模块五 PLC控制系统的设计与应用

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1、模块五PLC控制系统的设计与应用知识目标：掌握PLC控制系统设计的内容、步骤和方法，熟悉PLC在常用控制系统中典型应用能力目标：具有应用PLC实现电气自动控制要求的设计能力，能够进行对一般电气控制设备的PLC改造并初步形成PLC应用系统的设计、安装、调试、故障排除能力二、PLC的硬件设置三、PLC的软件设计四、应用案例一、PLC控制系统设计的内容与步骤五、PLC故障诊断及其处理1.PLC控制系统设计的基本原则1）满足被控对象的控制要求考虑将来发展的需要，PLC选用功能较强的新产品，并留有适当的余量。2）系统安全、可靠3）尽可能简单、经济、使用与维修方便4）具有

2、高的性能价格比。一、PLC控制系统设计的内容与步骤2.PLC控制系统设计步骤1）分析被控对象，提出控制要求。2）确定输入、输出设备。3）确定PLC的I/O点数，选择PLC机型。4）分配I/O点数，绘制PLC控制系统输入、输出端子接线图。5）程序设计，绘制工作循环图或状态转移图。1）初始化程序；2）控制程序；3）检测、故障诊断和显示等程序；4）保护和联锁程序。6）程序调试。先进行模拟调试，再进行现场联机调试；先进行局部、分段调试，再进行整体、系统调试。7）调试过程结束，整理技术资料，投入使用。PLC控制系统设计步骤流程图PLC机型的选择I/O点的数量和种类CPU

3、的速度内存容量编程器打印机I/O模块通讯接口模块通讯传输电缆二、PLC的硬件设置1、PLC机型选择结构形式整体式模块式安装方式集中式远程I／O式分布式功能要求响应速度系统可靠性机型统一输入器件：指连接到PLC输入接线端子用于产生输入信号的器件。分类主令器件检测器件有源触点输入器件无源触点输入器件输入信号模拟信号数字信号开关信号2、PLCI/O端口选择按钮、选择开关、数字开关行程开关、接近开关、光电开关、继电器触点，接触器辅助触点行程开关、接近开关、光电开关、继电器触点，接触器辅助触点行程开关、接近开关、光电开关、继电器触点，接触器辅助触点压力传感器、温度传感器

4、数字开关按钮、转换开关、形成开关、触点输出器件：指连接到PLC输出接线端子用于执行程序运行结果的器件。分类：驱动负载显示负载输出端口：继电器输出晶体管输出晶闸管输出接触器、继电器、电磁阀指示灯、数字显示装置、电铃、蜂鸣器交直流负载直流负载交流负载I/O点数的确定I/O点数是衡量可编程控制器规模大小的依据。确定依据：将与PLC相连的全部输入、输出器件根据所需的电压、电流的大小和种类分别统计，考虑将来发展的需要再相应增加10％～15％的余量CPU的运行速度是指执行每一步用户程序的时间。对于以开关量为主的控制系统，不用考虑扫描速度，一般的PLC机型都可使用。对于以模

5、拟量为主的控制系统，则需考虑扫描速度，必须选择合适CPU种类的PLC机型。3、CPU的速度远程I/O模块：输入、输出装置比较分散，工作现场远离控制站高速计数器模块：当PLC内部的高速计数器的最高计数频率不能满足要求时，可选择使用定位模块：在机械设备中，保证加工精度进行定位通信联网模块：PLC与PLC之间，或PLC与计算机之间的通信与联网模拟输入模块、输出模块：把流量、速度、压力、风力、张力等变换成数字量，及把数字量变换成模拟量，进行输入、输出。4、PLC模块的选择PLC的外围设备主要是人—机对话装置，用于PLC的编程和监控。通过人—机对话装置可以进行编程、调试

6、及显示图形报表、文件复制、报警等。PLC外围外围设备有编程器、打印机、EPROM写入器、显示器等。5、PLC外围设我国优先选择220V的交流电源电压，特殊情况可选择24V直流电源供电。输入信号电源，一般利用PLC内部提供的直流24V电源。对于带有有源器件的接近开关可外接220V交流电源，提高稳定避免干扰。选用直流I/O模块时，需要外设直流电源。6、电源电压的选择PLC的软件设计指PLC控制系统中用户程序的设计。三、PLC的软件设计设计内容控制流程图梯形图状态转移图指令表设计方法翻译法状态转移图法逻辑设计法用PLC中软元件，代替原继电器—接触器控制线路图中的元器

7、件，直接翻译成梯形图的方法。主要用于对旧设备、旧控制系统的技术改造。设计举例正反转时间控制1、翻译法SBSB1SB2KM1KM2KM2KM1KM2KM1COMX0X1X2Y1Y2COMSBSB1SB2KM1KM2~X1X0X0X2Y2Y1Y2Y2Y1Y1正反转SB1SB2~COMX1X2Y1Y2KM1KM2COMKTSB2SB1KM1KTKM1KM2X1X0KTY1Y2Y1T0K30定时器针对顺序控制方式或步进控制方式的程序设计。在程序设计时，首先将系统的工作过程分解成若干个连续的阶段，每一阶段称为“工步”或“状态”，以工步（或状态）为单元，从工作过程开始，一

8、步接着一步，一直到工作过程的最后一步结