PLC原理与应用(锦江).ppt

《PLC原理与应用(锦江).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PLC原理与应用(锦江).ppt（188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、目录目录绪论绪论第一章第一章 PLCPLC应用基础应用基础第二章第二章 PLCPLC的结构及特点的结构及特点第三章第三章 PLCPLC的基本指令及编程的基本指令及编程第四章第四章 PLCPLC功能指令及应用功能指令及应用第五章第五章 PLCPLC联网与通信联网与通信第六章第六章 PLCPLC应用系统设计、调试及维护应用系统设计、调试及维护总复习总复习绪论绪论1. 1. 可编程序控制器英文简称的由来可编程序控制器英文简称的由来2. 2. 什么是可编程序控制器？什么是可编程序控制器？3. PLC3. PLC的发展历史的发展历史4. PLC4. PLC的发展趋势的发展趋势5. PLC5. PLC的基

2、本功能与特点的基本功能与特点6. PLC6. PLC的分类和应用的分类和应用7. 7. 教学要求教学要求8. 8. 考核方法考核方法1.1.可编程序控制器英文简称？可编程序控制器英文简称？全名：全名：Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller中文名称：可编程序控制器中文名称：可编程序控制器名称的演变：名称的演变：PLCPCPLCPLCPCPLC易混名称：易混名称：PCPersonal ComputerPCPersonal Computer2.PLC2.PLC的定义的定义国际电工委员会对国际电工委员会对PLCPLC的定义如

3、下：的定义如下： 可编程序控制器是一种数字操作的电子系统，可编程序控制器是一种数字操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存专为工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种机械或生产过式、模拟式的输入和输出，控制各种机械或生产过程。程。3.PLC3.PLC的发展历史的发展历史4.PLC4.PLC的发展趋势的发展趋势4.PLC4.PLC的发展趋势的发展趋势5.PLC5.PL

4、C的基本功能的基本功能5.PLC5.PLC的基本功能的基本功能6.PLC6.PLC的特点的特点7.PLC7.PLC的分类和应用的分类和应用整体式整体式PLC(见下图见下图)。组合式组合式PLC (见下图见下图) 。整体式整体式PLC组合式组合式PLC 7.PLC7.PLC的分类的分类。 中型中型PLC： 2 PLC2 PLC的结构及工作原理的结构及工作原理2 PLC2 PLC的结构及工作原理的结构及工作原理FXFX2N2N系列系列PLCPLC的面板的面板-型号型号-状态指示灯状态指示灯 -PLC -PLC的电源端子与输入端子的电源端子与输入端子-模式转换开关与通讯接口模式转换开关与通讯接口-输

5、入指示灯输入指示灯-输出指示灯输出指示灯-输出端子输出端子-状态指示灯状态指示灯指示灯指示灯指示灯的状态与当前运行的状态指示灯的状态与当前运行的状态POWERPOWER电源电源指示灯（绿灯）指示灯（绿灯） PLC PLC接通接通220V220V交流电源后，该灯点交流电源后，该灯点亮，正常时仅有该灯点亮表示亮，正常时仅有该灯点亮表示PLCPLC处于编辑处于编辑状态。状态。RUNRUN运行指运行指示灯（绿灯）示灯（绿灯） 当当PLCPLC处于正常运行状态时，该灯点处于正常运行状态时，该灯点亮。亮。BATT.VBATT.V内部锂电池内部锂电池电压低指示灯（红电压低指示灯（红灯）灯） 如果该指示灯点亮

6、说明锂电池电如果该指示灯点亮说明锂电池电压不足，应更换。压不足，应更换。 PROG.E(CPU.E) PROG.E(CPU.E)程序出错指示灯程序出错指示灯( (红红灯灯) ) 如果该指示灯闪烁如果该指示灯闪烁, ,说明出现以下类型说明出现以下类型的错误的错误: : 1 1、程序语法错误。、程序语法错误。 2 2、锂电池电压不足。、锂电池电压不足。 3 3、定时器或计数器未设置常数。、定时器或计数器未设置常数。 4 4、干扰信号使程序出错。、干扰信号使程序出错。 5 5、程序执行时间超出允许时间，此灯、程序执行时间超出允许时间，此灯连续亮连续亮2 PLC2 PLC的结构及工作原理的结构及工作原

