PLC控制系统的设计

PLC掌握系统的设计

学问目标

1.把握掌握系统设计的根本原则及步骤。

2.生疏PLC与输入输出设备的连接。

技能目标：

1.把握常用掌握系统的PLC设计，

2.把握PLC掌握系统常用外部设备的连接和调试。

任务一PLC掌握系统设计的根本原则及步骤

任务目标：

1、把握PLC掌握系统设计的根本原则

2、把握PLC掌握系统设计的步骤

任务教学方式：

教学步骤时间安排教学手段及方式

阅读教材课余学生自学、查资料、相互争论

学问点1.总结PLC掌握系统设计的根本原则

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讲授2.讲解PLC掌握系统设计的步骤。

任务操作课时2现场观看PLC的硬件系统，PLC软件操作方法。

评估检测与课堂同时进展教师与学生共同完成任务的检测与评，话，并能对消灭的问题进展分析与处理

△-读一读:

1、PLC掌握系统设计的根本原则

在设计PLC掌握系统时，应遵循以下根本原则：

1）最大限度地满足掌握要求

充分发挥PLC功能，最大限度地满足被控对象的掌握要求，是设计中最重要的条原则。设计人员要深

入现场进展调杳争论，收集资料。同时要留意和现场工程治理和技术人员及操作人员严密协作，共同解决

重点问题和疑难问题。

2）保证系统的安全牢靠

保证PLC掌握系统能够长期安全、牢靠、稳定运行，是设计掌握系统的重要原则。

3）力求简洁、经济、使用与修理便利

在满足掌握要求的前提下，一方面要留意不断地扩大工程的效益，另一方面也要留意不断地降低工

程的木钱。不宜盲目追求自动化和而指标。

4）适应进展的需要

适当考虑到今后掌握系统进展和完善的需要。

2、PLC掌握系统设计的步骤

1）分析被控对象并提出掌握要求

具体分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的协作，提出被控对象对PLC

掌握系统的掌握要求，确定掌握方案，拟定设计任务书。

2）确定输入/输出设备

依据系统的掌握要求，确定系统所需的全部输入设备（如：按组、位置开关、转换开关及各种传感器

等）和输出设备（如：接触器、电磁阀、佶号指示灯及其它执行器等），从而确定与PLC有关的输入/输出

设备，以确定PLC的I/O点数。

3）选择PLC

PLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择

4）安排I/O点并设计PLC外围硬件线路

安排I/O点：画出PLC的1/0点与输入/输出设备的连接悭或对应关系表。

5）程序设计

程序设计：a.掌握程序；b.初始化程序；c.检测、故障诊断和显示等程序；&保护和连锁程序。

6）硬件实施

a.设计掌握柜和操作台等局部的电器布置图及安装接线图；b.

设计系统各局部之间的电气互连图：

c.依据施工图纸进展现场接线，并进展具体检查。

d.由于程序设计与硬件实施可同时进展，因此PLC掌握系统的设计周期可大大缩短。

7）联机调试

联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进展在线统调。联机调试过程应循序渐进，从PIC只连接输

入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进展调试。如不符合要求，则对硬件和程产作调整。通

常只需修改部份程序即可。

全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，假设工作正常、程序不需要修改，应将程序固化

到EPROM中，以防程序丧失。

8）整理和编写技术文件

技术文件包括设计说明书、硬件原理图、安装接线图、电气元件明细表、PLC程序以及使用说明书等。

想一想：

1、如何确定PLC掌握系统的I/O点数？

2、PLC程序联机调试时，应实行怎样的步骤调试比较合理?

任务二PLC硬件选择及其输入输出设备的连接

任务目标：

1.了解PLC硬件的选择标准；

2.生疏PLC与输入和输出设备的连接方法;

任务教学方式：

教学步骤时间安排教学手段及方式

阅读教材课余学生自学、查资料、相互争论

学问点1.介绍PLC硬件的选择标准。

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讲授2.把握PLC与输入和输出设备的连接方法.

任务操作课时2设计有用PI.C掌握系统。

评估检测与课堂同时进展教师与学生共同完成任务的检测与评估，并能对消灭的问题进展分析与处理

出读一读：

一、PLC的选择

随着PLC技术的进展，PLC产品的种类也越来越多。不同型号的PLC,其构造形式、性能、容量、指

令系统、编程方式、价格等也各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选用PLC,对于提高PLC掌

