低压电器第5章

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1、低压电器第低压电器第 5 5 章章本文由 wangii9 贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。第 5 章PLC 控制线路的设计及应用实例第 5 章 PLC 控制线路的设计及应用实例 章 控制线路的设计及应用实例5.1 编程方法与规则 5.2 PLC 控制系统应用设计 控制系统应用设计 5.3 应用举例 习题第 5 章PLC 控制线路的设计及应用实例5.1 编程方法与规则5.1.1 梯形图编程 用梯形图编程时应注意以下规则： 规则 1 规则 梯形图中的阶梯都是从左母线开始，终于右母线。线 圈只能接在右母线上，不能直接接在左母线上，并且所

2、有的触点 不能放在线圈的右边，如图 5-1 所示。 规则 2 多个回路串联时，应将触点最多的回路放在梯形图的 规则 最上面。多个并联回路串联时，应将触点最多的并联回路安排在 梯形图的最左面，如图 5-2 所示。第 5 章PLC 控制线路的设计及应用实例图 5-1 规则 1 的说明 (a) 错误；(b) 正确；(c) 错误；(d) 正确第 5 章PLC 控制线路的设计及应用实例图 5-2 规则 2 的说明 (a) 错误；(b) 正确第 5 章PLC 控制线路的设计及应用实例规则 3 在梯形图中没有实际的电流流动，所谓“流动” ，只 规则 能从左到右、从上到下单向“流动” 。因此，如图 5-3(a

3、)所示的 桥式电路是不可编程的，必须按逻辑功能等效转换成如图 5-3(b) 所示的电路后才可编程。第 5 章PLC 控制线路的设计及应用实例图 5-3 规则 3 的说明 (a) 不可编程的桥式电路；(b) 变换后的可编程电路第 5 章PLC 控制线路的设计及应用实例5.1.2 命令语句表达式编程 语句的编程一般是根据梯形图来进行的，应遵守以下规则： 规则 1 规则 对梯形图进行语句编程时，应遵循从左到右，自上而 下的原则进行。对于复杂的梯形图，可将其分成若干块，逐块编 程，然后再将各块顺次连接起来。 规则 2 采用合理的编程顺序和适当的电路变换，尽量减少程 规则 序步数，以节省内存空间和缩短扫

4、描周期。如图 5-4 所示。第 5 章PLC 控制线路的设计及应用实例图 5-4 语句编程规则 2 使用说明 (a) 并联多的电路尽量靠近左母线；(b) 串联多的电路尽量放在上部第 5 章PLC 控制线路的设计及应用实例5.2 PLC 控制系统应用设计 控制系统应用设计5.2.1 PLC 应用的设计步骤 应用的设计步骤 PLC 应用的设计，一般应按下述几个步骤进行： (1) 熟悉被控对象。首先要全面、详细地了解被控对象的机械 结构和生产工艺过程，了解机械设备的运动内容、运动方式和步 骤，归纳出工作循环图或者状态(功能)流程图。 (2) 明确控制任务与设计要求。要了解工艺过程和机械运动与 电气执

5、行元件之间的关系和对电控系统的控制要求，如机械运动 部件的传动与驱动，液压、气动的控制，仪表、传感器等的连接 与驱动等，归纳出电气执行元件的动作节拍表。电控系统的根本 任务就是正确实现这个节拍表。 以上两个步骤所得到的图、表，综合而完整地反映了被控对 象的全部功能和对电控系统的基本要求，是设计电控系统的依据， 也是设计的目标和任务，必须仔细地分析和掌握。第 5 章PLC 控制线路的设计及应用实例(3) 制定电气控制方案。根据生产工艺和机械运动的控制要 求，确定电控系统的工作方式，如全自动、半自动、手动、单机 运行、多机联机运行等。还要确定电控系统应有的其它功能，如 故障诊断与显示报警、紧急情况

6、的处理、管理功能、联网通信功 能等。 (4) 确定电控系统的输入/输出信号。通过研究工艺过程或机 械运动的各个步骤、各种状态、各种功能的发生、维持、结束、 转换和其它的相互关系，以确定各种控制信号，并检测反馈信号、 相互的转换信号和联系信号。还要确定哪些信号需要输入 PLC， 哪些信号要由PLC 输出或者哪些负载要由 PLC 驱动，分类统计出 各输入/输出量的性质及参数。 (5) ?PLC 的选型与硬件配置。根据以上各步骤所得到的结果， 选择合适的 PLC 型号并确定各种硬件配置。第 5 章PLC 控制线路的设计及应用实例(6) ?PLC 元件的编号分配。对各种输入/输出信号占用的 PLC 输

