设计一个PLC控制系统的七个步骤.doc

设计一个PLC控制系统的七个步骤设计一个PLC控制系统需要以下七个步骤： 1. 系统设计与设备选型 a. 分析你所控制的设备或系统。PLC最主要的目的是控制外部系统。这个系统可能是单个机器，机群或一个生产过程。 b. 判断一下你所要控制的设备或系统的输入输出点数是否符合可编程控制器的点数要求。（选型要求） c. 判断一下你所要控制的设备或系统的复杂程度，分析内存容量是否够。 2. I/O赋值（分配输入输出） a. 将你所要控制的设备或系统的输入信号进行赋值，与PLC的输入编号相对应。（列表） b. 将你所要控制的设备或系统的输出信号进行赋值，与PLC的输出编号相对应。（列表） 3. 设计控制原理图 a. 设计出较完整的控制草图。 b. 编写你的控制程序。 c. 在达到你的控制目的的前提下尽量简化程序。 4. 程序写入PLC 将你的程序写入可编程控制器。 5. 编辑调试修改你的程序 a.程序查错(逻辑及语法检查） b.在局部插入END，分段调试程序。 c.整体运行调试 6. 监视运行情况 在监视方式下，监视一下你的控制程序的每个动作是否正确。如不正确返回步骤5，如果正确则作第七步。 7. 运行程序（千万别忘记备份你的程序）PID温度控制的PLC程序设计PID温度控制的PLC程序设计 温度控制是许多机器的重要的构成部分。它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内，然后进行工件的加工与处理。PID控制系统是得到广泛应用的控制方法之一。在本文中，将详细讲叙本套系统。 l系统组成 本套系统采用Omron的PLC与其温控单元以及Pro-face的触摸屏所组成。系统包括CQM1H-51、扩展单元TC-101、GP577R以及探温器、加热/制冷单元。 l触摸屏画面部分(见图1-a) 1-a 如图所见，数据监控栏内所显示的002代表现在的温度，而102表示输出的温度。如按下开始设置就可设置参数。需要设置的参数有六个，分别是比例带、积分时间、微分时间、滞后值、控制周期、偏移量。它们在PLC的地址与一些开关的地址如下所列。 比例带:DM51 积分时间:DM52 微分时间:DM53 滞后值:DM54 控制周期:DM55 偏移量:DM56 数据刷新:22905 lPLC程序部分 002：PID的输入字 102：PID的输出字 NETWORK Name=ActionCheck/常规检查 STATEMENTLIST LD253.13/常ON OUTTR0 CMP002#FFFF/确定温控单元是否完成初始化 ANDNOT255.06/等于 OUT041.15/初始化完成 LDTR0 AND041.15 OUTTR1 ANDNOT040.10/不在参数设置状态 MOVDM0050102/将设置温度DM50传送给PID输出字 LDTR1 MOV002DM0057/将002传送到DM57 NETWORK Name=SettingStart/设置开始 STATEMENTLIST LD253.13 OUTTR0 AND229.05/触摸屏上的开始设置开关 DIFU080.05/设置微分 LDTR0 AND041.15 AND080.05 SET040.01/开始设置标志位1 SET040.10/开始设置标志位2 NETWORK Name=Poportion/比例带设置 STATEMENTLIST LD040.01 OUTTR0 ANDNOT042.01 MOV#C110102/读输出边与输入边的比例带 CMP002#C110/比较输入字是否变成C110 AND255.06/等于 SET042.01/设置比例带标志 LDTR0 AND042.01 MOVDM0051102/将比例带的设定值写入输出字 CMP002DM0051/是否写入 AND255.06 RSET040.01/复位标志1 RSET042.01/复位比例带标志 SET040.02/向下继续设置标志 NETWORK Name=Integral/积分时间设置 STATEMENTLIST LD040.02 OUTTR0 ANDNOT042.02 MOV#C220102/读输出边与输入边的积分 CMP002#C220/比较输入字是否变成C220 AND255.06 SET042.02/设置积分标志 LDTR0 AND042.02 MOVDM0052102/将积分的设定值写入输出字 