电气控制与PLC应用 教学课件 作者 孙康岭 张海鹏 主编 谭毅 副主编第8章 PLC控制系统的设计.ppt

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1、PLC控制系统的设计主要包括系统分析、系统设计和安装调试等方面的内容。本章主要介绍设计PLC控制系统的步骤和方法，达到学以致用的目的。8.1PLC控制系统设计的基本原则与步骤1.PLC控制系统设计的基本原则任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以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）最大限度地满足被控对象的控制要求（2）保证PLC控制系统安全可靠保证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。这就要求设计者在系统设计、元器件选择

2、、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等）也能正常工作。（3）力求简单、经济、使用及维修方便（4）适应发展的需要要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。2.PLC控制系统设计与调试的步骤：（1）分析被控对象并提出控制要求（2）确定输入／输出设备（3）选择PLC4.2S7-200系列PLC的硬件配置（4）分配I/O点并设计PLC外围硬件线路①分配I/O点画出PLC的I/O点与输入／输出设备的连接图

3、或对应关系表，该部分也可在第２步中进行。②设计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的电气原理图。到此为止系统的硬件电气线路已经确定。（5）程序设计①程序设计根据系统的控制要求，采用合适的设计方法（见第六章）来设计PLC程序。程序要以满足系统控制要求为主线，逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序，逐步完善系统指定的功能。除此之外，程序通常还应包括以下内容：I）初始化程序。在PLC上电后，一般都要做一些初始化

4、的操作，为启动作必要的准备，避免系统发生误动作。初始化程序的主要内容有：对某些数据区、计数器等进行清零，对某些数据区所需数据进行恢复，对某些继电器进行置位或复位，对某些初始状态进行显示等等。II）检测、故障诊断和显示等程序。这些程序相对独立，一般在程序设计基本完成时再添加。III）保护和连锁程序。保护和连锁是程序中不可缺少的部分，必须认真加以考虑。它可以避免由于非法操作而引起的控制逻辑混乱，。②程序模拟调试程序模拟调试的基本思想是，以方便的形式模拟产生现场实际状态，为程序的运行创造必要的环境条件。根据产生

5、现场信号的方式不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。I）硬件模拟法是使用一些硬件设备（如用另一台PLC或一些输入器件等）模拟产生现场的信号，并将这些信号以硬接线的方式连到PLC系统的输入端，其时效性较强。II）软件模拟法是在PLC中另外编写一套模拟程序，模拟提供现场信号，其简单易行，但时效性不易保证。模拟调试过程中，可采用分段调试的方法，并利用编程器的监控功能。（6）硬件实施硬件实施方面主要是进行控制柜（台）等硬件的设计及现场施工。主要内容有：①设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图。

6、②设计系统各部分之间的电气互连图。③根据施工图纸进行现场接线，并进行详细检查。由于程序设计与硬件实施可同时进行，因此PLC控制系统的设计周期可大大缩短。（7）联机调试联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程应循序渐进，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步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。通常只需修改部份程序即可。全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序丢失。（8）整理和编写技术

7、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。8.2PLC的选择PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。1.PLC机型的选择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。选择时主要考虑以下几点：(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。整体式PLC的每一个I／O点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较

8、为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I／O点数、输入点数与输出点数的比例、I／O模块的种类等方面选择余地大，且维修方便，一般于较复杂的控制系统。(2)安装方式的选择PLC系统的安装方式分为集中式、远程I／O式以及多台PLC联网的分布式。集中式不需要设置驱动远程I／O硬件，系统反应快、成本低；远程I／O式适用于大型系统，系统的装置分布范围很广，远程I／O可以分散安装在现场装置附近，连线短，但需要增设驱动器