可编程序控制器在电气控制系统中的应用剖析课件.pptVIP

第8章可编程序控制器在电气控制系统中的应用

可编程序控制器不仅广泛地应用在各种工业部门，而且扩展到了楼宇自动化、家庭自动化、商业、公用事业、测试设备和农业等各个领域。

8.1可编程序控制器控制系统设计的基本步骤8.1.1被控系统的分析1.对被控系统进行调查研究，搜集、分析一切与被控对象相关的工艺、机械和电气等方面的资料。2.明确实现系统控制各种功能和要求。

功能和要求?被控系统应用的环境，系统机械、液压、电气和仪表等组成设备各自的作用和相互的关系；?系统机械和电气等部件实现具体功能的动作顺序、动作条件、驱动要求（如驱动电压、电流等）和保护措施等；?被控对象的参数（如压力、温度等）；?系统采用的操作方式（手动、半自动、自动、连续、单步等）；?人机接口和监控的方式。

PLC在系统中的控制作用?PLC在系统中需要实现的具体控制作用；?PLC实现控制功能所需的接口信号（哪些信号应从受控对象输入到PLC，哪些信号需从PLC输出到受控对象；?信号是开关量还是模拟量；?信号的数量；?PLC与计算机等外部设备的相互关系等。

8.1.2可编程序控制器系统的硬件设计?保证系统的可靠性；?保证完成控制功能；?添加自检、报警等功能，使系统功能更为完善；?考虑系统的性价比、先进性、可扩展性等因素。

1.选择PLC的输入、输出元件选择合适的输入元件对系统的控制命令和被控制对象的参数等信号进行采集。例如，按钮、行程开关、拨码开关、光电管开关、传感器和变送器等。选择输出元件以驱动受控对象和指示设备等进行工作。例如，继电器线圈、电磁阀线圈、抱闸、风机、指示灯等。

2.选择PLC型号及其硬件配置根据被控对象对控制系统要求的复杂程度、控制精度、存储器容量、I/O点数、电气性能指标及特殊功能等因素进行选择。PLC的扩展模块（I/O模块和专用功能模块）的型号、数量等硬件配置则根据PLC输入、输出量的类型和数量以及特殊功能要求进行选择。

注意I/O的驱动能力；硬件配置上需要保证一定的冗余，便于控制系统的调整和扩展，但要注意系统的性价比，避免大材小用。例如，接口模块在满足输入信号采集和输出驱动的情况下，还需要保留一些空闲的点数备用。

3.分配输入、输出点给各种输入、输出（I/O）信号分配接口模块的接线端子，从而也明确输入、输出继电器的元件号（元件号与它们对应的I/O信号所接的接线端子编号一致）。列出I/O信号表，标明各信号的名称、代号和分配的元件号。

4.外设的选择根据功能的要求，选择PLC的其他外部设备。例如，打印机、编程器等。5.画出硬件接线图画出PLC的外部硬件接线图以及其他电气部分原理图、接线图和安装图纸等。

8.1.3可编程序控制器系统的软件设计主要包括：?参数表的定义?绘制程序框图?程序的编写?调试?编写程序说明书

8.1.4现场安装、调试通常先调试各个功能模块，最后进行系统整体调试。对调试中出现的问题，通过修改程序，调整硬件接线，甚至重新选择部分元件等手段进行解决，从而最终实现系统的整体控制要求。

8.1.5编写技术文档根据整个设计的要求和实现过程，整理出完整的技术文档，便于系统的维修和改造。技术文档主要包括：?使用说服书?电气原理图?元件明细表?程序清单?PLC的编程元件参数表等。

8.2可编程序控制器在电机控制中的应用鼠笼式电动机Y-D降压起动控制Y-D降压起动控制，要求在起动时电动机采用Y形接法，经过一段延时，当电动机的转速上升到一定值时，再将其换成D接法。

PLC控制的Y-D降压起动系统的控制电路接线图

元件分配表输入元件元件号输出元件元件号辅助元件元件号起动按钮SB1停止按钮SB2I0.0I0.1主电路线圈KM1Q0.1定时器：定时5秒T37Y形启动线圈KM2D形运行线圈KM3Q0.2Q0.3

采用顺序功能图法设计的梯形图程序

8.2.2异步电动机的调速1.调速方法?改变转差率s调速的方法?改变磁极对数p的变极调速?改变供电电源的频率f1的变频调速

2.基于PLC的变频调速（1）变频器变频调速需要采用专门的变频设备。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。它主要采用交－直－交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。

变频器的电路一般由整流、滤波、逆变和控制4个部分组成。

变频器的控制方式?V/F=常数的正弦脉宽调制?电压空间矢量控制?矢量控制?直接转矩控制?矩阵式交－交控制方式

V/F=常数的正弦脉宽调制特点：控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。这种控制方式在低频