PLC控制系统设计步骤_设计实例

第7章PLC控制系统设计制作：何献忠主要内容PLC控制系统设计步骤PLC控制系统设计实例7.1PLC控制系统设计步骤分析控制对象PLC的选择I/O地址分配程序设计系统调试固化程序编写技术文件1.分析控制对象明确了控制任务和要求，拟定控制方案。2.PLC的选择选择合适的机型I/O点数的估算用户存储器容量的估算CPU功能与结构的选择3.I/O地址分配对软件设计来说，I/O地址分配以后才可进行编程；对控制柜及PLC的外围接线来说，只有I/O地址确定以后，才可以绘制电气接线图、装配图，让装配人员根据线路图和安装图安装控制柜。4.程序设计根据控制要求设计出梯形图、或功能块图、或语句表等语言的程序，这是整个设计的核心工作。5.固化程序6.编写技术文件7.2PLC控制系统设计实例例1：台车呼车控制1．工艺过程一部电动运输车供8个加工点使用。PLC上电后，车停在某个加工点（工位），若无用车呼叫（呼车）时，则各工位的指示灯亮，表示各工位可以呼车。某工作人员按本工位的呼车按钮呼车时，各位的指示灯均灭，此时别的工位呼车无效。如停车位呼车时，小车不动；呼车工位号大于停车位时，小车自动向高位行驶；当呼车位号小于停车位号时，小车自动向低位行驶；当小车到呼车工位时自动停车。停车时间为30s供呼车工位使用，其他加工点不能呼车。从安全角度出发，停电再来电时，小车不会自行启动。2．系统控制方案有呼车?N系统启动传送停车位信号传送呼车位信号呼车信号封锁何处呼车?小车驶向低位小车驶向高位小车到达呼车位停30s解除呼车信号封锁低位高位Y图7-3呼车系统工作流程3．PLC系统选择选择S7-200CPU224基本单元（14入/10出）1台及EM221扩展单元（8入）1台组成系统。4．I/O地址分配输入输出限位开关ST1I0.0呼车按钮SB1I2.0电机正转接触器Q0.0限位开关ST2I0.1呼车按钮SB2I2.1电机反转接触器Q0.1限位开关ST3I0.2呼车按钮SB3I2.2可呼车指示Q0.2限位开关ST4I0.3呼车按钮SB4I2.3限位开关ST5I0.4呼车按钮SB5I2.4限位开关ST6I0.5呼车按钮SB6I2.5限位开关ST7I0.6呼车按钮SB7I2.6限位开关ST8I0.7呼车按钮SB8I2.7系统启动按钮I1.0系统停止按钮I1.1表7-1呼车系统输入/输出端口安排0.00.10.20.3·2L0.40.50.6·3L0.71.01.1NL11L0.00.10.20.30.40.50.60.72M1.01.11.21.31.4ML+1M1.5CPU224·1M0.00.10.203··2M0.40.50.60.7EM221ST1ST2ST3ST4ST5ST6ST7ST8启动停止SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB7正转反转指示图7-4呼车控制系统I/O接线图DC24V5．程序设计主程序段子程序//小车启停控制//调子程序0…//传送停车工位编号//呼车指示…//传送呼车工位编号位置开关呼车按钮…//停车工位号大于呼车//工位号，电机正转//停车工位号小于呼车//工位号，电机反转//停车后计时30s，//方可再次呼车图7-5呼车系统自动控制程序例2：窑温模糊控制设计1．工艺过程系统控制如图。除图上所示外，另每个养护窑有1个测温输入点（模拟量输入）；合计整个控制系统需要开关量输入8点，开关量输出8点，模拟量输入2点。每个窑都可以自行控制，其具体控制流程要求：起动电动机，供风循环热气流；开启进气阀门，供热气控温；经过一定时间（设恒温10h），关闭进气阀门；打开排气阀门，排气；按下停止按钮，关风机，关排气阀，准备砌块出窑。联锁要求只要有一个窑排气，总排气阀要打开，只有总进气阀打开，才能起动各窑进气阀。1号窑2号窑MM1号风机1号排气阀2号风机2号排气阀1号进气阀2号进气阀总进气阀总排气阀起动停止急停起动停止急停总起动总停止图7-6窑温控制示意图2．PLC系统选择选择S7-200CPU224基本单元（14入/10出）1台及EM231模拟量输入扩展模块1台组成系统。模拟量输入部分，由热敏电阻R1、R2（PT100）和温度变送器（电流输入型）构成。3．I/O地址分配输入输出1号起动I0.01号进气阀Q0.01号停止I0.11号排气阀Q0.11号急停I0.21号风机Q0.22号起动I0.32号进气阀Q0.32号停止I0.42号排气阀Q0.42号急停I0.52号风机Q0.5总起动I0.6总进气阀Q0.6总停止I0.7总排气阀Q0.71号热敏电阻AIW02号热敏电阻AIW2表7-2窑温控制系统输入/输出端口安排模拟量输入4．系统控制方案总体思路子程序SBR_0控制1号窑温、SBR_1控制2号窑温。主程序MAIN分别调用SBR_0、SBR_1子程序块，对2个养护窑分别控制。每个养护窑由1个热敏电阻检测窑内温度，由1个进气电磁阀周期闭合与断开来控制进气量，调节窑内温度。主程序的控制流程PLC运行总起动1号起动2号起动总停止PLC停止1号温控2号温控NYYYYNNN图7-8窑温数字量输出控制程序流程图控制算法用模糊控制算法去控制。其控制规则有：如果检测温度低于设定值的50％，则进气阀门打开的占空比为100％；如果检测温度在设定值的50％～80％之间，则进气阀门打开的占空比为70％；如果检测温度在设定值的80％～90％之间，则进气阀门打开的占空比为50％；如果检测温度在设定值的90％～100％之间，则进气阀门打开的占空比为30％；如果检测温度在设定值的100％～102％之间，则进气阀门打开的占空比为10％；如果检测温度高于设定值的102％，则进气阀门打开的占空比为0％。5．程序设计MAIN：主程序如图7-9所示。SBR_0：子程序1如图7-10所示。SBR_1：子程序2略图7-9窑温控制系统主程序//主程序//关闭总进气阀//打开总排气阀//打开总进气阀//1号窑运行标志置位//1号窑养护时间到，排气//关闭1号窑进气阀、排气阀和风机//打开1号窑风机//调用1号窑温控制子程序//起动1号养护时间计数器//2号窑运行标志置位//2号窑养护时间到，排气//关闭2号窑进气阀、排气阀和风机//打开2号窑风机//调用2号窑温控制子程序//起动2号养护时间计数器主程序//子程序//第1段的温度控制值//为设定值的50倍//第2段的温度控制值//为设定值的80倍//第3段的温度控制值//为设定值的90倍//第4段的温度控制值//为设定值的100倍//第5段的温度控制值//为设定值的102倍//按占空比开闭进气阀子程序1：图7-10窑温控制系统子程序1//定时3s//设定占空比为70％//定时5s//设定占空比为50％//定时7s//设定占空比为30％//定时9s//设定占空比为10％1．选择PLC时，一般要考虑哪方面的问题？2．设计一个居室安全系统的控制程序，使户主在度假期间四个居室的百叶窗和照明灯有规律地打开和关闭或接通和断开。要求白天百叶窗打开，晚上百叶窗关闭；白天及深夜照明灯断开，晚上6时至10时使四个居室照明灯轮流接通1个小时。