PLC设计内容及步骤

原创 2020-05-08 15:56  阅读

  PLC设计内容及步骤_信息与通信_工程科技_专业资料。欧姆龙plc设计精要

  PLC 设计内容及步骤 第一阶段: 第一阶段: 1.总体方案的确定:熟悉控制对象和控制要求,分析控制过程,确定总体方案。 2.正确选用电气控制元件和 PLC:PLC 控制系统是由 PLC、用户输入及输出设备、控 制对象等连接而成的。应认真选择用户输入设备(按钮、开关、限位开关和传感器等)和输 出设备(继电器、接触器、信号灯、电磁阀等执行元件)。要求进行电气元件的选用说明。 必要时应设计完成系统主电路图。 根据选用的输入输出设备的数目和电气特性,选择合适的 PLC。PLC 是控制系统的核 心部件,对于保证整个控制系统的技术经济性能指标起着重要作用。选择 PLC 应包括机型、 容量、I/O 点数、输入输出模块(类型)、电源模块以及特殊功能模块的选择等。 3.分配 I/O 点:根据选用的输入输出设备、控制要求,确定 PLC 外部 I/O 端口分配。 a.作 I/O 分配表,对各 I/O 点功能作出说明。b.画出 PLC 外部 I/O 接线图,依据输入输出 设备和 I/O 口分配关系,画出 I/O 接线图。接线图中各元件应有代号、编号等。并在电器元 件明细表中注明规格数量等。 4.PLC 控制流程图及说明:绘制 PLC 控制系统程序流程图,完成程序设计过程的分析 说明。 第二阶段: 第二阶段: 5.程序设计:利用 CX-Programmer 编程软件编写控制系统的梯形图程序。在满足系统 技术要求和工作情况的前提下,应尽量简化程序,尽量减少 PLC 的输入输出点,设计简单、 可靠的控制程序。注意安全保护(检查联锁要求、防误操作功能等能否实现。) 6.调试、完善控制程序:a.利用 CX-Programmer 在计算机上仿真运行调试 PLC 控制程 序。 b.与 PLC 仅输入及输出设备联机进行程序调试。 调试中对设计的系统工作原理进行分析, 审查控制实现的可靠性, 检查系统功能, 完善控制程序。 控制程序必须经过反复调试、 修改, 直到满意为止。 7.撰写设计报告:设计报告内容中应有控制要求、系统分析、主电路、控制流程图、 I/O 分配表、I/O 接线图、内部元件分配表、系统电气原理图、用 CX-P 打印的 PLC 程序、程 序说明、操作说明、结论、参考文献等。要重点突出,图文并茂,文字通畅。并应着重阐述 本人工作内容和心得体会。 PLC 控制系统设计概要 (一)、PLC 控制系统设计的基本原则 在设计 PLC 控制系统时,应遵循以下基本要求: 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, 并与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合, 共同拟定电气控制方案, 协同解决设计 中出现的各种问题。 2.在满足控制要求的的前提下,力求使控制系统简单、经济、使用和维修方便。 3.保证控制系统的安全、可靠。 4.考虑到生产发展和工艺的改进,在选择 PLC 容量时,应适当留有余地。 (二)、PLC 控制系统设计的一般步骤 PLC 控制系统设计的一般步骤见以下流程图: 工艺过程 分析控制要求 确定用户的I/O设备 选择PLC 分配I/O,设计I/O连接图 控制台(柜)设计 及现场施工 设计控制台 (柜) PLC程序设计 绘制流程图 设计梯形图 编制程序清单 修改 输入程序并检查 调试 现场连接 No 满足要求? Y es 联机调试 No No 满足要求? Y es 编制技术文件 交付使用 1.流程图功能说明 (1).根据生产的工艺过程分析控制要求:需要完成的动作(动作顺序、动作条件及必须 的保护和联锁等)、操作方式(手动、自动;连续、周期、单步等)。 (2).根据控制要求确定所需的用户输入、输出设备,据此确定 PLC 的 I/O 点数。 (3).选择 PLC,分配 PLC 的 I/O 点,设计 I/O 电气连接图(也可结合第 2 步进行)。 (4).进行 PLC 的程序设计。对于实际控制系统同时可进行控制台(柜)的设计和施工。 2. PLC 程序设计步骤 (1).对于较复杂的控制系统,需绘制系统流程图,明确给出动作的顺序和条件 (2).设计梯形图(并程序清单)。这是比较困难的但也是关键的一步。要设计好梯形图, 首先要十分熟悉控制要求,同时还要有一定的电气设计的基础及实践经验。 (3).程序输入 PLC 并检查输入是否正确。 (4).程序查错(逻辑及语法检查) 运行调试和修改, , 进行联机调试, 直至满足生产要求。 (5).编制技术文件(程序说明、操作说明等)。 (三)、PLC 机型的选择 1.PLC 选型的基本原则 一般从系统控制功能、指令和编程方式、PLC 存储量和响应时间、通信联网功能等几个 方面综合考虑。所选 PLC 应能够满足控制系统的功能需要。 从应用角度来看,PLC 可按控制功能或 I/O 点数分类。 从 PLC 的物理结构来看,PLC 分为模块式和整体式。 PLC 的指令系统一般包括逻辑指令、运算指令、控制指令、数据处理和其他特殊指令, 这些指令能完成诸如开平方、对数运算、网络通信(PLC 联网已成为一种发展趋势)等功能。 用户可从便于控制系统编程的角度来加以选择,只要能满足实际需要就可以了。PLC 的编程 有两种方式:在线和离线编程。采用离线编程可降低成本,对大多数应用系统来说都可以满 足生产需要,因而较多的中小型 PLC 都使用这种方法。 2.输入/输出模块的选择 输入模块将现场设备(如按钮开关)的信号进行检测并转换成 PLC 机内部的电平信号, 它 按电压分为交流式和直流式, 按电路形式分为汇点输入式和分隔输入式。 选择输入模块时应 考虑:输入信号电压的大小,信号传输的距离长短,是否需要隔离及采用何种方式隔离,内 部供电还是外部供电等问题。 输出模块把 PC 内部信号转换为外部过程的控制信号,以驱动外部负载。 输入/输出模块是可编程序控制器与被控对象之间的接口, 按照输入/输出信号的性质一 般可分为开关量(或数字量)和模拟量模块。 开关量模块包括输入模块和输出模块,有交流、直流和交直流三种类型。开关量输入模 块按输入点数分为 4、8、16、32、64 等,按电压等级分为直流 24 V、48 V、60 V 和交流 110 V、230 V 等。模块密度要根据实际需要来选择,一般以每块 16~32 点为好。如果是长 距离传输通信, 开关量输入模块的门坎电平也是不容忽视的一个因素。 直流开关量输入模块 的延迟时间较短,可直接与接近开关、光电开关等电子装置相连。 开关量输出模块按输出点数分有 16、32、64 点,按输出方式分有继电器输出、晶体管 输出和晶闸管输出。选择的输出模块的电流值必须大于负载电流的额定值。对于频繁通断、 低功率因数的感性负载, 应采用无触点开关器件, 即选用晶闸管输出(交流输出)或晶体管输 出(直流输出),这样做的缺点是价格较高。继电器输出属于有触点器件,其优点是适应电压 的范围宽,价格便宜,但存在寿命短、响应速度较慢的缺点。 模拟量模块也包括输入模块和输出模块。 模拟量输入模块把来自于传感器或变送器的电 压、压力、流量、位移等电量或非电量转变为一定范围内的电压或电流信号,所以它分为电 压型和电流型。电流型又分为 0~20 mA、4~20 mA 两种,电压型分为 1~5 V、-10V~+10、 0~5 V 等多种型号。通道有 2、4、8、16 个。在选用时应注意外部物理量的输入范围,模 拟通道循环扫描的时间和信号的连接方式。一般来说,电流型的抗干扰能力优于电压型。模 拟量输出模块能输出被控设备所需的电压或电流, 它的电压型和电流型的型号与模拟量输入 模块的大体相似,选用输出模块驱动执行机构时,中间有可能要增加必要的转换装置,同时 还要注意信号的统一性和阻抗的匹配性。 3.对程序存储器容量的估算 PLC 的程序存储器容量通常以字或步为单位。用户程序所需存储器容量可以预先估算。 一般情况下用户程序所需存储的字数可按照如下经验公式来计算: ① 开关量输入输出系统: 输入:用户程序所需存储的字数=输入点总数×10。 输出:用户程序所需存储的字数=输出点总数×8。 ② 模拟量输入输出系统:每一路模拟量信号大约需要 120 字的存储容量,当模拟输入 和输出同时存在时,应有所需内存字数=模拟量路数×250。 ③ 定时器和记数器系统: 所需内存字数=定时器/记数器数量×2。 ④ 含有通信接口的系统(多指 PC 网络系统): 所需存储字数=通信接口个数×300。 另外,根据系统控制要求的难易程度也可采用另一种方法进行估算:程序容量=K×总 输入/输出点数。对于简单控制系统来说,K=6;若为普通系统,则 K=8;若为较复杂系统, 则 K=10;若为复杂系统,则 K=12。

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