第7章典型PLC系统设计

1、张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第七章 典型PLC系统设计1按页码访问按页码访问030304040505060607070808090910101111121213131414151516161717181819192020212122222323242425252626272728282929303031313232333334343535363637373838393940404141424243434444454546464747484849490202第二节第二节 简单电气控制系统设计简单电气控制系统设计(P4)第三节第三节 电气控制柜设

2、计实例电气控制柜设计实例(P13)第一节第一节 PLC系统设计的一般过程系统设计的一般过程(P2)张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系在进行自动化设计或改造的工业现场，电气电路整体设计是电气在进行自动化设计或改造的工业现场，电气电路整体设计是电气工程师必不可少的一项基本技能。由于工艺与客户要求的复杂性，工程师必不可少的一项基本技能。由于工艺与客户要求的复杂性，电气工程中的软硬件是相互关联系统工程，电气工程中的软硬件是相互关联系统工程，硬件的设计结构决定硬件的设计结构决定了软件的工作方式，软件的技术要求又会反过来影响硬件的整体了软件的工作方式，软件的技

3、术要求又会反过来影响硬件的整体结构结构，因此电气工程师不仅需要熟悉并能够完成完整的硬件设计，因此电气工程师不仅需要熟悉并能够完成完整的硬件设计，而且要能够熟悉掌握软件中程序与指令的使用方法，二者缺一不而且要能够熟悉掌握软件中程序与指令的使用方法，二者缺一不可。可。2张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第一节第一节 PLC系统设计的一般过程系统设计的一般过程1、了解工艺、了解工艺2、需求分析、需求分析3、I/O分配分配4、设备选型、设备选型5、绘制硬件设计图、绘制硬件设计图6、硬件安装与检验、硬件安装与检验7、软件编制、软件编制8、现场调试、现场调试9

4、、编写技术文档、编写技术文档10、交付与后期维护、交付与后期维护设计者需要熟悉现场的工艺情况，了解电气设备的应用环设计者需要熟悉现场的工艺情况，了解电气设备的应用环境、应用条件，大致掌握所需设备的类型、特点、动作时境、应用条件，大致掌握所需设备的类型、特点、动作时序、动作条件，此外还需了解电气系统与机械设备、现场序、动作条件，此外还需了解电气系统与机械设备、现场各种仪表是否具备连接与安装的条件等。各种仪表是否具备连接与安装的条件等。了解用户需求，分析系统在人机界面、控制性能、故障分了解用户需求，分析系统在人机界面、控制性能、故障分析等方面的要求，形成明确的析等方面的要求，形成明确的工艺流程图工

5、艺流程图( (或说明或说明) )、控制、控制要求、故障保护等方面的要求、故障保护等方面的详细说明文档详细说明文档确定控制台或控制柜需要的确定控制台或控制柜需要的I/OI/O设备，需给出设备，需给出I/OI/O分配表以分配表以及盘面设备的布置图及盘面设备的布置图确定确定PLCPLC的的I/OI/O分配点分配点设计需给出设计需给出I/OI/O分配表，确定端子的位置及其连接的设备分配表，确定端子的位置及其连接的设备编号、信号编号、信号为现场的所有电气控制设备与元件进行选型，功率或电流为现场的所有电气控制设备与元件进行选型，功率或电流是电机、变频器、断路器、继电器等设备的主要参考指标，是电机、变频器、

6、断路器、继电器等设备的主要参考指标，但同时也需要兼顾设备尺寸等问题。但同时也需要兼顾设备尺寸等问题。设备选型完成后，需要能够给出所有设备主要指标参数设备选型完成后，需要能够给出所有设备主要指标参数( (电流、电压、功率等电流、电压、功率等) )对照表。对照表。综合现场工艺、用户需求以及硬件设备情况，绘制出对应综合现场工艺、用户需求以及硬件设备情况，绘制出对应的设计图，包含硬件电路图、设备选型表、控制台的设计图，包含硬件电路图、设备选型表、控制台/ /柜尺柜尺寸与布置图等，本步骤是电气控制系统设计中最为重要的寸与布置图等，本步骤是电气控制系统设计中最为重要的部分，设计图在确认无误后将进行硬件安装

7、部分，设计图在确认无误后将进行硬件安装设备完成后，需要检验系统的整体性能，检验整体电路与设备完成后，需要检验系统的整体性能，检验整体电路与PLCPLC电路接线是否正确。电路接线是否正确。将整体功能分块，分别形成流程图将整体功能分块，分别形成流程图形成地址分配表形成地址分配表编制程序，增加说明与注释编制程序，增加说明与注释软件调试软件调试在现场综合检验软硬件性能，尽可能发现并解决故障问题在现场综合检验软硬件性能，尽可能发现并解决故障问题将设计图纸、选型表、将设计图纸、选型表、I/OI/O分配表等文档整理成为规范的文分配表等文档整理成为规范的文字型材料，同时为操作人员提供字型材料，同时为操作人员提

