PLC與變頻器1_第四章-可編程序控制器控制系統(tǒng)設(shè)計

1、第四章第一節(jié)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的原則和設(shè)計方法一、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則1)選用的PLC必須滿足被控對象的控制要求。2)在滿足控制要求的前提下，保證PLC控制系統(tǒng)安全、可靠。3)PLC控制系統(tǒng)盡可能簡單。4)具有高的性能價格比。二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟1)深入細(xì)致地了解和分析被控對象(生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)線、生產(chǎn)工藝、工作過程等)的控制要求，確定輸入、輸出設(shè)備的類型和數(shù)量。圖4-1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟流程第一節(jié)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的原則和設(shè)計方法4Z1.tif2)根據(jù)輸入、輸出設(shè)備的類型和數(shù)量，第一節(jié)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的原則和設(shè)計方法確定PLC的輸入輸出點數(shù)，并選擇相應(yīng)點數(shù)的PLC機(jī)型

2、。3)系統(tǒng)硬件設(shè)計是對PLC外部設(shè)備的設(shè)計。4)系統(tǒng)軟件設(shè)計，就是根據(jù)控制要求繪制工作循環(huán)圖或狀態(tài)流程圖。5)將用戶程序輸入到PLC內(nèi)部存儲器中，進(jìn)行程序調(diào)試。6)調(diào)試過程結(jié)束，整理技術(shù)資料，投入使用。第二節(jié)PLC的硬件設(shè)計一、根據(jù)外部輸入、輸出器件選擇PLC的IO端口1.輸入器件與PLC輸入端口2.輸出器件二、模塊的選擇三、可編程序控制器輸入/輸出(IO)點數(shù)的確定四、確定內(nèi)存容量和存儲器的種類五、確定CPU的運(yùn)行速度六、確定PLC的外圍設(shè)備七、電源電壓的選擇第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計一、翻譯設(shè)計法1.設(shè)計步驟1)分析、熟悉原有的繼電器控制電路的工作原理。2)確定IO點數(shù)、種類，選擇PLC機(jī)型，

3、并繪制IO端子接線圖。3)確定PLC輸入輸出的地址，對應(yīng)繼電器控制電路中的元器件，畫出PLC的外部接線圖。4)繼電器控制電路中的時間繼電器和中間繼電器分別用PLC中的定時器和輔助繼電器代替。5)對于不同回路的共用觸點，可通過增加軟觸點來實現(xiàn)。6)根據(jù)上述對應(yīng)關(guān)系畫出梯形圖。2.注意事項第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計1)應(yīng)遵守梯形圖語言中的語法規(guī)定。2)某些器件的觸點如果在繼電器電路圖中只出現(xiàn)一次，并且與PLC輸出端的負(fù)載串聯(lián)(如有保護(hù)功能的熱繼電器的常閉觸點)，不必將它們作為PLC的輸入信號，可以將它們放在PLC外部的輸出回路，仍與相應(yīng)的外部負(fù)載串聯(lián)。3)外部聯(lián)鎖電路的設(shè)立。3.設(shè)計舉例圖4-2原理圖

4、與梯形圖a)正反轉(zhuǎn)控制b)時間控制第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計二、經(jīng)驗設(shè)計法1.設(shè)計步驟(1)分解控制功能，畫輸出線圈梯級根據(jù)控制系統(tǒng)的工作過程和工藝要求，將要編制的梯形圖程序分解成獨(dú)立的子梯形圖程序。(2)建立輔助位梯級如果不能直接使用輸入條件邏輯組合作為輸出線圈的得電和失電條件，則需要使用工作位、定時器或計數(shù)器以及功能指令的執(zhí)行結(jié)果作為條件，建立輸出線圈的得電和失電條件。(3)畫互鎖條件和保護(hù)條件互鎖條件是可以避免同時發(fā)生互相沖突的動作，保護(hù)條件可以在系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，使輸出線圈動作，保護(hù)控制系統(tǒng)和生產(chǎn)過程。2.設(shè)計舉例第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計例4-1長動控制電路如圖4-3a所示，試用經(jīng)驗設(shè)計法編寫

