西門子_PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計及實例

西門子_PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計及實例

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1、第7章PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計及實例本章要點lPLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的步驟及常用的設(shè)計方法l應(yīng)用舉例lPLC的裝配、檢測和維護7.1應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計概述在了解了PLC的基本工作原理和指令系統(tǒng)之后,可以結(jié)合實際進行PLC的設(shè)計,PLC的設(shè)計包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩部分,PLC設(shè)計的基本原則是: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)機械或生產(chǎn)過程的控制要求。2.在滿足控制要求的前提下,力求使控制系統(tǒng)經(jīng)濟、簡單,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,在選用PLC時,在I/O點數(shù)和內(nèi)存容量上適當(dāng)留有余地。5.軟件

2、設(shè)計主要是指編寫程序,要求程序結(jié)構(gòu)清楚,可讀性強,程序簡短,占用內(nèi)存少,掃描周期短。7.2PLC應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計7.2.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容及設(shè)計步驟1.PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容(1)根據(jù)設(shè)計任務(wù)書,進行工藝分析,并確定控制方案,它是設(shè)計的依據(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)行機構(gòu))。(3)選定PLC的型號(包括機型、容量、I/O模塊和電源等)。(4)分配PLC的I/O點,繪制PLC的I/O硬件接線圖。(5)編寫程序并調(diào)試。(6)設(shè)計控制系統(tǒng)的操作臺、電氣控制柜等以及安裝接線圖。(

3、7)編寫設(shè)計說明書和使用說明書。2.設(shè)計步驟(1)工藝分析深入了解控制對象的工藝過程、工作特點、控制要求,并劃分控制的各個階段,歸納各個階段的特點,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機型時,主要考慮下面幾點:1功能的選擇。對于小型的PLC主要考慮I/O擴展模塊、A/D與D/A模塊以及指令功能(如中斷、PID等)。2I/O點數(shù)的確定。統(tǒng)計被控制系統(tǒng)的開關(guān)量、模擬量的I/O點數(shù),并考慮以后的擴充(一般加上10%~20%的備用量),從而選擇PLC的I/O點數(shù)和輸出規(guī)格。3內(nèi)存的估算。用戶程

4、序所需的內(nèi)存容量主要與系統(tǒng)的I/O點數(shù)、控制要求、程序結(jié)構(gòu)長短等因素有關(guān)。一般可按下式估算:存儲容量=開關(guān)量輸入點數(shù)×10+開關(guān)量輸出點數(shù)×8+模擬通道數(shù)×100+定時器/計數(shù)器數(shù)量×2+通信接口個數(shù)×300+備用量。(3)分配I/O點。分配PLC的輸入/輸出點,編寫輸入/輸出分配表或畫出輸入/輸出端子的接線圖,接著就可以進行PLC程序設(shè)計,同時進行控制柜或操作臺的設(shè)計和現(xiàn)場施工。(4)程序設(shè)計。對于較復(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)計出梯形圖,再根據(jù)梯形圖編寫語句表程序清單,對程序進行模擬調(diào)試和修改,

5、直到滿足控制要求為止。(5)控制柜或操作臺的設(shè)計和現(xiàn)場施工。設(shè)計控制柜及操作臺的電器布置圖及安裝接線圖;設(shè)計控制系統(tǒng)各部分的電氣互鎖圖;根據(jù)圖紙進行現(xiàn)場接線,并檢查。(6)應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試。如果控制系統(tǒng)由幾個部分組成,則應(yīng)先作局部調(diào)試,然后再進行整體調(diào)試;如果控制程序的步序較多,則可先進行分段調(diào)試,然后連接起來總調(diào)。(7)編制技術(shù)文件。技術(shù)文件應(yīng)包括:可編程控制器的外部接線圖等電氣圖紙,電器布置圖,電器元件明細表,順序功能圖,帶注釋的梯形圖和說明。7.2.2PLC的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計及調(diào)試1.PLC的硬件設(shè)計PLC硬件設(shè)計包括:PLC及外

6、圍線路的設(shè)計、電氣線路的設(shè)計和抗干擾措施的設(shè)計等。選定PLC的機型和分配I/O點后,硬件設(shè)計的主要內(nèi)容就是電氣控制系統(tǒng)的原理圖的設(shè)計,電氣控制元器件的選擇和控制柜的設(shè)計。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、手動部分的詳細連接等。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、保護電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。2.PLC的軟件設(shè)計軟件設(shè)計包括系統(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,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

7、程序的基本結(jié)構(gòu),畫出控制流程圖或功能流程圖,簡單的可以用經(jīng)驗法設(shè)計,復(fù)雜的系統(tǒng)一般用順序控制設(shè)計法設(shè)計。3.軟件硬件的調(diào)試調(diào)試分模擬調(diào)試和聯(lián)機調(diào)試。軟件設(shè)計好后一般先作模擬調(diào)試。模擬調(diào)試可以通過仿真軟件來代替PLC硬件在計算機上調(diào)試程序。如果有PLC的硬件,可以用小開關(guān)和按鈕模擬PLC的實際輸入信號(如起動、停止信號)或反饋信號(如限位開關(guān)的接通或斷開),再通過輸出模塊上各輸出位對應(yīng)的指示燈,觀察輸出信號是否滿足設(shè)計的要求。需要模擬量信號I/O時,可用電位器和萬用表配合進行。在編程軟件中可以用狀態(tài)圖或狀態(tài)圖表監(jiān)視程序的運行或強制某些編程元

8、件。硬件部分的模擬調(diào)試主要是對控制柜或操作臺的接線進行測試??稍诓僮髋_的接線端子上模擬PLC外部的開關(guān)量輸入信號,或操作按鈕的指令開關(guān),觀察對應(yīng)PLC輸入點的狀態(tài)。用編程軟件將輸出點強制ON/

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