电气控制与可编程控制器应用技术 教学课件 作者 刘祖其 - 副本第10章 可编程控制器的工程应用及实例.ppt

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1、全国高等职业教育规划教材电气控制与可编程序控制器应用技术刘祖其编著第10章可编程控制器的工程应用及实例10.1概述10.2PLC控制系统的设计原则、内容、方法及步骤10.3PLC控制系统的硬件和软件设计10.4PLC程序设计方法10.5PLC应用实例10.1概述1.PLC应用领域(1)开关量的逻辑控制：可以是时序、组合、计数、不计数等各种各样的控制，控制的I/O点数可以不受限制。(2)模拟量的闭环控制：PLC具有A/D、D/A转换、算术运算和模糊控制的功能。(3)数字量的智能控制：PLC能接收和输出高速脉冲的功能，如果再配备相应的传感器或脉

2、冲伺服装置。就能实现数字量的智能控制。(4)数据采集与监控：PLC在实现控制时，能把现场的数据实时显示出来或采集保存下来，可随时观察采集来的数据及统计分析结果。(5)通信、联网及集散控制：PLC的通信联网能力很强，PLC可与PLC之间、PLC与计算机之间进行通信和联网，由计算机来实现对其编程和管理。2.PLC应用类型PLC应用类型，普遍采用的是开关量控制和模拟量控制。而开关量的顺序控制是工业自动化设计的首选。用PLC可作为开关量逻辑控制、定时控制、计数控制，取代传统继电接触器控制，如机床电气、电机控制中心等，也可取代顺序控制，如高炉上料、电

3、梯控制、货物存取、运输、检测等。总之，PLC可用于单机、多机以及生产线的自动化控制场合。用PLC可实现闭环过程控制，如压力、流量等连续变化的模拟量闭环PID控制。这种类型主要是用在系统中开关量较多、模拟量较少的场合。10.2设计步骤及方法1.系统设计的基本原则(1)首先要全面、详细地了解被控对象的机械结构和生产工艺过程，然后,针对PLC和其他微机系统的技术特点进行比较分析，看哪种控制系统能最大限度地满足被控设备或生产过程的控制要求。(2)设计前，要进行现场调查研究，搜集有关资料。了解工艺过程和机械运动与电气执行元件之间的关系和对电控系统的控

4、制要求,如机械运动部件的传动与驱动，液压、气动的控制，仪表、传感器等的连接与驱动等；在满足控制要求和技术指标的前提下，要尽量使控制系统简单、经济、操作及维修方便。拟定电气控制方案。(3)在制定电气控制方案时。要根据生产工艺和机械运动的控制要求，确定电控系统的工作方式，电控系统应有的功能，设计时要给控制系统的容量和功能预留一定的余量，便于以后生产的发展和工艺的改进。(4)保证控制系统工作要安全可靠。2.设计内容(1)根据被控对象的特性及用户的要求，拟定控制系统设计的技术条件和设计指标，写出设计任务书。(2)选择电气传动形式、电动机、按钮、开关

5、、传感器、继电器、接触器、以及电磁阀等执行机构。(3)选定PLC的型号,确定PLC的I/O点数。(4)分配PLC的I/O点，绘制PLC的I/O端子接线图。(5)根据系统要求编写软件说明书，然后进行程序设计。(6)重视界面的设计，增强人与机器之间的友善关系。(7)设计控制系统操作台、电气控制柜等及安装接线图。(8)编写设计说明书和使用说明书等设计文档。3.设计方法及步骤(1)详细了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求，分析被控对象的机构和运行过程，明确动作的逻辑关系等。(2)根据被控对象对PLC控制系统的技术指标，确定所需输入/输出信号的点数

6、，选择合适的PLC类型。(3)根据控制要求，确定输入设备按钮、选择开关、行程开关、传感器等；输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。(4)编制出输入/输出端子的接线图。(5)设计应用系统梯形图程序。(6)将程序输入PLC。用编程器，需将梯形图转换成相应的指令并输入到PLC中；当使用计算机上编程时，可将程序下载到PLC中。10.3PLC的硬件和软件设计10.3.1PLC的硬件设计1、PLC机型的选择选择合适的机型是PLC控制系统设计中相当重要的环节，PLC基本机型的选择原则是需要什么功能，就选择具有什么样功能的PLC,在完成相同功能的情况

7、下，同时也适当地兼顾维修、备件的通用性的同时兼顾经济性以及今后设备的改进和发展。2、PLC容量PLC容量包括两个方面：一是I/O点数，二是用户存储器的容量。3、其他硬件配置PLC选型确定以后还要考虑系统中的其他部分，主要有:（1）电源有的PLC机备有独立的电源模块，选择电源模块时要考虑电源模块的额定输出电流要大于或等于主机、I/O模块、专用模块等总的消耗电流之和。（2）大中型系统配置10.3.2PLC的软件设计1、PLC控制系统的软件设计内容PLC的软件设计工作是是复杂的，它要求设计人员不仅要有PLC、计算机程序设计的基础，而且又要有自动控

8、制的技术基础和一定的现场实践经验。软件设计应根据总体要求和控制系统的具体情况，确定程序的基本结构，绘制流程图或功能流程图，对简单的可以用经验法设计，对复杂的系统一般采用顺序法设计