第七章 西门子PLC的控制系统设计.ppt
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1、第七章第七章第七章第七章 PLCPLC的控制系统设计的控制系统设计的控制系统设计的控制系统设计学习目的:学习PLC控制系统的设计方法,提高实际应用的能力。学习内容:综合PLC硬件及软件知识,联系工业控制的实际,介绍小型PLC控制系统设计方法.学习要求:(1)了解 PLC控制系统设计的内容和步骤。(2)掌握PLC控制系统硬件配置的方法。(3)掌握PLC应用程序设计方法及其设计技巧。(4)结合工业控制中的应用实例的设计,提高实际应用能力。第一节第一节 PLCPLC控制系统设计的内容和步骤控制系统设计的内容和步骤设计原则11.最大限度地满足被控对象对生产工艺的要求。22.力求控制系统安全、可靠、优质
2、、经济。33.应考虑到今后控制规模的发展和工艺的改进。设计内容设计内容设计内容设计内容 1拟定控制系统设计的技术条件。2选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构。3选择PLC机型和扩展模块,配置系统硬件;4编制PLC的输入/输出分配表和绘制输入/输出端子接线图;5根据系统对控制的要求设计用户程序;6设计操作台、电气柜,选择所需的电器元件。7编写设计说明书和操作使用说明书。根据具体控制对象,上述内容可适当调整。设计步骤(一一)分析控制对象分析控制对象(二二)PLC系统的硬件配置系统的硬件配置(三三)程序设计程序设计(四四)输入程序并调试程序输入程序并调试程序(五五)程序固化程序固化第二节第二节
3、第二节第二节 PLCPLCPLCPLC控制系统的硬件配置控制系统的硬件配置控制系统的硬件配置控制系统的硬件配置一、选择一、选择PLC机型机型 在满足控制要求的前提下,选型时应选择最佳的性能价格比。1I/O点数的估算点数的估算2用户存储器容量的估算用户存储器容量的估算3 3CPUCPU性能的选择性能的选择二、开关量二、开关量I/OI/O模块的模块的选择选择三、模拟量三、模拟量I/OI/O模块的选择模块的选择四、智能四、智能I/OI/O模块的选择模块的选择第三节第三节第三节第三节 PLCPLCPLCPLC控制系统应用程序的设计控制系统应用程序的设计控制系统应用程序的设计控制系统应用程序的设计PLC
4、系统硬件配置后,可进行应用程序设计。PLC应用程序的设计是软、硬件知识的综合应用,有时硬件设计与应用程序设计可同时进行。一、程序设计的步骤一、程序设计的步骤1系统框图设计2分配I/O编号3设计应用程序4程序调试5编写程序说明书自来水厂的系统框图 二、应用程序的设计方法二、应用程序的设计方法二、应用程序的设计方法二、应用程序的设计方法 应用程序设计过程中,应正确选择能反映生产过程的变化参数作为控制参量进行控(例如:取水泵站的控制选用水位作控制参量);应正确处理各执行电器、各编程元件之间的互相制约、互相配合的关系,即联锁关系(例,水不能溢出水池)(参见第一章第二节)。PLC应用程序的设计方法有多种
5、,常用的设计方法有经验设计法、顺序功能图法等。(一)经验设计法(一)经验设计法(一)经验设计法(一)经验设计法经验设计法要求设计者具有较丰富的实践经验,掌握较多的典型应用程序的基本环节。根据被控对象对控制系统的具体要求,凭经验选择基本环节,并把它们有机地组合起来。其设计过程是逐步完善的,一般不易获得最佳方案,程序初步设计后,还需反复调试、修改和完善,直至满足被控对象的控制要求。(二)顺序功能图法(二)顺序功能图法(二)顺序功能图法(二)顺序功能图法1顺序功能图 所谓顺序控制,使生产过程按生产工艺的要求预先安排的顺序自动地进行生产的控制方式。顺序功能图的基本结构顺序功能图的基本结构顺序功能图的基
6、本结构顺序功能图的基本结构2.依据步之间的进展形式,顺序功能图有以下几种基本结构:(1)单序列结构 (2)选择序列结构(自学)(3)并行序列结构(自学)(4)子步(microstep)(自学)1.单序列结构单序列结构 单单序序列列由由一一系系列列相相继继激激活活的的步步组组成成。每每一一步步的的后后面面仅仅有有一一个个转转换换条条件件,每每一一个个转转换换条条件件后后面面仅仅有有一一步。步。2 选择序列结构3 并行序列结构并行序列结构4 子步(microstep)简略形式简略形式子步子步子步子步顺序功能图法顺序功能图法 经经验验设设计计法法的的设设计计方方法法不不规规范范,没没有有一一个个普普
7、遍遍的的规规律律可可遵遵循循,具具有有一一定定的的试试探探性性和和随意性。随意性。由由于于联联锁锁关关系系复复杂杂,用用经经验验设设计计法法进进行行设设计计一一般般难难于于掌掌握握,且且设设计计周周期期较较长长,设设计计出出的的程程序序可可读读性性差差,即即使使有有经经验验的的工工程程师师阅阅读读它它也也很很费费时时。同同时时,给给日日后后产产品品的的使使用、维护带来诸多不便。用、维护带来诸多不便。与与经经验验设设计计法法相相比比,顺顺序序功功能能图图法法有有着着明明显的优势。显的优势。什么是顺序功能图法?什么是顺序功能图法?定义:顺序功能图法就是依据顺序功能图设计PLC顺序控制程序的方法。基
8、本思想:是将系统的一个工作周期分解成若干个顺序相连的阶段,即“步”。顺序功能图法的优势顺序功能图法的优势顺顺序序功功能能图图中中的的各各“步步”实实现现转转换换时时,使使前前级级步步的的活活动动结结束束而而使使后后续续步步的的活活动动开开始始,步步之之间间没没有有重重叠叠。这这使使系系统统中中大大量量复复杂杂的的联锁关系在联锁关系在“步步”的转换中得以解决。的转换中得以解决。对对于于每每一一步步的的程程序序段段,只只需需处处理理极极其其简简单单的的逻逻辑辑关关系系。编编程程方方法法简简单单、易易学学,规规律律性强。性强。程程序序结结构构清清晰晰、可可读读性性好好,调调试试方方便便。工工作效率。
9、作效率。顺序功能图法的设计步骤SFC是基于工艺流程的高级语言。是基于工艺流程的高级语言。设计步骤:设计步骤:1.1.根据系统的工艺流程,设计顺序功能图根据系统的工艺流程,设计顺序功能图2.2.依据顺序功能图设计顺序控制程序。依据顺序功能图设计顺序控制程序。顺序功能图法设计举例根据工艺流程设计顺序功能图根据工艺流程设计顺序功能图 系统的工作过程分解为:系统的工作过程分解为:第一步装料第一步装料 第二步右行第二步右行 第三步卸料第三步卸料 第四步左行第四步左行(1)设计顺序功能图设计顺序功能图运料小车顺序功能图运料小车顺序功能图(2)设计顺序控制程序(梯形图)依据顺序功能图设计梯形图。依据顺序功能
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