《可编程控制器应用》PPT课件.ppt

第二节PLC的硬件设置 第三节PLC的软件设计 第四节PLC在机械手臂控制中的应用 第十章可编程控制器的应用 第一节PLC控制系统设计的内容与步骤 本章小结 一 PLC控制系统设计的基本原则1 满足被控对象的控制要求考虑将来发展的需要 PLC选用功能较强的新产品 并留有适当的余量 2 系统安全 可靠3 尽可能简单 经济 使用与维修方便4 具有高的性能价格比 第一节PLC控制系统设计的内容与步骤 二 PLC控制系统设计步骤1 分析被控对象 提出控制要求 2 确定输入 输出设备 3 确定PLC的I O点数 选择PLC机型 4 分配I O点数 绘制PLC控制系统输入 输出端子接线图 5 程序设计 绘制工作循环图或状态转移图 1 初始化程序 2 控制程序 3 检测 故障诊断和显示等程序 4 保护和联锁程序 6 程序调试 先进行模拟调试 再进行现场联机调试 先进行局部 分段调试 再进行整体 系统调试 7 调试过程结束 整理技术资料 投入使用 第一节PLC控制系统设计的内容与步骤 PLC控制系统设计步骤流程图 PLC机型的选择I O点的数量和种类CPU的速度内存容量编程器打印机I O模块通讯接口模块通讯传输电缆 第二节PLC的硬件设置 一 PLC机型选择 结构形式 整体式 模块式 安装方式 集中式 远程I O式 分布式 功能要求 响应速度 系统可靠性 机型统一 输入器件 指连接到PLC输入接线端子用于产生输入信号的器件 分类 主令器件 检测器件 有源触点输入器件 无源触点输入器件 输入信号 模拟信号 数字信号 开关信号 二 PLCI O端口选择 按钮 选择开关 数字开关 行程开关 接近开关 光电开关 继电器触点 接触器辅助触点 行程开关 接近开关 光电开关 继电器触点 接触器辅助触点 行程开关 接近开关 光电开关 继电器触点 接触器辅助触点 压力传感器 温度传感器 数字开关 按钮 转换开关 形成开关 触点 输出器件 指连接到PLC输出接线端子用于执行程序运行结果的器件 分类 驱动负载 显示负载 输出端口 继电器输出 晶体管输出 晶闸管输出 接触器 继电器 电磁阀 二 PLCI O端口选择 指示灯 数字显示装置 电铃 蜂鸣器 交直流负载 直流负载 交流负载 I O点数的确定I O点数是衡量可编程控制器规模大小的依据 确定依据 将与PLC相连的全部输入 输出器件根据所需的电压 电流的大小和种类分别统计 考虑将来发展的需要再相应增加10 15 的余量 二 PLCI O端口选择 CPU的运行速度是指执行每一步用户程序的时间 对于以开关量为主的控制系统 不用考虑扫描速度 一般的PLC机型都可使用 对于以模拟量为主的控制系统 则需考虑扫描速度 必须选择合适CPU种类的PLC机型 三 CPU的速度 远程I O模块 输入 输出装置比较分散 工作现场远离控制站高速计数器模块 当PLC内部的高速计数器的最高计数频率不能满足要求时 可选择使用定位模块 在机械设备中 保证加工精度进行定位通信联网模块 PLC与PLC之间 或PLC与计算机之间的通信与联网模拟输入模块 输出模块 把流量 速度 压力 风力 张力等变换成数字量 及把数字量变换成模拟量 进行输入 输出 四 PLC模块的选择 PLC的外围设备主要是人 机对话装置 用于PLC的编程和监控 通过人 机对话装置可以进行编程 调试及显示图形报表 文件复制 报警等 PLC外围外围设备有编程器 打印机 EPROM写入器 显示器等 五 PLC外围设 我国优先选择220V的交流电源电压 特殊情况可选择24V直流电源供电 输入信号电源 一般利用PLC内部提供的直流24V电源 对于带有有源器件的接近开关可外接220V交流电源 提高稳定避免干扰 选用直流I O模块时 需要外设直流电源 六 电源电压的选择 