可编程控制器应用课件：第十章 PLC控制系统设计

1第十章第十章 PLCPLC控制系统设计控制系统设计第一节第一节PLCPLC控制系统设计的基本原则与主要内容控制系统设计的基本原则与主要内容一、设计的基本原则一、设计的基本原则1 1、尽量选择主流机型。、尽量选择主流机型。2 2、能够满足被控对象的控制要求。、能够满足被控对象的控制要求。3 3、系统简单、经济，使用和维修方便。、系统简单、经济，使用和维修方便。4 4、保证控制系统的安全、可靠。、保证控制系统的安全、可靠。5 5、考虑到未来的发展，选择的、考虑到未来的发展，选择的PLCPLC要留有余量。要留有余量。2二、设计的主要内容二、设计的主要内容1 1、进行系统的总体设计。、进行系统的总体设计。2 2、确定、确定I/OI/O数。数。3 3、选择、选择PLCPLC机型、容量、机型、容量、I/OI/O模块和电源模块。模块和电源模块。4 4、选择用户输入、输出设备及输出设备驱动的对象。、选择用户输入、输出设备及输出设备驱动的对象。5 5、设计控制程序。、设计控制程序。3三、设计的三、设计的一般步骤一般步骤4毕业设计任务书毕业设计任务书例：例：农村电力市场开发与需求管理的研究农村电力市场开发与需求管理的研究 一、毕业设计主要内容一、毕业设计主要内容 1 1、分析我国农村电力的消费现状和特点。、分析我国农村电力的消费现状和特点。2 2、农村电力市场的潜力分析。、农村电力市场的潜力分析。3 3、对当前电网公司营销策略存在的问题进行研究分析。、对当前电网公司营销策略存在的问题进行研究分析。4 4、根据农村电力市场的发展趋势，结合需求管理，提出、根据农村电力市场的发展趋势，结合需求管理，提出促进农村电力市场发展的营销策略。促进农村电力市场发展的营销策略。5 5、查阅国内外文献资料，撰写文献综述和开题报告。、查阅国内外文献资料，撰写文献综述和开题报告。6 6、按要求完成外文翻译工作。、按要求完成外文翻译工作。5二、基本要求二、基本要求1 1、提出促进中国农村电力市场发展的营销策略。、提出促进中国农村电力市场发展的营销策略。2 2、研究成果以论文的形式提交。、研究成果以论文的形式提交。3 3、每周汇报毕业设计进展情况，讨论下一步研究重点。、每周汇报毕业设计进展情况，讨论下一步研究重点。4 4、完成不少于、完成不少于20002000字的文献综述和不少于字的文献综述和不少于30003000字的外文字的外文翻译。翻译。5 5、按时完成不少于、按时完成不少于1.51.5万字的毕业设计论文万字的毕业设计论文,格式与学校格式与学校要求一致。要求一致。6三、设计三、设计(论文论文)进度进度1 1、完成资料收集、阅读、整理。、完成资料收集、阅读、整理。3 3周周2 2、完成毕业设计内容第、完成毕业设计内容第项。项。2 2周周3 3、完成毕业设计内容第、完成毕业设计内容第项。项。2 2周周4 4、完成毕业设计内容第、完成毕业设计内容第项。项。3 3周周5 5、完成毕业设计内容第、完成毕业设计内容第项。项。1 1周周6 6、撰写论文。、撰写论文。1 1周周设计设计(论文论文)预计完成时间：预计完成时间：年年 月月 日日四、参考资料及文献四、参考资料及文献7四、四、PLCPLC控制系统模式的选择控制系统模式的选择四种类型四种类型:单机控制系统单机控制系统 集中控制系统集中控制系统 分散控制系统分散控制系统 远程远程I/OI/O控制系统控制系统81 1、单机控制系统、单机控制系统一台一台PLCPLC控制一台被控设备。控制一台被控设备。特点：特点：存储器容量小。存储器容量小。输入输出点数少。输入输出点数少。系统简单。系统简单。92 2、集中控制系统、集中控制系统 一台一台PLCPLC控制多台设备。控制多台设备。特点：特点：被控设备之间的距离近，相互之间的动作有联系。被控设备之间的距离近，相互之间的动作有联系。一台被控设备的控制程序修改，其它设备也停止工作。一台被控设备的控制程序修改，其它设备也停止工作。整个系统造价低。整个系统造价低。