第7章 可编程序控制器的应用（课件）高教版（第三版）

2019.6 电器及PLC控制技术 第3版 主编 高勤 第7章及习题集（共123页） 第7章　可编程序控制器的应用 7.1 PLC 控制系统的设计 7.1.1 PLC 控制系统设计的步骤和内容 1.PLC 控制系统设计的基本原则 任何一个控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率、产品质量和生产安 全为准则。 因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则： （1）最大限度地满足被控对象和用户的要求。 （2）在满足要求的前提下，力求使控制系统简单，使用方便，一次性投资小，节约能源。 （3）保证控制系统安全、可靠，使用维修方便。 （4）考虑到今后的发展和工艺的改进，在配置硬件设备时应留有一定的裕量。 2.PLC 控制系统设计的步骤 PLC 控制系统设计的一般步骤如图7-1所示。 首先根据系统控制任务和要求，在了解和分析工艺条件和控制要求的基础上，确定PLC控制的基本方式、要完成的动作、自动工作循环的组成、自动控制的动作顺序、必需的保护和联锁条件及故障指示等。 根据控制任务，确定PLC的机型，进行I/O地址分配， 图 7-1 PLC控制系统设计的一般步骤 画出I/O接线图。 对较复杂的控制系统，应根据生产工艺要求设计控制流程图，画出工作循环图表，或画出详细的功能图。根据功能图或控制流程图设计出程序梯形图。 在进行软件设计的同时，还要进行控制系统硬件设计。硬件设计的内容包括： 电动机主电路进入PLC的控制电路；主令元件、传感器及执行元件的选择;PLC输入/输出端的接线图；输出电路的外接电源；电器柜的结构及柜内电器供电系统等。 程序的初步调试是在模拟状态下进行的。 如果控制系统是由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试。如果控制系统的步骤较多，则可先进行分段调试，然后再连接起来统调。 现场调试是对受控对象进行调试。 首先应仔细检查PLC的外部接线， 硬件检查完毕后，将初步调试好的用户程序进行总调试。 总调试时也可以采用先作局部调试试验和分段调试， 直到各部分的功能都正常，并能协调一致贯通成一个完整的体系为止。 对不符合要求的部分，则可以对硬件、软件进行调整，通常只需要修改程序即可达到调整的目的。 全部调试好以后，将程序固化到存储器中，交用户使用。 3.PLC 控制系统设计的基本内容 （1）制定控制系统设计的技术条件。 技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个系统设计的依据。 （2）选择主令元件和检测元件、电力拖动形式和电动机、电磁阀等执行机构。 （3）分配PLC的I/O点数，绘制PLC的I/O硬件接线图 （4）设计控制系统的操作台、电气控制柜以及安装接线图（5）设计控制系统的梯形图并调试。 （6）设计系统的操作台、电气控制柜及安装接线图。 （7）编写设计说明图和使用说明书 7.1.2 PLC硬件的设计 PLC的种类繁多，可以根据控制要求及PLC的功能、I/O点数、存储容量，以及安全可靠、维修方便、性价比高等因素加以综合考虑。对于一个企业，应尽量统一PLC的机型，这样其外部设备通用，资源可共享，也易于联网通信，便于组成分布式控制系统。 1．PLC的I/O点数选择 首先要考虑控制要求，在这一前提下，还要兼顾价格及 备用裕量。通常I/O点数是根据受控对象的输入、输出信号的实际需要，再加上10%～30%的备用量来确定的。2．PLC结构形式的选择 对于整体结构式的PLC，其每一个I/O点的平均价格比模块式便宜，且体积相对较小，一般用于系统工艺过程较为固定的系统； 而模块式PLC的功能扩展灵活方便，在I/O点数、I/O模块的种类等方面，选择余地大，维修时只需更换模块，同时故障判断也很方便，因此，模块式PLC一般用 于较复杂的系统和工作环境较差的场合。 3.PLC安装方式的选择 PLC的安装方式可分为集中式、远程式和多台联网分布式。集中式不需要设置驱动远程I/O硬件，系统反应快、成本低。大型系统经常采用远程I/O式，因为它们的装置分布范围很广。对于多台联网的分布式控制，采用多台设备分别独立控制且相互之间采用通信联系方式时，则要选择具有较强通信功能的小型机。 4．PLC功能的选择 PLC的功能主要有逻辑运算、算术运算、计时、计数、 数据处理、PID运算和通信功能。对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，可以选用小型的且能配接A/D和D/A转换，具有加减算术运算、数据传送功能的PLC。对于控制系统较复杂，要求实现PID运算、闭环控制、通信联网等功能，可按控制规模的大小及复杂程度，选用中型或大型PLC。 7.