PLC的控制系统设计课件.ppt
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1、第七章第七章 PLC的控制系统设计的控制系统设计u教学提示:教学提示:PLC的控制系统是由的控制系统是由PLC作为控制器来构成作为控制器来构成的电气控制系统。的电气控制系统。PLC的控制系统设计就是设计根据控制的控制系统设计就是设计根据控制对象的控制要求制定电控方案,选择对象的控制要求制定电控方案,选择 PLC机型,进行机型,进行PLC的外围电气电路设计以及的外围电气电路设计以及PLC程序的设计、调试。要程序的设计、调试。要完成好完成好PLC控制系统的设计任务,除掌握必要的电气设计控制系统的设计任务,除掌握必要的电气设计基础知识外,还必须经过反复实践,深入生产现场,将不基础知识外,还必须经过反
2、复实践,深入生产现场,将不断积累的经验应用到设计中来断积累的经验应用到设计中来 u教学要求:通过本章教学使学生初步掌握教学要求:通过本章教学使学生初步掌握PLC控制系统控制系统设计的几种常用方法和步骤,能够根据控制对象的控制要设计的几种常用方法和步骤,能够根据控制对象的控制要求制定合理的控制方案,确定经济合理的求制定合理的控制方案,确定经济合理的PLC机型,进行机型,进行PLC的外围电路和程序的设计的外围电路和程序的设计.第七章 PLC的控制系统设计教学提示:PLC的控制系统是第七章第七章 PLC的控制系统设计的控制系统设计7.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤7.1.1
3、PLC控制系统设计的一般原则控制系统设计的一般原则7.1.2 PLC控制系统设计步骤控制系统设计步骤7.2 PLC控制系统的硬件设计控制系统的硬件设计7.2.1 I/O点数的简化与扩展点数的简化与扩展7.3.1 经验设计法经验设计法7.2.3 PLC的外围电路设计的外围电路设计7.3 PLC控制系统的软件设计控制系统的软件设计7.2.2 PLC的选型及模块选型的选型及模块选型7.3.2 继电器接触器控制线路转换设计法继电器接触器控制线路转换设计法7.3.3 逻辑设计方法逻辑设计方法7.3.4 状态转移图设计法状态转移图设计法7.4 PLC的控制系统设计实例的控制系统设计实例.第七章 PLC的控
4、制系统设计7.1 PLC控制系统设计原7.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤 7.1.1 PLC控制系统设计的一般原则控制系统设计的一般原则(1)首先要满足被控设备的全部控制要求,包括功)首先要满足被控设备的全部控制要求,包括功能要求、性能要求能要求、性能要求(2)在满足控制系统要求的基础上,应考虑实用性、)在满足控制系统要求的基础上,应考虑实用性、经济性、可维护性经济性、可维护性(3)控制系统应确保控制设备性能的稳定性及工作)控制系统应确保控制设备性能的稳定性及工作的安全性和可靠性的安全性和可靠性(4)控制系统应具有可扩展性,能满足生产设备的)控制系统应具有可扩展性,能满
5、足生产设备的改良和系统的升级改良和系统的升级(5)要注意控制系统输入)要注意控制系统输入/输出设备的标准化原则和输出设备的标准化原则和多供应商原则,易于采购和替换多供应商原则,易于采购和替换(6)易于操作,符合人机工程学的要求和用户的操)易于操作,符合人机工程学的要求和用户的操作习惯作习惯.7.1 PLC控制系统设计原则和步骤 7.1.1 PLC7.1.2 PLC控制系统设计步骤控制系统设计步骤u1 根据控制要求确定软件硬件分工根据控制要求确定软件硬件分工(1)控制的基本方式)控制的基本方式(2)需要完成的动作)需要完成的动作(3)操作方式)操作方式(4)确定软件与硬件分工)确定软件与硬件分工
