第4章 PLC控制系统设计.ppt

1、第4章PLC控制系统设定修订、4.1 PLC控制系统的设定修订原则、1 .最大限度地满足被控制对象的控制要求2 .保证PLC控制系统的安全可靠性3 .谋求简单、经济、使用及维护的便利4 .满足发展的需要4.2 PLC控制系统分配o点，修正PLC外围硬件线路的(1)分配I/O点描绘PLC的I/O端子和输入输出机器的连接图或者对应关系表。 (2)绘制了PLC周边的硬件线路，绘制了系统的其他部分的电路图，包括主电路和没有进入PLC的控制电路等。 4.2 PLC控制系统的设定修正内容和步骤、5 .程序设定修正(1)根据程序设定修正系统的控制请求，用适当的设定修正方法修正PLC程序。 程序通常在初始化程

2、序：给PLC通电之后，通常进行初始化的操作，以防止系统错误操作，为启动做必要的准备。 初始化程序的主要内容包括：清除部分数据区域、计数器等，恢复部分数据区域所需的数据，设置或复位部分继电器，显示部分初始状态等。 检测、故障诊断和显示等程序保护和连锁程序：保护和连锁是程序不可或缺的一部分，可以避免非法操作造成的控制逻辑混乱。 4.2 PLC控制系统的修改内容和程序；(2)程序模拟调试器模拟调试的基本思想：以便利的形式模拟现场实际情况，为程序运行创造必要的环境条件。 根据发生现场信号的方式，仿真调试有硬件仿真法和软件仿真法两种形式。 硬件模拟方法：可以使用某些硬件设备来模拟现场信号，将这些信号以硬

3、件方式连接到PLC系统的输入端，并且时效性更强。 软件模拟法：在PLC中另行编制模拟程序，模拟现场信号提供简单，但难以保证时效性。 4.2 PLC控制系统的设定修订内容和程序，6 .硬件实施硬件实施方面主要进行控制盘(台)等硬件的设定修订和现场施工。 主要内容是(1)设定、修改控制盘和操作台等的电气设备的布局图和安装布线图。 (2)修订系统各部之间的电气相互连接图。 (3)根据施工图纸进行现场配线，进行详细检查。 7 .在线调试8 .技术文件的整理和编制、4.3 PLC的选择、PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信网络能力等方面综合考虑。 4.3.1.

4、PLC机型的选择1 .合理的结构型式一体化：每个IO点的平均价格比模块式便宜，而且体积相对小，一般用于系统工艺固定的小型控制系统。 组件式：功能扩展灵活方便，在IO点数、输入点数和输出点数的比例、IO组件的种类等方面选择合适，维护方便，一般用于复杂的控制系统。 4.3 PLC的选择，2 .安装方式的选择集中：不需要设置驱动远程IO的硬件，系统响应快，成本低的远程IO方式：适用于大型系统，系统的装置分布范围宽，远程IO分散设置在现场的装置附近需要扩展驱动器和远程IO电源的多台PLC网络的分散：多台设备各自独立控制，需要联系时，可以选择小型PLC，但需要追加通信模块。 4.3 PLC的选择、3 .

5、相应的功能要求低级PLC :具有逻辑运算、定时、计数等功能，对于只需要开关量控制的设备也能满足要求。 中速或高级PLC :用于大规模过程控制或集散控制系统等时。 可实现PID运算、闭环控制、通信网络等功能。 4 .响应速度要求PLC的响应速度通常可以满足其应用范围内的需要。想要使用超出范围的PLC时，或对部分功能或信号有特殊的速度要求时，请慎重考虑PLC的响应速度，选择具有高速IO处理功能的PLC，或选择具有高速响应模块和中断输入模块的PLC等。 4.3 PLC的选择，5 .系统可靠性的要求6 .机型尽量统一机型，其模块相互备用，备件购买和管理方便。 机种统一，功能和使用方法相似，有利于技术能

6、力的培训和技术水平的提高。 机种统一，其外部设备通用，资源共享，网络通信容易，比特计算机组合后容易形成多级分散控制系统。 4.3 PLC的选择、4.3.2. PLC容量的选择PLC的容量包含IO点数和用户存储器容量两者。 1. IO点数的选择，在满足控制要求的基础上以使用为目标的IO点最少，但必须留有馀量。 通常，IO点数由被控制对象的输入输出信号的实际需求加上1015的馀量来决定。 2 .内存容量的选择在决定IO点数的基础上，用下式估计内存容量，再加上2030的馀量。 存储容量(字节)开关量IO点数10模拟量IO通道数100。 4.3 PLC的选择、4.3.3. IO模块的选择1 .开关量I

