PLC的實際應(yīng)用課件

第6章PLC的實際應(yīng)用6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用第6章PLC的實際應(yīng)用6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計6.1.1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的步驟和內(nèi)容

1.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則任何一個控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全為準則。因此，在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則:.最大限度地滿足被控對象和用戶的要求;.在滿足要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單，使用方便，一次性投資小，節(jié)約能源;.保證控制系統(tǒng)安全、可靠，使用維修方便;.考慮到今后的發(fā)展和工藝的改進，在配置硬件設(shè)備時應(yīng)留有一定的裕量。下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計6.1.1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的步6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計2.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的步驟

PLC控制系統(tǒng)的一般步驟如圖6-1所示。首先應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)控制任務(wù)和要求，在深入了解和分析工藝條件和控制要求的基礎(chǔ)上，確定PLC控制的基本方式、要完成的動作、自動工作循環(huán)的組成、自動控制的動作順序、必需的保護和連鎖條件及故障指示等。根據(jù)控制任務(wù)，確定PLC的機型，進行I/O地址分配，畫出I/O接線圖。對較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝要求設(shè)計控制流程圖，畫出工作循環(huán)圖表，或畫出詳細的功能圖。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計2.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的步驟上6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計根據(jù)功能圖或控制流程圖設(shè)計出梯形圖。如果是對原有的繼電器控制系統(tǒng)進行技術(shù)改造，可以直接將繼電器控制線路圖變換為PLC的梯形圖。在進行軟件設(shè)計的同時，還要進行控制系統(tǒng)硬件設(shè)計。硬件設(shè)計的內(nèi)容包括:電動機主電路進入PLC的控制電路;主令元件、傳感器及執(zhí)行元件的選擇;PLC輸入/輸出端的接線圖;輸出電路的外接電源;電器柜的結(jié)構(gòu)及柜內(nèi)電器供電系統(tǒng)等?，F(xiàn)場調(diào)試是對實際受控對象進行調(diào)試。首先應(yīng)仔細檢查PLC的外部接線，硬件檢查完畢后，將初步調(diào)試好的用戶程序進行總調(diào)試?？傉{(diào)試時也可以采用先作局部調(diào)試試驗和分段調(diào)試，直到各部分的功能都正常，并能協(xié)調(diào)一致貫通成一個完整的體系為止。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計根據(jù)功能圖或控制流程圖設(shè)計出梯形6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計

3.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容

.制定控制系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)條件。技術(shù)條件一般以設(shè)計任務(wù)書的形式來確定，它是整個系統(tǒng)設(shè)計的依據(jù);.選擇主令元件和檢測元件、電力拖動形式和電動機、電磁閥等執(zhí)行機構(gòu);.選擇PLC的型號;.分配PLC的I/O點數(shù)，繪制PLC的I/O硬件接線圖;.設(shè)計控制系統(tǒng)的梯形圖并調(diào)試;.設(shè)計控制系統(tǒng)的操作臺、電氣控制柜以及安裝接線圖等;.編寫設(shè)計說明圖和使用說明書。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計3.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計4.PLC機型的選擇

PLC的種類非常多，可以根據(jù)控制要求及PLC的功能、I/O點數(shù)、存儲容量，結(jié)合安全可靠、維修方便、性能價格比高等因素綜合考慮選擇PLC機型。

(1)I/O點數(shù)的選擇PLC的I/O點數(shù)的選擇，首先應(yīng)滿足控制的要求，在這一前提下，還要兼顧價格及備用裕量。通常I/O點數(shù)是根據(jù)受控對象的輸入、輸出信號的實際需要，再加上10%-30%的備用量來確定。

(2)用戶存儲容量用戶存儲容量是指PLC用于存儲用戶程序的存儲容量。所需用戶存儲容量的大小由用戶程序的長短決定。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計4.PLC機型的選擇上一頁下一6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(3)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式對于整體結(jié)構(gòu)式的PLC，其每一個I/O點的平均價格比模塊式的便宜，且體積相對較小，所以一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的系統(tǒng)中;而模塊式PLC的功能擴展靈活方便，I/O點數(shù)、I/O模塊的，選擇余地大，維修時更換方便。(4)安裝方式的選擇PLC的安裝方式可分為集中式、遠程式和多臺聯(lián)網(wǎng)的分布式。集中式不需要設(shè)置驅(qū)動遠程I/O硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低。大型系統(tǒng)經(jīng)常采用遠程I/O式，因為它們的裝置分布范圍很廣。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(3)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式對于整體6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(5)功能的選擇PLC的功能主要有邏輯運算、算術(shù)運算、計時、計數(shù)功能和通信功能。對于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可以選用小型的且能配接A/D和D/A轉(zhuǎn)換、具有加減算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送功能的PLC。(6)機型統(tǒng)一對于一個企業(yè)應(yīng)盡量選用統(tǒng)一的PLC機型，這樣其外部設(shè)備通用，資源可共享，易于實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信，可以組成分布式控制系統(tǒng)。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(5)功能的選擇PLC的功能主要6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計6.1.2控制程序的設(shè)計方法PLC程序的設(shè)計方法(1)經(jīng)驗法經(jīng)驗設(shè)計法實際上是延續(xù)了傳統(tǒng)的繼電器電氣原理圖的設(shè)計方法，即在一些典型控制單元電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)受控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，采用許多輔助繼電器來完成記憶、連鎖、互鎖等功能，需經(jīng)過反復(fù)修改和完善才能符合要求。這種設(shè)計方法沒有規(guī)律可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，程序的調(diào)試花費時間長。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計6.1.2控制程序的設(shè)計方法上一6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)驗法設(shè)計控制程序的步驟:.了解受控設(shè)備及工藝過程、分析控制系統(tǒng)的要求、選擇控制方案;.設(shè)計主令元件和檢測元件，確定輸入輸出信號;.設(shè)計基本控制程序，在程序中加入連鎖、互瑣關(guān)系;.設(shè)置必要的保護措施，檢查、修改和完善程序。(2)功能圖表法功能圖表設(shè)計程序的方法易被初學(xué)者接受，設(shè)計的程序規(guī)范、直觀，易閱讀，也便于修改和調(diào)試。用功能圖表設(shè)計程序時采用步進指令、移位寄存器指令可以使程序的編制更簡便。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)驗法設(shè)計控制程序的步驟:上一頁6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計

2.在程序設(shè)計時節(jié)約I/O點數(shù)的方法在工程設(shè)計中，經(jīng)常遇到I/O點不夠用的問題。目前，PLC的每一I/O點數(shù)價格在100元左右，如果直接增加硬件配置，將加大投資。在實際設(shè)計時，可以采用改進接線與編程相結(jié)合的方法，減少所需PLC的I/O點數(shù)。

