第8部分PLC应用系统设计实例课件

1、PLC应用技术PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 PLC在三相异步电动机控制中的应用 PLC在时序控制中的应用 PLC模拟量的处理 文本显示器TD200的应用 电动机是电力拖动控制系统的主要控制对象，电动机的控制主要是实现电动机的起动、停止、正反转、调速和制动等运行方式的控制，并以此来实现生产过程自动化，满足生产工艺要求。PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 PLC在三相异步电动机控制中的应用 控制要求、工艺过程、控制原理作为电动机Y/起动控制，必须实现的目标为：（1）能满足控制系统对电动机起动的基本控制要求；（2）能方便地操作，需要起动时电动机首先Y接起动，起动

2、完成后自动转换为接运行；（3）为了安全起见，可在Y/接之间加入一定的时间延时；（4）为使用更安全，可将Y接接触器的辅助触点反馈回PLC。 PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 三相异步电动机继电接触器控制的Y/起动电气原理图PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 三相异步电动机PLC控制的Y/起动电气原理图PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 PLC选型和资源配置由于控制比较简单，输入/输出都是开关量，数量又很少，实际上可选用任意型号的PLC，在本例中以CPU222为例，不用扩展模块，输入电源采用本机集成的24V电源。I/O地址分配表如下：PLC精品课程

3、建设第8部分 PLC应用系统设计实例 PLC程序说明 按下启动按钮SB2，主接触器KM1吸合并自锁，同时星接接触器KM3吸合电动机星接起动并开始延时，延时时间到KM3断开。星角接之间延时200毫秒。KM2吸合的条件为定时器KT2延时200毫秒时间到、KM3已断开加上KM3的互锁。 PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 设计小结 1. PLC完成的是控制回路的功能，主回路与常规继电接触器控制相同。2. 应用PLC实现电动机的启动与停止、正反转、顺序控制、降压起动及互锁保护等功能，可以充分发挥PLC“软控制”的优点，通过编程实现复杂的逻辑控制功能；另一方面，应用PLC“软触点”来取代

4、继电器控制线路中的自锁触点、互锁触点及时间继电器触点等，使得PLC控制系统的硬件接线得到了很大程度的简化，提高了系统的可靠性。3. 因此，在电动机控制中，应用PLC取代继电器控制系统成为技术发展的必然。 PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 在上例中尽管是按控制过程编制的PLC程序，但实际上与一对一变换的程序区别不大。下面以十字路口交通信号灯为例，用时序图法设计交通信号灯的PLC自动控制程序。 PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 控制要求、工艺过程、控制原理用PLC控制十字路口交通信号的红、黄、绿灯。当工作人员合上开关SA1后，南北方向红灯亮30s期间，东西方向绿

5、灯亮25s后，闪烁3s灭，黄灯亮2s；然后切换成东西方向红灯亮30s，南北方向绿灯亮25s后，闪烁3s灭，最后是黄灯亮2s，如此循环。当工作人员合上夜间开关SA2后，东西南北两方向的黄灯同时闪烁，提醒夜间过往人员和车辆在通过十字路口时减速慢行。 PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 PLC在时序控制中的应用 信号灯及各定时器波形图 PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 PLC选型和资源配置从控制要求，输入点较少只有2个开关量，输出点6个开关量，输出频率1Hz，为增加输出点的使用寿命最好选择晶体管输出型。CPU222有8点开关量输入，6点开关量输出，输入有余，输出相等

6、。但一般选择时要留有一定的余量，本例中选择的CPU224，具体型号为6ES7 214-1AD23-0XB0的PLC，本机带有14点开关量输入，10点晶体管输出，输出驱动能力0.75A，若负载电流大于0.75A，可加一级固态继电器（SSR）放大。PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 十字路口交通信号灯控制电气原理图PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 I/O地址分配表PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 控制程序说明当工作开关SA1接通I0.0常开点闭合，定时器T37T42工作，交通灯按要求正常工作。而当夜间开关SA2接通I0.1常闭点打开后，定时器T3

7、7T42停止工作，则红、绿灯均不亮。只有网络8和网络11中I0.1常开点闭合，通过1秒脉冲的特殊存储器标志位SM0.5使东西和南北两个方向的黄灯同时闪烁。 PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 设计小结1. 在实际使用中，采用PLC控制城市交通指挥信号灯，可以容易地随时修改控制程序或控制参数，以改变各信号灯的工作时间和工作状况，满足不同交通路况要求。2. 与继电器或硬件逻辑电路控制相比，PLC系统实现时间控制具备更大的灵活性和通用性。PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 在工业控制中，除了数字信号以外，还需要对电流、电压等电量和温度、流量、压力等过程变量进行检测和控

8、制。在自动控制系统中，要把这些信号转换为标准规格的电信号，再将这些电信号转换为计算机可以接受的数字信号；还要把计算机产生的控制信号输出到控制现场，去控制被控量的变化。 下面以两台三相异步电动机拖动的“输送线双机同步控制”为例，说明PLC模拟量信号的输入、运算及控制信号输出的基本方法。 PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 PLC模拟量的处理控制要求、工艺过程、控制原理在自动化生产线设计中经常会遇到单条输送线长度过长或包角过大问题，此时就要设置两个驱动，而在控制上就需使两台驱动同步运行，如图所示。同步的方法很多，比如张紧检测方式、转矩检测方式、旋转编码器检测方式等，各有适用范围和优

