凯发下载PLC控制系统设计内容及步骤

原创 2020-01-17 20:43  阅读

  7、PLC控制系统设计内容及步骤一、PLC控制系统设计的原则 二、PLC控制系统设计的内容 三、PLC控制系统设计的一般方法 四、PLC应用系统的硬件设计 五、PLC应用系统的软件设计内容 六、PLC应用系统的软件设计步骤 一、凯发下载PLC控制系统设计的原则 在满足控制要求的前提下,力求使系统简单、经济,操作方便; 为系统的扩展和改进,应考虑设计余量。二、PLC控制系统设计的内容 拟定控制系统设计的技术条件;(技术条件通常以设计任务书的形式来确定,它是整个 设计的依据) 编制PLC的输入/输出(I/O)分配表并绘制PLC的外部接线图; 根据系统的设计要求编写软件规格说明书,然后进行控制程序的设计; 编写设计说明书和使用说明书。三、PLC控制系统设计的一般方法 编写技术文件。PLC系统设计与调试的主要步骤 PLCI/O模块的选择; 安全回路的设计;四、PLC应用系统的硬件设计 程序使用说明书编制。五、PLC 应用系统软件设计的内容 编制程序使用说明书。六、PLC 应用系统的软件设计步骤 PLC应用系统的软件设计过程 右移左移 Y3 X3 X4 Y4 X2 Y2Y0 X1工件 2、I/O分配表 S0 M8002 启动按钮 X0 初始脉冲 下限位 X1 S20 Y0 下降 S21 T0 SETY1 夹紧K10 T0 S22 Y2 上升 上限位 X2 S23 Y3 右移 右限位 X3 S24 Y0 下降 下限位 X1 S25 T1 RSTY1 放松K10 T1 S26 Y2 上升 上限位 X2 S27 Y4 左移 左限位 X4 现场装置注释 Y0 电磁阀 竖直缸下降 Y1 电磁阀 夹爪夹紧 Y2 电磁阀 竖直缸上升 Y3 电磁阀 水平缸右移 Y4 电磁阀 水平缸左移 X0 按钮 启动 X1 行程开关 竖直缸下限位 X2 行程开关 竖直缸上限位 X3 行程开关 水平缸右限位 X4 行程开关 水平缸左限位 1、控制装置简图 输入输出点信号名称定义输入/输出点名称定义要简短,明确,合理。下面提出逻辑变 量在名称定义时应当注意的问题。 •信号的有效状态 有些信号在“1”状态有效,有些信号在“0”状态有效。在名称 定义上也有对“1”信号有效还是对“0"信号有效的问题。 •信号有效方式 持续状态有效,在编程序时,使用的是信号的状态。例如 I0.0=1时系统启动,I0.1=0系统停止。 信号状态变化有效是指信号由一种状态向另一种状态变化时 ,发出的控制要求。当一个电机的启动和停止由两个按钮完成的 时候,就是这种情况。电机启动按钮是能自动回位的常开节点, 按下启动按钮时,I2.0的状态由“0”变为“1”,发出电机启动要求 ,抬起时启动按钮,I2.0自动复位由“1”变“0”,已不再影响对电 机的控制。 (3)建立内存变量分配表 输入输出点占用PLC的一部分内存单元,即输入输出映像区。此外 ,一个应用程序还会用到定时器、计数器和一系列的PLC内部变量 。在编制程序之前,对于程序可能用到的各种变量都要充分考虑 ,并建立内存变量分配表。内存变量分配表包含了程序中所用到 的全部元件和变量,它是阅读程序、查找故障的依据。如果把内 存变量分配表写到S7-300的符号表内,就可以用变量名称代替变 量地址编写程序。 7.4 程序设计的方法与过程 1设计方法 时序流程图法:时序流程图法是首先画出控制系统的时序图,再根据时序关系 画出对应的控制任务的程序框图,最后把程序框图写成PLC程序 。时序流程图法很适合于以时间为基准的控制系统的编程方法。 步进顺控法:一般比较复杂的程序,都可以分成若干个功能比较简单的程序 段,一个程序段可以看成整个控制过程中的一步。从这个角度去 看,一个复杂的系统的控制过程是由这样若干个步组成的。系统 控制的任务实际上可以认为在不同时刻或者在不同进程中去完成 对各个步的控制。 经验法编程经验法是运用自己的或别人的经验进行设计。多数是设计前先 选择与自己工艺要求相近的程序,把这些程序看成是自己的“试验 程序”。