可编程控制器控制系统的

1、 第第8章章 第第8章章 可编程控制器控制系统的可编程控制器控制系统的 设计与应用设计与应用 第第8章章 81 可编程控制器应用系统设计可编程控制器应用系统设计 811 PLC应用系统设计的内容和步骤应用系统设计的内容和步骤 （3）保证控制系统工作安全可靠。）保证控制系统工作安全可靠。（4）考虑到生产发展和生产工艺改进，在确定）考虑到生产发展和生产工艺改进，在确定PLC容量时，应适当留有裕量，使系统有扩展容量时，应适当留有裕量，使系统有扩展余地。余地。 第第8章章 2设计内容设计内容（1）拟定控制系统设计的技术条件。）拟定控制系统设计的技术条件。 （2）确定电气传动控制方案和电动机、电磁阀等执

2、行机）确定电气传动控制方案和电动机、电磁阀等执行机构。构。 （3）选择）选择PLC的型号。的型号。（4）编制）编制PLC输入、输出端子分配表。输入、输出端子分配表。（5）绘制输入、输出端子接线图。）绘制输入、输出端子接线图。 （6）根据系统控制要求，用相应的编程语言（常用梯形）根据系统控制要求，用相应的编程语言（常用梯形图）设计程序。图）设计程序。（7）设计操作台、电气柜及非标准电气元件。）设计操作台、电气柜及非标准电气元件。（8）编写设计说明书和使用操作说明书。）编写设计说明书和使用操作说明书。 第第8章章 3设计主要步骤设计主要步骤图图8-1 PLC控制系统设计及调试的主控制系统设计及调试

3、的主要步骤要步骤 （1）分析被控对象的控）分析被控对象的控制要求，确定控制任务制要求，确定控制任务.（2）选择和确定用户）选择和确定用户I/O设备设备.（3）选择）选择PLC的型号的型号.（4）系统的硬件、软件）系统的硬件、软件设计设计.（5）系统联机统调）系统联机统调 第第8章章 w 1机型的选择机型的选择w 2容量的估算容量的估算 w （1）I/O点数点数w 的估算的估算w 输入点与输入输入点与输入信号，输出点信号，输出点与输出控制一与输出控制一一对应一对应 .812 PLC应用系统的硬件设计应用系统的硬件设计 第第8章章 w （2）用户存贮器容量的估算）用户存贮器容量的估算 w 经验公式

4、：经验公式： w 存贮器字数存贮器字数=（开关量（开关量I/O点数点数10）+（模拟量（模拟量通道数通道数150） 3输入、输出模块的选择输入、输出模块的选择（1）开关量输入模块选择）开关量输入模块选择（2）开关量输出模块选择）开关量输出模块选择（3）特殊功能模块选择）特殊功能模块选择4输入、输出点的分配输入、输出点的分配 第第8章章 w 1.软件设计步骤软件设计步骤w （1）制定设备运行方案）制定设备运行方案w （2）设计控制系统流程图或状态转移图）设计控制系统流程图或状态转移图w （3）制定系统的抗干扰措施）制定系统的抗干扰措施w （4）设计梯形图，写出对应的语句表）设计梯形图，写出对应的

5、语句表w （5）程序输入及测试）程序输入及测试w 2软件设计方法软件设计方法w （1）经验法）经验法w （2）解析法）解析法w （3）图解法）图解法w （4）计算机辅助设计）计算机辅助设计813 PLC应用系统的软件设计应用系统的软件设计 第第8章章 w 1电动机正反转控制系统设计电动机正反转控制系统设计82 可编程控制器应用实例可编程控制器应用实例821 常用电气线路的常用电气线路的PLC控制控制 图图8-2 三相异步电动机正反转控制线路三相异步电动机正反转控制线路 第第8章章 w 设计步骤设计步骤： w （1）分析控制要求）分析控制要求w （2）统计输入、输出点数并选择）统计输入、输出点数

6、并选择PLC型号型号w （3）分配）分配PLC的输入、输出端子，设计的输入、输出端子，设计PLC输入、输入、输出接线图输出接线图w （4）设计）设计PLC控制程序（梯形图）控制程序（梯形图）图图8-3 PLC输入、输出端子接线图输入、输出端子接线图 第第8章章 w (5) 问题讨论问题讨论w PLC采用周期循环扫描工作方式，在一个扫描周期中，其采用周期循环扫描工作方式，在一个扫描周期中，其输出刷新集中进行，即输出继电器输出刷新集中进行，即输出继电器Y000、Y001的状态变的状态变换是同时进行的。当电动机由正转切换到反转时，换是同时进行的。当电动机由正转切换到反转时，KM1的断电和的断电和KM

