PLC控制系统设计
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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。
PLC控制项目系统设计方案分析嘿,大家好,今天咱们来聊聊PLC控制项目系统设计方案。
这可是个技术活儿,不过跟着我,保证让你轻松上手,成为项目里的技术大拿!一、项目背景这个项目是关于PLC控制系统的,简单来说,就是用PLC(可编程逻辑控制器)来实现对设备的自动控制。
这玩意儿广泛应用于各种自动化生产线、设备控制等领域,好处就是稳定、可靠,还能降低人工成本。
二、系统设计目标1.实现设备的自动化控制,提高生产效率。
2.确保系统稳定、可靠,降低故障率。
3.提高系统的可扩展性,便于后期升级和维护。
4.降低人工成本,提高经济效益。
三、系统设计方案1.PLC选型根据项目需求,我们选择一款性能稳定、功能强大的PLC,如西门子的S7-1200系列。
这款PLC具有丰富的通讯接口和编程功能,能满足我们的需求。
2.输入输出模块输入模块主要负责采集现场设备的信号,输出模块则负责控制现场设备。
根据项目需求,我们选择合适的输入输出模块,如模拟量输入输出模块、数字量输入输出模块等。
3.通讯网络设计为了实现设备之间的信息交互,我们需要搭建一个通讯网络。
这里我们选择工业以太网,它具有传输速率快、稳定性高等特点。
4.控制程序设计控制程序是整个系统的核心,负责实现设备的自动控制。
我们需要根据设备的工作原理和工艺要求,编写相应的控制程序。
这里我给大家分享一个小技巧:先将整个系统分解为若干个子系统,再分别编写控制程序,将它们整合在一起。
5.电气设计电气设计是确保系统正常运行的关键。
我们需要根据设备的工作电压、电流等参数,设计合适的电气线路。
同时,还要考虑电气安全,确保系统在恶劣环境下也能稳定运行。
6.人机界面设计人机界面是操作人员与系统交互的平台。
为了提高操作便利性和可视化程度,我们选择触摸屏作为人机界面。
通过触摸屏,操作人员可以实时监控设备运行状态,调整参数,查看故障信息等。
四、系统调试与验收1.系统调试系统调试是确保系统正常运行的重要环节。
设计一个PLC控制系统以下七个步骤第一步:需求分析需求分析是PLC控制系统设计的第一步。
在这一步中,需求分析师与客户一起讨论并确定要控制的设备的功能要求、性能要求和安全要求等。
通过与客户的沟通,需求分析师能够充分了解客户的需求和期望,为后续的设计和实施提供指导。
第二步:系统设计系统设计是PLC控制系统设计的核心环节。
在这一步中,设计师将根据需求分析的结果确定PLC的类型、输入输出模块的数量和类型,以及其他必要的硬件设备和软件组件。
同时,设计师还需要设计PLC的控制逻辑、控制算法和界面设计等。
设计师需要综合考虑系统的性能、可靠性、灵活性和可维护性等因素,以确保设计的PLC控制系统能够满足客户的需求。
第三步:硬件选型和采购在系统设计完成后,需要进行硬件选型和采购。
根据系统设计的要求,设计师需要选择和采购适合的PLC型号、输入输出模块、传感器、执行器等硬件设备。
在选型和采购的过程中,设计师需要综合考虑硬件设备的性能、价格和可靠性等因素,并确保所选设备与系统设计的要求相匹配。
第四步:编程和调试编程和调试是PLC控制系统设计的关键步骤。
在这一步中,设计师需要编写PLC的控制程序,并进行系统的调试和测试。
在编程的过程中,设计师需要根据系统需求和设计的逻辑进行程序的开发和调试。
通过现场调试和测试,设计师能够确保PLC控制系统的正常运行和稳定性。
第五步:系统集成和安装系统集成和安装是PLC控制系统设计的重要环节。
在这一步中,设计师需要将硬件设备和软件程序进行整合,并进行系统的集成和安装。