6、 u2确定用户的输入确定用户的输入/输出设备输出设备(1)根据控制要求,确定输入设备)根据控制要求,确定输入设备(2)根据控制要求,确定输出设备)根据控制要求,确定输出设备(3)根据用户的输入)根据用户的输入/输出的设备数量,确定输出的设备数量,确定PLC的的I/O点数点数.7.1.2 PLC控制系统设计步骤1 根据控制要求确定软u3硬件设计硬件设计(1)选择)选择PLC的型号的型号(2)建立)建立PLC的输入的输入/输出地址分配表输出地址分配表(3)绘制输入)绘制输入/输出设备与输出设备与PLC的连线图的连线图(4)电气系统的设计)电气系统的设计 u4软件设计软件设计(1)离线模拟调试)离线
7、模拟调试(2)现场联机调试)现场联机调试 u5调试调试u6编制控制系统技术文件编制控制系统技术文件u7控制系统交付使用及用户技术培训控制系统交付使用及用户技术培训.3硬件设计(1)选择PLC的型号(2)建立PLC的输入/7.2 PLC控制系统的硬件设计控制系统的硬件设计 7.2.1 I/O点数的简化与扩展点数的简化与扩展 1.输入点的简化输入点的简化(1)具有机上控制功能的操作开关在具有机上控制功能的操作开关在PLC处并联后再输入到处并联后再输入到PLC图图7.1 并联连接输并联连接输(a)(b)(a)两开关分别接入法;()两开关分别接入法;(b)两开关并为一点的接法)两开关并为一点的接法.7
8、.2 PLC控制系统的硬件设计 7.2.1 I/O点数(2)同一输入点分时使用同一输入点分时使用 图图7.2 自动自动/手动输入切换与输出扩展手动输入切换与输出扩展.(2)同一输入点分时使用 图7.2 自动/手动输入切换与输出(3)利用利用PLC的程序减少输入点的程序减少输入点 图图7.2 自动自动/手动输入切换与输出扩展手动输入切换与输出扩展(a)(b)(a)三种控制方式的三点切换输入;()三种控制方式的三点切换输入;(b)三种控制方式的两点切换输入)三种控制方式的两点切换输入.(3)利用PLC的程序减少输入点 图7.2 自动/手动输入切(4)利用利用PLC内部元件的功能减少输入点内部元件的
9、功能减少输入点 图图7.4 只用一个输入按钮的起、保、停控制电路只用一个输入按钮的起、保、停控制电路.(4)利用PLC内部元件的功能减少输入点 图7.4 只用一个7.2.2 PLC的选型及模块选型的选型及模块选型u1PLC类型的选择类型的选择(1)内存利用率)内存利用率(2)开关量输入输出点数)开关量输入输出点数(3)模拟量输入输出总点数)模拟量输入输出总点数(4)程序编写水平)程序编写水平 u2安装形式的选择安装形式的选择u3输入输入/输出点数的确定输出点数的确定u4PLC存储容量的确定存储容量的确定(5)实时响应性)实时响应性.7.2.2 PLC的选型及模块选型1PLC类型的选择(1u5输
10、入接口电路形式的选择输入接口电路形式的选择u6输出接口电路形式的选择输出接口电路形式的选择u7PLC供电方式的选择供电方式的选择u8PLC扩展模块的选择扩展模块的选择.5输入接口电路形式的选择6输出接口电路形式的选择7PL7.2.3 PLC的外围电路设计的外围电路设计u(1)强、弱电信号设备分别配置,不可混在强、弱电信号设备分别配置,不可混在 一一个回路中个回路中 u(2)将输入、输出设备中的开关、按钮、电磁将输入、输出设备中的开关、按钮、电磁阀等,分别集中配置,同类型的输入点可分在一阀等,分别集中配置,同类型的输入点可分在一个组内,并尽量分在同一回路中个组内,并尽量分在同一回路中 u(3)按
11、按PLC上的配置顺序来给输入、输出编号,上的配置顺序来给输入、输出编号,这样会给编程及硬件设计带来方便这样会给编程及硬件设计带来方便.7.2.3 PLC的外围电路设计(1)强、弱电信号设备分7.3 PLC控制系统的软件设计控制系统的软件设计 7.3.1 经验设计法经验设计法【例例7-2】小车的左右行控制系统小车的左右行控制系统 如图如图7.5所示,小车开始时停在左限位开关所示,小车开始时停在左限位开关SQ1处。按下处。按下右行启动按钮右行启动按钮SB1,小车右行,到限位开关,小车右行,到限位开关SQ2处时停止处时停止运动,运动,10S后定时器后定时器T0的定时到,小车自动返回起始位置的定时到,
