十可编程控制器的应用8

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1、Date: * Page: 1 第二节第二节 PLCPLC的硬件设置的硬件设置 第三节第三节 PLCPLC的软件设计的软件设计 第四节第四节 PLCPLC在机械手臂控制中的应用在机械手臂控制中的应用 第十章 可编程控制器的应用 第一节第一节 PLCPLC控制系统设计的内容与步骤控制系统设计的内容与步骤 本章小结本章小结 Date: * Page: 2 一、PLC控制系统设计的基本原则 1满足被控对象的控制要求 考虑将来发展的需要， PLC选用功能较强的新产 品，并留有适当的余量。 2系统安全、可靠 3尽可能简单、经济、使用与维修方便 4具有高的性能价格比。 第一节 PLC控制系统设计的内容与步

2、骤 Date: * Page: 3 二、PLC控制系统设计步骤 1分析被控对象，提出控制要求。 2. 确定输入、输出设备。 3确定PLC的I/O点数，选择PLC机型。 4分配I/O点数，绘制PLC控制系统输入、输出端子接线图。 5程序设计，绘制工作循环图或状态转移图。 1）初始化程序；2）控制程序；3）检测、故障诊断和显 示等程序；4）保护和联锁程序。 6程序调试。先进行模拟调试，再进行现场联机调试；先进 行局部、分段调试，再进行整体、系统调试。 7调试过程结束，整理技术资料，投入使用。 第一节 PLC控制系统设计的内容与步骤 Date: * Page: 4 PLC控制系统设计步骤流程图 Da

3、te: * Page: 5 v PLC机型的选择 v I/O点的数量和种类 v CPU的速度 v 内存容量 v 编程器 v 打印机 v I/O模块 v 通讯接口模块 v 通讯传输电缆 第二节 PLC的硬件设置 Date: * Page: 6 一、PLC机型选择 结构形式 整体式 模块式 安装方式 集中式 远程IO式 分布式 功能要求 响应速度 系统可靠性 机型统一 Date: * Page: 7 输入器件：指连接到PLC输入接线端子用于产生输入 信号的器件。 分类 主令器件 检测器件 有源触点输入器件 无源触点输入器件 输入信号 模拟信号 数字信号 开关信号 二、PLCI/O端口选择 按钮、选

4、择开关、数字开关 行程开关、接近开关、光电开关、继 电器触点，接触器辅助触点 行程开关、接近开关、光电 开关、继电器触点，接触器 辅助触点 行程开关、接近开关、光电 开关、继电器触点，接触器 辅助触点 压力传感器、温度传感器 数字开关 按钮、转换开关、形成开关 、触点 Date: * Page: 8 输出器件：指连接到PLC输出接线端子用于执行程序 运行结果的器件。 分类： 驱动负载 显示负载 输出端口： 继电器输出 晶体管输出 晶闸管输出 接触器、继电器、电磁阀 二、PLCI/O端口选择 指示灯、数字显示装置、电 铃、蜂鸣器 交直流负载 直流负载 交流负载 Date: * Page: 9 I

5、/O点数的确定 I/O点数是衡量可编程控制器规模大小的依据。 确定依据：将与PLC相连的全部输入、输出器件根据所 需的电压、电流的大小和种类分别统计，考虑将来发展 的需要再相应增加 1015的余量 二、PLC I/O端口选择 Date: * Page: 10 CPU的运行速度是指执行每一步用户程序的时间。 对于以开关量为主的控制系统，不用考虑扫描速度，一 般的PLC机型都可使用。对于以模拟量为主的控制系统 ，则需考虑扫描速度，必须选择合适CPU种类的PLC机型 。 三、CPU的速度 Date: * Page: 11 远程I/O模块：输入、输出装置比较分散，工作现场远 离控制站 高速计数器模块：

6、当PLC内部的高速计数器的最高计数频 率不能满足要求时，可选择使用 定位模块：在机械设备中，保证加工精度进行定位 通信联网模块：PLC与PLC之间，或PLC与计算机之间的通 信与联网 模拟输入模块、输出模块：把流量、速度、压力、风 力、张力等变换成数字量，及把数字量变换成模拟量，进 行输入、输出。 四、PLC模块的选择 Date: * Page: 12 PLC的外围设备主要是人机对话装置，用于PLC的 编程和监控。通过人机对话装置可以进行编程、调试 及显示图形报表、文件复制、报警等。PLC外围外围设 备有编程器、打印机、EPROM写入器、显示器等。 五、PLC外围设 Date: * Page:

7、 13 我国优先选择220V的交流电源电压，特殊情况可选 择24V直流电源供电。 输入信号电源，一般利用PLC内部提供的直流24V电 源。对于带有有源器件的接近开关可外接220V交流电源 ，提高稳定避免干扰。 选用直流I/O模块时，需要外设直流电源。 六、电源电压的选择 Date: * Page: 14 PLC的软件设计指PLC控制系统中用户程序的设计 。 第三节 PLC的软件设计 设计内容 控制流程图 梯形图 状态转移图 指令表 设计方法 翻译法 状态转移图法 逻辑设计法 Date: * Page: 15 状态转移图与梯形图 S20 M8002 X0 Y1 S21 X1 Y2 S22 X2

