC控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例8.2.2帶運(yùn)輸機(jī)的帶運(yùn)輸機(jī)的控制控制有一個用4臺皮帶運(yùn)輸機(jī)組成的物料傳送系統(tǒng)，如下圖所示。每條皮帶由相應(yīng)的電機(jī)M1、M2、M3、M4帶動，M1M4分別由接觸器KM1KM4控制啟停。同時每臺電機(jī)均設(shè)置相應(yīng)的故障繼電器，當(dāng)遇到堵轉(zhuǎn)等故障時，相應(yīng)的故障繼電器即刻動作。M1M2M3M4機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制 Lanzhou Universit

12、y of TechnologyMonday, July 04, 20228.28.2 PLCPLC控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例8.2.2帶運(yùn)輸機(jī)的帶運(yùn)輸機(jī)的控制控制起動時，按下按鈕SB1，為了避免在前段運(yùn)輸帶上造成物料堆積，要求逆物料流動方向按一定時間間隔順序起動，即按M4、M3、M2、M1的順序起動，每隔5秒啟動一臺皮帶機(jī)。停機(jī)時，按下按鈕SB2，為了使運(yùn)輸帶上不殘留物料，要求順物料流動方向按一定時間間隔順序停止，即按M1、M2、M3、M4的順序停止，也是每隔5秒停一臺皮帶機(jī)。當(dāng)某臺皮帶機(jī)發(fā)生故障時，該皮帶機(jī)及前面的皮帶立即停止，而后面的皮帶機(jī)料運(yùn)完后才停止。例如M2出故障，M1

13、、M2立即停止，經(jīng)過5秒后M3停，再過5秒M4停。 1.控制要求機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.28.2 PLCPLC控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例8.2.2帶運(yùn)輸機(jī)的帶運(yùn)輸機(jī)的控制控制 2. I/O地址分配輸入設(shè)備 對應(yīng)輸入點(diǎn)號 輸出設(shè)備 對應(yīng)輸出點(diǎn)號 起動按鈕SB1 X0 M4的接觸器KM4 Y0停止按鈕SB2 X1M3的接觸器KM3 Y1M1故障繼電器 X2M2的接觸器KM2 Y2M2故障繼電器 X3M1的接觸器KM1 Y3M3故障繼電器 X4M4故障繼電器 X5 3.軟件系

14、統(tǒng)設(shè)計機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.28.2 PLCPLC控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例8.2.3液壓動力滑臺的液壓動力滑臺的控制控制工作循環(huán)圖 1.控制要求快進(jìn)工進(jìn)快退SB1SQ2SQ3延時2秒SQ1SQ1YV1、YV3YV1YV2 電磁閥工步 轉(zhuǎn)換主令 YV1 YV2YV3快進(jìn) SB1 +-+工進(jìn) SQ2 +-快退 SQ3 -+-原位停止 SQ1 -機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20

15、228.28.2 PLCPLC控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例8.2.3液壓動力滑臺的液壓動力滑臺的控制控制自動快進(jìn)：事先接通SA1，選擇半自動工作方式，SQ1已被壓下，按下SB1，接通YV1、YV3，動力滑臺快進(jìn)。自動工進(jìn)：動力滑臺快進(jìn)到快進(jìn)終點(diǎn)時，壓下SQ2，斷開YV3，只接通YV1，動力滑臺工進(jìn)。自動快退：動力滑臺工進(jìn)到工進(jìn)終點(diǎn)后，延時2秒鐘，斷開YV1、YV3，接通YV2，動力滑臺快退，快退到原點(diǎn)，壓下SQ1，原位停止。在快進(jìn)過程中，按下SB2，動力滑臺立即快退，快退到原點(diǎn)，壓下SQ1，原位停止。手動調(diào)整方式：斷開SA1，選擇手動調(diào)整工作方式，按下SB1，接通YV1、YV3，動

16、力滑臺快進(jìn)。到工進(jìn)終點(diǎn)時，壓下SQ3，動力滑臺停止。按下SB2，接通YV2，動力滑臺快退。到原點(diǎn)時，壓下SQ1，動力滑臺停止。機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.28.2 PLCPLC控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例8.2.3液壓動力滑臺的液壓動力滑臺的控制控制 2. I/O地址分配輸入設(shè)備 對應(yīng)輸入點(diǎn)號 輸出設(shè)備 對應(yīng)輸出點(diǎn)號 行程開關(guān)SQ1 X0 電磁閥YV1 Y0行程開關(guān)SQ2 X1電磁閥YV2 Y1行程開關(guān)SQ3 X2電磁閥YV3 Y2起動按鈕SB1 X3停止按鈕SB2 X4方式

17、選擇開關(guān)SA1 X5機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.28.2 PLCPLC控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例8.2.3液壓動力滑臺的液壓動力滑臺的控制控制 3. PLC外部接線圖 基本邏輯編程法基本邏輯編程法 4.軟件系統(tǒng)設(shè)計S、R編程法編程法 步進(jìn)指令編程法步進(jìn)指令編程法機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.28.2 PLCPLC控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用舉例8.2.3液壓動力滑臺的液壓動力滑臺的控制控制 5.三種方法的比較基本邏輯編程法脫胎于繼電器-接觸器控制系統(tǒng)，以前的繼電器-接觸器控制系統(tǒng)只要將相關(guān)的硬元器件如繼電器以及相應(yīng)的觸點(diǎn)換成相應(yīng)的PLC“軟元件”，稍做修改，就很容易構(gòu)成采用基本邏輯指令編寫的PLC程序，但是邏輯關(guān)系的復(fù)雜程度并未簡化，往往造成編程困難； S、R編程方法相對于基本邏輯指令法，簡化了輸出元件之間的互鎖關(guān)系以及決定某一個輸出元件的通斷邏輯關(guān)系，但編程時需注意指令順序；機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July