7、O模块的选择(1)开关量输入模块的选择开关量输入模块接收现场输入设备的开关信号，转换为PLC内部可容许的低电压信号，实现PLC内外信号的电气隔离1 )输入选择时主要取决于现场输入信号和周围环境因素等。 直流输入模块延迟时间短，也可以直接连接到接近开关、光电开关等电子输入设备。交流输入单元可靠性高，适合在有油雾、粉尘的恶劣环境中使用。4.3 PLC的选择、开关量输入模块的输入信号的电压电平为直流5、12、24、48、60等交流110、220等。 根据现场输入设备和输入模块之间的距离进行选择。 5、12、24这样的传输距离较近时，5输入模块最多不能超过0米。 距离较远者，请选择输入电压电平较高的模

8、块。4.3 PLC的选择、2 )输入接线方式开关量输入单元主要有漏型式和分组式2种接线方式。 点：所有输入点共享一个公共端(COM )的分组：将输入点分割为多个组。 每个组(多个输入点)有一个共同的终端，每个组是分开的。图4-2开关量输入单元的接线方式(a )点输入(b )组输入、4.3 PLC的选择、3 )注意对同时投入的输入点数选择高密度的输入单元(例如32点、48点等)时，该单元同时投入的点数阈值电平越高，抗干扰性越强，传输距离也越远。4.3 PLC的选择、(2)开闭量输出单元的选择开闭量输出单元将PLC内部的低电压信号转换为驱动外部输出设备的开关信号，实现PLC内外信号的电隔离。 1

9、)输出方式开关量输出模块有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出3种方式。 继电器输出：可用于交流负载的驱动和直流负载的驱动，适用的电压大小范围宽，导通电压降小，瞬时过电压和过电流同时承受能力强，但是有触点元件，动作速度慢，寿命短，可靠性差，只适用于不频繁开关的场合。 对于频繁开关的负载，请选择可控硅输出或晶体管输出。 这些是无触点元件。 但是，栅极管输出只能用于交流负载，晶体管输出只能用于直流负载。4.3 PLC的选择，2 )输出接线方式分组输出：几个输出点为组，组有一个公共端，各组之间被隔开，可以分别用于驱动不同电源的外部输出机器。 分离器输出：各输出点有公共端，各输出点之间相互隔离。图4-3

10、开关量输出模块的接线方式(a )数据包输出(b )分隔输出、4.3 PLC的选择、3 )驱动能力开关量输出模块的输出电流(驱动能力)必须大于PLC外置输出设备的额定电流。 客户请根据实际输出设备的电流大小选择输出模块的输出电流。 实际输出机器的电流过大时，输出模块无法直接驱动，可以增加中间放大的一部分。 4 )同时接通的输出点数同时接通的输出设备的累计电流值必须小于公共端容许的电流值。 一般情况下，同时接通的点数不得超过同一公共输出点数的60。 5 )输出的最大电流与负载类型、环境温度等要素有关的开关量输出模块的技术指标与负载类型密切相关，特别是输出的最大电流。 此外，晶闸管的最大输出电流随着

11、环境温度的升高而降低，实际使用时也请注意。4.3 PLC的选择、2 .模拟IO模块的选择模拟IO模块的主要功能：数据转换、与PLC内部总线的连接，同时为了安全起见，还具有电气隔离功能。 模拟输入(AD )模块将现场传感器检测出的连续模拟信号转换为PLC内部可接受的数字量。 模拟输出(DA )模块将PLC内部的数字量转换为模拟信号后输出。 3 .特殊功能模块的选择目前，PLC厂商陆续推出具有特殊功能的IO模块，一部分推出带CPU的智能型IO模块，如高速计数器、凸轮模拟器、位置控制模块、PID控制模块、通信模块等。 4.3 PLC的选择，4.3.4 .电源模块及其他外围设备的选择1 .电源模块的选

