可编程序控制器系统设计与应用资料.ppt

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1、第第6章章 可编程序控制器系统设计与应用可编程序控制器系统设计与应用 u了了解解可可编编程程序序控控制制器器系系统统设设计计的的一一般般原原则则与步骤与步骤 u熟熟悉悉可可编编程程序序控控制制器器系系统统设设计计的的硬硬件件配配置置及软件设计及软件设计 u掌握掌握软、硬件设计的基本环节及设计技巧软、硬件设计的基本环节及设计技巧 学习目标：学习目标：教学内容：教学内容：6.1 PLC控制系统设计控制系统设计 6.2 PLC控制系统硬件配置控制系统硬件配置 6.3 PLC控制系统软件设计控制系统软件设计 6.4 PLC应用程序的典型环节及设计技巧应用程序的典型环节及设计技巧 6.5 PLC在工业控

2、制中的应用在工业控制中的应用 6.6 提高提高PLC控制系统可靠性的措施控制系统可靠性的措施 第第6章章 可编程序控制器系统设计与应用可编程序控制器系统设计与应用 6.1 PLC控制系统设计控制系统设计 返回返回u可编程控制系统设计时应遵循以下原则：可编程控制系统设计时应遵循以下原则：6.1.1 PLC控制系统设计的基本原则控制系统设计的基本原则 最大限度的满足被控对象的要求；最大限度的满足被控对象的要求；在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、适用及维护方便；经济、适用及维护方便；保证系统的安全可靠；保证系统的安全可靠；考虑生产发展和工艺

3、改进的要求，在选型时应留考虑生产发展和工艺改进的要求，在选型时应留有适当的余量。有适当的余量。6.1.2 PLC控制系统设计的内容控制系统设计的内容 uPLC控制系统设计的主要内容有：控制系统设计的主要内容有：分析控制对象，明确设计任务和要求；分析控制对象，明确设计任务和要求；选定选定PLC的型号，对控制系统的硬件进行配置；的型号，对控制系统的硬件进行配置；选择所需的输入选择所需的输入/输出模块，编制输出模块，编制PLC的输入的输入/输输出分配表和输入出分配表和输入/输出端子接线图输出端子接线图;根据系统设计要求编写程序规格要求说明书，再根据系统设计要求编写程序规格要求说明书，再用相应的编程语

4、言进行程序设计；用相应的编程语言进行程序设计；设计操作台、电气柜、选择所需的电器元件；设计操作台、电气柜、选择所需的电器元件；编写设计说明书和操作使用说明书。编写设计说明书和操作使用说明书。6.1.3 PLC控制系统设计的一般步骤控制系统设计的一般步骤 uPLC的结构和工作方式与一般微机和继电器相比的结构和工作方式与一般微机和继电器相比各有特点，其具体设计步骤如下：各有特点，其具体设计步骤如下：详详细细了了解解被被控控对对象象的的生生产产工工艺艺过过程程，分分析析控控制制要要求。求。根据控制要求确定所需的用户输入根据控制要求确定所需的用户输入/输出设备。输出设备。选择选择PLC类型。类型。分配

5、分配PLC的的I/O点，设计点，设计I/O连接图。连接图。PLC软软件件设设计计，同同时时可可进进行行控控制制台台的的设设计计和和现现场场施工。施工。系统调试，固化程序，交付使用。系统调试，固化程序，交付使用。6.1.3 PLC控制系统设计的一般步骤控制系统设计的一般步骤图图6-1 PLC控制系统设计步骤控制系统设计步骤6.2 PLC控制系统硬件配置控制系统硬件配置 u硬硬件件系系统统设设计计主主要要包包括括PLCPLC及及外外围围线线路路的的设设计计、电气线路的设计和抗干扰措施的设计等内容。电气线路的设计和抗干扰措施的设计等内容。u随随着着PLCPLC功功能能的的不不断断提提高高和和完完善善

6、，PLCPLC几几乎乎可可以以完完成成工工业业控控制制领领域域的的所所有有任任务务。但但PLCPLC还还是是有有它它最最适适合合的的应应用用场场合合，所所以以在在接接到到一一个个控控制制任任务务后后，要要分分析析被被控控对对象象的的控控制制过过程程和和要要求求，看看看看用用什什么么控控制制装装备备（PLCPLC、单单片片机机、DCSDCS或或工工控控机机IPCIPC）来来完完成该任务最合适。成该任务最合适。返回返回6.2.1 PLC的选型的选型 u当确定由当确定由PLCPLC来完成控制后，设计者接下来要解来完成控制后，设计者接下来要解决两个主要问题：决两个主要问题：PLC容容量量的的选选择择：

