plc控制系统设计ppt课件

《plc控制系统设计ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《plc控制系统设计ppt课件（103页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 1 PLC控制系统的设计 第六章 2 PLC控制系统设计概述 逻辑设计法 时序图设计法 经验设计法 顺序控制设计法 继电器控制电路转换设计法 多种工作方式系统的程序设计 3 PLC控制系统设计概述 一 PLC控制系统设计的基本步骤 1 对控制任务作深入的调查研究 弄清哪些是PLC的输入信号 是模拟量还是开关量信号 用什么方式来获取信号 哪些是PLC的输出信号 通过什么执行元件去驱动负载 弄清整个工艺过程和欲完成的控制内容 4 了解运动部件的驱动方式 是液压 气动还是电动 了解系统是否有周期运行 单周期运行 手动调整等控制要求等 了解哪些量需要监控 报警 显示 是否需要故障诊断 需要哪些保护措

2、施等 了解是否有通信连网要求等 5 2 确定系统总体设计方案 在深入了解控制要求的基础上 确定电气控制总体方案 确定主回路所需的各电器 确定输入 输出元件的种类和数量 3 确定系统的硬件构成 确定保护 报警 显示元件的种类和数量 计算所需PLC的输入 输出点数 并参照其他要求选择合适的PLC机型 6 4 确定PLC的输入 输出点分配 确定各输入 输出元件并作出PLC的I O分配表 根据控制要求 拟订几个设计方案 经比较后选择出最佳编程方案 当控制系统较复杂时 可分成多个相对独立的子任务 分别对各子任务进行编程 最后将各子任务的程序合理地连接起来 5 设计应用程序 7 6 应用程序的调试 编写的

3、程序必须先进行模拟调试 经过反复调试和修改 使程序满足控制要求 在开始制作控制柜及控制盘之前 要画出电气控制主回路电路图 7 制做电气控制柜和控制盘 要全面地考虑各种保护 连锁措施等问题 在控制柜布置和敷线时 要采取有效的措施抑制各种干扰信号 要注意解决防尘 防静电 防雷电等问题 8 8 连机调试程序 调试前要制定周密的调试计划 以免由于工作的盲目性而隐藏了故障隐患 程序调试完毕 必须运行实际一段时间 以确认程序是否真正达到控制要求 9 编写技术文件 整理程序清单并保存程序 编写元件明细表 整理电气原理图及主回路电路图 整理相关的技术参数 编写控制系统说明书等 9 二 PLC的应用程序 1 应

4、用程序的内容 应能最大限度地满足控制要求 1 初始化程序 将某些数据区清零 使某些数据区恢复所需数据 对某些输出位置位 复位 显示某些初始状态等 初始化程序可以为系统启动作好必要的准备 如 应用程序还应包括以下内容 10 2 检测 故障诊断 显示程序 这些内容可以在程序设计基本完成时再进行添加 有时 它们也是相对独立的程序段 3 保护 连锁程序 其作用为 杜绝由于非法操作等引起的逻辑混乱 保证系统安全 可靠地运行 通常在PLC外部也要设置连锁和保护措施 11 2 应用程序的质量 1 程序的正确性 正确的程序必须能经得起系统运行实践的考验 2 程序的可靠性 能保证系统在正常和非正常 短时掉电 某

5、些被控量超标 某个环节有故障等 情况下都能安全可靠地运行 能保证在出现非法操作 如按动或误触动了不该动作的按钮等 情况下不至于出现系统失控 12 3 参数的易调整性好 经常修改的参数 在程序设计时必须考虑怎样编写才能易于修改 4 程序结构简练 简练的程序 可以减少程序扫描时间 提高PLC对输入信号的响应速度 5 程序的可读性好 13 逻辑设计法 根据控制功能 将输入与输出信号之间建立起逻辑函数关系 可先列出逻辑状态表 对上述所得的逻辑函数进行化简或变换 对化简后的函数 利用PLC的逻辑指令实现其函数关系 作出I O分配 画出PLC梯形图 逻辑设计法的基本步骤 添加特殊要求的程序 上机调试程序

