【教学课件】第一节PLC电气控制系统的设计原则与内容.ppt

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1、PLC电气控制技术电气控制技术第十章第十章 PLC电气控制系统设计电气控制系统设计 第一节第一节 PLC电气控制系统的设计原则与内容电气控制系统的设计原则与内容uPLC电气控制系统的设计原则电气控制系统的设计原则 PLC最适合的最适合的控制对象控制对象是：工业环境较差，对安全性、可靠性要求较高、是：工业环境较差，对安全性、可靠性要求较高、系统系统 工艺复杂，输入工艺复杂，输入/输出以开关量为主的工业自动控制系统或装置。输出以开关量为主的工业自动控制系统或装置。PLC可取代工业控制机算机，作为主控可取代工业控制机算机，作为主控制器制器来完成复杂的工业自动控制任务。来完成复杂的工业自动控制任务。P

2、LC电气控制系统，应遵循以下原则：电气控制系统，应遵循以下原则：1)应能满足控制对象的工艺要求，保证应能满足控制对象的工艺要求，保证 能按照工艺流程准确、可靠地工作。能按照工艺流程准确、可靠地工作。2)系统构成应力求简单、实用，系统易系统构成应力求简单、实用，系统易 操作、调整，检修方便。操作、调整，检修方便。3)设计合理、经济，能发挥设计合理、经济，能发挥PLC控制的控制的 优点。优点。uPLC控制系统的设计内容控制系统的设计内容 PLCPLC控制系统的设计步骤如右图所示：控制系统的设计步骤如右图所示：主要内容有：主要内容有：工艺分析工艺分析机型选择机型选择 外部电路设计外部电路设计程序设计

3、程序设计程序初调程序初调联机统调联机统调 PLC电气控制技术电气控制技术第十章第十章 PLC电气控制系统设计电气控制系统设计 第二节第二节 PLC在多功能屋面在多功能屋面SP板切割机上的应用板切割机上的应用u切割机装置及其工艺要求切割机装置及其工艺要求 SP板切割机装置图板切割机装置图 横向切割横向切割大车快速纵向行走大车快速纵向行走纵向切割纵向切割斜向切割斜向切割开槽切割开槽切割自动横向切割自动横向切割 工艺路线包括以下几步：工艺路线包括以下几步：PLC电气控制技术电气控制技术第十章第十章 PLC电气控制系统设计电气控制系统设计 主切割电动机主切割电动机M1 正反转运行，实现正反转运行，实现

4、SP板横向、纵向及斜向切割功能。板横向、纵向及斜向切割功能。开槽电动机开槽电动机M2 单向运行，实现单向运行，实现SP板表面开槽功能。板表面开槽功能。油泵电动机油泵电动机M3 单向运行，给液压系统提供动力。单向运行，给液压系统提供动力。回转电动机回转电动机M4 正反转运行，调整切割头角度。正反转运行，调整切割头角度。液压马达及电磁铁液压马达及电磁铁YA 实现切割机装置的各种动作及速度调节，实现切割机装置的各种动作及速度调节，旋转编码器旋转编码器 实现切割机切割深度的实时检测。实现切割机切割深度的实时检测。数码管（带译码器）数码管（带译码器）实现切割机切割规格机切割深度的实时显示。实现切割机切割

5、规格机切割深度的实时显示。直流开关电源直流开关电源 为为PLC输入信号提供电源，同时为输入信号提供电源，同时为PLC输出驱动提供电源输出驱动提供电源 u切割机装置电控设备及要求切割机装置电控设备及要求 u设计过程设计过程电控系统原理图：电控系统原理图：根据切割机装置设备的要求，设计电控系统根据切割机装置设备的要求，设计电控系统原理图原理图包括：包括：切割机装置电气控制主电路原理图以及相应要求的交流控制电路切割机装置电气控制主电路原理图以及相应要求的交流控制电路原理图。原理图。PLC控制电路原理图：控制电路原理图：选用三菱选用三菱FX2N-128MR型型PLC电气控制技术电气控制技术第十章第十章