CMP002DM0052/是否写入 AND255.06 RSET040.02 RSET042.02 SET040.03/向下继续设置标志 NETWORK Name=differential/微分时间设置 STATEMENTLIST LD040.03 OUTTR0 ANDNOT042.03 MOV#C330102/读输出边与输入边的微分 CMP002#C330/比较输入字是否变成C330 AND255.06 SET042.03/设置微分标志 LDTR0 AND042.03 MOVDM0053102/将微分的设定值写入输出字 CMP002DM0053/是否写入 AND255.06 RSET040.03 RSET042.03 SET040.04/向下继续设置标志 NETWORK Name=Hysteresis/滞后值设置 STATEMENTLIST LD040.04 OUTTR0 ANDNOT042.04 MOV#C440102/读输出边与输入边的滞后值 CMP002#C440/比较输入字是否变成C440 AND255.06 SET042.04设置滞后值标志 LDTR0 AND042.04 MOVDM0054102/将滞后值的设定值写入输出字 CMP002DM0054/是否写入 AND255.06 RSET040.04 RSET042.04 SET040.05/向下继续设置标志 NETWORK Name=Period/控制周期设置 STATEMENTLIST LD040.05 OUTTR0 ANDNOT042.05 MOV#C550102/读输出边与输入边的控制周期 CMP002#C550/比较输入字是否变成C550 AND255.06 SET042.05/设置控制周期标志 LDTR0 AND042.05 MOVDM0055102将控制周期的设定值写入输出字 CMP002DM0055是否写入 AND255.06 RSET040.05 RSET042.05 SET040.06/向下继续设置标志 NETWORK Name=Shift/偏移量设置 STATEMENTLIST LD040.06 OUTTR0 ANDNOT042.06 MOV#C660102/读输出边与输入边的偏移量 CMP002#C660/比较输入字是否变成C660 AND255.06 SET042.06/设置偏移量标志 LDTR0 AND042.06 MOVDM0056102/将偏移量的设定值写入输出字 CMP002DM0056/是否写入 AND255.06 RSET040.06 RSET042.06 SET040.00 NETWORK Name=Return/返回 STATEMENTLIST LD040.00 OUTTR0 ANDNOT042.00 MOV#C070102/读输入边的处理值 CMP002#C070比较输入字变成C070 AND255.06 SET042.00/返回标志 LDTR0 AND042.00 MOVDM0050102将设定温度值写入输出字 RSET040.00 RSET042.00 RSET040.10 以上是本套系统的全部内容，经过反复试验，此系统可以维持温度在1C之间变化。保证了好的生产状况，减少不合格品发生的几率。步进电机的PLC直接控制 1概述在组合机床自动线中，一般根据不同的加工精度要求设置三种滑台（1）液压滑台，用于切削量大，加工精度要求较低的粗加工工序中；（2）机械滑台，用于切削量中等，具有一定加工精度要求的半精加工工序中；（3）数控滑台，用于切削量小，加工精度要求很高的精加工工序中。可编程控制器（简称PLC）以其通用性强、可靠性高、指令系统简单、编程简便易学、易于掌握、体积小、维修工作少、现场接口安装方便等一系列优点，被广泛应用于工业自动控制中。特别是在组合机床自动生产线的控制及CNC机床的S、T、M功能控制更显示出其卓越的性能。PLC控制的步进电机开环伺服机构应用于组合机床自动生产线上的数控滑台控制，可省去该单元的数控系统使该单元的控制系统成本降低7090%，甚至只占用自动线控制单元PLC的35个I/O接口及4时，对于大型生产线应该予以充分考虑。采用硬件环行分配器，虽然硬件结构稍微复杂些，但可以节省占用PLC的I/O口点数，目前市场有多种专用芯片可以选用。步进电机功率驱动器将PLC输出的控制脉冲放大到几十上百伏特、几安十几安的驱动能力。