可编程控制器应用（第三版）教学课件模块5-1：PLC控制系统设计、型号选择与成本控制.ppt

模块5-1：PLC控制系统设计、型号选择

与成本控制教学内容：主要讲授PLC控制系统的设计思维、设计方法、型号选择与成本控制。重点：PLC控制系统的设计思路、设计方法和设计步骤及其应用。难点：控制过程、控制要求在梯形图中的体现及理解。课时：2学时一、PLC控制系统的设计方法PLC在工业控制系统中设计的主要内容：一是按控制对象的控制要求，进行硬件型号配置；二是将PLC与现场I/0设备及其外围控制设备连接，构成完整的控制系统；三是编制、安装和调试用户控制程序；四是编写使用说明书。本模块主要介绍PLC控制系统的设计原则和方法步骤。1、PLC控制系统设计的基本原则。基本原则是：最大限度地满足被控制对象的基本控制要求，力求控制系统简单、经济；适当给选用的PLC留有一定的剩余容量，保证控制系统安全可靠。一、PLC控制系统的设计方法2、设计方法与步骤1）现场调查，了解和分析被控制对象的全部功能和控制要求。2）按被控对象的控制要求，选定所输入元件和输出元件的类型。其选择方法是查阅有关书籍资料。3）根据输入/输出信号的类型和点数，选定留有适当余量的PLC型号。4）分配PLC输入/输出元件编号（即分配I/0端子），编排接线端柱次序。5）硬件配备设计。设计控制系统的主电路、强电设备布线和控制台（框），并绘制硬件接线图和安装图。6）编制功能图。画出控制系统的功能表图、流程图和梯形图。7）编写梯形图相对应的语句表程序，并输入到PLC程序存储器中。8）用计算机或PLC实验台对程序进行模拟调试，待程序调试完全合格后，再与生产线进行系统联机总调试。9）编写控制生产线调试合格、验收报告和使用说明书。二、PLC的型号选择在PLC机型选择上主要关注重点：在满足被控制对象的功能需要后，又不浪费机器容量，一般应考虑以下要素：1、用规模适合的PLC1）输入/输出（I/0）点数是衡量PLC规模大小的重要指标。在选用PLC时，要对与PLC相连的全部输入/输出装置进行列表统计，并区分输入/输出设备性质及其所需电压等级、电流大小和种类。2）确定全部I/0点数，再按10％～15%留存备用量，计算控制输入/输出理论点数，确定对应所需要的总I/0点数。注意：若用于单机自动或机电一体化产品控制，则优先选用小型PLC。二、PLC的型号选择2、确定内存容量大小及种类CPU内存容量是指用户程序区大小。内存容量与开关量I/0点数、模拟量I/0点数及用户程序编写质量等因素有关。在设计时，推荐用经验分式估算：

总有储器字数=（150～200）×开关量I/0点数再考虑（10～25）％的存贮余量计算理论值，查取最接近的整数内储容量。常用存储器有RAM和EEPROM，其中RAM价格低，存取改写方便，需要带电维持所存程序；对EEPROM，价格较贵，用户程序由自备电池保持。3、确定CPU主要功能及其结构1）小型单台仅用开关量控制的设备，优选小型PLC。2）被控对象是数量较大的开关量和模拟量，并要求PLC完成A/D、D/A转换、算术运算或变速计数处理，则选择具有相应功能的PLC。3）用于工业过程控制，除考虑功能外，还要考虑CPU运行和数据处理速度。4）PLC结构。用于单机自动化和一些小型控制系统，优选整体式PLC，结构简单，体积小，均价便宜。用于工业过程控制系统，选用模块式结构，功能扩展方便灵活，维修方便，但结构较为复杂。二、PLC的型号选择4、输入/输出模块选择输入模块有直流和交流两种，交流方式触点接触可靠，适合恶劣环境使用。输入电压有110V和220V两种，现场设备与模块之间距离较远，选用电压较高模块。直流输入电压用于直接与接近开关、光电开关等输入装置相连接。输出模块有继电器输出、晶体管输出和双向晶闸管输出三种。开关操作频繁，功率因数低的感性负载，优先选用晶闸管交流输出或晶体管直流输出，过载能力稍差，价格较高。输出量变化不频繁，优先选用继电器输出模块，过电压和过电流能力较强，价格便宜，响应速度较慢，寿命有限。对每组触点的输出电流有限制，设计时应加以特殊考虑。二、PLC的型号选择5、编程器与外部设备选择小型控制系统优先选用简易编程器，控制系统容量较大或多台PLC共用，优先选用直接在微机上编程运行的图形编程器或编程软件包。自选配置PLC打印机接口、R0M写入器，若将PLC纳入自动控制网络，则配置通信接口。6、其它考虑同一企业尽可能选取用同机型PLC，节省备用数量，便于维护管理。若被控对象的I/0装置较分散，或控制站远离控制现场，则选用远程I/0模块。三、PLC的成本控制在PLC满足控制要求的前提下，通过改进接线与编程的办法，减少所需I/0点数，降低系统的硬件综合费用。1