(1)減少輸入點數(shù)的措施

①分組輸入某些控制系統(tǒng)存在有多種工作方式，但系統(tǒng)工作時又只是選擇其中的一種工作方式運行。其各種工作方式的程序不可能同時執(zhí)行。例如，系統(tǒng)的自動程序和手動程序就不會同時執(zhí)行。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計2.在程序設(shè)計時節(jié)約I/O點數(shù)6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計;輸入接線方式如圖6-2所示。圖中XO用于輸入自動/手動程序，將這兩種工作方式分別使用的輸入信號分成兩組:“自動”輸入信號SB3,SB4,“手動”輸入信號SB1,SB2。兩組輸入信號分別共用PLC的輸入點X1和X2。用工作方式選擇開關(guān)SA來切換“手動”和“自動”信號的輸入電路，并通過輸入信號XO讓PLC識別是“自動”還是“手動”信號，從而執(zhí)行自動程序或手動程序。②控制功能相同的操作開關(guān)并聯(lián)連接對于多個功能相同的操作按鈕，在PLC輸入點數(shù)較多的情況下，可以采用一般的接線方式，即一個操作按鈕接到一個輸入端;但如果PLC的輸入點數(shù)不夠用時，可以采用并聯(lián)連接的方式，如圖6-3所示。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計;輸入接線方式如圖6-2所示。6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(2)減少輸出點數(shù)的措施①分組輸出當(dāng)兩組負載不會同時工作時，可以通過外部轉(zhuǎn)換開關(guān)或通過受PLC控制的電器觸點進行切換，這樣PLC的每個輸出點可以控制兩個不同工作的負載。如圖6-4所示，KM1,KM3,KM5和KM2,KM4,KM6兩組執(zhí)行元件不會同時接通，用外部轉(zhuǎn)換開關(guān)SA進行切換。②并聯(lián)輸出當(dāng)兩個通斷狀態(tài)完全相同的負載，并聯(lián)后可共用PLC的一個輸出端子。采用這種方式必須要注意PLC輸出端子驅(qū)動負載的能力。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(2)減少輸出點數(shù)的措施上一頁下6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計③節(jié)省輸出端子用編程方式使負載具有多個功能用一個負載實現(xiàn)多種用途，也可以節(jié)省輸出端子。例如，利用PLC編程的功能，用一個輸出端指示燈的兩種不同的狀態(tài)，常亮和閃爍發(fā)亮，表示兩種不同的信息，可節(jié)省輸出點數(shù)。3.對傳統(tǒng)的繼電器控制生產(chǎn)設(shè)備進行PLC控制改進如現(xiàn)在已具備了成熟的繼電器控制線路，需要改為用PLC進行控制時，只要將原有的控制線路作適當(dāng)?shù)母膭樱怪蔀榉螾LC要求的梯形圖即可。這樣可以大大簡化控制程序的設(shè)計，其設(shè)計說明如圖6-5所示。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計③節(jié)省輸出端子用編程方式使負載具6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計6.1.3程序的調(diào)試與試運行

PLC程序調(diào)試和運行的步驟如下:(1)程序的檢查將編好的程序輸入編程器進行檢查，改正語法和數(shù)據(jù)錯誤后存入PLC的存儲器中。

(2)模擬運行模擬系統(tǒng)的實際輸入信號，并在程序運行中的適當(dāng)時刻，通過扳動開關(guān)、接通或斷開輸入信號，來模擬各種機械動作使檢測元件狀態(tài)發(fā)生變化，同時通過PLC輸出端狀態(tài)指示燈的變化觀察程序執(zhí)行的情況，并與執(zhí)行元件應(yīng)該完成的動作作對照，判斷程序的正確性。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計6.1.3程序的調(diào)試與試運行上一6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(3)實物調(diào)試采用現(xiàn)場的主令元件、檢測元件及執(zhí)行元件組成模擬控制系統(tǒng)，檢驗檢測元件的可靠性及PLC的實際負載能力。

(4)現(xiàn)場調(diào)試安裝完畢進行現(xiàn)場調(diào)試，對一些參數(shù)(檢測元件的位置、定時器的設(shè)定常數(shù)等)進行現(xiàn)場的整定和調(diào)整。

(5)投入運行最后對系統(tǒng)的所有安全措施(接地、保護和互鎖等)進行檢查后，即可投入系統(tǒng)的試運行。試運行一切正常后，再把程序固化到EPROM中去。上一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(3)實物調(diào)試采用現(xiàn)場的6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用某化工生產(chǎn)的一個化學(xué)反應(yīng)過程是在4個容器中進行，化學(xué)反應(yīng)裝置示意圖如圖6-6所示。化學(xué)反應(yīng)中的各個容器之間用泵進行輸送;每個容器都裝有傳感器，用于檢測容器的空和滿;2JHJ容器裝有加熱器和溫度傳感器;3JHJ容器裝有攪拌器。當(dāng)1JHJ,2JHJ容器里的液體抽入到3JHJ容器時，啟動攪拌器。3JHJ容器是1JHJ,2JHJ容器體積的總和，1JHJ,2JHJ容器的液體可以將3JHJ,4JHJ容器裝滿。下一頁返回6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用某化工生產(chǎn)的一個化學(xué)反應(yīng)過程6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用6.2.1工作過程及控制要求1.初始狀態(tài)容器全都是空的;泵P1,P2,P3,P4,P5及P6全部關(guān)閉;2JHJ容器的加熱器R關(guān)閉;3JHJ容器的攪拌器M關(guān)閉。

2.啟動操作按下啟動操作按鈕后，要求按以下步驟自動工作:.同時打開泵P1和P2，堿溶液進入1JHJ容器內(nèi)，聚合物進入2JHJ容器，直到1JHJ,2JHJ容器裝滿;

.關(guān)閉泵P1和P2，并打開加熱器R，給2JHJ容器加熱，直到容器內(nèi)的溫度達到60℃;上一頁下一頁返回6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用6.2.1工作過程及控制要求6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用.關(guān)閉加熱器R，并同時打開泵P3,P4及攪拌器M，將1JHJ和2JHJ容器中的液體放入到3JHJ容器，直到1JHJ,2JHJ放空，3JHJ裝滿，攪拌器M攪拌60s后結(jié)束;.關(guān)閉攪拌器M、泵P3和P4，并打開泵PS，將3JHJ容器內(nèi)混合好的液體經(jīng)過過濾器抽到4JHJ容器，直到3JHJ容器放空4JHJ容器裝滿;.關(guān)閉泵PS，并打開泵P6將產(chǎn)品從4JHJ容器中放出，直到4JHJ容器放空為止。上一頁下一頁返回6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用.關(guān)閉加熱器R，并同時6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用3.停止操作在任何時候按下停止操作按鈕，控制系統(tǒng)都要將當(dāng)前的化學(xué)反應(yīng)過程進行到底(最后一步)，才能停止動作，防止液體的浪費。

4.采用FXJHJJHJON-40M型PLC上一頁下一頁返回6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用3.停止操作上一頁下一6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用6.2.2I/O地址分配輸入繼電器啟動X000停止X0011#滿X0021#空X0032#滿X0042#空X0053JHJ滿X0063JHJ空X0074JHJ滿X0104JHJ空X011溫度傳感器X012輸出繼電器泵P1Y000泵P2Y001加熱器RY002泵P3Y003泵P4Y004攪拌器MY005泵PS泵P6Y006Y007上一頁下一頁返回6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用6.2.2I/O地址分配上6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用6.2.3功能圖的設(shè)計分析上面的工作過程，可以畫出控制系統(tǒng)的功能圖，如圖6-7所示。圖中含有兩個并發(fā)順序;采用步控指令編程;圖中的特殊輔助繼電器M8002給步狀態(tài)器SO-S22進行開機清零，并將初始步S0置位。上一頁下一頁返回6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用6.2.3功能圖的設(shè)計上一頁6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用6.2.4梯形圖的設(shè)計將圖6-7所示功能圖轉(zhuǎn)換成梯形圖，如圖6-8所示。6.2.5指令語句表指令語言表如下表6-1所示上一頁返回6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用6.2.4梯形圖的設(shè)計上一頁6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用6.3.1輸送機分檢大、小球的PLC控制裝置1.控制要求圖6-9所示為分檢大、小球的自動裝置的示意圖。其工作過程如下:

.當(dāng)輸送機處于起始位置，上限位開關(guān)IS3和左限位開關(guān)LS1被壓下，極限開關(guān)SW斷開;.啟動裝置后，操作桿下行，一直到極限開關(guān)SW閉合，此時，若碰到的是大球，則下限位開關(guān)IS2仍為斷開狀態(tài)，若碰到的是小球則下限位開關(guān)LS2為閉合狀態(tài);下一頁返回6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用6.3.1輸送機分檢大、小6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用.接通控制吸盤的電磁閥線圈;.假設(shè)吸盤吸起小球，則操作桿向上行，碰到上限位開關(guān)IS3后，操作桿向右行;碰到右限位開關(guān)LS4(小球的右限位開關(guān))后，再向下行，碰到下限位開關(guān)IS2后，將小球釋放到小球箱里，然后返回到原位;.如果啟動裝置后，操作桿下行一直到SW閉合后，下限位開關(guān)IS2仍為斷開狀態(tài)，則吸盤吸起的是大球，操作桿右行碰到右限位開關(guān)IS5(大球的右限位開關(guān))后，將大球釋放到大球箱里，然后返回到原位。上一頁下一頁返回6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用.接通控制吸盤的電6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用2.I/O地址分配I/O地址分配圖如圖6-10所示，采用F系列PLC實現(xiàn)控制。3.功能圖的設(shè)計自動分檢順序控制STL功能圖如圖6-11所示。分檢裝置自動控制過程如下:

圖中M71產(chǎn)生初始化脈沖，F(xiàn)671,F672和F670起作用，使?fàn)顟B(tài)器S600-S613均復(fù)位，再將狀態(tài)器S600置位;此時如操縱桿在最上端(X403=ON)、最左端(X401=ON)，并且吸盤控制線圈斷開(Y431=OFF)。上一頁下一頁返回6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用2.I/O地址分配上一頁6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S602后，吸盤電磁閥Y431被置位，Y431得電吸起小球，并同時啟動時間繼電器T451;延時1s后，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S603，使上行繼電器Y432得電，操作桿上行，直到壓下上限位開關(guān)X403，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S604，右行繼電器Y433得電，使操作桿右行，直到壓下右限位開關(guān)X404，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S610，使下行繼電器Y430得電，操作桿下行，直到壓下下限位開關(guān)X402，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S611，使得電磁閥Y431復(fù)位，將小球釋放在小球箱內(nèi)，其動作時間由T452控制;延時1s后，Y432得電，使操作桿上行，壓下上限位開關(guān)X403后，使左行繼電器Y434得電，操作桿左行，直到壓下左限位開關(guān)X401后，操作桿返回到初始狀態(tài)S601。上一頁下一頁返回6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S602后，6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用4.梯形圖的設(shè)計圖6-12所示為大、小球分檢控制系統(tǒng)的梯形圖。5.指令語句表指令語句表如下表6-2所示。上一頁下一頁返回6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用4.梯形圖的設(shè)計上一頁下一6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用6.3.2皮帶運輸機的PLC控制皮帶運輸機廣泛地運用于冶金、化工、機械、煤礦和建材等工業(yè)生產(chǎn)中。圖6-13所示為某原材料皮帶運輸機的示意圖。原材料從料斗經(jīng)過PD1,PD2兩臺皮帶運輸機送出;由電磁閥MO控制從料斗向PD1供料;PD1,PD2分別由電動機M1和M2控制。1.控制要求(1)初始狀態(tài)料斗、皮帶PD1和皮帶PD2全部處于關(guān)閉狀態(tài)。上一頁下一頁返回6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用6.3.2皮帶運輸機的PL6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用

(2)啟動操作啟動時為了避免在前段運輸皮帶上造成物料堆積，要求逆送料方向按一定的時間間隔順序啟動。其操作步驟為:皮帶PD2一延時5s一皮帶PD1一延時5s一料斗M0

(3)停止操作停止時為了使運輸機皮帶上不留剩余的物料，要求順物料流動的方向按一定的時間間隔順序停止。其停止的順序為:料斗一延時10s一皮帶PD1一延時lose皮帶PD2上一頁下一頁返回6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用(2)啟動操作啟動時為6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用(4)故障停車在皮帶運輸機的運行中，若皮帶PD1過載，應(yīng)把料斗和皮帶PD1同時關(guān)閉，皮帶PD2應(yīng)在皮帶PD1停止10s后停止。若皮帶PD2過載，應(yīng)把皮帶PD1、皮帶PD2(M1、M2)和料斗MO都關(guān)閉。(5)要求采用FX系列PLC實現(xiàn)控制。上一頁下一頁返回6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用(4)故障停車在皮帶運輸機6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用2.I/O地址分配輸入地址輸出地址啟動按鈕MO料斗控制Y000停止按鈕X001M1接觸器Y001M1熱繼電器X003M2接觸器Y002M2熱繼電器X004上一頁下一頁返回6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用2.I/O地址分配上一頁6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用3.程序設(shè)計.用步控指令，根據(jù)皮帶運輸機控制要求設(shè)計的功能圖如圖6-14所示;.皮帶運輸機的PLC梯形圖如圖6-15所示。4.指令語句表指令語句表如下表6-3所示。上一頁返回6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用3.程序設(shè)計上一頁返回6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用圖6-16所示為一機械手的動作示意圖。該機械手可以上下、左右動作。機械手的上下、左右運動分別由雙線圈雙位電磁閥驅(qū)動氣缸來控制，一旦某個方向的電磁閥得電，機械手就一直保持當(dāng)前狀態(tài)，直到另一個電磁閥得電后，才終止機械手的動作。機械手的夾緊與放松動作是由一個單線圈兩位電磁閥驅(qū)動氣缸來實現(xiàn)的，要求控制夾緊和放松動作的時間，線圈得電時機械手夾緊，斷電時機械手放松。機械手運動示意圖如圖6-17所示。下一頁返回6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用圖6-16所示為一機械手的動6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用6.4.1機械手的控制要求

1.初始位置機械手停在初始位置上，其上限位開關(guān)和左限位開關(guān)閉合。2.啟動狀態(tài).機械手由初始位置開始向下運動，直到下限位開關(guān)閉合為止;.機械手夾緊工件，時間為1s;.夾緊工件后向上運動，直到上限位開關(guān)閉合為止;.再向右運動，直到右限位開關(guān)閉合為止;.再向下運動，直到下限位開關(guān)閉合為止;.機械手將工件放到工作臺上，其放松的時間為1s;.再向上運動，直到上限位開關(guān)閉合為止;上一頁下一頁返回6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用6.4.1機械手的控制要求6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用.再向左運動，直到左限位開關(guān)閉合，一個工作周期結(jié)束;.機械手返回到初始狀態(tài)。

3.停止?fàn)顟B(tài)按下停止按鈕后，機械手要將一個工作周期的動作完成后，才返回到初始位置。

4.機械手動作操作方式要求機械手有4種操作方式:點動工作方式、單步工作方式、單周期工作方式和連續(xù)(自動)工作方式。

5.型號選擇采用FX系列PLC實現(xiàn)控制。上一頁下一頁返回6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用.再向左運動，直到左6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用6.4.2

PLC控制設(shè)計1.I/O地址分配

輸入信號輸出信號下限位X1手動X20下降YO上限位X2回原點X21夾緊/放松Y1右限位X3單步方式X22上升Y2左限位X4單周期運行X23右移Y3連續(xù)運行X24左移Y4回原點啟動X25啟動X26停止X27上一頁下一頁返回6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用6.4.2PLC控制設(shè)計上6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用2.機械手的操作方式機械手工作方式的PLC操作面板如圖6-18所示。操作面板上設(shè)置的開關(guān)可以實現(xiàn)機械手的各種工作方式的切換。(1)手動工作方式(x20)首先將工作方式選擇開關(guān)置于手動位置即X20=ON，再通過操作面板上的各個按鈕(XS,X10,X12,X7,X6和X11)控制機械手完成其相應(yīng)的動作，即機械手的上升和下降、夾緊和放松、左移和右移。