7、理PLCPLC的电源端子、输入端子与输入指示灯的电源端子、输入端子与输入指示灯 外接电源端子：图中方框内的端子，为外接电源端子：图中方框内的端子，为PLCPLC的外部电源端子（的外部电源端子（L L、N N、地），通过这部分端子外接地），通过这部分端子外接PLCPLC的外部电源（的外部电源（AC 220VAC 220V）。）。2 PLC2 PLC的结构及工作原理的结构及工作原理PLCPLC的输出端子与输出指示灯的输出端子与输出指示灯 PLC PLC的结构的结构 PLC PLC的结构的结构2 PLC2 PLC的结构及工作原理的结构及工作原理PLC：起总指挥的作用。：起总指挥的作用。：存储系统及用

8、户程序和数据。：存储系统及用户程序和数据。：接受输入设备的控制信号。：接受输入设备的控制信号。：输出控制信号。：输出控制信号。：为：为CPU、存储器、存储器、I/O接口等内部电子电路接口等内部电子电路工作所配备的直流开关稳压电源。工作所配备的直流开关稳压电源。：用于手持编程。可用它输入、检查、修：用于手持编程。可用它输入、检查、修改、调试程序，或用它监视改、调试程序，或用它监视PLC的工作情况。的工作情况。：扩充外部输入：扩充外部输入/输出端子数的扩展单输出端子数的扩展单元与基本单元（即主机）联接在一起。元与基本单元（即主机）联接在一起。：将编程器、打印机、条码扫描仪等外部：将编程器、打印机、

9、条码扫描仪等外部设备与主机相联，以完成相应操作。设备与主机相联，以完成相应操作。 PLC PLC的结构的结构CPUCPU一般由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路集成一般由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路集成在一块芯片内。在一块芯片内。CPUCPU通过数据总线、地址总线和控制总线通过数据总线、地址总线和控制总线与存储单元、输入输出接口电路相连。与存储单元、输入输出接口电路相连。 其主要的任务是：其主要的任务是： 控制从编程器键入的用户程序，接收并存储用户程序和数据；控制从编程器键入的用户程序，接收并存储用户程序和数据； 用扫描的方式通过用扫描的方式通过I/O部件接收现场输入设备的状态和数据

10、部件接收现场输入设备的状态和数据 ； 诊断电源、诊断电源、PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误；内部电路工作状态和编程过程中的语法错误； 完成用户程序中规定的逻辑运算和算术运算任务；完成用户程序中规定的逻辑运算和算术运算任务； PLC PLC的结构的结构 根据运算结果，更新有关标志位的状态和根据运算结果，更新有关标志位的状态和 “输出映像寄存器输出映像寄存器”的内容，经输出部件实现的内容，经输出部件实现 输出控制、制表打印、数据通讯等操作；输出控制、制表打印、数据通讯等操作； 为了进一步提高为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对的可靠性，近年来对 大型大型PLC还采用双还采用双CPU

11、构成的冗余系统或构成的冗余系统或 采用三采用三CPU的表决式系统。的表决式系统。 PLC PLC的结构的结构 PLC PLC的存储器是存放程序和数据的地方。可编程序控的存储器是存放程序和数据的地方。可编程序控制器的存储器分为系统程序存储器和用户存储器。制器的存储器分为系统程序存储器和用户存储器。PLCPLC常常用的存储器类型有用的存储器类型有 （1 1） ROM ROM （Read-Only MemoryRead-Only Memory）；）； （2 2） RAM RAM （Random Assess MemoryRandom Assess Memory）；）； （3 3） PROM “PRO

12、M “可编程只读存储器可编程只读存储器”/ / EPROMEPROM（Erasable Programmable Read Only MemoryErasable Programmable Read Only Memory）；）； （4 4） EEPROM (Electrical Erasable Programmable EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)Read Only Memory)。 PLC PLC的结构的结构 虽然各种虽然各种PLCPLC的的CPUCPU的最大寻址空间各不相同，但是根的最大寻址空间各不

13、相同，但是根据据PLCPLC的工作原理，其存储空间一般包括以下三个区域：的工作原理，其存储空间一般包括以下三个区域：（1 1）系统程序存储区）系统程序存储区（2 2）系统）系统RAMRAM存储区（包括存储区（包括I/OI/O映象区和系统软设备等）映象区和系统软设备等）（3 3）用户程序存储区）用户程序存储区 PLC PLC的结构的结构 在主控模块中通常配有锂电池，用于在掉电时，保存在主控模块中通常配有锂电池，用于在掉电时，保存用户程序和数据。更换锂电池方法和注意点，原则上依据用户程序和数据。更换锂电池方法和注意点，原则上依据具体的说明资料。具体的说明资料。 PLCPLC的电源在整个系统中起着十

