plc可编程序控制器应用系统的设计.pptx

第1页/共186页plc可编程序控制器应用系统的设计第2页/共186页1．熟悉控制对象，确定控制范围2. 制定控制方案，选择可编程序控制器机型3. 系统硬件设计和软件编程4. 模拟调试5. 现场运行调试6. 编制系统的技术文件第3页/共186页7.2 PLC应用系统的硬件设计与选型 1．控制结构和方式的选择 由PLC构成控制系统有以下几种方式： (1) 单机控制系统 是指用一台PLC控制一台设备或多台设备，控制的输入/输出点数比较少，属于一种小系统。第4页/共186页 (2) 远程I/O系统 是指当各控制对象地理位置比较分散，输入/输出线要引入控制器时，可采用I/O模块组成的远程I/O系统。远程I/O主单元通过I/O通道号可正确地操作远程I/O点，输入/输出通道分配在现场的几个区域内，适合于被控对象远离中控室的工业现场。 (3) 分布式控制系统 是指采用几台PLC分别独立控制某些设备，各PLC之间、PLC与上位机之间通过数据通信线相连组成的系统，也叫分散型控制系统。这种系统多用于多台生产线的控制，并且控制某设备的PLC如果停运的话，不影响其他设备，适合于控制规模较大的工业现场。第5页/共186页 2．PLC机型的选择 PLC选型的基本原则是所选PLC能够满足控制系统的功能需要。一般从系统控制功能、PLC物理结构、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。 从应用角度来看，PLC可按控制功能或输入/输出点数分类。 从PLC的物理结构来看，PLC分为模块式和整体式。第6页/共186页电气元件输入点数输出点数I/O总点数?437Y-△启动鼠笼型电动机单向/可逆变极电动机5/63/48/10单向/可逆直流电动机9/126/815/20比例阀358单/双线圈电磁阀2/31/23/5按钮开关1—1信号灯—11光电开关2—2拨码开关4—4行程开关1—1位置开关2—23．I/O点数的估算常用电气元件所需PLC的I/O点数??????????第7页/共186页 4. 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PLC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。第8页/共186页 开关量模块 包括输入模块和输出模块，有交流、直流和TTL电平三种类型。(1) 开关量输入模块按输入点数分为4、8、16、32、64等;(2) 按电压等级分为直流24 V、48 V、60 V和交流110 V、230 V等; (3) 开关量输出模块按输出点数分有16、32、64点; (4) 按输出方式分有继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出。第9页/共186页 模拟量模块 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 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。 电流型的抗干扰能力优于电压型。 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。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。第10页/共186页 5. 估算系统对PLC响应时间的要求 响应时间包括输入滤波时间、输出滤波时间和扫描周期。 选取扫描速度高的PLC来提高对输入信号的接收准确性。扫描速度是用执行指令所需要的时间来估算的，单位是ms/k字。 大多数机器的性能指标中都给出了扫描速度的具体数值。对于慢速大系统，如大型料场、码头、高炉、轧钢厂的主令控制等可选用多台中小型PLC或低速网络进行控制； 对于快速实时控制，如高速线材、中低速热连轧等速度控制可选择运行速度快的CPU、功能强的大型PLC或高速网络来满足信息快速交换的要求。需要引起注意的是，一定要保证最长的扫描周期要小于系统电气状态改变的时间，这样才能使系统正常工作。第11页/共186页 6. 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