第6章 PLC控制系统的设计剖析.ppt

第6章: PLC控制系统的设计 主要内容 PLC控制系统设计的基本步骤 常用的几种编程方法 设计实例 主要内容 PLC控制系统设计的基本步骤 常用的几种编程方法 常用的梯形图程序 逻辑设计法 时序图设计法 经验设计法 顺序控制设计法 继电器控制电路图转换设计法 具有多种工作方式的系统的编程方法 设计实例 6.1 概述 1 PLC控制系统设计的基本步骤 2 PLC的应用程序 6.1.1 PLC控制系统设计的基本步骤 1. 对控制任务作深入的研究， 确定系统总体设计方案 2. 根据控制要求确定输入/输出元件，选择PLC机型 3. 确定PLC的输入/输出点分配 5. 设计应用程序 6. 应用程序的调试 7. 制作电器控制柜和控制盘 8. 连机调试程序 9. 编写技术文件 基本步骤 6.1.2 PLC控制系统的硬件配置 1 PLC机型选择 (1) 结构合理：整体式 \模块式PLC (2) 功能上要适当 (3) 机型统一 (4) 是否在线编程 (5) 对网络通信的要求 2 I/O分配 I/O 点数的估算 I/O 模块的选择 （1）开关量输入模块的选择 PLC的输入模块用来检测来自现场(如按钮、行程开关、温控开关、压力开关等)电平信号,并将其转换为PLC内部的低电平信号。 开关量输入模块按输入点数分，常用的有8点、12点、16点、32点等； 按工作电压分,常用的有直流5V、12V、24V, 交流110V、220V等； 按外部接线方式又可分为汇点输入、分隔输入等。 （2）开关量输出模块的选择 输出模块的任务是将PLC内部低电平的控制信号转换为外部所需电平的输出信号,驱动外部负载. 输出模块有3 种方式: 继电器输出 双向可控硅输出 晶体管输出. （3）模拟量及特殊功能模块的选择 除了开关量信号以外，工业控制中还要对温度、压力、液位、流量等过程变量进行检测和控制。 模拟量输入、模拟量输出以及温度控制模块就是用于将过程变量转换为PLC可以接收的数字信号以及将PLC内的数字信号转换成模拟信号输出。 PLC控制系统设计的 三个重要环节 （1）通过对控制任务的分析，确定控制系统的总体设计方案。 （2）根据控制要求确定硬件构成方案。 （3）设计出满足控制要求的应用程序。 6.1.3 PLC的应用程序 1. 应用程序的内容 最大限度地满足系统控制功能的要求，还应包括： （1）初始化程序 （2）检测、故障诊断、显示程序。 （3）保护、连锁程序。 2. 应用程序的质量 （1）程序的正确性 （2）程序的可靠性好 （3）参数的易调整性好 （4）程序要简练 （5）程序的可读性好 PLC常用的几种编程方法 逻辑设计法 时序图设计法 经验设计法 顺序控制设计法 继电器控制电路图转换设计法 具有多种工作方式的系统的编程方法 6.2 逻辑设计法 逻辑设计法基础是逻辑代数 方法： 在程序设计时，对控制任务进行逻辑分析和综合，将控制电路中元件的通、断电状态视为以触点通、断状态为逻辑变量的逻辑函数 对逻辑函数化简 利用PLC的逻辑指令进行设计。 使用场合：当主要对开关量进行控制时，使用逻辑设计法比较好。 逻辑设计法—举例 某系统中有四台通风机，要求在以下几种运行状态下发出不同的显示信号： 三台及三台以上开机时，绿灯常亮； 两台开机时，绿灯以5 Hz的频率闪烁； 一台开机时，红灯以5 Hz的频率闪烁； 全部停机时，红灯常亮。 1. 红灯常亮的程序设计 设灯常亮为 “1”、 灭为 “0”，通风机开机为 “1”、 停为 “0” （下同）。其状态表为： 由状态表可得F1 逻辑函数： F1= A B C D (1) 根据逻辑函数（1）容易画出其梯形图如图6.1所示。 2. 绿灯常亮的程序设计 能引起绿灯常亮的情况有5 种，列状态表为： 由状态表可得F2的逻辑函数为： F2= ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD (2) 对逻辑函数(2)进行简化，如下： F2=AB (D+C) +CD (A+B) (3) 根据(3)画出的梯形图如图6.2所示。 由状态表可得F1的逻辑函数为： F1=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD (4) 将（4）简化为：