14、分重要得作用。如果的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、可靠得电源系统是无法正常工作的，因没有一个良好的、可靠得电源系统是无法正常工作的，因此此PLCPLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在流电压波动在+10%(+15%)+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而范围内，可以不采取其它措施而将将PLCPLC直接连接到交流电网上去。直接连接到交流电网上去。 PLC PLC的接口模块的接口模块 输入输出输入输出I/OI/O接口是接口是PLCPLC与被控对象间传递输入输出信与被控对象间传递输入输出信号的接口部

15、件。输入部件是开关、按钮、传感器等。输出号的接口部件。输入部件是开关、按钮、传感器等。输出部件是电磁阀、接触器、继电器。由于现场信号的类别不部件是电磁阀、接触器、继电器。由于现场信号的类别不同，为适应控制的需要，同，为适应控制的需要，PLC I/OPLC I/O具有不同的类别。输入输具有不同的类别。输入输出接口有开关量输入输出接口、模拟量输入输出接口。出接口有开关量输入输出接口、模拟量输入输出接口。 PLC PLC的接口模块的接口模块 PLC PLC是用来执行具体的控制，这就要求是用来执行具体的控制，这就要求PLCPLC要选择具体的要选择具体的I/OI/O模块和系统配置。接口模块负责把外部设备

16、的信息转换模块和系统配置。接口模块负责把外部设备的信息转换成成CPUCPU能够接收的信号，同时把能够接收的信号，同时把CPUCPU发送到外部设备的信号发送到外部设备的信号转换成能够驱动外部设备的电平。转换成能够驱动外部设备的电平。 接口模块的功能接口模块的功能 PLC的接口模块可以分为：数字量输入的接口模块可以分为：数字量输入/输出模块，模拟输出模块，模拟量输入量输入/输出模块和功能模块。输出模块和功能模块。PLCPLC的开关量输入接口模块的开关量输入接口模块 开关量输入模块（直流输入模块的电路原理图）开关量输入模块（直流输入模块的电路原理图）PLCPLC的开关量输入接口模块的开关量输入接口模

17、块 开关量输入模块（直流输入模块的等效电路）开关量输入模块（直流输入模块的等效电路） PLC PLC的开关量输入接口模块的开关量输入接口模块 开关量输入模块（交流输入模块的电路原理图）开关量输入模块（交流输入模块的电路原理图） PLC PLC的开关量输入接口模块的开关量输入接口模块 开关量输入模块（交流输入模块的等效电路）开关量输入模块（交流输入模块的等效电路） PLC PLC的开关量输出接口模块的开关量输出接口模块 数字量输出模块（交流输入模块的等效电路）数字量输出模块（交流输入模块的等效电路） 开关量输出接口按开关量输出接口按PLCPLC机内使用的元器件可分机内使用的元器件可分为继电器输出

18、、晶体管输出和双向晶闸管输出等为继电器输出、晶体管输出和双向晶闸管输出等三种类型。三种类型。 PLC PLC的开关量输出接口模块的开关量输出接口模块 数字量输出模块数字量输出模块 晶体管输出晶体管输出 双向晶闸管输出双向晶闸管输出 PLC PLC的开关量输出接口模块的开关量输出接口模块 数字量输出模块数字量输出模块(继电器的输出原理图继电器的输出原理图) PLC PLC的开关量输出接口模块的开关量输出接口模块 数字量输出模块数字量输出模块(继电器的输出等效电路图继电器的输出等效电路图) PLC PLC的结构的结构编程设备可以是专用编程设备可以是专用的手持式的编程器；也可的手持式的编程器；也可以

19、是安装了专门的编程通以是安装了专门的编程通讯软件的个人计算机讯软件的个人计算机。用户可以通过键盘输用户可以通过键盘输入和调试程序；另外在运入和调试程序；另外在运行时，还可以对整个控制行时，还可以对整个控制过程进行监控。过程进行监控。PCFP PROGRAMMER(HELP)CLRWRTFN/PFLSTKIX/IYNOTDT/LdREADOTL WLORR WRANY WYSTX WXSRC(-)OP(BIN)K/HSCCTC EVTMT SVACLRENTBAFEDC 98 3 2 1 0 7 6 5 4(DELT)CLR手持式的编程器手持式的编程器 PLC PLC的结构的结构1 1）手持式编

20、程器：不能直接输人和编辑梯形）手持式编程器：不能直接输人和编辑梯形 图，只能输入和编辑指令表程序，因此又叫图，只能输入和编辑指令表程序，因此又叫做指令编程器。做指令编程器。2 2）编程软件编程：在屏幕上直接生成和编辑）编程软件编程：在屏幕上直接生成和编辑梯形图、指令表、功能块图和顺序功能图程梯形图、指令表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同编程语言的相互转换。序，并可以实现不同编程语言的相互转换。 PLC PLC的结构的结构 近几年出产的近几年出产的PLCPLC产品一般都带有多个多种功能的通产品一般都带有多个多种功能的通信口，可与手持式编程器、上位计算机或其他外围设备信口，可与手持式编程