7、入、输出端点及其它 PLC 元件进行编号分配，并设计出 PLC 的 外部接线图。 (7) 程序设计。设计出梯形图程序或语句表程序。 (8) 模拟运行与调试程序。将设计好的程序传入 PLC 后，再逐 条检查与验证，并改正程序设计时的语法、数据等错误，然后， 可以在实验室里进行模拟运行与调试程序，观察在各种可能的情 况下各个输入量、输出量之间的变化关系是否符合设计要求。发 现问题及时修改设计和已传送到 PLC 中的程序，直到完全满足工 作循环图或状态流程图的要求。 在进行程序设计和模拟运行调试的同时，可以平行地进行电 控系统的其它部分，例如 PLC 外部电路和电气控制柜、控制台等 的设计、装配、安

8、装和接线等工作。第 5 章PLC 控制线路的设计及应用实例(9) 现场运行调试。完成以上各项工作后，即可将已初步调 试好的程序传送到现场使用的 PLC 存储器中，PLC 接入实际输入 信号与实际负载，进行现场运行调试，及时解决调试中发现的问 题，直到完全满足设计要求，即可交付使用。第 5 章PLC 控制线路的设计及应用实例5.2.2 PLC 的选型与硬件配置 的选型与硬件配置 PLC 的选用一般从以下几个方面来考虑： (1) 根据所需要的功能进行选择。基本的原则是需要什么功能， 就选择具有什么样功能的 PLC，同时也适当地兼顾维修、备件的 通用性以及今后设备的改进和发展。 各种新型系列的 PL

9、C，从小型到中、大型，已普遍可以进行 PLC 与PLC、PLC 与上位计算机的通信与联网，具有进行数据处理、 高级逻辑运算、模拟量控制等功能。因此，在功能的选择方面， 要着重注意的是对特殊功能的需求。一方面是选择具有所需功能 的 PLC 主机(即 CPU 模块)，另一方面，根据需要选择相应的模块 (或扩展选用单元)，如开关量的输入与输出模块、模拟量的输入与 输出模块、高速计数器模块、网络链接模块等。第 5 章PLC 控制线路的设计及应用实例(2) 根据 I/O 的点数或通道数进行选择。多数小型机为整体式，同一型号的整体式 PLC，除按点数分成许多挡以外，并配以不同 点数的 I/O 扩展单元，来

10、满足对 I/O 点数的不同需求。例如 FX2 型 PLC，主机分成 16 点、24 点、32 点、64 点、80 点和 128 点六挡，同 时配以 I/O 点数为 8 点、16 点和 24 点的三种 I/O 扩展模块。模块式结 构的 PLC，采取主机模块与输入、输出模块、各种功能模块分别 选择组合使用的方式。I/O 模块按点数可分为 8 点、16 点、32点、 64 点等，因此可以根据需要的 I/O 点数选用 I/O 模块，与主机灵活地 组合使用。 对于一个被控的对象，所用的 I/O 点数不会轻易发生变化，但 是考虑到工艺和设备的改动，或 I/O 点的损坏、故障等，一般应保 留 1/8 的裕量

11、。第 5 章PLC 控制线路的设计及应用实例(3) 根锯输入、输出信号进行选择。除了 I/O 点的数量，还要 注意输入、输出信号的性质、参数和特性要求等。例如，要注意 输入信号的电压类型、等级和变化频率；注意信号源是电压输出 型还是电流输出型，是 NPN 输出型还是 PNP 输出型，等等。要注 意输出端点的负载特点(如负载电压、电流的类型等)、数量等级 以及对响应速度的要求等。据此，来选择和配置适合输入、输出 信号特点和要求的 I/O 模块。 (4) 根据程序存储器容量进行选择。通常 PLC 的程序存储器容 量以字或步为单位，如 1 K 字、4 K 步等。这里，PLC 程序的单位 步，是由一个

