可編程序控制器原理及應(yīng)用第11章課件

1、11.1 PLC的系統(tǒng)設(shè)計11.2 水塔的控制11.3 分類站的控制11.4 模式組燈的控制11.5運料小車的控制11.6供料站的控制本章講述的主要內(nèi)容:1 2022/7/1911.1.1 PLC的系統(tǒng)設(shè)計方法概述 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計首先要確定控制系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)條件。技術(shù)條件是整個系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)，需要以任務(wù)書的形式規(guī)定下來。PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計包括PLC的選擇、IO分配、輸入輸出設(shè)備（傳感器與執(zhí)行機構(gòu)）的選擇、圖紙設(shè)計、程序設(shè)計、控制柜設(shè)計以及技術(shù)文件的準備等工作。本章對設(shè)計過程進行簡述。 1.分析被控對象并提出控制要求 深入了解和分析被控對象的工藝條件及工作過程，提出被控對象的控制要求，然

2、后確定控制方案，擬定設(shè)計任務(wù)書。被控對象是指被控的機電設(shè)備或生產(chǎn)過程；控制要求主要指控制的方式、控制的動作、工作循環(huán)的組成以及系統(tǒng)保護等。對較復(fù)雜的控制系統(tǒng)可以將控制要求分解成多個部分，這樣有利于結(jié)構(gòu)化編程和系統(tǒng)調(diào)試。 2 2022/7/1911.1.1 PLC的系統(tǒng)設(shè)計方法概述 （續(xù)） 2.確定 I/O 設(shè)備 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)所需的輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)及各種傳感器等；常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、信號指示燈、電磁閥及其它執(zhí)行器等。確定了輸入設(shè)備和輸出設(shè)備就可以知道PLC的I/O的類型和點數(shù)需求。 3.PLC的選擇 PLC的選擇包括對PLC

3、的機型、容量、I/O模塊和電源等的選擇。 機型的選擇是關(guān)鍵。應(yīng)優(yōu)先選擇中小型PLC，并選擇主流機型，還要考慮本單位技術(shù)人員的技術(shù)現(xiàn)狀，盡量選擇技術(shù)人員熟悉的PLC。主流機型一般支持主流的PLC技術(shù)，并且符合IEC1131的相關(guān)規(guī)定，為整個系統(tǒng)的設(shè)計奠定良好基礎(chǔ)。 3 2022/7/1911.1.1 PLC的系統(tǒng)設(shè)計方法概述 （續(xù)） 數(shù)字量的輸入輸出類型需要仔細選擇。輸入接口一般為直流，選擇直流輸入模塊時要注意輸入接口的極性要求（PNP型或NPN型）。不同的負載對 PLC 的輸出方式有不同的要求。另外PLC 輸出點的接法也要注意，接法可分為共點式、分組式和隔離式三種接法。隔離式的各組輸出點之間可

4、以采用不同的電壓種類和電壓等級。 由于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，通信接口的類型和數(shù)量必須給予考慮。沒有通信接口的PLC是不能正常使用的?，F(xiàn)代PLC的通信功能已經(jīng)成為編程和應(yīng)用的基本功能。 此外，存儲容量、 I/O 響應(yīng)時間和PLC 結(jié)構(gòu)形式也是PLC選擇需要考慮的因素 4 2022/7/1911.1.1 PLC的系統(tǒng)設(shè)計方法概述 （續(xù)）4. 程序設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，選擇合適的程序設(shè)計方法來設(shè)計PLC程序。程序要以滿足系統(tǒng)控制要求為目標，實現(xiàn)要求的控制功能。經(jīng)驗法是常用的編程方法，順序控制法也經(jīng)常使用。5.硬件實施硬件實施方面主要是進行控制柜等硬件的設(shè)計及現(xiàn)場施工。主要內(nèi)容有設(shè)計控制柜和操作臺等部分的

5、電氣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。根據(jù)施工圖紙進行現(xiàn)場接線。5 2022/7/1911.1.1 PLC的系統(tǒng)設(shè)計方法概述 （續(xù)）6. 現(xiàn)場調(diào)試 現(xiàn)場調(diào)試是整個控制系統(tǒng)完成的重要環(huán)節(jié)。任何程序的設(shè)計都需要經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試。只有通過現(xiàn)場調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)控制回路和控制程序的不足之處，并進行最后的調(diào)試，以適應(yīng)控制系統(tǒng)的要求。全部調(diào)試完畢后，交付試運行。7.編寫技術(shù)文檔技術(shù)文檔包括設(shè)計說明書、硬件原理圖、安裝接線圖、電氣元件明細表、PLC程序以及使用說明書等。 6 2022/7/1911.1.2經(jīng)驗法與順序控制法 1.經(jīng)驗法 經(jīng)驗法是運用自己的或別人的經(jīng)驗進行PLC程序設(shè)計的方法。 使用經(jīng)

