第7章PLC应用系统的设计

PLC的控制系统设计PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于工业自动化领域的控制设备，广泛应用于机械、自动化设备、流水线等系统。

PLC的控制系统设计是指对PLC进行编程和配置，使其能够按照预定逻辑完成控制任务。

1.系统需求分析和规划：在设计PLC控制系统之前，需要充分了解用户对系统的需求和要求，并进行系统规划。

这包括了解系统的输入输出信号、控制逻辑和设备之间的关系等。

2.硬件选型和布局：选择合适的PLC型号和外围设备，并进行布局。

这包括选择PLC的处理器、输入输出模块、通信模块等，并将它们安装在合适的位置。

3.编程设计：根据系统需求和规划，进行PLC的编程设计。

这需要使用相应的编程软件，按照逻辑设计控制程序。

编程涉及到使用逻辑元件、定时器、计数器等来实现控制逻辑。

4.系统联调和调试：在编程设计完成后，需要进行系统联调和调试。

这包括检查各个设备之间的连接是否正确，确保传感器、执行器等设备与PLC连接正常，并进行逻辑调试和参数调整。

5.系统验证和优化：在控制系统设计完成后，需要进行系统验证和优化。

这包括对系统进行测试，检查系统是否满足预定的需求和要求，并根据实际情况进行优化调整，提高系统的性能和可靠性。

在进行PLC的控制系统设计时，需要注意以下几个方面：1.接口设计：PLC的控制系统需要与其他设备或系统进行通信，因此需要考虑系统的接口设计。

这包括选择合适的通信方式、协议和接口标准，并考虑通信的速度、稳定性和可靠性。

2.安全设计：在PLC的控制系统设计中，安全性是一个重要的考虑因素。

需要考虑采取一些安全措施，例如设置密码访问控制、故障诊断和报警功能等，以确保系统的安全性和可靠性。

3.灵活性设计：在PLC的控制系统设计中，需要考虑系统的灵活性和可扩展性。

这意味着在设计中要考虑到未来可能的需求变化，并留有余地进行系统的扩展和升级。

4.性能优化：在控制系统的设计中，需要考虑系统的性能并进行优化。

这包括减少系统响应时间、提高系统的稳定性和可靠性，以及降低能耗等，以满足用户的需求和要求。

简述plc应用系统设计的基本原则PLC（可编程逻辑控制器）应用系统设计的基本原则包括以下几点：1. 功能性原则：PLC 应用系统的设计应满足所需的功能要求。

明确系统需要实现的控制任务和逻辑功能，确保设计的系统能够有效地完成预期的工作。

2. 可靠性原则：可靠性是 PLC 应用系统的重要指标。

在设计过程中，应考虑系统的容错能力、冗余设计以及适当的维护措施，以提高系统的可靠性和稳定性。

3. 可扩展性原则：PLC 应用系统应该具有一定的可扩展性，以便在未来需要时能够方便地进行功能扩展和系统升级。

合理规划系统的架构和模块化设计，可以提高系统的可扩展性。

4. 易用性原则：设计的 PLC 应用系统应易于使用和维护。

考虑用户的操作习惯，提供清晰的人机界面和操作指南，方便用户进行系统的监控和操作。

5. 安全性原则：在设计 PLC 应用系统时，应考虑安全性因素，确保系统的运行不会对人员和设备造成危险。

采取适当的安全措施，如密码保护、权限控制等，保护系统免受未经授权的访问和操作。

6. 经济性原则：在满足功能和性能要求的前提下，应尽量降低系统的成本。

合理选择PLC 设备和配件，优化系统的设计和布局，以实现经济高效的应用系统。

7. 标准化原则：遵循相关的工业标准和规范，确保 PLC 应用系统的互操作性和兼容性。

采用标准的通信协议和接口，可以提高系统的开放性和可集成性。

8. 调试和测试原则：在设计过程中，应注重系统的调试和测试。

建立完善的测试计划和测试用例，进行充分的功能测试、性能测试和可靠性测试，确保系统的稳定性和正确性。

综上所述，PLC 应用系统设计的基本原则包括功能性、可靠性、可扩展性、易用性、安全性、经济性、标准化以及调试和测试等方面。

遵循这些原则，可以设计出高质量、高性能的 PLC 应用系统，满足工业控制领域的需求。

第7章 PLC应用系统设计及实例本章要点● PLC应用系统设计的步骤及常用的设计方法●应用举例● PLC的装配、检测和维护7.1 应用系统设计概述在了解了PLC的基本工作原理和指令系统之后，可以结合实际进行PLC的设计，PLC的设计包括硬件设计和软件设计两部分，PLC设计的基本原则是：1. 充分发挥PLC的控制功能，最大限度地满足被控制的生产机械或生产过程的控制要求。