21、器、上位计算机或其他外围设备相连。配有通信用的适配器相连。配有通信用的适配器PC/PPIPC/PPI电缆；电缆；RS-458;RS-RS-458;RS-232;232;专门与以太网、控制网、设备网、专门与以太网、控制网、设备网、DH+ DH+ 等网络连接等网络连接的接口。以实现编程、调试、运行、遥控、监视、打印的接口。以实现编程、调试、运行、遥控、监视、打印和数据传送等功能。和数据传送等功能。 PLC PLC的结构的结构 PLC PLC的性能指标的性能指标 PLC PLC的性能质变是组成的性能质变是组成PLCPLC应用系统时选择应用系统时选择PLCPLC产品的一个产品的一个重要的参考依据。重要

22、的参考依据。PLCPLC常用的性能指标有：常用的性能指标有： （1 1） 编程语言。编程语言。 （2 2） 指令种类。指令种类。 （3 3） I/0I/0总点数。总点数。 （4 4） PLCPLC内部继电器的种类和点数。内部继电器的种类和点数。（5 5） 用户程序存储量。用户程序存储量。 PLC PLC的工作原理的工作原理 PLC PLC是一种工业控制用的计算机，它的外形不像个人计是一种工业控制用的计算机，它的外形不像个人计算机，工作方式也与计算机差别很大。算机，工作方式也与计算机差别很大。PLCPLC的工作过程是周的工作过程是周期循环扫描的过程，一个周期一般可分为三个主要阶段：期循环扫描的过

23、程，一个周期一般可分为三个主要阶段： PLC PLC的工作原理的工作原理1 1、输入映象寄存器、输入映象寄存器-外部输入（采样）参数存放区域。外部输入（采样）参数存放区域。其存储单元与输入端点（地址编码）一一对应，端点接线其存储单元与输入端点（地址编码）一一对应，端点接线一旦确定，程序编制中就要用该端点的地址码。若改端点一旦确定，程序编制中就要用该端点的地址码。若改端点接线后，必须改相应的程序指令。接线后，必须改相应的程序指令。2 2、输出映象寄存器、输出映象寄存器-程序运算结果（且用于输出控制）程序运算结果（且用于输出控制）的数据存放区域。其存储单元与输出端点（地址编码）一的数据存放区域。其

24、存储单元与输出端点（地址编码）一一对应，端点接线一旦确定，程序编制中就要用该端点的一对应，端点接线一旦确定，程序编制中就要用该端点的地址码。若改端点接线后，必须改相应的程序指令。其所地址码。若改端点接线后，必须改相应的程序指令。其所存数据随运算过程而被刷新。存数据随运算过程而被刷新。 PLC PLC的工作原理的工作原理3 3、输出锁存器、输出锁存器-保持用于输出控制的数据（输出映象寄保持用于输出控制的数据（输出映象寄存器的数据）至下一输出刷新周期（且在这一期间内保持存器的数据）至下一输出刷新周期（且在这一期间内保持外部的控制状态）。其所存数据在输出刷新阶段时被刷新外部的控制状态）。其所存数据在

25、输出刷新阶段时被刷新。 PLC PLC的工作原理的工作原理 PLC PLC的工作原理的工作原理 PLC PLC的扫描周期：执行一次输入采样阶段、程序执行阶段的扫描周期：执行一次输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段的时间。和输出刷新阶段的时间。 PLCPLC在一个工作周期中，输入扫描和输出刷新的时间一般在一个工作周期中，输入扫描和输出刷新的时间一般为为40ms40ms左右，程序执行阶段所用的时间要根据程序的长左右，程序执行阶段所用的时间要根据程序的长短不同而不同。短不同而不同。PLCPLC的一个扫描周期一般在的一个扫描周期一般在4040100ms100ms之之间。间。 PLC PLC的工作原

26、理的工作原理 由上图可见输入映像寄存器的状态值，取决于上一扫由上图可见输入映像寄存器的状态值，取决于上一扫描周期从输入端子采样取得的数据；输出锁存器的值描周期从输入端子采样取得的数据；输出锁存器的值是上一周期的刷新阶段从输出寄存器转入的。是上一周期的刷新阶段从输出寄存器转入的。 PLC PLC的性能指标的性能指标 PLC PLC的性能质变是组成的性能质变是组成PLCPLC应用系统时选择应用系统时选择PLCPLC产品的一个产品的一个重要的参考依据。重要的参考依据。PLCPLC常用的性能指标有：常用的性能指标有： （1 1） 编程语言。编程语言。 （2 2） 指令种类。指令种类。 （3 3） I/