6、 PLC电气控制系统设计电气控制系统设计 PLC输入接口功能表输入接口功能表PLC电气控制技术电气控制技术第十章第十章 PLC电气控制系统设计电气控制系统设计 PLC输出接口功能表输出接口功能表PLC电气控制技术电气控制技术第十章第十章 PLC电气控制系统设计电气控制系统设计 PLC控制程序设计控制程序设计:PLC电气控制技术电气控制技术第十章第十章 PLC电气控制系统设计电气控制系统设计 PLC控制程序控制程序 PLC电气控制技术电气控制技术第十章第十章 PLC电气控制系统设计电气控制系统设计 u操作说明书操作说明书 控制对象说明控制对象说明包括主切割电动机、开槽切割电动机、液压泵、回转电包

7、括主切割电动机、开槽切割电动机、液压泵、回转电动机以及各个电磁铁等。动机以及各个电磁铁等。控制功能说明控制功能说明包括设定切割规格、手动包括设定切割规格、手动/自动横向切割、手动台车快速自动横向切割、手动台车快速纵向行走、手动纵向切割、手动斜向切割、手动开槽切割等。纵向行走、手动纵向切割、手动斜向切割、手动开槽切割等。PLC电气控制技术电气控制技术第十章第十章 PLC电气控制系统设计电气控制系统设计 第三节第三节 PLC与变频器结合在钢筋调直机上的应用与变频器结合在钢筋调直机上的应用u钢筋调直机及其工艺要求钢筋调直机及其工艺要求 对钢筋的基本要求对钢筋的基本要求:钢筋钢筋切口断面平整切口断面平

8、整，钢筋的横肋和纵肋，钢筋的横肋和纵肋表面无划伤、表面无划伤、无扭曲、力学性能基本稳定无扭曲、力学性能基本稳定，满足国家标准的使用要求。，满足国家标准的使用要求。钢筋调直机的工作过程如下：钢筋调直机的工作过程如下：1)设定设定 根据所加工盘条的情况，设定钢筋直径、钢筋定尺切断长度，对根据所加工盘条的情况，设定钢筋直径、钢筋定尺切断长度，对钢筋根数进行设定，同时根据生产中钢筋长度的实际需要，设定承料架打开钢筋根数进行设定，同时根据生产中钢筋长度的实际需要，设定承料架打开的气阀延时时间。的气阀延时时间。2)定尺定尺 根据钢筋定尺切断长度，调整定尺挡板的位置。根据钢筋定尺切断长度，调整定尺挡板的位置

9、。3)手动手动 起动牵引辊，将盘条引入调直辊，以固定的速度对盘条进行调直起动牵引辊，将盘条引入调直辊，以固定的速度对盘条进行调直并进行定尺剪切，盘条调直剪切完毕，手动停车。并进行定尺剪切，盘条调直剪切完毕，手动停车。4)自动自动 手动起动牵引辊，将盘条引入调直辊后，对盘条进行自动调直并手动起动牵引辊，将盘条引入调直辊后，对盘条进行自动调直并定尺剪切，调直时高速，剪切时低速，同时对剪切的钢筋根数进行自动计数，定尺剪切，调直时高速，剪切时低速，同时对剪切的钢筋根数进行自动计数，与设定根数相等时，自动停车。与设定根数相等时，自动停车。5)显示显示 对调直机实际剪切的钢筋根数进行计数并显示；根据数学模

10、型，对调直机实际剪切的钢筋根数进行计数并显示；根据数学模型，对每批钢筋不同根数的钢筋重量进行累加计算并显示；对每个班次所加工的对每批钢筋不同根数的钢筋重量进行累加计算并显示；对每个班次所加工的钢筋总重量进行累加计算并显示。钢筋总重量进行累加计算并显示。PLC电气控制技术电气控制技术第十章第十章 PLC电气控制系统设计电气控制系统设计 u钢筋调直机电控设备及要求钢筋调直机电控设备及要求 (1)调直电动机调直电动机M1：带动调直筒正反转运行，实现钢筋调直。：带动调直筒正反转运行，实现钢筋调直。(2)牵引电动机牵引电动机M2：带动牵引辊正反向运行，辅助钢筋调直。带动牵引辊正反向运行，辅助钢筋调直。(

