《机电控制系统应用设计》课程教学资源（PPT课件）第9章 PLC应用设计、使用与维护

第9章PLC的应用设计、使用与维 章卫的应用设计、使用 与维护 ■9.1PLC机电控制系统的总体 设计 ■9.2PLC机电控制系统设计的 基本内容和步骤 ■9.3提高PLC控制系统可靠性 的措施

第9章 PLC的应用设计、使用与维护 第9章 PLC的应用设计、使用 与维护 ◼ 9.1 PLC机电控制系统的总体 设计 ◼ 9.2 PLC机电控制系统设计的 基本内 容和步骤 ◼ 9.3 提高PLC控制系统可靠性 的措施

第9章PLC的应用设计、使用,与维护 9.P恍桄电控制系统的总 体设计 可编程控制器用软件和内部逻辑取代了继 电器控制系统中的继电器、定时器、计数器和 其他单个设备。因此,PLC控制系统的设计, 关键是设计PLC的控制线路和PLC的控制程序, 但随着PLC功能的不断增强,通信网络化的实 现以及功能模块的专用化,使得PLC的应用场 貪愈加多样性,它所控制的系统也越来越复杂 因此,PLC的系统设计不可能归纳出 于任何PLC控制系统的具体准则和步骤,下面 只叙述PLC控制系统设计应遵守的基本原则。 返回本节

第9章 PLC的应用设计、使用与维护 9.1 PLC机电控制系统的总 体设计 ◼ 可编程控制器用软件和内部逻辑取代了继 电器控制系统中的继电器、定时器、计数器和 其他单个设备。因此，PLC控制系统的设计， 关键是设计PLC的控制线路和PLC的控制程序， 但随着PLC功能的不断增强，通信网络化的实 现以及功能模块的专用化，使得PLC的应用场 合愈加多样性，它所控制的系统也越来越复杂。 因此，PLC的系统设计不可能归纳出一个适合 于任何PLC控制系统的具体准则和步骤，下面 只叙述PLC控制系统设计应遵守的基本原则。 返回本节

第9章PLC的应用设计、使用与维护 9.1.1建立系统设计方案 1.熟悉被控制系统的工艺要求 2.根据物理量的性质确定PC的型号 3.确定被控对象的参数 4.分配输入/输出继电器号 5.用流程图表示系统动作基本流程 6.绘制梯形图,编写PLC控制程序 7.现场调试、试运行 8.编制技术文件

第9章 PLC的应用设计、使用与维护 9.1.1 建立系统设计方案 1. 熟悉被控制系统的工艺要求 2. 根据物理量的性质确定PLC的型号 3. 确定被控对象的参数 4. 分配输入/输出继电器号 5. 用流程图表示系统动作基本流程 6. 绘制梯形图,编写PLC控制程序 7. 现场调试、试运行 8. 编制技术文件

第9章PLC的应用设计、使用与维护 熟悉破控制系统的工艺要求 深入了解被控系统是PLc控制系统设计的基础。当设计者在 接到设计任务时,首先必须进入现场调查研究,搜集有 关资料,并与工艺、机械、电气方面的技术和操作人员 密切配合,共同探讨被控制对象的驱动要求和注意事项, 如驱动电压、电流和时间等;各部件的动作关系如因果、 条件、顺序和必要的保护和联锁、自锁等;操作方式如 手动、自动、半自动,连续、单步和单周期等;内部设 备如与机械、液压、气动、仪表、电气等方面的关系 外围设备如与其他PLC、工业控制计算机、变频器、监 视器之间的关系,以及是否需要显示关键物理量、上下 位机的联网通信和停电等应急情况时的紧急处理等

