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1、8.5PLC在工业控制中的应用在工业控制中的应用学习目标：学习目标： 1 1、掌握掌握PLC应用系统设计的基本步骤和应用系统设计的基本步骤和一般方法。初步掌握一般方法。初步掌握PLC应用系统软件设计应用系统软件设计的技巧。的技巧。2、培养运用、培养运用PLC技术设计、开发中小型技术设计、开发中小型自动控制系统的综合能力。自动控制系统的综合能力。前面知识简单回顾：1、STEP7Micro/WIN32编程软件编程软件（1）PLC程序创建、编辑、编译、修改。程序创建、编辑、编译、修改。（2）PLC程序清除、下载、调试与运行监控。程序清除、下载、调试与运行监控。2、PLC应用程序典型环节及设计技巧。应
2、用程序典型环节及设计技巧。（8.4）8.5PLC在工业控制中的应用在工业控制中的应用一、一、PLC应用系统设计的基本步骤应用系统设计的基本步骤1、了解被控对象的生产工艺过程，明确控制要求，了解被控对象的生产工艺过程，明确控制要求，初步制定控制方案。初步制定控制方案。2、根据控制要求确定系统的输入根据控制要求确定系统的输入/输出设备。输出设备。3、选择选择PLC类型。类型。4、分配分配PLC的的I/O点，设计点，设计PLC的的I/O连接图。连接图。5、进行、进行PLC软件软件及硬件设计。及硬件设计。6、系统调试，固化程序，交付使用。、系统调试，固化程序，交付使用。二、二、PLC程序设计程序设计1
3、、程序设计包括主程序、子程序、中断程序等的设、程序设计包括主程序、子程序、中断程序等的设计，小型数字量控制系统一般只有主程序。计，小型数字量控制系统一般只有主程序。2、对于较复杂系统，应先绘制出顺序功能图。、对于较复杂系统，应先绘制出顺序功能图。3、根据顺序功能图设计梯形图程序。、根据顺序功能图设计梯形图程序。4、若有必要，根据梯形图编写语句表程序。、若有必要，根据梯形图编写语句表程序。5、对程序进行编译、调试及修改，直到满足控制要、对程序进行编译、调试及修改，直到满足控制要求为止。求为止。三、应用举例三、应用举例（一）电动机（一）电动机Y-减压启动控制减压启动控制电动机电动机Y-减压启减压启
4、动控制线路动控制线路回顾回顾 对于较大容量对于较大容量交流电动机，启动交流电动机，启动时可采用时可采用Y-减压减压启动。电动机开始启动。电动机开始启动时定子绕组为启动时定子绕组为Y形连接，延时一段形连接，延时一段时间后，自动切换时间后，自动切换为为形连接运行。形连接运行。控制任务与要求：控制任务与要求：设计三相交流电动机设计三相交流电动机Y-减压启动控制线路和减压启动控制线路和PLC控制程序。设启动过程中电动机控制程序。设启动过程中电动机定子绕组定子绕组Y形连接形连接延时延时10s后，切换为后，切换为形连接运行。形连接运行。 注意：在程序设计过程中，注意：在程序设计过程中，应充分考虑由星形向三
5、角形切应充分考虑由星形向三角形切换的时间，换的时间，即由即由KM2完全断开完全断开到到KM3接通接通，中间要考虑灭弧，中间要考虑灭弧时间（时间设为时间（时间设为1s1s），以防两），以防两个接触器的触点同时闭合，引个接触器的触点同时闭合，引起电源短路。起电源短路。 解：解：1 1、根据控制要求，系统需要停止按钮根据控制要求，系统需要停止按钮(SB1)和启动按钮（和启动按钮（SB2）各一个，分别控制电）各一个，分别控制电动机的停止和启动。接触器动机的停止和启动。接触器KM1为电源开为电源开关，关，KM2、KM3分别将电动机定子绕组分别将电动机定子绕组连接成星形、三角形。连接成星形、三角形。2 2
