可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)第1頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三第12章

可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

12.1可編程控制器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

12.2可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用實(shí)例第2頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三12.1可編程控制器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)本節(jié)介紹可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則、方法和步驟。12.1.1PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和原則

1.最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求。2.在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便。3.保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。4.考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇PLC容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有余量。第3頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三1.熟悉被控對(duì)象，制定控制方案

2.確定I／O點(diǎn)數(shù)及類型

3.選擇PLC機(jī)型4.選擇輸入輸出設(shè)備，分配PLC的I/O地址5.設(shè)計(jì)PLC應(yīng)用系統(tǒng)電氣圖紙6.程序設(shè)計(jì)7.系統(tǒng)調(diào)試

8.建立文檔

12.1.2可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟

第4頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三12.1.2可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟

1.熟悉被控對(duì)象，制定控制方案

在分析被控對(duì)象的基礎(chǔ)上，根據(jù)PLC的技術(shù)特點(diǎn)，與繼電接觸器控制系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行比較，優(yōu)選控制方案。

2.確定I／O點(diǎn)數(shù)及類型

根據(jù)被控對(duì)象，確定用戶所需的輸入、輸出設(shè)備，并確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)和類型。確定I/O點(diǎn)數(shù)時(shí)則要按實(shí)際I/O點(diǎn)數(shù)再向上附加20～30％的備用量。選擇I/O類型主要考慮：數(shù)字量／模擬量、電流容量、電壓等級(jí)、工作速度等。第5頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三12.1.2可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟

3.選擇PLC機(jī)型對(duì)于以開關(guān)量控制為主的系統(tǒng)，PLC響應(yīng)時(shí)間無需考慮。一般的機(jī)型都能滿足要求。對(duì)于有模擬量控制的系統(tǒng)，特別是閉環(huán)控制系統(tǒng)，則要注意PLC響應(yīng)時(shí)間，根據(jù)控制的實(shí)時(shí)性要求，選擇合適的高速PLC。有時(shí)也可選用快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊來提高響應(yīng)速度。若被控對(duì)象不僅有邏輯運(yùn)算處理，同時(shí)還有算術(shù)運(yùn)算，如A/D、D/A、BCD碼、PID、中斷等控制，則需選擇指令功能豐富的PLC。若控制系統(tǒng)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸通信，則應(yīng)選用具有聯(lián)網(wǎng)通信功能的PLC。一般PLC都帶有通信接口如RS232、RS422、RS485，但有些PLC通信口僅能用于連接手持式編程器。

第6頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三12.1.2可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟

4.選擇輸入輸出設(shè)備，分配PLC的I/O地址根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)需要，確定控制按鈕、行程開關(guān)、接觸器、電磁閥、信號(hào)燈等各種輸入輸出設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量；根據(jù)所選的PLC的型號(hào)，列出輸入輸出設(shè)備與PLC的I/O端子的對(duì)照表，以便繪制PLC外部I/O接線圖和編制程序。5.設(shè)計(jì)PLC應(yīng)用系統(tǒng)電氣圖紙

PLC應(yīng)用系統(tǒng)電氣線路圖主要包括電動(dòng)機(jī)的主電路、PLC外部I／O電路圖、系統(tǒng)電源供電線路、電氣元件清單，以及電氣控制柜內(nèi)電器安裝位置圖、電氣安裝接線圖等工藝設(shè)計(jì)。詳細(xì)內(nèi)容參看本章第5節(jié)。第7頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三12.1.2可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟6.程序設(shè)計(jì)

根據(jù)程序設(shè)計(jì)思想，繪出程序流程框圖，然后以編程指令為基礎(chǔ)，畫出程序梯形圖，編寫程序注釋。

7.系統(tǒng)調(diào)試

根據(jù)電氣接線圖安裝接線，用編程工具將用戶程序輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)過反復(fù)編輯、編譯、下載、調(diào)試、運(yùn)行，直至運(yùn)行正確。8.編制技術(shù)文件