在安装过程中,设计师需要按照设计的要求进行正确的接线和布线等工作。
通过系统的集成和安装,设计师能够完成PLC控制系统的组装和调试工作。
第六步:运行和维护运行和维护是PLC控制系统的重要阶段。
在这一步中,设计师需要进行系统的运行和维护。
在运行过程中,设计师需要监控系统的运行状态,并进行故障诊断和维修等工作。
通过系统的运行和维护,设计师能够确保PLC控制系统的正常运行和稳定性。
PLC控制系统的设计一、PLC控制系统设计原则与步骤1.PLC控制系统设计的基本原则PLC控制系统主要是实现被控对象的要求提高生产效率和产品质量其设计应遵循以下原则1 最大限度地满足被控对象的控制要求。
设计前应深入现场进行调查研究搜集资料并拟定电气控制方案。
2 在满足控制要求的前提下力求使控制系统简单、经济、使用及维护方便。
3 保证控制系统安全、可靠。
4 考虑到生产的发展和工艺的改进在选择PLC的容量时应适当留有欲量。
N 满足要求Y N 满足要求2 .PLC控制系统设计的步骤PLC控制系统的设计过程如图所示1. 根据生产工艺过程分析控制要求分析控制要求确定人机接口设备PLC硬件系统设置分配I/O点设计梯形图程序写入、检查程序模拟调试设计制作控制柜现场安装接线分析控制要求现场总调试交付使用这一步是系统设计的基础设计前应熟悉图样资料深入调查研究与工艺、机械方面的技术人员和现场操作人员密切配合共同讨论以解决设计中出现的问题。
应详细了解被控对象的全部功能例如机械部件的动作顺序、动作条件、必要的保护与联锁系统要求哪些工作方式例如手动、自动、半自动等设备内部机械、液压、气动、仪表、电气五大系统之间的关系PLC与其他智能设备例如别的PLC、计算机、变频器、工业电视、机器人之间的关系PLC是否需要通信联网需要显示哪些数据及显示的方式等等。
还应了解电源突然停电及紧急情况的处理以及安全电路的设计。
有时需要设置PLC之外的手动的或机电的联锁装置来防止危险的操作。
对于大型的复杂控制系统需要考虑将系统分解为几个独立的部分各部分分别单独的PLC或其他控制装置来控制并考虑它们之间的通信方式。
1. 选择和确定人机接口设备I/O设备用于操作人员与PLC之间的信息交换使用单台PLC的小型开关量控制系统一般用指示灯、报警器、按钮和操作开关来作人机接口。
PLC本身的数字输入和数字显示功能较差可以用PLC的开关量I/O点来实现数字的输入和显示但是占用的I/O点多甚至还需要用户自制硬件。
PLC的控制系统设计PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)是一种专门用于工业控制的计算机硬件设备,它可以通过编程来自动控制机械设备或生产过程,广泛应用于制造业、自动化工程和建筑领域等。
1.确定系统需求:首先需要明确所需的控制功能和性能指标。
这包括控制的精度要求、输出信号类型和数量、输入信号类型和数量、通信接口要求、安全要求等。
只有明确了需求,才能更好地进行系统设计。
2.确定逻辑结构:PLC的控制系统需要根据具体的工业过程或设备的逻辑关系来设计合适的控制逻辑结构。
通过分析输入信号和输出信号之间的逻辑关系,确定适当的控制算法和指令。
3.编写程序:根据确定的逻辑结构,编写PLC的程序。
PLC控制程序主要包括输入信号采集、信号处理、控制算法、输出信号控制等。
4.选择合适的输入输出设备:根据系统需求和控制逻辑的要求,选择合适的输入输出设备。
输入设备可以包括传感器、开关、按钮等,输出设备可以包括电磁阀、电机、显示屏等。
根据不同的应用需求,选择适当的设备类型和规格。
5.进行系统集成:将PLC系统与其他设备进行连接和集成。
通过合适的通信接口和协议,实现与其他设备的数据交换和控制。
6.调试和优化:在完成系统集成后,进行系统的调试和优化。
通过模拟各种操作和异常情况,检查系统的性能和稳定性。