6、驗法的基礎(chǔ)是要掌握常用的控制程序段，例如自鎖、互鎖等，當(dāng)需要某些環(huán)節(jié)的時候，用相應(yīng)的程序去實現(xiàn)。在本章中，很多程序的編寫都是用經(jīng)驗法完成的。例如，在本章6.2節(jié)搶答器的設(shè)計中，網(wǎng)絡(luò)1和2是SR環(huán)節(jié)，所以使用SR指令或自鎖電路來實現(xiàn)程序的編寫；網(wǎng)絡(luò)35中，三盞信號燈具有互鎖的特點，故使用互鎖電路來實現(xiàn)程序的編寫；網(wǎng)絡(luò)69中，需要完成字形碼的傳送，故使用數(shù)據(jù)傳送指令來實現(xiàn)程序的編寫； 另外在多數(shù)的工程設(shè)計前，先選擇與自己工藝要求相近的程序，把這些程序看成是自己的經(jīng)驗。結(jié)合工程實際，對經(jīng)驗程序進行修改，使之適合自己的工程要求。 7 2022/7/1911.1.2經(jīng)驗法與順序控制法（續(xù)） 2.順序控制

7、法 順序控制法是在指令的配合下設(shè)計復(fù)雜的控制程序。一般比較復(fù)雜的程序，都可以分成若干個功能比較簡單的程序段，一個程序段可以看成整個控制過程中的一步。從整體角度去看，一個復(fù)雜系統(tǒng)的控制過程是由若干個步組成的。系統(tǒng)控制的任務(wù)實際上可以認為在不同條件下去完成對各個步的控制。 順序控制是一種編程思想。在編程時，可以用一般的邏輯指令實現(xiàn)順序控制，例如本章6.5節(jié)的混料罐控制程序。西門子PLC 中提供了專門的步進順序控制指令，可以利用該指令方便地編寫控制程序，步進指令的具體使用方法在第7章中介紹。 8 2022/7/1911.1 PLC的系統(tǒng)設(shè)計11.2 水塔的控制11.3 分類站的控制11.4 模式組燈

8、的控制11.5運料小車的控制11.6供料站的控制本章講述的主要內(nèi)容:9 2022/7/1911.2.1 控制對象簡介圖11-1 控制對象水塔示意圖10 2022/7/1911.2.2 PLC的輸入和輸出接口11 2022/7/1911.2.2 PLC的輸入和輸出接口12 2022/7/1911.2.3 PLC控制程序開發(fā)圖11-2 水塔的PLC控制程序流程圖13 2022/7/1911.1 PLC的系統(tǒng)設(shè)計11.2 水塔的控制11.3 分類站的控制11.4 模式組燈的控制11.5運料小車的控制11.6供料站的控制本章講述的主要內(nèi)容:14 2022/7/1911.3.1 控制對象簡介圖11-4

9、控制對象分類站示意圖15 2022/7/1911.3.2 PLC的輸入和輸出接口16 2022/7/1911.3.2 PLC的輸入和輸出接口17 2022/7/1911.3.3 PLC控制程序開發(fā)圖11-5 分類站的PLC控制程序流程圖18 2022/7/1911.1 PLC的系統(tǒng)設(shè)計11.2 水塔的控制11.3 分類站的控制11.4 模式組燈的控制11.5運料小車的控制11.6供料站的控制本章講述的主要內(nèi)容:19 2022/7/1911.4.1 控制對象簡介圖11-7 控制對象模式組燈示意圖20 2022/7/1911.4.2 PLC的輸入和輸出接口21 2022/7/1911.4.2 PL

10、C的輸入和輸出接口22 2022/7/1911.4.3 PLC控制程序開發(fā)圖11-8 模式組燈的PLC控制程序流程圖23 2022/7/1911.1 PLC的系統(tǒng)設(shè)計11.2 水塔的控制11.3 分類站的控制11.4 模式組燈的控制11.5運料小車的控制11.6供料站的控制本章講述的主要內(nèi)容:24 2022/7/1911.5.1 控制對象簡介圖11-10 控制對象運料小車示意圖25 2022/7/1911.5.2 PLC的輸入和輸出接口26 2022/7/1911.5.2 PLC的輸入和輸出接口27 2022/7/1911.5.3 PLC控制程序開發(fā)圖11-11 運料小車的PLC控制程序流程圖28 2022/7/1911.1 PLC的系統(tǒng)設(shè)計11.2 水塔的控制11.3 分類站