《第九章 可编程控制器的应用技术电子课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第九章 可编程控制器的应用技术电子课件.ppt（20页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、主讲：王晓军9.1 PLC9.1 PLC控制系统设计的基本原则与步骤控制系统设计的基本原则与步骤9.1.1 PLC9.1.1 PLC控制系统设计的基本原则控制系统设计的基本原则PLC是一种计算机化的高科技产品，相对继电器而言价格相对较高。因此，在应用PLC之前，首先应考虑是否有必要使用PLC。 在下列情况下，可以考虑使用PLC：（1）系统的开关量I/O点数很多，控制要求复杂。 （2）系统对可靠性的要求高，继电器控制不能满足要求； （3）由于生产工艺流程或产品的变化，需要经常改变系统的控制关系，或需要经常修改多项控制参数；（4）可以用一台PLC控制多台设备的系统。主讲：王晓军任何一种控制系统都是
2、为了实现被控对象（生产设备或生产过程）的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，确定选用PLC控制系统后，在设计PLC控制系统时应遵循以下基本原则：（1）最大限度地满足被控对象的控制要求； （2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便； （3）保证控制系统的安全、可靠；（4）考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择PLC容量时，应适当留有裕量。主讲：王晓军9.2 PLC9.2 PLC的选型与硬件配置的选型与硬件配置9.2.1 PLC9.2.1 PLC的选型的选型机型选择的基本原则应是在功能满足要求的前提下，保证可靠、维护使用方便以及最佳的性能价格比。具体应考虑以下几方面
3、：1. 结构上合理，安装要方便结构上合理，安装要方便2. 功能上要相当功能上要相当3. 机型上应统一机型上应统一4是否在线编程是否在线编程5. 是否满足响应时间的要求是否满足响应时间的要求6. 对联网通信功能的要求对联网通信功能的要求7. 其他特殊要求其他特殊要求主讲：王晓军 9.1.2 PLC9.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤控制系统设计的一般步骤如图9-1所示，PLC控制系统的一般设计步骤可以分为以下几步： 图9-1，PLC控制系统的一般设计步骤1. 熟悉控制对象2. 确定硬件配置，设计外部接线图3. 设计控制程序4. 程序调试5. 编制技术文件主讲：王晓军 9.2.2 PLC9.2
4、.2 PLC容量的确定容量的确定1. I/O1. I/O点数的确定点数的确定PLC的容量指I/O点数的确定以系统实际的输入输出点数为基础确定。在I/O点数的确定时，应留有适当裕量。 2. 2. 存储器容量的确定存储器容量的确定通常，一条逻辑指令占存储器一个字，计时、计数、移位以及算术运算、数据传送等指令占存储器两个字。 存储器容量的选择有两种方法：1.根据编程实际使用的节点数计算。 2.估算法。用户可根据控制规模和应用目的按 表9-1给出的公式进行估算。控制目的估算公式代替继电器进行开关量M=Km（10DI）+（5DO）模拟量控制M=Km（10DI）+（5DO）+（100AI）多路采样控制M=
5、Km（10DI）+（5DO）+（100AI）1+采样0.25表9-1估算公式主讲：王晓军 1. 1. 输入模块的选择输入模块的选择输入模块的作用是接收现场的输入信号，并将输入的高电平信号转换为PLC内部的低电平信号。输入模块的种类，按电压分类有直接5V/12V/24V/48/60V，交流115V/220V。按电路形式不同分为汇点输入式和分隔输入式两种。选择输入模块应注意以下几个方面：（1）电压的选择 （2）同时接通的点数（3）门槛电平 主讲：王晓军 2. 2. 输出模块的选择输出模块的选择输出模块的作用是将PLC的输出信号传递给外部负载，并将PLC内部的低电平信号转换为外部所需电平的输出信号。
6、输出模块按输出方式不同分为继电器输出型、晶体管输出型、双向可控硅输出型等多种。此外，输出电压值和输出电流值也各有不同。选择输出模块应注意以下几个方面：（1）输出方式 （2）输出电流 （3）同时接通的点数 3. 3. 电源模块的选择电源模块的选择电源模块的选择比较简单：只需考虑输出电流。 主讲：王晓军 9.3 PLC9.3 PLC运行方式及外部电路设计运行方式及外部电路设计9.3.19.3.1系统运行方式的设计系统运行方式的设计1. 1. 运行方式设计运行方式设计基于PLC的控制系统，其运行方式有以下3种：（1）自动运行方式 （2）半自动运行方式 （3）手动运行方式 2. 2. 停止方式的设计停
