PLC应用系统设计.ppt
PLC应用系统设计,7.1 PLC应用系统的设计方法,7.2 节省输入输出点数的方法,7.3 综合实例,7.1.1 PLC系统的规划与设计,7.1.2 PLC选型与硬件系统设计,7.2.1 节省输入点的方法,7.1.3 PLC软件设计与程序调试,7.2.2 节省输出点的方法,7.3.1 PLC污水处理系统,7.3.2 加热炉自动送料装置,7.3.3 PLC自动生产线控制系统,7.1 PLC应用系统的设计方法,7.1.1 PLC系统的规划与设计,1PLC系统的规划,设计前，要深入现场进行实地考察，全面详细地了解被控制对象的特点和生产工艺过程。,在确定了控制对象和控制范围之后，需要制定相应的控制方案。,在考虑完所有的控制细节和应用要求之后，还必须要特别注意控制系统的安全性和可靠性。,要求在设计PLC控制系统的时候，应考虑到日后生产的发展和工艺的改进，而适当地留有一些余量，方便日后的升级。,2PLC控制系统的设计流程,（1）分析被控对象，明确控制要求。,（2）确定所需要的PLC机型，以及用户输入/输出设备，据此确定PLC的I/O点数。,（3）分配PLC的输入/输出点地址，设计I/O连接图。,（4）可同时进行PLC的硬件设计和软件设计。,（5）进行总装统调。,（6）修改或调整软硬件设计，使之符合设计的要求。,（7）完成PLC控制系统的设计，投入实际使用。总装统调后，还要经过一段时间的试运行，以检验系统的可靠性。,（8）技术文件整理。,7.1 PLC应用系统的设计方法,控制系统的设计流程图,7.1 PLC应用系统的设计方法,7.1.2 PLC选型与硬件系统设计,1PLC选型,机型选择基本原则：在功能满足的前提下，力争最好的性价比，并有一定的可升级性。在具体选择PLC的型号可考虑以下几个方面：,（1）功能的选择,（2）基本单元的选择,（3）编程方式,2PLC硬件系统设计,硬件设计：要完成系统流程图的设计，详细说明各个输入信息流之间的关系，具体安排输入和输出的配置，以及对输入和输出进行地址分配。,在进行上述工作的时，也要结合软件设计以及系统调试等方面的考虑。合理地安排配置与地址分配的工作，会给日后的软硬件设计，以及系统调试等带来很多方便。,7.1 PLC应用系统的设计方法,7.1.3 PLC软件设计与程序调试,1PLC软件设计,软件设计：完成参数表的定义，程序框图的绘制，程序的编制和程序说明书的编写。,参数表的定义包括输入信号表、输出信号表、中间标志表和存储表的定义。,程序框图描述了系统控制流程走向和系统功能的说明，是全部应用程序中各功能单元的结构形式。,软件设计的主要过程是编写用户程序，它是控制功能的具体实现过程。,程序说明书包括程序设计依据，程序基本结构，各功能单元详细分析，所用公式原理，各参数来源以及程序测试情况等。,7.1 PLC应用系统的设计方法,2PLC程序调试,用装在PLC上的模拟开关模拟输入信号的状态，用输出点的指示灯模拟被控对象，检查程序无误后便把PLC接到系统中去，进行调试。,首先对PLC外部接线作仔细检查，外部接线一定要准确、无误。,为了安全可靠起见，常常将主电路断开，进行预调，当确认接线无误再接主电路，将模拟调试好的程序送入用户存储器进行调试，直到各部分的功能正常，并能协调一致成为一个完整的整体控制为止。,7.1 PLC应用系统的设计方法,7.2 节省输入输出点数的方,7.2.1 节省输入点的方法,1矩阵输入法,一般控制系统都存在多种工作方式，但各种工作方式又不可能同时运行。所以可将这几种工作分别使用的输入信号分成若干组，PLC运行时只会用到其中的一组信号。一般常用于有多种输入操作方式的场合。,2输入触点的合并,如果某些外部输入信号总是以某种“或与非”组合的整体形式出现在梯形图中，可以将它们对应的触点在PLC外部串、并联后作为一个整体输入PLC，只占PLC的一个输入点。,3将信号设置在PLC之外,系统的某些输入信号，都可以设置在PLC外部的硬件电路中。某些手动按钮需要串接一些安全联锁触点，如果外部硬件联锁电路过于复杂，则应考虑将有关信号送入PLC，用梯形图实现联锁。,7.2 节省输入输出点数的方,7.2.2 节省输出点的方法,1矩阵输出,图中采用8个输出组成44矩阵，可接16个输出设备。要使某个负载接通工作，只要控制它所在的行与列对应的输出继电器接通即可。,当只有某一行对应的输出继电器接通，各列对应的输出继电器才可任意接通；或者当只有某一列对应的输出继电器接通，各行对应的输出继电器才可任意接通的，否则将会出现错误接通负载。因此，采用矩阵输出时，必须要将同一时间段接通的负载安排在同一行或同一列中，否则无法控制。,2外部译码输出,用七段码译码指令SEGD，可以直接驱动一个七段数码管，但需要7个输出端。如采用在输出端外部译码，则可减少输出端的数量。