PLC在工业控制中的应用.pptx
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1、 PLC PLC控制系统设计步骤控制系统设计步骤1、可编程控制器控制系统设计的基本步骤(1)系统设计的主要内容 拟定控制系统设计的技术条件 选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构 选定 PLC 的型号 编制 PLC 的输入/输出分配表或绘制输入/输出端子接线图 根据系统设计的要求编写软件规格说明书,然后再用相应的编程语言(常用梯形图)进行程序设计 了解并遵循用户认知心理学,重视人机界面的设计,增强人与机器之间的友善关系 设计操作台、电气柜及非标准电器元部件 编写设计说明书和使用说明书第1页/共63页分析被控对象工艺条件和控制要求确定 I/O 设备分配 I/O 点设计应用系统梯形图程序将程序
2、输入 PLC 去进行软件测试应用系统整体调试编制技术文件选择合适的 PLC 类型系统设计的基本步骤 第8章第2页第2页/共63页2 2、PLC PLC 硬件系统设计硬件系统设计 (1)PLC 型号的选择 对输入/输出点的选择 对存储容量的选择 对 I/O 响应时间的选择 根据输出负载的特点选型 对在线和离线编程的选择 据是否联网通信选型 对 PLC 结构形式的选择 第3页/共63页(2)(2)分配输入 /输出点 分配定时器/计数器 确定 I/O 通道范围确定内部辅助继电器第4页/共63页3 3、PLC PLC 软件系统设计方法及步骤软件系统设计方法及步骤(1)PLC 软件系统设计的方法 图解法
3、编程a.梯形图法b.逻辑流程图法c.时序流程图法d.步进顺控法 经验法编程 计算机辅助设计编程第5页/共63页 编写技术文件并现场试运行(2)PLC(2)PLC 软件系统设计的步骤软件系统设计的步骤 对系统任务分块 编制控制系统的逻辑关系图 绘制各种电路图 编制 PLC 程序并进行模拟调试 制作控制台与控制柜 现场调试第6页/共63页 切勿将用于输入的电源并联在一起,更不可将这些电源并联到其他电源上控制单元输入端子接线控制单元输入端子接线输入线尽可能远离高压线和动力线等干扰源 不能将输入设备连接到带“.”端子上 交流型 PLC 的内藏式直流电源输出可用于输入;直流型 PLC 的直流电源输出功率
4、不够时,可使用外接电源 切勿将外接电源加到交流型 PLC 的内藏式直流电源的输出端子上第7页/共63页控制单元输出端子接线 输出线尽可能远离高压线和动力线等干扰源 不能将输出设备连接到带“.”端子上 各“COM”端均为独立的,故各输出端既可独立输出,又可采用公共并接输出。当各负载使用不同电压时,采 用独立输出方式;而各个负载使用相同电压时,可采用 公共输出方式第8页/共63页 若输出端接感性负载时,需根据负载的不同情况接入相应的保护电路。在交流感性负载两端并接 RC 串联电路;在直流感性负载两端并接二极管保护电路;在带低电流负载的输出端并接一个泄放电阻以避免漏电流的干扰。以上保护器件应安装在距
5、离负载 50cm 以内 在 PLC 内部输出电路中没有保险丝,为防止因负载短路而造成输出短路,应在外部输出电路中安装熔断器或设计紧急停车电路;当多个负载连到同一电源上时,应使用型号为 AFP1803 的短路片将它们的“COM”端短接起来控制单元输出端子接线第9页/共63页扩展单元接线扩展单元接线 若一台 PLC 的输入输出点数不够时,还可将 FX 系列的基本单元与其他扩展单元连接起来使用。具体配置视不同的机型而定。第10页/共63页 应确保使用同一组电源线对控制单元和 A/D 单元进行供电FX FX 系列可编程控制器的系列可编程控制器的 A/D A/D,D/A D/A 转换单元接线转换单元接线
