电气控制与PLC技术及应用

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1、电气控制与PLC技术及应用张新军主编济源职业技术学院第7章可编程控制器应用系统设计7.1可编程控制器应用系统设计本节介绍可编程控制器应用系统设计的原则、方法和步骤。7.1.1PLC应用系统设计的内容和原则1.硬件设计选择PLC的型号、I/O点数、存储器容量等内容时，应留有适当的余量，以利于系统的调整和扩充。2.软件设计7.1.2可编程控制器系统设计步骤7.1.2可编程控制器系统设计步骤1.熟悉被控对象，制定控制方案在分析被控对象的基础上，根据PLC的技术特点，与继电接触器控制系统、DCS系统、微机控制系统进行比较，优选控制方案。2.确定I／O点数及类型根据被控对象，

2、确定用户所需的输入、输出设备，并确定PLC的I/O点数和类型。确定I/O点数时则要按实际I/O点数再向上附加20～30％的备用量。选择I/O类型主要考虑：数字量／模拟量、电流容量、电压等级、工作速度等。7.1.2可编程控制器系统设计步骤3.选择PLC机型对于以开关量控制为主的系统，PLC响应时间无需考虑。一般的机型都能满足要求。对于有模拟量控制的系统，特别是闭环控制系统，则要注意PLC响应时间，根据控制的实时性要求，选择合适的高速PLC。有时也可选用快速响应模块和中断输入模块来提高响应速度。若被控对象不仅有逻辑运算处理，同时还有算术运算，如A/D、D/A、BCD码、

3、PID、中断等控制，则需选择指令功能丰富的PLC。若控制系统需要进行数据传输通信，则应选用具有联网通信功能的PLC。一般PLC都带有通信接口如RS232、RS422、RS485，但有些PLC通信口仅能用于连接手持式编程器。7.1.2可编程控制器系统设计步骤4.选择输入输出设备，分配PLC的I/O地址根据生产设备现场需要，确定控制按钮、行程开关、接触器、电磁阀、信号灯等各种输入输出设备的型号、规格、数量；根据所选的PLC的型号，列出输入输出设备与PLC的I/O端子的对照表，以便绘制PLC外部I/O接线图和编制程序。5.设计PLC应用系统电气图纸PLC应用系统电气线路图

4、主要包括电动机的主电路、PLC外部I／O电路图、系统电源供电线路、电气元件清单，以及电气控制柜内电器安装位置图、电气安装接线图等工艺设计。详细内容参看本章第5节。7.1.2可编程控制器系统设计步骤6.程序设计根据程序设计思想，绘出程序流程框图，然后以编程指令为基础，画出程序梯形图，编写程序注释。7.系统调试根据电气接线图安装接线，用编程工具将用户程序输入计算机，经过反复编辑、编译、下载、调试、运行，直至运行正确。8.建立文档7.2应用程序设计方法7.2.1应用程序设计的基本内容PLC程序设计的基本内容一般包括参数表的定义及地址分配、程序流程框图绘制、程序编制、程序调

5、试和程序使用说明书等五项内容。7.2.2参数表的定义及地址分配7.2.3梯形图的功能流程图设计1.功能流程图的组成功能（状态）流程图由状态、转换、转换条件和动作说明四部分组成。7.3PLC应用举例7.3.1组合机床的PLC控制系统液压动力滑台采用电磁换向阀来实现动力头的快进、工进和快退，其一个工作循环的工步图如图7.6所示。换向阀电磁铁通断电及动力头工作状态见表7.1。1.PLC外部输入输出设备和机型选择SB2、SB1用作起、停控制开关信号，SQ1，SQ2，SQ3作为位置检测开关信号，接至PLC输入端，需占用五个输入端，电磁铁YV1-1，YV1-2，YV2需占用三个

6、输出端点，液压泵电机采用开关直接控制起停，主轴电机采用继电接触器构成起停控制，而不需要用PLC控制，选用10点（6入，4出）以上的PLC，即可满足本系统的简单控制要求。2.PLC外部电气接线图及I/O地址分配表PLC外部接线图，输入输出设备、负载电源的类型等的设计应结合系统的控制要求来设定。液压动力滑台PLC外部接线图如图所示。3.程序设计依照流程图的设计思想，用传统的顺序控制的程序结构，画出满足控制要求的梯形图。4、电气设计要求掌握：电路化简、改错、经验法简单设计，并会根据电路图写出逻辑表达式。了解：电气接线图和互连图的设计、绘制规律。5、PLC要求掌握：基本指令

7、的应用。①S7-200PLC的基础知识：内部资源、结构、负载能力、工作方式等。②基本指令的LAD与STL之间的程序互换。③基本逻辑指令、算逻运算指令和数据处理指令的编程应用-----结合例题、习题。