第8頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三12.1.3應(yīng)用程序設(shè)計(jì)方法

1.應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容

PLC程序設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容一般包括參數(shù)表的定義及地址分配程序流程框圖繪制程序編制程序調(diào)試程序使用說明書五項(xiàng)內(nèi)容2.參數(shù)表的定義及地址分配

3.梯形圖的功能流程圖設(shè)計(jì)

第9頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三12.2PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用實(shí)例（機(jī)械手控制系統(tǒng)）1.工藝過程控制要求2.操作面板布置3.輸入/輸出端子地址分配4.整體程序結(jié)構(gòu)5.實(shí)現(xiàn)單操作工作的程序6.自動(dòng)操作程序第10頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三1.工藝過程控制要求驅(qū)動(dòng)部分：機(jī)械手的全部動(dòng)作由汽缸驅(qū)動(dòng)，而汽缸又由相應(yīng)的電磁閥控制。單線圈兩位電磁閥：放松/夾緊電磁閥由一個(gè)單線圈兩位電磁閥控制，該線圈通電時(shí)，機(jī)械手夾緊，當(dāng)該線圈斷電時(shí)，機(jī)械手放松。雙線圈兩位電磁閥：上升/下降、左移/右移分別由雙線圈兩位電磁閥控制。下降電磁閥通電時(shí)，機(jī)械手下降；下降電磁閥斷電時(shí)，機(jī)械手下降停止。只有當(dāng)上升電磁閥通電時(shí)，機(jī)械手才上升，上升電磁閥斷電時(shí)，機(jī)械手下降停止。第11頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三機(jī)械手的動(dòng)作過程原點(diǎn)右位1.下降下限位開關(guān)3.上升2.夾緊夾緊電磁閥上升電磁閥下降電磁閥右移電磁閥4.右移8.左移5.下降7.上升6.放松夾緊電磁閥啟動(dòng)光電開關(guān)第12頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三機(jī)械手操作方式：

自動(dòng)操作單步工作:每按一次啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手完成一步動(dòng)作后自動(dòng)停止。單周期工作：機(jī)械手從原點(diǎn)開始，按一下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手自動(dòng)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后停止。連續(xù)工作：機(jī)械手從原點(diǎn)開始，按一下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手自動(dòng)地、連續(xù)不斷地周期性循環(huán)。按停止按鈕，機(jī)械手完成一個(gè)周期動(dòng)作后，回到原點(diǎn)自動(dòng)停止。手動(dòng)操作：用按鈕對(duì)機(jī)械手的每一部運(yùn)動(dòng)單獨(dú)控制第13頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三2.操作面板布置左/右I1.3上/下I1.4夾緊/放松I1.5加載選擇動(dòng)作選擇單操作I0.7連續(xù)操作I1.2單周期操作I1.1步進(jìn)I1.0啟動(dòng)按鈕I0.0停止按鈕I0.6第14頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三3.輸入/輸出端子地址分配采用S7-200CPU214,共用了14個(gè)輸入，6個(gè)輸出。第15頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三FR11LQ0.0Q0.1Q0.2Q0.31LQ0.4Q0.5下降電磁閥上升電磁閥夾緊電磁閥右行電磁閥左行電磁閥原點(diǎn)指示啟動(dòng)按鈕下限位開關(guān)上限位開關(guān)右限位開關(guān)左限位開關(guān)光電開關(guān)停止按鈕單操作步進(jìn)操作單周期操作連續(xù)操作工作方式選擇加載選擇左/右上/下夾/松I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2I0.3I0.4I0.5第16頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三4.整體程序結(jié)構(gòu)單操作程序1JMPI1.2I0.7在單操作方式斷開LBL1I1.02JMP步進(jìn)操作方式步進(jìn)操作程序LBL2I1.1I1.23JMP單周期連續(xù)I0.0M1.0S1連續(xù)啟動(dòng)M1.0R1I1.1連續(xù)啟動(dòng)I0.6自動(dòng)操作程序LBL3SM0.0END第17頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三5.實(shí)現(xiàn)單操作工作的程序Q0.4Q0.3I1.3I0.2左/右上限I0.0右行I0.6Q0.3左行Q0.4I1.5夾/松I0.0夾緊Q0.2I0.6放松Q0.2S11RI1.4上/下I0.0Q0.1下降Q0.0I0.6Q0.0上升Q0.1三選一，只能有一個(gè)接通三選一，只能有一個(gè)接通三選一，只能有一個(gè)接通第18頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三6.自動(dòng)操作程序S0.0S0.1S0.2I0.1下限Q0.0復(fù)位I0.4I0.2上限Q0.5I0.0M2.0原點(diǎn)指示下降Q0.2S1