7、首首先先要要对对控控制制任任务务进进行行详详细细的的分分析析，把把所所有有的的I/O点点找找出出来来，包包括括开开关关量量I/O和和模模拟拟量量I/O以以及及这这些些I/O点点的的性性质质。然然后后对对用用户户存存储器容量进行估算。储器容量进行估算。PLC机机型型的的选选择择：由由于于生生产产PLC的的厂厂家家众众多多，实实现现的的功功能能虽虽基基本本相相同同，但但性性能能、价价格格和和编编程程语语言言却却有有较较大大差差别别，一一般般应应从从功功能能方方面面、价价格格方方面面和和售后服务等几个方面考虑。售后服务等几个方面考虑。6.2.2 I/O地址分配地址分配 u输输入入输输出出信信号号在在

8、PLCPLC接接线线端端子子上上的的地地址址分分配配是是进进行行PLCPLC控控制制系系统统设设计计的的基基础础。对对软软件件设设计计来来说说，I/OI/O地地址址分分配配以以后后才才可可进进行行编编程程；对对控控制制柜柜及及PLCPLC的的外外围围接接线线来来说说，只只有有I/OI/O地地址址确确定定以以后后，才才可可以以绘绘制制电电气气接接线线图图、装装配配图图，让让装装配配人人员员根根据据线线路图和安装图安装控制柜。路图和安装图安装控制柜。u在在进进行行I/O地地址址分分配配时时最最好好把把I/O点点的的名名称称、代代码码和地址以表格的形式列写出来。如下表所示：和地址以表格的形式列写出来

9、。如下表所示：输入信号输出信号停止按钮SB1I0.0正转接触器KM1反转接触器KM2Q0.1Q0.2起动按钮SB2I0.1点动按钮SB3I0.26.2.3 响应时间响应时间 u对对于于过过程程控控制制，扫扫描描周周期期和和响响应应时时间间必必须须认认真真考考虑虑。PLCPLC顺顺序序扫扫描描的的工工作作方方式式，使使它它不不能能可可靠靠地地接接收收持持续续时时间间小小于于扫扫描描周周期期的的输输入入信信号号。总总之之，PLCPLC的处理速度应满足实时控制的要求。的处理速度应满足实时控制的要求。选选定定PLCPLC及及其其扩扩展展模模块块（如如需需要要的的话话）和和分分配配完完I/OI/O地地址

10、址后后，硬硬件件设设计计的的主主要要内内容容就就是是完完成成电电气气控控制制系系统统原原理理图图的的设设计计、电气控制元器件的选择和控制柜的设计。电气控制元器件的选择和控制柜的设计。6.3 PLC控制系统软件设计控制系统软件设计 u在一些典型的控制环节和电路的基础上，根据被在一些典型的控制环节和电路的基础上，根据被控制对象对控制系统的具体要求，凭经验进行选控制对象对控制系统的具体要求，凭经验进行选择、组合。有时为了得到一个满意的设计结果，择、组合。有时为了得到一个满意的设计结果，需要进行多次反复地调试和修改，增加一些辅助需要进行多次反复地调试和修改，增加一些辅助触点和中间编程元件。触点和中间编

11、程元件。u经验设计法对于一些比较简单的控制系统的设计经验设计法对于一些比较简单的控制系统的设计是比较奏效的，可以收到快速、简单的效果。但是比较奏效的，可以收到快速、简单的效果。但是，由于这种方法主要是依靠设计人员的经验进是，由于这种方法主要是依靠设计人员的经验进行设计，所以对设计人员的要求也比较高，特别行设计，所以对设计人员的要求也比较高，特别是要求设计者有一定的实践经验。是要求设计者有一定的实践经验。6.3.1 经验设计法经验设计法 返回返回6.3.2 逻辑设计法逻辑设计法 u工业电气控制线路中，有不少都是通过继电器等工业电气控制线路中，有不少都是通过继电器等电器元件来实现，因此，用电器元件

12、来实现，因此，用“0 0”和和“1 1”两种取两种取值的逻辑代数设计电器控制线路是完全可以的，值的逻辑代数设计电器控制线路是完全可以的，用逻辑设计法设计用逻辑设计法设计PLC应用程序的一般步骤如下：应用程序的一般步骤如下：列出执行元件动作节拍表；列出执行元件动作节拍表；绘制电气控制系统的状态转移图；绘制电气控制系统的状态转移图；进行系统的逻辑设计；进行系统的逻辑设计；编写程序；编写程序；对程序检测、修改和完善。对程序检测、修改和完善。6.3.3 顺序功能图法顺序功能图法 u顺序功能图法是首先根据系统的工艺流程设计顺顺序功能图法是首先根据系统的工艺流程设计顺序功能图，然后再依据顺序功能图设计顺序

