plc課件plc-5第五章控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、第四章控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一節(jié)可編程控制器控制系統(tǒng)的組成和選擇一、可編程控制器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟，包括控制對(duì)象和范圍的確定、系統(tǒng)組成的確定、可編程控制器的選擇、軟硬件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試和調(diào)試等。設(shè)計(jì)步驟：1 .單機(jī)控制系統(tǒng)單機(jī)控制系統(tǒng)是最常見的系統(tǒng)形式，一個(gè)可編程控制器控制一個(gè)對(duì)象。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，以可編程控制器為底層控制器，上位機(jī)為監(jiān)控器。通常用于控制簡(jiǎn)單的受控對(duì)象。2.可編程控制器控制系統(tǒng)的組成；2.集中控制系統(tǒng)，組成簡(jiǎn)單，相對(duì)成本低。通常，它用于受控對(duì)象的位置集中且相互關(guān)聯(lián)的情況。一般采用大中型可編程控制器。3。分散控制系統(tǒng)，安全性高，易于維護(hù)。它主要用于控制大型生產(chǎn)設(shè)備或多條生產(chǎn)線。4。遙控系統(tǒng)

2、，配有遙控站，適用于被控對(duì)象遠(yuǎn)離主控室的情況。5.冗余控制系統(tǒng)，主要用于可靠性要求高的場(chǎng)合。1。功能選擇開關(guān)控制模擬控制數(shù)據(jù)處理功能(注意浮點(diǎn)數(shù)處理功能)特殊輸入輸出控制診斷功能通信功能其他高級(jí)功能，3?？删幊炭刂破鬟x擇，2。確定輸入/輸出點(diǎn)根據(jù)輸入/輸出點(diǎn)的數(shù)量選擇相應(yīng)的型號(hào)、小型機(jī)、中型機(jī)和大型機(jī)。各種輸入/輸出點(diǎn)應(yīng)單獨(dú)計(jì)數(shù)。一般來說，統(tǒng)計(jì)是根據(jù)di、DO、AI、AO、特殊I/O點(diǎn)和其他點(diǎn)進(jìn)行的。應(yīng)該注意休假津貼。3.輸入/輸出模塊選擇開關(guān)模塊：輸入模塊：注意交流/DC信號(hào)、信號(hào)電壓電平、外部/內(nèi)部電源等。輸出模塊：注意交流/DC負(fù)載、輸出電壓電平、負(fù)載電流、工作頻率等。可以選擇繼電器、晶

3、體管或晶閘管輸出。模擬模塊：模數(shù)模塊：注意輸入信號(hào)的類型，如電流信號(hào)、電壓信號(hào)、信號(hào)范圍和量程轉(zhuǎn)換。數(shù)模模塊：注意和模數(shù)模塊一樣。其他單元模塊：通訊模塊：注意接口類型、通訊速率等。功能模塊：PID控制模塊、速度控制模塊、位置控制模塊等。4。存儲(chǔ)器選擇類型：隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、可編程只讀存儲(chǔ)器、可編程只讀存儲(chǔ)器、閃存等。容量估算：開關(guān)值：M=DI*10 DO*5模擬值：M=(人工智能)*100。在此基礎(chǔ)上，預(yù)留20%的余量。5.其他編程語(yǔ)言：梯形圖、SFC和其他編程軟件：靈活性、方便性和成本。支持各種工業(yè)控制軟件：與位置監(jiān)控系統(tǒng)配套時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮。第2節(jié)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)1。硬件設(shè)計(jì)的主要文件。系統(tǒng)硬件配

4、置圖反映了系統(tǒng)的整體組成和連接關(guān)系。2.系統(tǒng)硬件名稱、型號(hào)、數(shù)量等列表。3.輸入輸出地址分配表中每個(gè)輸入輸出點(diǎn)的地址分配。4.輸入/輸出硬件布線圖每個(gè)輸入/輸出模塊的布線。系統(tǒng)配置圖示例：系統(tǒng)組成圖、PC_1、綜合實(shí)驗(yàn)裝置1、綜合實(shí)驗(yàn)裝置2、綜合實(shí)驗(yàn)裝置3、綜合實(shí)驗(yàn)裝置4、S7-300 _1、ET-200 _ M _ 1、S7-300 _ 2、ET-200 _ M _ 2、以太網(wǎng)交換機(jī)、PC _ 3、PC _ 4、PC _ 5、PC _ 6、服務(wù)器_ 1、服務(wù)器_ 2、服務(wù)器_ 3、服務(wù)器_ 4、es/OS _ 1、es/OS _ 2、es/OS _ 3、 es/OS _ 4系統(tǒng)配置圖示例：各

