可编程控制器的应用课件

1、一、PLC控制系统设计的基本原则1满足被控对象的控制要求 考虑将来发展的需要， PLC选用功能较强的新产品，并留有适当的余量。2系统安全、可靠3尽可能简单、经济、使用与维修方便4具有高的性能价格比。第一节 PLC控制系统设计的内容与步骤第1页，共34页。二、PLC控制系统设计步骤1分析被控对象，提出控制要求。2. 确定输入、输出设备。3确定PLC的I/O点数，选择PLC机型。4分配I/O点数，绘制PLC控制系统输入、输出端子接线图。 5程序设计，绘制工作循环图或状态转移图。 1）初始化程序；2）控制程序；3）检测、故障诊断和显示等程序；4）保护和联锁程序。6程序调试。先进行模拟调试，再进行现场

2、联机调试；先进行局部、分段调试，再进行整体、系统调试。7调试过程结束，整理技术资料，投入使用。第一节 PLC控制系统设计的内容与步骤第2页，共34页。PLC控制系统设计步骤流程图第3页，共34页。 PLC机型的选择 I/O点的数量和种类 CPU的速度 内存容量 编程器 打印机 I/O模块 通讯接口模块 通讯传输电缆第二节 PLC的硬件设置第4页，共34页。一、PLC机型选择结构形式 整体式 模块式安装方式 集中式 远程IO式 分布式功能要求响应速度系统可靠性机型统一第5页，共34页。输入器件：指连接到PLC输入接线端子用于产生输入 信号的器件。分类 主令器件 检测器件 有源触点输入器件 无源触

3、点输入器件输入信号 模拟信号 数字信号 开关信号二、PLCI/O端口选择按钮、选择开关、数字开关行程开关、接近开关、光电开关、继电器触点，接触器辅助触点行程开关、接近开关、光电开关、继电器触点，接触器辅助触点行程开关、接近开关、光电开关、继电器触点，接触器辅助触点压力传感器、温度传感器数字开关按钮、转换开关、形成开关、触点第6页，共34页。输出器件：指连接到PLC输出接线端子用于执行程序 运行结果的器件。分类： 驱动负载 显示负载 输出端口： 继电器输出 晶体管输出 晶闸管输出接触器、继电器、电磁阀二、PLCI/O端口选择指示灯、数字显示装置、电铃、蜂鸣器交直流负载直流负载交流负载第7页，共3

4、4页。I/O点数的确定 I/O点数是衡量可编程控制器规模大小的依据。 确定依据：将与PLC相连的全部输入、输出器件根据所需的电压、电流的大小和种类分别统计，考虑将来发展的需要再相应增加 1015的余量二、PLC I/O端口选择第8页，共34页。 CPU的运行速度是指执行每一步用户程序的时间。对于以开关量为主的控制系统，不用考虑扫描速度，一般的PLC机型都可使用。对于以模拟量为主的控制系统，则需考虑扫描速度，必须选择合适CPU种类的PLC机型。三、CPU的速度第9页，共34页。远程I/O模块：输入、输出装置比较分散，工作现场远 离控制站高速计数器模块：当PLC内部的高速计数器的最高计数频率不能满

5、足要求时，可选择使用定位模块：在机械设备中，保证加工精度进行定位通信联网模块：PLC与PLC之间，或PLC与计算机之间的通信与联网模拟输入模块、输出模块：把流量、速度、压力、风 力、张力等变换成数字量，及把数字量变换成模拟量，进行输入、输出。 四、PLC模块的选择第10页，共34页。 PLC的外围设备主要是人机对话装置，用于PLC的编程和监控。通过人机对话装置可以进行编程、调试及显示图形报表、文件复制、报警等。PLC外围外围设备有编程器、打印机、EPROM写入器、显示器等。五、PLC外围设第11页，共34页。 我国优先选择220V的交流电源电压，特殊情况可选择24V直流电源供电。 输入信号电源

6、，一般利用PLC内部提供的直流24V电源。对于带有有源器件的接近开关可外接220V交流电源，提高稳定避免干扰。 选用直流I/O模块时，需要外设直流电源。六、电源电压的选择第12页，共34页。 PLC的软件设计指PLC控制系统中用户程序的设计。第三节 PLC的软件设计设计内容控制流程图梯形图状态转移图指令表设计方法翻译法状态转移图法逻辑设计法第13页，共34页。状态转移图与梯形图S20M8002X0Y1S21X1Y2S22X2Y3S23X3Y4X4S0S0X0SETS20SETS0M8002Y1S20X1SETS21Y2S21X2SETS22Y3S22X3SETS22Y4S23X4S0RETEN

7、D第14页，共34页。 用PLC中软元件，代替原继电器接触器控制线路图中的元器件，直接翻译成梯形图的方法。主要用于对旧设备、旧控制系统的技术改造。 设计举例 正反转 时间控制 第三节 PLC的软件设计一、翻译法第15页，共34页。SBSB1SB2KM1KM2KM2KM1KM2KM1COMX0X1X2Y1Y2COM一、翻译法SBSB1SB2KM1KM2X1X0X0X2Y2Y1Y2Y2Y1Y1 正反转第16页，共34页。SB1SB2COMX1X2Y1Y2KM1KM2COMKTSB2SB1KM1KTKM1KM2X1X0KTY1Y2Y1T0K30 定时器第17页，共34页。 针对顺序控制方式或步进控制