T37

IN

PTTON17

T37S0.3啟動(dòng)下限定時(shí)器夾緊第19頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三S0.3S0.4S0.5I0.3Q0.3Q0.1I0.2上升右行

IN

PTTON15

I0.1S0.6上限右限M2.2I0.3I0.5光電開關(guān)Q0.0M2.1松開下限Q0.2R1

T38S0.7定時(shí)器

T38下降第20頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三Q0.1上升M2.3S0.7

I0.2S1.0左行上限Q0.4

I0.4左限M1.0連續(xù)M1.0單周期第21頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三梯形圖I0.2I0.4左限SM0.1EN

INMOV-W0OUTSW0S0.0S1上限SCRSM0.0

T38

IN

PTTON

250開始S0.0SM0.0Q0.5S0.1I0.0

SCRT

SCRE初始化原位啟動(dòng)第22頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三SCRS0.1SM0.0M2.0S0.2I0.1

SCRT

SCRE1.下降2.夾緊SCRS0.2SM0.0Q0.2S1

T37

IN

PTTON17夾緊S0.3

SCRT

SCRE

T37第23頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三SCRS0.3SM0.0M2.2S0.4I0.2

SCRT

SCRESCRS0.4SM0.0Q0.3

T37

IN

PTTON17S0.5

SCRT

SCRE

I0.33.上行4.右行I0.3

I0.5第24頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三梯形圖SCRS0.5SM0.0M2.1S0.6I0.1

SCRT

SCRESCRS0.6SM0.0Q0.2

T38

IN

PTTON15S0.7

SCRT

SCRET385.下降6.放松Q0.2R1第25頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三SCRS0.7SM0.0M2.3S1.0I0.2

SCRT

SCRESCRS1.0SM0.0Q0.4S0.1

SCRT

SCRE

I0.47.上行8.左行

M1.0

M1.0S0.0

SCRT第26頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三Q0.0

M2.0

M2.1Q0.1

M2.2

M2.3下降上升兩次上升下降組合第27頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三步進(jìn)操作功能圖與自動(dòng)操作類似只是每部動(dòng)作都需增加一啟動(dòng)按鈕。第28頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三期末復(fù)習(xí)

1、常用低壓控制電器

重點(diǎn)掌握：元器件的結(jié)構(gòu)、原理、用途、主要參數(shù)、選擇方法、電器圖形和文字符號(hào)。例如：接觸器CJ20-40；繼電器（電流、中間、時(shí)間、熱、速度）；熔斷器（用途、熔體和外殼額定電流的選擇方法）；低壓斷路器；刀開關(guān)；主令電器等。

第29頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三2、基本控制電路

要求：掌握兩種控制規(guī)律。例：連鎖控制規(guī)律：起停控制，點(diǎn)動(dòng)，正反轉(zhuǎn)控制，順序控制，多地點(diǎn)控制。按變化參量控制規(guī)律。

3、典型控制環(huán)節(jié)

降壓起動(dòng)，雙速電動(dòng)機(jī)控制，制動(dòng)等第30頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三4、電氣設(shè)計(jì)

要求掌握：電路化簡(jiǎn)、改錯(cuò)、經(jīng)驗(yàn)法