5、站系統(tǒng)配置圖，PC_1(帶CP-5611)，PC _ 3，server _ 1，es/OS _ 1，OS _ 1 SM 334，以太網(wǎng)交換機(jī)，di/do ai/ao，pcs7-box _ 1，PC _ 4，server _ 2，es/OS _ 2，OS _ 2 _ 1，client _ 2，綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)備2，PS 307，SM 334，PROFIBUS-DP，DP-Add:22 S7-300站(中央處理器機(jī)架)，1#設(shè)備控制系統(tǒng)硬件列表：續(xù)，ES/OS_1(也是服務(wù)器)，OS_1_1(客戶端)，2#設(shè)備控制系統(tǒng)硬件列表：PCS7-BOX(ES/OS，也是服務(wù)器)，PCS7-BOX技術(shù)說明：BOX

6、 PC 627(主機(jī)WINAC SLOT416(PCI卡，槽裝式可編程控制器-中央處理器416)，pcs7sw單站(ES/OS軟件)，OS_2_1(客戶端)，2#設(shè)備控制系統(tǒng)硬件列表：續(xù)，ET200M分布式IN1-B1、N1-B2、N1-B3、A12-X1-5、A12-X1-2、A12-X1-7、N1-B4、N2-B1、N2-B2、AI、AO、N1/N2分配器1/2、B1/B2、B3/B4分別對(duì)應(yīng)，JB1裝置的接線盒1、14、15接V1閥門控制信號(hào)/-，16、17接V2閥門控制信號(hào)/-。18、ix1、A12-X1-19、JB1-14、JB1-16、JB1-15、A12-X1-20、A12-X1

7、-17、JB1-17、16、至JB1、1號(hào)機(jī)組S7-300 I站Pb1-2、Pb2-2、px1-6、pb3-2、pb4-2、ix1-32、a12-x2-2、px1-1、IX1、a12-x2-5、自動(dòng)半自動(dòng)操作模式和手動(dòng)操作模式；2.正常關(guān)機(jī)模式和緊急關(guān)機(jī)模式；2.運(yùn)行模式和停機(jī)模式的設(shè)計(jì)；1.環(huán)境技術(shù)條件，如溫度、濕度、振動(dòng)和沖擊。2.冗余設(shè)計(jì)(1)應(yīng)該有環(huán)境條件的空間。(2)冷貯備控制系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行；熱備用(3)其他備用系統(tǒng)，如主開關(guān)控制點(diǎn)的繼電器系統(tǒng)和主模擬控制點(diǎn)的手動(dòng)操作系統(tǒng)。3.可靠性設(shè)計(jì)。供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)(1)主要考慮的是允許供電電壓在一定范圍內(nèi)波動(dòng)；確保系統(tǒng)斷電時(shí)程序和數(shù)據(jù)的安全；在不允

8、許停電的情況下，應(yīng)設(shè)置備用電源。(2)常用電源方案：?jiǎn)瓮ǖ离娫矗焊綦x變壓器，不間斷電源備用電源：雙通道電源：4?？垢蓴_設(shè)計(jì)(1)電源抗干擾設(shè)計(jì)采用隔離變壓器、濾波器、PC機(jī)、輸入輸出等設(shè)備分別供電。(2)接地設(shè)計(jì)單獨(dú)接地，不允許共用接地。(3)輸入/輸出及接線抗干擾設(shè)計(jì)：當(dāng)輸入端有感應(yīng)電壓時(shí)，在DC增加續(xù)流二極管，在交流端增加浪涌吸收器，在輸出端增加中間開關(guān)繼電器和浪涌吸收器，接線抗干擾方法*盡可能將交流和DC輸入信號(hào)電纜分開；*盡可能分開輸入和輸出信號(hào)電纜；*信號(hào)電纜和電源電纜應(yīng)分開；*信號(hào)電纜應(yīng)使用屏蔽電纜，控制器的單端接地應(yīng)使用屏蔽層；主要用于舊系統(tǒng)的改造。大多數(shù)原始控制系統(tǒng)都有繼電器電

9、路圖或邏輯圖，它們可以轉(zhuǎn)換成梯形圖。應(yīng)注意輸入和輸出信號(hào)的等效轉(zhuǎn)換和處理。第3節(jié)軟件設(shè)計(jì)1。梯形圖轉(zhuǎn)換，繼電器控制電路圖到梯形圖轉(zhuǎn)換示例：通用閃光報(bào)警系統(tǒng)，I/O分配：X I0.1 PB1 I0.2 PB2 I0.3(改為常開按鈕)AL Q4.0 BL Q4.1中間組件：r1m1.1r2 m1.2fr M0.5(如果MB0在中央處理器中設(shè)置為時(shí)鐘字節(jié)，則為M0.5)，通用閃光報(bào)警系統(tǒng)梯形圖程序，I/O分配：X I0.1 PB1 I0.2 PB2 I0.3(改為常開按鈕)、輸入輸出接線原理圖輸入模塊(24VDC型)，(6ES7 321-1BH02-0AA0)、輸入輸出接線原理圖輸出模塊(24VD

