可编程控制器原理及应用教程-西安职业技术学院.ppt

第五章 可编程控制器系统设计 本章主要内容 熟悉控制对象的工艺要求 电气控制线路的设计 程序设计 控制系统模拟调试 现场调试 随机文件 5.1 可编程控制器控制系统设计的步骤和内容 熟悉控制对象的工艺要求 根据该系统需要完成的控制任务，对被控对象的工艺过程、工作特点、控制系统的控制过程、控制规律、功能和特性进行分析。详细了解被控对象的全部功能，各部件的动作过程、动作条件、与各仪表的接口，是否与其他可编程控制器、计算机或智能设备通信。通过熟悉控制对象的设计图纸和工艺文件，也可通过现场了解输入信号、输出信号的性质：是开关量还是模拟量，初步确定可编程基本单元和功能模块的类型。 熟悉控制对象的工艺要求 确定了控制对象，还要明确划分控制的各个阶段及各阶段的特点，阶段之间的转换条件，最后归纳出系统的顺序功能图。可编程控制器的根本任务就是通过编程正确地实现系统的控制功能。 5.1 可编程控制器控制系统设计的步骤和内容 5.1 可编程控制器控制系统设计的步骤和内容 5.1 可编程控制器控制系统设计的步骤和内容 5.1 可编程控制器控制系统设计的步骤和内容 程序设计 设计程序时应根据工艺要求和控制系统的具体情况，画出程序流程图，这是整个程序设计工作的核心部分。在编写程序过程中，可以借鉴现成的标准程序、参考继电盘控制图。梯形图语言是最普遍使用的编程语言，应根据个人爱好，选用顺序功能图或其它某一种设计方法。在编写程序的过程中，需要及时对编出的程序进行注释，以免忘记其相互关系，要随编随注。注释包括程序的功能，逻辑关系说明、设计思想、信号的来源和去向，以便阅读和调试。 5.1 可编程控制器控制系统设计的步骤和内容 5.1 可编程控制器控制系统设计的步骤和内容 随机文件 可编程控制器的外部接线图和其他电气图纸。 可编程控制器的编程元件表，包括程序中使用的输入／输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、状态等的元件号、名称、功能，以及定时器、计数器的设定值等。 如果用户要求或合同规定需要：顺序功能图、梯形图或指令表，就得提供带注释的梯形图和必要的总体文字说明。没特殊要求一般不用提供。 控制系统的使用说明，操作注意事项及常见故障处理。 5.2 可编程控制器的选型与硬件配置 选择合适的可编程控制器类型 开关量输入输出模块及扩展的选择 编程器和外围设备的选择 可编程控制器结构选择 可编程控制器的基本结构分整体式和模块式。 多数小型PLC为整体式，具有体积小、价格便宜等优点，适于工艺过程比较稳定，控制要求比较简单的系统。 模块式结构的PLC采用主机模块与输入模块、功能模块组合使用的方法，比整体式方便灵活，维修更换模块、判断与处理故障快速方便，适用于工艺变化较多，控制要求复杂的系统，价格比整体机高。 三菱的FX可编程序控制器吸取了整体式和模块式可编程控制器的优点，不用基板仅用扁平电缆连接，紧密拼装后组成一个整齐的长方体，输入输出点数的配置也相当灵活。 I／O点数的确定 一般来讲，可编程控制器控制系统的规模的大小是用输入、输出的点数来衡量的。我们在设计系统时，应准确统计被控对象的输入信号和输出信号的总点数并考虑今后调整和工艺改进的需要，在实际统计I／O点数基础上，一般应加上10％～20％的备用量。 用户存储器容量的估算 用户应用程序占用多少内存与许多因数有关，如 I／O点数、控制要求、运算处理量、程序结构等。因此，在程序设计之前只能粗略地估算。根据经验，对于开关量控制系统，用户程序所需存储器的容量等于I／O信号总数乘以8。对于有模拟量输入输出的系统，每一路模拟量信号大约需100步。如果使用通信接口，那么每个接口需300步。每个程序不占一个存储器单元。一般估算时根据算出存储器的总字数再加上一个备用量。 可编程控制器的处理速度应满足实时控制的要求 因为可编程控制器是采用顺序扫描的工作方式，从输入信号到输出控制存在着滞后现象，即输入量的变化一般要在1～2个扫描周期之后才能反映到输出端，这对于大多数应用场合是允许的。响应时间包括输入滤波时间，输出滤波时间和扫描周期。其顺序扫描工作方式使它不能可靠地接收持久时间小于1个扫描周期的输入信号。为此，对于快速反应的信号需要选取扫描速度高的机型，例如三菱FX2N的基本指令的运行处理时间为0．08μs／步指令，另外在编程时要优化应用软件，缩短扫描周期。 开关量输入输出模块及扩展的选择 三菱FX系列的可编程控制器分基本单元和扩展单元和模块，在选型时能用一个基本单元完成配置就尽量不要用基本单元加扩展的模式。 开关量I／O模块按外部接线方式分为隔离式、分组式和汇点式。隔离式的每点平均价格较高，如果信号之间不需要隔离，应选用后两种，现在FX的输入模块一般都是分组式、汇点式，输出模块则是隔离式和分组式组合。 开关量输入