8、方式的程序设计。在程序设计时，首先将系统的工作过程分解成若干个连续的阶段，每一阶段称为“工步”或“状态”，以工步（或状态）为单元，从工作过程开始，一步接着一步，一直到工作过程的最后一步结束。 设计举例 机械手控制二、状态转移图第18页，共34页。 以布尔逻辑代数为理论基础，以逻辑变量“0”或“1”作为研究对象，以“与”、“或”、“非”三种基本逻辑运算为分析依据，对电气控制线路进行逻辑运算，把触点的“通、断”状态用逻辑变量“0”或“1”来表示。 设计举例 “与”逻辑关系 “或”逻辑关系 “与、或、非”逻辑关系三、逻辑设计法第19页，共34页。L(Y1) X0 X1 X2 M1L(Y2) X0 +

9、X1+M2 +Y2X0X1M1X2Y1X0Y2X1M2Y2L(Y3)( X0 +X1)X2 Y2 +M10X0Y3X1Y2M10X2“与”“或”“与、或、非”第20页，共34页。工件的补充使用人工控制，可直接将工件放在D点（LS0动作）。控制说明：只要D点有工件，机械手臂即先下降（B缸动作）将工件抓取（C缸 动作）后上升（B缸复位），再将工件搬运（A缸动作）到E点上 方，机械手臂再次下降（B缸动作）后放开（C缸复位）工件，机 械手臂上升（B缸复位），最后机械手臂再回到原点（A缸复位）。第21页，共34页。C缸在抓取或放开工件后，都需有1秒的间隔，机械手臂才能动作。控制说明：A,B,C缸均为单作

10、用气缸，使用电磁控制。当E点有工件且B缸已上升到LS4时，传送带马达转动以运走工件， 经2秒后传送带马达自动停止。工件若未完全运走（计时未到） 时，则应等待传送带马达停止后才能将工件移走。第22页，共34页。控制说明：LS0D点有无工件侦测用限制开关 LS5E点有无工件侦测用限制开关 LS1A缸前行限制开关（左极限） LS2A缸退回限制开关（右极限） LS3B缸下降限制开关（下极限）LS4B缸上升限制开关（上极限）第23页，共34页。功能分析：原点复位：选定以A缸退回至右极限位置（LS2 ON）、B缸 上升至上极限位置（LS4 ON）及C缸松开为机械手臂的原点。 执行一个动作之后，应做原点复位

11、的侦测（因为A、B、C缸 均为单作用气缸，所以会自动退回原点）。工件搬运流程：依题意其动作为一循环式单一顺序流程。传送带流程：在侦测到E点有工件且B缸在上极限位置时， 应驱动传送带转动。上述两个流程可以同时进行，因此使用并进分支流程来完 成组合。第24页，共34页。元件分配： D点工件传感器LS0，使用输入继电器X0A缸左限位传感器LS1，使用输入继电器X1A缸右限位传感器LS2，使用输入继电器X2B缸下限位传感器LS3，使用输入继电器X3B缸上限位传感器LS4，使用输入继电器X4E点工件传感器LS5，使用输入继电器X5A缸驱动，使用输出继电器Y0B缸驱动，使用输出继电器Y1C缸驱动，使用输出

12、继电器Y2传送带驱动，使用输出继电器Y3第25页，共34页。绘绘制状态流程图b.工件搬运流程B缸下移（Y1 ON）C缸夹取工件并延时（Y2 ON）B缸上升（Y1 OFF）A缸前进（Y0 ON）工件尚未完全搬运B缸下移（Y1 ON）C缸松开工件并延时（Y2 OFF）B缸上升（Y1 OFF）A缸后退（Y0 OFF）a.原点复位流程A缸退回至右极限位置（LS2 ON）B缸上升至上极限位置（LS4 ON）第26页，共34页。绘绘制状态流程图d.并进-合流分支c.传送带流程B缸在上极限位置E点有工件驱动传送带电机并延时2秒将工件搬运流程和传送带流程做成并进-合流分支结构第27页，共34页。步进阶梯图转换

13、第28页，共34页。程序清单第29页，共34页。第30页，共34页。 FX2N、FX2NC系列PLC 类 型 型 号 输入点数 输出点数 电源类型 FX2N-16MR(S、T) 8 8 FX2N-32MR(S、T) 16 16基本单元 FX2N-48MR(S、T) 24 24 AC 100 FX2N-64MR(S、T) 32 32 240V FX2N-80MR(S、T) 40 40 或DC 24V FX2N-128MR( T ) 64 64 FX2N-16EYT - 16 FX2N-16EYT-C - 16第31页，共34页。FX2N、FX2NC系列PLC 类 型 型 号 输入点数 输出点数

14、电源类型扩展单元 FX2N-32ER(S、T) 16 16 FX2N-48ER ( T ) 24 24 FX2N-16EX 16 - FX2N-16EX-C 16 - 不需要 FX2N-16EXL-C 16 - 单独供电扩展模块 FX2N-16EYR - 16 FX2N-16EYS - 16第32页，共34页。FX2N、FX2NC系列PLC(特殊功能模块) 型 号 功 能 说 明 FX2N-4AD 4通道12位模拟量输入模块FX2N-4AD-PT 供PT-100温度传感器用的4通道12位模拟量输入FX2N-4AD-TC 供热电偶温度传感器用的4通道12位模拟量输入FX2N-4DA 4通道12位模拟量输出模块FX2N-3A 2通道输入、1通道输出的8位模拟量模块FX2N-1HC 2相50HZ的1通道高速计数器FX2N-1PG 脉冲输出模块FX2N-10GM 有4点通用输入、6点通用输出的1轴定位单元第33页，共34页。FX2N、FX2NC系列PLC(特殊功能模块)FX-20GM和E-20GM 2轴定位单