10、C晶體管型)，(注：使用24VDC指示燈和蜂鳴器)，(6ES7 322-1BH01-0AA0)，SFC設(shè)計(jì)方法用于工業(yè)順序控制1。SFC設(shè)計(jì)基礎(chǔ)SFC的基本要素是過程步驟、定向段、轉(zhuǎn)移和動(dòng)作描述。這些內(nèi)容與步進(jìn)控制基本相同。第二，順序功能圖的設(shè)計(jì)方法，(1)過程步驟，也稱工作步驟，是控制系統(tǒng)中的穩(wěn)定狀態(tài)。流程圖由一個(gè)矩形框表示，其中步驟編號(hào)由數(shù)字表示，數(shù)字可以是實(shí)際控制步驟編號(hào)或可編程控制器中的工作位置編號(hào)。有兩種工藝步驟：初始步驟和一般步驟。(2)轉(zhuǎn)移和定向線段轉(zhuǎn)移是從一個(gè)步驟到另一個(gè)步驟的轉(zhuǎn)換條件。有向線段表示臺(tái)階可以從一個(gè)臺(tái)階轉(zhuǎn)換到另一個(gè)臺(tái)階，表示向下轉(zhuǎn)移方向的箭頭可以忽略。(3)動(dòng)作描

11、述動(dòng)作描述標(biāo)記在工作步驟旁邊，常見的動(dòng)作類型有非自鎖動(dòng)作、自鎖動(dòng)作、復(fù)位啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器啟動(dòng)功能指令，2。sfc的結(jié)構(gòu)SFC的結(jié)構(gòu)與步進(jìn)控制(1)順序結(jié)構(gòu)基本相同，S1、S2、S3、等，系統(tǒng)指示燈亮。M1啟動(dòng)，M1指示燈亮，T0定期啟動(dòng)。M2啟動(dòng)，M2指示燈亮起。按下M1開始按鈕，時(shí)間T0，按下M1停止按鈕，(2)選擇分支結(jié)構(gòu)，每一步都是輕微的，(3)平行分支結(jié)構(gòu)，每一步都是輕微的，(4)循環(huán)結(jié)構(gòu)，S1、S2、S3、A、B、C、S4、D、5、3。SFC描述了問題示例：由物料搬運(yùn)臺(tái)車控制的臺(tái)車可以分別在a和b啟動(dòng)。如果在一個(gè)地方啟動(dòng)，小車會(huì)先回到一個(gè)地方，停5秒鐘等待裝載，然后自動(dòng)開到b地方。到

12、達(dá)乙站后，停留2秒鐘等待卸貨，然后返回甲站，依此類推。如果從B開始，先返回B，停2秒鐘等待卸貨，然后自動(dòng)開車到A，停5秒鐘等待裝貨，依此類推。b開始，b點(diǎn)行程開關(guān)閉合，2S時(shí)間到，停止，停止，a開始，a點(diǎn)行程開關(guān)閉合，5S時(shí)間到，S2，S3，S4，S5，4。SFC被轉(zhuǎn)換成梯形圖(1，當(dāng)初始步驟的建立需要一定的條件時(shí)，這些條件的邏輯組合也應(yīng)作為起始條件。如果有返回步驟1的循環(huán)：(2)其它工作步驟的梯形圖、前一個(gè)工作、轉(zhuǎn)移條件、停止條件、下一個(gè)工作、本步驟自鎖、工作步驟、其它啟動(dòng)條件，3)物料搬運(yùn)臺(tái)車控制系統(tǒng)的梯形圖程序轉(zhuǎn)換。輸入輸出分配：0.0停止0.1A；從10.2B開始；從10.3A開始；并

13、啟動(dòng)i0.4b。行程開關(guān)Q4.1向后移動(dòng)Q4.2向前移動(dòng)Q4.3向后移動(dòng)Q4.4向前移動(dòng)；中間成分分布：T1為B，T1為A；定時(shí)T2步數(shù)M0.1M0.5物料搬運(yùn)小車控制系統(tǒng)的梯形圖程序：I/O分配：I0.0停止I0.1 A，啟動(dòng)I0.2 B，啟動(dòng)I0.3 A，并啟動(dòng)i0.4b。行程開關(guān)Q4.1向后移動(dòng)Q4.2向前移動(dòng)Q4.3向后移動(dòng)Q4.4向前移動(dòng)。中間分量分布：A定時(shí)T1 B定時(shí)T2步數(shù)M0.1M0.5，從：繼續(xù)。I/O分配：I0.0停止I0.1 A啟動(dòng)I0.2 B啟動(dòng)I0.3 A移動(dòng)開關(guān)I0.4 B移動(dòng)開關(guān)Q4.1向后移動(dòng)開關(guān)Q4.2向前移動(dòng)開關(guān)Q4.3向后指示Q4.4向前指示，中間部件分配：定時(shí)T1 B定時(shí)T2步數(shù)M0.1M0.5，I/O接線原理圖輸入模塊(24VDC型)，(6ES7 321-1BH02-0AA0)，I/O接線圖輸出模塊(繼電器型)，A4，輸出模塊K2-2，H2-2，(6ES7322-1HH01-0AA0)，sfc設(shè)計(jì)練習(xí)，練習(xí)1:液體混合裝置的控制，初始狀態(tài)：混合器為空，控制要求：按下啟動(dòng)按鈕(Q)后，V1打開并充滿液