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1、工业工业自动自动化技术化技术自动化控制系统设计流程自动化控制系统设计流程 PLC控制方案设计流程图控制方案设计流程图确定系统控制任务与设计要求制定电气控制方案确定控制系统的输入输出信号硬件选型与配置I/O分配、绘制接线图修改程序交付使用制作控制柜输入输出配线编写符号表、设计控制程序现场运行调试项目归档YN程序初步调试安装硬件模块、I/O连线是否满足要求？2022/6/111第第3章章 自动化工程项目设计自动化工程项目设计工业工业自动自动化技术化技术确定系统控制任务与设计要求确定系统控制任务与设计要求 了了解解机机械械运运动动与与电电气气执执行行元元件件之之间间的的关关系系，仔仔细细分分析析被被
2、控控对对象象的的控控制制过过程程和和控控制制要要求求，熟熟悉悉工工艺艺流流程程及及设设备备性性能能，明确各项任务的要求、约束条件及控制方式。明确各项任务的要求、约束条件及控制方式。 对对于于较较复复杂杂的的控控制制系系统统，还还可可将将控控制制任任务务分分成成几几个个独独立立的部分，这样可以化繁为简，有利于编程和调试。的部分，这样可以化繁为简，有利于编程和调试。 2022/6/112第第3章章 自动化工程项目设计自动化工程项目设计工业工业自动自动化技术化技术制定电气控制方案制定电气控制方案 根根据据生生产产工工艺艺和和机机械械运运动动的的控控制制要要求求，确确定定控控制制系系统统的的工工作作方
3、方式式，例例如如全全自自动动、半半自自动动、手手动动、单单机机运运行行、多多机机联联线线运运行行等等。还还要要确确定定控控制制系系统统应应有有的的其其他他功功能能，例例如如故故障障诊诊断断与与显显示报警、紧急情况的处理、管理功能、网络通信等。示报警、紧急情况的处理、管理功能、网络通信等。 2022/6/113第第3章章 自动化工程项目设计自动化工程项目设计工业工业自动自动化技术化技术确定控制系统的输入输出信号确定控制系统的输入输出信号1. 控制对象的类型控制对象的类型数字量输出对象数字量输出对象:u继电器继电器u电磁阀电磁阀u电动机起动器电动机起动器u指示灯指示灯u蜂鸣器等蜂鸣器等模拟量输入对
4、象模拟量输入对象:u温度温度u压力压力u流量流量u液位液位u电动机电流等电动机电流等 数字（开关）量型数字（开关）量型 模拟量型模拟量型数字量输入对象数字量输入对象:u按钮按钮u选择开关选择开关u行程开关行程开关u限位开关限位开关u光电开关等光电开关等模拟量输出对象模拟量输出对象:u电动调节阀电动调节阀u变频器等变频器等2022/6/114第第3章章 自动化工程项目设计自动化工程项目设计工业工业自动自动化技术化技术确定控制系统的输入输出信号确定控制系统的输入输出信号外部负载外部负载电压等级电压等级:uDC24/48VuDC48125VuAC120/230V外外部部输输入入传传感感器器信信号号的
5、的类类型型（如如电电压压、电电流流、电电阻阻等等）及及测量的量程范围测量的量程范围 数字（开关）量型数字（开关）量型 模拟量型模拟量型外部输入信号外部输入信号电压等级电压等级:uDC24VuDC48u125VuAC120/230V外外部部负负载载的的类类型型（如如电电压压或或电电流流）及及对对应应的的输输出出值值范围范围2.控制对象的数值范围控制对象的数值范围2022/6/115第第3章章 自动化工程项目设计自动化工程项目设计工业工业自动自动化技术化技术硬件选型与配置硬件选型与配置 PLC选型主要考虑以下几点：选型主要考虑以下几点：I/O信号的点数信号的点数 根据已经确定的根据已经确定的I/O