8、供操作规程操作规程，以利于操作人，以利于操作人员培训、设备维护及升级。员培训、设备维护及升级。系统交付用户后，还需在一段时间内进行定期的回访，并在系统交付用户后，还需在一段时间内进行定期的回访，并在维护期间给予必要的指导维护期间给予必要的指导3张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第二节第二节 简单电气控制系统设计简单电气控制系统设计1 1、工艺概述、工艺概述现场有一台工业用交流三相异步电机，额定电压为现场有一台工业用交流三相异步电机，额定电压为220V，额定电压为，额定电压为15KW，功率，功率因数为因数为0.8，最高转速为，最高转速为1200转转/

9、分。为控制电机速度，采用变频器、分。为控制电机速度，采用变频器、PLC与触摸屏与触摸屏对电机的速度进行控制。对电机的速度进行控制。4张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第二节第二节 简单电气控制系统设计简单电气控制系统设计2 2、需求分析、需求分析(2) 手自动控制分离，在手自动控制分离，在PLC故障的情况下，系统可手动操作。故障的情况下，系统可手动操作。分析：分析：(1) 由于要求手自动控制分离，因此硬件设计应以手动设计为核心，在此基础上增由于要求手自动控制分离，因此硬件设计应以手动设计为核心，在此基础上增加加PLC连接电路实现自动控制电路。连接电

10、路实现自动控制电路。(1) 手动状态，点动对应按键手动状态，点动对应按键1和和2，使电机分别以，使电机分别以25Hz与与15Hz的控制频率正转和反的控制频率正转和反转，按下按键转，按下按键3，电机以，电机以20Hz的控制频率持续正转，按下按键的控制频率持续正转，按下按键4停止；自动状态下，停止；自动状态下，电机转速根据文本屏设定值自动调整。电机转速根据文本屏设定值自动调整。(3) 文本屏上显示当前的运行状态文本屏上显示当前的运行状态(手动或自动手动或自动)、当前电机的参考转速；自动状态时，、当前电机的参考转速；自动状态时，可在文本屏上设定电机转速。可在文本屏上设定电机转速。(4) 触摸屏上可显

11、示最近触摸屏上可显示最近4次对电机转速参数修改记录次对电机转速参数修改记录(修改值、修改时间修改值、修改时间)(5) 包含必要的保护与报警功能。包含必要的保护与报警功能。(2) 采用变频器可完成电机正反转功能，对应频率可根据对应在变频器上完成。采用变频器可完成电机正反转功能，对应频率可根据对应在变频器上完成。(3) PLC中需要具有模拟量控制功能，根据最高转速与最高频率之间的比例关系，中需要具有模拟量控制功能，根据最高转速与最高频率之间的比例关系，自动计算对应转速值及模拟量输出值；自动计算对应转速值及模拟量输出值；(4) 文本屏与文本屏与PLC使用使用RS-485通讯连接，可在软件编程界面中组

12、态；通讯连接，可在软件编程界面中组态；(5) 保护功能有：保护功能有：(A) 电机手动正反转按键及其继电器互锁；电机手动正反转按键及其继电器互锁；(B) 按键按键3与按键与按键4及其及其继电器互锁；继电器互锁；(C) 设定值超出范围自动修正。设定值超出范围自动修正。5张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第二节第二节 简单电气控制系统设计简单电气控制系统设计2 2、需求分析、需求分析(b) 手动控制端手动控制端(a) 电机控制线路电机控制线路(c) 变频器控制端变频器控制端(d) PLC控制端控制端6张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学

13、自动化浙江理工大学自动化系系第二节第二节 简单电气控制系统设计简单电气控制系统设计3 3、I/OI/O分配分配设备设备I/O分配表分配表输入输入输出输出SF1_1启动按键，常开启动按键，常开KM1三相交流接触器，上电与电机供电三相交流接触器，上电与电机供电SS1_1停止按键，常闭停止按键，常闭KM2单相交流接触器，接通电机单相交流接触器，接通电机SA1两位旋钮，手自动选择两位旋钮，手自动选择KA1中间继电器，手动触点接通正转中间继电器，手动触点接通正转SB1手动正转按键，常开手动正转按键，常开KA2中间继电器，手动触点接通反转中间继电器，手动触点接通反转SB2手动反转按键，常开手动反转按键，常

14、开KA3中间继电器，手动触点接通连续正转中间继电器，手动触点接通连续正转SB3持续正转按键，常开持续正转按键，常开KA4中间继电器，中间继电器，PLC触点接通远程选择触点接通远程选择SB4持续正转停止按键，常闭持续正转停止按键，常闭SB5自动启动按键，常开自动启动按键，常开SB6自动停止按键，常闭自动停止按键，常闭PLC I/O分配表分配表输入输入输出输出触点触点元件元件功能功能继电器继电器元件元件功能功能I0.0SA1手自动选择手自动选择Q0.0KA4远程选择远程选择I0.1SB5启动按键，常开启动按键，常开AQ0ADC1 模拟量控制输出模拟量控制输出I0.2SB6停止按键，常闭停止按键，常

