第8章PLC控制系统的应用设计.ppt

第8章PLC控制系统的应用设计 内容提要 学习要求 本章主要介绍了PLC控制系统的总体设计 减少PLC输入和输出点数的方法 提高PLC控制系统可靠性措施和具体的应用事例 建立PLC控制系统总体设计的设计思路 了解PLC控制系统设计的基本原则 掌握减少PLC输入 输出点数的方法 通过机械手控制系统应用设计事例的学习 能够运用所学基本指令以及功能指令 进行PLC控制系统的设计 8 1PLC控制系统的总体设计 8 1 1PLC控制系统的类型 1 单机控制系统 2 集中控制系统 图8 1单机控制系统 图8 2集中控制系统 8 1PLC控制系统的总体设计 8 1 1PLC控制系统的类型 3 远程I O控制系统 图8 3远程I O控制系统 8 1PLC控制系统的总体设计 8 1 1PLC控制系统的类型 4 分布式控制系统 图8 4分布式控制系统 8 1PLC控制系统的总体设计 8 1 2PLC控制系统设计的基本原则 应遵循的基本原则如下 1 最大限度地满足被控对象提出的各项性能指标 2 确保控制系统的安全可靠 3 力求控制系统简单 4 留有适当的余量 8 1PLC控制系统的总体设计 8 1 3PLC控制系统的设计步骤 图8 5PLC控制系统设计步骤 1 明确设计任务和技术条件 2 选择PLC机型 3 系统硬件设计 4 系统软件设计 5 系统的局部模拟运行 6 控制系统联机调试 7 编制系统的技术文件 8 2减少PLC输入和输出点数的方法 8 2 1减少PLC输入点数的方法 1 分时分组输入 2 输入触点的合并 图8 6分时分组输入 图8 7输入触点的合并 8 2减少PLC输入和输出点数的方法 8 2 1减少PLC输入点数的方法 3 将信号设置在可编程序控制器之外 图8 8将信号设置在PLC之外 8 2减少PLC输入和输出点数的方法 8 2 3减少PLC输出点数的方法 1 一个输出点可以控制两个或多个不同时工作的负载 2 减少数字显示所需输出点数的方法 图8 9PLC数字显示电路 8 3提高PLC控制系统可靠性的措施 8 3 1PLC的工作环境 1 温度 PLC要求环境温度在0 55 安装时不能把发热量大的元件放在PLC下面 PLC四周通风散热的空间应足够大 开关柜上 下部应有通风的百叶窗 2 湿度 为了保证PLC的绝缘性能 空气的相对湿度一般应小于85 无凝露 3 振动 应使PLC远离强烈的振动源 可以用减振橡胶来减轻柜内和柜外产生的振动的影响 4 空气 如果空气中有较浓的粉尘 腐蚀性气体和盐雾 在温度允许时可以将PLC封闭 或者将PLC安装在密闭性较好的控制室内 并安装空气净化装置 8 3提高PLC控制系统可靠性的措施 8 3 2对电源的处理 图8 10低通滤波器与隔离变压器 8 3提高PLC控制系统可靠性的措施 8 3 2对电源的处理 1 使用隔离变压器的供电系统 图8 11使用隔离变压器的供电系统 8 3提高PLC控制系统可靠性的措施 8 3 2对电源的处理 2 使用UPS供电系统 不间断电源UPS是电子计算机的有效保护装置 当输人交流电失电时 UPS能自动切换到输出状态继续向控制器供电 图8 12使用UPS供电系统 8 3提高PLC控制系统可靠性的措施 8 3 2对电源的处理 3 双路供电系统 图8 13双路供电系统 8 3提高PLC控制系统可靠性的措施 8 3 3对感性负载的处理 图8 14输入 输出处理电路 8 3提高PLC控制系统可靠性的措施 8 3 3对感性负载的处理 图8 15大容量负载电路的处理 8 3提高PLC控制系统可靠性的措施 8 3 4安装与布线的注意事项 数字量信号一般对信号电缆无严格的要求 可选用一般电缆 信号传输距离较远时 可选用屏蔽电缆 模拟信号和高速信号线 如脉冲传感器 计数码盘等提供的信号 应选择屏蔽电缆 通信电缆对可靠性的要求高 有的通信电缆的信号频率很高 如大于等于10MHz 一般应选用专用电缆 如光纤电缆 在要求不高或信号频率较低时 也可以选用带屏蔽的多芯电缆或双绞线电缆 8 3提高PLC控制系统可靠性的措施 8 3 5PLC的接地 图8 16PLC接地 8 3提高PLC控制系统可靠性的措施 8 3 6冗余系统与热备用系统 图8 17冗余系统与热备用系统 8 3提高PLC控制系统可靠性的措施 8 3 7故障的检测与诊断 1 超时检测 2 逻辑错误检测 8 4塔架起重机加装夹轨器后的大车行走控制系统的设计 8 4 1大车行走控制系统 1 