電氣傳動(dòng)與可編程控制器PLC實(shí)踐報(bào)告

電氣傳動(dòng)與可編程控制器PLC實(shí)踐報(bào)告一實(shí)習(xí)內(nèi)容1.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則2.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟二、實(shí)踐計(jì)劃1.繪制系統(tǒng)的功能圖，設(shè)計(jì)梯形圖程序2.根據(jù)梯形圖程序?qū)懗鲋噶畋沓绦?，?duì)程序進(jìn)行模擬調(diào)試，直到滿足控制要求為止。三、目標(biāo)1.鞏固FX系列基本指令、步進(jìn)指令2.能正確選用PLC型號(hào)四、要求1.了解PLC的基本組成、工作原理、特點(diǎn)、用途2.掌握PLC的指令系統(tǒng)和編程方法及應(yīng)用實(shí)例PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制系統(tǒng)相比，PLC控制系統(tǒng)具有更好的穩(wěn)定性，控制柔性，維修方便性，隨著PLC的普及和推廣，其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。特別是在許多新建項(xiàng)目和設(shè)備的技術(shù)改造中，常常采用PLC作為控制裝置。我國(guó)的PLC生產(chǎn)目前也有一定的發(fā)展，小型PLC已批量生產(chǎn)，中型PLC已有產(chǎn)品，大型PLC已開始研制。一、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程的控制要求和工藝需要，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此，在設(shè)計(jì)PLC應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：1．充分發(fā)揮PLC功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求。2．在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便。3．保證控制系統(tǒng)安全可靠。4．應(yīng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇PLC的型號(hào)、I／O點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量等內(nèi)容時(shí)，應(yīng)留有適當(dāng)?shù)挠嗔浚岳谙到y(tǒng)的調(diào)整和擴(kuò)充。二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟設(shè)計(jì)PLC應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，首先是進(jìn)行PLC應(yīng)用系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)，即根據(jù)被控對(duì)象的功能和工藝要求，明確系統(tǒng)必須要做的工作和因此必備的條件。然后是進(jìn)行PLC應(yīng)用系統(tǒng)的功能分析，即通過(guò)分析系統(tǒng)功能，提出PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，控制信號(hào)的種類、數(shù)量，系統(tǒng)的規(guī)模、布局。最后根據(jù)系統(tǒng)分析的結(jié)果，具體的確定PLC的機(jī)型和系統(tǒng)的具體配置。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以按以下步驟進(jìn)行。1．熟悉被控對(duì)象，制定控制方案分析被控對(duì)象的工藝過(guò)程及工作特點(diǎn)，了解被控對(duì)象機(jī)、電、液之間的配合，確定被控對(duì)象對(duì)PLC控制系統(tǒng)的控制要求。2．確定I／O設(shè)備根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定用戶所需的輸入(如按鈕、行程開關(guān)、選擇開關(guān)等)和輸出設(shè)備(如接觸器、電磁閥、信號(hào)指示燈等)由此確定PLC的I／O點(diǎn)數(shù)。3．選擇PLC選擇時(shí)主要包括PLC機(jī)型、容量、I／O模塊、電源的選擇。4．分配PLC的I／O地址根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)需要，確定控制按鈕，選擇開關(guān)、接觸器、電磁閥、信號(hào)指示燈等各種輸入輸出設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量；根據(jù)所選的PLC的型號(hào)列出輸入／輸出設(shè)備與PLC輸入輸出端子的對(duì)照表，以便繪制PLC外部I／O接線圖和編制程序。5．設(shè)計(jì)軟件及硬件進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)，進(jìn)行控制柜（臺(tái)）等硬件的設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工。由于程序與硬件設(shè)計(jì)可同時(shí)進(jìn)行，因此，PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期可大大縮短，而對(duì)于繼電器系統(tǒng)必須先設(shè)計(jì)出全部的電氣控制線路后才能進(jìn)行施工設(shè)計(jì)。6．聯(lián)機(jī)調(diào)試聯(lián)機(jī)調(diào)試是指將模擬調(diào)試通過(guò)的程序進(jìn)行在線統(tǒng)調(diào)。開始時(shí)，先不帶上輸出設(shè)備（接觸器線圈、信號(hào)指示燈等負(fù)載）進(jìn)行調(diào)試。利用編程器的監(jiān)控功能，采分段調(diào)試的方法進(jìn)行。各部分都調(diào)試正常后，再帶上實(shí)際負(fù)載運(yùn)行。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、程序不需要修改則應(yīng)將程序固化到EPROM中，以防程序丟失。7．整理技術(shù)文件包括設(shè)計(jì)說(shuō)明書、電氣安裝圖、電氣元件明細(xì)表及使用說(shuō)明書等。三、PLC程序設(shè)計(jì)的一般步驟如下：1．