11、3)除尘电动机除尘电动机M3：单向运行，需要时手动起动进行除尘。：单向运行，需要时手动起动进行除尘。(4)飞剪：飞剪：定尺挡板动作时自动对钢筋进行剪切。定尺挡板动作时自动对钢筋进行剪切。(5)接近开关：接近开关：对调直钢筋剪切根数进行计数。对调直钢筋剪切根数进行计数。(6)限位开关：限位开关：调直机机盖位置检测，实现安全生产。调直机机盖位置检测，实现安全生产。(7)变频器：变频器：对调直机的高速调直与低速剪切进行控制。对调直机的高速调直与低速剪切进行控制。(8)控制按钮：控制按钮：包括手动包括手动/自动选择旋钮开关；两地操作的正转、反转、自动选择旋钮开关；两地操作的正转、反转、停停 止按钮；三

12、地操作的点动正转、反转按钮；承料架打开按钮等。止按钮；三地操作的点动正转、反转按钮；承料架打开按钮等。(9)指示灯：指示灯：两地显示电源指示灯以及调直机运行指示灯。两地显示电源指示灯以及调直机运行指示灯。(10)文本显示器：文本显示器：实现调直机的参数设定及相关信息的显示。实现调直机的参数设定及相关信息的显示。u设计过程设计过程 电控系统原理图：电控系统原理图：三相电源由断路器三相电源由断路器QF1引入。调直电动机引入。调直电动机M1、牵引电、牵引电 动机动机M2由同一台变频器控制，变频器的控制信号由由同一台变频器控制，变频器的控制信号由PLC给出。断路器给出。断路器 QF3为为PLC电源开关

13、。电源开关。H1、H2为电源指示信号。为电源指示信号。PLC控制系统原理图：控制系统原理图：PLC电气控制技术电气控制技术第十章第十章 PLC电气控制系统设计电气控制系统设计 电控系统原电控系统原理图理图PLC控制电路原理图：选控制电路原理图：选用西门子用西门子S7-200 CPU224模模块及块及EM232模拟量输出扩模拟量输出扩展模块，选择展模块，选择S7-200系列系列TD200文本显示器文本显示器PLC电气控制技术电气控制技术第十章第十章 PLC电气控制系统设计电气控制系统设计 PLC控制程序设计控制程序设计 NETWORK 1 /点动不自锁延时点动不自锁延时LD I1.0O I1.1

14、TOF T41,+2NETWORK 2 /正转正转LDN T41A Q0.4O I0.1O I1.0LDN I0.4O M10.0ALDA I0.5A I1.3AN Q0.5=Q0.4NETWORK 3 /反转反转LDN T41A Q0.5O I0.6O I1.1LDN I0.4O M10.0ALDA I0.5S7-200 PLC指令表形式调直机控制程序清单指令表形式调直机控制程序清单A I1.3AN Q0.4=Q0.5NETWORK 4 /10分钟待料停车分钟待料停车LD M10.0AN I0.0TON T37,+6000NETWORK 5 /防止连切记数延时防止连切记数延时LD I0.0T

15、OF T39,+4NETWORK 6 /剪切信号剪切信号LD T39ED=M20.1NETWORK 7 /记数记数LD T39A I0.4LD I0.1ON I0.4A M1.1CTU C8,VW74NETWORK 8 /自动第一根？自动第一根？LD I0.4AW=C8,+1=M20.0PLC电气控制技术电气控制技术第十章第十章 PLC电气控制系统设计电气控制系统设计 NETWORK 9 /记数到设定值记数到设定值LDW VW74,VW290=M1.6NETWORK 10 /脉冲脉冲LD M1.6EU=M2.1NETWORK 11 /自动停车自动停车LDN C8O M1.7AN M2.1AN

16、T37=M10.0NETWORK 12 /记数到脉冲记数到脉冲LD M1.1EU=M2.0NETWORK 13LD M1.6O M1.7AN M2.0=M1.7NET WORK 14 /初始脉冲初始脉冲LD SM0.0MOVW VW74,VW290NETWORK 15 /记数到记数到LDW=C8,VW74=M1.1NETWORK 16 /启动启动LD I0.1O M1.0A M10.0=M1.0NETWORK 17 /记数显示记数显示LD M1.0O M1.1ITD C8,VD286DTR VD286,VD52NETWORK 18 /重量显示重量显示LD M1.0LD M1.0EDOLDMOV