塔机加装夹轨器前大车运行控制机构 1 大车行走警声灯 它一共有4组 分别安装在塔机台车外侧显眼的地方 通过声音和灯光提醒大家注意安全 2 拖动大车的电动机及电力液压推杆制动器 拖动大车运行的是8台绕线式的异步电动机 采用串电抗器启动 制定采用液压推杆制动器 大车运行时启动液压电机 打开制动包扎 大车停止时由弹簧推动推杆进行制动 3 拖动电缆卷筒的力矩电动机 用于电缆的收放 由一台力矩电动机拖动 4 大车左 右运行设极限限位保护 8 4塔架起重机加装夹轨器后的大车行走控制系统的设计 8 4 1大车行走控制系统 2 塔机加装夹轨器后大车运行控制机构 3 塔机大车行走控制技术要求和动作过程 8 4塔架起重机加装夹轨器后的大车行走控制系统的设计 8 4 2现场控制柜盘面布置 现场控制柜安装在塔吊台车主横梁上方 与上行扶梯临近 图8 18所示为现场控制柜操作面板布置图 图8 18控制柜操作面板布置图 8 4塔架起重机加装夹轨器后的大车行走控制系统的设计 8 4 3PLC外部接线图及输入 输出端子地址分配 图8 19PLC接线图和输入 输出端子分配 8 4塔架起重机加装夹轨器后的大车行走控制系统的设计 8 4 4设计大车行走控制系统程序 图8 20大车运行的整体程序 8 4塔架起重机加装夹轨器后的大车行走控制系统的设计 8 4 4设计大车行走控制系统程序 图8 21大车司机室控制梯形图程序 8 5机械手控制系统的应用设计 8 5 1机械手控制系统 机械手的动作示意图如图8 22所示 它是一个水平 垂直位移的机械设备 用来将工件由左工作台搬到右工作台 图8 22机械手的动作示意图 8 5机械手控制系统的应用设计 8 5 1机械手控制系统 1 工艺过程与控制要求 图8 23机械手的动作过程 8 5机械手控制系统的应用设计 8 5 1机械手控制系统 机械手的操作方式分为手动操作方式和自动操作方式 自动操作方式又分为步进 单周期和连续操作方式 8 5机械手控制系统的应用设计 8 5 2操作面板布置 图8 24操作面板布置图 8 5机械手控制系统的应用设计 8 5 3输入 输出端子地址分配 图8 25输入 输出端子分配 8 5机械手控制系统的应用设计 8 5 4整体程序结构 图8 26机械手的整体程序结构 8 5机械手控制系统的应用设计 8 5 5整体顺序功能流程图 图8 27顺序功能流程图 8 5机械手控制系统的应用设计 8 5 6实现单操作工作的程序 图8 28单操作工作的梯形图程序 8 5机械手控制系统的应用设计 8 5 7自动顺序操作控制程序 1 PLC上电 用传送指令复位从S0 0开始的一个字 本例中 复位S0 0 S1 0 2 点位置必须是机械手在上限位开关和左限位都闭合的位置 所有的操作必须从原点位置开始 3 从顺序功能流程图上看 上升和下降在一个循环周期中出现两次 使用S7 200PLC的顺控指令时不能有双线圈输出 所以在本例中用了位存储器M2 0 M2 1来控制Q0 0输出 用了位存储器M2 2 M2 3来控制Q0 1输出 8 5机械手控制系统的应用设计 8 5 7自动顺序操作控制程序 4 右行到位后由右行限位开关断开右行 然后光电开关检测右工作台无工件时 才进入步S0 5 机械手开始下降 所以在右行控制梯级中串入了I0 3的常闭接点 5 由位存储器的状态来决定执行连续或单操作过程 机械手自动顺序操作也可以用移位寄存器指令来编程 每一步的满足条件作为下一步的启动条件 顺序操作 这里不再列出程序 请读者自行设计 8 5机械手控制系统的应用设计 8 5 7自动顺序操作控制程序 图8 29机械手自动顺序操作的梯形图 8 5机械手控制系统的应用设计 8 5 8机械手步进操作功能流程图 图8 30步进操作功能图 本章小结 本章8 1节主要介绍了以下内容 1 根据控制任务的特点 确定PLC控制系统的类型 2 PLC控制系统的设计原则 根据控制任务 在最大限度地满足生产机械或生产工艺对电气控制要求的前提下 要求运行稳定 安全可靠 经济实用 操作简单 维护方便 3 PLC控制系统的主要设计步骤 明确设计任务 制定设计方案 合理选择机型 可靠性分析和设计 应用软件设计 程序分段调试 交付使用 本章小结 本章8 2节主要介绍了减少PLC输入和输出点数的方法 常用的减少PLC输入点数的方法有 分时分组输入 输入触点的合并 将信号设置在可编程序控制器之外等 减少PLC输出点数的方法一般有通过外部的或PLC控制的转换开关的切换 由一个输出点控制两个或多个不同时工作的负