可编程控制器控制系统研讨.ppt

第5章 应用设计 5.1系统设计 5.2程序设计 5.3设计实例 本章主要内容： 应用设计的基本知识 系统设计，包括系统设计的步骤和几种常用的设计方法 程序设计，比较详细地介绍在程序设计时功能流程图的使用 应用实例 本章要求对应用系统设计的方法和步骤掌握会用，重点是掌握程序设计方法中的功能流程图法。 5.1 系统设计 5.1.1系统设计原则 5.1.2系统设计的步骤 5.1.3系统硬件设计的若干问题 5.1.1 系统设计的原则 在可编程序控制器控制系统的设计中，应该最大限度地满足生产机械或生产流程对电气控制的要求，在满足控制要求的前提下，力求PLC控制系统简单、经济、安全、可靠、操作和维修方便，而且应使系统能尽量降低使用者长期运行的成本。 设计一个PLC控制系统有多种途径：可以在原有的继电接触控制系统基础上加以改造，形成可编程序控制器的控制系统。 5.1.2　系统设计的步骤 1. 熟悉被控对象 2. 制定控制方案 3. 详细描述控制对象 4. 详细描述操作员站 5. 配置可编程序控制器 6. 程序设计 5.1.3PLC应用中的若干问题 一、PLC的使用及其型号选择 工业控制现在趋向于使用可编程控制器。PLC的高可靠性、高抗干扰性、很强的自我纠错和自我诊断能力已受到人们的普遍欢迎。而事实上PLC在实际应用中的引入对整个系统而言确实是大有裨益，但是在实际应用中也不是处处都适宜使用PLC。一方面其价格相对较高(最小配置也达千元以上)，盲目使用会使系统造价偏高；另一方面在某些控制系统中使用PLC中未必适合。 比如下列情况就没必要使用PLC： 被控制系统很简单，I/O点数很少 I/O点数虽多，但控制并不复杂，各部分的联系很少，此种情况使用用继电器控制即可。 （1）.PLC型号的选择 1.I/O点数问题 当控制对象I/O点在60点之内，I/O点数比为3/2时选用整体式(小型)PLC较为经济； 当控制对象I/O点在100—200点左右，选用小型模块式的较为合理； 当控制对象I/O点在300点左右时，选中型PLC； 当控制对象I/O点在Y0点以上时就必须选用大型PLC。 2.I/O类型问题 I/O类型也是决定PLC选型的重要因素之一，一般而言，多数小型PLC只具有开关量I/O；PID、A/D、D/A、位控等功能一般只有大、中型PL C才有。 4.系统响应时间问题 系统响应时间也是影响PLC选型的重要因素之一。一般而言，小型PLC扫描时间为10—20ms/kb；中型PLC扫描时间为几ms/kb；大型PLC扫描时间在1ms/kb以下。而系统响应时间约为2倍的扫描周期。根据实际要求进行分析，选择恰当的响应时间和PLC。 6.程序存贮器问题 在PLC选型过程中，PLC内存容量、型式也是必须考虑的重要因素。 通常的计算方法是：I/O点数×8(开关量)+100×模拟量通道数(模拟量)+120×(1+采样点数×0.25)(多路采样控制) 内存型式有CMOS(电容/电池保护的)、EPROM和E2PROM 总之，进行PLC选型时，不要盲目地追求过高的性能指标。另外，I/O点数，存贮容量应留有一定的余量以便实际工作中的调整。 （2）、开关量I/O模块的选择 外部接线方式问题 I/O模块一般分为独立式、分组式和汇点式。通常，独立式的点均价格较高，如果实际系统中开关量输入信号之间不需隔离可考虑选择后两种。 点数问题 前面所说，点数是影响PLC选型的重要因素，同样在进行I/O模块的选型时也必须根据具体点数的多少选择恰当的I/O模块。通常I/O模块有4、8、16、24、32、64点几种。一般而言，点数多的点均价就低。 开关量输入模块 通常的开关量输入模块类型有有源输入、无源输入、光电接近传感器等输入。进行开关量输入模块的选型时必须根据实际系统运行中的要求综合考虑。当然，具体到有源输入模块还分为AC输入、DC输入和TTL电平输入。 AC电压等级24V、120V、220V DC电压等级24V、48V、10~60V AC/DC电压等级24V。 开关量输出模块 通常的开关量输出模块类型有继电器输出、可控硅输出和晶体管输出。在开关量输出模块的选型过程中，必须根据实际系统运行要求及要求输出的电压等级进行相应的选型。 （3）、编程手段的选择 便携式简易编程器：一般的应用场合选它较多，特别是当控制规模小，程序简单的情况下，使用较为合适。 图形(GP)编程器：此种编程方法适用于中、大型PLC，此方法除具有输入、调试程序功能外，还具有打印程序等功能。但价较高，一般情况不必采用。