7、止方式的设计控制系统的停止有以下3种：（1）正常停止 （2）暂时停止 （3）紧急停止 主讲：王晓军 9.3.2 PLC9.3.2 PLC外部电路设计外部电路设计1. 1. 外部电路的类型与功用外部电路的类型与功用PLC外部电路完成外部输入输出元件与PLC之间的连接，根据功能的不同可分为输入侧电路、输出侧电路和供电电路，如图9-2所示。 图9-2 PLC外部电路主讲：王晓军 2. 2. 输入点的简化输入点的简化PLC输入输出点数的多少决定控制系统价格的重要因素，因此设计控制系统应尽量简化输入输入输出点数。 下面，介绍PLC外部电路设计中输入点简化的几种常用方法：（1）输入点的合并（2）分时分组输
8、入（3）减少多余信号的输入（4）手动开关置于PLC之外 主讲：王晓军 3. 3. 输出点的简化输出点的简化与输入点的简化相同，在PLC外部电路设计中也需要考虑输出点的简化问题。下面，简要说明输出点简化的几种常用方法：（1）负载的并联使用（2）接触器辅助触点的应用（3）用数字显示器代替指示灯（4）多位数字显示器的动态扫描驱动主讲：王晓军 4. 4. 供电电路的设计供电电路的设计供电电路的性能直接影响到PLC控制系统的可靠性，在设计供电电路时应注意考虑下列因素：（1）输入电源电压允许在一定的范围内变化；（2）当输入交流电断电时，应不破坏控制器程序和数据；（3）在控制器不允许断电的场合，应考虑供电电
9、源的冗余；（4）当外部设备电源断电时，应不影响控制器的供电；（5）要考虑供电电路的抗干扰措施。下面是几种实用的供电电路设计方案：下面是几种实用的供电电路设计方案：（1）使用隔离变压器的供电电路图9-11所示是使用隔离变压器的供电电路，控制器和I/O系统分别由各自的隔离变压器供电，并与主回路电源分开，这样当输入输出供电断电时不会影响控制的供电。图9-11使用隔离变压器的供电电路（2）使用UPS的供电电路图9-12所示是使用不间断电源UPS（Uninterrupted Power Supply）供电电路。 图9-12使用UPS的供电电路（3）双路供电电路图9-13所示的电路就是双路供电系统的典型结
10、构， 图9-13双路供电电路主讲：王晓军 9.4 PLC9.4 PLC控制系统的可靠性设计控制系统的可靠性设计9.4.1 PLC9.4.1 PLC的环境适应设计的环境适应设计一般情况下，PLC及其他外部电路（I/O模块。）能在下列环境条件下可靠地工作：（1）温度：工作温度055C，最高为60C；保存温度：-2085C；（2）湿度：相对湿度595%（无凝结霜）；（3）振动和冲击：满足国际电工委员会标准；（4）电源：220V交流供电时，允许变化15+15%，频率4753Hz，瞬间停电保持：10ms；（5）空气环境：周围空气不能混有可燃性、爆发性和腐蚀性气体。主讲：王晓军 9.4.29.4.2控制系
11、统的冗余性设计控制系统的冗余性设计为了保证控制系统可靠的工作，除选用可靠性高的PLC，并使其在允许的环境下工作外，控制系统的冗余设计也是提高控制系统可靠性的一条有效措施。PLC控制系统设计中，可以采取的冗余措施有： 1. 环境条件上的富余环境条件上的富余2. 控制器的并列运行控制器的并列运行3. 双机双工热后备控制系统双机双工热后备控制系统4. 与继电器控制器并用与继电器控制器并用主讲：王晓军 9.4.39.4.3控制系统的控制系统的抗干扰性设计抗干扰性设计PLC与普通的计算机不同，它直接连接被控制设备的电子设备，因此周围存在很大的干扰，混入输入电路的干扰或感应电压，容易引起错误的输入信号，从
12、而运算出错误的结果，引起错误的输出信号。因此为了使控制器可靠的工作，在控制系统设计时需要采取一些可靠的抗干扰措施。1. 1. 抗电源干扰的措施抗电源干扰的措施可以采用如图9-14所示的隔离变压器来抑制电网中的干扰信号，没有隔离变压器时，也可以使用普通变压器。 图9-14滤波器与隔离变压器同时使用主讲：王晓军 2. 控制系统的接地设计控制系统的接地设计控制系统的接地一般有图9-15所示的3种方法。图9-15控制系统的接地方式3. 防防I/O干扰的措施干扰的措施（1）从抗干扰角度选择I/O模块（3）防输出信号干扰（2）防输入信号响应干扰的措施（4）防止外部接线的干扰主讲：王晓军 9.4.49.4.4控制系统的故障诊断控制系统的故障诊断PLC具有一定的自检能力，而且在系统运行周期中都自诊断处理阶段。 1. 电源检查电源检查2. 异常检查异常检查3. 报警故障检查报警故障检查4. 输入输出检查输入输出检查5. 外部环境检查外部环境检查一般情况下，PLC故障的诊断先从总体检查开始，根据总体检查的情况找出故障点的大方向，然后在逐步细化，以找出具体故障点。细化检查的方向包括以下几点：主讲：王晓军 习题及思考题习题及思考题 1.PLC对工作环境有何特殊要求？为什么PLC一般都安装在控制柜内？ 2.PLC输入接线应注意哪些事项？PLC如何接地？ 3.如何利用PLC的自诊断功能进行故障检查？