【《PLC控制系统与软件选择分析案例》5600字】

第I第页PLC控制系统与软件选择分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u6665PLC控制系统与软件选择分析案例 1181201.1PLC简介 170881.2PLC工作原理 2304611.3应用概况 2216901.3.1开环控制 2131881.3.2模拟量闭环 267391.4PLC控制系统介绍 2232471.4.1低压配电介绍 3325931.5PLC程序设计步骤 7209581.6软件界面介绍 8PLC简介可编程逻辑控制器，用于自动数字操作控制器，微处理，控制指令可载入存储器随时执行和存储。可编程控制器由CPU、指令和数据存储器、输入输出接口、电源、数模转换等功能单元组成。早期的可编程逻辑控制器唯独有逻辑控制的功能，才被命名为可编程逻辑控制器，后来随着社会不断地发展，这些当初功能简单的计算机模块已经有了包括逻辑控制、时序控制、模拟控制、多机通信等各类功能，名称也改为可编程控制器，但是由于它的简写PC与个人电脑(PersonalComputer)的简写相冲突，加上习惯的原因，人们还是经常使用可编程逻辑控制器这一称呼，并仍使用PLC这一缩写。

现在工业上使用的可编程逻辑控制器已经相当或接近于一台紧凑型电脑的主机，其在扩展性和可靠性方面的优势使其被广泛应用于目前的各类工业控制领域。不管是在计算机直接控制系统还是集中分散式控制系统DCS，或者现场总线控制FCS中，总是有各类PLC控制器的大量使用。PLC的生产厂商很多，如西门子、三菱、施耐德、台达等，可以说是在工业自动化领域里面都会有PLC产品提供的商家

。PLC工作原理PLC投入运行时，其工作过程一般含有输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。做完了上面三个阶段称为扫描周期。在整个操作过程中，PLC的CPU以一定的扫描速度重复上述三个阶段。在输入采样阶段，PLC根据扫描顺序读取所有输入状态和数据，并将其存储在I/O图像区域的相应单元中。输入采样完成后，用户程序执行和输出刷新阶段被转换。在这两个阶段中，即使输入状态和数据改变，输入和输出图像区域中的相应单元的状态和数据也不会改变。所以，如果输入是脉冲信号，则脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，以确保在任何情况下都可以读取输入信号

。应用概况开环控制开关量开环控制是PLC最基本的控制功能，PLC指令系统具有强大的逻辑运算能力，易于实现定时、计数、顺序（步）等逻辑控制方法。大部分PLC用于取代传统的继电器-接触器控制系统。模拟量闭环对模拟闭环控制系统来说，有了开关量的输入和输出外，还应该有模拟量的输入和输出点，以方便对输入量进行采样和调节输出，实现温度、流量、压力、位移、速度等参数的连续调节和控制。目前，plc不仅有大中型机器具有这一功能，还有一些小型机器具有这一功能。