12、择电源模块的选择仅关于模块结构的PLC对于单片PLC没有电源的选择。 电源单元的选择主要考虑电源输出额定电流和电源输入电压。 电源模块的额定输出电流必须大于CPU模块、IO模块、其他特殊模块等的消耗电流的总和，同时还应该考虑今后IO模块的扩展等因素。 电源输入电压因现场的实际需要而异。4.3 PLC的选择、2 .编程箱的选择小型控制系统一般选择便宜的简易编程箱。 复杂的系统选择了功能强、编程方便的智能编程箱，但智能编程箱价格昂贵。 也可选择PLC的编程软件，在电脑上实现编程器的功能。 3 .打火机的选择为了防止噪音和锂电池的电压不足等破坏RAM的用户程序，选择EPROM打火机，可使用户程序在E

13、PROM中固化。 PLC及其手持编程器本身也具有EPROM写入功能。 4.4 PLC与输入输出设备的连接，PLC中常见的输入设备有按钮、行程开关、接近开关、切换开关、拨号器、各种传感器等，输出设备有继电器、接触器、电磁阀、指示灯等。 正确连接输入输出电路是保证PLC安全可靠动作的前提。4.4 PLC与输入输出设备的连接、4.4.1 PLC与常用输入设备的连接1. PLC与一般输入设备的连接如图所示，是CPM2AH型PLC与按钮、行程开关、接点等输入设备的接线图。 一般来说，要求所有开关、按钮始终处于开路状态，其目的有两个：一是避免PLC的输入电路的长期通电，增加消耗电力，缩短电气设备的寿命。

14、第二，常闭触点在程序中可以用“倒置”表现，并且制作的梯形图程序配合电图的形式，读程序时很清楚。4.4 PLC与输入输出设备的连接、2. PLC与拨动开关的连接PLC控制系统的一部分数据需要频繁修改时，可使用多位拨动开关与PLC连接，在PLC外部进行数据设定。单位拨号开关可以输入十进制的09或十六进制的0F。 该图组合4位拨号开关，连接各位拨号开关的COM端子，通过外置电源连接在PLC输入侧的COM端子上。 4.4 PLC与输入输出机器的连接，3. PLC与旋转编码器的连接旋转编码器是光电式旋转测定装置，将测得的角位移直接转换为数字信号(高速脉冲信号)。 编码器有4条导线，其中2条是脉冲输出线，

15、1条是COM端子线，1条是电源线。 编码器的电源可以是外置电源，也可以直接使用PLC的DC24V电源。 电源“-”侧连接在编码器的COM侧，“”侧连接在编码器的电源侧。 4.4PLC和输入输出机器的连接、4 PLC和传感器类机器的连接传感器的种类很多。 对于接近开关、光电开关等2线式传感器，由于传感器的漏电流较大，PLC可能会因错误的输入信号而误动作，此时可在PLC输入端并联旁通电阻。4.4 PLC与输入输出机器的连接、4.4.2 PLC与常用输出机器的连接1PLC与输出机器的一般的连接方法PLC与输出机器的连接时，不同的组的输出点，对应的输出机器(负载)的电压类型、电平也可以不同，但同一组的

16、输出点，对应的输出机器(负载)的电压类型、电平也可以不同。 根据输出设备的电压种类和电平，决定是否对连接进行分组。 CPM2AH型PLC 40点I/O型有24输入点、16输出点。 24个输入点共享1个COM引脚。 4.4 PLC和输入输出机器的连接，16个输出点分为6个组，共有6个COM端子。 01000、01001分别有独立的COM端子，01002、01003共享一个COM端子，01004、01005、01006、01007共享一个COM端子，01100、01101、01107共享一个COM端子交流负载(b )直流负载(晶体管输出)、4.4 PLC与输入输出设备的连接、2PLC与感应输出设备的连接PLC的输出端始终与感应输出设备(感应负载)连接，为了抑制感应电路切断时产生的电压，PP因此在PLC与感应输出设备连接的情况下， 如果是直流电感性负载，请在其两端并联连接二极管。如果是交流电感性负载，请在其两端并联连接吸收电路。 4.4 PLC与输入输出设备的连接、3PLC与7段LED显示器的连接PLC可直接通过开关量输出与7段LED显示器连接。 4.5 PLC程序设定修正和设定修正例、4.5.1 PLC程序的移植设定修正法和设定修正例1 .概要移植设定修正法：将电气控制电路图经过适当的“翻译”，设定修正了具有相同功能的PLC梯形图程序。 输入继电器的接点对应于