15、闭7张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第二节第二节 简单电气控制系统设计简单电气控制系统设计4 4、设备选型、设备选型设备选型表设备选型表设备名称设备名称型号型号规格规格订货号订货号变频器变频器Siemens MM440恒转矩最大输出电流，重量恒转矩最大输出电流，重量尺寸尺寸(W)(H)(D)6SE6440-2UC31-5DA1文本屏文本屏Siemens TD分辨率分辨率19264，重量，电流，重量，电流41mA尺寸尺寸(W) (H) (D)6AV6 6640-0AA00-0AX0PLCSiemens S7-200需要有模拟量输出，因此选取需要有模

16、拟量输出，因此选取S7-224XPCPU 224XP AC/DC/DLY，14输入输入/10输输出出6ES7 214-2BD23-0XB8按键按键(8)LA19-11绿绿(5)，红，红(3)旋钮旋钮LA18-11两位两位开关电源开关电源OTD-120B2A，用于向文本屏、变频器控制端及，用于向文本屏、变频器控制端及PLC输出端供电输出端供电直流继电器直流继电器(4)MY4NJ-DC24V24V，交流接触器交流接触器(2)CJX2-0910220V，隔离变压器隔离变压器OTD-120B220V，指示灯指示灯(3)AD11-25/40220V熔断器熔断器(2)M1，(1)，(1)断路器断路器DZ4

17、7-60备注：括号中数字代表数量，未标识代表数量为备注：括号中数字代表数量，未标识代表数量为18张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第二节第二节 简单电气控制系统设计简单电气控制系统设计5 5、设计硬件电路图、设计硬件电路图9张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第二节第二节 简单电气控制系统设计简单电气控制系统设计5 5、设计硬件电路图、设计硬件电路图10张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第二节第二节 简单电气控制系统设计简单电气控制系统设计6 6、硬件安装与检

18、验、硬件安装与检验对对PLC模拟量输出信号类型进行设定：本例中无需设定模拟量输出信号类型进行设定：本例中无需设定变频器设定：变频器设定：(1) (1) 参数复位参数复位(2) (2) 快速调试快速调试变频器快速调试流程变频器快速调试流程参数号参数号参数描述参数描述推荐设置推荐设置P0003设置参数访问等级设置参数访问等级= 1 标准级（只需要设置最基本的参数）标准级（只需要设置最基本的参数）= 2 扩展级扩展级= 3 专家级专家级3P0010= 1 开始快速调试开始快速调试注意：注意：1.只有在只有在P0010=1的情况下，电机的主要参数才能被修改，如：的情况下，电机的主要参数才能被修改，如：

19、P0304，P0305等等2. 只有在只有在P0010=0的情况下，变频器才能运行的情况下，变频器才能运行1P0100选择电机的功率单位和电网频率。选择电机的功率单位和电网频率。= 0 单位单位 kW，频率，频率50Hz= 1 单位单位 HP，频率，频率60Hz= 2 单位单位 kW，频率，频率60Hz0P0205变频器应用对象变频器应用对象= 0 恒转矩（压缩机，传送带等）恒转矩（压缩机，传送带等）= 1 变转矩（风机，泵类等）变转矩（风机，泵类等）0P03000选择电机类型选择电机类型= 1 异步电机异步电机= 2 同步电机同步电机1P03040电机额定电压：电机额定电压：注意电机实际接线

20、（注意电机实际接线（Y/）根据电机铭牌根据电机铭牌P03050电机额定电流：电机额定电流：注意：电机实际接线（注意：电机实际接线（Y/）如果驱动多台电机，如果驱动多台电机，P0305的值要大于电流总和的值要大于电流总和根据电机铭牌根据电机铭牌P03070电机额定功率电机额定功率如果如果P0100 = 0或或2，单位是，单位是kW如果如果P0100 = 1，单位是，单位是hp根据电机铭牌根据电机铭牌P03080电机功率因数电机功率因数根据电机铭牌根据电机铭牌P03090电机的额定效率电机的额定效率注意注意如果如果P0309设置为设置为0，则变频器自动计算电机效率，则变频器自动计算电机效率如果如果

21、P0100设置为设置为0，看不到此参数，看不到此参数根据电机铭牌根据电机铭牌P03100电机额定频率电机额定频率通常为通常为50/60Hz非标准电机，可以根据电机铭牌修改非标准电机，可以根据电机铭牌修改根据电机铭牌根据电机铭牌电机的额定速度电机的额定速度矢量控制方式下，必须准确设置此参数矢量控制方式下，必须准确设置此参数(3) (3) 功能调试功能调试变频器参数变频器参数P0700参数源参数源参数参数P0700参数数值参数数值含义含义/命令源命令源0工厂缺省设置工厂缺省设置1BOP(操作面板操作面板)2由端子板上的端子接入信号由端子板上的端子接入信号4通过通过BOP链路的链路的USS设置设置5

22、通过通过COM链路的链路的USS设置设置6通过通过COM链路的链路的CB设置设置P1000参数给定源参数给定源参数的数值参数的数值含义含义主设定值信号源主设定值信号源辅助设定值信号辅助设定值信号源源0无主设定值无主设定值1MOP设定值设定值(电动电位计电动电位计)2模拟设定值模拟设定值3固定频率设定值固定频率设定值4通过通过BOP链路的链路的USS设置设置5通过通过COM链路的链路的USS设置设置6通过通过COM链路的链路的CB设置设置7模拟设定值模拟设定值210无主设定值无主设定值MOP设定值设定值11MOP设定值设定值MOP设定值设定值12模拟设定值模拟设定值MOP设定值设定值77模拟设定