结合自己工程的情况,对这些“试验程序”逐一修改,使之 适合自己的工程要求。这里所说的经验,有的是来自自己的经验 总结,有的可能是别人的设计经验。 •计算机辅助设计编程 计算机辅助设计是通过PLC编程软件在计算机上进行程序设计 、离线或在线编程、离线仿真和在线的编程软 件“STEP 仿真软件“PLCSIM”和“WINCC”等都是S7-300系列PLC编程专用软件。使用这些编程软件可以十分方便地在计算机上 离线或在线编程、在线调试。 设计过程•对系统任务分块 分块的目的就是把一个复杂的工程,分解成多个比较简单的小 的任务。这样就把一个复杂的、大的问题化为多个简单的、小的问 题。这样是便于编制程序。 •编制控制系统的逻辑关系图 从逻辑关系图上可以反应出某一逻辑关系的结果是什么,这一 结果又应该导出哪些动作。这个逻辑关系可以是以各个控制活动顺 序为基准,也可能是以整个活动的时间节拍为准。逻辑关系图反映 了输入与输出的关系。 •绘制各种电路图 在绘制PLC的输入电路时,要考虑到输入端的电压和电流是否合适 ,也要考虑到在特殊条件下运行的可靠性与稳定条件等问题。特别 要考虑到能否把高压引导到PLC的输入端,把高压引入PLC的输入端 会对PLC造成比较大的伤害。 在绘制PLC的输出电路时,不仅要考虑到PLC输出模块的带负载能力 和耐电压能力,还要考虑到电源的输出功率和极性问题。在整个电 路的绘制中还要考虑就设计的原则,努力提高其稳定性和可靠性。 在电路的设计上需要紧慎、全面。在绘制电路图时要考虑周全,何 处该装按钮,何处该装开关,都要一丝不苟。 •编制PLC程序并进行模拟调试 •编写技术文件并现场试运行经过现场调试以后,控制电路和控制程序基本被确定了。这时就要 全面整理技术文件,包括整理电路图、PLC程序、使用说明及帮助 文件 数字量控制系统程序的设计方法 使用起保停电路的顺序控制梯形图编程方法1、程序的基本结构 绝大多数自动控制系统除了自动工作模式外,还需要设置手 动工作模式。 有自动、手动工作方式的控制系统的两种典型控制结构如图: 自动/手动程序1 自动/手动程序2 图9-1和图9-2中的I2.0是手/自动切 换开关,在图9-1中,当I2.0为1时第一 条条件跳转指令(JMP)的跳转条件 满足,将跳过自动程序,执行手动程 序,I2.0为0时第二条跳转指令的跳转 条件满足,将跳过手动程序,执行自 动程序。 图9-2中的梯形图中,当I2.0为1时 调用处理手动操作的子程序“MAN”, 为0时调用处理自动操作的子程序 “AUTO”。 2、执行自动程序的初始状态 开始执行自动程序之前,要求系统处于规定的初始状态。 如果开机时系统没有处于初始状态,则应进入手动工作方 式,用手动操作进入初始状态后,在切换到自动工作方式 ,也可以通过初始化程序使系统自动进入初始状态。 系统满足规定的初始状态后,应将顺序功能图的初始步对 应存储器位置1,使初始步变为活动步,为启动自动运行作 好准备。同时还应将其余各步的存储器位复位为0, 3、双线圈问题 在同时有手动和自动方式的程序中,都需要控制PLC输出Q,因此同 一个输出位的线圈可能会出现多次,称为双线圈问题。 在跳转条件相反的两个程序段(如图9-1的手动和自动程序)中,允 许出现双线圈,即同一元件的线圈可以在自动程序和手动程序中分别 出现一次。实际上CPU在每次循环中,只执行手动程序或只执行自动 程序,不可能同时执行两个程序。对于分别位于这两个程序中的两个 相同线圈,每次循环只执行其中一个,因此在本质上并没有违反不允 许出现双线中用相反的条件调用功能时,也允许同一元件的线圈在自动 程序和手动程序中各出现一次。因为两个功能的调用条件相反,在一 个扫描周期中只会调用其中的一个功能,而功能中的指令只在该功能 被调用时才执行,因此实际上CPU只是处理其中的一个线、设计顺序控制程序的基本方法 根据顺序功能图设计梯形图时,可以用M存储器来代表步。为了便于将顺序功能图转换 为梯形图,用代表各步的存储器位的地址作为步的代号,并用编程元件地址的逻辑代数表 达式来标注转换条件,用编程元件的地址来标注各步的动作。