第7章7.1 PLC控制的设计（课件）-《电器及PLC控制技术》同步教学（高教版.第3版）

7.1 PLC控制的设计 PLC控制概述 PLC控制系统设计基础 PLC选型与配置 输入输出接口设计 网络通信与扩展设计 安全保护与故障诊断设计 实际应用案例分析 contents 目 录 PLC控制概述 01 PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种专门为工业环境设计的数字计算机，用于控制工业过程。 PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、维护方便、可扩展性强等特点，适用于各种工业控制场合。 PLC定义与特点 PLC特点 PLC定义 20世纪60年代，第一代PLC诞生，主要用于顺序控制。 第一代PLC 20世纪70年代，第二代PLC出现，增加了算术运算和数据传送等功能。 第二代PLC 20世纪80年代，第三代PLC开始采用微处理器作为中央处理器，功能更加完善。 第三代PLC 20世纪90年代至今，第四代PLC采用高性能的微处理器和大规模的集成电路技术，功能更加丰富和强大。 第四代PLC PLC发展历程 其他领域 除了上述领域，PLC还广泛应用于化工、冶金、食品等行业。 建筑行业 PLC在建筑行业中用于楼宇自动化、照明、空调等系统的控制。 交通运输 PLC在交通运输中用于列车、船舶、飞机等交通工具的控制和监测。 制造业 PLC在制造业中广泛应用于自动化生产线、机器人、机床等设备的控制。 电力行业 PLC在电力行业中用于发电、输电、配电等过程的控制和监测。 PLC应用领域 PLC控制系统设计基础 02 控制系统基本组成 被控制设备或系统，包括电机、阀门、传感器等。 PLC控制器，用于接收输入信号、处理逻辑运算、输出控制信号。 根据控制信号执行动作的设备，如继电器、接触器等。 用于检测被控对象的状态或参数，如传感器、开关等。 控制对象 控制装置 执行器 检测装置 可靠性 经济性 灵活性 安全性 控制系统设计原则 01 02 03 04 保证控制系统的稳定性和可靠性，避免因故障导致生产中断或设备损坏。 在满足控制要求的前提下，尽量降低成本，提高经济效益。 控制系统应具有可扩展性和可维护性，方便后期升级和改造。 确保控制系统的安全性和稳定性，避免因误操作或故障导致人员伤亡或设备损坏。 控制系统设计流程 设计控制电路 根据控制要求和PLC控制器的输入输出点数，设计控制电路图。 选择合适的PLC控制器 根据控制要求和规模，选择合适的PLC控制器型号和规格。 明确控制要求 根据生产工艺和控制要求，确定控制系统的功能和性能指标。 编程和调试 根据控制电路图编写控制程序，并进行调试和测试，确保控制系统的稳定性和可靠性。 安装和调试 将PLC控制器和其他设备安装到现场，并进行系统调试和测试，确保控制系统的正常运行。 PLC选型与配置 03 根据被控对象的控制要求，选择合适的PLC类型。 控制要求 性能指标 可靠性 成本 考虑PLC的性能指标，如处理速度、输入输出点数、模拟量输入输出等。 考虑PLC的可靠性和稳定性，选择经过验证的知名品牌和型号。 在满足控制要求的前提下，选择性价比高的PLC。 PLC类型选择依据 根据被控对象的输入输出信号类型和数量，选择合适的输入输出模块。 输入输出模块 选择符合PLC总电源要求的电源模块。 电源模块 根据控制要求和通信协议，选择合适的通信模块。 通信模块 选择与PLC型号配套的编程软件，以便实现控制逻辑的编写和调试。 编程软件 PLC配置要求 某生产线PLC选型示例 根据生产线控制要求，选择具有高速计数和脉冲输出功能的PLC，配置相应的输入输出模块、电源模块和通信模块，实现生产线的自动化控制。 某电梯控制系统PLC选型示例 根据电梯控制系统的要求，选择具有丰富外部接口和较高处理速度的PLC，配置相应的输入输出模块、电源模块和通信模块，实现电梯的平稳控制和安全保护。 PLC选型示例 输入输出接口设计 04 输入接口类型及选型 数字量输入接口 用于接收开关量信号，如按钮、触点等。选型时需要考虑信号电压、电流、传输距离等参数。 模拟量输入接口 用于接收模拟量信号，如温度、压力、流量等。选型时需要考虑信号类型（电压或电流）、分辨率、线性范围等参数。 特殊输入接口 根据具体应用需求，可能需要选择一些特殊的输入接口，如光纤传感器、红外传感器等。 用于控制开关量设备，如继电器、电磁阀等。选型时需要考虑负载电压、电流、驱动能力等参数。 数字量输出接口 用于控制模拟量设备，如电机、调节阀等。选型时需要考虑输出信号类型（电压或电流）、分辨率、线性范围等参数。 模拟量输出接口 根据具体应用需求，可能需要选择一些特殊的输出接口，如PWM输出、CAN总线输出等。 特殊输出接口 输出接口类型及选型 电梯控制系统的输入输出接口设计 输入接口：选择数字量输入接口接收电梯按钮信