PLC控制系统的设计举例

1、机电工程学院兰州理工大学兰州理工大学Electromechanical Drive and Control机电传动控制机电传动控制Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 2022机电传动控制机电传动控制Electromechanical Drive and Control第八章第八章 PLCPLC控制系统的设计举控制系统的设计举例例机电传动控制机电传动控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.1PLCPLC控制系统设计的一般方控制系统设计的一般方法法8.2PLCP

2、LC控制系统开发应用举控制系统开发应用举例例第八章第八章 PLC控制系统的设计举例机电传动控制机电传动控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.1 8.1 PLCPLC控制系统设计的一般方法控制系统设计的一般方法8.1.1 PLC PLC控制系统设计的一般方法控制系统设计的一般方法 1. PLC控制系统设计的一般步骤根据生产工艺过程分析控制要求，确定用户输入/输出设备；根据控制功能要求，根据I/O点数，选择PLC机型；分配I/O地址，设计PLC接线图（反映PLC与外部I/O设备连接关系）；进行控制程序设计：先绘制系统控制

3、流程图，划分控制功能块根据功能块，设计相应梯形图，最后合成为完整控制程序根据梯形图编制程序清单（语句表程序）用编程器或编程软件把程序送入PLC用户存储器中，进行调试和修改，得到正确的控制程序，生成技术文件。机电传动控制机电传动控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.1 8.1 PLCPLC控制系统设计的一般方法控制系统设计的一般方法8.1.1 PLC PLC控制系统设计的一般方法控制系统设计的一般方法 2. PLC机型选择规模的估算：取决于设备对输入输出点的需求量和控制过程的难易程度。确保相应类型的输入输出点数，并留有

4、一定的余量。 整体式的小型PLC：单机自动化和小型的机电一体化产品。 大中型PLC：控制系统较大，被控设备较分散。功能的选择： 小型低档机：全部以较少开关量作为输入输出点的控制系统。 机电传动控制机电传动控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.1 8.1 PLCPLC控制系统设计的一般方法控制系统设计的一般方法8.1.1 PLC PLC控制系统设计的一般方法控制系统设计的一般方法 2. PLC机型选择开关量较多，同时带有少量模拟量的控制系统，选用带A/D、D/A转换功能且能进行数学运算、数据传送功能的机型。对于控制系统

5、较复杂，控制性能要求较高的场合，如要求实现PID运算、闭环控制、精确定位控制且需通信联网较多。应选择中档或高档机特别是模块组合式的高档PLC。存储容量的选择 只能按照系统的控制要求作粗略的估算。 机电传动控制机电传动控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.1 8.1 PLCPLC控制系统设计的一般方法控制系统设计的一般方法8.1.1 PLC PLC控制系统设计的一般方法控制系统设计的一般方法 2. PLC机型选择输入、输出功能及负载能力选择： 输入：一般应该选用带光电隔离的模块，以增强系统抗干扰能力和电气保护。 输出：

6、要决定选用无触点的还是有触点类型，无触点的如三极管或双向可控硅输出特点是响应速度快、寿命长，缺点是价格高、过载能力差。有触点的一般用继电器触点输出，优点是适用电压范围宽、隔离作用、负载能力强、价格便宜，缺点是寿命短、响应速度慢。 其他：环境条件、价格、可扩充性、软件开发的难易程度以及编程方式、是否容易维修等方面。 机电传动控制机电传动控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.1 8.1 PLCPLC控制系统设计的一般方法控制系统设计的一般方法8.1.1 PLC PLC控制系统设计的一般方法控制系统设计的一般方法 3. P

7、LC的安装与维护PLC的安装：安装环境：环境温度、相对湿度、无腐蚀性、可燃性气体的地方、避免剧烈振动和冲击、避免受水或油的溅射、避免安装在有导电性尘埃的地方、无阳光直射的地方。安装注意事项：断电拆卸、远离高压设备和动力设备、良好的接地、严防短路火灾、故障或误动作。安装方法：DIN导轨安装、直接安装配线：机电传动控制机电传动控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.1 8.1 PLCPLC控制系统设计的一般方法控制系统设计的一般方法8.1.1 PLC PLC控制系统设计的一般方法控制系统设计的一般方法 3. PLC的安装与

8、维护PLC的维护：定期检修，注意事项：更换单元时应先切断电源；要检查换上的单元是否还有异常；如果有接触不良，可用干净的纯棉布醮工业酒精擦拭，然后装好单元。若日常检修中发现有元件损坏，更换前要注意以下几点：切断电源，以免引起触电及元件损害；将损坏的元件按正确的方法拆下，装上新匹配的器件；对于由于外部设备故障造成的损坏，一定要查清原因；安装好后，送电检查是否还有故障。 机电传动控制机电传动控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.28.2 PLCPLC控制系统开发应用举例控制系统开发应用举例8.2.1三相异步电动机三相异步电

9、动机控制控制设计一三相异步电动机控制线路，要求具有降压起动、可逆运行、反接制动功能。 机电传动控制机电传动控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.28.2 PLCPLC控制系统开发应用举例控制系统开发应用举例8.2.1三相异步电动机三相异步电动机控制控制按下正向起动按钮SB1，控制KM1接通，电机串电阻正向降压起动。延时5秒，接通KM3，电机全压运行。按下停止按钮SB3，控制KM1、KM3断开，在速度继电器KSZ自动接通情况配合下，KM2接通，反接制动开始，当转速下降小于某值时，KSZ自动断开，控制KM2断开，反接制动