握系统的技术经济指标有着重要意义。

PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源噗块、特别功能模块、通信联网力量等方面

加以综合考虑。

1、PLC的机型的选择

选择的根本原则是在满足功能要求及保证牢靠、维护便利的前提F，力争最正确的性能价珞比。要从

构造形式、安装方式、功能要求、系统的牢靠性等方面考虑。

2、PLC容量的选择

在满足掌握要求的前提卜力争使用的I/O点最少。一般需要加上10%〜15%的裕量。比外，还要考

虑存储容量，存储容量大小不仅与PLC系统的功能有关，还与功能实现的方法、程序编写水平有关。一个

有阅历的程序员和一个初学者，在完成同一简单功能时，其程序量可能相差25%之多。在I/O点数确定

的根底上，可按下式估算存储容量后，再加20%〜30%的裕量。存储容量选择的同时，留意对存储器的类

型的选择。

存储容量（字节）=开关量I/O点数X10+模拟量I/O通道数X100

二、I/O模块的选择

1、开关量输入模块的选择

输入信号的类型及电压等级有直流输入、沟通输入和沟通/直流输入三种类型。选择时主要依据现场

输入信号和四周环境因素等。其中直流输入模块的延迟时间较短，还可以直接与接近开关、光电开关等电

子输入设备连接：沟通输入模块牢靠性好，适合于有油雾、粉尘的恶劣环境：开关量输入模块的电压等级

有：直流5V、12V、24V.48V.60V等：沟通UOV、220V等。选择时要依据现场输入设备与输入模

块之间的距岗来考虑。一般5V、12V、24V用于传输距离较近场合，如5V输入模块最远大得超过10

米，距离较远的应选用输入电压等级较高的。

同时还要考虑输入接线方式、同时接通的输入点数量、输入门槛电公平参数，对于选用高密度的输入

模块（如32点、48点等），应考虑该模块同时接通的点数一般不要超过输入点数的60%。

2、开关量输出模块的选择

1）输出方式

开关量输出模块有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种方式。其中继电器输出：价格廉价，可

以驱动交、直流负载，适用的电压大小范围较宽、导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的力量较强，但

动作速度较慢（驱动感性负载时,触点动作频率不超过lllz）、寿命较短、牢靠性较差，只能适用于不频繁

通新的场合。对于频繁通断的负载，应中选用晶闸管输出或晶体管输出，它们属于无触点元件。但晶闸管

输出只能用于沟通负载，而晶体管输出只能用于直流负载。

2）输出接线方式

开关量输出模块主要有分组式和分隔式两种接线方式

3）驱动力量

应依据实际输出设备的电流天小来选择输出模块的输山电流。假照实际输出设备的电流较大，输出模

块无法直接驱动，可增加中间放大环节。

4）同时接通的输出点数量

同时接通输出设备的累计电流值必需小于公共端所允许通过的电流值，一般来讲，同时接通的点数不

要超出同一公共端输出点数的60%

5）输出的最大电流与负载类型、环境温度等因素有关。晶闸管的最大输出电流随环境温度上升会降

低，在实际使用中也应留意。

3、模拟量I/O模块的选择

模拟量输入（A/D）模块是将现场由传感器检测而产生的连续的模拟量信号转换成PLC内部可承受的

数字量。

模拟量输出（D/A）模块是将PLC内部的数字量转换为模拟量信号输出。

典型模拟量1/（）模块的量程为T0V〜+10V、0〜+10V、4〜20mA等，可依据实际需要选用，同时还应考

虑其区分率和转换精度等因素。一些PLC制造厂家还供给特别模拟量输入模块，可用来直接接收低电平信

号.如RTD、热电偶等信号。

4、电源模块及其它外设的选择

1）电源模块的选择

电源模块选择仅对于模块式构造的PLC而言，对于整体式PLC不存在电源的选择。电源模块的选择主

要考虑电源输出额定电流和电源输入电压。

2）编程器的选择

3）写入器的选择

为了防止由于干扰或锂电池电压缺乏等缘由破坏RAM中的用户程序，可选用EPROM写入潜，通过它将

用户程序固化在EPROM中。有些PLC或其编程器本身就具有EPROM写入的功能。

三、PLC与输入输出设备的连接

1、PLC与常用输入设备的连接

CQ。V

SSS

*COM|X1|X3|X5X7|X113(13|X15|X

LNXO|X2|X4|X6|X10X12X14X16।

图STPLC与主令电器类设备的连接

PLC

COM

INCOM

8421842184218421

图8-2PLC.与拨码开关的连接

图8-3PLC与旋转编码器的连接

图8-4与传感器类设备的连接

其中电阻的选择可参照右向的公式

I——传感器的漏电流(mA)R&XUOFF

UOFF——PLC输入电压低电平的上限恁(V)/xRc-[/CPF(KC)

RC一—PLC的输入阻抗(KQ)

2、PLC与常用输出设备的连接

图8-5PLC与输出设备的一般连接方法

感性输出设名

3、PLC与感性输出设备的连接___rw>_________

续流二极管的额定电流为1A、额定电压大f•电源电月的3倍；耨苴可1又50〜1因，电络值可口：0.1〜

0.47pF,