7、2的得电同时进行。对于功率较大的感性负的得电同时进行。对于功率较大的感性负载，有可能在载，有可能在KM1断开其触头，电弧尚未熄灭时，断开其触头，电弧尚未熄灭时，KM2的触头已闭合，使电源相间瞬时短路。的触头已闭合，使电源相间瞬时短路。 图图8-4 PLC控制程序控制程序 第第8章章 w 解决办法：解决办法：增加增加2个定时器，使正、反向切换时，被切断个定时器，使正、反向切换时，被切断的接触器瞬时动作，被接通的接触器延时一段时间才动作，的接触器瞬时动作，被接通的接触器延时一段时间才动作，避免避免2个接触器同时切换造成的电源相间短路。个接触器同时切换造成的电源相间短路。 图图8-5 图图8-4控制

8、程序的改进控制程序的改进 第第8章章 图图8-6 图图8-5梯形图程序的改进梯形图程序的改进 第第8章章 w 2两台电动机顺序启动控制系统设计两台电动机顺序启动控制系统设计w （1）分析控制要求）分析控制要求w w 图图8-7 两台电动机顺序启动控制线路两台电动机顺序启动控制线路w （2）统计输入、输出点数并选择）统计输入、输出点数并选择PLC型号型号w （3）分配）分配PLC的输入、输出端子，设计的输入、输出端子，设计PLC输入、输出输入、输出接线图接线图 第第8章章 图图8-8 PLC输入、输出端子接线图输入、输出端子接线图 第第8章章 w （4）设计）设计PLC控制程序控制程序图图8-9

9、 PLC控制程序控制程序 第第8章章 w 3绕线转子电动机转子串电阻启动控制系统设计绕线转子电动机转子串电阻启动控制系统设计w （1）分析控制要求）分析控制要求图图8-10 绕线转子电动机转子串电阻启动控制线路绕线转子电动机转子串电阻启动控制线路 第第8章章 w （2）统计输入、输出点数并选择）统计输入、输出点数并选择PLC型号型号w （3）分配）分配PLC的输入、输出端子，设计的输入、输出端子，设计PLC输入、输出输入、输出接线图接线图图图8-11 PLC输入、输出端子接线图输入、输出端子接线图 第第8章章 w （4）设计）设计PLC控制程序控制程序图图8-12 PLC控制程序控制程序 第第

10、8章章 w 1工艺过程与控制要求工艺过程与控制要求 822 两级传送带的两级传送带的PLC控制控制图图813 两条顺序相连的传送带两条顺序相连的传送带图图814两条顺序相连传送带动作时序图两条顺序相连传送带动作时序图 第第8章章 w 2用户用户I/O设备及所需设备及所需PLC的的I/O点点w 3分配分配PLC的输入、输出端子，设计的输入、输出端子，设计PLC输入、输出接输入、输出接线图线图图图815 PLC输入、输出端子接线图输入、输出端子接线图 第第8章章 w 4设计设计PLC控制程序控制程序图图8-16 PLC控制梯形图程序控制梯形图程序 第第8章章 w 1工艺过程与控制要求工艺过程与控制

11、要求w 机械手运动各检测元件、执行元件分布及动作过程如图机械手运动各检测元件、执行元件分布及动作过程如图8-18示，全部动作由气缸驱动，而气缸又由相应的电磁阀控示，全部动作由气缸驱动，而气缸又由相应的电磁阀控制。其中，上升制。其中，上升/下降和左移下降和左移/右移分别由双线圈二位电磁右移分别由双线圈二位电磁阀控制阀控制;左移左移/右移分别由左移电磁阀和右移电磁阀控制右移分别由左移电磁阀和右移电磁阀控制;机机械手的放松械手的放松/夹紧由一个单线圈二位电磁阀控制夹紧由一个单线圈二位电磁阀控制. 823 机械手运动的机械手运动的PLC控制控制图图8-17 机械手结构示意图机械手结构示意图 第第8章章