10、结束。按下反向起动按钮SB2，电机串电阻反向降压起动，后面的操作与正向类似（相应动作的速度继电器触点为KSF），实现可逆运行。 1.控制要求（以正向为例）机电传动控制机电传动控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.28.2 PLCPLC控制系统开发应用举例控制系统开发应用举例8.2.1三相异步电动机三相异步电动机控制控制 2. I/O地址分配输入设备 对应输入点号 输出设备 对应输出点号 正向起动按钮SB1 X0 接触器KM1 Y0反向起动按钮SB2 X1接触器KM2 Y1停止按钮SB3 X2接触器KM3 Y2速度继电

11、器触点KSZ X3速度继电器触点KSF X4 3.软件系统设计机电传动控制机电传动控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.28.2 PLCPLC控制系统开发应用举例控制系统开发应用举例8.2.2带运输机的带运输机的控制控制有一个用4台皮带运输机组成的物料传送系统，如下图所示。每条皮带由相应的电机M1、M2、M3、M4带动，M1M4分别由接触器KM1KM4控制启停。同时每台电机均设置相应的故障继电器，当遇到堵转等故障时，相应的故障继电器即刻动作。M1M2M3M4机电传动控制机电传动控制 Lanzhou Universit

12、y of TechnologyMonday, July 04, 20228.28.2 PLCPLC控制系统开发应用举例控制系统开发应用举例8.2.2带运输机的带运输机的控制控制起动时，按下按钮SB1，为了避免在前段运输带上造成物料堆积，要求逆物料流动方向按一定时间间隔顺序起动，即按M4、M3、M2、M1的顺序起动，每隔5秒启动一台皮带机。停机时，按下按钮SB2，为了使运输带上不残留物料，要求顺物料流动方向按一定时间间隔顺序停止，即按M1、M2、M3、M4的顺序停止，也是每隔5秒停一台皮带机。当某台皮带机发生故障时，该皮带机及前面的皮带立即停止，而后面的皮带机料运完后才停止。例如M2出故障，M1

13、、M2立即停止，经过5秒后M3停，再过5秒M4停。 1.控制要求机电传动控制机电传动控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.28.2 PLCPLC控制系统开发应用举例控制系统开发应用举例8.2.2带运输机的带运输机的控制控制 2. I/O地址分配输入设备 对应输入点号 输出设备 对应输出点号 起动按钮SB1 X0 M4的接触器KM4 Y0停止按钮SB2 X1M3的接触器KM3 Y1M1故障继电器 X2M2的接触器KM2 Y2M2故障继电器 X3M1的接触器KM1 Y3M3故障继电器 X4M4故障继电器 X5 3.软件系

14、统设计机电传动控制机电传动控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.28.2 PLCPLC控制系统开发应用举例控制系统开发应用举例8.2.3液压动力滑台的液压动力滑台的控制控制工作循环图 1.控制要求快进工进快退SB1SQ2SQ3延时2秒SQ1SQ1YV1、YV3YV1YV2 电磁阀工步 转换主令 YV1 YV2YV3快进 SB1 +-+工进 SQ2 +-快退 SQ3 -+-原位停止 SQ1 -机电传动控制机电传动控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20

15、228.28.2 PLCPLC控制系统开发应用举例控制系统开发应用举例8.2.3液压动力滑台的液压动力滑台的控制控制自动快进：事先接通SA1，选择半自动工作方式，SQ1已被压下，按下SB1，接通YV1、YV3，动力滑台快进。自动工进：动力滑台快进到快进终点时，压下SQ2，断开YV3，只接通YV1，动力滑台工进。自动快退：动力滑台工进到工进终点后，延时2秒钟，断开YV1、YV3，接通YV2，动力滑台快退，快退到原点，压下SQ1，原位停止。在快进过程中，按下SB2，动力滑台立即快退，快退到原点，压下SQ1，原位停止。手动调整方式：断开SA1，选择手动调整工作方式，按下SB1，接通YV1、YV3，动

16、力滑台快进。到工进终点时，压下SQ3，动力滑台停止。按下SB2，接通YV2，动力滑台快退。到原点时，压下SQ1，动力滑台停止。机电传动控制机电传动控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.28.2 PLCPLC控制系统开发应用举例控制系统开发应用举例8.2.3液压动力滑台的液压动力滑台的控制控制 2. I/O地址分配输入设备 对应输入点号 输出设备 对应输出点号 行程开关SQ1 X0 电磁阀YV1 Y0行程开关SQ2 X1电磁阀YV2 Y1行程开关SQ3 X2电磁阀YV3 Y2起动按钮SB1 X3停止按钮SB2 X4方式

17、选择开关SA1 X5机电传动控制机电传动控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.28.2 PLCPLC控制系统开发应用举例控制系统开发应用举例8.2.3液压动力滑台的液压动力滑台的控制控制 3. PLC外部接线图 基本逻辑编程法基本逻辑编程法 4.软件系统设计S、R编程法编程法 步进指令编程法步进指令编程法机电传动控制机电传动控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July 04, 20228.28.2 PLCPLC控制系统开发应用举例控制系统开发应用举例8.2.3液压动力滑台的液压动力滑台的控制控制 5.三种方法的比较基本逻辑编程法脱胎于继电器-接触器控制系统，以前的继电器-接触器控制系统只要将相关的硬元器件如继电器以及相应的触点换成相应的PLC“软元件”，稍做修改，就很容易构成采用基本逻辑指令编写的PLC程序，但是逻辑关系的复杂程度并未简化，往往造成编程困难； S、R编程方法相对于基本逻辑指令法，简化了输出元件之间的互锁关系以及决定某一个输出元件的通断逻辑关系，但编程时需注意指令顺序；机电传动控制机电传动控制 Lanzhou University of TechnologyMonday, July