5.PLC控制系统设计与应用.ppt

模块五 PLC控制系统的设计与应用 知识目标：掌握PLC控制系统设计的内容、步骤和方法，熟悉PLC在常用控制系统中典型应用 能力目标：具有应用PLC实现电气自动控制要求的设计能力，能够进行对一般电气控制设备的PLC改造并初步形成PLC应用系统的设计、安装、调试、故障排除能力 一、 PLC控制系统设计的内容与步骤 1. PLC控制系统设计的基本原则 1）满足被控对象的控制要求 考虑将来发展的需要， PLC选用功能较强的新产品，并留有适当的余量。 2）系统安全、可靠 3）尽可能简单、经济、使用与维修方便 4）具有高的性能价格比。 2. PLC控制系统设计步骤 1）分析被控对象，提出控制要求。 2） 确定输入、输出设备。 3）确定PLC的I/O点数，选择PLC机型。 4）分配I/O点数，绘制PLC控制系统输入、输出端子接线图。 5）程序设计，绘制工作循环图或状态转移图。 1）初始化程序；2）控制程序；3）检测、故障诊断和显示等程序；4）保护和联锁程序。 6）程序调试。先进行模拟调试，再进行现场联机调试；先进行局部、分段调试，再进行整体、系统调试。 7）调试过程结束，整理技术资料，投入使用。 PLC控制系统设计步骤流程图 二、 PLC的硬件设置 PLC机型的选择 I/O点的数量和种类 CPU的速度 内存容量 编程器 打印机 I/O模块 通讯接口模块 通讯传输电缆 1、PLC机型选择 输入器件：指连接到PLC输入接线端子用于产生输入 信号的器件。 输出器件：指连接到PLC输出接线端子用于执行程序 运行结果的器件。 I/O点数的确定 I/O点数是衡量可编程控制器规模大小的依据。 确定依据：将与PLC相连的全部输入、输出器件根据所需的电压、电流的大小和种类分别统计，考虑将来发展的需要再相应增加 10％～15％的余量 CPU的运行速度是指执行每一步用户程序的时间。对于以开关量为主的控制系统，不用考虑扫描速度，一般的PLC机型都可使用。对于以模拟量为主的控制系统，则需考虑扫描速度，必须选择合适CPU种类的PLC机型。 远程I/O模块：输入、输出装置比较分散，工作现场远 离控制站 高速计数器模块：当PLC内部的高速计数器的最高计数频率不能满足要求时，可选择使用 定位模块：在机械设备中，保证加工精度进行定位 通信联网模块：PLC与PLC之间，或PLC与计算机之间的通信与联网 模拟输入模块、输出模块：把流量、速度、压力、风 力、张力等变换成数字量，及把数字量变换成模拟量，进行输入、输出。 PLC的外围设备主要是人—机对话装置，用于PLC的编程和监控。通过人—机对话装置可以进行编程、调试及显示图形报表、文件复制、报警等。PLC外围外围设备有编程器、打印机、EPROM写入器、显示器等。 我国优先选择220V的交流电源电压，特殊情况可选择24V直流电源供电。 输入信号电源，一般利用PLC内部提供的直流24V电源。对于带有有源器件的接近开关可外接220V交流电源，提高稳定避免干扰。 选用直流I/O模块时，需要外设直流电源。 三、 PLC的软件设计 PLC的软件设计指PLC控制系统中用户程序的设计。 用PLC中软元件，代替原继电器—接触器控制线路图 中的元器件，直接翻译成梯形图的方法。主要用于对 旧设备、旧控制系统的技术改造。 设计举例 正反转 时间控制 针对顺序控制方式或步进控制方式的程序设计。在程序设计时，首先将系统的工作过程分解成若干个连续的阶段，每一阶段称为“工步”或“状态”，以工步（或状态）为单元，从工作过程开始，一步接着一步，一直到工作过程的最后一步结束。 设计举例 机械手控制 以布尔逻辑代数为理论基础，以逻辑变量“0”或“1”作为研究对象，以“与”、“或”、“非”三种基本逻辑运算为分析依据，对电气控制线路进行逻辑运算，把触点的“通、断”状态用逻辑变量“0”或“1”来表示。 设计举例 “与”逻辑关系 “或”逻辑关系 “与、或、非”逻辑关系 四、应用案例-- PLC在工业机械手臂中的应用 传统的自动控制系统由继电器—接触器控制组成，存 在故障多、可靠性差、工作寿