23、值模拟设定值2模拟设定值模拟设定值211张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第二节第二节 简单电气控制系统设计简单电气控制系统设计7 7、软件编制、软件编制数据分配数据分配数据端子名称数据端子名称PLC端子名称端子名称功能说明功能说明SA1I0.0I0.0=1进入自动状态进入自动状态SB5I0.1I0.1=1自动启动自动启动SB6I0.2I0.2=1自动停止自动停止KA4Q0.0Q0.0=1模拟量通道选择运行模拟量通道选择运行TD(1)VB0VB3存放运行状态显示数据，第存放运行状态显示数据，第1个字节为数据个个字节为数据个数，后数，后2个字节为文本

24、个字节为文本“自自”或或“手手”TD(2)VW4(VB4VB5)存放当前设定速度存放当前设定速度程序流程图程序流程图电机控制程序逻辑表电机控制程序逻辑表输出逻辑输出逻辑自锁条件自锁条件解锁条件解锁条件Q0.0(KA4)I0.0=1 且且I0.1(1) I0.0=0(2) I0.0=1且且 I0.2=112张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例落料机落料机平整机平整机冲压机冲压机13张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设

25、计实例1 1、工艺概述、工艺概述14张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例2 2、需求分析、需求分析( (当前工序当前工序) )M M操作员手动按下电机前进或后退按键，操作员手动按下电机前进或后退按键，肉眼观测，使钢板到达指定位置肉眼观测，使钢板到达指定位置操作员踩下冲压机踏板，使冲头下移操作员踩下冲压机踏板，使冲头下移完成冲压，产品被模具中的橡皮圈自完成冲压，产品被模具中的橡皮圈自动弹出动弹出操作员手动将产品与边角料取出操作员手动将产品与边角料取出15张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大

26、学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例2 2、需求分析、需求分析( (客户要求：半自动工序客户要求：半自动工序) )半自动开始前，需要先手动将钢板调整至冲头下方，然后调整至半自动状态半自动开始前，需要先手动将钢板调整至冲头下方，然后调整至半自动状态踩下启动冲头踏板完成冲压，冲头复位时踩下启动冲头踏板完成冲压，冲头复位时接通行程开关，通过接通行程开关，通过PLC自动启动电机推自动启动电机推送钢板至设定位置，同时将产品与边角料送钢板至设定位置，同时将产品与边角料推出冲压机推出冲压机M MPLC再次踩下启动冲头踏板，启动冲压，如此再次踩下启动冲头踏板，启动冲

27、压，如此往复往复16张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例2 2、需求分析、需求分析( (客户要求：全自动工序客户要求：全自动工序) )自动开始前，需要先手动将钢板调整至冲头下方，然后调整至自动状态自动开始前，需要先手动将钢板调整至冲头下方，然后调整至自动状态按下启动按键，使生产从冲压开始，冲压完成后，按下启动按键，使生产从冲压开始，冲压完成后，气缸臂伸出用电磁铁将产品取出送至传送带。气缸臂伸出用电磁铁将产品取出送至传送带。当传送带旁安装的接近开关检测到产品经过时启当传送带旁安装的接近开关检测到产品经过

28、时启动电机推动钢板，将边角料推出冲压机，当钢板动电机推动钢板，将边角料推出冲压机，当钢板到设定位置后，自动启动冲压机，重复上述过程到设定位置后，自动启动冲压机，重复上述过程 ，直至按下停止按键。直至按下停止按键。M MPLC17张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例2 2、需求分析、需求分析形成控制柜一台，包含以下主要设备：形成控制柜一台，包含以下主要设备：(1) PLC一台：实现系统的自动运行一台：实现系统的自动运行(2) 光电编码器光电编码器一个：检测送料长度一个：检测送料长度(3) 变频器变频器一

29、台：控制平整机中的减速电机一台：控制平整机中的减速电机(4) 文本屏文本屏一台：设置送料长度，显示送料实际长度与冲压产品个数一台：设置送料长度，显示送料实际长度与冲压产品个数18张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例2 2、需求分析、需求分析(1) 手动控制电机信号改接至变频器手动控制电机信号改接至变频器(2) 平整机接光电编码器平整机接光电编码器(3) 半自动与全自动采用两段速送料半自动与全自动采用两段速送料(4) 全自动增加机械手，传送带安装接近开关全自动增加机械手，传送带安装接近开关(5) 冲压机

30、自带行程开关可提供气缸启动信号冲压机自带行程开关可提供气缸启动信号(6) 增加平整机打滑与产品未取出报警增加平整机打滑与产品未取出报警(7) 从送料开始重新启动半自动或自动操作。从送料开始重新启动半自动或自动操作。(8) 在文本屏上显示或设置工作状态与报警在文本屏上显示或设置工作状态与报警19张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例2 2、需求分析、需求分析( (草图草图) )强电侧接线图强电侧接线图控制侧接线图控制侧接线图变频器接线图变频器接线图PLC接线图接线图20张益波制作机械工业出版社机械工业出版