17、R VD94,VD250/R 2.0,VD250MOVR VD250,VD254*R VD250,VD254MOVR VD254,VD258*R 3.14,VD258MOVR VD114,VD262*R VD258,VD262MOVR VD52,VD266*R VD262,VD266MOVR VD266,VD270/R 1000000.0,VD270MOVR VD270,VD136*R 7.85,VD136PLC电气控制技术电气控制技术第十章第十章 PLC电气控制系统设计电气控制系统设计 NETWORK 19 /总重量显示总重量显示LDN M10.0A I0.4O C8AN M1.3EU+R

18、VD136,VD156NETWORK 20 /总重清除总重清除LD I0.2O M1.3AN I0.1=M1.3NETWORK 21 /总重清零显示总重清零显示LD M1.3MOVR 0.0,VD156NETWORK 22 /直径直径14mm最高频率设定最高频率设定60HzLD I0.4AR=VD94,14.0MOVW +27428,VW200NETWORK 23 /直径直径=12mm最高频率设定最高频率设定70HzLD I0.4AR=VD94,12.0MOVW +32000,VW200NETWORK 24 /直径直径=10mm最高频率设定最高频率设定70HzLD I0.4AR=VD94,10

19、.0MOVW +32000,VW200NETWORK 25 /直径直径10mm剪切时间计算剪切时间计算LD I0.4AR=VD94,10.0MOVR VD114,VD210-R 500.0,VD210MOVR VD210,VD214/R 1000.0,VD214MOVR VD214,VD218/R 70.0,VD218MOVR VD218,VD222*R 600.0,VD222TRUNC VD222,VD226DTI VD226,VW230NETWORK 26 /直径直径12mm剪切时间计算剪切时间计算LD I0.4AR=VD94,12.0MOVR VD114,VD210-R 500.0,VD

20、210MOVR VD210,VD214/R 1000.0,VD214MOVR VD214,VD218/R 80.0,VD218MOVR VD218,VD222*R 600.0,VD222TRUNC VD222,VD226DTI VD226,VW230PLC电气控制技术电气控制技术第十章第十章 PLC电气控制系统设计电气控制系统设计 NETWORK 27 /直径直径14mm剪切时间计算剪切时间计算LD I0.4AR=VD94,14.0MOVR VD114,VD210-R 500.0,VD210MOVR VD210,VD214/R 1000.0,VD214MOVR VD214,VD218/R 80

21、.0,VD218MOVR VD218,VD222*R 600.0,VD222TRUNC VD222,VD226DTI VD226,VW230NETWORK 28 /高速计时高速计时LD I0.4AN M20.1A M20.0TON T42,VW230NETWORK 29 /自动剪切频率自动剪切频率35HzLD I0.4A T42MOVW +16000,VW202NETWORK 30 /自动调直最高频率自动调直最高频率LD I0.4A M20.0AN T42MOVW VW200,VW202NETWORK 31 /手动频率手动频率35HzLDN M20.0A I0.4ON I0.4MOVW +16

22、000,VW202NETWORK 32 /频率给定频率给定LD I0.4ON I0.4MOVW VW202,AQW0NETWORK 33 /气阀启动气阀启动LD I0.0A I0.3TOF T38,VW176NETWORK 34 /气阀延时启动气阀延时启动LD T38=Q0.1=Q0.2=Q0.3NETWORK 35 /TD200初始化显示初始化显示LD SM0.1MOVB 128,VB14MOVB 0,MB0NETWORK 36 /TD200信息信息1 （根数显示，根数设定）（根数显示，根数设定）LD M0.0MOVB 128,VB14R M0.0,1NETWORK 37 /根数设定根数设定

23、LD V55.2R V55.2,1MOVB 128,VB14PLC电气控制技术电气控制技术第十章第十章 PLC电气控制系统设计电气控制系统设计 NETWORK 38 /TD200信息信息2 （直径设定（直径设定mm，长度设定，长度设定mm）LD M0.1MOVB 64,VB14R M0.1,1NETWORK 39 /直径设定直径设定mmLD V84.2R V84.2,1MOVB 64,VB14NETWORK 40 /长度设定长度设定mmLD V94.2R V94.2,1MOVB 64,VB14NETWORK 41 /TD200信息信息3 （重量显示（重量显示Kg，总重量显示，总重量显示Kg）L