9、缺点。 PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 输送线双机同步工艺图 控制要求、工艺过程、控制原理PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 PLC选型和资源配置选择下面的CPU及模块：1）CPU 6ES7 214-1BD23-0XB0 用于启停、保护及运行信号等2）数字输入模块 6ES7 221-1BF22-0XA0 拨码开关设定所需频率3）模拟输入模块 6ES7 231-0HC22-0XA0 检测变频器输出转矩4）模拟输出模块 6ES7 232-0HB22-0XA0 变频器频率给定PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 PLC选型和资源配置I/O地址分配表P

10、LC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 I/O地址分配表PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 控制程序说明程序运行步骤如下：（1）初始化，在程序的第一个扫描周期（SM0.1=1）设置初始化参数；（2）处理给定频率；（3）采样处理，对输入信号求平均值，并且对两驱动本身特性的不一致性进行补偿；（4）速度调整；（5）保护及运行程序。 PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 设计小结 BCD拨码开关是计算机控制系统中经常用到的十进制数据输入装置。 现代PLC在保持其强大的数字量控制能力的同时，基本都具备了模拟量信号检测、运算及输出控制能力，功能也日益完善。 在S7-

11、200PLC上集成的模拟调节电位器（对应特殊存储器标志SMB28和SMB29）在模拟量处理中作为不经常改变的参数的调节，使用起来也非常灵活，比如可作为采样次数预置值、信号调节等。 对输入信号进行数字滤波，主要是在程序设计中利用软件的方法来消除干扰所带来的随机误差。 PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 在有些控制中，需要设定和显示的参数及状态较多，尽管可采用拨码开关或数码显示器输入或显示参数节省一些I/O点，但I/O点的使用数量还是较多，又不直观，此时多采用文本显示器或人机界面（HMI）与CPU以通信的方式组成控制系统。下面以 “全自动汽水混合器”的控制为例介绍文本显示器TD 2

12、00的应用。 PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 文本显示器TD200的应用控制要求、工艺过程、控制原理“全自动汽水混合器”原理示意如图，控制要求如下：（1）当水箱水位未到控制水位时，冷水阀门开启；负压泵开启。（2）负压泵开启后，若出水温度（水箱进口温度）低于设定温度时，蒸汽阀开启，当水温达到设定温度时，蒸汽阀关闭。（3）当水箱水位达到控制水位时，冷水阀门关闭，但水箱温度未达到水箱设定温度时，负压泵继续运转，使水箱内部水循环加热。（4）当水箱内水温达到设定水温、水位达到控制水位时，蒸汽阀关闭，负压泵停止。（5）温度控制精度5以内即可。 PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统

13、设计实例 全自动汽水混合器示意图PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 PLC选型和资源配置采用文本显示器与CPU以通信方式组成系统，硬件电路就非常简单，成本也很低，如图8-22所示。此种方式使用的数字量I/O很少，选择型号为6ES7 212-1BB23-0XB0的CPU即可满足要求，其集成8点数字输入、6点数字输出。温度检测2点，并且测量温度最大不超过100，选择可直接连接热电阻的热电阻输入模块6ES7 231-7PB22-0XA0。 PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 CPU与TD 200通信连接示意图PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 I/O地

14、址分配表 PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 I/O地址分配表 PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 I/O地址分配表 PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 控制程序说明TD 200配置 ：第一步：进入“简介”栏，选择已有配置。第二步：进入“型号和版本选择”栏，选择TD 200 2.1版或更早的版本。第三步：进入“本地化”栏，选择简体中文。第四步：进入“标准菜单和密码”栏，选择启用TOD菜单，启用强制菜单，不启用密码保护。第五步：进入“功能键和更新速率”栏，选择默认：保留M内存中的字节0，F键设置M位，信息更新速率：尽快。第六步：进入“文本行数及信息

15、画面数量”栏，选择两行文字，配置6条信息画面。第七步：进入“内存分配” 栏，如图所示。PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 第八步：进入“信息”栏，输入需要显示的文字如“水箱温度”和字符“”等，将光标移动到需要显示数据的位置，选择“嵌入数据”命令，进入“嵌入数据” 栏，选择完毕按“确认”返回。需要注意的是，因为每行只能显示20个字符或10个汉字，所以注释性的文字要精练。第九步：完成并保存TD 200配置。 TD 200的配置数据保存在数据块中。需要注意的是，在使用TD 200的系统中，应将数据块下载到PLC中，并且TD 200与PLC联机后还需设置相关参数。 PLC精品课程建设第8部分 PLC应用系统设计实例 控制程序说明本例主要讲解文本显示器TD 200的应用，其它控制程序也比较简单，在此不再赘述。TD 200子程序主要包括信息画面的切换、参数显示、参数设定几部分。 PLC精品课