根据实际应用情况,对系统进行调整和优化,以达到最佳的控制效果。
在PLC控制系统设计过程中,需要充分考虑安全性、稳定性、可靠性和可扩展性等因素。
合理的设计可以提高系统的运行效率和生产效益,降低故障率和维护成本。
总结起来,PLC的控制系统设计是一个综合性的工程项目,需要从需求确定、逻辑结构设计、程序编写、设备选择、系统集成、调试优化等多个方面进行考虑和实施。
不同的应用场景和需求需要采用不同的设计方法和技术手段,以达到满足实际应用需求的控制效果和性能要求。
plc控制系统的系统设计方案PLC控制系统的系统设计方案主要包括以下几个方面:1. 系统结构设计:确定PLC控制系统的整体结构,包括主控单元、输入输出模块、执行机构等组成部分的选择和连接方式,确保系统的稳定性和可靠性。
2. 硬件设计:根据系统需求和控制要求,选择合适的PLC控制器和相关的输入输出模块,并按照系统结构设计确定它们的安装位置和连接方式,同时考虑传感器、执行器等外围设备的连接和配套。
3. 软件设计:根据系统的控制逻辑和功能要求,设计PLC的程序控制逻辑,包括输入输出信号的采集和处理,控制策略的制定和执行,报警和故障处理等功能,并进行编程和调试,确保系统的稳定运行。
4. 人机界面设计:根据用户的操作习惯和控制要求,设计人机界面,包括显示界面、操作界面和报警界面等,以便用户能够方便地监控和操作系统,及时获取系统状态和处理信息。
5. 通信设计:根据系统的需要,选择合适的通信方式,如以太网、RS485等,设计PLC与其他设备之间的通信协议和接口,实现PLC与上位机、下位机、仪器仪表等设备的联网通信,进行数据传输和控制命令的交互。
6. 安全设计:确保PLC控制系统的安全运行,包括设定合理的权限管理和访问控制策略,保护系统的数据安全和程序的完整性,防止非法操作和恶意攻击。
7. 故障诊断与维护设计:设计合适的故障诊断和维护策略,包括监测和记录系统的运行状态和故障信息,及时报警和采取措施,同时设定合理的维护周期和维护计划,保障系统的稳定运行和长期可靠性。
8. 成本效益评估:根据系统需求和投资预算,对PLC控制系统的设计方案进行成本和效益的评估,包括硬件设备、软件编程、安装调试和维护等方面,综合考虑成本和效益的平衡,以实现最佳的设计方案。
plc控制系统设计步骤PLC(可编程逻辑控制器)控制系统设计是现代工业自动化领域中的重要内容之一。
在工业生产过程中,通过PLC控制系统可以对生产设备进行精确的控制和监控,提高生产效率和质量。
下面将介绍PLC控制系统设计的步骤。
一、需求分析在进行PLC控制系统设计之前,首先需要对所控制的生产设备进行需求分析。
了解设备的工作原理、工作流程、输入输出信号等,明确控制系统的功能和要求,确定控制策略和逻辑。
二、制定控制策略根据需求分析的结果,制定控制策略。
确定控制逻辑、传感器和执行器的选择,设计控制流程图,并根据需要编写控制程序。
三、选型和布线根据控制策略确定的需求,选择合适的PLC型号和配套的输入输出模块。
然后进行布线设计,将传感器、执行器和PLC进行连接,确保信号的稳定传输。
四、编程根据制定的控制策略和控制程序,进行PLC的编程。
根据PLC的编程语言,编写程序并进行调试,确保程序的正确性和稳定性。
五、测试和调试完成编程后,需要进行系统的测试和调试。
通过对系统的模拟和实际操作,验证控制逻辑的正确性和系统的稳定性。
同时,还需要进行故障排除和优化,确保系统的可靠性和高效性。
六、系统集成在测试和调试完成后,将PLC控制系统与其他设备进行集成。
将控制系统与上位机、人机界面、数据采集系统等进行连接,实现对整个生产过程的集中控制和监控。
七、运行和维护在系统集成完成后,进行系统的运行和维护。
定期对系统进行检查和维护,保持系统的稳定运行。