13、控制序功能图，然后再依据顺序功能图设计顺序控制程序。在顺序功能图中，实现转换时使前级步的程序。在顺序功能图中，实现转换时使前级步的活动结束而使后续步的活动开始，步之间没有重活动结束而使后续步的活动开始，步之间没有重叠。叠。u顺序控制继电器（顺序控制继电器（SCR）指令是基于顺序功能图）指令是基于顺序功能图（SFC）的编程方式，专门用于编制顺序控制程）的编程方式，专门用于编制顺序控制程序。使用它必须依据顺序功能图进行编程。序。使用它必须依据顺序功能图进行编程。本节小结：本节小结：u在编程语言的选择上，用梯形图编程还是用语句在编程语言的选择上，用梯形图编程还是用语句表编程或使用功能图编程，这主要取

14、决于以下几表编程或使用功能图编程，这主要取决于以下几点：点：有有些些PLCPLC使使用用梯梯形形图图编编程程不不是是很很方方便便，则则可可以以使使用用语句表编程，但是梯形图总比语句表直观。语句表编程，但是梯形图总比语句表直观。经经验验丰丰富富的的人人员员可可以以使使用用语语句句表表直直接接编编程程，就就像像使用汇编语言一样。使用汇编语言一样。如如果果是是清清晰晰的的单单顺顺序序、选选择择顺顺序序或或并并发发顺顺序序的的控控制任务，则最好用顺序功能图来设计。制任务，则最好用顺序功能图来设计。6.4 PLC应用程序的典型环节及设计技巧应用程序的典型环节及设计技巧 u复杂的控制程序一般都是由一些典型

15、的基本环节复杂的控制程序一般都是由一些典型的基本环节有机地组合而成的，因此，掌握这些基本环节尤有机地组合而成的，因此，掌握这些基本环节尤为重要。它有助于程序设计水平的提高。为重要。它有助于程序设计水平的提高。u几个常用的典型环节：几个常用的典型环节：6.4.1 应用程序的典型环节应用程序的典型环节 电动机的起动与停止控制程序；电动机的起动与停止控制程序；具有点动功能电动机起动、停止控制程序；具有点动功能电动机起动、停止控制程序；电动机的正、反转控制程序；电动机的正、反转控制程序；返回返回u1.1.电动机的起动与停止控制程序电动机的起动与停止控制程序：输入信号输出信号停止按钮SB1I0.1接触器

16、KMQ0.1起动按钮SB2I0.2表表6-1 I/O6-1 I/O分配表分配表 图图6-3 I/O6-3 I/O接线图接线图 图图6-46-4 停止停止优优先梯形先梯形图图 图图6-56-5 起动优先梯形图起动优先梯形图 注意：常闭按纽在编程中的变化注意：常闭按纽在编程中的变化6.4.1 应用程序的典型环节应用程序的典型环节 返回返回6.4.1 应用程序的典型环节应用程序的典型环节u2.具有点动功能电动机起动、停止控制程序具有点动功能电动机起动、停止控制程序 输入信号输出信号停止按钮SB1I0.0接触器KMQ0.1起动按钮SB2I0.1点动按钮SB3I0.2表表6-2 I/O6-2 I/O分配

17、表分配表 图图6-6 6-6 起、停、点动控制起、停、点动控制I/OI/O接线图接线图 图图6-7 6-7 电动机起、停、点动控制电动机起、停、点动控制 6.4.1 应用程序的典型环节应用程序的典型环节u3.电动机的正、反转控制程序电动机的正、反转控制程序 输入信号输出信号停止按钮SB1I0.0正转接触器KM1反转接触器KM2Q0.1Q0.2正转按钮SB2I0.1反转按钮SB3I0.2表表6-3 I/O6-3 I/O分配表分配表 图图6-96-9 电动机正、电动机正、反转梯形图反转梯形图6.4.1 应用程序的典型环节应用程序的典型环节u4.通电禁止输出程序通电禁止输出程序 图图6-106-10

18、 通通电电禁禁止止输输出梯形出梯形图图 PLC PLC上电进入上电进入RUNRUN状状态时，态时，SM0.3SM0.3接通一个接通一个扫描周期。使扫描周期。使M1.0M1.0置置1 1，M1.0M1.0的常闭接点切的常闭接点切断了输出线圈断了输出线圈Q1.0Q1.0、Q1.1Q1.1Q2.3Q2.3的控制逻的控制逻辑，故输出被禁止。辑，故输出被禁止。只有接通允许工作的只有接通允许工作的按钮按钮Il.0Il.0时，时，M1.0M1.0被被复位，输出线圈复位，输出线圈Q1.0Q1.0、Q1.1Q1.1Q2.3Q2.3才有可能才有可能输出。输出。6.4.1 应用程序的典型环节应用程序的典型环节u5.

