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电气控制与PLC技术及应用    张新军 主编 济源职业技术学院 第7章 可编程控制器应用系统设计 7.1 可编程控制器应用系统设计 本节介绍可编程控制器应用系统设计的原则、方法和步骤 。 7.1.1 PLC应用系统设计的内容和原则 1. 硬件设计 选择PLC的型号、I/O点数、存储器容量等内容时，应留有适当的余量，以利于系统的调整和扩充。 2. 软件设计 7.1.2 可编程控制器系统设计步骤 7.1.2 可编程控制器系统设计步骤 1. 熟悉被控对象，制定控制方案 在分析被控对象的基础上，根据PLC的技术特点，与继电接触器控制系统、DCS系统、微机控制系统进行比较，优选控制方案。 2. 确定I／O点数及类型 根据被控对象，确定用户所需的输入、输出设备，并确定PLC的I/O点数和类型。确定I/O点数时则要按实际I/O点数再向上附加20～30％的备用量。 选择I/O类型主要考虑：数字量／模拟量、电流容量、电压等级、工作速度等。 7.1.2 可编程控制器系统设计步骤 3. 选择PLC机型 对于以开关量控制为主的系统，PLC响应时间无需考虑。一般的机型都能满足要求。对于有模拟量控制的系统，特别是闭环控制系统，则要注意PLC响应时间，根据控制的实时性要求，选择合适的高速PLC。有时也可选用快速响应模块和中断输入模块来提高响应速度。 若被控对象不仅有逻辑运算处理，同时还有算术运算，如A/D、D/A、BCD码、PID、中断等控制，则需选择指令功能丰富的PLC。 若控制系统需要进行数据传输通信，则应选用具有联网通信功能的PLC。一般PLC都带有通信接口如RS232、RS422、RS485，但有些PLC通信口仅能用于连接手持式编程器。 7.1.2 可编程控制器系统设计步骤 4. 选择输入输出设备，分配PLC的I/O地址 根据生产设备现场需要，确定控制按钮、行程开关、接触器、电磁阀、信号灯等各种输入输出设备的型号、规格、数量；根据所选的PLC的型号，列出输入输出设备与PLC的I/O端子的对照表，以便绘制PLC外部I/O接线图和编制程序。 5. 设计PLC应用系统电气图纸 PLC应用系统电气线路图主要包括电动机的主电路、PLC外部I／O电路图、系统电源供电线路、电气元件清单，以及电气控制柜内电器安装位置图、电气安装接线图等工艺设计。详细内容参看本章第5节。 7.1.2 可编程控制器系统设计步骤 6. 程序设计 根据程序设计思想，绘出程序流程框图，然后以编程指令为基础，画出程序梯形图，编写程序注释。 7. 系统调试 根据电气接线图安装接线，用编程工具将用户程序输入计算机，经过反复编辑、编译、下载、调试、运行，直至运行正确。 8. 建立文档 7.2 应用程序设计方法 7.2.1 应用程序设计的基本内容 PLC程序设计的基本内容一般包括参数表的定义及地址分配、程序流程框图绘制、程序编制、程序调试和程序使用说明书等五项内容。 7.2.2 参数表的定义及地址分配 7.2.3 梯形图的功能流程图设计 1. 功能流程图的组成 功能（状态）流程图由状态、 转换、转换条件和动作说明四部分 组成。 7.3 PLC应用举例 7.3.1 组合机床的PLC控制系统 液压动力滑台采用电磁换向阀来实现动力头的快进、工进和快退，其一个工作循环的工步图如图7.6所示。换向阀电磁铁通断电及动力头工作状态见表7.1 。 1. PLC外部输入输出设备和机型选择 SB2、SB1用作起、停控制开关信号，SQ1，SQ2，SQ3作为位置检测开关信号，接至 PLC输入端，需占用五个输入端，电磁铁YV1-1，YV1-2，YV2需占用三个输出端点，液压泵电机采用开关直接控制起停，主轴电机采用继电接触器构成起停控制，而不需要用PLC 控制，选用10点（6入，4出）以上的PLC，即可满足本系统的简单控制要求。 2. PLC外部电气接线图及I/O地址分配表 PLC外部接线图，输入输出设备、负载电源的类型等的设计应结合系统的控制要求来设定。液压动力滑台PLC外部接线图如图所示。 3. 程序设计 依照流程图的设计思想，用传统的顺序控制的程序结构，画出满足控制要求的梯形图 。 4、电气设计 要求掌握： 电路化简、改错、经验法简单设计，