12、 w 机械手的动作过程分为八步：即从原点开始，经下降、夹机械手的动作过程分为八步：即从原点开始，经下降、夹紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移8个动作完成个动作完成一个周期并回到原点。一个周期并回到原点。图图8-18 机械手动作示意图机械手动作示意图 第第8章章 w 机械手的控制分手动操作和自动操作二种方式。手动操作机械手的控制分手动操作和自动操作二种方式。手动操作分为手动和回原点二种操作方式；自动操作分为步进、单分为手动和回原点二种操作方式；自动操作分为步进、单周期、连续操作方式。周期、连续操作方式。w 手动：手动：用按钮对机械手的每一步运动单独进行控

13、制。例如，用按钮对机械手的每一步运动单独进行控制。例如，选择上选择上/下运动时，按下启动按钮，机械手上升；按下停下运动时，按下启动按钮，机械手上升；按下停止按钮，机械手下降。当选择左止按钮，机械手下降。当选择左/右运动时，按下启动按右运动时，按下启动按钮，机械手左移；按下停止按钮，机械手右移。钮，机械手左移；按下停止按钮，机械手右移。w 回原点：回原点：在该方式下按动原点按钮时，机械手自动回归原在该方式下按动原点按钮时，机械手自动回归原点。点。w 步进操作：步进操作：每按一次启动按钮，机械手前进一个工步（或每按一次启动按钮，机械手前进一个工步（或工序）即自动停止。工序）即自动停止。w 单周期操

14、作：单周期操作：每按一次启动按钮，机械手从原点开始，自每按一次启动按钮，机械手从原点开始，自动完成一个周期的动作后停止。若在中途按动停止按钮，动完成一个周期的动作后停止。若在中途按动停止按钮，机械手停止运行；再按启动按钮，从断点处开始继续运行，机械手停止运行；再按启动按钮，从断点处开始继续运行，回到原点自动停止。回到原点自动停止。w 连续操作：连续操作：每按一次启动按钮，机械手从原点开始，自动每按一次启动按钮，机械手从原点开始，自动地、连续不断地周期性循环。若按下停止按钮，机械手将地、连续不断地周期性循环。若按下停止按钮，机械手将完成正在进行的这个周期的动作，返回原点自动停止。完成正在进行的这

15、个周期的动作，返回原点自动停止。 第第8章章 w 2用户用户I/O设备及所需设备及所需PLC的的I/O点数点数w 3分配分配PLC的输入、输出端子，设计的输入、输出端子，设计PLC输入、输出接输入、输出接线图线图 图图8-19 机械手操作面板布置图机械手操作面板布置图 图图8-20 PLC输入输入/输出端子接线图输出端子接线图 第第8章章 第第8章章 w 4设计设计PLC控制程序控制程序使用功能指令使用功能指令FNC 60（IST），能自动设定与各个运行方向），能自动设定与各个运行方向相对应的初始状态。使用时须指定如下具有连续编号的输入相对应的初始状态。使用时须指定如下具有连续编号的输入点。点

16、。 X010：手动：手动 X014：连续运行：连续运行 X011：回归原点：回归原点 X015：回原点启动：回原点启动 X012：步进：步进 X016：启动：启动 X013：单周期：单周期 X017：停止：停止FNC 60（IST）为初始状态指令，驱动该指令，下面的初始）为初始状态指令，驱动该指令，下面的初始状态及相应的特殊辅助继电器自动指定为如下功能：状态及相应的特殊辅助继电器自动指定为如下功能： （1）输入首元件号）输入首元件号（2）自动方式的最小状态号）自动方式的最小状态号（3）自动方式的最大状态号）自动方式的最大状态号 第第8章章 图图8-21 FNC 60（IST）作用于）作用于M8

17、040M8042、M8047的等效电路的等效电路 第第8章章 图图8-22 PLC控制程序（状态转移图）控制程序（状态转移图） 第第8章章 w 1工艺过程与控制要求工艺过程与控制要求824 两工位组合机床的两工位组合机床的PLC控制控制图图8-23 钻孔、攻丝两工位组合机床结构示意图钻孔、攻丝两工位组合机床结构示意图 第第8章章 w机床启动前，工作台处于钻孔工位，限位开关机床启动前，工作台处于钻孔工位，限位开关SQ1动作；动作；钻孔滑台和攻丝滑台也在原位，限位开关钻孔滑台和攻丝滑台也在原位，限位开关SQ2、SQ4均均动作。动作。 w机床加工动作程序机床加工动作程序:w（1）工件夹紧）工件夹紧 w（2）钻孔加工）钻孔加工w（