plc應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)例

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1、第7章PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)例本章要點(diǎn)lPLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟及常用的設(shè)計(jì)方法l應(yīng)用舉例lPLC的裝配、檢測(cè)和維護(hù)7.1應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述在了解了PLC的基本工作原理和指令系統(tǒng)之后，可以結(jié)合實(shí)際進(jìn)行PLC的設(shè)計(jì)，PLC的設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分，PLC設(shè)計(jì)的基本原則是：1.充分發(fā)揮PLC的控制功能，最大限度地滿足被控制的生產(chǎn)機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程的控制要求。2.在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單，維修方便。3.保證控制系統(tǒng)安全可靠。4.考慮到生產(chǎn)發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選用PLC時(shí)，在I/O點(diǎn)

2、數(shù)和內(nèi)存容量上適當(dāng)留有余地。5.軟件設(shè)計(jì)主要是指編寫程序，要求程序結(jié)構(gòu)清楚，可讀性強(qiáng)，程序簡(jiǎn)短，占用內(nèi)存少，掃描周期短。7.2PLC應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7.2.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)步驟1.PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，進(jìn)行工藝分析，并確定控制方案，它是設(shè)計(jì)的依據(jù)。（2）選擇輸入設(shè)備（如按鈕、開關(guān)、傳感器等）和輸出設(shè)備（如繼電器、接觸器、指示燈等執(zhí)行機(jī)構(gòu)）。（3）選定PLC的型號(hào)（包括機(jī)型、容量、I/O模塊和電源等）。（4）分配PLC的I/O點(diǎn)，繪制PLC的I/O硬件接線圖。（5）編

3、寫程序并調(diào)試。（6）設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的操作臺(tái)、電氣控制柜等以及安裝接線圖。（7）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書和使用說(shuō)明書。2.設(shè)計(jì)步驟（1）工藝分析深入了解控制對(duì)象的工藝過(guò)程、工作特點(diǎn)、控制要求，并劃分控制的各個(gè)階段，歸納各個(gè)階段的特點(diǎn)，和各階段之間的轉(zhuǎn)換條件，畫出控制流程圖或功能流程圖。（2）選擇合適的PLC類型在選擇PLC機(jī)型時(shí)，主要考慮下面幾點(diǎn)：1功能的選擇。對(duì)于小型的PLC主要考慮I/O擴(kuò)展模塊、A/D與D/A模塊以及指令功能（如中斷、PID等）。2I/O點(diǎn)數(shù)的確定。統(tǒng)計(jì)被控制系統(tǒng)的開關(guān)量、模擬量的I/O點(diǎn)數(shù)，并

4、考慮以后的擴(kuò)充（一般加上10%～20%的備用量），從而選擇PLC的I/O點(diǎn)數(shù)和輸出規(guī)格。3內(nèi)存的估算。用戶程序所需的內(nèi)存容量主要與系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)、控制要求、程序結(jié)構(gòu)長(zhǎng)短等因素有關(guān)。一般可按下式估算：存儲(chǔ)容量=開關(guān)量輸入點(diǎn)數(shù)×10+開關(guān)量輸出點(diǎn)數(shù)×8+模擬通道數(shù)×100+定時(shí)器/計(jì)數(shù)器數(shù)量×2+通信接口個(gè)數(shù)×300+備用量。（3）分配I/O點(diǎn)。分配PLC的輸入/輸出點(diǎn)，編寫輸入/輸出分配表或畫出輸入/輸出端子的接線圖，接著就可以進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)，同時(shí)進(jìn)行控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。（4）程序設(shè)計(jì)。

5、對(duì)于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，畫出控制流程圖或功能流程圖，然后設(shè)計(jì)出梯形圖，再根據(jù)梯形圖編寫語(yǔ)句表程序清單，對(duì)程序進(jìn)行模擬調(diào)試和修改，直到滿足控制要求為止。（5）控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。設(shè)計(jì)控制柜及操作臺(tái)的電器布置圖及安裝接線圖；設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)各部分的電氣互鎖圖；根據(jù)圖紙進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)接線，并檢查。（6）應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試。如果控制系統(tǒng)由幾個(gè)部分組成，則應(yīng)先作局部調(diào)試，然后再進(jìn)行整體調(diào)試；如果控制程序的步序較多，則可先進(jìn)行分段調(diào)試，然后連接起來(lái)總調(diào)。（7）編制技術(shù)文件。技術(shù)文件應(yīng)包括：可編程控制

6、器的外部接線圖等電氣圖紙，電器布置圖，電器元件明細(xì)表，順序功能圖，帶注釋的梯形圖和說(shuō)明。7.2.2PLC的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試1.PLC的硬件設(shè)計(jì)PLC硬件設(shè)計(jì)包括：PLC及外圍線路的設(shè)計(jì)、電氣線路的設(shè)計(jì)和抗干擾措施的設(shè)計(jì)等。選定PLC的機(jī)型和分配I/O點(diǎn)后，硬件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是電氣控制系統(tǒng)的原理圖的設(shè)計(jì)，電氣控制元器件的選擇和控制柜的設(shè)計(jì)。電氣控制系統(tǒng)的原理圖包括主電路和控制電路?？刂齐娐分邪≒LC的I/O接線和自動(dòng)、手動(dòng)部分的詳細(xì)連接等。電器元件的選擇主要是根據(jù)控制要求選擇按鈕、開關(guān)、傳感器

7、、保護(hù)電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。2.PLC的軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)初始化程序、主程序、子程序、中斷程序、故障應(yīng)急措施和輔助程序的設(shè)計(jì)，小型開關(guān)量控制一般只有主程序。首先應(yīng)根據(jù)總體要求和控制系統(tǒng)的具體情況，確定程序的基本結(jié)構(gòu)，畫出控制流程圖或功能流程圖，簡(jiǎn)單的可以用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)，復(fù)雜的系統(tǒng)一般用順序控制設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)。3.軟件硬件的調(diào)試調(diào)試分模擬調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試。軟件設(shè)計(jì)好后一般先作模擬調(diào)試。模擬調(diào)試可以通過(guò)仿真軟件來(lái)代替PLC硬件在計(jì)算機(jī)上調(diào)試程序。如果有PLC的硬件，可以用小開關(guān)和按鈕模擬PLC的實(shí)際

8、輸入信號(hào)（如起動(dòng)、停止信號(hào)）或反饋信號(hào)（如限位開關(guān)的接通或斷開），再通過(guò)輸出模塊上各輸出位對(duì)應(yīng)的指示燈，觀察輸出信號(hào)是否滿足設(shè)計(jì)的要求。需要模擬量信號(hào)I/O時(shí)，可用電位器和萬(wàn)用表配合進(jìn)行。在編程軟件中可以用狀態(tài)圖或狀態(tài)圖表監(jiān)視程序的運(yùn)行或強(qiáng)制某些編程元件。硬件部分的模擬調(diào)試主要是對(duì)控制柜或操作臺(tái)的接線進(jìn)行測(cè)試?？稍诓僮髋_(tái)的接線端子上模擬PLC外部的開關(guān)量輸入信號(hào)，或操作按鈕的指令開關(guān)，觀察對(duì)應(yīng)PLC輸入點(diǎn)的狀態(tài)。用編程軟件將輸出點(diǎn)強(qiáng)制ON/