(2)單步工作方式(X22)按動一次啟動按鈕X26，機械手前進一個工步。(3)單周期工作方式(X23)機械手在原點時，按下啟動按鈕X26，機械手自動運行一遍后再返回原點停止。上一頁下一頁返回6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用2.機械手的操作方式上一頁下6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用(4)連續(xù)工作方式即自動工作方式，機械手在原點時，按下啟動按鈕X26，機械手可以連續(xù)反復(fù)的運行。若中途按動停止按鈕X27，機械手只能運行到原點后停止。(5)回原點按下此按鈕(X21=ON)。機械手自動回到原點。面板上設(shè)置的另一組啟動按鈕和急停按鈕無PLC的I/O編號，說明它們不進入PLC的內(nèi)部，與PLC運行程序無關(guān)。這兩個按鈕是用來接通或斷開PLC外部負載的電源。上一頁下一頁返回6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用(4)連續(xù)工作方式即自動工作6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用6.4.3機械手控制系統(tǒng)的程序設(shè)計1.初始狀態(tài)設(shè)定利用功能指令FNC60(IST)自動設(shè)定與各個運行方式相應(yīng)的初始狀態(tài)。系統(tǒng)的初始化梯形圖如圖6-19所示。圖中，X20是輸入的首元件編號;S20是自動方式的最小狀態(tài)器編號;S27是自動方式的最大狀態(tài)器編號。上一頁下一頁返回6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用6.4.3機械手控制系統(tǒng)的程6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用.SO手動操作初始狀態(tài);.S1回原點初始狀態(tài);.S2自動操作初始狀態(tài);.M8048禁止轉(zhuǎn)移;.M8041開始轉(zhuǎn)移;.M8042啟動脈沖;.M8047STL監(jiān)控有效。上一頁下一頁返回6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用.SO手動操作初始狀態(tài);上一6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用

2.初始化程序一個控制程序必須有初始化功能。程序的初始化功能就是自動設(shè)定控制程序的初始化參數(shù)，機械手控制系統(tǒng)的初始化程序是設(shè)定初始狀態(tài)和原點位置條件。圖6-19中的特殊輔助繼電器M8044作為原點位置條件用，M8044為FX系列PLC的原點條件繼電器。當(dāng)原點位置條件滿足時M8044接通，用M8044=ON作為執(zhí)行自動程序的進入條件(圖6-22)。其他初始狀態(tài)是由IST指令自動設(shè)定。上一頁下一頁返回6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用2.初始化程序上一頁下一頁6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用

3.手動工作方式的程序手動工作方式的梯形圖如圖6-20所示。SO為手動方式時的初始狀態(tài)。機械手在手動工作方式下，按下X12,Y1被置位實現(xiàn)夾緊動作，按下X7,Y1被復(fù)位實現(xiàn)放松動作。同理上升、下降、左移和右移是由相應(yīng)的按鈕來控制的。在上升、下降和左移、右移的控制作用中加入互鎖作用。上限位開關(guān)X2為左、右動作的進入條件，即機械手必須處于最上端位置時才能進行左、右動作。上一頁下一頁返回6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用3.手動工作方式的程序上一6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用4.回原點方式回原點方式功能圖如圖6-21所示。圖中S1是回原點的初始狀態(tài)，由初始化程序使S1置位，按下原點按鈕X25=ON，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S10,Y1復(fù)位，機械手放松;;1YO復(fù)位，機械停止下降;Y2得電，機械手上升直至上限位開關(guān)X2閉合，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S11;Y3復(fù)位，停止機械手的右移，Y4得電，機械手左移，直至左限位開關(guān)X4閉合，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S12;M8043置位，同時S21復(fù)位，使機械手的Y1(夾緊)，失電復(fù)位(參見機械手自動方式功能圖)，此時機械手停在原位(最上端、最左端),Y1(夾緊),Y2(放松)都復(fù)位，回原點結(jié)束。上一頁下一頁返回6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用4.回原點方式上一頁下一頁返6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用5.自動工作方式自動方式功能圖如圖6-22所示。圖中S2是自動方式的初始狀態(tài)，狀態(tài)器S2和狀態(tài)轉(zhuǎn)移開始輔助繼電器M8041及原點位置條件輔助繼電器M8044的狀態(tài)都是在初始化程序中設(shè)定的，在程序運行中不再改變。當(dāng)輔助繼電器M8041,M8044閉合時，狀態(tài)從S2向S20轉(zhuǎn)移，S20置位，YO得電，機械手下降;當(dāng)下降運行到下限位，開關(guān)X1閉合時，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S21(S20自動復(fù)位，YO失電)，Y1得電，機械手夾緊工件，同時定時器1b開始計時;當(dāng)is時間到，TO觸點閉合，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S22,Y2得電，機械手上升;一直到上限位，開關(guān)閉合。上一頁下一頁返回6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用5.自動工作方式上一頁下一頁6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用

6.指令語句表將上面設(shè)計的幾部分梯形圖匯總后，轉(zhuǎn)換成與其相對應(yīng)的指令語句，可以得到下面所示的機械手控制系統(tǒng)指令語句表。如下表6-4所示。上一頁返回6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用6.指令語句表上一頁返回6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用電梯的種類多種多樣，按拖動系統(tǒng)可分為交流單速/雙速拖動電梯、交流調(diào)壓調(diào)速電梯、直流發(fā)電機一電動機可控硅勵磁拖動電梯和變頻調(diào)壓調(diào)速電梯等。按控制方式可分為有信號控制電梯、集選控制電梯和下集選控制電梯等。電梯的控制內(nèi)容很多，如電梯廂內(nèi)、外按鈕的控制，電梯運行到位開門、關(guān)門的控制，電梯運行速度的控制，電梯運行到位，每層指示燈以及安全措施、報警作用的控制等。本節(jié)以一個三層樓的電梯廂內(nèi)控制為例，介紹電梯的PLC控制設(shè)計。圖6-23所示為三層樓電梯控制示意圖。下一頁返回6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用電梯的種類多種多樣，按拖動系6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用6.5.1電梯控制系統(tǒng)的要求(F:呼叫開關(guān))

.電梯在一層或二層時，出現(xiàn)三層呼叫(3F=ON)信號，則電梯上升，運行到三層，三層限位開關(guān)閉合(LS:限位開關(guān)，IS3=ON)后停止運行;.電梯在一層時，出現(xiàn)二層呼叫(2F=ON)信號，則電梯上升，運行到二層，二層的限位開關(guān)閉合(LS2=ON)后停止運行;.電梯在一層時，同時出現(xiàn)二層和三層的呼叫(2F=ON,3F=ON)信號，則電梯上升運行，先上升到二層(LS2=ON),暫停運行2s后，再繼續(xù)上升到三層，直到三層的限位開關(guān)閉合(LS3=ON)，電梯停止運行;上一頁下一頁返回6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用6.5.1電梯控制系統(tǒng)的要求6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用.電梯在三層或二層時，出現(xiàn)一層呼叫(1F=ON)信號，則電梯下降運行，直到一層的限位開關(guān)閉合(ISl=ON)，電梯停止下降運行;.電梯在三層時，出現(xiàn)二層呼叫(2F=ON)信號，則電梯下降運行，直到二層的限位開關(guān)閉合(IS2=ON)，電梯停止下降運行;.電梯在三層時，同時出現(xiàn)二層和一層的呼叫(2F=ON,1F=ON)信號，則電梯下降運行;先到二層，暫停運行2s后，電梯又繼續(xù)下降，直到一層的限位開關(guān)閉合(LS1=ON)，電梯停止運行;上一頁下一頁返回6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用.電梯在三層或二層時，PLC的實際應(yīng)用課件6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用.電梯在上升途中，任何下降呼叫均無效;.電梯在下降途中，任何上升呼叫均無效;.電梯到達每層的運行時間限定小于10s，超過10s，則電梯自動停止運行;.采用C系列P型PLC實現(xiàn)控制。上一頁下一頁返回6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用.電梯在上升途中，任何下降呼6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用6.5.2電梯控制程序的設(shè)計1.I/O地址分配輸入地址輸出地址IS10000電梯上升0500IS20001電梯下降0501IS300021F00032F00043F0005上一頁下一頁返回6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用6.5.2電梯控制程序的設(shè)計6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用2.邏輯設(shè)計根據(jù)控制要求寫出邏輯方程式:電梯上升方程之一0500=[(LS1+LS2)·3F+0500]·電梯上升方程之二o5oo=(LS1·2F十o5oo)·電梯上升方程之三0500=[(LS1·2F·3F+0500)·+TIM00]·電梯上升方程之三表示:

啟動0500，控制電梯先上升到二樓，暫停2s后繼續(xù)上升，到三層后停止。電梯暫停的時間(2s)由定時器TIM00控制。上一頁下一頁返回6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用2.邏輯設(shè)計上一頁下一頁返回6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用

0500的啟動條件為LS1·2F·3F及TIM00關(guān)閉條件為:和。TIM00由IS2驅(qū)動控制，電梯在二層暫停，IS2=1，啟動TIM00，延時2s后，電梯繼續(xù)上升，IS2被釋放，TIM00復(fù)位。電梯下降方程之一0501=[(LS3+LS2)·1F+0501]·電梯下降方程之二0501=(LS3·2F+0501)·電梯下降方程之三0501=[(LS3·IF·2F+0501)LS2+TIMO1]·上一頁下一頁返回6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用0500的啟動條件為LS16.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用

0501的啟動條件為IS3·1F·2F及TIMO1，關(guān)閉條件為和

。TIMO1由LS2控制?？刂齐娞葸\行到二層，LS2閉合TIMO1得電，定時2s后，TIM00的動合觸點閉合，0500重新得電，電梯重新下降(IS2釋放使TIM00復(fù)位)直至LS1閉合。為了使梯形圖中的每一個梯級邏輯運算簡便，將上面的邏輯方程組進行簡化，首先用輔助繼電器M1000-1002,M1004-1006分別表示上升和下降的邏輯方程組。1000代表0500之一1000=[(LS1+IS2)3F+1000)1001代表050之二100=(IS1·2+1001)上一頁下一頁返回6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用0501的啟動條件為IS36.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用1002代表0500之三1002=[(LS1·2F·3F+1002)+TIM00]1004代表0501之一1004=[(LS3+LS2)1F+1004]1005代表0501之二1005=(IS3·2F+1005)1006代表0501之三1006=[(LS3·1F·2F+1006)+TIMO1]再將經(jīng)過以上處理的方程相加，可得到0500和0501的邏輯簡化方程為:0500=(1000+1001+1002)·0501=(1004十1005+1006)·上一頁下一頁返回6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用1002代表0500之三106.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用用輔助繼電器M1003和M1007分別控制TIM00和TIMOl:1003=(IS2·+1003)TIM00=10031007=(IS2·+)TIMO1=1007TIM02=··通過在0500的邏輯式中串接0501的動斷觸點，在0501邏輯式中串接0500的動斷觸點，保證在0500動作時不允許0501動作、在0501動作時也不允許0500動作，實現(xiàn)互鎖作用。上一頁下一頁返回6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用用輔助繼電器M1003和M16.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用采用,,控制TIM02，在電梯離開某層時，TIM02得電開始定時。在電梯正常運行的情況下，10s內(nèi),,中肯定會有一個信號出現(xiàn)，使定時器TIM02在定時時間未到就被復(fù)位，0500和0501就會正常工作，而不會出現(xiàn)關(guān)閉。當(dāng)電梯運行中出現(xiàn)問題時，某層運行的時間大于等于10s后，TIM02定時器時間到，其動斷觸點將0500和0501關(guān)閉，實現(xiàn)每層運行時間小于10s。

將上述邏輯式轉(zhuǎn)換成的三層樓電梯廂內(nèi)控制梯形圖如圖6-24所示。3.指令語言表如下表3-5所示。上一頁下一頁返回6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用采用,6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用1.某一油循環(huán)系統(tǒng)如圖6-25所示。要求用PLC實現(xiàn)油循環(huán)系統(tǒng)的控制，設(shè)計功能圖、梯形圖和指令語句?？刂埔鬄?(1)當(dāng)按下啟動按鈕SB1時，泵1和泵2通電運行，由泵1將油從循環(huán)槽打入到淬火槽;經(jīng)過沉淀，再由泵2打入循環(huán)槽，運行15s后，泵1、泵2停止工作。

(2)在泵1、泵2運行期間，當(dāng)沉淀槽液位升高到高液位時，液位傳感器SL1接通，此時泵1停止，泵2繼續(xù)運行1s。(3)在泵1、泵2運行期間，當(dāng)沉淀槽液位降低到低液位時，液位傳感器SL2接通，此時泵2停止，泵1繼續(xù)運行1s。(4)按下停止按鈕SB2時，泵1、泵2停止。上一頁下一頁返回6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用1.某一油循環(huán)系統(tǒng)如圖6-6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用2.某抽水式的蓄水塔如圖6-26所示。要求用PLC控制此系統(tǒng)，畫出梯形圖并寫出指令語句?？刂埔鬄?(1)若液位傳感器SL1檢測到蓄水池有水，并且SL2檢測到水塔未達到滿水位時，抽水泵電動機運行，抽水至水塔;(2)若SL1檢測蓄水池?zé)o水，泵電動機停止運行，同時指示燈點亮;(3)若S.檢測到水塔水位低于下限時，水塔無水指示燈點亮;(4)若SL2檢測到水塔滿水位(高于上限)時，泵電動機停止運行。上一頁下一頁返回6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用2.某抽水式的蓄水塔如圖66.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用

3.某礦場采用的離心式選礦機工作示意圖如圖6-27所示。用PLC對其進行控制，采用步進指令實現(xiàn)控制，要求設(shè)計功能圖、梯形圖和指令語句?？刂葡到y(tǒng)的要求為:(1)在任何時候按下停車按鈕，選礦的整個工藝過程都要進行到底。這樣可以減少浪費，同時在下一次工作時可以從頭開始，做到工作有序。

(2)按下啟動按鈕，選礦開始。首先打開斷礦閥A,礦流進入離心選礦機。

(3)180s后裝滿選礦機后，關(guān)閉斷礦閥，暫停4s。(4)啟動離心選礦機和分礦閥B,(使精礦和尾石分開)，運行25s后。上一頁下一頁返回6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用3.某礦場采用的離心式選礦6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用(5)關(guān)閉分礦閥B，同時離心選礦機也停止旋轉(zhuǎn)。(6)暫停4s后，再打開沖礦閥C進行沖水。(7)2s后關(guān)閉沖礦閥c,暫停4s。(8)再繼續(xù)打開斷礦閥A,礦流進入離心機，進入下一個工作循環(huán)。上一頁下一頁返回6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用(5)關(guān)閉分礦閥B，同時離心6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用

4.某機加工自動線上的動力線有一個鉆孔動力頭，如圖6-28所示。用PLC實現(xiàn)對鉆孔動力頭的控制。要求用步進指令編程，畫出功能圖、梯形圖并寫出指令語句。該動力頭的加工過程如下:(1)動力頭在原位時按下啟動信號后，電磁閥Y1閉合，動力頭快進。(2)動力頭碰到限位開關(guān)SQ1后，接通電磁閥Y1和Y2，動力頭由快進轉(zhuǎn)入工進。(3)動力頭碰到限位開關(guān)SQ2后，開始延時10s。當(dāng)延時時間到，接通電磁閥Y3，動力頭快退。(4)動力頭退回到原位。上一頁下一頁返回6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用4.某機加工自動線上的動力6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用

