第6章 PLC控制系统的设计、装配与维护 《电气控制与PLC应用技术 知识》 电子教案 .ppt

《电气控制与PLC应用技术》电子教案 主 编 伍金浩 曾庆乐 中等职业教育机电技术应用专业规划教材 丛书主编 李乃夫 第6章PLC控制系统的设计、装配与维护 需要根据PLC的特点时行系统设计。 PLC与继电器控制系统也存在本质区别.硬件设计与软件设计可分开进行是PLC的一大特点。 6.1 PLC控制系统的一般设计方法与步骤 在 PLC 控制系统的设计中应遵循如下基本设计原则 ① 实现设备、生产机械、生产工艺的全部动作； ② 满足设备、生产机械对产品的加工质量以及生产效率的要求； ③ 确保系统安全、稳定、可靠地工作； ④ 尽可能地简化控制系统的结构，降低生产、制造成本； ⑤ 充分提高自动化程度，减轻劳动强度； ⑥ 改善操作性能，便于维修。 6.1.2 选用PLC控制系统的依据 被控对象处于较差的工业环境，而对于工作过程的可靠性、安全性要求又较高，继电器—接触器控制不能满足要求时。 被控对象的工艺流程和加工的产品类型经常变化，需要经常改变控制电路结构和修改参数，而继电器—接触器控制难以实现时。 控制系统所需的I/O点数较多，而控制要求复杂，继电器—接触器控制需要用大量的中间继电器、时间继电器等元件时。 需要与其它设备实现通信或进行联网时。 6.1.3 PLC控制系统设计的基本步骤 分析工艺过程的特点、控制要求 确定输入／输出设备 PLC的选择 电源模块选择 3．PLC的选择 输入／输出（I/O）点数的估算 存储器容量的估算 功能的选择 根据统计的输入／输出点数，再增加10%～20%的可扩展余量后，作为输入／输出点数估算数据。 按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。 包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。 4．电源模块选择 电源模块的额定输出电流应大于CPU模块、I/O模块及专用模块等消耗电流的总和 6.1.4 程序设计 PLC 程序设计步骤与内容主要有以下几点： ① 对于复杂的控制系统，需绘制系统控制流程图，用以清楚地表明动作的顺序和条件。对于简单的控制系统，这一步可以省去。 ② 设计梯形图。这是程序设计的关键一步，也是比较困难的一步。要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计实践经验。 ③ 根据梯形图编写指令。 ④ 用计算机或编程器将程序键入到用户存储器中，并检查键入的程序是否正确。 ⑤ 对程序进行调试和修改，直到满足要求为止。 ⑥编制技术文件。 6.2 PLC控制系统设计举例 生产工艺要求： 当起动控制SB1按下时，泵1，泵2通电运行，由泵1将冷却液从循环槽打入冷却槽，经沉淀槽再由泵2打入循环槽，运行15分钟后，泵1和泵2停止工作。在泵1、泵2运行期间，当沉淀槽液面达到高液面时，液位传感器S1通，此时，泵1停，泵2继续运行；在泵1、泵2运行期间，当沉淀槽液面达到低液面时，液位传感器S2通，此时，泵2停，泵1继续运行；当按下停止按钮SB2时，泵1、泵2停 （1）控制任务评估 输入点有SB1、SB2、S1、S2 输出点有KM1和KM2。 I/O总点数为6点。 控制工艺不是太复杂，但此类生产工艺需经常变动，并要求控制系统有扩展功能。为避免损失，对系统的可靠性、抗干扰能力较高。经综合分析，采用PLC控制系统。 (2)PLC机型选择 控制系统开关量输入共有4个，分别为起动按钮SB1、停车按钮SB2、液面传感器S1、液面传感器S2 电压全部为交流220V 开关量输出共有2个，分别为泵1接触器KM1和泵2接触器KM2。 所需的驱动功率不大，不用考虑输出功率的扩展。不存在模拟输入、输出，不需要模拟量输入、输出模块。 （3）系统设计 硬件设计 I/O分配表 输入 输出 输入继电器 作用 输出继电器 控制对象 X000 SB1，起动按钮 Y000 泵1 X001 SB2，停止按钮 Y001 泵2 X002 S1，高液面传感器 X003 S2，低液面传感器 系统设计 软件设计 梯形图 起动按钮SB1 到达15分钟 高液面 高液面1分钟 低液位 系统设计 X000动合触点闭合 Y000，Y001得电泵1、泵2开始运行。 同时辅助继电器M1线圈得电，T0定时器开始计时 起动按钮SB1 到达15分钟 高液面 高液面1分钟 低液位 系统设计 分断 分断 分断 分断 失电 失电 失电 到达预定的15分钟时， T0的动断触点断开 Y000与Y001线圈失电，泵1和泵2停转。 串联在辅助继电器M1回路的T0动断触点断开，使M1失电而打开自锁