6、进行修改和完善 14 逻辑设计法举例之一 某系统中有3台通风机 欲用一台指示灯显示通风机的各种运行状态 要求 2台及2台以上风机开机时 指示灯常亮 若只有一个台开机时 指示灯以0 5Hz的频率闪烁 全部停机时 指示灯以2Hz的频率闪烁 用一个开关控制系统的工作 分析控制要求可知 反映台风机运行状态的信号是PLC的输入信号 要用PLC的输出信号来控制指示灯的亮 灭 15 对逻辑关系简单的控制 可以直接进行I O分配 I O分配为如下 16 用辅助继电器20000 20002表示指示灯的几种状态 由表可看出 常亮 2Hz闪 0 5Hz闪 风机1 风机3 风机2 设开机为 1 停为 0 指示灯亮和闪

7、为 1 灭为 0 17 将20000 20002的逻辑表达式化简 化简得 20000 00000 00001 00000 00002 00001 00002 18 设计梯形图程序 常亮 控制开关 2Hz闪 0 5Hz闪 19 逻辑设计法举例之二 某系统中有4台通风机 欲用两台指示灯显示通风机的各种运行状态 要求 3台及3台以上风机开机时 绿灯常亮 两台开机时 绿灯以5Hz的频率闪烁 一台开机时 红灯以5Hz的频率闪烁 全部停机时 红灯常亮 分析控制要求得知 反映各台风机运行状态的信号是PLC的输入信号 要用PLC的输出信号来控制各指示灯的亮 灭 上述几种运行情况可分开考虑 以简化程序设计 20

8、 本例 用A B C D表示4台通风机 红灯为F1 绿灯为F2 设灯亮为 1 灯灭为 0 风机开为 1 停为 0 1 红灯 F1 常亮的程序设计 当4台风机都不开机时 红灯常亮 其逻辑关系可列表为 由表可得函数 由式 1 可画出梯形图如下 ABCDF100001 21 2 绿灯 F2 常亮的程序设计 ABCDF20111110111110111110111111 能引起绿灯常亮的情况有5种 列逻辑状态表如下 由此得逻辑函数为 将式 2 化简为 F2 AB D C CD A B 3 根据式 3 画梯形图 22 3 红灯 F1 闪烁的程序设计 ABCDF100011001010100110001

9、根据红灯闪烁的情况列表如下 设闪烁为 1 由表得逻辑函数为 将式 4 化简为 根据式 5 画梯形图 25501产生5Hz的脉冲 23 4 绿灯 F2 闪烁的程序设计 ABCDF200111010110110110011010111001 根据绿灯闪烁的情况列表如下 设闪烁为 1 由此得逻辑函数为 将式 6 化简为 24 根据式 7 画梯形图如下 25 5 根据所选用的PLC机型 作出I O分配表 用PLC的I O点编号替换梯形图中的变量 1 作I O分配表 本例使用的PLC是CPM1A 2 将上面各梯形图中的A D C D F1 F2用表中的PLC输入 输出点编号替换 作其梯形图如下 26 下

10、面以红灯的程序为例说明合并的方法 6 综合几个梯形图 得出最后的程序 两张图的合并应作如图处理 照此处理绿灯及整个程序 红灯的程序 7 上机调试程序 进一步修改 完善 27 时序图设计法 若PLC各输出信号的状态变化有一定的时间顺序 可由时序图入手进行程序设计 1 根据各输入 输出信号之间的时序关系 画出输入和输出信号的工作时序图 2 把时序图划分成若干个区段 确定各区段的时间长短 找出区段间的分界点 弄清分界点处各输出信号状态的转换关系和转换条件 一般方法为 28 3 确定所需的定时器个数 分配定时器号 确定各定时器的设定值 4 明确各定时器开始定时和定时到两个时刻各输出信号的状态 最好作一

11、个状态转换明细表 5 作PLC的I O分配表 6 根据时序图 状态转换明细表和I O分配表 画出PLC梯形图 7 作模拟实验 进一步修改 完善程序 29 时序图设计法举例 图为十字路口上的红 黄 绿交通信号灯 绿灯亮放行 红灯亮禁行 控制要求 放行时间 南北方向为30秒 东西方向为20秒 禁行预告 欲禁行方向的黄灯和欲放行方向的红灯以5Hz的频率闪烁5秒 5秒后另一个方向放行 只用一个控制开关对系统进行运行控制 30 1 分析控制要求 确定输入和输出信号 原则 在满足控制要求的前提下 应尽量少占用PLC的I O点数 对本例 由控制开关输入的信号是输入信号 指示灯的亮 灭由PLC的输出信号控制