5、程序。解PLC的輸入輸出地址分配如下：圖4-3長動控制電路設(shè)計a)長動控制電路b)梯形圖第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計三、功能圖法1.設(shè)計步驟1)確定IO點數(shù)、種類，選擇PLC機(jī)型，并繪制IO端子接線圖。2)根據(jù)工作過程確定工步或狀態(tài)，并加以編號。3)畫出狀態(tài)流程圖。4)用步進(jìn)指令或輔助繼電器記憶編寫相應(yīng)的程序。5)程序調(diào)試后，進(jìn)行現(xiàn)場聯(lián)機(jī)調(diào)試。2.設(shè)計舉例例4-2電動機(jī)順序起動和停止控制編程。第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計1.tif第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計4Z4.tif第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計圖4-4電動機(jī)起動和停止控制第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計圖4-5電動機(jī)起動停止功能圖解(1)PLC的輸入輸出地址分配如下：第三

6、節(jié)PLC的軟件設(shè)計(2)該控制系統(tǒng)的功能如圖4-5所示，根據(jù)功能圖設(shè)計的梯形圖如圖4-6所示。圖4-6電動機(jī)順序起動停止梯形圖第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計一、訓(xùn)練目的1)學(xué)習(xí)掌握翻譯設(shè)計法。2)模擬運(yùn)行并調(diào)試。二、訓(xùn)練器材1)裝有 STEP7 Micro/WIN32編程軟件的計算機(jī)1臺。2)PLC操作臺1套。3)模擬調(diào)試輸入開關(guān)1套。三、訓(xùn)練內(nèi)容及步驟1.訓(xùn)練內(nèi)容第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計圖4-7時間繼電器控制的順序起動電路2.訓(xùn)練步驟第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計(1)分配輸入輸出地址根據(jù)電路要求，分配PLC輸入輸出地址，見表4-1。表4-1輸入輸出地址(2)畫出接線圖將原有繼電器控制電路改造為PLC控制的電

7、路，包括主電路和PLC外部接線圖。(3)設(shè)計程序根據(jù)控制電路的功能要求，用翻譯法設(shè)計PLC程序。(4)安裝配線按照PLC控制的電路進(jìn)行配線，安裝方法及要求與繼電路控制電路相同。第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計(5)運(yùn)行調(diào)試通電操作試運(yùn)行，以檢驗程序的正確性。一、訓(xùn)練目的1)學(xué)習(xí)掌握經(jīng)驗設(shè)計法。2)模擬運(yùn)行并調(diào)試。二、訓(xùn)練器材1)裝有STEP7 Micro/WIN32編程軟件的計算機(jī)1臺。2)PLC操作臺1套。3)模擬調(diào)試輸入開關(guān)1套。三、訓(xùn)練內(nèi)容及步驟1.訓(xùn)練內(nèi)容第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計圖4-8全波整流可逆能耗制動控制電路第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計2.訓(xùn)練步驟(1)分配輸入輸出地址根據(jù)電路要求，分配PLC輸入

8、輸出地址。(2)畫出接線圖將原有繼電器控制電路改造為PLC控制的電路，包括主電路和PLC外部接線圖。(3)設(shè)計程序根據(jù)控制電路要求，用經(jīng)驗法設(shè)計PLC程序。(4)安裝配線按照PLC控制的電路進(jìn)行配線，安裝方法及要求與繼電器控制電路相同。(5)運(yùn)行調(diào)試通電操作試運(yùn)行，檢驗程序的正確性。一、訓(xùn)練目的1)學(xué)習(xí)掌握功能圖設(shè)計法。2)模擬運(yùn)行并調(diào)試。第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計二、訓(xùn)練器材1)裝有STEP7 Micro/WIN32編程軟件的計算機(jī)1臺。2)PLC操作臺1套。3)模擬調(diào)試輸入開關(guān)1套。三、訓(xùn)練內(nèi)容及步驟1.訓(xùn)練內(nèi)容圖4-9送料小車示意圖第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計2.訓(xùn)練步驟(1)分配輸入輸出地址根據(jù)