31、社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例3、I/O分配分配(主电路主电路)设备设备I/O分配表分配表输入输入输出输出SF1 启动按键，常开启动按键，常开KM1三相交流接触器，上电与电机供三相交流接触器，上电与电机供电电SS1 停止停止(急停急停)按键，常闭按键，常闭KA1继电器，接通变频器转速继电器，接通变频器转速1SA1 三位旋钮，手自动选择三位旋钮，手自动选择KA2继电器，接通变频器转速继电器，接通变频器转速2SB1 手动正转按键，常开手动正转按键，常开KA3继电器，接通冲压启动继电器，接通冲压启动SB2 手动反转按键，常开手动反转按键

32、，常开KA4继电器，接通气缸启动继电器，接通气缸启动SB3 自动、半自动启动按键，常开自动、半自动启动按键，常开KA5继电器，接通电磁铁启动继电器，接通电磁铁启动SB4 自动、半自动停止按键，常闭自动、半自动停止按键，常闭KA6继电器，平整机处报警继电器，平整机处报警SQ1 冲压机自带行程开关，常闭冲压机自带行程开关，常闭KA7继电器，传送带处报警继电器，传送带处报警SQ2 传送带接近开关，常开传送带接近开关，常开KA8继电器，接通半自动模式继电器，接通半自动模式KA9继电器，接通自动模式继电器，接通自动模式21张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第

33、三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例3、I/O分配分配(PLC)PLC I/O分配表分配表输入输入输出输出触点触点元件元件功能功能继电继电器器元件元件功能功能I0.0PG光电编码器高速脉冲输入光电编码器高速脉冲输入Q0.0KA1 继电器，接通变频器转速继电器，接通变频器转速1I0.1KA8 半自动选择位半自动选择位Q0.1KA2 继电器，接通变频器转速继电器，接通变频器转速2I0.2KA9 自动选择位自动选择位Q0.2KA3 继电器，接通冲压启动继电器，接通冲压启动I0.3SB3自动、半自动启动按键，常自动、半自动启动按键，常开开Q0.3KA4继电器，接通气缸启动继电器，接通气缸启

34、动I0.4SB4自动、半自动停止按键，常自动、半自动停止按键，常闭闭Q0.4KA5继电器，接通电磁铁启动继电器，接通电磁铁启动I0.5SQ1 冲压机自带行程开关，常闭冲压机自带行程开关，常闭Q0.5KA6 继电器，接通平整机处报警继电器，接通平整机处报警I0.6SQ2 传送带接近开关，常开传送带接近开关，常开Q0.6KA7 继电器，接通传送带处报警继电器，接通传送带处报警22张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例4 4、设备选型、设备选型表表7.13 设备选型表设备选型表设备名称设备名称型号型号规格规格

35、订货号订货号变频器变频器Siemens MM440恒转矩最大输出电流，重量恒转矩最大输出电流，重量尺寸尺寸(W)(H)(D)6SE6440-2UC22-2BA1文本屏文本屏Siemens TD分辨率分辨率19264，重量，电流，重量，电流41mA尺寸尺寸(W) (H) (D)6AV6 6640-0AA00-0AX0PLCS i e m e n s S 7 -224CN数字量数字量7I/7O，为便于后期扩展，选取，为便于后期扩展，选取S7-220CN AC/DC/DLY，14输入输入/10输出输出6ES7 214-1BD23-0XB0按键按键(5)LA19-11绿绿(4)(开机、手动正转、手动反

36、转、自动和半自动启开机、手动正转、手动反转、自动和半自动启动动)，红，红(1)(自动和半自动停止自动和半自动停止)急停按键急停按键LA19-11/J红红(蘑菇头蘑菇头)旋钮旋钮SA18-11三位三位开关电源开关电源OTD-120B，用于向文本屏、变频器控制端及，用于向文本屏、变频器控制端及PLC输出端供电输出端供电中间继电器中间继电器(10) -支持交流支持交流220V和直流和直流24V，交流接触器交流接触器-220V，接近开关接近开关-24V，两线制，两线制隔离变压器隔离变压器OTD-120B220V，指示灯指示灯(5)AD11-25/40220V，电源，电源(绿绿)、报警、报警(红红)、手

37、动、手动(黄黄)、半自动、半自动(蓝蓝)、自动自动(绿绿)熔断器熔断器(2)M1，(1)，(1)断路器断路器DZ47-60气缸气缸-供电交流供电交流220V，最大伸出距离，最大伸出距离电磁铁电磁铁-供电交流供电交流220V，最小吸力，最小吸力10N风扇风扇(2)-220V，直径，直径光电编码器光电编码器-DC24V，分辨率，分辨率1000，电压增量式，电压增量式23张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例5 5、硬件电路图、硬件电路图( (强电侧强电侧) )24张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江

38、理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例5 5、硬件电路图、硬件电路图( (弱电侧弱电侧) )25张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例5 5、硬件安装图、硬件安装图( (控制柜正视图控制柜正视图) )26张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例5 5、硬件安装图、硬件安装图( (控制柜左右侧视图控制柜左右侧视图) )27张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工