,BCD码驱动七段数码管电路图,7.2 节省输入输出点数的方,7.3 综合实例,7.3.1 PLC污水处理系统,污水处理控制系统工作示意图,按SB9选择开关选择废水的程度（0为轻度污水，1为重度污水）,按启动按钮SB1启动污水泵，污水到位后由由污水到位传感器发出污水到位信号，关闭污水泵，启动一号排污剂泵，一号排污剂到位后，关闭一号排污剂泵，如果是轻度污水，启动搅拌泵。,如果是重度污水，启动二号排污剂泵，二号排污剂到位后，关闭二号排污剂泵，启动搅拌泵。,搅拌泵启动后延时6秒，关闭搅拌泵，启动放水泵，放水到位后，关闭放水泵延时1秒，开启罐底门，污物自动下落，延时4秒后关闭罐底门，此后再延时2秒，当罐底门开启不到3次时，继续进行上述工艺。,7.3 综合实例,当罐底门开启3次时，启动传送带运行6秒，将污物箱运走，换成空箱后继续进行上述工艺。,按下停止按钮SB2，则在罐底门关闭2秒后，停止污水处理。,解：（1）输入/输出（I/O）分配表,7.3 综合实例,（2）根据工艺要求画出状态转移图,7.3 综合实例,（3）根据状态转移图写出指令语句表,7.3.2 应用实例：PLC控制自动送料装置,某加热炉自动送料装置，该动力头的加工过程示意图，如图所示。,加热炉自动送料装置工作示意图,7.3 综合实例,其控制要求如下：,（1）按SO1启动按钮KM1得电，炉门电机正转炉门开。,（2）压限位开关ST1KM1失电，炉门电机停转；KM3得电，推料机电机正转推料机进，送料入炉到料位。,（3）压限位开关ST2KM3失电，推料机电机停转，延时3秒后，KM4得电，推料机电机反转推料机退到原位。,（4）压限位开关ST3KM4失电，推料机电机停转；KM2得电，炉门电机反转炉门闭。,（5）压限位开关ST4KM2失电，炉门电机停转；ST4常开触点闭合，并延时3秒后才允许下次循环开始。,（6）上述过程不断运行，若按下停止按钮SO2后，立即停止，再按启动按钮继续运行。,解：（1）确定输入/输出（I/O）分配表,（2）根据工艺要求画出状态转移图,（3）根据状态转移图画出梯形图,（4）语句表,7.3 综合实例,7.3.3 PLC传送、检测与分拣控制系统,物件传送、检测与分拣设备如图所示。主要供料部件、机械手搬运部件和皮带输送机部件等组成。,7.3 综合实例,1供料部件,由供料盘和供料架组成。供料盘推料拨杆由直流电动机拖动，供料架有光电传感器作物件到位检测用。,由手指气缸、机械手悬臂气缸、机械手手臂气缸和摆动气缸等组成。手指装有夹紧识别磁性开关，悬臂气缸和手臂气缸两端安装有磁性开关，机械手支架的两端装有检测气缸左右摆动位置的电容传感器。,2气动机械手搬运部件,3进行物件传送、检测与分拣的皮带传送机部件,皮带传送机由三相交流电动机（带减速箱）拖动，交流电动机转速由变频器控制,7.3 综合实例,控制工艺要求：,设备能自动完成金属物件、黑色塑料物件与白色塑料物件（顺序不确定）的传送、分拣与包装。,系统启动后，供料盘首先送出一个物件，当位置1的光电传感器检测到物件后，由机械手搬运到皮带输送机位置2的下料孔，再进行检测和分拣。,若送到输送带上的物件为金属物件，则由传送带将金属物件输送到位置A，并由气缸A推入出料斜槽A；若送到输送带上的物件为白色塑料物件，则由传送带将白色塑料物件输送到位置B，并由气缸B推入出料斜槽B；若送到输送带上的物件为黑色塑料物件，则由传送带将黑色塑料物件输送到位置C，并由气缸C推入出料斜槽C。,7.3 综合实例,解：（1）输入/输出（I/O）分配表,7.3 综合实例,7.3 综合实例,（2）根据工艺要求画出机械手控制程序状态转移图,7.3 综合实例,传送带程序状态转移图,7.3 综合实例,7.3.4 PLC自动生产线控制系统,PLC自动生产线控制系统结构，如图所示,7.3 综合实例,控制工艺要求：,1传送站的物料斗中有物料时，在物料入口处有一个光电传感器，检测到信号后。上料气缸动作，将物料推出到传送带上，之后由电机带动传送带运行。,2物块在传送带的带动下，依次经过可检测出铁质物块的电感传感器；可检测出金属物块的电容传感器；可检测出不同的颜色，且色度可调的颜色传感器。传送带运行5秒物块到达传送带终点后自动停止，电机停止运行。,3在物块到达终点后，机械手将物块从传送带上夹起，放到货运台上，机械手返回等待。机械手由单作用气缸驱动，其工作顺序为：机械手下降手爪夹紧机械手上升机械手右转机械手下降手爪放松机械手上升机械手左转回到原位。,7.3 综合实例,4货运台得到机械手搬运过来的物块后，根据在传送带上三个传感器得到的特性参数，将物块运送到相应的仓位，并由分拣气缸将物块推到仓位内，最后货运台回到等待位置。物料属性对应的仓储位置如表7-1所示。,7.3 综合实例,解：（1）输入分配表,7.3 综合实例,（2）输出（I/O）分配表,7.3 综合实例,（3）根据工艺要求画出控制程序状态转移图,