5.某化工加熱反應(yīng)爐結(jié)構(gòu)示意圖如6-29所示。試用PLC控制，設(shè)計I/O接線圖、梯形圖及指令語句。其反應(yīng)爐加熱工藝過程如下:(1)送料控制①檢測到液面sL2,爐內(nèi)溫度ST,爐內(nèi)壓力SP都小于給定值時，SL2,ST,SP閉合;②打開排氣閥Y1和進料閥Y2;③當(dāng)液位上升到液面SL1時，應(yīng)關(guān)閉排氣閥Y1和進料閥Y2;④延時20s，開啟氮氣閥Y3，氮氣進入反應(yīng)爐，爐內(nèi)壓力上升;⑤當(dāng)壓力上升到給定值時，即SP=1，關(guān)閉氮氣閥Y3，送料過程結(jié)束。上一頁下一頁返回6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用5.某化工加熱反應(yīng)爐結(jié)構(gòu)示6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用

(2)加熱反應(yīng)過程控制①交流接觸器KM得電，接通加熱爐發(fā)熱器EH的電源;②當(dāng)溫度升高到給定值(ST=1)時，切斷加熱電源，交流接觸器斷電;③延時10s，加熱過程結(jié)束。

(3)泄放控制①打開排氣閥，使?fàn)t內(nèi)壓力降到預(yù)定最低值(SP=0)。②打開泄放閥，當(dāng)爐內(nèi)溶液降至液位下限(SI,2=0)，關(guān)閉泄放閥和排氣閥。系統(tǒng)恢復(fù)到原始狀態(tài)，準備進入下一循環(huán)。上一頁下一頁返回6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用(2)加熱反應(yīng)過程控制上一6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用6.有一個用4臺皮帶運輸機組成的傳輸系統(tǒng)如圖6-30所示。要求用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，寫出設(shè)計的梯形圖及指令語句。該系統(tǒng)分別用4臺電動機(Ml-M4)帶動，具體的控制要求如下:(1)啟動時的順序M4-M3-M2-M10(2)停止時的順序先停止最前一臺皮帶機，待料運送完畢后再依次停止其他皮帶機，即M1-M2-M3-M4。(3)當(dāng)某臺皮帶機發(fā)生故障時，該機以及其前面的皮帶立即停止，而該皮帶機以后的皮帶機待料運完后才停止。如M2發(fā)生故障,M1,M2立即停止;經(jīng)過5s延時后，M3停止，再經(jīng)過5s延時后，M4停止。上一頁返回6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用6.有一個用4臺皮帶運輸機組PLC的實際應(yīng)用課件圖6-1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟返回圖6-1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟返回圖6-2分組輸入接線方式返回圖6-2分組輸入接線方式返回圖6-3并聯(lián)連接輸入接線方式返回圖6-3并聯(lián)連接輸入接線方式返回圖6-4分組輸出方式返回圖6-4分組輸出方式返回圖6-5繼電器控制電路改為PLC梯形圖程序返回圖6-5繼電器控制電路改為PLC梯形圖程序返回圖6-6化學(xué)反應(yīng)裝置示意圖返回圖6-6化學(xué)反應(yīng)裝置示意圖返回圖6-7化學(xué)反應(yīng)控制功能圖返回圖6-7化學(xué)反應(yīng)控制功能圖返回圖6-8化學(xué)反應(yīng)控制梯形圖返回圖6-8化學(xué)反應(yīng)控制梯形圖返回表6-1返回表6-1返回圖6-9大、小球自動分檢裝置示意圖返回圖6-9大、小球自動分檢裝置示意圖返回圖6-10I/O地址分配圖返回圖6-10I/O地址分配圖返回圖6-11自動分檢控制STL功能圖返回圖6-11自動分檢控制STL功能圖返回圖6-12大、小球分檢控制梯形圖返回圖6-12大、小球分檢控制梯形圖返回表6-2返回表6-2返回圖6-13某原料皮帶運輸機示意圖返回圖6-13某原料皮帶運輸機示意圖返回圖6-14皮帶運輸機的PLC功能圖返回圖6-14皮帶運輸機的PLC功能圖返回圖6-15皮帶運輸機的PLC梯形圖返回圖6-15皮帶運輸機的PLC梯形圖返回表6-3返回表6-3返回圖6-16機械手的動作示意圖返回圖6-16機械手的動作示意圖返回圖6-17機械手運動示意圖返回圖6-17機械手運動示意圖返回圖6-18操作面板返回圖6-18操作面板返回圖6-19初始化梯形圖返回圖6-19初始化梯形圖返回圖6-20手動方式梯形圖返回圖6-20手動方式梯形圖返回圖6-21回原點方式返回圖6-21回原點方式返回圖6-22機械手自動方式功能圖返回圖6-22機械手自動方式功能圖返回表6-4返回表6-4返回圖6-23三層樓電梯控制示意圖返回圖6-23三層樓電梯控制示意圖返回圖6-24三層樓電梯廂內(nèi)控制梯形圖返回圖6-24三層樓電梯廂內(nèi)控制梯形圖返回表6-5返回表6-5返回圖6-25油循環(huán)系統(tǒng)示意圖返回圖6-25油循環(huán)系統(tǒng)示意圖返回圖6-26自動抽水的蓄水塔示意圖返回圖6-26自動抽水的蓄水塔示意圖返回圖6-27離心機選礦示意圖返回圖6-27離心機選礦示意圖返回圖6-28動力頭動作示意圖返回圖6-28動力頭動作示意圖返回圖6-29加熱反應(yīng)爐的結(jié)構(gòu)示意圖返回圖6-29加熱反應(yīng)爐的結(jié)構(gòu)示意圖返回圖6-30皮帶機傳輸系統(tǒng)示意圖返回圖6-30皮帶機傳輸系統(tǒng)示意圖返回

第6章PLC的實際應(yīng)用6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用6.4PLC在機械加工中的應(yīng)用6.5PLC在電梯控制中的應(yīng)用第6章PLC的實際應(yīng)用6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計6.1.1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的步驟和內(nèi)容

1.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則任何一個控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全為準則。因此，在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則:.最大限度地滿足被控對象和用戶的要求;.在滿足要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單，使用方便，一次性投資小，節(jié)約能源;.保證控制系統(tǒng)安全、可靠，使用維修方便;.考慮到今后的發(fā)展和工藝的改進，在配置硬件設(shè)備時應(yīng)留有一定的裕量。下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計6.1.1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的步6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計2.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的步驟

PLC控制系統(tǒng)的一般步驟如圖6-1所示。首先應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)控制任務(wù)和要求，在深入了解和分析工藝條件和控制要求的基礎(chǔ)上，確定PLC控制的基本方式、要完成的動作、自動工作循環(huán)的組成、自動控制的動作順序、必需的保護和連鎖條件及故障指示等。根據(jù)控制任務(wù)，確定PLC的機型，進行I/O地址分配，畫出I/O接線圖。對較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝要求設(shè)計控制流程圖，畫出工作循環(huán)圖表，或畫出詳細的功能圖。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計2.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的步驟上6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計根據(jù)功能圖或控制流程圖設(shè)計出梯形圖。如果是對原有的繼電器控制系統(tǒng)進行技術(shù)改造，可以直接將繼電器控制線路圖變換為PLC的梯形圖。在進行軟件設(shè)計的同時，還要進行控制系統(tǒng)硬件設(shè)計。硬件設(shè)計的內(nèi)容包括:電動機主電路進入PLC的控制電路;主令元件、傳感器及執(zhí)行元件的選擇;PLC輸入/輸出端的接線圖;輸出電路的外接電源;電器柜的結(jié)構(gòu)及柜內(nèi)電器供電系統(tǒng)等?，F(xiàn)場調(diào)試是對實際受控對象進行調(diào)試。首先應(yīng)仔細檢查PLC的外部接線，硬件檢查完畢后，將初步調(diào)試好的用戶程序進行總調(diào)試。總調(diào)試時也可以采用先作局部調(diào)試試驗和分段調(diào)試，直到各部分的功能都正常，并能協(xié)調(diào)一致貫通成一個完整的體系為止。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計根據(jù)功能圖或控制流程圖設(shè)計出梯形6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計