19、5.闪烁电路闪烁电路闪烁电路实际上闪烁电路实际上就是一个时就是一个时钟电钟电路。它可以是等路。它可以是等间间隔的通断，也隔的通断，也可以是不等可以是不等间间隔隔的通断。的通断。图图6 6-1111为为一个典型一个典型闪烁闪烁电电路的程序及路的程序及时时序序图图。在。在该该例中，例中，当当I0.0I0.0有效时，有效时，T37T37就会产生一个就会产生一个1s1s通、通、2s2s断的闪断的闪烁信号。烁信号。Q0.0Q0.0和和T37T37一样开始闪烁。一样开始闪烁。图图6-116-11 闪烁电闪烁电路路 6.4.1 应用程序的典型环节应用程序的典型环节u6.报警电路报警电路 输入信号输入信号I0

20、.0 故障故障I1.0 消铃消铃I1.1 测试测试输出信号输出信号Q0.0 警灯警灯Q0.7警铃警铃I/OI/O分配表分配表图图6-136-13 标标准故障准故障报报警警 6.4.1 应用程序的典型环节应用程序的典型环节u7.高精度时钟程序高精度时钟程序 图图6-156-15 高精度高精度时钟时钟梯形梯形图图 输入信号输入信号I0.1I0.1、I0.2I0.2用于建立期用于建立期望的时钟设置，望的时钟设置，即调整分针、时即调整分针、时针。针。6.4.1 应用程序的典型环节应用程序的典型环节u8.脉冲宽度可控制电路脉冲宽度可控制电路 在在输输入信号入信号宽宽度不度不规规范的情况下，要求在每一个范

21、的情况下，要求在每一个输输入信号的上升沿入信号的上升沿产产生一个生一个宽宽度固定的脉冲，度固定的脉冲，该该脉冲脉冲宽宽度可以度可以调节调节。如果。如果输输入信号的两个上升沿之入信号的两个上升沿之间间的距的距离小于离小于该该脉冲脉冲宽宽度，度，则则忽略忽略输输入信号的第二个上升沿入信号的第二个上升沿。图图6-16 6-16 脉冲宽度可控制电路脉冲宽度可控制电路 6.4.1 应用程序的典型环节应用程序的典型环节u9.分频电路分频电路 由于由于M0.1M0.1常常闭触点的作用，闭触点的作用，M0.0M0.0在在I0.1I0.1每每次有效信号时次有效信号时间内仅接通一间内仅接通一个扫描周期的个扫描周期

22、的导通信号，即导通信号，即单脉冲。单脉冲。图图 6-17 6-17 二分频电路二分频电路 6.4.2 PLC控制程序设计技巧控制程序设计技巧 u减少输入点的方法：减少输入点的方法：1.用二极管隔离的分组输入法用二极管隔离的分组输入法;控制系统一般具有手动控制系统一般具有手动和自动的两种工作方式。和自动的两种工作方式。由于手动与自动是不同时由于手动与自动是不同时发生的，可分成两组，并发生的，可分成两组，并由转换开关由转换开关SASA选择自动选择自动(位置位置2 2)和手和手动动(位置位置1 1)的的工作位置，如图工作位置，如图6-166-16所示。所示。这样一个输入点就可当作这样一个输入点就可当

23、作两个输入点使用。二极管两个输入点使用。二极管的作用是避免产生寄生电的作用是避免产生寄生电路，保证信号的正确输入。路，保证信号的正确输入。图图6-16-18 8 用二极管隔离用二极管隔离输输入法入法 6.4.2 PLC控制程序设计技巧控制程序设计技巧u减少输入点的方法：减少输入点的方法：2.触点合并输入法触点合并输入法;图图6-19 I/O6-19 I/O接线图接线图 输入信号输出信号甲、乙停止按钮串联（SB1*SB2）I0.0I0.1接触器KMQ0.5甲、乙起动按钮并联（SB3+SB4）表表6-4 I/O6-4 I/O分配表分配表 图图6-6-2020 I/OI/O梯梯形形图图 6.4.2