2. 在满足控制要求的前提下，力求使控制系统经济、简单，维修方便。

3. 保证控制系统安全可靠。

4. 考虑到生产发展和工艺的改进，在选用PLC时，在I/O点数和内存容量上适当留有余地。

5. 软件设计主要是指编写程序，要求程序结构清楚，可读性强，程序简短，占用内存少，扫描周期短。

7.2 PLC应用系统的设计7.2.1 PLC控制系统的设计内容及设计步骤1. PLC控制系统的设计内容（1）根据设计任务书，进行工艺分析，并确定控制方案，它是设计的依据。

（2）选择输入设备（如按钮、开关、传感器等）和输出设备（如继电器、接触器、指示灯等执行机构）。

（3）选定PLC的型号（包括机型、容量、I/O模块和电源等）。

（4）分配PLC的I/O点，绘制PLC的I/O硬件接线图。

（5）编写程序并调试。

（6）设计控制系统的操作台、电气控制柜等以及安装接线图。

（7）编写设计说明书和使用说明书。

2. 设计步骤（1）工艺分析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，归纳各个阶段的特点，和各阶段之间的转换条件，画出控制流程图或功能流程图。

（2）选择合适的PLC类型在选择PLC机型时，主要考虑下面几点：1功能的选择。

对于小型的PLC主要考虑I/O扩展模块、A/D与D/A模块以及指令功能（如中断、PID等）。

2I/O点数的确定。

统计被控制系统的开关量、模拟量的I/O点数，并考虑以后的扩充（一般加上10%～20%的备用量），从而选择PLC的I/O点数和输出规格。

plc应用系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本概念、组成结构及其工作原理；2. 掌握PLC编程语言，如梯形图、指令表等，并能运用这些语言进行简单的程序设计；3. 了解PLC在工业控制系统中的应用场景，如逻辑控制、过程控制等；4. 熟悉PLC与外围设备的连接及通信方式。

技能目标：1. 能够运用所学知识对简单的PLC控制系统进行设计、编程和调试；2. 培养学生的实际操作能力，提高他们解决实际工程问题的能力；3. 培养学生的团队协作和沟通能力，使他们能够在项目实施过程中进行有效合作。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对PLC技术及其应用的兴趣，激发他们探索工业自动化领域的热情；2. 培养学生的创新意识和实践能力，使他们具备继续学习和发展的潜力；3. 增强学生的工程意识，使他们认识到PLC技术在现代工业中的重要性，树立正确的职业观念。

本课程针对高年级学生，结合学科特点和教学要求，注重理论与实践相结合，培养学生的实际操作能力和团队合作精神。

通过本课程的学习，学生将能够掌握PLC应用系统的基本知识和技能，为未来从事相关领域工作打下坚实基础。

二、教学内容1. PLC基本原理及结构- PLC的定义、发展历程- PLC的硬件组成、工作原理- PLC的软件系统及编程语言2. PLC编程技术- 梯形图、指令表等编程语言- 基本指令、功能指令的应用- PLC程序的编写、下载与调试3. PLC应用系统设计- PLC控制系统设计流程- PLC与外围设备的连接及通信- 电气控制线路的设计与优化4. PLC工程实践- 实践项目一：简单逻辑控制- 实践项目二：过程控制- 实践项目三：综合控制系统5. PLC技术在工业控制中的应用案例分析- 逻辑控制案例- 过程控制案例- 自动化生产线案例本教学内容根据课程目标制定，涵盖PLC基本原理、编程技术、应用系统设计及工程实践等方面，旨在使学生系统地掌握PLC相关知识。

