可编程序控制器的控制系统设计ppt课件.ppt

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1、第七章PLC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PLC控制系统设计的内容和步骤设计原则1.最大限度地满足被控对象对生产工艺的要求。2.力求控制系统安全、可靠、优质、经济。3.应考虑到今后控制规模的发展和工艺的改进。设

2、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、绘制输入/输出端子接线图；5．根据实际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)分析控制对象(二)PLC系统的硬件配置(三)程序设计(四)输入程序并调试程序(五)程序固化第二节PLC控制系统的硬件配置一、选择PLC机型在满足控制要求的前提下，选型时应选择最佳

3、的性能价格比。1．I/O点数的估算2．用户存储器容量的估算（依据点数，考虑扩充）3．CPU性能的选择二、开关量I/O模块的选择三、模拟量I/O模块的选择四、智能I/O模块的选择第三节PLC控制系统应用程序的设计PLC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1．系统框图设计2．I/O分配编号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数（

4、控制变量）进行控制（例如：取水泵站的控制选用水位作控制变量）；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）。PLC应用程序的设计方法有多种，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1

5、．顺序功能图SFC(SequentialFunctionChart)所谓顺序控制，使生产过程按生产工艺要求预先安排的顺序自动地进行生产控制。例：运料小车的往返控制。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.单序列结构单序列由一系列相继激活的步组成。每一步的后面仅有一个转换条件，每一个转换条件后面仅有一步。2．选择序列结构分支合并3．并行序列结构分支合并4．子步（microstep）简略形式子步

6、顺序功能图法◇经验设计法的设计方法不规范，没有一个普遍的规律可遵循，具有一定的试探性和随意性。◇由于联锁关系复杂，用经验设计法进行设计一般难于掌握，且设计周期较长，设计出的程序可读性差，即使有经验的工程师阅读它也很费时。同时，给日后产品的使用、维护带来诸多不便。◇与经验设计法相比，顺序功能图法有着明显的优势。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◆顺序功能图中的各“步”实现转换时，使前级步的活动结束

7、而使后续步的活动开始，步之间没有重叠。这使系统中大量复杂的联锁关系在“步”的转换中得以解决。◆对于每一步的程序段，只需处理极其简单的逻辑关系。编程方法简单、易学，规律性强。◆程序结构清晰、可读性好，调试方便。工作效率。顺序功能图法的设计步骤◆SFC（SequentialFunctionChart）是基于工艺流程的高级语言,其理论基础是PetriNet理论.参见郝丽娜，刘兴刚编著《计算机仿真技术及CAD》(普通高等教育“十一五”国家级规划教材)◆设计步骤：1.根据实际系统的工艺流程，设计顺序功能图2.依据顺序功能图设计顺序控制程序。顺序功

8、能图法设计举例根据工艺流程设计顺序功能图系统的工作过程分解为：◆第一步装料◆第二步右行◆第三步卸料◆第四步左行（1）设计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