103 3、分散控制系统、分散控制系统 多台多台PLCPLC控制多台设备，控制多台设备，PLCPLC之间通过信号进行联系。之间通过信号进行联系。特点：特点：被控设备之间有联系。被控设备之间有联系。一台一台PLCPLC停止运行，不影响其它停止运行，不影响其它PLCPLC工作。工作。整个系统造价较高。整个系统造价较高。114 4、远程、远程I/OI/O控制系统控制系统 PLCPLC与被控设备相距较远，与被控设备相距较远，I/OI/O模块放在被控设备附近。模块放在被控设备附近。特点：特点：PLCPLC与被控设备相距较远。与被控设备相距较远。PLCPLC与与I/OI/O模块分离。模块分离。PLCPLC通过电缆或光纤传递信息，控制设备。通过电缆或光纤传递信息，控制设备。12第二节第二节 PLCPLC控制系统硬件设计控制系统硬件设计一、机型的选择一、机型的选择1 1、性能和任务相适应性能和任务相适应。单台、模拟量、功能复杂三种。单台、模拟量、功能复杂三种。2 2、处理、处理速度速度满足实时控制要求。软件、硬件方面。满足实时控制要求。软件、硬件方面。3 3、PLCPLC机型尽可能统一机型尽可能统一。4 4、指令系统指令系统。指令功能、种类，开发手段。指令功能、种类，开发手段。5 5、其它其它。性价比，技术支持，维修服务等。性价比，技术支持，维修服务等。13二、容量的估算二、容量的估算 容量包括容量包括2 2个方面：个方面：I/OI/O点数，用户存储器的容量。点数，用户存储器的容量。1 1、I/OI/O的点数估算。的点数估算。15%15%左右的备用容量。左右的备用容量。2 2、用户存储器的容量估算。、用户存储器的容量估算。一般用一般用RAMRAM、EEPROMEEPROM三、输入三、输入/输出模块的选择输出模块的选择 包括包括I/OI/O数量，模拟量的输入数量，模拟量的输入/输出单元，特殊模块输出单元，特殊模块的确定与选择。的确定与选择。14第三节第三节 PLCPLC控制系统软件设计控制系统软件设计 使用编程语言，编制实际应用程序的过程就是程使用编程语言，编制实际应用程序的过程就是程序设计。序设计。程序设计的主要步骤：程序设计的主要步骤：1 1、程序设计前的准备工作、程序设计前的准备工作 了解控制系统的整体情况。了解控制系统的整体情况。把控制要求根据功能进行分类。把控制要求根据功能进行分类。形成一个整体的程序方案。形成一个整体的程序方案。2 2、程序框图设计、程序框图设计设计程序的流程、框图。设计程序的流程、框图。153 3、编写程序、编写程序注意：及时注解，分段编写，分段调试。注意：及时注解，分段编写，分段调试。4 4、程序测试、程序测试分实验室调试与现场调试分实验室调试与现场调试2 2个过程。个过程。5 5、编写程序说明书、编写程序说明书 是对程序设计的综合说明。是对程序设计的综合说明。包括程序基本结构，各功能单元的分析，参数设定及包括程序基本结构，各功能单元的分析，参数设定及来源，程序关键点说明。来源，程序关键点说明。16第十一章第十一章 PLCPLC应用举例应用举例例例1 1、电动机降压、电动机降压Y-Y-启动控制系统启动控制系统一、电动机启动方式一、电动机启动方式 1 1、降压启动的原因、降压启动的原因 在工业生产中，电动机直接在工业生产中，电动机直接启动电流在电网中引起的启动电流在电网中引起的电压降落超过电压降落超过15%15%，就必须降压启动，就必须降压启动。(100KW(100KW及以上及以上)电动机的额定电流为电动机的额定电流为I IN N，启动瞬间（，启动瞬间（5s5s之内），电流之内），电流可达可达(4-7)I(4-7)IN N。如果采取降压。如果采取降压(Y-(Y-)启动的方法，则启动启动的方法，则启动时的电流会降为时的电流会降为1.667I1.667IN N。17182 2、Y-Y-降压启动方法降压启动方法Y-Y-降压启动方法是一种通过改变降压启动方法是一种通过改变电动机线圈接电动机线圈接线方式，降低启动电流的方法。线方式，降低启动电流的方法。启动时启动时Y Y 运行运行。