第9章 PLC的应用设计、使用与维护 1.熟悉被控制系统的工艺要求 深入了解被控系统是PLC控制系统设计的基础。当设计者在 接到设计任务时，首先必须进入现场调查研究，搜集有 关资料，并与工艺、机械、电气方面的技术和操作人员 密切配合，共同探讨被控制对象的驱动要求和注意事项， 如驱动电压、电流和时间等；各部件的动作关系如因果、 条件、顺序和必要的保护和联锁、自锁等；操作方式如 手动、自动、半自动，连续、单步和单周期等；内部设 备如与机械、液压、气动、仪表、电气等方面的关系； 外围设备如与其他PLC、工业控制计算机、变频器、监 视器之间的关系，以及是否需要显示关键物理量、上下 位机的联网通信和停电等应急情况时的紧急处理等

9一2,根据物理量的性质确定PC的型 根据控制要求确定所需的信号输入元件 输出执行元件,即哪些信号是输入给PLC,哪些信号 是由PLC发出去驱动外围负载。同时分类统计出各物 理量的性质,无论是开关量还是模拟量,是直流量还 是交流量,以及电压的大小等级。根据输入量、输出 量的类型和点数,选择具有相应功能PLC的基本单元 和扩展单元,对于模块式PC,还应考虑框架和基板 的型号、数量,并留有余量

第9章 2. PLC根据物理量的性质确定 的应用设计、使用与维护 PLC的型 号 ◼ 根据控制要求确定所需的信号输入元件、 输出执行元件，即哪些信号是输入给PLC，哪些信号 是由PLC发出去驱动外围负载。同时分类统计出各物 理量的性质，无论是开关量还是模拟量，是直流量还 是交流量，以及电压的大小等级。根据输入量、输出 量的类型和点数，选择具有相应功能PLC的基本单元 和扩展单元，对于模块式PLC，还应考虑框架和基板 的型号、数量，并留有余量

第9章PLC的应用设计、使用与维护 3.确定被控对象的参数 在控制系统中,被控对象的参数 般包括有位置、速度、时间、温度、压 力、电压、电流等信号,根据控制要求 设置各量的参数、点数和范围。对于有 特殊要求的参数,如精度要求、快速性 要求,应按工艺指标选择相应的传感器 和保护装置

第9章 PLC的应用设计、使用与维护 3.确定被控对象的参数 ◼ 在控制系统中，被控对象的参数一 般包括有位置、速度、时间、温度、压 力、电压、电流等信号，根据控制要求 设置各量的参数、点数和范围。对于有 特殊要求的参数，如精度要求、快速性 要求，应按工艺指标选择相应的传感器 和保护装置

第9章PLC的应用设计、使用与维护 4.分配输入/输出继电器号 ■分配继电器号之前,首先区分输入、输出继电 器。所谓输入继电器就是把外来的信号送到 PLC内部处理用的继电器,在程序内作接点使 用;输岀继电器就是把PLC的内部运算结果向 外部输出的继电器,在程序内部作为继电器线 圈、以及常开、常闭接点使用。在策划编程时 首先要对输入/输出继电器进行编号。确定输 入/输出继电器所对应的I/O信号所接的接线端 子编号,并且保持一致,列一张I/O信号表 注明各信号的名称、代号和分配的元件号

第9章 PLC的应用设计、使用与维护 4.分配输入/输出继电器号 ◼ 分配继电器号之前，首先区分输入、输出继电 器。所谓输入继电器就是把外来的信号送到 PLC内部处理用的继电器，在程序内作接点使 用；输出继电器就是把PLC的内部运算结果向 外部输出的继电器，在程序内部作为继电器线 圈、以及常开、常闭接点使用。在策划编程时， 首先要对输入/输出继电器进行编号。确定输 入/输出继电器所对应的I/O信号所接的接线端 子编号，并且保持一致，列一张I/O信号表， 注明各信号的名称、代号和分配的元件号

