PLC技术及应用.ppt

PLCPLC技术及应用技术及应用案例八案例八逻辑控制系统设计逻辑控制系统设计【学习目标学习目标】1 1掌握使用掌握使用PLCPLC设计控制系统的过程及设计控制系统的过程及 注意事项注意事项 2 2 巩固巩固PLCPLC基本指令、步进指令、功能指令基本指令、步进指令、功能指令 3 3熟悉使用熟悉使用PLCPLC指令编程、掌握程序编辑指令编程、掌握程序编辑 及输入、运行及输入、运行 2逻辑控制系统设计逻辑控制系统设计【知识点知识点】：1.控制系统的设计步控制系统的设计步骤和骤和PLC选型选型一、设计步骤一、设计步骤对工作环境较差，安全可对工作环境较差，安全可靠性要求较高、控制过程靠性要求较高、控制过程较复杂、控制信号较多，较复杂、控制信号较多，且工艺流程经常要求变动且工艺流程经常要求变动的场合，应采用的场合，应采用PLCPLC控制。控制。调查被控对象工调查被控对象工艺过程、工作特艺过程、工作特点、功能和特性点、功能和特性明确控制任务明确控制任务和设计要求和设计要求制定详实的工作制定详实的工作循环图或控制状循环图或控制状态图态图确定控制方式确定控制方式1.控制功能调查控制功能调查【知识点知识点】：1.控制系统的设计步控制系统的设计步骤和骤和PLC选型选型一、设计步骤一、设计步骤根据生产工艺和机械运动的控制要求，根据生产工艺和机械运动的控制要求，确定控制系统的工作方式，例如全自动、确定控制系统的工作方式，例如全自动、半自动、手动、单机运行、多机联合运半自动、手动、单机运行、多机联合运行等。还要确定系统应用的其他功能，行等。还要确定系统应用的其他功能，例如故障检测、诊断与显示报警、紧急例如故障检测、诊断与显示报警、紧急情况的处理、管理功能、联网通信功能情况的处理、管理功能、联网通信功能等。等。2.制定电气控制方案制定电气控制方案根据被控对象对根据被控对象对控制系统的要求控制系统的要求明确系统要完成明确系统要完成的任务及所应具的任务及所应具备的功能备的功能如：小车自动往返的控制如：小车自动往返的控制系统要求系统要求控制系统要求的手动、控制系统要求的手动、自动连续单步等功能自动连续单步等功能【知识点知识点】：一、设计步骤一、设计步骤1.控制系统的设计控制系统的设计步骤和步骤和PLC选型选型2.制定电气控制方案制定电气控制方案【知识点知识点】：1.控制系统的设计步控制系统的设计步骤和骤和PLC选型选型一、设计步骤一、设计步骤根据系统的控制要求，确定系统的输入根据系统的控制要求，确定系统的输入设备的数量及种类，确定各输入信号的设备的数量及种类，确定各输入信号的特点，如：是开关量还是模拟量，直流特点，如：是开关量还是模拟量，直流还是交流，电压等级，信号幅度等。还是交流，电压等级，信号幅度等。3.确定输入确定输入/输出设备及信号特点输出设备及信号特点【知识点知识点】：1.控制系统的设计步控制系统的设计步骤和骤和PLC选型选型一、设计步骤一、设计步骤确定系统的输出设备的数量及种类，明确定系统的输出设备的数量及种类，明确这些设备对控制信号的要求，如：电确这些设备对控制信号的要求，如：电压或电流的大小，直流还是交流、电压压或电流的大小，直流还是交流、电压等级，开关量还是模拟量，据此确定等级，开关量还是模拟量，据此确定PLCPLC的的I/OI/O设备的类型及数量，分类统计出各设备的类型及数量，分类统计出各输入输入/输出量的性质及数量。输出量的性质及数量。3.确定输入确定输入/输出设备及信号特点输出设备及信号特点4.选择选择PLCPLC机型机型及具体配置及具体配置PLC型号、单元模块、输型号、单元模块、输入输出类型和点数，相关入输出类型和点数，相关附属设备，考虑经济性。附属设备，考虑经济性。【知识点知识点】：一、设计步骤一、设计步骤1.控制系统的设计控制系统的设计步骤和步骤和PLC选型选型5.分配输入分配输入/输出点地址输出点地址【知识点知识点】：一、设计步骤一、设计步骤1.