图解电器及PLC控制技术 陆运华 第四章新.pptVIP

第四章 可编程控制器控制系统的硬件设计 概述 第一节 控制系统的设计步骤和PLC的选型 第二节 系统硬件的设计方案 第三节 PLC输入/输出电路设计 第四节 PLC系统供电及接地设计 课后习题 * * * * 在线教务辅导网： 更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网 概述 在了解了PLC的硬件、软件及简单的编程方法后，本章主要介绍PLC控制系统的硬件设计，它包括PLC控制系统的设计步骤、PLC的选型、系统硬件设计方案、PLC输入/输出电路设计、系统供电及接地设计等。由于实际被控对象千变万化，PLC在各系统中承担 的功能作用也不尽相同，本章叙述的方法和步骤只是起到入门引导的作用，具体问题还有待读者在实践中探索。 第一节 控制系统的设计步骤和PLC的选型 一、PLC控制系统设计的基本原则 1）充分发挥PLC功能，最大限度地满足被控对象的控制要求； 2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便； 3）保证控制系统安全可靠； 4）应考虑生产的发展和工艺的改进，在选择PLC的型号、I/O点数和存储器容量等内容时，应留有适当的余量，以利于系统的调整和扩充。 二、PLC控制系统设计的一般步骤 1．熟悉被控对象，制定控制方案 2．确定I/O设备及信号特点 3．选择PLC 4．分配PLC的I/O地址 5．设计软件及硬件 6．联机调试 7．整理技术文件 PLC控制系统设计可以用流程图来表示，如下图： PLC控制系统设计流程 三、PLC的选择 PLC的选择一般从基本性能、特殊功能和通信联网三个方面考虑。选择的基本原则是：在满足控制要求的前提下力争最高的性能价格比，并有一定的先进性和良好的售后服务。具体选择时，以下几点可供参考。 （一）、PLC的机型选择 1、合理的结构型式 2、安装方式的选择 3、相当的功能要求 4、响应速度的要求 5、系统可靠性要求 6、机型统一 （二）、PLC的容量选择 1、I/O点数 确定I/O点数一般是必须说明的首要问题。此项确定有助于识别控制器的最低限制因素。根据功能说明书，可统计出PLC系统的开关量I/O点数及模拟量I/O通道数，以及开关量和模拟量的信号类型。 2、用户存储容量 存储器是存放程序和数据的地方，它包括存储器的最大容量、存储器的可扩展性、存储器的种类(RAM、EPROM、EEPROM)。存储器的扩展性和种类的多体现了系统构成的方便性和灵活性。一般可按下式估算，再按实际需要留适当的余量（20％～30％）来选择。 存储容量＝开关量I/O点总数×10+模拟量通道数×100 （三）、I/O模块的选择 1、开关量输入模块的选择 PLC的输入模块用来检测来自现场(如按钮、行程开关、温控开关、压力开关等)电平信号，并将其转换为PLC内部的低电平信号。开关量输入模块按输入点数分，常用的有8点、12点、16点、32点等；按工作电压分，常用的有直流5V、12V、24V，交流110V、220V等；按外部接线方式又可分为汇点输入、分隔输入等。如下图所示。 图4-2 输入外部接线方式 （a）汇点输入 （b）分隔输入 2．注意同时接通的输入点数量 对于选用高密度的输入模块（如32点、48点等），应考虑该模块同时接通的点数一般不要超过输入点数的60％。 （四）、开关量输出模块的选择 1．输出方式的选择 2．输出接线方式的选择 3．输出电流的选择 4．注意同时接通的输出点数量 5．输出的最大负载电流与负载类型、环境温度等因素有关 第二节 系统硬件的设计方案 一、系统硬件设计总体方案 1、PLC控制系统类型 （1）集中式控制系统。集中式控制系统如图所示。 图4-4 集中式控制系统 （a）单台控制 (b) 多台控制 (b) （a） (2)分布式控制系统。分布式控制系统如图5-5所示。 （a） (b) 图4-5 分布式控制系统 （a）通信方式1 (b) 通信方式2 2、系统的运行方式 (1)自动运行方式。自动运行方式是控制系统的主要运行方式，这种运行方式的主要特点是在系统工作过程中，系统按给定的程序自动完成对被控对象的控制，不需要人工干预。 (2)半自动运行方式。半自动运行方式的特点是系统在启动和运行过程中的某些步骤需要入工干预才能进行下去。 (3)单步运行方式。单步运行方式的特点是系统运行中的每一步都需要人工的干预才能进行下去。 (4)手动运行方式。是一种用于设备调试、系统调整和故障情况下的运行方式，它是自动运行方式的辅助方式。 3、系统的停止方式 与系统运行方式的设计相对应，还必须考虑系统停止方式的设计。PLC的停止方式