可编程控制器技术应用课件 20PLC控制系统设计

PLC控制系统设计教学目标知识目标能力目标素质目标1.了解PLC控制系统设计的原则、内容和步骤2.掌握PLC控制系统硬件设计1.能根据场合完成PLC硬件设计1.培养自主探究、举一反三的能力2.培养团队合作，分析讨论问题的能力PLC控制系统设计PLC控制系统设计的原则、内容和步骤理想的电气控制希望能够实现并提升被控系统的自动化程度，最大限度去除人为干扰，从而提高生产效率和产品的质量。传统继电-接触器控制系统设计，由于不存在软件程序的设计调试，全靠硬件设计组合来完成，所以设计或再改造都非常麻烦；现代PLC控制将系统的硬件和软件分开，使硬件的设计及构建更加规范化和模式化，而系统控制原理和目标效果的实现完全可以依靠软件的设计修改来完成，这使得PLC控制更加的灵活、经济和高效。现代工业控制系统的核心设备及关键技术的多样化，使电气控制系统设计的中心内容有了很大的差异。但不论什么控制系统，在设计规划时，必须符合电气控制系统设计的基本原则。PLC控制系统设计1.设计原则1）最大限度地满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求，这些要求是电气控制系统设计的依据。因此在设计前，应深入现场调查，搜集资料，并与生产有关人员、机械设计人员、实际操作者密切配合，明确控制要求，共同拟定电气控制方案，协同解决设计中的各种问题，使设计成果满足设备运行和生产工艺的要求。2）在满足工艺要求前提下，设计方案力求简单、经济、合理，不要盲目追求自动化和高指标。力求使控制系统操作简单、使用及维修方便。3）正确、合理地选用电器元件，确保控制系统安全可靠地工作，同时考虑产品的先进性，造型美观。4）为适应生产的发展和工艺的改进，在选择控制设备时，设备应留有适当余量。PLC控制系统设计2.设计内容1）拟订控制系统设计的技术条件技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据。2）选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构。3）选定PLC的型号。4）原理设计设计工艺设备布置图、电气原理图、编制材料清单等。5）编写软件规格说明书，用相应的编程语言进行程序设计。6）人机界面的设计。7）工艺设计设计元件布置图、安装接线图、控制台（柜）等。8）编制整理技术文件整理完整的技术文件，编写使用、维护说明书。PLC控制系统设计控制系统设计的步骤1）熟悉控制对象设计系统框图或工艺设备布置图2）PLC选型及确定硬件配置3）设计电气原理图并编制材料清单4）设计控制台（柜）根据电气原理图及材料的具体规格尺寸，设计控制台（柜）5）设计制作、安装所需的图纸6）编制控制程序7）程序调试8）编制整理技术文件PLC控制系统设计PLC控制系统的硬件设计PLC控制系统的设计包括了硬件与软件两方面的内容。在控制系统的总体规划（方案设计）完茂，并且选定了对应的PLC型号与规格后，从工程设计的角度，应进入控制系统的技术设计阶段，进行系统的硬件与软件设计。PLC控制系统的硬件设计，并非像部分入主观想象的那样，因为PLC具有灵活、通用的特点，全部控制要求均可以通过软件解决，因此设计时只要进行PLC与输入／输出信号间的简单连接即可。而是直接关系到控制系统的安全性、可靠性与生产制造成本等诸多重要问题。而且，硬件设计一旦完成，它不可以像软件设计那样可以随时随地进行修改，因此，它是决定控制系统设计成败的关键司题，必须引起设计者的高度重视。PLC控制系统设计PLC机型的选择应是在满足控制要求的前提下，追求系统运行的可靠性、维护使用的便捷性以及最佳性价比。具体应考虑以下几方面：1）性能与任务相适应对于控制功能简单、IO点数较少的小型设备，一般的小型PLC都可以满足要求。2）结构合理、安装方便、机型统一。3）编程设备的选择。4）是否满足响应时间的要求5）对联网通信功能的要求6）其他特殊要求PLC控制系统设计在PLC控制系统中，为了实现对生产过程的控制，要将对象的各种测量参数，按要求的方式送入PLC。经过CPU运算、处理后，再将结果输出，此时也要把该输出变换为适合于对生产过程进行控制的量。所以，在PLC和生产过程之间，必须设置信息的传递和变换装置。这个装置就是输入/输出（I/O）模块。不同的信号形式，需要不同类型的I/O模块。对PLC来讲，信号形式可分为4类。（1）数字量输入信号（2）数字量输出信号（3）模拟量输入信号（4）模拟量输出信号PLC控制系统设计数字量输入模块的选择数字量输入模块最常见的为直流24V，还有直流5V、12V、48V，交流110V/220V等。按公共端接入正负电位不同分为漏型和源型。当公共端接入负电位时，就是源型接线；接入正电位时，就是漏型接线。有的模块即可以源型接线，也可以漏型接线，比如S7-1200，有的只能接成源型源型或漏型其中一种。选择输入模块应注意以下几个方面：（1）电压的选择（2）漏型和源型的选择（3）同时接通的点数PLC控制系统设计数字量输出模块的选择数字量输出模块按输出方式不同分为继电器输出型、晶体管输出型、晶闸管输出型等。此外，输出电压值和输出电流值也各有不同。选择输出模块应注意以下几个方面。（1）输出方式：继电器、晶体管、晶闸管（2）驱动能力：应根据被控设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。如果被控设备的电流较大，输出模块无法直接驱动，可增加中间放大环节（3）同时接通的点数：输出模块同时接通点数的电流累计值必须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%PLC控制系统设计模拟量输入/输出模块