电气控制与PLC 教学课件 作者 王建平 第十章.ppt

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1、第10章电气控制与PLCPLC控制系统设计及应用实例随着PLC的普及和推广，其应用领域越来越广泛。特别是在许多新建项目和设备的技术改造中，常常采用PLC作为控制装置。本章主要介绍PLC控制系统设计的步骤和内容、PLC的选择方法、PLC在使用中应注意的问题以及PLC在控制系统中的应用实例。本章提要10.1PLC控制系统设计概述10.2硬件与软件设计的一般方法10.3安装与调试的一般方法10.4PLC控制应用实例10.1PLC控制系统设计概述10.1.1控制系统需求分析10.1.2设计的基本原则10.1.3设计的一般步

2、骤10.1.4PLC的选择10.1.1控制系统需求分析在控制系统需求分析过程中，主要了解控制系统的全部功能，性能要求及指标，控制方式，控制规模，控制范围，输入、输出信号种类，信号用途，对信号的要求（如对模拟输入量的精度要求、采样速率等）和数量，检测设备和控制设备的物理位置，有否特殊功能接口，与其他设备的关系，对其他设备驱动的要求，通信内容与方式等等。此外，很重要的是控制动作过程的时序分析（控制动作发生的顺序和相应的动作时间等）。在系统需求详尽分析的基础上，详细明确控制系统功能、性能以及影响系统功能、性能的各种有关因

3、素，仔细推敲和认定控制系统参数表的定义以及相关的各个细节，然后做出控制系统最佳设计的方案。10.1.2设计的基本原则任何一种电气控制系统都是为了实现生产设备或生产过程的控制要求和工艺要求，从而提高产品质量和生产效率。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：1）充分发挥PLC功能，最大限度地满足被控对象的控制要求。2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济，使用及维修方便。3）保证控制系统的安全、可靠。4）考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择PLC的型号、I/O点数和存储器容量等内容时，应留有适当

4、的余量，以利于系统的调整和扩充。10.1.3设计的一般步骤1．系统设计1）分析工艺要求。首先对被控对象的工艺过程、工作特点、环节条件、用户要求及其他相关情况进行仔细的全面分析，然后绘制供设计所用的必要图表。2）控制方案确定。在分析被控对象及其控制要求的基础上，根据PLC的技术特点，在与继电接触控制系统和计算机控制系统及电子控制系统等进行综合比较后，优选控制方案。如果被控制系统具有以下特点，则宜优选PLC控制：①输入输出以开关量为主。②输入输出点数较多，一般有20点左右就可以选用PLC控制。③控制系统使用环境条件较差

5、，对控制系统可靠性要求较高。④系统工艺流程复杂，用常规的继电接触控制难以实现。⑤系统工艺有可能改进或系统的控制要求有可能扩充。1）PLC的选择。包括PLC的机型、处理器速度、I/O模块类型及点数、存储器容量、编程方式、电源等的选择。2）外围设备的选择。包括对外围输入设备和外围输出设备两部分的选择。从现场向PLC输入控制信号的外围设备，例如按钮、开关、传感器等；由PLC输出信号直接驱动的接触器或电磁阀的线圈，指示灯等。对这些外围设备应按控制要求，从实际出发，选定合适的类别、型号和规格。3）其他硬件的设计或选择。包括设

6、计或选定控制柜（台）；选定有关的仪表、熔断器、导线等元器件和材料；选定电源模块等。2．硬件设计1）对于较复杂的控制系统，应绘制工艺流程图或控制功能图；对于简单的控制系统可省去这一步。2）设计梯形图程序。3）根据梯形图编写程序清单。4）程序模拟调试及修改，对复杂的程序首先进行分段调试，然后进行总调试，直到满足控制要求为止。3．软件设计1）画出完整的电路图，必要时还应画出控制环节（单元）电气原理图。2）画出PLC的输入输出端子接线图。3）画出PLC的电源进线接线图和输出执行电器的供电接线图。4）电气柜内元器件布置图，相

7、互间接线图。5）控制柜（台）面板元器件布置图。6）如果大的系统有多个电气柜时，应画出各个电气柜间连接线图。7）其他必须的施工图。4．施工设计PLC控制系统设计和安装好后，便可进行系统调试。在检查接线等无差错后，先对各单元环节和各电气柜分别进行调试，然后再按系统动作顺序，模拟输入控制信号，逐步进行调试，并通过各种指示灯和显示器，观察程序执行和系统运行是否满足控制要求，如果有问题，先修改软件，必要时再调整硬件，直到符合要求为止。接着进行模拟负载，或空载或轻载调试，若没有问题，最后进行额定负载调试，并投入运行考验。在程序

8、调试好并投入运行考验成功后，将程序固化在有永久性记忆功能的EPROM中。5．系统调试与程序固化系统调试和运行考验成功后，整理技术资料，编写技术文件，包括设计说明书、电气安装图、电气元件明细表及使用与维护说明书等。6．整理技术文件10.1.4PLC的选择PLC的品种繁多，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方法、价格等各不相同，适用场合也各有侧重。因此，合理