39、大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例5 5、硬件安装图、硬件安装图( (控制柜后视图控制柜后视图) )28张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例5 5、硬件安装图、硬件安装图( (控制柜内部布置图控制柜内部布置图) )29张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例5 5、硬件安装图、硬件安装图( (控制柜加工要求控制柜加工要求) )30张益波制作机械工业出版社机械工业出版

40、社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例5 5、硬件安装图、硬件安装图( (元器件选型清单元器件选型清单) )31张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例6 6、硬件安装图、硬件安装图( (编码器安装编码器安装) )32张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例6 6、硬件安装图、硬件安装图( (控制柜外观实拍图控制柜外观实拍图) )33张益波制作机械工业出版社机械

41、工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例6 6、硬件安装图、硬件安装图( (控制柜内部实拍图控制柜内部实拍图) )34张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例7 7、软件编制、软件编制( (流程图流程图) )35张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例7 7、软件编制、软件编制( (变量地址分配表变量地址分配表) )变量地址分配表变量地址分配表数据端子名称

42、数据端子名称PLC端子名称端子名称功能说明功能说明中间数据中间数据M0.0该位有效时，表明系统处于非手动该位有效时，表明系统处于非手动(半自动或自动半自动或自动)状态状态程序用数据程序用数据T37(1秒秒)气缸与电磁铁启动后，开始定时气缸与电磁铁启动后，开始定时程序用数据程序用数据T38(2秒秒)电磁铁上电启动定时，时间到后电磁铁失电电磁铁上电启动定时，时间到后电磁铁失电程序用数据程序用数据T39送料报警定时送料报警定时程序用数据程序用数据T40电磁铁报警定时电磁铁报警定时程序用数据程序用数据HC0双字型整数，高速计数器双字型整数，高速计数器1脉冲计数值脉冲计数值TD(1)VD0实数，存放设定

43、的的长度实数，存放设定的的长度中间数据中间数据VD4实数，存放设定送料长度实数，存放设定送料长度2/3的值的值TD(2)VD8实数，实数， 已送料长度已送料长度程序用数据程序用数据VD12双整型整数，记录双整型整数，记录3秒定时前的脉冲数秒定时前的脉冲数中间数据中间数据VD16双整型整数，记录每隔双整型整数，记录每隔3秒的脉冲数差秒的脉冲数差TD(3)VW20字型数据，存放冲压产品的个数字型数据，存放冲压产品的个数中间数据中间数据VD24实数，将当前高速计数器计数值转换为实数型以方便计算实数，将当前高速计数器计数值转换为实数型以方便计算TD(4)VB30VB40字符串数据，存放运行状态显示数据

44、，第字符串数据，存放运行状态显示数据，第1个字节为数据个数，后个字节为数据个数，后10个字节为文本个字节为文本“手动模式手动模式”、“半自动模式半自动模式”或或“自动模式自动模式”TD(4)VB100VB624*为为TD产生保留存储区产生保留存储区*为组态后获得为组态后获得36张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例7 7、软件编制、软件编制( (程序逻辑表程序逻辑表) )冲压控制系统程序逻辑表冲压控制系统程序逻辑表(简化版简化版)输出逻辑输出逻辑串联条件串联条件自锁条件自锁条件解锁条件解锁条件(反条件反

45、条件)M0.0(系统启动系统启动)I0.1=1(半自半自动动) 或或I0.2=1(自动自动)I0.3(系统启动系统启动)I0.4=1(停止停止) 或或 Q0.5=1(报警报警1) 或或 Q0.6=1(报警报警2)Q0.0(速速1，接通代，接通代表正在送料表正在送料)M0.0=1I0.1=1(半自动半自动) 且且I0.5(冲压完成冲压完成) 或或 I0.2=1(自动自动) 且且I0.6(产品接收产品接收) VD8VD0 (已送料长度已送料长度设定送料长设定送料长度度)Q0.1(速速2)M0.0=1I0.1=1(半自动半自动) 且且I0.5(冲压完成冲压完成) 或或 I0.2=1(自动自动) 且且

46、I0.6(产品接收产品接收)VD8VD4(已送料长度已送料长度设定送料长设定送料长度度2/3)Q0.2(冲压冲压)M0.0=1I0.2=1(自动自动) 且且M0.0(第一次按下启动第一次按下启动按键按键) 或或 Q0.0I0.5=1(冲压完成冲压完成)Q0.3(气缸气缸)M0.0=1I0.2=1(自动自动) 且且 I0.5(冲压完成冲压完成)T37=1(气缸伸出时间到气缸伸出时间到)Q0.4(电磁铁电磁铁)M0.0=1I0.2=1(自动自动) 且且 I0.5(冲压完成冲压完成)T38=1(电磁铁通电时间到电磁铁通电时间到)Q0.5(平整机报警平整机报警)-M0.0=1(系统启动系统启动) 且且

47、Q0.0=1(送料中送料中) 且且 VD16100(脉冲数差小于脉冲数差小于100)V164.7(平整机报警确认平整机报警确认)Q0.6(传送带报警传送带报警)-M0.0=1(系统启动系统启动) 且且 T40(定时到定时到)V165.7(传送带报警确认传送带报警确认)T37(气缸气缸1秒定时秒定时TON)-I0.2=1(自动自动) 且且Q0.3=1(气缸启动气缸启动)T38(电磁铁电磁铁2秒定秒定时时TON)-I0.2=1(自动自动) 且且Q0.4=1(电磁铁启动电磁铁启动)T39(平整机报警平整机报警3秒定时秒定时TON)-Q0.0=1(送料中送料中)说明：该定时器采用自复位方式，即每说明：