對(duì)于較復(fù)雜系統(tǒng)，需要繪制系統(tǒng)的功能圖；對(duì)于簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)也可省去這一步。2．設(shè)計(jì)梯形圖程序。3．根據(jù)梯形圖編寫指令表程序。4．對(duì)程序進(jìn)行模擬調(diào)試及修改，直到滿足控制要求為止。調(diào)試過(guò)程中，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的監(jiān)控功能。四、PLC的選擇隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，PLC產(chǎn)品的種類也越來(lái)越多，而且功能也日趨完善。近年來(lái)，從德國(guó)、日本、美國(guó)等引進(jìn)的PLC產(chǎn)品和國(guó)內(nèi)廠家組裝自行開發(fā)的產(chǎn)品，已有幾十個(gè)、上百種型號(hào)。PLC的品種繁多，其結(jié)構(gòu)形式／性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等各有不同，適用的場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此，合理選擇PLC，對(duì)于提高PLC控制系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。（一）PLC的機(jī)型選擇機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下，力爭(zhēng)最佳的性能價(jià)格比。1．合理的結(jié)構(gòu)型式整體式PLC的每一個(gè)I／O點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜，且體積相對(duì)較小，所以一般用于系統(tǒng)工藝過(guò)程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴(kuò)展靈活方便，I／O點(diǎn)數(shù)量、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、I／O模塊的種類等方面，選擇余地較大。維修時(shí)只要更換模塊，判斷故障的范圍也很方便。因此，模塊式PLC一般適用于較復(fù)雜系統(tǒng)和環(huán)境差（維修量大）的場(chǎng)合。2．安裝方式的選擇根據(jù)PLC的安裝方式，系統(tǒng)分為集中式、遠(yuǎn)程I／O式和多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程I／O硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低。大型系統(tǒng)經(jīng)常采用遠(yuǎn)程I／O式，因?yàn)樗鼈兊难b置分布范圍很廣，遠(yuǎn)程I／O可以分散安裝在I／O裝置附近，I／O連線比集中式的短，但需要增設(shè)驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程I／O電源。多臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺(tái)設(shè)備分別獨(dú)立控制，又要相互聯(lián)系的場(chǎng)合，可以選用小型PLC，但必須要附加通信模塊。3．相當(dāng)?shù)墓δ芤笠话阈⌒停ǖ蜋n）PLC具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，對(duì)于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。對(duì)于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶A／D和D／A單元。具有加減算術(shù)運(yùn)算。數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔PLC。對(duì)于控制較復(fù)雜，要求實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔PLC。但是中、高檔PLC價(jià)格較貴，一般大型機(jī)主要用于大規(guī)模過(guò)程控制和集散控制系統(tǒng)等場(chǎng)合。4．響應(yīng)速度的要求PLC的掃描工作方式引起的延遲可達(dá)2－3個(gè)掃描周期。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)說(shuō)，PLC的響應(yīng)速度都可以滿足要求，不是主要問(wèn)題。然而對(duì)于某些個(gè)別場(chǎng)合，則要求考慮PLC的響應(yīng)速度。為了減少PLC的I／O響應(yīng)的延遲時(shí)間，可以選用掃描速度高的PLC，或選用具有高速I／O處理功能指令的PLC，或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的PLC等。5．系統(tǒng)可靠性的要求對(duì)于一般系統(tǒng)PLC的可靠性均能滿足。對(duì)可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余控制系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。6．機(jī)型統(tǒng)一一個(gè)企業(yè)，應(yīng)盡量做到PLC的機(jī)型統(tǒng)一。主要考慮以下三個(gè)方面的問(wèn)題：（l）同一機(jī)型的PLC，其編程方法相同，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技術(shù)水平的提高。（2）同一機(jī)型的PLC，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購(gòu)和管理。（3）同一機(jī)型的PLC，其外圍設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計(jì)算機(jī)后易于形成一個(gè)多級(jí)分布式控制系統(tǒng)。（二）PLC的容量選擇PLC的容量包括I／O點(diǎn)數(shù)1．I／O點(diǎn)數(shù)PLC的I／O點(diǎn)的價(jià)格還比較高，因此應(yīng)該合理選用PLC的I／O點(diǎn)的數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭(zhēng)使用I／O點(diǎn)最少，但必須留有一定的備用量。通常I／O點(diǎn)數(shù)是根據(jù)被控對(duì)象的輸入、