3.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容

.制定控制系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)條件。技術(shù)條件一般以設(shè)計任務(wù)書的形式來確定，它是整個系統(tǒng)設(shè)計的依據(jù);.選擇主令元件和檢測元件、電力拖動形式和電動機、電磁閥等執(zhí)行機構(gòu);.選擇PLC的型號;.分配PLC的I/O點數(shù)，繪制PLC的I/O硬件接線圖;.設(shè)計控制系統(tǒng)的梯形圖并調(diào)試;.設(shè)計控制系統(tǒng)的操作臺、電氣控制柜以及安裝接線圖等;.編寫設(shè)計說明圖和使用說明書。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計3.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計4.PLC機型的選擇

PLC的種類非常多，可以根據(jù)控制要求及PLC的功能、I/O點數(shù)、存儲容量，結(jié)合安全可靠、維修方便、性能價格比高等因素綜合考慮選擇PLC機型。

(1)I/O點數(shù)的選擇PLC的I/O點數(shù)的選擇，首先應(yīng)滿足控制的要求，在這一前提下，還要兼顧價格及備用裕量。通常I/O點數(shù)是根據(jù)受控對象的輸入、輸出信號的實際需要，再加上10%-30%的備用量來確定。

(2)用戶存儲容量用戶存儲容量是指PLC用于存儲用戶程序的存儲容量。所需用戶存儲容量的大小由用戶程序的長短決定。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計4.PLC機型的選擇上一頁下一6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(3)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式對于整體結(jié)構(gòu)式的PLC，其每一個I/O點的平均價格比模塊式的便宜，且體積相對較小，所以一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的系統(tǒng)中;而模塊式PLC的功能擴展靈活方便，I/O點數(shù)、I/O模塊的，選擇余地大，維修時更換方便。(4)安裝方式的選擇PLC的安裝方式可分為集中式、遠程式和多臺聯(lián)網(wǎng)的分布式。集中式不需要設(shè)置驅(qū)動遠程I/O硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低。大型系統(tǒng)經(jīng)常采用遠程I/O式，因為它們的裝置分布范圍很廣。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(3)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式對于整體6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(5)功能的選擇PLC的功能主要有邏輯運算、算術(shù)運算、計時、計數(shù)功能和通信功能。對于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可以選用小型的且能配接A/D和D/A轉(zhuǎn)換、具有加減算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送功能的PLC。(6)機型統(tǒng)一對于一個企業(yè)應(yīng)盡量選用統(tǒng)一的PLC機型，這樣其外部設(shè)備通用，資源可共享，易于實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信，可以組成分布式控制系統(tǒng)。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(5)功能的選擇PLC的功能主要6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計6.1.2控制程序的設(shè)計方法PLC程序的設(shè)計方法(1)經(jīng)驗法經(jīng)驗設(shè)計法實際上是延續(xù)了傳統(tǒng)的繼電器電氣原理圖的設(shè)計方法，即在一些典型控制單元電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)受控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，采用許多輔助繼電器來完成記憶、連鎖、互鎖等功能，需經(jīng)過反復(fù)修改和完善才能符合要求。這種設(shè)計方法沒有規(guī)律可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，程序的調(diào)試花費時間長。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計6.1.2控制程序的設(shè)計方法上一6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)驗法設(shè)計控制程序的步驟:.了解受控設(shè)備及工藝過程、分析控制系統(tǒng)的要求、選擇控制方案;.設(shè)計主令元件和檢測元件，確定輸入輸出信號;.設(shè)計基本控制程序，在程序中加入連鎖、互瑣關(guān)系;.設(shè)置必要的保護措施，檢查、修改和完善程序。(2)功能圖表法功能圖表設(shè)計程序的方法易被初學(xué)者接受，設(shè)計的程序規(guī)范、直觀，易閱讀，也便于修改和調(diào)試。用功能圖表設(shè)計程序時采用步進指令、移位寄存器指令可以使程序的編制更簡便。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)驗法設(shè)計控制程序的步驟:上一頁6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計

2.在程序設(shè)計時節(jié)約I/O點數(shù)的方法在工程設(shè)計中，經(jīng)常遇到I/O點不夠用的問題。目前，PLC的每一I/O點數(shù)價格在100元左右，如果直接增加硬件配置，將加大投資。在實際設(shè)計時，可以采用改進接線與編程相結(jié)合的方法，減少所需PLC的I/O點數(shù)。

(1)減少輸入點數(shù)的措施

①分組輸入某些控制系統(tǒng)存在有多種工作方式，但系統(tǒng)工作時又只是選擇其中的一種工作方式運行。其各種工作方式的程序不可能同時執(zhí)行。例如，系統(tǒng)的自動程序和手動程序就不會同時執(zhí)行。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計2.在程序設(shè)計時節(jié)約I/O點數(shù)6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計;輸入接線方式如圖6-2所示。圖中XO用于輸入自動/手動程序，將這兩種工作方式分別使用的輸入信號分成兩組:“自動”輸入信號SB3,SB4,“手動”輸入信號SB1,SB2。兩組輸入信號分別共用PLC的輸入點X1和X2。用工作方式選擇開關(guān)SA來切換“手動”和“自動”信號的輸入電路，并通過輸入信號XO讓PLC識別是“自動”還是“手動”信號，從而執(zhí)行自動程序或手動程序。②控制功能相同的操作開關(guān)并聯(lián)連接對于多個功能相同的操作按鈕，在PLC輸入點數(shù)較多的情況下，可以采用一般的接線方式，即一個操作按鈕接到一個輸入端;但如果PLC的輸入點數(shù)不夠用時，可以采用并聯(lián)連接的方式，如圖6-3所示。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計;輸入接線方式如圖6-2所示。6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(2)減少輸出點數(shù)的措施①分組輸出當(dāng)兩組負載不會同時工作時，可以通過外部轉(zhuǎn)換開關(guān)或通過受PLC控制的電器觸點進行切換，這樣PLC的每個輸出點可以控制兩個不同工作的負載。如圖6-4所示，KM1,KM3,KM5和KM2,KM4,KM6兩組執(zhí)行元件不會同時接通，用外部轉(zhuǎn)換開關(guān)SA進行切換。②并聯(lián)輸出當(dāng)兩個通斷狀態(tài)完全相同的負載，并聯(lián)后可共用PLC的一個輸出端子。采用這種方式必須要注意PLC輸出端子驅(qū)動負載的能力。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(2)減少輸出點數(shù)的措施上一頁下6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計③節(jié)省輸出端子用編程方式使負載具有多個功能用一個負載實現(xiàn)多種用途，也可以節(jié)省輸出端子。例如，利用PLC編程的功能，用一個輸出端指示燈的兩種不同的狀態(tài)，常亮和閃爍發(fā)亮，表示兩種不同的信息，可節(jié)省輸出點數(shù)。3.對傳統(tǒng)的繼電器控制生產(chǎn)設(shè)備進行PLC控制改進如現(xiàn)在已具備了成熟的繼電器控制線路，需要改為用PLC進行控制時，只要將原有的控制線路作適當(dāng)?shù)母膭?，使之成為符合PLC要求的梯形圖即可。這樣可以大大簡化控制程序的設(shè)計，其設(shè)計說明如圖6-5所示。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計③節(jié)省輸出端子用編程方式使負載具6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計6.1.3程序的調(diào)試與試運行

