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第四章 可编程序控制器系统分析、设计及应用 1 可编程序控制器系统的分析方法 2 可编程计序控制器系统设计 3 C650卧式车床的PLC控制 第一节 可编程序控制器系统的分析方法 一、可编程序控制器的系统分析的基本内容 图4-1 采用可编程序控制器的系统结构图 采用可编程序控制器的系统结构如图4-1 系统分析的基本思路是：从工艺要求出，明确控制要求、搞清机械设备的工作状态与相关信息及操作员的主令信号之间的关系。 PLC控制系统分析工作的主要内容： 1） 了解和掌握PLC控制系统的控制对象的工作过程、 工艺要求，这是重要的第一步； 2） 掌握PLC控制系统的电气、液压或气动系统的组成，分析电气、液压或气动系统的控制原理。要了解各个控制指令、检测信号和控制输出信号的作用和相互关系，了解它们与PLC的端口连接关系； 3） 控制软件的分析。PLC控制系统分析的核心是其控制软件的分析。应用程序一般是可以从PLC中输出来的，可以在系统分析时加以利用。对于用不同编程语言编制的程序，应采取不同的分析方法。 二、可编程序控制器系统分析的常用方法 可编程序控制器系统分析的过程是：首先要从整体上把握编程的总体思路，然后再做细节的分析。 分析程序的过程中，应在逐步、反复分析的基础上整理、归纳并绘制出总的、局部的程序框图。分析、整理的过程，就是消化、提高的过程，除此之外，没有捷径。 系统分析的主要方法有： （1）文字叙述法 用自然语言平铺直叙地依次说明各编程元件的行为和状态，是普遍采用的方法。 （2）图形分析法 梯形图程序中的编程元件，绝大部分只存在于两种状态：对于逻辑运算值或为“1”或为“0”，对于接点或接通或断开，可用简单的线条或符号（图）来标明它们的状态。图形分析法用的较多的是时序图法。 （3）逻辑函数法 由于梯形图程序中编程元件只存在于两种状态之中，故可以利用逻辑代数来描述其控制规律。 三、可编程序控制器系统分析实例 1．分析工艺过程、明确控制要求 某中央空调系统的冷水机组采用4台全封闭制冷压缩机，组成两个相对独立的制冷回路，采用可编程控制器进行控制，以下对本系统控制原理进行分析。 (1)工艺过程分析 两个制冷回路相对独立，两个回路可同时工作，也可以各自单独工作。控制方式有手动和自动两种。对冷水回水温度进行监测，自动增减投入运行的制冷回路数。此外，还有较全面的系统监测、保护、报警及显示等功能。 (2) 控制要求 1）4台压缩机电动机起动方式采用满压直接起动。但4台电动机依次起动，并保持一定的时间间隔。 2）设有手动、自动两种运行方式。 3）设有冷水机组与水泵间的联锁控制，冷水或冷却水断水、冷水出口温度过低、压缩机排气压力过高或吸气压力过低等也设有相应的保护。 4）压缩机电动机的缺相、过载等必要保护环节齐全。 5）各压缩机状态、机组的运行方式及各种故障状态等有必要的显示。在故障状态时，有声光同时示警。 图4-2 端子接线图 2．分析PLC的I/O端子分配及I/O表 ⑴ I/O端子分配 本例中选用OMRON公司的C200-H系列产品的5槽母板C200H-BC051，两块输入模块分别插在0号槽和1号槽上，对应的输入通道号即为000CH和001CH；两个输出模块分插在3号和4号槽上，则输出模板的通道号为003CH和004CH。输入输出端子分配接线如图4-2。 冷却水出口温度：当水温低于设定值时温度继电器处于常态（强调动作时温度高于设定值），其动断（常闭）接点处于通态，PLC的输入继电器00008处于动作状态。 回路1温控设定值可高于回路2的温度设定值（当然，也可相反设定），常态时常闭接点接通，对应的PLC的00010和00011均处于动作状态。 防冻开关设定值约3摄氏度，常态时常闭接点接通，PLC的00013处于动作状态。 回路1和回路2的高低压开关在未达设定值时均为常态，对应PLC的00109、00110、00111、00112均处于动作状态。 而两个水流开关在水未断流时动作，所以水未断流时，PLC的00113、00115处于动作状态。 水泵联锁开关对应的输入继电器00100、00104处于动作状态。 表4-3 续 图4-3 梯形图程序 3．PLC控制程序分析 (1) 程序结构分析 1）控制功能程序模块 2）监控及保护程序模块 3）报警及工作状态显示程序模块 (2)程序运行原理分析 1）系统正常运行的保证条件 2）控制程序分