可編程控制器的應(yīng)用課件

1、一、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則1滿足被控對象的控制要求 考慮將來發(fā)展的需要， PLC選用功能較強(qiáng)的新產(chǎn)品，并留有適當(dāng)?shù)挠嗔俊?系統(tǒng)安全、可靠3盡可能簡單、經(jīng)濟(jì)、使用與維修方便4具有高的性能價格比。第一節(jié) PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容與步驟第1頁，共34頁。二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟1分析被控對象，提出控制要求。2. 確定輸入、輸出設(shè)備。3確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)，選擇PLC機(jī)型。4分配I/O點(diǎn)數(shù)，繪制PLC控制系統(tǒng)輸入、輸出端子接線圖。 5程序設(shè)計，繪制工作循環(huán)圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。 1）初始化程序；2）控制程序；3）檢測、故障診斷和顯示等程序；4）保護(hù)和聯(lián)鎖程序。6程序調(diào)試。先進(jìn)行模擬調(diào)試，再進(jìn)行現(xiàn)場

2、聯(lián)機(jī)調(diào)試；先進(jìn)行局部、分段調(diào)試，再進(jìn)行整體、系統(tǒng)調(diào)試。7調(diào)試過程結(jié)束，整理技術(shù)資料，投入使用。第一節(jié) PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容與步驟第2頁，共34頁。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟流程圖第3頁，共34頁。 PLC機(jī)型的選擇 I/O點(diǎn)的數(shù)量和種類 CPU的速度 內(nèi)存容量 編程器 打印機(jī) I/O模塊 通訊接口模塊 通訊傳輸電纜第二節(jié) PLC的硬件設(shè)置第4頁，共34頁。一、PLC機(jī)型選擇結(jié)構(gòu)形式 整體式 模塊式安裝方式 集中式 遠(yuǎn)程IO式 分布式功能要求響應(yīng)速度系統(tǒng)可靠性機(jī)型統(tǒng)一第5頁，共34頁。輸入器件：指連接到PLC輸入接線端子用于產(chǎn)生輸入 信號的器件。分類 主令器件 檢測器件 有源觸點(diǎn)輸入器件 無源觸

3、點(diǎn)輸入器件輸入信號 模擬信號 數(shù)字信號 開關(guān)信號二、PLCI/O端口選擇按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字開關(guān)行程開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、繼電器觸點(diǎn)，接觸器輔助觸點(diǎn)行程開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、繼電器觸點(diǎn)，接觸器輔助觸點(diǎn)行程開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、繼電器觸點(diǎn)，接觸器輔助觸點(diǎn)壓力傳感器、溫度傳感器數(shù)字開關(guān)按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、形成開關(guān)、觸點(diǎn)第6頁，共34頁。輸出器件：指連接到PLC輸出接線端子用于執(zhí)行程序 運(yùn)行結(jié)果的器件。分類： 驅(qū)動負(fù)載 顯示負(fù)載 輸出端口： 繼電器輸出 晶體管輸出 晶閘管輸出接觸器、繼電器、電磁閥二、PLCI/O端口選擇指示燈、數(shù)字顯示裝置、電鈴、蜂鳴器交直流負(fù)載直流負(fù)載交流負(fù)載第7頁，共3

4、4頁。I/O點(diǎn)數(shù)的確定 I/O點(diǎn)數(shù)是衡量可編程控制器規(guī)模大小的依據(jù)。 確定依據(jù)：將與PLC相連的全部輸入、輸出器件根據(jù)所需的電壓、電流的大小和種類分別統(tǒng)計，考慮將來發(fā)展的需要再相應(yīng)增加 1015的余量二、PLC I/O端口選擇第8頁，共34頁。 CPU的運(yùn)行速度是指執(zhí)行每一步用戶程序的時間。對于以開關(guān)量為主的控制系統(tǒng)，不用考慮掃描速度，一般的PLC機(jī)型都可使用。對于以模擬量為主的控制系統(tǒng)，則需考慮掃描速度，必須選擇合適CPU種類的PLC機(jī)型。三、CPU的速度第9頁，共34頁。遠(yuǎn)程I/O模塊：輸入、輸出裝置比較分散，工作現(xiàn)場遠(yuǎn) 離控制站高速計數(shù)器模塊：當(dāng)PLC內(nèi)部的高速計數(shù)器的最高計數(shù)頻率不能滿

