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时间:2019-05-10
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1、第4章PLC控制系统的设计4.1概述-PLC控制系统设计的步骤4.2逻辑设计法4.3时序图设计法4.4经验设计法4.5顺序控制设计法4.6继电器控制电路图转换设计法4.1.1PLC控制系统设计的基本步骤1.对控制任务作深入的调查研究了解系统的生产工艺过程;环节、各环节之间的联系、分解、工艺流程图。了解系统的控制要求;输入信号、输出信号、开关量、模拟量、执行元件、驱动方式、全自动、半自动、是否有手动控制要求、监控、报警、显示、保护等。4.1概述4.1.1PLC控制系统设计的基本步骤2.确定系统总体设计方案考虑选用可编程序控制器作为主控机是否是最佳方案,可以从以下几个方面进行考
2、虑:输入输出以数字量为主,没有或有少量模拟量时,易采用PLC;流程较复杂,用传统顺序控制系统难以实现控制要求时;要求安全性和可靠性高,并以控制为主时应选用PLC。4.1.1PLC控制系统设计的基本步骤3.根据控制要求选择PLC机型,确定输入/输出元件用户应综合考虑系统要求和财力等因素,要选择性能价格比高的PLC,选配合适的输入输出器件。具体考虑以下几方面:1)PLC的扫描速率及CPU性能以开关量为主的项目,一般PLC的扫描速率足以满足要求;有模拟量或有要求快速响应的设备,必须选配扫描速率高的PLC,这主要取决于PLC的中央处理器模块。针对状态快速变化设备选择具有快速响应专用
3、模块的PLC。4.1.1PLC控制系统设计的基本步骤2)确定PLC容量,选择I/O模块PLC容量包含两部分:I/O容量及内存容量I/O容量:开关量:I/O容量=(输入点数+输出点数)*(1.1~1.15)内存容量:要根据控制流程的复杂程度和系统中I/O总数以及编程的水平进行估计。内存容量=[(开关量I/O点总数)*(10~15)+模拟量回路数*100]*1.25·输入模块交、直流、电压、距离远近。注意以下几个问题:根据现场设备与模块之间的距离选择电压的大小.高密度的输入模块如32点或64点,同时接通点数不得超过60%;为了提高控制系统的可靠性,必须考虑门槛电平的大小。·输出
4、模块选择输出模块主要考虑驱动能力和负载特性。1.可控硅输出模块:开闭频繁、电感性低功率因数的负载。2.继电器输出模块:适用于电压范围大,导通压降小的场合。价格便宜但使用寿命短,响应速度慢。3.晶体管输出模块:无触点开关,使用寿命长,响应速度快。4.输出模块的电流额定值必须大于负载电流额定值。4.确定PLC的输入/输出点分配对系统中的全部I/O点确定名称、分配I/O模块的端子。合理地进行I/O分配,是进行程序设计、系统调试的前提。输入点功能(名称)输出点功能(名称)I/O分配表5.设计应用程序6.应用程序的调试7.制做电气控制柜和控制盘8.联机调试程序9.编写技术文件程序清单
5、、编写元器件明细表、绘制电气原理图、主回路电路图、整理技术参数、编写控制说明书等。对控制任务作深入的调查研究2.确定系统总体设计方案3.根据控制要求确定输入/输出元件,选择PLC机型4.确定PLC的输入/输出点分配5.设计应用程序6.应用程序的调试7.制做电气控制柜和控制盘8.联机调试程序9.编写技术文件设计步骤小结:逻辑设计法①根据控制功能,将输入与输出信号之间建立起逻辑函数关系(可先列出逻辑状态表);②对上述所得的逻辑函数进行化简或变换;③对化简后的函数,利用PLC的逻辑指令实现其函数关系(作出I/O分配,画出PLC梯形图);逻辑设计法的基本步骤④添加特殊要求的程序。⑤
6、上机调试程序,进行修改和完善。逻辑设计法举例之一某系统中有3台通风机,欲用一台指示灯显示通风机的各种运行状态。要求:2台及2台以上风机开机时,指示灯常亮;若只有一个台开机时,指示灯以0.5Hz的频率闪烁;全部停机时,指示灯以2Hz的频率闪烁。用一个开关控制系统的工作。分析控制要求可知:反映通风机运行状态及控制系统工作的信号是PLC的输入信号;用PLC的输出信号来控制一台指示灯的工作情况。对逻辑关系简单的控制,可以直接进行I/O分配。I/O分配为如下:输入输出风机1风机2风机3控制开关指示灯0000000001000020000301000用辅助继电器20000~20002表
7、示指示灯的几种状态。输入输出000000000100002200002000120002000001010011001010010100100101110111010100100100由表可看出:20001=20000·20002常亮2Hz闪0.5Hz闪风机1风机3风机2设开机为‘1’、停为‘0’;指示灯亮和闪为‘1’,灭为‘0’。20000=00000·00001·00002+00000·00001·0000200000·00001·00002+00000·00001·0000220002=00000·00001
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