6、设备，统计所需要的设备，统计所需要的I/O信号的点数，信号的点数，选择是否支持扩展机架的选择是否支持扩展机架的CPU网络通信的模式网络通信的模式 特殊功能需求特殊功能需求根根据据信信号号传传输输方方式式所所需需要要的的网网络络接接口口形形式式，选选择择支支持持现现场场总总线线网网络络、工工业业以以太太网网络络或或点点到到点点通通信信的的CPU。如如果果网络有路由要求，则要选择支持路由功能的网络有路由要求，则要选择支持路由功能的CPU如果现场有高速计数或高速脉冲输出要求，可选择集如果现场有高速计数或高速脉冲输出要求，可选择集成了该功能的成了该功能的CPU。选择硬件模块时要留有适当的余量：选择硬件
7、模块时要留有适当的余量：根据已经确定的根据已经确定的I/O信号的点数和类型，预留信号的点数和类型，预留10% 15%的容量。的容量。2022/6/116第第3章章 自动化工程项目设计自动化工程项目设计工业工业自动自动化技术化技术I/O分配分配 通通过过对对输输入入输输出出设设备备的的分分析析、分分类类和和整整理理，进进行行相相应应的的I/O地地址址分分配配，应应尽尽量量将将相相同同类类型型的的信信号号、相相同同电电压压等等级级的的信信号号地地址安排在一起，以便施工和布线，并绘制址安排在一起，以便施工和布线，并绘制I/O接线图。接线图。 2022/6/117第第3章章 自动化工程项目设计自动化工
8、程项目设计工业工业自动自动化技术化技术控制程序设计控制程序设计 按按照照控控制制系系统统的的要要求求进进行行PLC程程序序设设计计是是工工程程项项目目设设计计的的核核心心。程程序序设设计计时时应应将将控控制制任任务务进进行行分分解解，编编写写完完成成不不同同功功能能的的程程序序块块，包包括括循循环环扫扫描描主主程程序序、急急停停处处理理子子程程序序、手手动动运运行行子子程程序序、自自动动运运行行子子程序、故障报警子程序等。程序、故障报警子程序等。 编编写写的的程程序序要要在在实实验验室室进进行行模模拟拟运运行行与与调调试试，检检查查逻逻辑辑及及语语法法错错误误，观观察察在在各各种种可可能能的的
9、情情况况下下各各个个输输入入量量、输输出出量量之之间间的的变变化化关关系系是是否符合设计要求，发现问题及时修改设计。否符合设计要求，发现问题及时修改设计。 2022/6/118第第3章章 自动化工程项目设计自动化工程项目设计工业工业自动自动化技术化技术现场运行调试现场运行调试 在在工工业业现现场场所所有有的的设设备备都都安安装装到到位位，所所有有的的硬硬件件连连接接都都调调试试好好以以后后，要要进进行行程程序序的的现现场场运运行行与与调调试试。在在调调试试过过程程中中，不不仅仅要要进进行行正正常常控控制制过过程程的的调调试试，还还要要进进行行故故障障情情况况的的测测试试，应应当当尽尽量量将将可
10、可能能出出现现的的情情况况全全部部加加以以测测试试，避避免免程程序序存存在在缺缺陷陷，确确保保控控制制程程序序的的可可靠靠性性。只只有有经经过过现现场场运运行行的的检检验验，才才能能证证明明设计是否成功。设计是否成功。 2022/6/119第第3章章 自动化工程项目设计自动化工程项目设计工业工业自动自动化技术化技术项目归档项目归档 在在设设计计任任务务完完成成后后，要要编编制制工工程程项项目目的的技技术术文文件件。技技术术文文件件是是用用户户将将来来使使用用、操操作作和和维维护护的的依依据据，也也是是这这个个控控制制系系统统档档案案保保存存的的重重要要材材料料，包包括括总总体体说说明明、电电气
11、气原原理理图图、电电器器布布置置图图、硬硬件件组态参数、符号表、软件程序清单及使用说明等。组态参数、符号表、软件程序清单及使用说明等。 2022/6/1110第第3章章 自动化工程项目设计自动化工程项目设计工业工业自动自动化技术化技术物料灌装自动生产线控制要求物料灌装自动生产线控制要求 u 就地就地/远程选择开关远程选择开关 物物料料灌灌装装自自动动生生产产线线模模型型设设计计了了就就地地和和远远程程两两种种控控制制方方式式。就就地地控控制制是是用用操操作作面面板板上上的的按按钮钮和和开开关关来来控控制制设设备备的的运运行行。远远程程控控制制是是通通过过网网络络用用HMI的的监监控控系系统统来