27、0I/0总点数。总点数。 （4 4） PLCPLC内部继电器的种类和点数。内部继电器的种类和点数。（5 5） 用户程序存储量。用户程序存储量。 典型的典型的PLCPLC F系列系列PLC的单元的单元 基本单元内设基本单元内设CPUCPU、存储器、存储器、I/OI/O和和电源等，是电源等，是PLCPLC的主要部分，可独立工作的主要部分，可独立工作 扩展模块用于增加扩展模块用于增加I/OI/O点点数和数和I/OI/O点数比例，内无电源，点数比例，内无电源，由基本单元和扩展单元供电由基本单元和扩展单元供电 扩展单元内设电源，用于扩展单元内设电源，用于扩展扩展I/OI/O点数点数 特殊功能单元是一些特

28、殊用特殊功能单元是一些特殊用途的装置。途的装置。 典型的典型的PLCPLC F系列系列PLC的型号的型号 表示方法：表示方法：F-其中其中表示输入输出的总点数；表示输入输出的总点数；表示表示本单元的类型：本单元的类型：M为基本单元，为基本单元，E为扩为扩展单元；展单元；表示输出类型：表示输出类型：R为继电器为继电器输出，输出，T为晶体管输出，为晶体管输出，S为晶闸管输出；为晶闸管输出； 表示电源电压的种类：表示电源电压的种类：V为为100/110V交流，交流，E为为220/240V，D为为24V的直流。例如：的直流。例如：F-20MR-E。 典型的典型的PLCPLC S7系列系列PLC S7-

29、200：微型机。快速性、灵活性及：微型机。快速性、灵活性及多功能性。多功能性。 S7-300：中小型机。功能强、速度快：中小型机。功能强、速度快及扩展灵活。及扩展灵活。 S7-300：中大型机。功能强、速度快：中大型机。功能强、速度快及扩展灵活。及扩展灵活。 典型的典型的PLCPLC 德国德国SIEMENS S7-200 存贮器存贮器 2k 数字量数字量248点，模拟量点，模拟量35路路 德国德国SIEMENS S7-300 存贮器存贮器 2k 数字量数字量 1024点点模拟量模拟量 128路路德国德国SIEMENS S7-400 处理速度处理速度 0.3ms / 1k字字存贮器存贮器 512

30、k I/O点点 126723.1 系统设计的原则系统设计的原则 3.2 应用系统总体方案设计应用系统总体方案设计3.3 PLC系统硬件设计系统硬件设计 3.4 系统硬件设计文件系统硬件设计文件 3.5 系统硬件供电设计系统硬件供电设计3.1 系统设计的原则系统设计的原则 在了解了在了解了PLC的硬件结构和工作原理之后的硬件结构和工作原理之后可以结合实际进行可以结合实际进行PLC应用系统的设计，应用系统的设计，PLC应用系统的设计包括硬件设计和软件设计两部应用系统的设计包括硬件设计和软件设计两部分，分，PLC设计的基本原则是：设计的基本原则是： 1. 满足要求的原则。满足要求的原则。 2. 安全

31、可靠的原则。安全可靠的原则。 3. 经济适用的原则。经济适用的原则。 4. 适应发展的原则。适应发展的原则。 满足要求满足要求的原则的原则 最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计控制系统的首要前提。这就要求设计人员在设计前控制系统的首要前提。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究。收集控制现场的资料，就要深入现场进行调查研究。收集控制现场的资料，收集控制过程中有效的控制经验，进行系统设计。收集控制过程中有效的控制经验，进行系统设计。同时要注意要和现场的管理人员、技术人员、工程同时要注意要和现场的管理人员、技术人员、工程操作人员紧密配合，共同解

32、决设计中的重点问题和操作人员紧密配合，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。疑难问题。 安全可靠安全可靠的原则的原则 控制系统长期运行中能否达到安全、可靠、稳定，控制系统长期运行中能否达到安全、可靠、稳定，是设计控制系统的重要原则。为了能达到这一点，要是设计控制系统的重要原则。为了能达到这一点，要求在系统设计上，器件选择上，软件编程上要全面考求在系统设计上，器件选择上，软件编程上要全面考虑。比如说，在硬件和软件的设计上应该保证虑。比如说，在硬件和软件的设计上应该保证PLC程程序不仅在正常条件下能正确运行，而且在一些非正常序不仅在正常条件下能正确运行，而且在一些非正常情况下（如突然掉电再上电，按钮