24、D M0.2MOVB 32,VB14R M0.2,1NETWORK 42 /TD200信息信息4 （气阀延时设定）（气阀延时设定）LD M0.3MOVB 16,VB14R M0.3,1NETWORK 43 /气阀延时设定气阀延时设定 （100ms）LD V168.2R V168.2,1MOVB 16,VB14 TD200文本显示器的组态文本显示器的组态l需要设定和显示不同的工艺参数，包需要设定和显示不同的工艺参数，包括：括：根数设定、根数显示、直径设定、根数设定、根数显示、直径设定、长度设定、重量显示、总重量显示以及长度设定、重量显示、总重量显示以及气阀延时设定等。气阀延时设定等。l选用选用T

25、D200作为操作员界面。作为操作员界面。TD200通过通过TD/CPU电缆与电缆与S7-200 PLC CPU模模块编程口相连，并由块编程口相连，并由CPU给给TD200供电。供电。l在完成选择项的选择和信息建立之后，在完成选择项的选择和信息建立之后，TD200组态向导自动把参数块和信息文组态向导自动把参数块和信息文本写入数据块，上电后，本写入数据块，上电后，TD200从从CPU读参数块，并主动循环查询信息使能位，读参数块，并主动循环查询信息使能位，决定要显示的信息，并从决定要显示的信息，并从CPU读取信息读取信息显示。显示。l实现调直机设定显示的实现调直机设定显示的TD200参数块参数块清单

26、如下，其中清单如下，其中“/”后为功能注释。后为功能注释。PLC电气控制技术电气控制技术第十章第十章 PLC电气控制系统设计电气控制系统设计 S7-200 PLC实现调直机设定显示的实现调直机设定显示的TD200参数块清单参数块清单/TD200参数块起始参数块起始VB0 TD/文本显示设备标识文本显示设备标识VB2 16#60/中文语言，最快更新中文语言，最快更新VB3 16#A1/40字符显示模式，字符显示模式，Up键键V3.2；Down键键V3.3VB4 4/信息数信息数4VB5 0/功能键标志位功能键标志位M0.0M0.7VW6 40/信息起始地址信息起始地址VW40VW8 14/信息势

27、能位起始地址信息势能位起始地址VW14VW10 0/全局口令全局口令VW12 256/简体中文字符集简体中文字符集/信息信息1，信息使能位，信息使能位V14.7VB40 根数显示：根数显示：VB50 16#00/不需编辑、确认、口令不需编辑、确认、口令VB51 16#50/双精度实型字，无小数位双精度实型字，无小数位VD52 16#00000000/嵌入数据值嵌入数据值VB56 根数设定：根数设定：VB72 16#10/编辑标志编辑标志V72.2；不需确认、；不需确认、口令口令VB73 16#30/无符号字，无小数位无符号字，无小数位VW74 16#0000/嵌入数据值嵌入数据值/信息信息2，

28、信息使能位，信息使能位V14.6VB80 直径设定直径设定mm：VB92 16#10/编辑标志编辑标志V92.2；不需确认、口令；不需确认、口令VB93 16#50/双精度实型字，无小数位双精度实型字，无小数位VD94 16#00000000/嵌入数据值嵌入数据值VB98 长度设定长度设定mm：VB112 16#10/编辑标志编辑标志V112.2；不需确认、口令；不需确认、口令VB113 16#50/双精度实型字，无小数位双精度实型字，无小数位VD114 16#00000000/嵌入数据值嵌入数据值/信息信息3，信息使能位，信息使能位V14.5VB120 重量显示重量显示kg约：约：VB134

29、 16#00/不需编辑、确认、口令不需编辑、确认、口令VB135 16#52/双精度实型字，双精度实型字，2位小数位位小数位VD136 16#00000000/嵌入数据值嵌入数据值VB140 总重显示总重显示kg约：约：VB154 16#00/不需编辑、确认、口令不需编辑、确认、口令VB155 16#52/双精度实型字，双精度实型字，2位小数位位小数位VD156 16#00000000/嵌入数据值嵌入数据值/信息信息4，信息使能位，信息使能位V14.4VB160 气阀延时设定：气阀延时设定：VB174 16#10/编辑标志编辑标志V174.2、确认、口令、确认、口令VB175 16#30/无符号字，无小数位无符号字，无小数位VW176 16#0000/嵌入数据值嵌入数据值/TD200参数块结束参数块结束