PLC控制系统设计的内容和步骤1.引言在工业自动化领域中，P LC（可编程逻辑控制器）被广泛应用于各种控制系统中，它可以对工业生产过程进行自动化控制。

设计一个高效且可靠的P LC控制系统是确保生产线正常运行的重要环节。

本文将讨论PL C控制系统设计所涵盖的内容和步骤。

2.设计前准备在进行P LC控制系统设计之前，我们需要进行一系列的准备工作，包括但不限于：-了解所需控制系统的工作原理和功能需求。

-完成相关的系统需求规格说明书（S RS）。

-确定系统的输入和输出设备，如传感器、执行器等。

-确定P LC软件和硬件的选择。

3. PL C硬件设计P L C硬件设计是PL C控制系统设计的重要组成部分，它的主要内容包括：-确定P LC的型号和规格，根据实际需求选择合适的P LC设备。

-确定信号输入和输出的电压等级，并设计相应的电路连接。

-配置和调试PL C的模块，如输入模块、输出模块、通信模块等。

-进行P LC的布线和连接，确保各个模块之间的良好通信。

4. PL C软件设计P L C软件设计是PL C控制系统设计的核心部分，它的主要内容包括：-根据系统需求规格说明书，进行逻辑设计和功能分解。

-使用逻辑编程语言（如LD、S T、FB D等），根据功能需求编写程序。

-进行程序的调试和测试，确保程序的正确性和可靠性。

-配置和调试人机界面（HM I），为操作人员提供友好的界面。

5. PL C控制策略设计P L C控制策略设计是P LC控制系统设计的关键环节，它的主要内容包括：-确定控制策略的类型，如顺序控制、循环控制、比例控制等。

-设计程序的执行流程，包括条件判断、循环控制等。

-根据系统需求规格说明书，设计报警逻辑和异常处理策略。

-结合实际情况进行程序的优化和改进，提升控制系统的性能和稳定性。

6.安全控制设计在P LC控制系统设计中，安全性是必不可少的考虑因素。

安全控制设计的内容包括：-确定安全控制的需求和指标，如紧急停止、安全间距控制等。

可编程控制器原理PLC课后习题部分解答第一章、可编程控制器概述1-1、简述可编程的定义答：可编程控制器是取代继电器控制线路，采用存储器程序指令完成控制而设计的装置，具有逻辑运算、定时、计数等功能，用于开关量控制、实际能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC。

87年新定义：可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。

它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算操作。

并通过数字式和模拟式的输入、输出、控制各种类型的机械或生产过程。

1-2、可编程控制器的主要特点有哪些？答：可靠性高，PLC平均无故障时间达10万小时；控制功能强，具有数值运算、PID调节；数据通信、中断处理，对步进电机、数控机床、工业机器人实施控制；组建灵活：随时可扩展各种功能；操作方便：三种语言（LAD、STL、FBD）编程。

1-3、可编程控制器有哪几种分类方法?答：按I/O点数分类：小型机I/O＜256点；中型机I/O在256~1024之间；大型机I/O＞1024点；按结构分类：整体结构和模块结构；按用途分类：有通用型和专用型。

1-4、小型ＰＬＣ发展方向有哪些？答：小型PLC向微型化和专业化方向发展：集成度更高、体积更小、质量更高更可靠、功能更强、应用更广泛。

第二章、可编程控制器构成原理２-１、PLC由哪几部分组成？答：PLC由五大部分组成：①、中央处理器CPU；②、存储器；③、基本I/O接口电路；④、接口电路，即I/O扩展和通讯部分；⑤、电源（+5V、+24V的产生。

2-2、PLC的I/O接口电路有哪几种形式?答：PLC的输入部分，有三种接口电路：①、干结点式；②直流输入式；③、交流输入式。

PLC的输出部分，有三种接口电路：①、继电器式；②、晶体管式；③、晶闸管式输入、输出电路均采用光电隔离形式，以便保护PLC内部电路不受伤害。

2-3、PLC的主要技术指标有哪些？答：PLC的主要技术指标如下：①、Ｉ／Ｏ点数、一般以输入、输出端子总和给出；②、存储容量，有系统、用户、数据三种存储器，即用户可用资源；③、扫描速度，即扫描周期，表示ＰＬＣ运算精度和运行速度；④、可扩展性：可扩展Ｉ／Ｏ接口、模数处理、温度处理、通讯、高速处理。

第1章可编程序控制器概述一、判断题1．可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器。

（）2．可编程序控制器的输出端可直接驱动大容量电磁铁、电磁阀、电动机等大负载。

（）4．PLC采用了典型的计算机结构，主要是由CPU、RAM、ROM和专门设计的输入输出接口电路等组成。

（）5．梯形图是程序的一种表示方法，也是控制电路。

（）6．梯形图两边的两根竖线就是电源。

（）7．PLC的指令语句表达形式是由操作码，标识符和参数组成。

（）8．PLC可编程序控制器是以“并行”方式进行工作的。

（）9．PLC机产品技术指标中的存储容量是指其内部用户存储器的存储容量。

（）10．PLC机产品技术指标中的存贮容量是指内部所有RAM、ROM的存贮容量。

（）11．PLC机虽然是电子产品，但它的抗干扰能力很强，可以直接按装在强电柜中。

（）二、选择题1．可编程序控制器是以（）为基本元件所组成的电子设备。

A．输入继电器触头B．输出继电器触头C．集成电路D．各种继电器触头2．PLC的基本系统需要哪些模块组成？（）A．C．PU模块B．存储器模块C．电源模块和输入输出模块D．以上都要3．PLC的程序编写有哪些图形方法？（）A．梯形图和流程图B．图形符号逻辑C．继电器原理图D．卡诺图4．PLC可编程序控制器的整个工作过程分五个阶段，PLC通电运行时，第四个阶段应为（）。

A．与编程器通信B．执行用户程序C．读入现场信号D．自诊断9．输入采样阶段，PLC的中央处理器对各输入端进行扫描，将输入信号送入（）A．累加器B．指针寄存器C．状态寄存器D．存储器10．PLC机将输入信息采入PLC内部，执行（）后达到的逻辑功能，最后输出达到控制要求。

A．硬件B．元件C．用户程序D．控制部件11．PLC机的扫描周期与程序的步数、（）及所用指令的执行时间有关。

A．辅助继电器B．计数器C．计时器D．时钟频率三、简答题1．1968年美国通用汽车公司（GM）公开招标提出十项PLC指标是什么？2．简述PLC的定义。