33、按错等），也能正情况下（如突然掉电再上电，按钮按错等），也能正常工作。程序只能接受合法操作，对非法操作程序能常工作。程序只能接受合法操作，对非法操作程序能予以拒绝等等。予以拒绝等等。 经济适用经济适用的原则的原则 一个新的控制工程固然能提高产品的质量，提一个新的控制工程固然能提高产品的质量，提高产品的数量高产品的数量,从而为工程带来巨大的经济效益和社从而为工程带来巨大的经济效益和社会效益。但是，新工程的投入、技术的培训、设备会效益。但是，新工程的投入、技术的培训、设备的维护也会导致工程的投入和运行资金的增加。在的维护也会导致工程的投入和运行资金的增加。在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地

34、扩大满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的运行成本。这就要求，不仅应该使控制系统简单、运行成本。这就要求，不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护即方便又低经济，而且要使控制系统的使用和维护即方便又低成本成本 适应发展适应发展的原则的原则 社会在不断地前进，科学在不断地发展，控制社会在不断地前进，科学在不断地发展，控制系统的要求也一定会不断地在提高、不断地在完善。系统的要求也一定会不断地在提高、不断地在完善。因此，在控制系统的设计时要考虑到今后的发展、因此，在控制系统的设计时要考虑到

35、今后的发展、完善。这就要求在选择完善。这就要求在选择PLC机型和输入机型和输入/输出模块要输出模块要能适应发展的需要，要适当留有余量。能适应发展的需要，要适当留有余量。3.2 应用系统总体方案设计应用系统总体方案设计3.2.1 PLC控制系统的选型控制系统的选型由由PLC构成的单机控制系统构成的单机控制系统这种系统一般使用一台这种系统一般使用一台PLC就能完成控制要求，控制就能完成控制要求，控制对象常常是一台设备或多台设备中的一个功能，系统对象常常是一台设备或多台设备中的一个功能，系统对对PLC间的通信要求不高。间的通信要求不高。可编程控制器可编程控制器被控对象被控对象由由PLC构成的集中控制

36、系统构成的集中控制系统这种系统一般使用一台这种系统一般使用一台PLC就能完成控制要求，控制就能完成控制要求，控制对象常常是多台设备或数条流水线，这种系统通常要对象常常是多台设备或数条流水线，这种系统通常要采用冗余系统。采用冗余系统。可编程控制器可编程控制器被控对象被控对象2被控对象被控对象3被控对象被控对象1由由PLC构成的分布式控制系统构成的分布式控制系统在分布式控制系统中，每一台在分布式控制系统中，每一台PLC控制一个被控对象，控制一个被控对象，各控制器由上位机通过数据总线进行通信。各控制器由上位机通过数据总线进行通信。上位机上位机被控对象被控对象2被控对象被控对象n被控对象被控对象1PL

37、C1PLC2PLCn数据总线数据总线由由PLC构成远程构成远程I/O控制系统控制系统I/O模块不与模块不与PLC放在一起，而是远距离的放在被控放在一起，而是远距离的放在被控对象的附近。远程对象的附近。远程I/O控制系统适用于被控对象远离控制系统适用于被控对象远离集中控制室的场合。集中控制室的场合。被控对象被控对象B 被控对象被控对象C 被控对象被控对象A PLC1被控对象被控对象M 本地本地I/O通道通道远程远程I/O通道通道3.2.2 系统的运行方式系统的运行方式 全自动控制全自动控制 一旦系统启动之后，就可以按照工程要求进行自一旦系统启动之后，就可以按照工程要求进行自动控制。一个循环之后可

38、以自动启动下一个循环。整动控制。一个循环之后可以自动启动下一个循环。整个过程无需人工干预，全自动控制对整个系统的输入个过程无需人工干预，全自动控制对整个系统的输入/输出要求都很严格。系统的可靠性、安全性设计尤为输出要求都很严格。系统的可靠性、安全性设计尤为重要。重要。 半自动控制半自动控制 这种控制的特点是一旦控制系统被启动起来之后，这种控制的特点是一旦控制系统被启动起来之后，控制过程将自动完成。不须要人工去干预。当一个周控制过程将自动完成。不须要人工去干预。当一个周期完成以后，它会停止而不会继续启动系统运行。如期完成以后，它会停止而不会继续启动系统运行。如果系统需要再次启动，则必须再次人工启

