电大毕业实习报告

第七章PLC控制系统的设计要点:PLC系统设计的方法和步骤节省PLC输入/输出点数的方法系统的软件/硬件调试方法设计注意事项课时安排:2课时9.1PLC控制系统的设计原则PLC系统设计：硬件设计和软件设计1、硬件设计硬件设计内容：PLC机型的选择输入/输出设备的选择图样（如接线图等）绘制。硬件设计应遵循的原则：1）经济性2）可靠性3）先进性及可扩展性2、软件设计软件就是编写满足生产控制要求的PLC用户程序，即绘制梯形图或编写语句表。软件设计的原则：1）、逻辑关系要简单明了，易于编程。如继电器的触点可使用无数次，只要在实现某个逻辑功能所需要的地方，可随时使用，使编制的程序具有可读性，但要避免使用不必要的触点。2)、保证程序功能的前提下尽量减少指令和程序的运行间。9.2PLC控制系统的设计步骤PLC系统设计的一般方法和步骤：分析生产过程、明确控制要求↓绘制系统的流程图↓选择PLC机型↓PLC的I/O地址分配↓┌──────────────┐电气电路设计程序设计与调试└──────────────┘↓总装调试↓试运行9.2PLC控制系统的设计步骤1、确定方案被控对象环境较差，系统工艺复杂，考虑用PLC控制系统。控制很简单，可考虑用继电器控制系统。用PLC控制，首先要了解系统的工作过程及所有功能要求，从而分析被控对象的控制过程，输入/输出量是开关量还是模拟量，明确控制要求，绘出控制系统的流程图。2、选择PLC机型PLC在可靠性上是没有问题的，机型的选择主要是考虑在功能上满足系统的要求。机型的选择依据：控制对象的输入量、输出量工作电压输出功率现场对系统的响应速度要求控制室与现场的距离等。9.2PLC控制系统的设计步骤3、选择I/O设备，列出I/O地址分配表输出设备：控制按钮、行程开关、接近开关等输出设备：接触器、电磁阀、信号灯等1）确定输入、输出设备的型号和数量；2）列写输入/输出设备与PLC的I/O地址对照表；3）绘制接线图及编程。分配I/O地址时应注意以下几点：1）把所有按钮、行程开关等集中配置，按顺序分配I/O地址。2）每个I/O设备占用1个I/O地址。3）同一类型的I/O点应尽量安排在同一个区。4）彼此有关的输出器件，如电动机正反转，其输出地址应连续分配。9.2PLC控制系统的设计步骤4、设计电气线路图1）绘制电动机的主电路及PLC外部的其它控制电路图。2）绘制PLC的I/O接线图注：接在PLC输入端的电器元件一律为常开触点，如停止按钮等。绘制PLC及I/O设备的供电系统图输入电路一般由PLC内部提供电源，输出电路根据负载的额定电压外接电源。5、程序设计与调试程序设计可用经验设计法或功能表图设计法，或者是两者的组合。6、总装调试接好硬件线路，把程序输入PLC中，联机调试。9.3设计技巧1．I/O点数的估算在选机型时，应保证I/O点数有15～20%的余量。2．内存容量的估算用户程序所占内存容量受I/O点数、用户程序编制水平等因素的影响，程序越短，程序执行的扫描周期就越短。估算内存大小可根据下列方法来确定：1）开关量I/O点数：一般PLC的开关量I/O点数的比值为3/2（CPM1A）或1/1（FX2N），因此根据I/O总点数所需的内存容量为：所需内存步数=I/O开关量总点数×（10～15）2）模拟量I/O总点数具有模拟量控制要求的系统要用到数据传送和运算等功能指令，所占内存较多，其内存容量可按下式计算：所需内存步数=模拟量I/O总点数×（200～250）3）程序编写的质量设计人员的编程水平直接影响到程序的长短及运行时间。9.3设计技巧综上所述，估算PLC所需内存的总容量为：开关量I/O总点数×（10～15）+模拟量I/O总点数×（200～250）+30%的余量3、响应时间系统响应时间：指输入信号产生时刻与输出信号状态发生变化的时间间隔，若输入信号的变化频率快于一个扫描周期，系统就不能可靠地响应每个输入信号，这时应尽量缩短程序，提高响应速度。4、功能要求与PLC结构的合理性1）不需要PLC之间通讯，系统规模较小，可考虑用整体式结构的PLC。2）既有开关量控制，又有模拟量控制，以及通讯要求等大中型控制系统，可考虑用模块式结构，易于功能的扩展，同时模块式结构一旦发生故障比较容易排除。9.3设计技巧5、输入/输出模块的选择输入模块类型分为DC5V、12V、24V、48V和AC110V、220V等。系统现场与主机之间距离10m，可选择DC5V输入形式；系统现场与主机之间距离为10～30m可用DC12V、24V；系统现场与主机之间距离30m可用DC48V等输出模块有继电器输出型、晶体管输出型、晶闸管输出型，可根据不同需要选择输出类型。9.3设计技巧6．程序设计方法1）经验设计法经验设计法：依据继电器控制线路原理图翻译成梯形图。经验设计法用于对现有的继电器控制系统进行技术改造时比较方便。2）顺序控制设计法顺序控制系统：用功能图设计法可编制出可读性很强的程序，且可减少编程时间。3）两种方法的结合复杂系统：通常用公共程序和手动程序相对较为简单。手动程序：经验设计法设计，自动程序：功能图设计法，总之，程序设计方法要根据具体情况选择相应的设计方法，不要拘泥于某一种设计方法，要灵活运用9.4PLC控制系统设计的注意事项（一）输入信号处理1）输入设备采用两线式传感器（如接近开关）时，由于漏电流比较大，可能会产生错误的输入信号。要在输入端并联一旁路电阻。2）输入信号由晶体管提供，要求晶体管截止电阻大于10kΩ，导通电阻小于800Ω。（二）PLC的安全保护及提高可靠性的措施1）短路保护如果负载发生短路，很容易烧坏PLC，因此与继电器控制线路一样，在负载回路中要装熔断器。9.4PLC控制系统设计的注意事项2）感性输入/输出的处理I/O端口接有感性元件时：a)对直流电路，应在两端并联续流二极管，如图6-8（a）；通常续流二极管可选择1A的管子，额定电压应大于电源电压的3倍b)对交流电路，应并联阻容电路，以抑制电路断开时产生的电弧对PLC的影响，如图6-8（b）。电阻可取50～120Ω，电容取0.1～0.47μF，电容的额定电压应大于电源峰值电压。9.4PLC控制系统设计的注意事项3）安装与布线PLC应远离强干扰源，如大功率可控硅装置、高频焊机等，PLC不能与高压电器安装在同一个开关柜内，在柜内PLC应远离动力线（二者间距应大于200mm）。与PLC装在同一开关柜内的不是由PLC控制的电感性元件，如接触器的线圈，应并联RC消弧电路。4）PLC的接地PLC应与其它设备分开接地，或接到同一接地端，禁止通过其它设备接地，以免产生干扰。接地线的截面应大于2mm²。