24、PLC控制程序设计技巧控制程序设计技巧u减少输入点的方法：减少输入点的方法：3.单按钮启、停控制程序单按钮启、停控制程序;图图6-216-21 单单按按钮钮控制梯形控制梯形图图 现介绍只用一个按现介绍只用一个按钮，通过软件编程，钮，通过软件编程，实现起动与停止的控实现起动与停止的控制。制。如图如图6-216-21所示，所示，I0.0I0.0作为起动、停止作为起动、停止按钮的地址，第一次按钮的地址，第一次按下时按下时Q1.0Q1.0有输出，有输出，第二次按下时第二次按下时Q1.0Q1.0无无输出，第三次按下输出，第三次按下Q1.0Q1.0又有输出。又有输出。6.4.2 PLC控制程序设计技巧控制

25、程序设计技巧u减少输出点的方法：减少输出点的方法：图图6-226-22 并并联输联输出法出法 对对于于两两个个通通断断状状态态完完全全相相同同的的负负载载，可可将将它它们们并并联联后后共共用用一一个个PLCPLC的的输输出出点点，如如图图6-226-22所示。所示。图图6-226-22 并并联联输输出出法法，两两个个负负载载并并联联共共用用一一个个输输出出点点，应应注注意意两两个个输输出出负负载载电电流流总总和和不不能能大大于于输输出出端端子子的的负载能力。负载能力。6.5 PLC在工业控制中的应用在工业控制中的应用 u现现有有四四台台电电动动机机M1、M2、M3、M4，要要求求四四台台电电动

26、动机机顺顺序序启启动动和和顺顺序序停停车车。顺顺序序启启动动的的时时间间间间隔隔为为30s，顺序停车的时间间隔为，顺序停车的时间间隔为10s。u可可选选用用S7-200（CPU224）进进行行控控制制。对对电电动动机机顺顺序序启启、停停控控制制有有很很多多种种方方法法，可可根根据据编编程程习习惯惯选择。本题给出两种方法：选择。本题给出两种方法：6.5.1 四台电动机的顺序启、停控制四台电动机的顺序启、停控制 利用顺序控制继电器指令设计程序；利用顺序控制继电器指令设计程序；利用移位寄存器指令设计程序。利用移位寄存器指令设计程序。返回返回u现现有有四四台台电电动动机机M1、M2、M3、M4，要要求

27、求四四台台电电动动机机顺顺序序启启动动和和顺顺序序停停车车。启启、停停的的顺顺序序均均为为M1M2M3M4。顺顺序序启启动动时时的的时时间间间间隔隔为为30s，顺序停车的时间间隔为，顺序停车的时间间隔为10s。u输入输出分配表如表输入输出分配表如表6-5所示。所示。uPLC的的I/O接线图如图接线图如图6-23所示。所示。u四四台台电电动动机机顺顺序序启启、停停利利用用顺顺序序控控制制继继电电器器设设计计梯形图，如图梯形图，如图6-24所示。所示。1.利用顺序控制继电器指令设计程序利用顺序控制继电器指令设计程序 1.利用顺序控制继电器指令设计程序利用顺序控制继电器指令设计程序 u表表6-5 输

28、入输出分配表输入输出分配表 输入信号输入信号停止按钮停止按钮SBSB1I0.0启动按钮启动按钮SBSB2I0.1输出信号输出信号接触器接触器KMKM1Q0.0接触器接触器KMKM2Q0.1接触器接触器KMKM3Q0.2接触器接触器KMKM4Q0.3表表6-5 6-5 输入输出分配表输入输出分配表 1.利用顺序控制继电器指令设计程序利用顺序控制继电器指令设计程序 u图图6-23 四台电机顺序启、停四台电机顺序启、停I/O接线图接线图 图图6-23 6-23 四台电机顺序启、停四台电机顺序启、停I/OI/O接线图接线图 u四台电动机启动的顺序为四台电动机启动的顺序为M1M2M3M4，停止，停止的顺

29、序为的顺序为M4M3M2M1。顺序启动时的时间间。顺序启动时的时间间隔为隔为30s，顺序停止的时间间隔为，顺序停止的时间间隔为10s。u输入输出分配表如表输入输出分配表如表6-5所示。所示。uPLC的的I/O接线图如图接线图如图6-23所示。所示。u四台电动机顺序启、停利用移位寄存器指令设计四台电动机顺序启、停利用移位寄存器指令设计梯形图，如图梯形图，如图6-25所示。所示。2.利用移位寄存器指令设计程序利用移位寄存器指令设计程序 6.5.2 电动机星形三角形减压起动控制电动机星形三角形减压起动控制 u现现选选用用S7-200（CPU222）进进行行电电动动机机星星形形三三角角形形减减压压起起

