第6章PLC控制系统的设计1230

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1、6PLC控制系统的设计6.1PLC控制系统设计的内容和原则PLC是以微处理器为基础的新型工业控制装置，价格较高，在选用它之前，首先应考虑被控系统是否有必要使用PLCo如果被控系统本身很简单，I/O点数使用很少，控制要求也不复杂，那么就没有必要使用PLC。但如果是下列情况则应考虑使用PLC：①被控系统的I/O点数很多，控制要求复杂，如果用继电■接触器控制方式，需要使用大量的中间继电器、吋间继电器等器件，甚至还需要计数功能。②被控系统对可靠性的要求特别高，继电■接触器控制方式不能满足其要求。③由于工艺流程和产品品种的变化，需要经常改变控制电路的结构和修改控

2、制参数。对于新设计的较复杂的机械设备，与继电■接触器控制方式相比，使用PLC可以节省大量的元器件，可以减少控制柜内部的硬接线和安装、调试工作量，能够采用小得多的控制柜或控制箱，减少占地面积，所以从经济上考虑往往是合算的。6.1.1PLC设计的基本内容使用PLC控制的机床是由PLC与机床输入、输出设备连接而成的，PLC控制系统设计应包括以下基本内容：1、选择机床输入设备、输出设备以及由输出设备驱动的控制对彖。（输入设备包括按钮、转换开关、限位开关、传感器等；输出设备包括继电器、接触器、信号灯等执行元件；控制对彖包插电动机、电磁阀等）2、PLC的选择。PL

3、C是PLC控制系统的“心脏”，正确选择PLC对于保证整个控制系统的技术经济性能指标将起到决定性的作用。选择PLC,主要包括品牌、机型、容量的选择以及I/O模块、电源模块、特殊功能模块等的选择。在选择PLC的型号时，应考虑以下的问题：（1）控制系统对PLC指令系统的要求（2）估计对用户存储器容量的要求（3）估计系统对PLC响应时间的要求（4）PLC物理结构的选择（5）对PLC功能的特殊要求（6）对PLC通信联网功能的要求（7）系统对可靠性的要求（8）编程器与存储器的选择3、合理分配I/O点，正确绘制PLC的外部接线图。4、控制程序设计，包括控制系统流程图

4、、梯形图、指令表等的设计。控制程序是控制整个机床系统工作的软件，是保证机床系统工作正常、安全、可靠的关键。因此，设计的机床控制程序必须经过反复调试、修改，直到满足机床生产工艺要求为止。5、必要时还要设计机床控制柜等。6、编制机床PLC控制系统的技术文件。包括设计说明书、电气图及电气元件明细表。传统的电气图，一般包括电气原理图、电器布置图及电气安装图。在PLC控制系统屮，这一部分图统称为“硬件图”。它在传统电气图的基础上增加了PLC部分，因此在电气图中应增加PLCI/O接口的外部接线图。另外，在机床PLC控制系统屮的电气图还应包括控制程序图（梯形图），通

5、常称它为“软件图”。向机床用户提供“软件图”，可便于机床用户在生产发展或工艺改进吋修改程序，并有利于机床用户在维护或维修吋分析和排除故障。6.1.1PLC设计的基本原则设计任何一个机床PLC控制系统，如同设计任何一种机床电气控制系统一样，其目的都是通过控制被控对象机床來实现其机械加工的生产工艺要求，提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：1、机床PLC控制系统应能控制机床设备最大限度地满足机床的生产工艺要求。设计前，应深入生产现场进行实地考察和调查研究，搜集资料，并与机床的机械设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定机

6、床控制方案，协调解决设计中出现的各种问题。2、在满足生产工艺要求的前提下，力求使PLC控制系统越简单、越经济，操作使用及维护维修越方便越好。3、要充分保证PLC控制系统的安全和可靠性。4、考虑到今后加工生产的可持续发展和机床工艺的不断改进,在配置PLC硕件设备时应适当留有一定的扩展余量。6.1PLC设计的一般步骤设计机床PLC控制系统的一般步骤：1、根据生产的工艺过程分析控制要求，了解需要完成的动作（动作顺序、动作条件、必须的保护和连锁等）、操作方式（手动、自动；连续、单周期、单步等）。2、根据控制要求确定所需要的输入、输出设备，据此确定PLC的I/O

7、节点数。3、选择PLC机型及容量。4、定义输入、输出点名称，分配PLC的I/O点，设计PLC的外部接线图。5、根据PLC所要完成的任务及应具备的功能进行PLC程序设计，同时可进行控制柜的设计和现场施工。PLC程序设计的步骤与内容有以下几点：（1）对于较复杂的控制系统，可首先绘制出系统控制流程图或状态转移图，用图示方法清除地表明动作的顺序和条件。对于简单的控制系统，也可省去这一步。（2）设计梯形图。这是程序设计的关键一步，也是比较困难的一步。要设计好梯形图,首先要十分熟悉机床的控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。（3）将梯形图或根据梯形图编制的

8、程序清单写入PLC中进行程序和系统试运行。6、待控制台（柜）设计及现场施工完成后，进行联机调试