19二、降压启动控制方法二、降压启动控制方法 20 1 1、按下按钮按下按钮SB1SB1，电动机启动并运行。接触器，电动机启动并运行。接触器KM1KM1、KM2KM2接通，电动机线圈为接通，电动机线圈为Y Y形接线方式。形接线方式。2 2、5 5秒钟后，秒钟后，KM2KM2断开。断开。3 3、0.1-0.30.1-0.3秒钟后，秒钟后，KM3KM3接通，电动机线圈为接通，电动机线圈为形接线方式。形接线方式。4 4、按下按钮按下按钮SB2SB2，接触器，接触器KM1KM1、KM3KM3断开。电动断开。电动机停止运行。机停止运行。2122例例2 2、交通信号灯的控制、交通信号灯的控制（新（新6060）一、交通信号灯的特点一、交通信号灯的特点 三种颜色信号灯：黄、绿、红，自动切换。三种颜色信号灯：黄、绿、红，自动切换。每个方向三个，南北东西共每个方向三个，南北东西共1212个。个。每每2 2个为个为1 1组。组。23十字路口交通指挥灯控制十字路口交通指挥灯控制2425二、控制要求二、控制要求 控制开关控制开关X0X0闭合，信号灯系统开始工作。闭合，信号灯系统开始工作。信号灯的控制要求：信号灯的控制要求：(新新6161页，图页，图4-40)4-40)1 1、南北绿灯和东西绿灯不能同时工作，否则，关闭信号、南北绿灯和东西绿灯不能同时工作，否则，关闭信号灯系统并报警。灯系统并报警。2 2、南北红灯亮、南北红灯亮25s25s。3 3、在南北红灯亮的、在南北红灯亮的25s25s内，东西绿灯亮内，东西绿灯亮20s20s，闪亮，闪亮3s3s，东，东西黄灯亮西黄灯亮2s2s。4 4、东西红灯亮、东西红灯亮30s30s。5 5、东西红灯亮的、东西红灯亮的30s30s内，南北绿灯亮内，南北绿灯亮25s25s，闪亮，闪亮3s3s，南北，南北黄灯亮黄灯亮2s2s。6 6、重复、重复2-52-5。2627三、信号灯控制控制特点三、信号灯控制控制特点图图4-414-41梯形图。梯形图。用了用了6 6个输出继电器：个输出继电器：Y0Y0、Y1Y1、Y2Y2、Y4Y4、Y5Y5、Y6Y6。7 7个定时器：个定时器：T10T10：0.5S 0.5S T0T0：20s20sT1.T4T1.T4：0.3s 0.3s T2.T5T2.T5：0.2s 0.2s T3T3：25s25s28交通信号灯控制的梯形图交通信号灯控制的梯形图2930例例3 3、PLCPLC控制的控制的自动重合闸自动重合闸 电力系统的电力系统的自动重合闸装置自动重合闸装置是将跳闸后的断是将跳闸后的断路器自动重新投路器自动重新投入的装置。入的装置。程序流程图程序流程图 31 PLC PLC控制的控制的自动重合闸自动重合闸 装置装置I/OI/O接接线图线图 321 1、输入端子、输入端子DL:X0DL:X0断路器常开辅助触点；断路器常开辅助触点；LJ:X1LJ:X1继电保护装置动作常开辅助触点；继电保护装置动作常开辅助触点；XK1:XK1:本地本地/远方选择开关；远方选择开关；XK2:XK2:前加速前加速/后加速配合方式选择开关后加速配合方式选择开关;SA1:SA1:重合闸闭锁复位按钮；重合闸闭锁复位按钮；SA2:SA2:手动跳闸按钮；手动跳闸按钮；SA3:SA3:手动合闸按钮。手动合闸按钮。XK3:XK3:为远方合闸信号为远方合闸信号;XK4:;XK4:为远方分闸信号为远方分闸信号;XK5:XK5:为检无压输入触点为检无压输入触点;XK6:;XK6:为检同期输入触点为检同期输入触点;XK7:XK7:为母线差动保护动作输入触点为母线差动保护动作输入触点;XK8:XK8:为按频率自动减负荷动作输入触点为按频率自动减负荷动作输入触点;XK9:XK9:为断路器状态检查输入触点。为断路器状态检查输入触点。2 2、输出端子、输出端子HC:HC:合闸继电器；合闸继电器；TQ:TQ:跳闸继电器；跳闸继电器；XH:XH:信号继电器；信号继电器；BJ:BJ:报警继电器。报警继电器。33PLCPLC控制的电力系统重合闸梯形图控制的电力系统重合闸梯形图34续续