《PLC的应用》PPT课件.ppt

第10章 可编程控制器的应用,1.可编程控制器系统设计方法； 2.可编程控制器的选型； 3.可编程控制器系统调试,10-1可编程控制器系统设计方法,一、PLC控制系统的类型 三种类型 1单机控制系统,2集中控制系统,3分布式控制系统,二、系统的运行方式 3种运行方式 1自动运行方式 不需人工干预。 2半自动运行方式 条件比较复杂，需人工干预。 3手动运行方式 控制系统调试阶段。,三、可编程控制器系统设计原则,1硬件设计 (1) 充分发挥PLC的控制功能，最大限度地满足控制系统的要求。 （2）力求控制系统经济实用、操作方便。 （3）保证控制系统安全可靠。 （4）控制系统要具有可扩展性。 2软件设计 （1）逻辑关系简明，易读、易改。 （2）少占内存空间，减少扫描时间。,四、可编程控制器系统设计步骤,五、可编程控制器系统设计的基本内容,1.确定方案 2.PLC选型 3.选择输入/输出设备 I/O接口地址时应注意以下几点： （1）将按钮、限位开关等分别集中分配，按输入/输出设备类型顺序分配接口地址。 （2）每一个输入信号占用一个输入地址，每一个输出地址驱动一个外部控制设备。 （3）同一类型的输入点尽量安排在同一个区间内，同一类型的外部设备的输出接口也应集中排列。 （4）彼此相关的输入/输出器件（如启动、停止按钮；电机正、反转控制接触器等），接口地址应连续排列。,4.系统硬件设计,（1）绘制被控对象的主电路图及系统的控制电路图。 （2）绘制PLC输入/输出接线端子图。 （3）绘制PLC及输入/输出设备供电系统图。 （4）设计控制柜结构及绘制柜内电器位置图。,5.软件设计与调试 6.组装及统调,六、可编程控制器系统设计技巧,1.控制系统I/O点数的估算 留有1520%的余量 2.内存容量的估算 （1）开关量I/O点数所占的内存容量 M1=(1015) n1 M1-开关量I/O点数所占的内存容量； n1-开关量I/O总点数。 （2）模拟量I/O点数所占的内存容量： 仅有模拟输入量时， M2=(100200) n2 M2-模拟量I/O点数所占的内存容量；n2-模拟输入量的总点数。,模拟量输入、输出同时存在时， M3=(200250) n3 M3-为模拟量I/O总点数所占的内存容量； n3-为模拟量输入、输出的总点数。 （3）程序编写的质量 程序编写质量所增加的内存容量可按总容量的30%考虑。 3.扫描周期及响应时间 输入信号的持续时间必须大于PLC的一个扫描周期才能使PLC可靠地接收； 响应时间是指从输入信号产生时刻到由此引起输出信号状态变化的时间间隔。它由输入滤波时间、输出滤波时间和扫描周期来决定。,4.PLC结构的合理性 如果只有开关量控制，三菱F1、FX、西门子S7-200等系列均可满足要求。 5.输入/输出模块的选择 输入模块分为直流5V、12V、24V、48V等和交流115V、220V等形式。 一般情况下，信号传输距离在10m以内的可选择直流5V的输入模块； 信号传输距离在1030m可选用直流12V或24V的输入模块； 48V以上的适用于信号传输距离更远的情况。,输出模块的输出方式有继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出三种。 对开关频繁、功率因数低的电感性负载可选用晶闸管输出方式，其缺点是价格高、过载能力差。 继电器输出方式适用于电压范围宽，导通压降小的负载，且价格便宜、带载能力强，其缺点是寿命短，响应速度慢。 晶体管输出方式比较适合开关频繁、功率因数低、导通压降小的负载，且价格较低，缺点是过载能力差。,6.程序设计方法 （1）逻辑设计法。 （2）流程图设计法。 （3）经验设计法。,7.