同时,对系统进行优化和升级,提高系统的性能和可靠性。
总结:PLC控制系统设计是一个复杂而又关键的工作,需要经过需求分析、制定控制策略、选型和布线、编程、测试和调试、系统集成以及运行和维护等多个步骤。
每个步骤都需要认真对待,确保设计的正确性和稳定性。
通过合理的控制系统设计,可以提高生产效率,降低生产成本,实现工业自动化的目标。
关于plc控制系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解PLC控制系统的基本原理和组成部分;2. 掌握PLC编程语言,能够进行基本的逻辑控制程序编写;3. 了解PLC控制系统在不同工业领域的应用及其优势;4. 掌握PLC与外围设备的通信连接和调试方法。
技能目标:1. 能够运用PLC进行简单的自动化控制流程设计;2. 能够分析并解决PLC控制系统中的常见问题;3. 培养学生实际操作PLC设备的能力,进行设备的调试与维护;4. 提高学生的团队协作能力和项目实施能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对PLC控制系统及自动化技术的兴趣和热情;2. 增强学生的工程意识,认识到PLC技术在现代工业中的重要性;3. 培养学生严谨的科学态度和良好的学习习惯;4. 培养学生的创新意识,敢于尝试和改进,提高解决问题的能力。
课程性质:本课程为实践性较强的专业课,旨在通过理论教学与实践操作相结合的方式,使学生掌握PLC控制系统的基本知识和技能。
学生特点:学生具备一定的电工电子基础和计算机操作能力,对实际操作有较高的兴趣。
教学要求:注重理论与实践相结合,强调学生的动手实践能力,培养学生在PLC控制系统领域的专业素养和实际应用能力。
通过课程学习,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容1. PLC控制系统的基本概念与原理:包括PLC的定义、发展历程、组成结构、工作原理等,对应教材第一章内容。
2. PLC编程语言及逻辑控制:介绍PLC编程的基本指令、功能指令,以及逻辑控制程序的设计方法,对应教材第二章内容。
3. PLC控制系统设计:涵盖控制流程图绘制、I/O分配、程序编写、调试与优化等环节,对应教材第三章内容。
4. PLC通信与网络:讲解PLC与外围设备、其他PLC之间的通信原理及组网方式,对应教材第四章内容。
5. PLC控制系统应用案例:分析不同工业领域(如自动化生产线、楼宇自动化等)中PLC的应用实例,对应教材第五章内容。
PLC控制系统设计步骤设计实例PLC(可编程逻辑控制器)控制系统设计是指设计一种基于PLC的自动化控制系统,它能够实时监测和控制工业过程中的各种设备和动作,以提高生产效率和质量。
本文将介绍PLC控制系统设计的六个步骤,并以调度系统设计为实例来说明。
步骤一:需求分析在PLC控制系统设计的第一步,需要对待控制的系统进行详细的分析和了解。
这包括对所需控制的设备、传感器、执行器等硬件元件的类型和功能进行了解,并明确系统所需实现的目标和功能。
以调度系统设计为例,我们需要了解需要控制的设备类型(如输送带、机械臂等)以及系统所需实现的任务(如运输物料、转移货物等)。
步骤二:系统设计在系统设计阶段,需要根据需求分析的结果,制定PLC控制系统的整体框架和组成部分。
例如,调度系统的设计可能需要包括输入和输出模块、通信模块、中央处理单元等组件。
此外,还需要确定PLC的运行周期和通信方式等参数。
步骤三:程序设计在程序设计阶段,需要制定PLC程序来实现系统的控制逻辑。
根据控制需求,可以使用各种编程语言(如梯形图、函数图表等)来编写PLC程序。
对于调度系统设计,我们可以编写一个主程序来实现各个设备的调度和任务分配,并编写子程序来实现具体的控制操作。