6、、输入输入/ /输出地址分配如下：输出地址分配如下：3 3、接线图接线图输入信号入信号停止按停止按钮SB1I0.0启启动按按钮SB2I0.1输出信号出信号接触器接触器KM1Q0.0接触器接触器KM2Q0.1接触器接触器KM3Q0.24、编写控制程序编写控制程序 控制过程如下（采用数据传送指令）：控制过程如下（采用数据传送指令）：5、程序编译、下载、程序编译、下载、调试、运行。调试、运行。（二）（二）4台电动机的顺序启、停控制台电动机的顺序启、停控制控制任务与要求：控制任务与要求： 现有四台电动机现有四台电动机M1、M2、M3、M4，要求，要求四台电动机顺序启动和顺序停车。启、停的顺四台电动机顺
7、序启动和顺序停车。启、停的顺序均为序均为M1M2M3M4。顺序启动时的时间。顺序启动时的时间间隔为间隔为30s，顺序停车的时间间隔为，顺序停车的时间间隔为10s。 解：解：1 1、根据控制要求，系统需要停止按钮根据控制要求，系统需要停止按钮(SB1)和和启动按钮（启动按钮（SB2）各一个，分别用接触器）各一个，分别用接触器KM1、KM2、KM3、KM4控制电动机控制电动机M1、M2、M3、M4。2、分配输入分配输入/输出地址。输出地址。 两个输入，四个输出，分配如下：两个输入，四个输出，分配如下：输入信号入信号停止按停止按钮SB1I0.0启启动按按钮SB2I0.1输出信号出信号接触器接触器KM
8、1Q0.0接触器接触器KM2Q0.1接触器接触器KM3Q0.2接触器接触器KM4Q0.33 3、画出画出PLC的的I/O接线图接线图。如下图：。如下图：4、设计程序设计程序 先画出顺序功能图先画出顺序功能图：编写编写PLC程序：程序：5 5、程序编译、下载、程序编译、下载、调试、运行。调试、运行。小结：小结：1、PLC应用系统设计的基本步骤：应用系统设计的基本步骤：了解被控对象、明确控制要求了解被控对象、明确控制要求确定输入确定输入/输出设备输出设备分配分配PLC的的I/O点点设计设计I/O连接图连接图PLC程序设计程序设计系统调试系统调试固化程序、交付使用。固化程序、交付使用。2、PLC控制
9、系统设计还包括整个电气控制原理图设计、电气控制系统设计还包括整个电气控制原理图设计、电气控制元器件的选择和电气控制柜的设计等。控制元器件的选择和电气控制柜的设计等。3、在进行在进行PLC程序设计时，根据控制系统的规模、复杂程度程序设计时，根据控制系统的规模、复杂程度及设计者的熟练程度、经验，设计的步骤可灵活。及设计者的熟练程度、经验，设计的步骤可灵活。4、设计经验很重要设计经验很重要（1）多积累、熟记一些典型的控制程序。）多积累、熟记一些典型的控制程序。（2）多练习一些中小规模的控制系统的设计。工作后多参）多练习一些中小规模的控制系统的设计。工作后多参与一些较大规模的控制系统的设计。与一些较大
10、规模的控制系统的设计。接下来的几个接下来的几个PLCPLC控制系统设计：控制系统设计：（三）（三）节日彩灯的节日彩灯的PLC控制控制（四）（四）十字路口交通信号灯的十字路口交通信号灯的PLC控制（控制（1）（五）（五）十字路口交通信号灯的十字路口交通信号灯的PLC控制（控制（2）（六）（六）PLC在自动门控制中的应用在自动门控制中的应用（三）节日彩灯的（三）节日彩灯的PLC控制控制控制任务与要求：控制任务与要求： 有有8个灯，个灯，开始时，灯开始时，灯1（Q0.0）、灯）、灯2（Q0.1）亮；定时时间到后，灯亮；定时时间到后，灯1（Q0.0）灭，灯）灭，灯2（Q0.1）亮、灯亮、灯3（Q0.2
11、）亮；再次定时时间到后，灯）亮；再次定时时间到后，灯2（Q0.1）灭，灯）灭，灯3（Q0.2）亮、灯）亮、灯4（Q0.3）亮，）亮，。其动作时序表如下表所示。设动作节拍时间间隔其动作时序表如下表所示。设动作节拍时间间隔2s。节日彩灯动作时序表 节拍节拍输出输出123456789101112131415Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7：表示灯亮表示灯亮 解：解：可利用字节循环左移指令设计。可利用字节循环左移指令设计。(四四)十字路口交通信号灯的十字路口交通信号灯的PLC控制（控制（1）控制任务与要求：控制任务与要求：1、接通启动按钮后，信号灯开始工作，南北向红灯、