减少可编程控制器I/O接点的方法,（1）分组法,（2）矩阵法,10.2可编程控制器选型,一、可编程控制器结构的选择 整体式和模块式两大类 二、CPU功能及其运行速度的选择 1 CPU功能 对于CPU的功能主要从它的逻辑功能、运算功能和高速计数功能等几个方面考虑。 2 CPU运行速度 CPU的运行速度用每条用户程序指令的执行时间来衡量。 对一般简单的速度不高的控制过程，几乎所有PLC都能胜任。 但对于实时性要求很高的工业控制系统，根据用户控制程序的大小，应考虑CPU的运行速度。,三、可编程控制器指令功能的选择,如果系统要求完成模拟量与数字量的转换、PID闭环控制、运动控制等工作，PLC应有算术运算、数据传送等指令功能，有时甚至要求有开平方、对数运算和浮点数运算等指令。 四、 可编程控制器I/O点数和接口种类的确定 1可编程控制器I/O点数 2可编程控制器的IO接口种类 3输入接线方式 汇接式和分组式。 4输出接口,五、通信联网功能的选择 (1)R3232C的最大通信距离为15m，其传输率为20kbit/s，只能一对一的通信。 (2)使用RS422时，一台驱动器可以连接10台接收器。 (3)RS485可用双绞线实现多站连接，构成分布式系统，系统内最多可有32个站。,六、智能I/O模块的选择,智能I/O模块通过系统总线同PLC控制模块单元相连，并在PLC控制模块单元的协调管理下独立工作，提高了处理速度，便于应用，大大增强了可编程控制器系统的控制和处理能力。 通信处理模块、A/D模块、DA模块、高速计数模块、带有PID调节的模拟量控制模块、中断控制模块、位置控制模块、阀门控制模块、变频器控制模块等。,103可编程控制器系统调试,一、可编程控制器系统调试方法 1可编程控制器I/O端子测试 （1）输入端子的测试,（a）直流输入系列PLC； (b) 交流输入系列PLC,当开关闭合，对应的指示灯点亮则正常，否则，不正常。,（2）输出端子测试,可用输出指令编写一个简单的小程序，分别让每一个输出线圈带电，观察对应输出端子的指示灯，如果对应输出端子指示灯亮则说明该输出端子正常；若对应的输出端子指示灯不亮则说明该输出端子有问题。,2可编程控制器系统调试,二、提高可编程控制器系统的可靠性,1硬件措施 （1）屏蔽： 对电源变压器、中央处理器、编程器等主要部件，应采用导电、导磁性良好的材料进行屏蔽处理，以防止外界干扰信号的影响。 （2）滤波：对供电系统及输入线路应采用多种形式的滤波电路，以消除和抑制高频信号的干扰，并可削弱各模块之间的相互影响。 （3）电源调整与保护：对微处理器核心部件所需要的+5V电源应采用多级滤波处理，并用集成电压调整器进行调整，以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响。 （4）隔离：在微处理器与I/O接口电路之间，应采用光电隔离措施，对I/O之间的电流联系进行有效的隔离，以减少出现故障和误动作的可能性。,2软件措施,（1）故障诊断：系统软件应定期检查外界环境，如掉电、欠压、锂电池电压过低及强干扰信号等，以便及时进行反应或处理。 （2）信息保护与恢复：当偶尔性故障发生时，不破坏PLC内部的信息，一旦故障现象消失，就可恢复正常，继续原来的工作。 （3）设置警戒时钟WDT：如果程序循环扫描执行时间超过了WDT设定的时间，预示程序进入了死循环，立即报警。,（4）加强对程序的检查和校验：一旦程序出错，应立即报警，并停止执行程序。 （5）对程序及动态数据进行电池后备：当停电时利用后备电池供电，保持有关信息和状态数据不丢失。,3可编程控制器系统设计应注意的问题 （1）对有可能产生高频干扰信号的输入，应在输入端子前进行滤波处理，并尽量与其它输入信号进行隔离，以避免对其它信号产生影响。,（2）对输入端子的信号应保持至少一个扫描周期的时间，以保证系统的正