12、小车自动返回起始位置。设计小车左行和右行控制的梯形图。设计小车左行和右行控制的梯形图 图图7.5 小车的左右行控制系统示意图小车的左右行控制系统示意图.7.3 PLC控制系统的软件设计 7.3.1 经验设计法【解:解:u小车的左行和右行控制的实质是电机的正反转控制。小车的左行和右行控制的实质是电机的正反转控制。因此可以在电动机正反转因此可以在电动机正反转PLC控制设计的基础上,设控制设计的基础上,设计出满足要求的计出满足要求的PLC的外部接线图和梯形图,如图的外部接线图和梯形图,如图7.6 和图和图7.7所示所示 u为了使小车向右的运动自动停止,将右限位开关对为了使小车向右的运动自动停止,将右
13、限位开关对应的应的X004的常闭触点与控制右行的的常闭触点与控制右行的Y000的线圈串联。的线圈串联。为了在右端使小车暂停为了在右端使小车暂停10S,用,用X004的常开触点来控制的常开触点来控制定时器定时器T0的线圈。的线圈。T0的定时时间到,则其常开触电闭的定时时间到,则其常开触电闭合,给控制合,给控制Y001的起保停电路提供启动信号,使的起保停电路提供启动信号,使Y001的线圈通电,小车自动返回。小车离开的线圈通电,小车自动返回。小车离开SQ2所在的位置所在的位置后,后,X004的常开触点断开,的常开触点断开,T0被复位。回到被复位。回到SQ1所在所在位置时,位置时,X003的常闭触点断
14、开,使的常闭触点断开,使Y001的线圈断电,的线圈断电,小车停在起始位置小车停在起始位置.解:小车的左行和右行控制的实质是电机的正反转控制。因此可以在图图7.6 小车的左行和右行控制的小车的左行和右行控制的PLC的外部接线图的外部接线图.图7.6 小车的左行和右行控制的PLC的外部接线图.图图7.7 小车的左行和右行控制的小车的左行和右行控制的PLC梯形图梯形图.图7.7 小车的左行和右行控制的PLC梯形图.7.3.2 继电器接触器控制线路转换设计法继电器接触器控制线路转换设计法u1了解被控设备了解被控设备(1)可以转换为)可以转换为PLC的外部接线图中的输入的外部接线图中的输入/输出输出设备
15、的继电器电路中的元件设备的继电器电路中的元件(2)可以转换为)可以转换为PLC的内部梯形图中的继电器电路的内部梯形图中的继电器电路中的元件中的元件u2两种电路的元件和电路的对应转换两种电路的元件和电路的对应转换u3画梯形图画梯形图.7.3.2 继电器接触器控制线路转换设计法1了解被控设备(例:机床刀具主轴运动例:机床刀具主轴运动 图图7.8 继电器控制电路继电器控制电路.例:机床刀具主轴运动 图7.8 继电器控制电路.图图7.9 机床主轴机床主轴PLC控制系统的外部接线图控制系统的外部接线图.图7.9 机床主轴PLC控制系统的外部接线图.图图7.10 机床主轴机床主轴PLC控制系统的梯形图控制
16、系统的梯形图.图7.10 机床主轴PLC控制系统的梯形图.7.3.3 逻辑设计方法逻辑设计方法u1.明确控制任务和控制要求明确控制任务和控制要求 u2.绘制电控系统状态转换表绘制电控系统状态转换表 u3.电控系统的逻辑设计电控系统的逻辑设计 u4.编制编制PLC程序程序.7.3.3 逻辑设计方法1.明确控制任务和控制要求 2.7.3.4 状态转移图设计法状态转移图设计法 u状态转移图设计法属于顺序控制设计法。三菱公司状态转移图设计法属于顺序控制设计法。三菱公司的的FX系列系列PLC设置了专门用于顺序控制的指令如步进设置了专门用于顺序控制的指令如步进指令指令(STL)与步进复位指令与步进复位指令
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- PLC 控制系统 设计 课件
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