8、Y3 S23 X3 Y4 X4 S0 S0S0 X0X0 SET S20 SET S0 M8002M8002 Y1 S20S20 X1X1 SET S21 Y2 S21S21 X2X2 SET S22 Y3 S22S22 X3X3 SET S22 Y4 S23S23 X4X4 S0 RET END LD M8002 SET S0 SEL S0 LD X0 SET S20 LD X0 Date: * Page: 16 用PLC中软元件，代替原继电器接触器控制线路图 中的元器件，直接翻译成梯形图的方法。主要用于对 旧设备、旧控制系统的技术改造。 设计举例 正反转 时间控制 第三节 PLC的软件设计

9、 一、翻译法 Date: * Page: 17 SB SB1SB2KM1KM2 KM2KM1 KM2KM1 COM X0 X1 X2 Y1 Y2 COM 一、翻译法 SB SB1 SB2 KM1 KM2 X1X0 X0X2 Y2 Y1 Y2 Y2 Y1 Y1 正反转 Date: * Page: 18 SB1 SB2 COM X1 X2 Y1 Y2 KM1 KM2 COM KT SB2 SB1KM1 KTKM1KM2 X1X0 KT Y1 Y2 Y1 T0 K30 定时器 Date: * Page: 19 针对顺序控制方式或步进控制方式的程序设计。 在程序设计时，首先将系统的工作过程分解成若干个

10、 连续的阶段，每一阶段称为“工步”或“状态”，以 工步（或状态）为单元，从工作过程开始，一步接着 一步，一直到工作过程的最后一步结束。 设计举例 机械手控制 二、状态转移图 Date: * Page: 20 以布尔逻辑代数为理论基础，以逻辑变量“0”或 “1”作为研究对象，以“与”、“或”、“非”三种 基本逻辑运算为分析依据，对电气控制线路进行逻辑运 算，把触点的“通、断”状态用逻辑变量“0”或“1” 来表示。 设计举例 “与”逻辑关系 “或”逻辑关系 “与、或、非”逻辑关系 三、逻辑设计法 Date: * Page: 21 L(Y1) X0 X1 X2 M1 L(Y2) X0 +X1+M2

11、+Y2 X0X1M1X2 Y1 X0 Y2 X1 M2 Y2 L(Y3)( X0 +X1)X2 Y2 +M10 X0 Y3 X1 Y2 M10 X2 “与” “或” “与、或、非” Date: * Page: 22 传统的自动控制系统由继电器接触器控制组成，存 在故障多、可靠性差、工作寿命短、不易检修等缺点。 随着PLC的普及和完善，以及PLC本身所具有的高可靠 性、易编程修改的特点，在自动控制系统中应用取得了 良好的效果。 如：MPS模块化自动生产加工系统 智能群控电梯控制系统 第四节 PLCPLC在工业机械手臂中的应用在工业机械手臂中的应用 Date: * Page: 23 MPS 生 产

12、 加 工 系 统 Date: * Page: 24 智能群控电梯 Date: * Page: 25 【应用范例1】机械手臂控制 Date: * Page: 26 工件的补充使用人工控制，可直接将工件放在D 点（LS0动作）。 控制说明： 只要D点有工件，机械手臂即先下降（B缸动作）将工件抓取（C缸 动作）后上升（B缸复位），再将工件搬运（A缸动作）到E点上 方，机械手臂再次下降（B缸动作）后放开（C缸复位）工件，机 械手臂上升（B缸复位），最后机械手臂再回到原点（A缸复位） 。 Date: * Page: 27 C缸在抓取或放开工件后，都需有1秒的间隔，机械手臂才能动作 。 控制说明：A,B,

13、C缸均为单作用气缸，使用电磁控制。 当E点有工件且B缸已上升到LS4时，传送带马达转动以运走工件， 经2秒后传送带马达自动停止。工件若未完全运走（计时未到） 时，则应等待传送带马达停止后才能将工件移走。 Date: * Page: 28 控制说明： LS0D点有无工件侦测用限制开关 LS5E点有无工件侦测用限制开关 LS1A缸前行限制开关（左极限） LS2A缸退回限制开关（右极限） LS3B缸下降限制开关（下极限） LS4B缸上升限制开关（上极限 ） Date: * Page: 29 功能分析： 原点复位：选定以A缸退回至右极限位置（LS2 ON）、B缸 上升至上极限位置（LS4 ON）及C缸

14、松开为机械手臂的原点。 执行一个动作之后，应做原点复位的侦测（因为A、B、C缸 均为单作用气缸，所以会自动退回原点）。 工件搬运流程：依题意其动作为一循环式单一顺序流程。 传送带流程：在侦测到E点有工件且B缸在上极限位置时， 应驱动传送带转动。 上述两个流程可以同时进行，因此使用并进分支流程来完 成组合。 Date: * Page: 30 元件分配 ： D点工件传感器LS0，使用输入继电器X0X0 A缸左限位传感器LS1，使用输入继电器X1X1 A缸右限位传感器LS2，使用输入继电器X2X2 B缸下限位传感器LS3，使用输入继电器X3X3 B缸上限位传感器LS4，使用输入继电器X4X4 E点工件传感器LS5，使用输入继电器X5X5 A缸驱动，使用输出继 电器Y0Y0 B缸驱动，使用输出继 电器Y1Y1 C缸驱动，使用输出继 电器Y2Y2 传送带驱动，使用输 出继电器Y3Y3 Date: * Page: 31 绘绘制状态流程图 b.工件搬运流程 B缸下移 （Y1 ON） C缸夹取工件并延时 （Y2 ON） B缸上升 （Y1 OFF ） A缸前进 （Y0 ON） 工件尚未