控制系统的设计控制系统的设计步骤和步骤和PLC选型选型 根据已确定的输入输出设备和选定的根据已确定的输入输出设备和选定的PLC，列出，列出输入输出设备与输入输出设备与PLC的的I/O点的地址对照表，以便于点的地址对照表，以便于编制控制程序，设计接线图及硬件安装，所有的输编制控制程序，设计接线图及硬件安装，所有的输入点和输出点在分配时要有规律，并考虑信号特点入点和输出点在分配时要有规律，并考虑信号特点及及PLC公共端的电流容量。公共端的电流容量。6.设计电气线路设计电气线路【知识点知识点】：一、设计步骤一、设计步骤1.控制系统的设计控制系统的设计步骤和步骤和PLC选型选型 包括被控设备的主电路及包括被控设备的主电路及PLC外部的其他控制电外部的其他控制电路图，路图，PLC输入输出接线图，输入输出接线图，PLC主机、扩展单元及主机、扩展单元及输入输出设备供电系统图，电气控制柜结构及电器输入输出设备供电系统图，电气控制柜结构及电器设备安装图等。设备安装图等。7.设计控制程序设计控制程序 控制程序的设计包括状态表、顺序功能图、梯控制程序的设计包括状态表、顺序功能图、梯形图、指令表等。形图、指令表等。控制程序设计是控制程序设计是PLC系统应用中最关键的问题，系统应用中最关键的问题，也是整个控制系统设计的核心。也是整个控制系统设计的核心。【知识点知识点】：一、设计步骤一、设计步骤1.控制系统的设计控制系统的设计步骤和步骤和PLC选型选型8.调试调试 调试包括模拟调试和联机调试。调试包括模拟调试和联机调试。系统安装完成后，进行现场调试，解决问题，系统安装完成后，进行现场调试，解决问题，直到系统能满足工艺流程和系统控制要求。直到系统能满足工艺流程和系统控制要求。【知识点知识点】：一、设计步骤一、设计步骤1.控制系统的设计控制系统的设计步骤和步骤和PLC选型选型9.技术文件处理技术文件处理 整理出完整的技术文件如：设计说明书、电器元整理出完整的技术文件如：设计说明书、电器元件明细表、电气原理图和安装图、状态表、件明细表、电气原理图和安装图、状态表、I/O分配分配表、带注释的梯形图，系统使用说明等表、带注释的梯形图，系统使用说明等【知识点知识点】：一、设计步骤一、设计步骤1.控制系统的设计控制系统的设计步骤和步骤和PLC选型选型 PLC 的选择一般从基本性能、特殊功能的选择一般从基本性能、特殊功能和通信联网三个方面进行考虑。和通信联网三个方面进行考虑。选择的基本原则：在满足控制要求的前提选择的基本原则：在满足控制要求的前提下力争最好的性能价格比，并有一定的先进下力争最好的性能价格比，并有一定的先进性和良好的售后服务。性和良好的售后服务。【知识点知识点】：二、二、PLCPLC的选择的选择1.控制系统的设计控制系统的设计步骤和步骤和PLC选型选型 1、基本单元的选择、基本单元的选择基本单元又称为基本单元又称为CPU单元，是机型选择时首单元，是机型选择时首先要考虑的问题。先要考虑的问题。1）响应速度）响应速度 主要从两方面进行考虑：主要从两方面进行考虑：一是一是PLC程序的语句处理时间。程序的语句处理时间。二是二是PLC的扫描周期。的扫描周期。【知识点知识点】：二、二、PLCPLC的选择的选择1.控制系统的设计控制系统的设计步骤和步骤和PLC选型选型 2）存储容量）存储容量 存储器是存放程序和数据的地方，它应包存储器是存放程序和数据的地方，它应包括存储器的最大容量，可扩展性，存储器的括存储器的最大容量，可扩展性，存储器的种类。种类。对于只有开关量控制功能的小型对于只有开关量控制功能的小型PLC，可，可把把PLC的总点数乘以的总点数乘以10，作为估算用户存储，作为估算用户存储器容量的依据。器容量的依据。【知识点知识点】：二、二、PLCPLC的选择的选择1.控制系统的设计控制系统的设计步骤和步骤和PLC选型选型 3）扩展功能）扩展功能 即带扩展单元的能力，包括所能带扩展单即带扩展单元的能力，包括所能带扩展单元的数量、种类、扩展单元所占的通道数、元的数量、种类、扩展单元所占的通道数、扩展口的形式等。扩展口的形式等。【知识点知识点】：二、二、PLCPLC的选择的选择1.