转换实现的两个条件对应的 串联电路接通的时间只有一个扫描周期,因此应使用有记忆功能的电路或指令来控制代表 步的存储器位。起保停电路和置位/复位电路都有记忆功能. 单序列的编程方法 M0.0 M0.1 M0.2 M0.3 M0.4 Q4.0/Q4.1 Q4.0 T0 Q4.2 I0.0*I0.3 I0.2 I0.1 T0 I0.3 单序列顺序功能图 对应的程序 选择序列和并行序列的编程方法 M0.0 M0.1 M0.2 M0.3 M0.4 Q4.0 Q4.1 Q4.2 I0.0 I0.3 I0.1 I0.4 I0.6 M0.5 M0.6 Q4.3 I0.5 I0.2 Q4.4 选择与并行序列 对应的梯形图 9.2 使用置位/复位指令的顺序控制梯形图编程方法 (1)应该将转换所有的后续步变为活动步,即将代表后续步的存储器位变为1状态,并保持。这一要求刚好可以使用置位指令来完成。 (2)将转换所有的前级步变为不活动步,即将代表前级步的存储器位变为0状态,并保持。这一要求刚好可以使用复位指令来完成。 使用置位/复位指令编写单序列 使用置位/复位指令编写选择并行序列 7.5 开关量控制系统的设计 关于开关量控制系统开关量控制是指控制系统的输入信号和输出信都是只有两个状态 的开关量。这类系统包含手动、单次和自动控制。这类系统的设计 要特别注意I/O模块的隔离、接口的匹配和功率的消耗问题。 •手动控制 手动控制在调试、维修过程中是不可少的。 •单次控制 这种控制的特点是一旦控制系统被启动起来之后,控制过程将自 动完成一个周期。如果系统需要再次启动,则必须再次人工启动。 这种系统更便于参数的修改、调整。 •自动控制 系统启动之后,就可以按照工程要求进行控制。整个控制过程无 人工干预。系统对输入/输出要求都很严格,系统的可靠性、安全 性设计尤为重要。 本节主要介绍自动控制的设计方法 2.开关量控制系统设计方法举例 (1)机械手控制系统线性程序设计 •控制要求: 机械手一个循 环周期可分为 八步。 •控制方式: 自动、单动和 手动。 下面讨论自动 控制过程。 硬件接线原理图•由逻辑流程图设计程序 •由时序流程图设计程序 由时序流程图来设计程序,首先要把整个工程的各个任务分成 多个时序,在不同的时序中完成不同的任务。 例如本例子 中可分成8 个时序。用 M1.0、M1.1 …M1.7分别 表述各个时 序的特征位。 为机械手下降1时序, M1.1为机械 手抓紧时序等。 •线续 OB1续 运行仿线I0.5=1 Q0.0=0 Q0.4=1 T1=1 Q0.1=1 I0.5=0I0.4=1 Q0.1=0 Q0.2=1 I0.6=0I0.7=1 Q0.2=0 Q0.0=1 I0.4=0I0.5=1 Q0.0=0 Q0.4=0 T2=1 Q0.1=1 I0.5=0I0.4=1 Q0.1=0 Q0.3=1 I0.7=0I0.6=1 Q0.3=0 (2)搅拌控制系统线性程序设计 •初始状态及 操作工艺 线续 •系统仿线=OFF Q4.1=ON I0.2=ON Q4.1=OFF Q4.2=OFF T1 T1=ON Q4.2=OFF Q4.3=ON I0.4=OFF T2 T2=ON Q4.3=OFF (3)搅拌控制系统分块结构软件设计(S7-PRO9) •块结构 OB1主程序 OB100由停止转为运行时初始化程序 FC1为配料A控制程序 FC2为配料B控制程序 FC3为搅拌控制程序 FC4为出料控制程序 OB1 OB1续 OB100 FC1 FC2 FC3 FC4 •系统仿线=OFF Q4.1=ON I0.2=ON Q4.1=OFF Q40.2=OFF T1 T1=ON Q4.2=OFF Q4.3=ON I0.4=OFF T2 T2=ON Q4.3=OFF 练习: 电机的起 动和停止 控制

版权声明:本文为原创文章,版权归 凯发下载 所有,欢迎分享本文,转载请保留出处!
上一篇:plc控制系统设计的步骤和内容
下一篇:凯发下载PLC线到底该怎么接?PLC系统如何设计?