9、電路要求，分配PLC輸入輸出地址。(2)畫出接線圖將原有繼電器控制電路改造為PLC控制的電路，包括主電路和PLC外部接線圖。(3)設(shè)計程序根據(jù)控制電路的功能要求，用功能圖法設(shè)計PLC程序。1)根據(jù)運(yùn)料小車工作流程，畫出狀態(tài)流程圖。2)根據(jù)狀態(tài)流程圖編寫程序。(4)安裝配線按照PLC控制的電路進(jìn)行配線，安裝方法及要求與繼電器控制電路相同。(5)運(yùn)行調(diào)試通電操作運(yùn)行，檢驗程序的正確性。第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計1)PLC梯形圖的經(jīng)驗設(shè)計法是在一些典型電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，不斷地修改和完善梯形圖，同時增加一些中間編程元件和觸點，最后才能得到一個較為滿意的PLC控制程序。2)PL

10、C梯形圖的翻譯法是在繼電器控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)繼電器與PLC控制邏輯關(guān)系，改造繼電器控制系統(tǒng)，翻譯法是設(shè)計梯形圖的一條捷徑。3)PLC梯形圖的順序控制設(shè)計法是根據(jù)控制系統(tǒng)的工藝過程，畫出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖。第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計FXA.tif1.簡述PLC系統(tǒng)設(shè)計的基本原則。2.簡述PLC控制系統(tǒng)的一般設(shè)計步驟。3.如何進(jìn)行PLC機(jī)型選擇?第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計4.如果PLC的輸入端或輸出端接有感性元件，應(yīng)采取什么措施來保證PLC的正常運(yùn)行?5.某控制系統(tǒng)有8個限位開關(guān)(SQ1SQ8)供自動程序使用，有6個按鈕(SB1SB6)供手動程序使用，有4個限位開關(guān)(SQ9SQ1

11、2)供自動和手動兩個程序共用，有5個接觸器線圈(KM1KM5)。6.某鍋爐的鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的控制時序圖如圖4-10所示，要求鼓風(fēng)機(jī)比引風(fēng)機(jī)晚10s起動，引風(fēng)機(jī)比鼓風(fēng)機(jī)晚18s停機(jī)，請設(shè)計梯形圖控制程序。圖4-10控制時序圖第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計7.試設(shè)計一個粉末冶金制品壓制機(jī)控制系統(tǒng)，如圖4-11所示，其控制要求如下：8.有2臺繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)，為限制電動機(jī)的起動電流，在每臺電動機(jī)的轉(zhuǎn)子回路中串接三段起動電阻，2臺電動機(jī)分別操作。1)電動機(jī)M1采用時間控制原則進(jìn)行控制(如按下起動按鈕后，間隔5s，依次切除轉(zhuǎn)子電阻)。2)電動機(jī)M2采用電流控制原則進(jìn)行控制(3只過電流繼電器線圈的吸合值相同，釋放值不同)。圖4-11第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計4Z11.tif9.電動葫蘆起升機(jī)構(gòu)的動負(fù)荷試驗，試設(shè)計用PLC控制的系統(tǒng)。第三節(jié)PLC的軟件設(shè)計1)可手動上升、下降。2)自動運(yùn)行時，上升6s后停9s，然后下降6s停9s，反復(fù)運(yùn)行1h，然后發(fā)出聲光信號，并停止運(yùn)行。10.按下起動按鈕后，能根據(jù)圖4-12所示依次完成下列動作，用PLC實現(xiàn)并畫出梯形圖。1)A部件從位置1到2。2)B部件從位置3到4。3)A部件從位置2回到1。4)B部件從位置4回到3。11.試設(shè)計一個剪板機(jī)控制系統(tǒng)，如圖4-13所示，其控制