30、动动控控制制。输输入入输输出出分分配配表表如如表表6-6所所示示，控制接线图如图控制接线图如图6-26所示，梯形图如图所示，梯形图如图6-27所示。所示。u图图6-26中中，电电动动机机由由接接触触器器KM1、KM2、KM3控控制制，其其中中KM3将将电电动动机机定定子子绕绕组组连连接接成成星星形形，KM KM2将将电电动动机机定定子子绕绕组组连连接接成成三三角角形形。KM2与与KM3不不能能同同时时吸吸合合，否否则则将将产产生生电电源源短短路路。在在程程序序设设计计过过程程中中，应应充充分分考考虑虑由由星星形形向向三三角角形形切切换换的的时时间间，即即由由KM3完完全全断断开开（包包括括灭灭

31、弧弧时时间间）到到KM2接通这段时间应锁定住，以防电源短路。接通这段时间应锁定住，以防电源短路。返回返回6.5.2 电动机星形三角形减压起动控制电动机星形三角形减压起动控制 u表表6-6 输入输出分配表输入输出分配表 输入信号输入信号停止按钮停止按钮SBSB1I0.0启动按钮启动按钮SBSB2I0.1输出信号输出信号接触器接触器KMKM1Q0.1接触器接触器KMKM2Q0.2接触器接触器KMKM3Q0.3表表6-6 6-6 输入输出分配表输入输出分配表 6.5.2 电动机星形三角形减压起动控制电动机星形三角形减压起动控制 u电动机星形三角形减压起动控制电动机星形三角形减压起动控制I/O接线图接

32、线图 图图6-26 6-26 电动机星形三角形减压起动控制电动机星形三角形减压起动控制I/OI/O接线图接线图 6.5.3 节日彩灯的节日彩灯的PLC控制控制 u用用PLC实现对节日彩灯的控制，结构简单、变幻实现对节日彩灯的控制，结构简单、变幻形式多样、价格低。彩灯形式及变幻尽管花样繁形式多样、价格低。彩灯形式及变幻尽管花样繁多，但其负载不外乎三种：长通类负载、变幻类多，但其负载不外乎三种：长通类负载、变幻类负载及流水类负载。负载及流水类负载。u本例所选彩灯变幻花样为逐次闪烁方式：程序开本例所选彩灯变幻花样为逐次闪烁方式：程序开始时，灯始时，灯1 1（Q0.0Q0.0）、灯）、灯2 2（Q0.

33、1Q0.1）亮；一次循环）亮；一次循环扫描且定时时间到后，灯扫描且定时时间到后，灯1 1（Q0.0Q0.0）灭，灯）灭，灯2 2（Q0.1Q0.1）亮、灯）亮、灯3 3（Q0.2Q0.2）亮；再次循环扫描且）亮；再次循环扫描且定时时间到后，灯定时时间到后，灯2 2（Q0.1Q0.1）灭，灯）灭，灯3 3（Q0.2Q0.2）亮、）亮、灯灯4 4（Q0.3Q0.3）亮）亮。其动作时序表如下表。其动作时序表如下表6-76-7所所示，梯形图如图示，梯形图如图6-266-26所示。所示。返回返回6.5.3 节日彩灯的节日彩灯的PLC控制控制u节日彩灯动作时序表节日彩灯动作时序表 表表6-7 6-7 节日

34、彩灯动作时序表节日彩灯动作时序表 节拍输出123456769101112131415Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7：表示灯亮表示灯亮 6.5.4 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 u控制要求控制要求 ：接通启动按钮后，信号灯开始工作，南北向红灯、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；东西向绿灯亮东西向绿灯亮30s30s后，闪烁后，闪烁3 3次（每次亮次（每次亮0.5s0.5s，间，间隔隔0.50.5秒，合计秒，合计3 3秒），接着东西向黄灯亮，秒），接着东西向黄灯亮，2s2s后后东西向红灯亮，东西

35、向红灯亮，35s35s后东西向绿灯又亮后东西向绿灯又亮，如此，如此不断循环，直至停止工作；不断循环，直至停止工作；南北向红灯亮南北向红灯亮35s35s后，南北向绿灯亮，后，南北向绿灯亮，30s30s后南北后南北向绿灯闪烁向绿灯闪烁3 3次（每次次（每次0.5s0.5s），接着南北向黄灯亮，），接着南北向黄灯亮，2s2s后南北向红灯又亮后南北向红灯又亮，如此不断循环，直至，如此不断循环，直至停止工作。停止工作。返回返回6.5.4 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 u交通信号灯设置示意图交通信号灯设置示意图图图6-29 6-29 交通信号灯示意图交通信号灯示意图 6.5.4