步骤四:硬件选型在硬件选型阶段,需要根据系统设计和程序要求,选择适配的PLC硬件。
这包括选择合适的PLC型号、输入输出模块、通信模块等。
对于调度系统设计,我们需要选择支持足够的输入输出点数、具备高速通信功能的PLC设备。
步骤五:软件编程步骤六:调试和优化在完成软件编程后,需要对系统进行调试和优化。
这包括对系统进行实时监测和测试,并根据测试结果进行调整和改进。
对于调度系统设计,我们可以通过模拟输入信号和观察输出结果的方式来进行调试,并根据调试结果来对程序进行调整和优化,以满足系统要求。
综上所述,PLC控制系统设计的步骤包括需求分析、系统设计、程序设计、硬件选型、软件编程、调试和优化。
PLC控制系统设计PLC控制系统设计的一般步骤可以分为以下几步:熟悉控制对象并计算输入/输出设备、PLC选型及确定硬件配置、设计电气原理图、设计控制台(柜)、编制控制程序、程序调试和编制技术文件。
一、明确控制要求,了解被控对象的生产工艺过程熟悉控制对象设计工艺布置图这一步是系统设计的基础。
首先应详细了解被控对象的工艺过程和它对控制系统的要求,各种机械、液压、气动、仪表、电气系统之间的关系,系统工作方式(如自动、半自动、手动等),PLC与系统中其他智能装置之间的关系,人机界面的种类,通信联网的方式,报警的种类与范围,电源停电及紧急情况的处理等等。
此阶段,还要选择用户输入设备(按钮、操作开关、限位开关、传感器等)、输出设备(继电器、接触器、信号指示灯等执行元件),以及由输出设备驱动的控制对象(电动机、电磁阀等)。
同时,还应确定哪些信号需要输入给PLC,哪些负载由PLC驱动,并分类统计出各输入量和输出量的性质及数量,是数字量还是模拟量,是直流量还是交流量,以及电压的大小等级,为PLC的选型和硬件配置提供依据。
最后,将控制对象和控制功能进行分类,可按信号用途或按控制区域进行划分,确定检测设备和控制设备的物理位置,分析每一个检测信号和控制信号的形式、功能、规模、互相之间的关系。
信号点确定后,设计出工艺布置图或信号图。
二、PLC控制系统的硬件设计随着PLC的推广普及,PLC产品的种类和数量越来越多。
近年来,从国外引进的PLC 产品、国内厂家或自行开发的产品已有几十个系列,上百种型号。
PLC的品种繁多,其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方法、价格等各有不同,使用场合也各有侧重。
因此,合理选择PLC对于提高PLC控制系统的技术经济指标起着重要作用。
1、PLC机型的选择PLC机型的选择应是在满足控制要求的前提下,保证可靠、维护使用方便以及最佳的性能价格比。
具体应考虑以下几方面:(1)性能与任务相适应对于小型单台、仅需要数字量控制的设备,一般的小型PLC (如西门子公司的S7-200系列、OMRON公司的CPM1/CPM2系列、三菱的FX系列等)都可以满足要求。
对于以数字量控制为主,带少量模拟量控制的应用系统,如工业生产中常遇到的温度、压力、流量等连续量的控制,应选用带有A/D转换的模拟量输入模块和带D/A转换的模拟量输出模块,配接相应的传感器、变送器(对温度控制系统可选用温度传感器直接输入的温度模块)和驱动装置,并选择运算、数据处理功能较强的小型PLC(如西门子公司的S7-200或S7-300系列、OMRON的公司的CQM1/CQM1H系列等)。
对于控制比较复杂,控制功能要求更高的工程项目,例如要求实现PID运算、闭环控制、通信联网等功能时,可视控制规模及复杂程度,选用中档或高档机(如西门子公司的S7-300或S7-400系列、OMRON的公司的C200H@或CV/CVM1系列、A-B公司的Control Logix 系列等)。
(2)结构上合理、安装要方便、机型上应统一按照物理结构,PLC分为整体式和模块式。