6、 A/D 模块为防止输入信号上有电磁感应和噪声干扰,应使用两线双绞式屏蔽电缆建议将屏蔽电缆接到框架接地端(F.G)若需将电压范围选择端(RNAGE)短路,应直接在端子板上短接,不要拉出引线短接应使主回路接线远离高压线第11页/共63页应确保使用同一组电源线对控制单元和 D/A 单元进行供电 D/A D/A 模块模块为防止输出信号上有电磁感应和噪声干扰,应使用两线双绞式屏蔽电缆 在同一通道上的电压输出和电流输出不能同时使用。没有使用的输出端子应开路应使主回路接线远离高压线建议将屏蔽电缆接到负载设备的接地端第12页/共63页8.2 PLC8.2 PLC在机床控制中的作用在机床控制中的作用 四工位组
7、合机床由四个工作滑台,各带一个加工动力头,组成四个加工工位。除了四个加工工位外,还有夹具、上下料机械手和进料器四个辅助装置以及冷却和液压系统共四部分。工艺要求为有上料机械手自动上料,机床的四个加工动力刀头同时对一个零件进行加工,一次完成一个零件,通过下料机械手自动取走加工完的零件。要求具有全自动、半自动、手动三种工作方式。8.2.1 工艺要求第13页/共63页 下图是组合机床控制系统全自动工作循环和半自动工作循环式的状态流程图。图中S2是初始状态,驱动它的条件是各滑台、各辅助装置都处在原位,夹具为松开状态,料道有待加工零件且润滑系统工作正常。控制流程控制流程第14页/共63页组合机床自动工作状
8、态流程图第8章第15页第15页/共63页 (3)下料 下料机械手向前抓住零件,夹具松开,下料机械手退回原位并取走加工完的零件。组合机床全自动和半自动工作过程组合机床全自动和半自动工作过程上料 按下启动按钮,上料机械手前进,将零件送到夹具上,夹具加紧零件。同时进料装置进料,之后上料机械手退回原位,放料装置退回原位(2)加工 四个工作滑台前进,四个加工动力头同时加工,洗端面、打中心孔。加工完成后,各工作滑台退回原位 这样就完成了一个工作循环。如果选择了预停,则每个循环完成后,机床自动停在原位,实现半自动工作方式;如果不选择预停,则机床自动开始下一个工作循环,实现全自动工作方式。第16页/共63页四
9、个工位组合机床电气控制系统电气控制系统有输入信号42个,输出信号27个,均为开关量。其中外部输入元件包括:17个检测元件、24个按钮开关、1个选择开关;外部输出元件包括:16个电磁阀、6个接触器、5个指示灯。根据I/O信号的数量、类型以及控制要求,同时考虑到维护、改造和经济等诸多因素,决定选用FX2N-64MR主机和一个输出扩展单元FX-16EX,这样共有48个输入点,输出点就是主机的32点,满足控制要求。8.2.3 PLC8.2.3 PLC的选型的选型第17页/共63页将输入信号42个,输出信号27个按各自的功能类型分好,并与PLC的I/O端一一对应,编排好地址。列出外部I/O信号与PLCI
10、/O端地址对照表,如表所示。输入信号输入信号输出信号输出信号名称名称功能功能编号编号名称名称功能功能编号编号名称名称功能功能编号编号1SQ滑台滑台原位原位X05SB滑台滑台进进X261YV夹紧夹紧Y02SQ滑台滑台终点终点X16SB滑台滑台退退X272YV松开松开Y13SQ滑台滑台原位原位X27SB主轴主轴点动点动X303YV滑台滑台进进Y24SQ滑台滑台终点终点X38SB滑台滑台进进X314YV滑台滑台退退Y38.2.4 I/O8.2.4 I/O地址编号地址编号第18页/共63页输入信号输入信号输出信号输出信号5SQ滑台滑台原位原位X49SB滑台滑台退退X325YV滑台滑台进进Y46SQ滑台
11、滑台终点终点X510SB主轴主轴点动点动X336YV滑台滑台退退Y57SQ滑台滑台原位原位X611SB滑台滑台进进X347YV上料上料进进Y68SQ滑台滑台终点终点X712SB滑台滑台退退X358YV上料上料退退Y79SQ上料器原位上料器原位X1013SB主轴主轴点动点动X369YV下料下料进进Y1010SQ上料其终点上料其终点X1114SB滑台滑台进进X3710YV下料下料退退Y1211SQ下料器原位下料器原位iX1215SB滑台滑台退退X4011YV滑台滑台进进Y1312SQ下料器终点下料器终点X1316SB主轴主轴点动点动X4112YV滑台滑台退退Y14第19页/共63页输入信号输入信号