36、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 u交通信号灯时序图交通信号灯时序图 红亮红亮3535秒绿亮秒绿亮3030秒绿闪秒绿闪3 3秒黄亮秒黄亮2 2秒秒6.5.4 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 u交通信号灯交通信号灯输入输出分配表输入输出分配表 输入信号输入信号停止按钮停止按钮SBSB1I0.1启动按钮启动按钮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南北向红灯南北向红灯HLHL7、HLHL6Q0.3南北向黄灯南

37、北向黄灯HLHL9、HLHL10Q0.4南北向绿灯南北向绿灯HLHL11、HLHL12Q0.5表表6-6 6-6 输入输出分配表输入输出分配表 6.5.4 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 u交通信号灯交通信号灯I/OI/O接线图接线图 图图6-31 6-31 交通灯交通灯I/OI/O接线图接线图 6.5.5 造纸厂碱回收蒸发工段造纸厂碱回收蒸发工段PLC控制控制 u整个蒸发工段控制系统的控制信号主要有开关量整个蒸发工段控制系统的控制信号主要有开关量输入信号（切断阀、泵的状态反馈等）、开关量输入信号（切断阀、泵的状态反馈等）、开关量输出信号（切断阀、泵的控制等）、模拟量输

38、入输出信号（切断阀、泵的控制等）、模拟量输入信号（如温度、压力、液位等）、模拟量输出信信号（如温度、压力、液位等）、模拟量输出信号（调节阀的控制等）。号（调节阀的控制等）。u整个蒸发工段控制系统需要控制与检测的变量有：整个蒸发工段控制系统需要控制与检测的变量有：6666个模拟量输入（个模拟量输入（AIAI）、）、2323个模拟量输出（个模拟量输出（AOAO）、）、1010个数字量输入（个数字量输入（DIDI）和）和1919个数字量输出（个数字量输出（DODO）。）。表表6-96-9给出了部分测控点。给出了部分测控点。返回返回6.5.5 造纸厂碱回收蒸发工段造纸厂碱回收蒸发工段PLC控制控制 u

39、控制系统硬件配置图控制系统硬件配置图 6.5.5 造纸厂碱回收蒸发工段造纸厂碱回收蒸发工段PLC控制控制 u蒸发工段控制工程视图蒸发工段控制工程视图 6.6 提高提高PLC控制系统可靠性的措施控制系统可靠性的措施 uPLCPLC专专为为在在工工业业环环境境下下应应用用而而设设计计，其其显显著著特特点点之之一一就就是是高高可可靠靠性性，为为了了提提高高PLCPLC的的可可靠靠性性，PLCPLC本本身身在在软软、硬硬件件上上均均采采取取了了一一系系列列抗抗干干扰扰措措施施，在在一一般般工工厂厂内内使使用用完完全全可可以以可可靠靠地地工工作作，一一般般平平均无故障均无故障时间时间可达几万小可达几万小

40、时时。u在在过过于于恶恶劣劣的的环环境境条条件件下下，如如强强电电磁磁干干扰扰、超超高高温温、超超低低温温、过过欠欠电电压压等等情情况况，或或安安装装使使用用不不当当等等，都都可可能能导导致致PLCPLC内内部部存存储储信信息息的的破破坏坏，引引起起控控制制紊紊乱乱，严严重重时时还还会会使使系系统统内内部部的的元元器器件件损损坏坏。为为了了提提高高PLCPLC控控制制系系统统运运行行的的可可靠靠性性，必必须须选选择择合理的抗干合理的抗干扰扰措施，使系措施，使系统统正常可靠的工作。正常可靠的工作。返回返回6.6.1 PLC安装的环境条件安装的环境条件 u要要提提高高PLCPLC控控制制系系统统可

41、可靠靠性性，一一方方面面要要求求PLC生生产产厂厂家家提提高高设设备备的的抗抗干干扰扰能能力力；另另一一方方面面，要要求求设设计计、安安装装和和使使用用维维护护中中引引起起高高度度重重视视，多多方方配配合合才才能能完完善善解解决决问问题题，有有效效地地增增强强系系统统的的抗抗干干扰扰性性能。因此在使用中应注意以下问题：能。因此在使用中应注意以下问题：温度：温度：PLCPLC要求环境温度在要求环境温度在0 05555o oC C；湿度：空气的相对湿度应在湿度：空气的相对湿度应在35%35%65%65%（无凝露）。（无凝露）。震动：应使震动：应使PLCPLC远离强烈的震动源。远离强烈的震动源。空气