5、足要求時，可選擇使用定位模塊：在機(jī)械設(shè)備中，保證加工精度進(jìn)行定位通信聯(lián)網(wǎng)模塊：PLC與PLC之間，或PLC與計算機(jī)之間的通信與聯(lián)網(wǎng)模擬輸入模塊、輸出模塊：把流量、速度、壓力、風(fēng) 力、張力等變換成數(shù)字量，及把數(shù)字量變換成模擬量，進(jìn)行輸入、輸出。 四、PLC模塊的選擇第10頁，共34頁。 PLC的外圍設(shè)備主要是人機(jī)對話裝置，用于PLC的編程和監(jiān)控。通過人機(jī)對話裝置可以進(jìn)行編程、調(diào)試及顯示圖形報表、文件復(fù)制、報警等。PLC外圍外圍設(shè)備有編程器、打印機(jī)、EPROM寫入器、顯示器等。五、PLC外圍設(shè)第11頁，共34頁。 我國優(yōu)先選擇220V的交流電源電壓，特殊情況可選擇24V直流電源供電。 輸入信號電源

6、，一般利用PLC內(nèi)部提供的直流24V電源。對于帶有有源器件的接近開關(guān)可外接220V交流電源，提高穩(wěn)定避免干擾。 選用直流I/O模塊時，需要外設(shè)直流電源。六、電源電壓的選擇第12頁，共34頁。 PLC的軟件設(shè)計指PLC控制系統(tǒng)中用戶程序的設(shè)計。第三節(jié) PLC的軟件設(shè)計設(shè)計內(nèi)容控制流程圖梯形圖狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖指令表設(shè)計方法翻譯法狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖法邏輯設(shè)計法第13頁，共34頁。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與梯形圖S20M8002X0Y1S21X1Y2S22X2Y3S23X3Y4X4S0S0X0SETS20SETS0M8002Y1S20X1SETS21Y2S21X2SETS22Y3S22X3SETS22Y4S23X4S0RETEN

7、D第14頁，共34頁。 用PLC中軟元件，代替原繼電器接觸器控制線路圖中的元器件，直接翻譯成梯形圖的方法。主要用于對舊設(shè)備、舊控制系統(tǒng)的技術(shù)改造。 設(shè)計舉例 正反轉(zhuǎn) 時間控制 第三節(jié) PLC的軟件設(shè)計一、翻譯法第15頁，共34頁。SBSB1SB2KM1KM2KM2KM1KM2KM1COMX0X1X2Y1Y2COM一、翻譯法SBSB1SB2KM1KM2X1X0X0X2Y2Y1Y2Y2Y1Y1 正反轉(zhuǎn)第16頁，共34頁。SB1SB2COMX1X2Y1Y2KM1KM2COMKTSB2SB1KM1KTKM1KM2X1X0KTY1Y2Y1T0K30 定時器第17頁，共34頁。 針對順序控制方式或步進(jìn)控制

8、方式的程序設(shè)計。在程序設(shè)計時，首先將系統(tǒng)的工作過程分解成若干個連續(xù)的階段，每一階段稱為“工步”或“狀態(tài)”，以工步（或狀態(tài)）為單元，從工作過程開始，一步接著一步，一直到工作過程的最后一步結(jié)束。 設(shè)計舉例 機(jī)械手控制二、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖第18頁，共34頁。 以布爾邏輯代數(shù)為理論基礎(chǔ)，以邏輯變量“0”或“1”作為研究對象，以“與”、“或”、“非”三種基本邏輯運(yùn)算為分析依據(jù)，對電氣控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，把觸點(diǎn)的“通、斷”狀態(tài)用邏輯變量“0”或“1”來表示。 設(shè)計舉例 “與”邏輯關(guān)系 “或”邏輯關(guān)系 “與、或、非”邏輯關(guān)系三、邏輯設(shè)計法第19頁，共34頁。L(Y1) X0 X1 X2 M1L(Y2) X0 +

9、X1+M2 +Y2X0X1M1X2Y1X0Y2X1M2Y2L(Y3)( X0 +X1)X2 Y2 +M10X0Y3X1Y2M10X2“與”“或”“與、或、非”第20頁，共34頁。工件的補(bǔ)充使用人工控制，可直接將工件放在D點(diǎn)（LS0動作）?？刂普f明：只要D點(diǎn)有工件，機(jī)械手臂即先下降（B缸動作）將工件抓?。–缸 動作）后上升（B缸復(fù)位），再將工件搬運(yùn)（A缸動作）到E點(diǎn)上 方，機(jī)械手臂再次下降（B缸動作）后放開（C缸復(fù)位）工件，機(jī) 械手臂上升（B缸復(fù)位），最后機(jī)械手臂再回到原點(diǎn)（A缸復(fù)位）。第21頁，共34頁。C缸在抓取或放開工件后，都需有1秒的間隔，機(jī)械手臂才能動作?？刂普f明：A,B,C缸均為單作

