电气控制与PLC：第6章 电气控制系统设计

1、第6章 电气控制系统设计,1,2,第6章 电气控制系统设计,6.1 电气控制系统设计的基本原则与内容,6.1.1电气控制系统设计的基本原则 1.满足机械设备对电气控制系统的要求 2.使机和电合理的配合 3.力求使控制系统简单、经济 4.合理选用电气元件 5.尽量便于操作和维修,3,第6章 电气控制系统设计,6.1.2电气控制系统设计的内容,1) 设计电气控制原理图，确定各部分之间的关系，拟订各部分技术指标与要求； (2) 选择电气元件，制订电气元件明细表； (3) 画出电气图，执行电磁铁、电气控制部件以及检测元件的总布置图； （4）设计电气柜、操作台、电气安装板以及非标准电器和专用安装零件；

2、（5）绘制装配图和接线图； （6）编写设计计算说明书和使用说明书,4,第6章 电气控制系统设计,6.2 电气控制系统设计的方法,6.2.1经验设计法 所谓经验设计法就是根据生产工艺的要求选译适当的基本控制环节(单元电路)，把它们组合在一起。 6.2.2逻辑设计法 所谓逻辑设计法就是根据生产工艺的要求，利用逻辑数学来分析、设计控制系统的。用这种方法设计的电路比较合理，特别适合用于设计较复杂的生产工艺所要求的控制电路。但是相对设计者而言，逻辑设计法难度较大，不易掌握,5,第6章 电气控制系统设计,6.3 继电器控制线路设计方法 （1）用典型控制线路或经过实际检验的线路为基础单元，来组成控制电路；

3、（2）确认控制原理正确时，缩短导线长度和减少导线的数量是非常有必要的； （3）减少触点和通电时间； （4）尽量减少线圈通电电流经过触点数量，以提高线路的可靠性； （5）合理安排电气元件触点位置，正确连接电磁线圈； （6）防止出现竞争现象； （7）合理选择控制系统中电气元件的控制电压,6,第6章 电气控制系统设计,继电器控制系统设计实例,设计对象：CW6163型普通卧式车床，最大车削直径为630mm，最大加工长度为1500 mm,机床电气传动的特点及控制要求 (1) 由一台主电动控制来驱动主轴和进给运动; (2) 主轴正反转的切换依靠两组机械式摩擦片离合器完成; (3) 采用液压制动器来满足主轴

4、的制动要求 (4)为了操作方便，主轴的起、停要求两地控制 (5)由于加工工件的最大长度较长，为了减少辅助工时，要求配备一台刀架快速移动电动机 (6)车削时，由于车刀和工件的摩擦会产生高温，要求配备一台冷却泵电动机 (7) 由一个操作手柄控制进给运动的纵向(左右)运动、横向(前后)运动以及快速移动 (8)需要一套局部照明装置以及一定的工作状态指示灯,7,第6章 电气控制系统设计,机床电动的配置 根据前面所述电气控制要求，该机床需配备三台电动机：主轴电动机M1、冷却泵电动机M2、快速移动电动机M3。电动机选择由机械设计时选定,8,第6章 电气控制系统设计,主电路图的设计,9,第6章 电气控制系统设

5、计,控制电路设计,10,第6章 电气控制系统设计,完整的CW6163型卧式车床的电气控制原理图,11,第6章 电气控制系统设计,6.4 PLC控制系统设计,6.4.1 PLC控制系统设计的原则 1.最大限度地满足被控制对象的控制要求 2. 系统力求简单 3.保证控制系统安全、可靠 4.控制系统能方便地进行功能扩展、升级,12,第6章 电气控制系统设计,6.4.2 PLC控制系统设计的内容 1.选择合适的I/O设备 2.选择合适的 PLC 3.合理分配I/O点 4.设计控制台、电器柜 5.设计控制程序 6.编制控制系统的技术文件,13,第6章 电气控制系统设计,6.4.3 PLC 控制系统的设计

6、方法 1. 明确被控对象控制和技术要求 2. 制定系统的控制方案 3. PLC的选型与硬件配置 4. 程序设计 5. 模拟运行与调试程序 6. 联机调试程序 7. 编写技术文件,14,第6章 电气控制系统设计,6.5 应用举例 PLC控制系统设计实例1-基于PLC对-Y减压启动控制系统,Y-降压启动继电器控制电路,15,第6章 电气控制系统设计,1）启动过程,16,第6章 电气控制系统设计,2）选择PLC型号 根据控制要求，PLC控制系统选用SIEMENS公司的S7-200系列CPU222，进行电动机-Y减压启动系统控制,3）系统的硬件设计 输入输出分配表,17,第6章 电气控制系统设计,绘制

7、PLC输入输出接线图,18,第6章 电气控制系统设计,4） 系 统 的 软 件 设 计,19,第6章 电气控制系统设计,PLC控制系统设计实例2-三工位旋转工作台控制系统,设计一个三工位旋转工作台，其工作示意如图所示。在三个工位上分别完成下料、车削和卸件,20,第6章 电气控制系统设计,1）生产工艺对运动的要求 工位1：上料器推进工件，待工件报送到位后退回等待。 工位2：将工件夹紧后，车刀开始向前进给运动，进行车削加工，当车到位后车刀退回，退回到位后，开始松开工件，放松完成后进入等待。 工位3：卸料器向前将加工完成的工件推出，推出到位后卸料器退回，退回到位后进入等待,2）控制要求 为提高加工的

8、效率，三个工位应同时进行工作，当所有工位全部动作都进行完时，工作台转120，完成一个工作循环,21,第6章 电气控制系统设计,3）选择I/O设备 PLC的输入点连接工作方式选择开关、点动开关、启动按钮、压力继电器的开关等，共计22个输入点；输出点连接工作台回转电机的交流接触器液压控制的电磁阀共9个输出点。 4）选择PLC型号 根据控制要求，PLC控制系统选用SIEMENS公司的S7-200系列CPU226,22,5）系统的硬件设计 分配PLC输入输出 I/O地址。PLC输入/输出信号表,23,第6章 电气控制系统设计,绘制PLC输入输出 接线端子图,24,第6章 电气控制系统设计,6）系统的软件设计 设计控制系统流程图手动部分的流程图,25,第6章 电气控制系统设计,设计控制系统流程图自动部分的流程图,26,PLC 控制系统程序设计（部分,27,第6章 电气控制系统设计,7）联机调试 梯形图完成后将可编程序控制器与计算机连接起来，把程序及组态数据下装到PLC进行调试，程序无误后即可结合施工设计将系统用于实际,28,第6章 电气控制系统设计,6.5.3 PL