42、：避免有腐蚀和易燃的气体。空气：避免有腐蚀和易燃的气体。电源：电源：PLCPLC对于电源线的干扰具有一定的抵制能力。对于电源线的干扰具有一定的抵制能力。6.6.2 抗干扰措施抗干扰措施 u现场电磁干扰是现场电磁干扰是PLC控制系统中最常见也是最易控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性的因素，所谓治标先治本，找出影响系统可靠性的因素，所谓治标先治本，找出问题所在，才能提出解决问题的办法。因此必须问题所在，才能提出解决问题的办法。因此必须知道现场干扰的源头。知道现场干扰的源头。u干扰源及分类：影响干扰源及分类：影响PLC控制系统的干扰源，大控制系统的干扰源，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，其原

43、因是都产生在电流或电压剧烈变化的部位，其原因是电流改变产生磁场，对设备产生电磁辐射；磁场电流改变产生磁场，对设备产生电磁辐射；磁场改变产生电流，电磁高速产生电磁波。通常电磁改变产生电流，电磁高速产生电磁波。通常电磁干扰按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。干扰按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。6.6.2 抗干扰措施抗干扰措施 u干干扰扰来来源源及及途途径径：强强电电干干扰扰:柜柜内内干干扰扰；信信号号线线引引入入的的干干扰扰:接接地地系系统统混混乱乱时时的的干干扰扰；PLC系系统统内内部部的干扰的干扰:变频器干扰。变频器干扰。u抗抗干干扰扰措措施施：合合理理处处理理电电源源，抑抑制制电

44、电网网引引入入干干扰扰；安安装装与与布布线线：动动力力线线、控控制制线线以以及及PLC的的电电源源线线和和I/O线线应应分分别别配配线线，隔隔离离变变压压器器与与PLC和和I/O之之间间应应采采用用双双胶胶线线连连接接；输输入入接接线线一一般般不不要要太太长长。但但如如果果环环境境干干扰扰较较小小，电电压压降降不不大大时时，输输入入接接线线可可适适当当长长些些；正正确确选选择择接接地地点点，完完善善接接地地系系统统；变频器干扰的抑制。变频器干扰的抑制。6.6.3 PLC系统的故障检查系统的故障检查 u表表6-10给出了给出了S7-200主要硬件故障诊断指导相关内主要硬件故障诊断指导相关内容。容

45、。6.6.4 PLC系统的试运行与维护系统的试运行与维护 u运行错误信息：运行错误信息：PLC在运行中发生错误时，一般在运行中发生错误时，一般会给出错误信息。利用简单编程器可读出错误信会给出错误信息。利用简单编程器可读出错误信息，从而有针对性地去排除故障。息，从而有针对性地去排除故障。u主要故障检查：总体检查；电源故障检查；致命主要故障检查：总体检查；电源故障检查；致命错误检查；非致命错误检查；输入输出检查；环错误检查；非致命错误检查；输入输出检查；环境条件检查。境条件检查。u维护检查：维护检查：PLC内部主要由半导体元件构成，基内部主要由半导体元件构成，基本上没有寿命问题，但要考虑由于工作环

46、境条件本上没有寿命问题，但要考虑由于工作环境条件恶劣可能会导致元器件变质，为了使恶劣可能会导致元器件变质，为了使PLC能在最能在最佳状态下使用，有必要进行定期的维护检查。佳状态下使用，有必要进行定期的维护检查。第六章习题与思考题第六章习题与思考题 u1.简述可编程序控制器系统设计的一般原则和步简述可编程序控制器系统设计的一般原则和步骤？骤？u2.可编程控制器的选型需要考虑哪些问题？可编程控制器的选型需要考虑哪些问题？u5.已知彩灯共有八盏，设计一段彩灯控制程序，已知彩灯共有八盏，设计一段彩灯控制程序，实现下述控制要求：实现下述控制要求：（1）程序开始时，灯）程序开始时，灯1（Q0.0）亮；）亮；（2）一一次次循循环环扫扫描描且且定定时时时时间间到到后后，灯灯1（Q0.0）灭，灯灭，灯2（Q0.1）亮；）亮；（3）再次循环扫描且定时时间到后，灯）再次循环扫描且定时时间到后，灯2（Q0.1）灭，灯灭，灯3（Q0.2）亮）亮，直至灯，直至灯6亮。灯亮。灯6灭后灭后循环重新开始。循环重新开始。返回返回