一般PLC的输出接口具有一定的驱动能力，而通常的晶体管直流输出接口的负载能力仅为十几几十伏特、几十几百毫安。但对于功率步进电机则要求几十上百伏特、几安十几安的驱动能力，因此应该采用驱动器对输出脉冲进行放大。5.2可编程控制器的接口如伺服机构采用硬件环行分配器，则占用PLC的I/O口点数少于5点，一般仅为3点。其中I口占用一点，作为启动控制信号；O口占用2点，一点作为PLC的脉冲输出接口，接至伺服系统硬环的时钟脉冲输入端，另一点作为步进电机转向控制信号，接至硬环的相序分配控制端，如图3所示；伺服系统采用软件环行分配器时， 6应用实例与结论将PLC控制的开环伺服机构用于某大型生产线的数控滑台，每个滑台仅占用4个I/O接口，节省了CNC控制系统，其脉冲当量为0.010.05mm,进给速度为Vf=315m/min,完全满足工艺要求和加工精度要求摘要 本文介绍了一种PLC与变频调速器构成的多分支通讯网络，阐明了该网络控制调速系统与一般模拟量控制调速系统相比的优越性，给出了系统框图及PLC程序。关键词 PLC 变频调速器 多电机控制 网络 通讯协议 一、引言以变频调速器为调速控制器的同步控制系统、比例控制系统和同速系统等已广泛应用于冶金、机械、纺织、化工等行业。以比例控制系统为例，一般的系统构成如图1 所示。 工作时操作人员通过控制机（可为PLC或工业PC）设定比例运行参数，然后控制机通过D/A转换模件发出控制变频调速器的速度指令使各个变频调速器带动电机按一定的速度比例运转。此方案对电机数目不多，电机分布比较集中的应用系统较合适。但对于大规模生产自动线，一方面电机数目较多，另一方面电机分布距离较远。采用此控制方案时由于速度指令信号在长距离传输中的衰减和外界的干扰，使整个系统的工作稳定性和可靠性降低；同时大量D/A转换模件使系统成本增加。为此我们提出了PLC与变频调速器构成多分支通讯控制网络。该系统成本较低、信号传输距离远、抗干扰能力强，尤其适合远距离，多电机控制。 二、系统硬件构成系统硬件结构如图2 所示，主要由下列组件构成；1、FX0N24MR为PLC基本单元，执行系统及用户软件，是系统的核心。2、FX0N485ADP为FX0N系统PLC的通讯适配器，该模块的主要作用是在计算机PLC通讯系统中作为子站接受计算机发给PLC的信息或在多PLC构成n:n网络时作为网络适配器，一般只作为规定协议的收信单元使用。本文作者在分析其结构的基础上，将其作为通讯主站使用，完成变频调速器控制信号的发送。3、FRCU03为FRA044系列比例调速器的计算机连接单元，符合RS422/RS485通讯规范，用于实现计算机与多台变频调速器的连网。通过该单元能够在网络上实现变频调速器的运行控制（如启动、停止、运行频率设定）、参数设定和状态监控等功能，是变频器的网络接口。4、FRA044变频调查器，实现电机调速。在1:n（本文中为1:3）多分支通讯网络中，每个变频器为一个子站，每个子站均有一个站号，事先由参数设定单元设定。工作过程中，PLC通过FX0N485ADP发有关命令信息后，各个子站均收到该信息，然后每个子站判断该信息的站号地址是否与本站站号一致。若一致则处理该信息并返回应答信息；若不一致则放弃该信息的处理，这样就保证了在网络上同时只有一个子站与主站交换信息。 三、软件设计1、通讯协议FRCU03规定计算机与变频器的通讯过程如图3 所示，该过程最多分5个阶段。?、计算机发出通讯请求；?、变频器处理等待；?、变频器作出应答；?、计算机处理等待；?、计算机作出应答。根据不同的通讯要求完成相应的过程，如写变频器启停控制命令时完成?三个过程；监视变频器运行频率时完成?五个过程。不论是写数据还是读数据，均有计算机发出请求，变频器只是被动接受请求并作出应答。每个阶段的数据格式均有差别。图4 分别为写变频器控制命令和变频器运行频率的数据格式。2、PLC编程要实现对变频器的控制，必须对PLC进行编程，通过程序实现PLC与变频器信息交换的控制。PLC程序应完成FX0N485ADP通讯适配器的初始化、控制命令字的组合、代码转换及变频器应答信息的处理等工作。PLC梯形图程序（部分程序）如图5 所示。程序中通讯发送缓冲区为D127D149；接受缓冲区为D150D160。电机1启动、停止分别由X0的上升、下降沿控制；电机2启动、停止分别由X1的上升、下降沿控制；电机3启动、停止分别由X2的上升、下降沿控制。程序由系统起始脉冲M8002初始化FX0N485ADP的通讯协议；然后进行启动、停止信