12、来控控制设备的运行。制设备的运行。u 手动手动/自动选择开关自动选择开关 物物料料灌灌装装自自动动生生产产线线模模型型设设计计了了手手动动和和自自动动两两种种工工作作模模式式。手手动动模模式式用用于于设设备备的的调调试试和和系系统统复复位位，包包括括：允允许许通通过过点点动动按按钮钮使使传传送送带带正正向向或或反反向向运运行行，用用来来调调试试设设备备；允允许许按按下下计计数数值值清清零零按按钮钮对对计计数数统统计计值值进进行行复复位位。自动模式下允许启动生产线运行。自动模式下允许启动生产线运行。 只只有有在在设设备备停停止止运运行行的的状状态态下下，才才允允许许切切换换手手动动/自自动模式。
13、动模式。 控制面板模型控制面板模型启动启动停止停止就地就地远程远程故障故障1故障故障2 故障故障3急停急停正向点动正向点动反向点动反向点动计数值清零计数值清零故障复位故障复位手动手动自动自动2022/6/1111第第3章章 自动化工程项目设计自动化工程项目设计工业工业自动自动化技术化技术物料灌装自动生产线控制要求物料灌装自动生产线控制要求u 启动按钮启动按钮 在在自自动动模模式式下下，按按下下启启动动按按钮钮，启启动动生生产产线线运运行行。物物料灌装工艺流程为：料灌装工艺流程为：（1）按下启动按钮，电动机正转，传送带正向运行。）按下启动按钮，电动机正转，传送带正向运行。（2）空空瓶瓶子子到到达
14、达灌灌装装位位置置时时电电动动机机停停止止转转动动，灌灌装装阀阀门门打开，开始灌装物料。打开，开始灌装物料。（3）灌灌装装时时间间到到，灌灌装装阀阀门门关关闭闭，电电动动机机正正转转，传传送送带带继续运行，直到下一个空瓶子到达灌装位置。继续运行，直到下一个空瓶子到达灌装位置。u 停止按钮停止按钮 在在自自动动模模式式下下，按按下下停停止止按按钮钮，停停止止生生产产线线运运行行，电电动机停止转动，传送带停止运行，灌装阀门关闭。动机停止转动，传送带停止运行，灌装阀门关闭。u 急停按钮急停按钮 当当设设备备发发生生故故障障时时，按按下下急急停停按按钮钮停停止止生生产产线线的的一一切切运行。运行。 控
15、制面板模型控制面板模型启动启动停止停止就地就地远程远程故障故障1故障故障2 故障故障3急停急停正向点动正向点动反向点动反向点动计数值清零计数值清零故障复位故障复位手动手动自动自动2022/6/1112第第3章章 自动化工程项目设计自动化工程项目设计工业工业自动自动化技术化技术物料灌装自动生产线控制要求物料灌装自动生产线控制要求u 正向点动正向点动/反向点动按钮反向点动按钮 在在手手动动模模式式下下，正正向向点点动动/反反向向点点动动按按钮钮用用于于调调试试设设备备。按按下下正正向向点点动动按按钮钮，传传送送带带正正向向运运行行，松松手手后后传传送送带带停停止止运运行行；按按下下反反向向点点动动
16、按按钮钮，传传送送带带反反向向运运行行，松松手后传送带停止运行。手后传送带停止运行。u 工件计数统计工件计数统计 要要求求控控制制系系统统可可以以实实现现工工件件的的计计数数统统计计，包包括括空空瓶瓶数数、成成品品数数和和废废品品数数。成成品品数数显显示示在在操操作作面面板板的的数数码码管管上。上。u 模拟量检测模拟量检测 灌灌装装液液罐罐的的液液位位由由模模拟拟量量液液位位传传感感器器进进行行监监视视。液液位位低低于于下下限限时时要要打打开开进进料料阀阀门门，液液位位高高于于上上限限时时要要关关闭闭进料阀门。进料阀门。 控制面板模型控制面板模型启动启动停止停止就地就地远程远程故障故障1故障故障2 故障故障3急停急停正向点动正向点动反向点动反向点动计数值清零计数值清零故障复位故障复位手动手动自动自动2022/6/1113第第3章章 自动化工程项目设计自动化工程项目设计工业工业自动自动化技术化技术物料灌装自动生产线控制要求物料灌装自动生产线控制要求u故障报警故障报警 当当设设备备发发生生故故障障时时，控控制制系系统统能能够够立立即即响响应应，操操作作面面板板上上相相应应的的故故障障报报警
