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_PLC控制系统的设计与应用.ppt

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第七章 PLC控制系统的设计与应用,7.1 控制系统的设计原则 7.2 PLC控制系统的设计步骤 7.3 应用举例,教学目标,1、 掌握可编程序控制器控制系统设计方法的步骤2、 掌握可编程序控制器减少输入输出点数的设计方法,7.1 控制系统的设计原则,最大限度地满足生产过程的控制要求在满足控制要求的前提下,尽量使控制系统简单、经济 保证控制系统安全可靠 选择PLC容量时,应考虑到生产的发展和工艺的改进,必须留有余地,7.2 PLC控制系统的设计步骤,7.2.1 熟悉控制对象的工艺条件确定控制范围 7.2.2 选择合适的PLC类型 7.2.3 I/O设备选择及I/O点分配 7.2.4 编写程序 7.2.5 程序测试 7.2.6 画电气接线图,7.2.1 熟悉控制对象的工艺条件确定控制范围,首先,根据该系统需完成的控制任务,对被控对象的工艺过程、工作特点、控制系统的控制过程、控制规律等等进行详细分析,归纳出状态流程图。明确控制任务和设计要求。根据控制系统的具体要求进行分析,选择合适的控制系统。与继电器控制系统和工业控制计算机进行比较后加以选择。如果控制对象是工业环境较差,而安全性、可靠性要求又特别高、系统工艺又复杂、输入输出点数多,则用常规继电器系统难以实现,工艺流程又要经常变动的机械和现场,用PLC进行控制是合适的。,7.2.2 选择合适的PLC类型,PLC是一种通用工业控制装置.功能的设置总是面向大多数用户的。众多的PLC产品既给用户提供了广阔的选择余地,也给用户带来了一定困难。PLC的选用与继电器接触器控制系统的元件的选用不同,继电器接触器系统元件的选用,必须要在设计结束之后才能定出各种元件的型号、规格和数量以及确定控制台、控制柜的大小等。PLC的选用在应用设计的开始即可根据工艺提供的资料及控制要求等预先选择PLC的型号,1.功能与任务相适应,PLC的选型基本原则是满足控制系统的功能需要。控制系统需要什么功能,就选择具有什么样功能的PLC。当然要兼顾维修、备件的通用性。对于小型单机仅需要开关量控制的设备,一般的小型PLC都可以满足要求。 小型、中型和大型PLC已普遍进行PLC与PLC、PLC与上位机的通信与联网,具有数据处理、模拟量控制等功能,例如三菱的FX2与FX2C系列小型PLC。因此在功能的选择方面,要着重注意的是特殊功能的需要。这就是要选择具有所需功能的PLC主机,还要根据需要选择相应的模块,例如开关量的输入输出模块、模拟量的输入输出模块、高速计数模块、通信模块和人机界面单元等。,2.I/O点数是基础,准确地统计出被控设备对输入输出点数的总需要量是PLC选型的基础。把各输入设备和被控设备详细列出;然后在实际统计出I/O点数的基础上加l5%~20%的备用量,以便今后调整和扩充。 多数小型PLC为整体式,除了按点数分成许多档次外,还有扩展单元。例如FX2系列PLC主机分为l6、24、32、64、80、128点六档,还有多种扩展模块和单元。 模块式结构的PLC采用主机模块与输入输出模块、功能模块组合使用方法,I/O模块按点数分为8、l6、32、64点不等。根据需要,选择和灵活组合使用主机与I/O模块,3.用户存储器容量的估算,PLC的程序存储器容量通常以字或步为单位。例如叫1K字、4K步。PLC的程序步是由一个字构成的,即每个程序步占一个存储器单元。 用户程序所需存储器容量可以预先估算。对于开关量控制系统,用户程序所需存储器的字数等于I/O信号总数乘以8。对于有模拟量输入输出的系统,每一路模拟量信号大约需100字的存储器容量。 大多数PLC的存储器采用模块式的存储器卡盒,同一型号的PLC可以选配不同容量的存储器卡盒,实现可选择的多种用户存储器的容量,例如FX2型PLC可以有2K步、8K步等。,4.PLC的处理速度应满足实时控制的要求,对于大多数应用场合来说,PLC的响应时间不是主要的问题。响应时间包括输入滤波时间、输出滤波时间和扫描周期。PLC的顺序扫描工作方式使它不能可靠地接收持久时间小于扫描周期的输入信号。为此,需要选取扫描速度高的PLC,像FX2型PLC能处理速度达0.48μs/步的顺控指令。,5.编程器与外围设备的选择,小型PLC控制系统通常都选用价格便宜的简易编程器。如果系统大,用PLC多.选一台功能强、编程方便的图形编程器也不错,如果有现成的个人计算机,也可选用能在个人计算机上运行的编程软件包。,7.2.3 I/O设备选择及I/O点分配,,PLC控制系统中,通常用作输入器件的强电元件是控制按钮类操作器件、行程开关、光电开关类检测元件。 PLC的负载通常有接触器、继电器、电磁阀、信号灯等。确定输出电源的种类、电压等级和容量。 编制I/O分配表即对PLC的输入、输出进行合理的地址编号,编写程序就是根据设计的
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