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第九章 现代PLC控制系统综合设计实例 9.1 PLC控制系统设计步骤及内容 9.2　PLC设计时的注意事项 9.3　PLC安装和接线注意事项 9.4 PLC的接地 9.5 PLC控制系统必要的保护措施 9.6 设计实例 9.1 PLC控制系统设计步骤及内容 9.1.1 系统设计的原则 9.1.2 PLC控制系统设计的步骤 9.1.1 系统设计的原则 在PLC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。 设计任务书内容：电气设计任务书中，除简要说明所设计设备的型号、用途、工艺过程、动作要求、传动参数、工作条件外还应说明以下主要技术指标及要求： 1）控制精度、生产效率要求。 2）电气传动基本特性如运动部件数量、用途、动作顺序，负载特性、调速指标、起动、制动要求等。 3）自动化程度要求。 4）稳定性及抗干扰要求。 5）联锁条件及保护要求。 6）电源种类、电压等级、频率及容量等要求。 7）目标成本与经费限额。 8）验收标准及验收方式。 9）其他要求如设备布局、安装要求、操作台布置、照明、信号指示、报警方式等等。 9.1.2　PLC控制系统设计的步骤 1、分析评估控制任务 1）熟悉被控系统的工艺要求 2）根据被控对象的控制过程和要求，选择最合适的控制装置 3）选择最合适的控制装置所遵循的基本原则： 可靠性 功能完善 经济性 2、PLC机型的选择，I/O设备的选择 估算用户存储器容量：应用程序所占的内存不得超过主机提供的内存，预留25%的余量。 2）I/O模块的选择： 根据I/O点数，I/O信号的性质、电源种类选择I/O模块的数量和功能 输入模块： （1）根据输入信号的性质选择输出模块的类型 （2）根据输入点数选择输入模块的数量 （3）根据现场输入信号与PLC输入模块的距离远近来选择工作电压，距离越远，选择输入模块的电压应较高。 （4）高密度的输入模块，能允许同时接通的总点数不得超过总输入点数的60%。 2）I/O模块的选择： 输出模块： （1）根据现场输出信号选择模块的输出类型。 （2）根据输出点的数量选择输出模块的数量 （3）输出模块的选择还应考虑每一个输出点的驱动能力和整个模块的满负荷能力。即输出模块同时接同的总电流值不得超过模块规定的最大电流值。 2）I/O模块的选择： 模拟量模块： 变送器、执行机构的量程是否与PLC的模拟量输入/输出模块的量程相匹配 使用旋转编码器时，应考虑PLC高速计数器的功能和工作频率是否满足要求。 专用功能模块配置：只要满足控制要求即可，避免 大材小用。 9.2 PLC设计时的注意事项 1、节省PLC输入/输出点数的方法 1）减少所需输入点的方法 （1）分时分组输入 （2）输入触点的合并 （3）将信号设置在PLC之外 2）减少所需输出点数的方法 在PLC输出功率允许的条件下，通/断状态完全相同的多个负载可以并联。 1、抑制电源系统引入的干扰 PLC应尽可能取用电压波动小、波形畸变较小的电源 在PLC电源的输入端加隔离变压器 在PLC的电源输入端加低通滤波器 PLC接地应注意的事项 1）PLC接地最好采用专用的接地极，如果不可能，也可与其他安装盘板共用接地系统，但要用自己的接地线直接与共用的接地极相连，绝对不允许与大型的电动机之类共用接地系统。 2）PLC的接地极离PLC越近越好，即接地线越短越好。 PLC如果由多单元组成，各单元之间应采用同一点接地。 3）PLC输入/输出信号线尽量采用屏蔽电缆，其屏蔽层应一点接地，靠近PLC这一端接地，另一端不接地。 4）接地线面积应大于2平方毫米，接地线一般不超过20米，接地电阻应小于4欧姆。 1、为了防止负载短路损坏输出单元，应在PLC输出线路上安装熔断器，有条件的情况下，在每个回路中都装上熔断器。 2、对电动机正反转控制等需要互锁的场合，除了在PLC程序设计触点互锁之外，通常在外部接线中也应采取互锁措施，以保证电气系统的安全运行。 3、针对供电不稳定和紧急停止的需要，PLC外部负载还应具有失电压保护、过电流保护、过电压保护和紧急停车等措施，以确保系统的可靠运行。 4、合理的使用灭弧装置。 1. 系统描述 1. 系统描述 设计一个3工位旋转工作台，其工作示意如图7.12所示。三个工位分别完成上料、钻孔和卸件。 （1）动