第9章PLC的应用设计、使用与维护 5.用流程图表示尕统动作基本 流程 分析评估控制任务 PLC选型,IO设备选择 用流程图表示系 IO地址分配 统动作的基本流 程,会给编写流 程序设计 电气系统安装 程带来极大的方 便。控制对检查修改程厂调试程序 设计硬件系统设计图 动作顺序若用孤 和控制柜 程图来表达的请 其相互约束关系 满足要求? 检测硬件连先 直观、形象、其 体,基本组成 联机调试 工程设计的框架 满足要求 编制技术文件 进行现场安装调试 交付使用

第9章 PLC的应用设计、使用与维护 5.用流程图表示系统动作基本 流程 ◼ 用流程图表示系 统动作的基本流 程，会给编写流 程带来极大的方 便。控制对象的 动作顺序若用流 程图来表达的话， 其相互约束关系 直观、形象、具 体，基本组成了 工程设计的框架 分析评估控制任务 PLC选型，I/O设备选择 I/O地址分配 程序设计 满足要求？ 调试程序 电气系统安装 设计硬件系统设计图 和控制柜 满足要求？ 检测硬件连先 联机调试 编制技术文件 进行现场安装调试 交付使用 检查修改程序 N Y N Y

第9章PLC的应用设计、使用与维护 6,绘制秭形图,与PC控制程 序 绘制梯形图的过程就是控制对象按生产工艺的要 求进行逐条语句执行的过程,因此有必要列出某些信 号的有效状态,例如是上升沿有效还是下降沿有效, 是低电平有效还是高电平有效,开关量信号是常闭触 点还是常开触点,触点在什么条件下接通或者断开, 激励信号是来自PLC内部还是外部等。最后依据梯形图 逻辑关系,按照PLC的语言和格式编写用户程序,并写 入到PLC存储器中 在编制PLC程序中,如果程序较为复杂,应该灵活 运用PLC的内部辅助继电器、定时器、计数器等编程元 件。对于被控对象复杂的程序应尽量结合编程知识对 梯形图在不改变系统功能的情况下进行修正

第9章 PLC的应用设计、使用与维护 6.绘制梯形图,编写PLC控制程 序 ◼ 绘制梯形图的过程就是控制对象按生产工艺的要 求进行逐条语句执行的过程，因此有必要列出某些信 号的有效状态，例如是上升沿有效还是下降沿有效， 是低电平有效还是高电平有效，开关量信号是常闭触 点还是常开触点，触点在什么条件下接通或者断开， 激励信号是来自PLC内部还是外部等。最后依据梯形图 逻辑关系，按照PLC的语言和格式编写用户程序，并写 入到PLC存储器中 ◼ 在编制PLC程序中，如果程序较为复杂，应该灵活 运用PLC的内部辅助继电器、定时器、计数器等编程元 件。对于被控对象复杂的程序应尽量结合编程知识对 梯形图在不改变系统功能的情况下进行修正

第9章PLC的应用设计、使用与维护 7.现场调试、试运行 ■在编制好程序后,通常利用实验室的拨码开关模拟现 场信号,逼近实际系统,对PC的程序进行模拟运行并 进行调试,对控制过程中可能出现的各种故障进行 总、修正直到运行可靠、稳定。完成此过程后,将PLC 装在现场进行联机总调试,对可能出现的接线问题 执行元件的硬件故障问题,采用首先调试子程序模块 或功能模块,然后调试初始化程序,最后调试主程序 的方式,逐一排除,使程序更趋完善、稳定,在进行 现场运行测试阶段

第9章 PLC的应用设计、使用与维护 7.现场调试、试运行 ◼ 在编制好程序后，通常利用实验室的拨码开关模拟现 场信号，逼近实际系统，对PLC的程序进行模拟运行并 进行调试，对控制过程中可能出现的各种故障进行汇 总、修正直到运行可靠、稳定。完成此过程后，将PLC 装在现场进行联机总调试，对可能出现的接线问题、 执行元件的硬件故障问题，采用首先调试子程序模块 或功能模块，然后调试初始化程序，最后调试主程序 的方式，逐一排除，使程序更趋完善、稳定，在进行 现场运行测试阶段