10、用氣缸，使用電磁控制。當(dāng)E點(diǎn)有工件且B缸已上升到LS4時，傳送帶馬達(dá)轉(zhuǎn)動以運(yùn)走工件， 經(jīng)2秒后傳送帶馬達(dá)自動停止。工件若未完全運(yùn)走（計時未到） 時，則應(yīng)等待傳送帶馬達(dá)停止后才能將工件移走。第22頁，共34頁?？刂普f明：LS0D點(diǎn)有無工件偵測用限制開關(guān) LS5E點(diǎn)有無工件偵測用限制開關(guān) LS1A缸前行限制開關(guān)（左極限） LS2A缸退回限制開關(guān)（右極限） LS3B缸下降限制開關(guān)（下極限）LS4B缸上升限制開關(guān)（上極限）第23頁，共34頁。功能分析：原點(diǎn)復(fù)位：選定以A缸退回至右極限位置（LS2 ON）、B缸 上升至上極限位置（LS4 ON）及C缸松開為機(jī)械手臂的原點(diǎn)。 執(zhí)行一個動作之后，應(yīng)做原點(diǎn)復(fù)位

11、的偵測（因為A、B、C缸 均為單作用氣缸，所以會自動退回原點(diǎn)）。工件搬運(yùn)流程：依題意其動作為一循環(huán)式單一順序流程。傳送帶流程：在偵測到E點(diǎn)有工件且B缸在上極限位置時， 應(yīng)驅(qū)動傳送帶轉(zhuǎn)動。上述兩個流程可以同時進(jìn)行，因此使用并進(jìn)分支流程來完 成組合。第24頁，共34頁。元件分配： D點(diǎn)工件傳感器LS0，使用輸入繼電器X0A缸左限位傳感器LS1，使用輸入繼電器X1A缸右限位傳感器LS2，使用輸入繼電器X2B缸下限位傳感器LS3，使用輸入繼電器X3B缸上限位傳感器LS4，使用輸入繼電器X4E點(diǎn)工件傳感器LS5，使用輸入繼電器X5A缸驅(qū)動，使用輸出繼電器Y0B缸驅(qū)動，使用輸出繼電器Y1C缸驅(qū)動，使用輸出

12、繼電器Y2傳送帶驅(qū)動，使用輸出繼電器Y3第25頁，共34頁。繪繪制狀態(tài)流程圖b.工件搬運(yùn)流程B缸下移（Y1 ON）C缸夾取工件并延時（Y2 ON）B缸上升（Y1 OFF）A缸前進(jìn)（Y0 ON）工件尚未完全搬運(yùn)B缸下移（Y1 ON）C缸松開工件并延時（Y2 OFF）B缸上升（Y1 OFF）A缸后退（Y0 OFF）a.原點(diǎn)復(fù)位流程A缸退回至右極限位置（LS2 ON）B缸上升至上極限位置（LS4 ON）第26頁，共34頁。繪繪制狀態(tài)流程圖d.并進(jìn)-合流分支c.傳送帶流程B缸在上極限位置E點(diǎn)有工件驅(qū)動傳送帶電機(jī)并延時2秒將工件搬運(yùn)流程和傳送帶流程做成并進(jìn)-合流分支結(jié)構(gòu)第27頁，共34頁。步進(jìn)階梯圖轉(zhuǎn)換

13、第28頁，共34頁。程序清單第29頁，共34頁。第30頁，共34頁。 FX2N、FX2NC系列PLC 類 型 型 號 輸入點(diǎn)數(shù) 輸出點(diǎn)數(shù) 電源類型 FX2N-16MR(S、T) 8 8 FX2N-32MR(S、T) 16 16基本單元 FX2N-48MR(S、T) 24 24 AC 100 FX2N-64MR(S、T) 32 32 240V FX2N-80MR(S、T) 40 40 或DC 24V FX2N-128MR( T ) 64 64 FX2N-16EYT - 16 FX2N-16EYT-C - 16第31頁，共34頁。FX2N、FX2NC系列PLC 類 型 型 號 輸入點(diǎn)數(shù) 輸出點(diǎn)數(shù)

14、電源類型擴(kuò)展單元 FX2N-32ER(S、T) 16 16 FX2N-48ER ( T ) 24 24 FX2N-16EX 16 - FX2N-16EX-C 16 - 不需要 FX2N-16EXL-C 16 - 單獨(dú)供電擴(kuò)展模塊 FX2N-16EYR - 16 FX2N-16EYS - 16第32頁，共34頁。FX2N、FX2NC系列PLC(特殊功能模塊) 型 號 功 能 說 明 FX2N-4AD 4通道12位模擬量輸入模塊FX2N-4AD-PT 供PT-100溫度傳感器用的4通道12位模擬量輸入FX2N-4AD-TC 供熱電偶溫度傳感器用的4通道12位模擬量輸入FX2N-4DA 4通道12位模擬量輸出模塊FX2N-3A 2通道輸入、1通道輸出的8位模擬量模塊FX2N-1HC 2相50HZ的1通道高速計數(shù)器FX2N-1PG 脈沖輸出模塊FX2N-10GM 有4點(diǎn)通用輸入、6點(diǎn)通用輸出的1軸定位單元第33頁，共34頁。FX2N、FX2NC系列PLC(特殊功能模塊)FX-20GM和E-20GM 2軸定位單