整体式每一I/O点的平均价格比模块式的便宜,所以人们一般倾向于在小型控制系统中采用整体式PLC。
但是模块式PLC的功能扩展方便灵活,I/O点数的多少、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类和块数、特殊I/O模块的使用等方面的选择余地都比整体式PLC大得多,维修时更换模块、判断故障范围也很方便。
因此,对于较复杂的和要求较高的系统一般应选用模块式PLC。
根据I/O设备距PLC之间的距离和分布范围确定PLC的安装方式为集中式、远程I/O 式还是多台PLC联网的分布式。
对于一个企业,控制系统设计中应尽量做到机型统一。
因为同一机型的PLC,其模块可互为备用,便于备品备件的采购与管理;其功能及编程方法统一,有利于技术力量的培训、技术水平的提高和功能的开发;其外部设备通用,资源可共享。
同一机型PLC的另一个好处是,在使用上位计算机对PLC进行管理和控制时,通信程序的编制比较方便。
这样,容易把控制各独立的多台PLC联成一个多级分布式系统,相互通信,集中管理,充分发挥网络通信的优势。
(3)是否满足响应时间的要求由于现代PLC有足够高的速度处理大量的I/O数据和解算梯形图逻辑,因此对于大多数应用场合来说,PLC的响应时间并不是主要的问题。
然而,对于某些个别的场合,则要求考虑PLC的响应时间。
为了减少PLC的I/O响应延迟时间,可以选用扫描速度高的PLC,使用高速I/O处理这一类功能指令,或选用快速响应模块和中断输入模块。
(4)对联网通信功能的要求近年来,随着工厂自动化的迅速发展,企业内小到一块温度控制仪表的RS-485串行通信、大到一套制造系统的以太网管理层的通信,应该说一般的电气控制产品都有了通信功能。
PLC作为工厂自动化的主要控制器件,大多数产品都具有通信联网能力。
选择时应根据需要选择通信方式。
(5)其他特殊要求考虑被控对象对于模拟量的闭环控制、高速计数、运动控制和人机界面(HMI)等方面的特殊要求,可以选用有相应特殊I/O模块的PLC。
对可靠性要求极高的系统,应考虑是否采用冗余控制系统或热备份系统。
2、PLC容量估算PLC的容量指I/O点数和用户存储器的存储容量两方面的含义。
在选择PLC型号时不应盲目追求过高的性能指标,但是在I/O点数和存储器容量方面除了要满足控制系统要求外,还应留有余量,以做备用或系统扩展时使用。
(1) I/O点数的确定PLC的I/O点数的确定以系统实际的输入输出点数为基础确定。
在I/O点数的确定时,应留有适当余量。
通常I/O点数可按实际需要的10~15%考虑余量;当I/O模块较多时,一般按上述比例留出备用模块。
(2)存储器容量的确定用户程序占用多少存储容量与许多因素有关,如I/O点数、控制要求、运算处理量、程序结构等。
因此在程序编制前只能粗略的估算。
3、I/O模块的选择在PLC控制系统中,为了实现对生产过程的控制,要将对象的各种测量参数,按要求的方式送入PLC。
PLC经过运算、处理后,再将结果以数字量的形式输出,此时也要把该输出变换为适合于对生产过程进行控制的量。
所以,在PLC和生产过程之间,必须设置信息的传递和变换装置。
这个装置就是输入/输出(I/O)模块。
不同的信号形式,需要不同类型的I/O模块。
对PLC来讲,信号形式可分为四类。
(1)数字量输入信号生产设备或控制系统的许多状态信息,如开关、按钮、继电器的触点等,它们只有两种状态:通或断,对这类信号的拾取需要通过数字量输入模块来实现。
输入模块最常见的为24V直流输入,还有直流5V、12V、48V,交流115V/220V等。
按公共端接入正负电位不同分为漏型和源型。
有的PLC即可以源型接线,也可以漏型接线,比如S7-200。
当公共端接入负电位时,就是源型接线;接入正电位时,就是漏型接线。
有的PLC只能接成其中一种。