39、动。或者是果系统需要再次启动，则必须再次人工启动。或者是系统在启动和运行过程中某些步骤需要人工干预。系统在启动和运行过程中某些步骤需要人工干预。 手动控制手动控制 手动控制是一种最基本的控制方法，是自动运行方手动控制是一种最基本的控制方法，是自动运行方式的辅助方式，是系统在安装、调试和维修或者在故式的辅助方式，是系统在安装、调试和维修或者在故障情况下运行时必不可少的一种运行方式。障情况下运行时必不可少的一种运行方式。 停运方式有：正常停运、暂时停运和紧急停运三种。停运方式有：正常停运、暂时停运和紧急停运三种。3.3 PLCPLC系统硬件的设计系统硬件的设计PLC硬件设计主要包括的内容有：硬件设

40、计主要包括的内容有： 1. 系统的硬件设计要求。系统的硬件设计要求。 2. PLC机型的选择。机型的选择。 3. I/O模块的选择。模块的选择。 4. 设计文档要求与格式。设计文档要求与格式。3.3.1 系统硬件设计的要求系统硬件设计的要求工艺的要求工艺的要求深入了解控制对象的工艺过程、工作特点、控制深入了解控制对象的工艺过程、工作特点、控制要求，并划分控制的各个阶段，归纳各个阶段的要求，并划分控制的各个阶段，归纳各个阶段的特点。特点。 工艺的要求工艺的要求机械手在一个周期的工艺过程机械手在一个周期的工艺过程:下降；下降；夹紧；夹紧；上升；上升；右移；右移；下降；下降；放松；放松；上升；上升；

41、左移。左移。3.1.1 系统硬件设计的要求系统硬件设计的要求设备的状况设备的状况设备的状况是工艺要求的具体实现的控制设备。设备的状况是工艺要求的具体实现的控制设备。控制功能控制功能 连续操作。系统启动以后机械手将进行周期性的连续操作。系统启动以后机械手将进行周期性的一个循环直到接收到停运信号。一个循环直到接收到停运信号。 单周期操作。自动完成一个周期的动作后停止。单周期操作。自动完成一个周期的动作后停止。 单步操作。每按一下按钮完成一步动作就停止。单步操作。每按一下按钮完成一步动作就停止。 复位操作。复位操作。 3.1.1 系统硬件设计的要求系统硬件设计的要求I/O点数和种类点数和种类从控制方

42、式选择上需要从控制方式选择上需要2个按钮，分别完成自动方式个按钮，分别完成自动方式I0.0和手动方式和手动方式I0.1的启动。需要一个停止按钮的启动。需要一个停止按钮I0.2。 限位开关有限位开关有4个，高位限位开关个，高位限位开关I0.4、低位限位开关、低位限位开关I0.5、左位限位开关、左位限位开关I0.6和右位限位开关和右位限位开关I0.7。 手动控制输入有手动控制输入有5个按钮组成，下降个按钮组成，下降I1.0、上升、上升Il.1、抓紧抓紧I1.2、左移、左移I1.3和按钮和按钮Il.4。工作台。工作台A上有工作检上有工作检测测PH器的输入信号器的输入信号I0.3。共有。共有l3个输入

43、信号。个输入信号。 I/O点数和种类点数和种类 3.3.2选择合适的选择合适的PLC类型类型3.3.3 I/O模块的选择模块的选择数字量输入模块的选择数字量输入模块的选择 选择电压等级。选择电压等级。 选择模块密度。选择模块密度。 门槛电平。门槛电平。 输入信号的最小持续时间。输入信号的最小持续时间。 选择输入模块。选择输入模块。 备用输入点的设计考虑。备用输入点的设计考虑。 3.3.3 I/O模块的选择模块的选择数字量输出模块的选择数字量输出模块的选择 输出方式的选择。输出方式的选择。 输出功率的选择。输出功率的选择。 门槛电平。门槛电平。 负载。负载。 输出模块噪声的抑制。输出模块噪声的抑

44、制。 3.3.3 I/O模块的选择模块的选择模拟量输入模块的选择模拟量输入模块的选择 模拟量值的输入范围。模拟量值的输入范围。 模拟量值的数字表示方法。模拟量值的数字表示方法。 采样循环时间。采样循环时间。 模拟量输入模块的外连接方式。模拟量输入模块的外连接方式。 抗干扰措施。抗干扰措施。 3.3.3 I/O模块的选择模块的选择模拟量输出模块的选择模拟量输出模块的选择 输出范围和输出类型。输出范围和输出类型。 对负载的要求。对负载的要求。3.3.4 智能智能 I/O模块的选择模块的选择 通信模块、高速计数模块通信模块、高速计数模块 十字路口交通指挥灯控制系统的硬件设计十字路口交通指挥灯控制系统