48、该定时器采用自复位方式，即每3秒发出一个定时脉冲，接通中间继电秒发出一个定时脉冲，接通中间继电器器M0.2M0.1(传送带传送带2秒报秒报警检测锁定警检测锁定)M0.0=1Q0.4(电磁铁电磁铁)T40=1(传送带报警定时器传送带报警定时器) 或或 I0.6=1(产品接收到，行程开关接通产品接收到，行程开关接通若干个扫描周期若干个扫描周期)T40(传送带报警传送带报警2秒定时秒定时TON)-M0.1=1(传送报警检测锁定传送报警检测锁定)37张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例7 7、软件编制、软件编

49、制( (程序逻辑表程序逻辑表) )表表7.17 冲压控制系统程序逻辑表冲压控制系统程序逻辑表(简化改进版简化改进版)输出逻辑输出逻辑串联条件串联条件自锁条件自锁条件解锁条件解锁条件(正条件正条件)M0.0(系统启动系统启动)I0.1=1(半自动半自动) 或或I0.2=1(自动自动)I0.3(系统启动系统启动)I0.4=0(停止停止) 且且 Q0.5=0(报警报警1) 且且Q0.6=0(报警报警2)Q0.0(速速1，接通，接通代表正在送料代表正在送料)M0.0=1I0.1=1(半自动半自动) 且且I0.5(冲压完成冲压完成) 或或 I0.2=1(自动自动) 且且I0.6(产品接收产品接收) VD

50、8VD0(已送料长度已送料长度设定送设定送料长度料长度)Q0.1(速速2)M0.0=1I0.1=1(半自动半自动) 且且I0.5(冲压完成冲压完成) 或或 I0.2=1(自动自动) 且且I0.6(产品接收产品接收)VD8VD4(已送料长度已送料长度设定送设定送料长度料长度2/3)Q0.2(冲压冲压)M0.0=1I0.2=1(自动自动) 且且M0.0(第一次按下启动第一次按下启动按键按键) 或或 Q0.0I0.5=0(冲压完成冲压完成)Q0.3(气缸气缸)M0.0=1I0.2=1(自动自动) 且且 I0.5(冲压完成冲压完成)T37=0(气缸伸出时间到气缸伸出时间到)Q0.4(电磁铁电磁铁)M0

51、.0=1I0.2=1(自动自动) 且且 I0.5(冲压完成冲压完成)T38=0(电磁铁通电时间到电磁铁通电时间到)Q0.5(平整机报平整机报警警)-M0.0=1(系统启动系统启动) 且且Q0.0=1(送料中送料中) 且且 VD16100(脉冲数差小于脉冲数差小于100)V164.7(平整机报警确认平整机报警确认)Q0.6(传送带报传送带报警警)-M0.0=1(系统启动系统启动) 且且 T40(定时到定时到)V165.7(传送带报警确认传送带报警确认)T37(气缸气缸1秒定秒定时时TON)-I0.2=1(自动自动) 且且Q0.3=1(气缸启动气缸启动)T38(电磁铁电磁铁2秒秒定时定时TON)-

52、I0.2=1(自动自动) 且且Q0.4=1(电磁铁启动电磁铁启动)T39(平整机报警平整机报警3秒定时秒定时TON)-Q0.0=1(送料中送料中)说明：该定时器采用自复位方式，即每说明：该定时器采用自复位方式，即每3秒发出一个定时脉冲，接通中间秒发出一个定时脉冲，接通中间继电器继电器M0.2M0.1(传送带传送带2秒秒报警检测锁定报警检测锁定)M0.0=1Q0.4(电磁铁电磁铁)T40=0(传送带报警定时器传送带报警定时器) 且且 I0.6=0(产品接收到，行程开关产品接收到，行程开关接通若干个扫描周期接通若干个扫描周期)T40(传送带报警传送带报警2秒定时秒定时TON)-M0.1=1(传送报

53、警检测锁定传送报警检测锁定)38张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例7 7、软件编制、软件编制( (变量赋值表变量赋值表) )数据地数据地址址数据访问数据访问(修改修改)时间与数值时间与数值数据说明数据说明访问访问(修改修改)时间时间数值数值VD0PLC第一次运行时第一次运行时(数据块定义并下载数据块定义并下载)306.0设定的送料长度设定的送料长度触摸屏设定复位触摸屏设定复位(F1)触摸屏操作触摸屏操作(需编程限定长度在一定范围内需编程限定长度在一定范围内)-VD4每个扫描周期每个扫描周期(SM0.