12、字构成的，即每个程序步占一个存储器单元。第 5 章PLC 控制线路的设计及应用实例PLC 应用程序所需存储器容量可以预先进行估算。根据经验 数据，对于开关量控制系统，程序所需存储器字数等于 I/O 信号 总数乘以 8；而对于有数据处理、模拟量输入、输出的系统，所 需要的存储器容量要大得多，例如 FA-2 型 PLC 一个模拟输出信号 需要 14个字的存储器容量，而外部显示或打印则需要 40 个字的存 储器容量。大多数 PLC 的存储器采用模块式的存储器盒，同一型 号的 PLC可以选配不同容量的存储器盒，实现可选择的多种用户 程序的存储容量，例如，三菱 FX2 PLC 可以有 2 K 步、8 K

13、 步，和 泉 FA-2 PLC可以有 1 K 步、4 K 步等。 此外，还应根据用户程序的使用特点来选择存储器的类型。 当程序需要频繁地修改时，应选用 CMOS-RAM存储器。?当程序 需要长期使用并保持 5 年以上不变时，应选用EEPROM 或 EPROM 存储器。第 5 章PLC 控制线路的设计及应用实例1经验设计法 经验设计法是利用各种典型的控制环节和基本单元电5.2.3 PLC 应用程序的设计方法 应用程序的设计方法路，依靠经验进行选择、组合，直接设计电气控制系统来 满足生产机械和工艺过程的控制要求。 用这种方法对比较简单的电气控制系统进行设计，可 以收到简便、快速的效果。但是，由于主

14、要依赖经验进行 设计，因而要求设计者要具有较丰富的经验，要能掌握、熟悉大量的控制系统的实例和各种典型环节。设计的结果 不是唯一的，也不很规范，而且往往需经多次反复修改和 完善才能符合设计要求。第 5 章PLC 控制线路的设计及应用实例用经验设计法设计 PLC 应用的电控系统程序与任何方法一样，首先必须详细了解机械及工艺的控制要求，包括机械 的工作循环图，电气执行元件的动作节拍等。 用经验设计法设计 PLC应用程序可以大致按以下几个步 骤进行：分析控制要求、选择控制原则；设置主令元件和检 测元件；确定输入、输出信号；设计执行元件的控制程序； 检查、修改和完善程序。第 5 章PLC 控制线路的设计

15、及应用实例在设计执行元件的控制程序时，一般又可分为以下几个步骤： (1) 按所给的要求，将生产机械的运动分成各自独立的简 单运动，分别设计这些简单运动的基本控制程序。 (2) 按各运动之间应有的制约关系来设置联锁措施，选择 联锁触点，设计联锁程序。这一条是电控系统能否成功，能否 可靠、正确运行的关键，必须仔细进行。 (3) 按照维持运动(或状态)的进行和转换的需要，选择控 制原则，设置主令元件、检测元件以及继电器等。 (4) 设置必要的保护措施。第 5 章2逻辑设计法 逻辑设计法的基本含义是以逻辑组合的方法和形式设计电气 控制系统。这种设计方法既有严密可循的规律性和明确可行的设 计步骤，又具有

16、简便、直观和十分规范的特点。 逻辑设计方法的理论基础是逻辑代数，而继电器控制系统的 本质是逻辑线路。电器控制线路的接通或断开，都是通过继电器 等元件的触点来实现的，故控制线路的种种功能必定取决于这些 触点的开、合状态。因此电控线路从本质上说是一种逻辑线路， 它符合逻辑运算的各种基本规律。PLC 是一种新型的工业控制计 算机，在某种意义上我们可以说 PLC 是“与” 、 “或” 、 “非” 三种逻辑线路的组合体。而 PLC 的梯形图程序的基本形式也是与、 或、非的逻辑组合，它们的工作方式及其规律也完全符合逻辑运 算的基本规律。因此，用变量及其函数只有“0” 、 “1”两种取值 的逻辑代数作为研究 PLC 应用程序的工具就是顺理成章的事了。 逻辑设计法思路清晰，所编写的程序易于优化，是一种较为实用 可靠的程序设计方法。PLC 控制线路的设计及应用实例第 5 章PLC 控制线路的设计及应用实例5.2.4 PLC 控制系统的常见设计 控制系统的常见设计 1三相异步电动机单向运转控制(启-保-停电路单元 三相异步电动机单向运转控制 启 保 停电路单元 停电路单元) 三相异步电动机