45、的硬件设计控制要求：控制要求： 当启动开关接通时，系统开始工作，首先是东西通当启动开关接通时，系统开始工作，首先是东西通行，即东西绿灯亮。东西绿灯工作到行，即东西绿灯亮。东西绿灯工作到40秒时，开始秒时，开始5秒钟的闪烁，然后变为黄灯，黄灯工作秒钟的闪烁，然后变为黄灯，黄灯工作5秒后，东西秒后，东西路口的红灯亮路口的红灯亮50秒。秒。 与此同时南北方向交通灯的控制规律是：南北红灯亮与此同时南北方向交通灯的控制规律是：南北红灯亮50秒，然后变为南北绿灯亮秒，然后变为南北绿灯亮40秒，之后秒，之后5秒钟的闪烁，秒钟的闪烁，然后变为黄灯，这就是一个完整的控制周期。然后变为黄灯，这就是一个完整的控制周

46、期。 电梯控制系统的设计电梯控制系统的设计控制要求：控制要求： 电梯运行方向由呼梯信号决定，顺向优先执行，内电梯运行方向由呼梯信号决定，顺向优先执行，内呼和外呼信号均有记忆标志，执行后解除；到层时自呼和外呼信号均有记忆标志，执行后解除；到层时自动关门延迟关门；停层时可手动控制开门或关门；行动关门延迟关门；停层时可手动控制开门或关门；行车时不能手动关门，门开时电梯不允许运行，电梯有车时不能手动关门，门开时电梯不允许运行，电梯有效运行时间应小于效运行时间应小于14秒，否则发出超时报警。若没有秒，否则发出超时报警。若没有内外呼梯信号，电梯自动返回第一层待命。开始运行内外呼梯信号，电梯自动返回第一层待

47、命。开始运行时，若轿箱不在第一层，会自动返回第一层。时，若轿箱不在第一层，会自动返回第一层。 3.5 系统硬件的供电设计系统硬件的供电设计 系统供电电源设计是指可编程序控制器电源模系统供电电源设计是指可编程序控制器电源模板所需电源板所需电源,IO ,IO 模板所需电源及编程器所需电源的模板所需电源及编程器所需电源的设计。设计。3.5.1 PLC 对电源质量的要求及供电系统的保护措施对电源质量的要求及供电系统的保护措施PLC所采用的供电回路一般是所采用的供电回路一般是AC220V，50HZ普通市电。因此，普通市电。因此，应考虑电网频率不能有很大的波动，在供电网络上也不应有应考虑电网频率不能有很大

48、的波动，在供电网络上也不应有大用电量用户反复起停设备，以免造成较大的电网冲击。大用电量用户反复起停设备，以免造成较大的电网冲击。3.5 系统硬件的供电设计系统硬件的供电设计 在设计供电系统时应考虑下列因素：供电与接在设计供电系统时应考虑下列因素：供电与接地系统的合理设计；电源系统的抗干扰性；外部设地系统的合理设计；电源系统的抗干扰性；外部设备失电时不应影响备失电时不应影响PLCPLC的供电，控制系统不允许断的供电，控制系统不允许断电的场合供电电源的冗余等。电的场合供电电源的冗余等。3.5.1 PLC 对电源质量的要求及供电系统的保护措施对电源质量的要求及供电系统的保护措施 一般来说一般来说,

49、PLC , PLC 对电网电压和频率的波动都有着对电网电压和频率的波动都有着较强的适应能力较强的适应能力, , 允许的电压波动范围大都在允许的电压波动范围大都在15%15%左左右右, , 允许的频率波动范围为允许的频率波动范围为 4747 63Hz63Hz。尽管如此尽管如此, ,在工业生产中在工业生产中, , 电网电压波动有时还是会超电网电压波动有时还是会超出出PLC PLC 能承受的范围。在一般的情况下，为能承受的范围。在一般的情况下，为PLCPLC的供电的供电的回路是的回路是AC220VAC220V，50HZ50HZ普通市电。因此，应考虑电网普通市电。因此，应考虑电网频率不能有很大的波动，

50、在供电网络上也不应有大用频率不能有很大的波动，在供电网络上也不应有大用电量用户反复起停设备，以免造成较大的电网冲击，电量用户反复起停设备，以免造成较大的电网冲击，由此产生的干扰传播到可编程序控制器系统中。为了由此产生的干扰传播到可编程序控制器系统中。为了提高整个系统的可靠性和抗干扰能力，为提高整个系统的可靠性和抗干扰能力，为PLCPLC供电的回供电的回路可采用隔离变压器、交流稳压器、路可采用隔离变压器、交流稳压器、UPSUPS等设备和晶体等设备和晶体管开关电源等措施。管开关电源等措施。 (1). (1). 隔离变压器隔离变压器 (2). (2). 交流稳压器交流稳压器由于市电供电压因各种原因而