(2)数字量输出信号还有许多控制对象,如指示灯的亮和灭、电机的启动和停止、晶闸管的通和断、阀门的打开和关闭等,对它们的控制只需通过二值逻辑“1”和“0”来实现。
这种信号通过数字量输出模块去驱动。
数字量输出模块按输出方式不同分为继电器输出型、晶体管输出型、晶闸管输出型等。
此外,输出电压值和输出电流值也各有不同。
(3)模拟量输入信号生产过程的许多参数,如温度、压力、液位、流量都可以通过不同的检测装置转换为相应的模拟量信号,然后再将其转换为数字信号输入PLC。
完成这一任务的就是模拟量输入模块。
(4)模拟量输出信号生产设备或过程的许多执行机构,往往要求用模拟信号来控制,而PLC输出的控制信号是数字量,这就要求有相应的模块将其转换为模拟量。
这种模块就是模拟量输出模块。
典型模拟量模块的量程为-10V~+10V、0~+10V、4~20mA等,可根据实际需要选用,同时还应考虑其分辨率和转换精度等因素。
一些PLC制造厂家还提供特殊模拟量输入模块,可用来直接接收低电平信号(如热电阻RTD、热电偶等信号)此外,有些传感器如旋转编码器输出的是一连串的脉冲,并且输出的频率较高(20kHz 以上),尽管这些脉冲信号也可算作数字量,但普通数字量输入模块不能正确的检测之,应选择高速计数模块。
不同的I/O模块,其电路和性能不同,它直接影响着PLC的应用范围和价格,应该根据实际情况合理选择。
4、分配输入/输出点PLC机型及输入/输出(I/O)模块选择完毕后,首先,设计出PLC系统总体配置图。
然后依据工艺布置图,参照具体的PLC相关说明书或手册将输入信号与输入点、输出控制信号与输出点一一对应画出I/O接线图即PLC输入/输出电气原理图。
PLC机型选择完后输入/输出点数的多少是决定控制系统价格及设计合理性的重要因素,因此在完成同样控制功能的情况下可通过合理设计以简化输入/输出点数。
5、安全回路设计安全回路是保护负载或控制对象以及防止操作错误或控制失败而进行连锁控制的回路。
在直接控制负载的同时,安全保护回路还给PLC输入信号,以便于PLC进行保护处理。
安全回路一般考虑以下几个方面。
(1)短路保护应该在PLC外部输出回路中装上熔断器,进行短路保护。
最好在每个负载的回路中都装上熔断器。
(2)互锁与联锁措施除在程序中保证电路的互锁关系,PLC外部接线中还应该采取硬件的互锁措施,以确保系统安全可靠地运行。
(3)失压保护与紧急停车措施 PLC外部负载的供电线路应具有失压保护措施,当临时停电再恢复供电时,不按下“启动”按钮PLC的外部负载就不能自行启动。
这种接线方法的另一个作用是,当特殊情况下需要紧急停机时,按下“急停”按钮就可以切断负载电源,同时“急停”信号输入PLC。
(4)极限保护在有些如提升机类超过限位就有可能产生危险的情况下,设置极限保护,当极限保护动作时直接切断负载电源,同时将信号输入PLC。
三、PLC控制系统的软件设计软件设计是PLC控制系统设计的核心。
要设计好PLC的应用软件,必须充分了解被控对象的生产工艺、技术特性、控制要求等。
通过PLC的应用软件完成系统的各项控制功能。
1、PLC应用软件设计的内容PLC的应用软件设计是指根据控制系统硬件结构和工艺要求,使用相应的编程语言,对用户控制程序的编制和相应文件的形成过程。
主要内容包括:确定程序结构;定义输入/输出、中间标志、定时器、计数器和数据区等参数表;编制程序;编写程序说明书。
PLC 应用软件设计还包括文本显示器或触摸屏等人机界面(HMI)设备及其它特殊功能模块的组态。
2、熟悉被控制对象制定设备运行方案在系统硬件设计基础上,根据生产工艺的要求,分析各输入/输出与各种操作之间的逻辑关系,确定检测量和控制方法。
并设计出系统中各设备的操作内容和操作顺序。
对于较复杂的系统,可按物理位置或控制功能将系统分区控制。