12、接通启动按钮后，信号灯开始工作，南北向红灯、东西向绿灯同时亮；东西向绿灯同时亮；2、东西向绿灯亮、东西向绿灯亮30s后，闪烁后，闪烁3次（每次亮次（每次亮0.5s，间，间隔隔0.5秒，合计秒，合计3秒），接着东西向黄灯亮，秒），接着东西向黄灯亮，2s后后东西向红灯亮，东西向红灯亮，35s后东西向绿灯又亮后东西向绿灯又亮，如，如此不断循环，直至停止工作；此不断循环，直至停止工作；3、南北向红灯亮、南北向红灯亮35s后，南北向绿灯亮，后，南北向绿灯亮，30s后南北后南北向绿灯闪烁向绿灯闪烁3次（每次次（每次0.5s），接着南北向黄灯亮），接着南北向黄灯亮，2s后南北向红灯又亮后南北向红灯又亮，如此
13、不断循环，直，如此不断循环，直至停止工作。至停止工作。交通信号灯设置示意图交通信号灯设置示意图 交通信号灯时序图交通信号灯时序图解：解：1 1、分析控制任务与要求，输入、分析控制任务与要求，输入/ /输出设备及分输出设备及分配如下：配如下：输入信号输入信号启动按钮启动按钮SBSB1I0.1停止按钮停止按钮SBSB2I0.2输出信号输出信号南北向红灯南北向红灯HLHL1、HLHL2Q0.0南北向黄灯南北向黄灯HLHL3、HLHL4Q0.1南北向绿灯南北向绿灯HLHL5、HLHL6Q0.2东西向红灯东西向红灯HLHL7、HLHL8Q0.3东西向黄灯东西向黄灯HLHL9、HLHL10Q0.4东西向绿
14、灯东西向绿灯HLHL11、HLHL12Q0.52、交通信号灯交通信号灯I/O接线图接线图 3、梯形图程序（定时器循环法）梯形图程序（定时器循环法）交通信号灯时序图交通信号灯时序图(五五)十字路口交通信号灯的十字路口交通信号灯的PLC控制（控制（2）并行结构程序的编程并行结构程序的编程1. 交通信号灯的控制要求与时序图交通信号灯的控制要求与时序图2. PLC输入输入/输出端口分配输出端口分配输输入入输输出出输入继电器输入继电器输入元件输入元件作作用用输出继电器输出继电器输出元件输出元件控制对象控制对象I0.0SB1运行运行开关开关Q0.0HL0南北南北绿绿灯灯Q0.1HL1南北黄灯南北黄灯Q0.
15、2HL2南北南北红红灯灯Q0.3HL3东东西西红红灯灯Q0.4HL4东东西西绿绿灯灯Q0.5HL5东东西黄灯西黄灯3. 交通信号灯控制线路接线图交通信号灯控制线路接线图4. 交通信号灯顺交通信号灯顺序控制功能图序控制功能图5.控控制制程程序序梯梯形形图图( (六六) PLC) PLC在自动门控制中的应用在自动门控制中的应用控制任务与要求：控制任务与要求：开门控制，当有人靠近自动门时，感应器开门控制，当有人靠近自动门时，感应器（I0.0）检测到信号，执行高速开门动作；当门开）检测到信号，执行高速开门动作；当门开到一定位置，开门减速开关到一定位置，开门减速开关I0.1动作，变为低速开门动作，变为低
16、速开门；当碰到开门极限开关；当碰到开门极限开关I0.2时，门全部开展。时，门全部开展。门开展后，定时器门开展后，定时器T37开始延时，若在开始延时，若在3s内感应内感应器检测到无人，即转为关门动作。器检测到无人，即转为关门动作。关门控制，先高速关门，当门关到一定位置碰到关门控制，先高速关门，当门关到一定位置碰到减速开关减速开关I0.3时，改为低速关门，碰到关门极限开关时，改为低速关门，碰到关门极限开关I0.4时停止。时停止。在关门期间若感应器检测到有人（在关门期间若感应器检测到有人（I0.0为为ON），），停止关门，停止关门，T38延时延时1s后自动转换为高速开门。后自动转换为高速开门。 自动门工作示意图自动门工作示意图解：解：1、I/O元件地址分配表元件地址分配表 自动门控制系统顺序功能图自动门控制系统顺序功能图2、设计顺序功能图、设计顺序功能图 3、梯形图程序、梯形图程序nend