PLC的软件设计指PLC控制系统中用户程序的设计 第三节PLC的软件设计 设计内容 控制流程图 梯形图 状态转移图 指令表 设计方法 翻译法 状态转移图法 逻辑设计法 状态转移图与梯形图 用PLC中软元件 代替原继电器 接触器控制线路图中的元器件 直接翻译成梯形图的方法 主要用于对旧设备 旧控制系统的技术改造 设计举例正反转时间控制 第三节PLC的软件设计 一 翻译法 一 翻译法 正反转 定时器 针对顺序控制方式或步进控制方式的程序设计 在程序设计时 首先将系统的工作过程分解成若干个连续的阶段 每一阶段称为 工步 或 状态 以工步 或状态 为单元 从工作过程开始 一步接着一步 一直到工作过程的最后一步结束 设计举例机械手控制 二 状态转移图 以布尔逻辑代数为理论基础 以逻辑变量 0 或 1 作为研究对象 以 与 或 非 三种基本逻辑运算为分析依据 对电气控制线路进行逻辑运算 把触点的 通 断 状态用逻辑变量 0 或 1 来表示 设计举例 与 逻辑关系 或 逻辑关系 与 或 非 逻辑关系 三 逻辑设计法 与 或 与 或 非 传统的自动控制系统由继电器 接触器控制组成 存在故障多 可靠性差 工作寿命短 不易检修等缺点 随着PLC的普及和完善 以及PLC本身所具有的高可靠性 易编程修改的特点 在自动控制系统中应用取得了良好的效果 如 MPS模块化自动生产加工系统智能群控电梯控制系统 第四节PLC在工业机械手臂中的应用 MPS生产加工系统 智能群控电梯 应用范例1 机械手臂控制 工件的补充使用人工控制 可直接将工件放在D点 LS0动作 控制说明 只要D点有工件 机械手臂即先下降 B缸动作 将工件抓取 C缸动作 后上升 B缸复位 再将工件搬运 A缸动作 到E点上方 机械手臂再次下降 B缸动作 后放开 C缸复位 工件 机械手臂上升 B缸复位 最后机械手臂再回到原点 A缸复位 C缸在抓取或放开工件后 都需有1秒的间隔 机械手臂才能动作 控制说明 A B C缸均为单作用气缸 使用电磁控制 当E点有工件且B缸已上升到LS4时 传送带马达转动以运走工件 经2秒后传送带马达自动停止 工件若未完全运走 计时未到 时 则应等待传送带马达停止后才能将工件移走 控制说明 LS0 D点有无工件侦测用限制开关 LS5 E点有无工件侦测用限制开关 LS1 A缸前行限制开关 左极限 LS2 A缸退回限制开关 右极限 LS3 B缸下降限制开关 下极限 LS4 B缸上升限制开关 上极限 功能分析 原点复位 选定以A缸退回至右极限位置 LS2ON B缸上升至上极限位置 LS4ON 及C缸松开为机械手臂的原点 执行一个动作之后 应做原点复位的侦测 因为A B C缸均为单作用气缸 所以会自动退回原点 工件搬运流程 依题意其动作为一循环式单一顺序流程 传送带流程 在侦测到E点有工件且B缸在上极限位置时 应驱动传送带转动 上述两个流程可以同时进行 因此使用并进分支流程来完成组合 元件分配 D点工件传感器LS0 使用输入继电器X0 A缸左限位传感器LS1 使用输入继电器X1 A缸右限位传感器LS2 使用输入继电器X2 B缸下限位传感器LS3 使用输入继电器X3 B缸上限位传感器LS4 使用输入继电器X4 E点工件传感器LS5 使用输入继电器X5 A缸驱动 使用输出继电器Y0 B缸驱动 使用输出继电器Y1 C缸驱动 使用输出继电器Y2 传送带驱动 使用输出继电器Y3 绘绘制状态流程图 b 工件搬运流程 B缸下移 Y1ON C缸夹取工件并延时 Y2ON B缸上升 Y1OFF A缸前进 Y0ON 工件尚未完全搬运 B缸下移 Y1ON C缸松开工件并延时 Y2OFF B缸上升 Y1OFF A缸后退 Y0OFF a 原点复位流程 A缸退回至右极限位置 LS2ON B缸上升至上极限位置 LS4ON 绘绘制状态流程图 d 并进 合流分