54、0)=VD02/3设定送料长度设定送料长度2/3的值的值SMD38每次系统启动时每次系统启动时(系统初始化系统初始化)(M0.0)0修改高速计数器当前值修改高速计数器当前值(需重新启动需重新启动HSC0)送料前送料前半自动状态半自动状态(I0.1=1)冲压完成冲压完成(I0.5)自动状态自动状态(I0.2=1)电磁铁断开电磁铁断开(I0.6)VD8每个扫描周期每个扫描周期(SM0.0)=HC0P已送料长度已送料长度VD12PLC第一次运行时第一次运行时(数据块定义并下载数据块定义并下载)0记录记录3秒定时前的脉冲数秒定时前的脉冲数每次系统启动时每次系统启动时(系统初始化系统初始化)(M0.0)

55、送料前送料前半自动状态半自动状态(I0.1=1)冲压完成冲压完成(I0.5)自动状态自动状态(I0.2=1)电磁铁断开电磁铁断开(I0.6)平整机报警平整机报警(Q0.5)(分析后可省略分析后可省略)3秒定时器接通时秒定时器接通时(M0.2)=HC0VD16PLC第一次运行时第一次运行时(数据块定义并下载数据块定义并下载)0记录每隔记录每隔3秒的脉冲数差秒的脉冲数差每次系统启动时每次系统启动时(系统初始化系统初始化)(M0.0)送料前送料前半自动状态半自动状态(I0.1=1)冲压完成冲压完成(I0.5)自动状态自动状态(I0.2=1)电磁铁断开电磁铁断开(I0.6)平整机报警平整机报警(Q0.

56、5)(分析后可省略分析后可省略)3秒定时器接通时秒定时器接通时(M0.2)=HC0-VD12VW20PLC第一次运行时第一次运行时(数据块定义并下载数据块定义并下载)0冲压产品的个数冲压产品的个数触摸屏设定复位触摸屏设定复位(F2)产品接收产品接收(I0.6)=VW20+1VB30自动自动每个扫描周期，模式切换每个扫描周期，模式切换(I0.2)自动模式自动模式显示工作模式的字符串显示工作模式的字符串半自动半自动每个扫描周期，模式切换每个扫描周期，模式切换(I0.1)半自动模式半自动模式手动手动每个扫描周期，模式切换每个扫描周期，模式切换(I0.1=0且且I0.2=0)手动模式手动模式39张益波

57、制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例7 7、软件编制、软件编制( (非布尔型变量时序表非布尔型变量时序表) )时间变量时间变量对应子程序名及其调用时间说明对应子程序名及其调用时间说明变量变量数值数值变量说明变量说明数据块数据块PLC第一次运行时第一次运行时VD0306.0设定的送料长度设定的送料长度VD120记录记录3秒定时前的脉冲数秒定时前的脉冲数VD160记录每隔记录每隔3秒的脉冲数差秒的脉冲数差VW200冲压产品的个数冲压产品的个数M0.0每次系统启动时每次系统启动时(系统初始化系统初始化)子程序名：

58、子程序名：InitSMD380修改高速计数器当前值修改高速计数器当前值(需重新启需重新启动动HSC0)VD120记录记录3秒定时前的脉冲数秒定时前的脉冲数VD160记录每隔记录每隔3秒的脉冲数差秒的脉冲数差M0.0系统运行中，系统运行中，3秒定时器接通时秒定时器接通时(M0.2)，程序名：主程序，程序名：主程序VD12=HC0记录记录3秒定时前的脉冲数秒定时前的脉冲数VD16=HC0-VD12记录每隔记录每隔3秒的脉冲数差秒的脉冲数差送料前送料前半自动状态半自动状态(I0.1=1)冲压完成冲压完成(I0.5)；自动状态自动状态(I0.2=1)电磁铁断开电磁铁断开(I0.6)；子程序名：子程序名

59、：ResetSMD380修改高速计数器当前值修改高速计数器当前值(需重新启需重新启动动HSC0)VD120记录记录3秒定时前的脉冲数秒定时前的脉冲数VD160记录每隔记录每隔3秒的脉冲数差秒的脉冲数差SM0.0每个扫每个扫描周期描周期子程序子程序名：名：NHMI触摸屏操作触摸屏操作(需编程限定长需编程限定长度在一定范围内度在一定范围内)VD0-设定的送料长度设定的送料长度无条件无条件VD4=VD0*2/3设定送料长度设定送料长度2/3的值的值VD8=HC0*P已送料长度已送料长度VB30自动模式自动模式I0.2显示工作模显示工作模式的字符串式的字符串半自动模式半自动模式I0.1手动模式手动模式

60、I0.1=0且且I0.2=0产品接收产品接收(I0.6)VW20=VW20+1冲压产品的个数冲压产品的个数触摸屏设定复位触摸屏设定复位(F2)0设定的送料长度设定的送料长度触摸屏设定复位触摸屏设定复位(F1)VD0306.0设定的送料长度设定的送料长度40张益波制作机械工业出版社机械工业出版社 浙江理工大学自动化浙江理工大学自动化系系第三节第三节 电气控制柜设计实例电气控制柜设计实例7 7、软件编制、软件编制( (文本屏组态：菜单文本屏组态：菜单1)1)(a) 建立菜单建立菜单1屏幕屏幕1地址地址VB30数据格式字符串数据格式字符串(b) 建立菜单建立菜单1屏幕屏幕2数据地址数据地址VD0数据