12、由于同方向的同色灯在同一时间亮 灭 可将同色灯并联 用一个输出信号控制 这样只占6个输出点 31 2 画出各方向三色灯的工作时序图 3 由时序图分析各输出信号之间的时间关系 红灯和绿灯常亮的时间相同 30s 20s 黄灯和红灯闪烁的时间相同 5s 32 一个循环有4个时间分界点 t1 t2 t3 t4 在这4个分界点处信号灯的状态将发生变化 4 确定信号灯的状态转换点 33 用TIM000 TIM0034个定时器控制信号灯的状态转换 5 确定定时器的个数及编号 TIM000 TIM001 TIM002 TIM003 34 6 列出定时器的功能明细表 35 36 37 6 根据定时器功能明细表和

13、I O分配 画出PLC的梯形图 7 作PLC的I O分配表 本例要求用一个控制开关进行控制 这里将全部程序放在指令IL ILC之间 用00000作为指令IL的执行条件 即可实现控制要求 38 系统启动 南北绿 东西红亮30秒定时 南北黄 东西红闪5秒定时 东西绿 南北红亮20秒定时 东西黄 南北红闪5秒定时 39 经验设计法 经验设计法的基础是 具有继电器控制的设计经验 熟练掌握PLC指令的功能 典型控制电路包括 电动机的启保停控制 正 反转控制 点动控制 Y 启动控制 几台电动机的连锁控制 异地控制 掉电保持等等 一 典型控制电路的PLC程序设计 所谓设计经验 是指能熟练掌握典型继电器控制电

14、路的设计思路 并能将这种设计思路移植到PLC程序设计中 40 1 启保停控制程序 下图是常用的启保停PLC控制程序 要区别不同场合 采用不同的启保停控制程序 41 2 电动机正反转控制程序 下面是正反转控制的程序设计 尚有其他方案 为确保运行可靠 要采取软 硬件两种互锁措施 正转启动 反转启动 停车按钮 正转接触器 反转接触器 42 3 电动机Y 启动控制程序 下面是电动机Y 启动控制的程序设计 尚有其他方案 必须有硬件互锁 启动按钮 停车按钮 注意20000的作用 43 4 电动机顺序启 停控制程序 下面是两台电动机顺序启 停控制的程序设计 尚有其他方案 启动时 只有电动机M1启动 0100

15、0ON 电动机M2才可能启动 01001ON 停止时 只有M1先停 M2才可能停 44 5 电动机既可长动 又可点动的控制程序 下面是电动机长 点动控制的程序 尚有其他方案 长动 按一下SB2 点动 按住SB1不放 电动机转动 释放SB1电动机停转 停车 按一下SB3 45 6 电动机异地控制程序 下面是电动机在三地启 停控制的程序 尚有其他方案 本例 各地电动机的启动和停车都共用一个按钮 无论在何地 第一次按动按钮是启动电动机 第二次按动按钮就是停车 46 7 掉电保持程序 常用方法 使用KEEP指令以及SET RESET等指令编写程序 并用保持继电器HR的某一位作输出 将系统的运行状态或参

16、数存放在具有掉电保持功能的DM区等 除了上述各种典型程序外 脉冲发生器程序 分频器程序 优先权程序等 最好能熟练掌握 47 二 经验法编程举例 在两处往返装料 卸料的小车 工作过程如图 要求 小车单数次运行时 在ST3卸料 偶数次运行时 ST3处不卸 而在ST2处卸料 装料15s 卸料10s I O分配表 48 右行启动 左行启动 ST3 ST2 ST1 系统程序 00004 00005 00003 单数次运行 49 右行启 左行启 ST3 ST2 ST1 偶数次运行 00004 00005 00003 50 顺序控制设计法 功能表图是顺序控制设计法的重要的工具 1 功能表图的组成 一 功能表图 下面以某动力头的控制为例来说明功能表图的组成 动力头的运动有三种状态 快进 工进 快退 各状态的转换条件为 快进结束压限位开关ST1则转为工进 工进结束压限位开关ST2则转为快退 退回原位压ST3自动停止 51 矩形框表示各步 框内数字是步的号 初始步用双线框 功能表图的组成 步 有向连线 转换条件 动作说明 控制动力头的功能表图如图所示 正在执行的步叫活动步 当前一步为活动步且转换条件满足时