PLC控制系统介绍统设计思路如下图3-1所示：首先确定系统的总体方案，然后分别开始控制系统方案设计，功能需求，结构设计以及方案的论证；控制系统硬件电路设计，主要包含主要硬件的选型、控制电路及电路验收及复检；控制系统程序设计，主要包含梯形图总体框架、输入输出地址的配置，梯形图程序的编写以及系统仿真运行。图3-1设计流程图PLC广泛应用于自动化相关行业。PLC有四大类:开关顺序控制、通信功能、模拟控制、运动控制。PLC在控制系统中的应用可以使系统更加稳定，可以大大降低成本，并且PLC在设计和安装中非常简单方便。PLC是一种强大的应用开发技术控制系统，它具有大量的寄存器和扩展模块，通过对寄存器的使用和扩展模块的使用要求的改进，可以有效地帮助提高控制系统使用环境的适应性。PLC有多个品牌，广泛分为国内、日本和德国。国内和日本的系统使用起来比较简单，而德国的系统使用起来比较困难，他们的设计理念也不同。目前，德国系统的市场份额最高。随着社会的发展，现在国内品牌越来越完善，能够与国外品牌竞争，越来越得到工控部门的认可。在实际应用中，根据PLC的IO点和输入输出扩展模块进行选择。不同的plc有不同的功能和不同的成本。低压配电介绍低压断路器是一种控制和保护在日常生活中或工业生产中都有其影子的普通电器之一。低压断路器连接在输入电源端子和后续电流之间。当发生过载、短路或欠压故障时，电路可自动切断，保护电气设备后部免受电压、电流波动和烧毁冲击。根据实际的使用，低压的选型范围确定根据几点来：低压断路器必须大于或等于电路上的实际电压；低压断路器的额定电流应大于或等于线路电流。一般来说，如果是控制电机，我们在设计上会做1.5倍到2.5倍；低压断路器的极限通断能力应大于或等于电路和最大短路电流；欠压跳闸的额定电压应等于电路的额定电压;断路器和熔断器的区别在于断路器可以重复使用，保证三相分断，熔断器是单相分断，可能导致以下设备可能仍带电运行，会造成分断运行的安全事故，因此在电路设计上趋向于三相断路器以提供可靠的保护，给出一些单相或直流熔断器，安全、可靠、经济，能保证设备稳定运行。产品样图如图3-2所示:图3-2低压断路器光电传感器是一种小而灵敏的传感器。它通过检测光源强度的变化来工作。光电传感器的原型是一个很小的圆柱形关系发射器和一个圆柱形接收器。当一个物体工作到相应的位置时，相应的传感器被一个机械设计机构覆盖，传感器感知光的变化，并执行动作输出操作，给plc一个输入信号。该系统采用fpg系列光电传感小放大器。原理如图3.3所示，其中负载可接至PLC。图3-3FPG光电传感器原理图光电传感器介绍：光电传感器是将光能转化为电能的装置。它使用光敏电阻器和其他元件作为检测元件。当被测物体的位置改变时，检测元件检测并反馈信号。本设计主要用于伺服定位和伺服限位。光电传感器分为常开式和常闭式。通常，限位信号是正常闭合的，这有助于在线路出现问题时实时保护伺服电机的运行，防止碰撞事故的发生。按钮选用正泰的有灯光指示的指示灯，正泰，带灯开关NP2-BW3361LED24V220V带指示灯，启动按钮是绿红黄。图3-4带灯按钮继电器是通过将输出与公共线路相结合来使用的。PlC控制继电器线圈，使触点关闭和断开，然后触点可用于控制其他硬件电路，从而实现有效的控制功能。继电器线圈在这个设计是24v，所以一个24v直流电源是必需的。直流24v功能，24v开关电源是一种非常注重电流的电源，通过并联可以提高整体容量，同时通过电源实现24v工业控制应用，本设计主要是利用这种控制器的效果。整个控制系统采用24v电源，然后通过将输入输出信号转化为控制效果，根据需要的电流容量统计计算整个控制系统，本设计主要使用一个按钮和继电器输出，因此本身供系统内部使用的电源不多，所以在设计中不需要大功率电源。本设计采用的是明伟的开关电源RD-250-24图3-5开关电源通过热元件的检测，然后设计整个电子电路，通过调整设计元件的检测，然后通过外部电路放大，plc模拟信号，输出模拟信号，读取温度值。一般来说，这种传感器感知环境因素，然后将变化转换成电信号，实现电输出。传感器通常有技术参数。技术参数如下：图3-6温度传感器PLC程序设计步骤梯形图(LAD)结合于电气监控的一种图像命令。它采用串联、并联、联系、继电器等术语及类似图标，同时方便图标显示，并增加了许多功能命令。梯形图是一种集逻辑控制和监控于一体的面向对象、实时、图形化的编程语言。梯形图从左到右，从上到下排列。最左边的垂直总线称为起始总线(也称为左总线)，然后根据特定的监控规则和规则联系各个相应的节点。最后，继电器线圈的末端称为逻辑线或步骤。梯形图通常包含许多看起来像梯形图的逻辑线，因此得名。梯形图的信号方向清晰、简单、易于观察、易于理解，非常适合电气工程师操作。（1）梯形图的概述：写梯形图时有几个基本思想:总线、梯形图的逻辑运算、软继电器和主动流向。这里的总线代表了梯形图最左边和最右边的线，但是通常不需要绘制正确的总线。能量流就是从概念和理论上定义的电流，通常是从左向右流动的。软继电器不是真正意义上的继电器，而只是存储链路的一部分。所有这些软继电器对应于plc存储器上的所谓图像寄存器存储链路。