12、输出信号输出信号1YJ夹紧夹紧X1417SB夹紧夹紧X4213YV滑台滑台进进Y152YJ进料进料X1518SB松开松开X4314YV滑台滑台退退Y163YJ放料放料X1619SB上料器上料器进进X4415YV放料放料Y171SB总停总停X2120SB上料器上料器退退X4516YV进料进料Y202SB启动启动X2221SB进料进料X461KM主轴主轴Y213SB预停预停X2322SB放料放料X472KM主轴主轴Y221SA选择开关选择开关X2523SB冷却开冷却开X503KM主轴主轴Y2324SB冷却停冷却停X514KM主轴主轴Y245KM冷却电机冷却电机Y25续表第20页/共63页 四工位组
13、合机床的PLC控制系统梯形图包括初始化程序、手动调整程序和自动工作程序。图2是四工位组合机床在全自动与半自动工作方式时的梯形图程序,它采用了STL步进指令编写,程序简捷、清楚。图3四工位组合机床初始化程序梯形图。8.2.5 PLC8.2.5 PLC梯形图程序梯形图程序第21页/共63页四工位组合机床自动工作梯形图程序 第22页/共63页四工位组合机床自动工作梯形图程序 第23页/共63页四工位组合机床初始化程序梯形图 第24页/共63页 现代工业生产广泛采用流水作业,对成品或半成品进行分检,排除残次品是必须的工序。在流水线上,成品或半成品往往要经过若干项检验,符合要求者得以通过,随着流水线进入
14、下道生产工步。而不合格者必须在某处集中地予以排除,不得进入下道生产环节。因此,成品或半成品随传送带递进过程中,对其进行的检验结果也必须同步地向前移动。这样,当不合格者移动到规定的排除点时,才能正确地加以排除,从而实现质检与分检。利用 PLC 可以很方便地做到这一点 8.3 PLC8.3 PLC在化工生产过程中的应用在化工生产过程中的应用工艺要求第25页/共63页如图所示,工件在传送带上步行式前进。工件在 0 号站接受 PH1 光电检查。从 0 号站移到 4 号站要经过 4 次步进。移到 4 号站时,判断移到此站工件好还是坏。如果是废品则要求电磁阀 YV 打开,使废品掉下来。当 PH2 检测到废
15、品已掉下来后重新将电磁阀关闭。第26页/共63页根据上述模块的学习,再依据图的标示,同学们可以自己画出输入及输出端口的分配。下图中使用 M140 移位寄存器系统的软件设计系统的软件设计M140,M141,M142 分别表示移到 0 号位,1 号位,2 号位工件的品质好与坏数据“1”代表品质“坏”。M144 数据是“0”或“1”代表移至 4 号位工件是“好”还是“坏”当 M144=ON,电磁阀接通,打开阀门。第27页/共63页 质量控制梯形图 第28页/共63页8.4 PLC8.4 PLC在集选控制电梯中的在集选控制电梯中的应用应用电梯基本原理 用FX2N-48MR实现四层四站双速客梯集选控制的
16、控制系统。主拖动采用交流双速电动机进行拖动。1.电梯基本原理 电梯是机械、电气紧密结合的大型机电产品。主要由机房、井道、轿厢、门系统和电气控制系统组成。井道中安装有导轨,轿厢和对重由曳引钢丝绳连接,曳引钢丝绳挂在曳引轮上,曳引轮由曳引电动机拖动。轿厢和对重都装有各自的导靴,导靴卡在导轨上。曳引轮运转带动轿厢和对重沿各自导轨做上下相对运动,轿厢上升,对重下降。这样可通过控制曳引电动机来控制轿厢的启动、加速、运行、减速、平层停车,实现对电梯运行的控制。第29页/共63页电电梯梯的的工工作作原原理理控制柜曳引钢丝绳轿门曳引机限速器轿厢架轿厢体导轨对重缓冲器厅门召唤箱及指层器随行电缆限速器涨紧第8章第
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- PLC 工业 控制 中的 应用
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