PLC程序調(diào)試和運行的步驟如下:(1)程序的檢查將編好的程序輸入編程器進行檢查，改正語法和數(shù)據(jù)錯誤后存入PLC的存儲器中。

(2)模擬運行模擬系統(tǒng)的實際輸入信號，并在程序運行中的適當(dāng)時刻，通過扳動開關(guān)、接通或斷開輸入信號，來模擬各種機械動作使檢測元件狀態(tài)發(fā)生變化，同時通過PLC輸出端狀態(tài)指示燈的變化觀察程序執(zhí)行的情況，并與執(zhí)行元件應(yīng)該完成的動作作對照，判斷程序的正確性。上一頁下一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計6.1.3程序的調(diào)試與試運行上一6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(3)實物調(diào)試采用現(xiàn)場的主令元件、檢測元件及執(zhí)行元件組成模擬控制系統(tǒng)，檢驗檢測元件的可靠性及PLC的實際負載能力。

(4)現(xiàn)場調(diào)試安裝完畢進行現(xiàn)場調(diào)試，對一些參數(shù)(檢測元件的位置、定時器的設(shè)定常數(shù)等)進行現(xiàn)場的整定和調(diào)整。

(5)投入運行最后對系統(tǒng)的所有安全措施(接地、保護和互鎖等)進行檢查后，即可投入系統(tǒng)的試運行。試運行一切正常后，再把程序固化到EPROM中去。上一頁返回6.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(3)實物調(diào)試采用現(xiàn)場的6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用某化工生產(chǎn)的一個化學(xué)反應(yīng)過程是在4個容器中進行，化學(xué)反應(yīng)裝置示意圖如圖6-6所示?；瘜W(xué)反應(yīng)中的各個容器之間用泵進行輸送;每個容器都裝有傳感器，用于檢測容器的空和滿;2JHJ容器裝有加熱器和溫度傳感器;3JHJ容器裝有攪拌器。當(dāng)1JHJ,2JHJ容器里的液體抽入到3JHJ容器時，啟動攪拌器。3JHJ容器是1JHJ,2JHJ容器體積的總和，1JHJ,2JHJ容器的液體可以將3JHJ,4JHJ容器裝滿。下一頁返回6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用某化工生產(chǎn)的一個化學(xué)反應(yīng)過程6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用6.2.1工作過程及控制要求1.初始狀態(tài)容器全都是空的;泵P1,P2,P3,P4,P5及P6全部關(guān)閉;2JHJ容器的加熱器R關(guān)閉;3JHJ容器的攪拌器M關(guān)閉。

2.啟動操作按下啟動操作按鈕后，要求按以下步驟自動工作:.同時打開泵P1和P2，堿溶液進入1JHJ容器內(nèi)，聚合物進入2JHJ容器，直到1JHJ,2JHJ容器裝滿;

.關(guān)閉泵P1和P2，并打開加熱器R，給2JHJ容器加熱，直到容器內(nèi)的溫度達到60℃;上一頁下一頁返回6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用6.2.1工作過程及控制要求6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用.關(guān)閉加熱器R，并同時打開泵P3,P4及攪拌器M，將1JHJ和2JHJ容器中的液體放入到3JHJ容器，直到1JHJ,2JHJ放空，3JHJ裝滿，攪拌器M攪拌60s后結(jié)束;.關(guān)閉攪拌器M、泵P3和P4，并打開泵PS，將3JHJ容器內(nèi)混合好的液體經(jīng)過過濾器抽到4JHJ容器，直到3JHJ容器放空4JHJ容器裝滿;.關(guān)閉泵PS，并打開泵P6將產(chǎn)品從4JHJ容器中放出，直到4JHJ容器放空為止。上一頁下一頁返回6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用.關(guān)閉加熱器R，并同時6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用3.停止操作在任何時候按下停止操作按鈕，控制系統(tǒng)都要將當(dāng)前的化學(xué)反應(yīng)過程進行到底(最后一步)，才能停止動作，防止液體的浪費。

4.采用FXJHJJHJON-40M型PLC上一頁下一頁返回6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用3.停止操作上一頁下一6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用6.2.2I/O地址分配輸入繼電器啟動X000停止X0011#滿X0021#空X0032#滿X0042#空X0053JHJ滿X0063JHJ空X0074JHJ滿X0104JHJ空X011溫度傳感器X012輸出繼電器泵P1Y000泵P2Y001加熱器RY002泵P3Y003泵P4Y004攪拌器MY005泵PS泵P6Y006Y007上一頁下一頁返回6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用6.2.2I/O地址分配上6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用6.2.3功能圖的設(shè)計分析上面的工作過程，可以畫出控制系統(tǒng)的功能圖，如圖6-7所示。圖中含有兩個并發(fā)順序;采用步控指令編程;圖中的特殊輔助繼電器M8002給步狀態(tài)器SO-S22進行開機清零，并將初始步S0置位。上一頁下一頁返回6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用6.2.3功能圖的設(shè)計上一頁6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用6.2.4梯形圖的設(shè)計將圖6-7所示功能圖轉(zhuǎn)換成梯形圖，如圖6-8所示。6.2.5指令語句表指令語言表如下表6-1所示上一頁返回6.2PLC在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用6.2.4梯形圖的設(shè)計上一頁6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用6.3.1輸送機分檢大、小球的PLC控制裝置1.控制要求圖6-9所示為分檢大、小球的自動裝置的示意圖。其工作過程如下:

.當(dāng)輸送機處于起始位置，上限位開關(guān)IS3和左限位開關(guān)LS1被壓下，極限開關(guān)SW斷開;.啟動裝置后，操作桿下行，一直到極限開關(guān)SW閉合，此時，若碰到的是大球，則下限位開關(guān)IS2仍為斷開狀態(tài)，若碰到的是小球則下限位開關(guān)LS2為閉合狀態(tài);下一頁返回6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用6.3.1輸送機分檢大、小6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用.接通控制吸盤的電磁閥線圈;.假設(shè)吸盤吸起小球，則操作桿向上行，碰到上限位開關(guān)IS3后，操作桿向右行;碰到右限位開關(guān)LS4(小球的右限位開關(guān))后，再向下行，碰到下限位開關(guān)IS2后，將小球釋放到小球箱里，然后返回到原位;.如果啟動裝置后，操作桿下行一直到SW閉合后，下限位開關(guān)IS2仍為斷開狀態(tài)，則吸盤吸起的是大球，操作桿右行碰到右限位開關(guān)IS5(大球的右限位開關(guān))后，將大球釋放到大球箱里，然后返回到原位。上一頁下一頁返回6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用.接通控制吸盤的電6.3PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用2.I/O地址分配I/O地址分配圖如圖6-10所示，采用F系列PLC實現(xiàn)控制。3.功能圖的設(shè)計自動分檢順序控制STL功能圖如圖6-11所示。分檢裝置自動控制過程如下:

圖中M71產(chǎn)生初始化脈沖，F(xiàn)671,F672和F670起作用，使?fàn)顟B(tài)器S600-S613均復(fù)位，再將狀態(tài)器S600置位;此時如操縱桿在最上端(X403=ON)、最左端(X401=ON)，并且吸盤控制線圈斷開(Y431=OFF)。上一頁下一頁返回6.3