逻辑操作通常表示从梯形图中派生出来的状态，在图中寻找与每个线圈对应的元素以比较实际状态。（2）梯形图的编译方法：Plc梯形图语言是通过传统的继电器系统进行控制。随着plc功能的发展，其编译模式和语言将不断完善。通用实践:设计了顺序控制方法，而西门子系列通常是顺序功能命令，并以这种方式构建。（3）梯形图的编辑方法即使有许多种，可是规则一般都是相同的。顺序功能图是一种PLC编程方式，通过这个顺序功能图的设计能够很清晰的掌握整个的设计流程，其中动作流程是中间的一大块。在这个动作流程中最多的就是条件转移以及程序逻辑的运行。主时间梯形图的设计，可以满足系统的需要。Plc主要由cpu、存储器、i/o接口电路、电源等组成，其结构图如图2-2所示。Plc控制器实质上是为工业控制而设计的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。Plc的cpu是plc的核心。它是一个plc的大脑，主要负责plc的操作和逻辑控制，根据plc控制器系统的功能程序分配，接收和存储程序员输入的用户程序和数据，检查电源、存储器、输入输出电路和报警定时器的状态,还可在线诊断用户plc程序语法错误、语句错误、双线错误，plc处于运行模式,cpu自始至终是一个逐行扫描输出方式，所有输出是一个统一的存储图像输出到输出区域，扫描循环输出到输入输出图像区域外循环，循环扫描，直到plc的操作停止，目前,市场上的plc不仅有两种逻辑控制和运动控制，而且三菱plc逻辑控制和plc，运动控制分开的逻辑控制主要由cpu负责逻辑控制，运动控制cpu主要负责伺服电机的运动控制，运动控制cpu负责伺服电机的运动控制，逻辑控制cpu一般为ms级，运动控制cpu扫描周期为ns级。为了提高plc控制器的稳定性，近年来,一些大型plc也采用双cpu冗余系统，或采用三菱cpu表决系统。因此，即使cpu出现故障，整个系统仍能正常工作，专用于存储系统软件的内存称为系统程序内存，用于存储应用软件的内存称为用户程序内存。电源是plc控制系统的一部分，非常重要，如果没有一个良好可靠的电源系统，使plc不能正常工作，所以plc制造商也非常关心电源的设计和制造，一般交流电压范围在正负10%到15%之间，plc控制器可以直接连接到交流电网而不用其他措施。程序输入设备，主要负责编写好程序，通过编程电缆下载到plc,以及在线监测设备和修改程序运行,排除故障，增加故障处理，设备修改等功能，输入输出电路主要负责设备的反馈信号和控制按钮连接到plc控制系统，同时，设备的运行状态、指示灯和电机运行都通过输出端口输出到执行机构。图3-7PLC结构图软件界面介绍在gx软件中建立plc类型后，通过其快捷菜单栏的按键功能实现编程。本设计结合了梯形图和sfc编程语言，通过这两种编程语言实现了程序和设备逻辑的稳定运行。软件菜单中有许多子菜单，如工程、编辑、翻译、编译等。在这些菜单栏中，我们可以通过它们保存项目，然后修改程序进行编译。同时，通过这些菜单，可以实现plc的类型转换，实现程序的应用功能。同时，你可以弹出一个报警提醒你的问题，在程序运行。记住在计算时不要出现异常情况，如计数器的计数除以零。逻辑正规性是计算常规逻辑程序的好方法。在它自己的软件中，在软件菜单中有许多子菜单。如果对项目进行编辑、翻译、编译等，在这些菜单栏中，我们可以通过它们保存项目，然后修改程序并编译它，同时通过这些菜单，可以实现plc类型的更改，实现程序的应用功能。同时，你可以弹出一个报警提醒你的问题，在程序运行。记住在计算时不要出现异常情况，如计数器的计数除以零。逻辑正规性是计算常规逻辑程序的好方法。项目菜单的主要功能是创建一个新的项目，打开最近的写入项目，也可以压缩备份程序，也可以改变项目的类型，使用不同的plc程序可以打开与其他格式的数据，也可以添加智能模块到串行通信模块，模拟模块，定位模块等。，还可以打印程序输出、编辑菜单，主要通过撤销、还原、剪切、复制、粘贴等功能;以及查找和替换功能，主要通过对比、软件组件列表、软件组件查找、指令、触摸线圈查找字符串查找、软件组件替换和替换指令、字符串替换、ab触点更改、软件组件批量更改、登录软件组件批量更改等功能，常用的主要是交叉引用和基于组件的软件工程列表的使用，在程序监控过程中，可以快速查找和找到需要监控的软件组件的信息，快速解决问题。在软件上，有一个快速输入指令的功能，不同于其他类型的plc，如西门子比较麻烦。同时，三菱的指令很简单，你可以打电话求助。当你不知道指令的时候，有时候你应该调用这个命令来实现指令的标准化。网上的菜单有很多功能。它还可以实现远程监控功能，通过通信线路连接到plc，然后选择通信参数设置，可以读写plc程序，同时检查和防止程序的正常运行被不经意地修改。还有遥控器。然后通过软件设置plc的启动和停止。在这里您还可以设置密码，plc密码可以有效地防止别人修改您的程序和窃取您的程序逻辑。图3-8GXWORK软件界面该软件还能对PLC进行诊断的功能，通过这个功能能方便查找PLC在运行过程中的问题所在，然后排除，让程序设备能正常跑起来。