NNN第7讲：PLC控制系统设计

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1、第七讲：PLC控制系统设计1.设计原则与步骤2.PLC的选择3.PLC与I/O设备的连接4.减少I/O点数措施7.1设计原则与步骤.2.1.设计原则(1)最大限度地满足控制要求充分发挥PLC功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计中最重要的一条原则。设计人员要深入现场进行调查研究，收集资料。同时要注意和现场工程管理和技术人员及操作人员紧密配合，共同解决重点问题和疑难问题。(2)保证系统的安全可靠保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。(3)力求简单、经济、使用与维修方便(4)适应发展的需要7.1设计原则与步骤.3.

2、2.设计步骤(1)分析被控对象并提出控制要求详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对PLC控制系统的控制要求，确定控制方案，拟定设计任务书。(2)确定输入／输出设备根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备（如：按纽、位置开关、转换开关及各种传感器等）和输出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等），从而确定与PLC有关的输入/输出设备，以确定PLC的I/O点数。7.1设计原则与步骤.4.(3)选择PLC包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择(4)分配I/O点并设计PLC外围硬件线路

3、分配I/O点：画出PLC的I/O点与输入/输出设备的连接图或对应关系表。PLC外围硬件线路：画出系统其它部分的电气线路图，包括主电路和未进入PLC的控制电路等。由PLC的I/O连接图和PLC外围电气线路图组成系统电气原理图(5)程序设计包括控制程序；初始化程序；检测、故障诊断和显示等程序；保护和连锁程序。7.1设计原则与步骤.5.(6)硬件实施设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图；设计系统各部分之间的电气互连图；根据施工图纸进行现场接线，并进行详细检查。(7)联机调试该过程应循序渐进，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐

4、步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。全部调试完毕后，交付试运行。(8)整理和编写技术文件技术文件包括设计说明书、硬件原理图、安装接线图、电气元件明细表、PLC程序以及使用说明书等。7.2PLC的选择.6.1.机型选择PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。主要考虑以下几点：（1）合理的结构型式PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。（2）安装方式的选择安装方式有集中式、远程I／O式以及多台PLC联网的分布式。（3）相应的功能要求（4）响应速度要求（5）系统可靠性的要求对可靠性要求很高的系统，

5、应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。7.2PLC的选择.7.（6）机型尽量统一便于备品备件的采购和管理；有利于技术力量的培训和技术水平的提高，外部设备通用，资源可共享，易于联网通信。（7）I／O点数的选择在满足控制要求的前提下力争使用的I／O点最少。需要加上10％~15％的裕量。（8）存储容量的选择在I／O点数确定的基础上，按下式估算存储容量后，再加20％~30％的裕量。存储容量(字节)＝开关量I/O点数×10＋模拟量I/O通道数×1007.2PLC的选择.8.2.开关量输入模块选择（1）输入信号的类型有直流输入、交流输入和交流／直流输入三种类型。选择时

6、主要根据现场输入信号和周围环境因素等。直流输入模块的延迟时间较短，还可以直接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接；交流输入模块可靠性好，适合于有油雾、粉尘的恶劣环境。（2）电压等级开关量输入模块的电压等级有：直流5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ、48Ｖ、60Ｖ等；交流110Ｖ、220Ｖ等。选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑。一般5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ用于传输距离较近场合，如5Ｖ输入模块最远不得超过１０米。距离较远的应选用输入电压等级较高的。7.2PLC的选择.9.（3）输入接线方式主要有汇点式和分组式两种接线方式（4）注意同时接通的输入点数量对于选

7、用高密度的输入模块(如32点、48点等)，应考虑该模块同时接通的点数一般不要超过输入点数的60％。（5）输入门槛电平门槛电平越高，抗干扰能力越强，传输距离也越远，具体可参阅PLC说明书。7.2PLC的选择.10.3.开关量输出模块选择有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种方式。（1）继电器输出：价格便宜，可以驱动交、直流负载，适用电压大小范围较宽、导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但动作速度较慢（驱动感性负载时，触点动作频率不超过1Hz）、寿命较短、可靠性较差，只适用于不频繁通断的场合。（2）对于频繁通断的负载，应该选用晶闸管输出或晶体管输

8、出，它们属于无触点元件。但晶闸管输出只能用于交流负载，而晶体管输出只能用于直流负