控制系统的设计控制系统的设计步骤和步骤和PLC选型选型 4）结构形式）结构形式 小型小型PLC中，整体式要比模块式价格便宜，中，整体式要比模块式价格便宜，体积也小，只是硬件配置不如模块式灵活。体积也小，只是硬件配置不如模块式灵活。【知识点知识点】：二、二、PLCPLC的选择的选择1.控制系统的设计控制系统的设计步骤和步骤和PLC选型选型 5）特殊功能）特殊功能 新型新型PLC有不少有用的特殊功能，了解这有不少有用的特殊功能，了解这些功能，可以解决一些较特殊的控制要求。些功能，可以解决一些较特殊的控制要求。若用没有这些功能的基本单元来处理，则要若用没有这些功能的基本单元来处理，则要添加特殊功能模块，处理起来既复杂，又增添加特殊功能模块，处理起来既复杂，又增加成本。加成本。【知识点知识点】：二、二、PLCPLC的选择的选择1.控制系统的设计控制系统的设计步骤和步骤和PLC选型选型 6）通信功能）通信功能 如果要求将该台如果要求将该台PLC挂入工业控制网络，挂入工业控制网络，或连接其他智能化设备，则应考虑选择有相或连接其他智能化设备，则应考虑选择有相应的通信接口的应的通信接口的PLC，同时要注意通信协议。，同时要注意通信协议。【知识点知识点】：二、二、PLCPLC的选择的选择1.控制系统的设计控制系统的设计步骤和步骤和PLC选型选型 2、指令系统的选择、指令系统的选择 1）总指令数）总指令数 指令系统的总语句数反映了指令系统所包指令系统的总语句数反映了指令系统所包括的全部功能。括的全部功能。【知识点知识点】：二、二、PLCPLC的选择的选择1.控制系统的设计控制系统的设计步骤和步骤和PLC选型选型 2、指令系统的选择、指令系统的选择 2）指令种类）指令种类 指令种类主要包括基本指令、运算指令和指令种类主要包括基本指令、运算指令和应用指令，具体的需求与实际要完成的控制应用指令，具体的需求与实际要完成的控制功能相适应。功能相适应。【知识点知识点】：二、二、PLCPLC的选择的选择1.控制系统的设计控制系统的设计步骤和步骤和PLC选型选型 2、指令系统的选择、指令系统的选择 3）表达方式）表达方式 指令系统表达方式有多种，包括梯形图、指令系统表达方式有多种，包括梯形图、语句表、控制系统流程图、高级语言等多种语句表、控制系统流程图、高级语言等多种表达方式。表达方式。表达方式的多样性给程序的编写带来了表达方式的多样性给程序的编写带来了方便，并且也表示了该方便，并且也表示了该PLC的成熟性。的成熟性。【知识点知识点】：二、二、PLCPLC的选择的选择1.控制系统的设计控制系统的设计步骤和步骤和PLC选型选型 2、指令系统的选择、指令系统的选择 4）编程工具）编程工具 PLC的简易编程器价格较低，但功能有限；的简易编程器价格较低，但功能有限；手持式液晶显示图形编程器价格较高，可直手持式液晶显示图形编程器价格较高，可直接显示梯形图。与简易编程器相比，采用计接显示梯形图。与简易编程器相比，采用计算机配以编程软件，能实用于不同的算机配以编程软件，能实用于不同的PLC，可明显提高程序的调试速度。可明显提高程序的调试速度。【知识点知识点】：二、二、PLCPLC的选择的选择1.控制系统的设计控制系统的设计步骤和步骤和PLC选型选型 3、I/O模块的选择模块的选择 I/O模块的选择主要是根据输入信号的类型，选择与之模块的选择主要是根据输入信号的类型，选择与之相匹配的输入模块；相匹配的输入模块；根据负载的要求、数量等级以及对响应速度的要求等选根据负载的要求、数量等级以及对响应速度的要求等选用合适的输出模块。用合适的输出模块。根据系统要求安排合理的根据系统要求安排合理的I/O点数，并有一定的余量，考点数，并有一定的余量，考虑到增加点数的成本，在选型前应将输入输出点作合理的虑到增加点数的成本，在选型前应将输入输出点作合理的安排，从而实现用少数的点数来保证设备安排，从而实现用少数的点数来保证设备 的正常操作。的正常操作。【知识点知识点】：二、二、PLCPLC的选择的选择1.控制系统的设计控制系统的设计步骤和步骤和PLC选型选型 4、其他选择、其他选择 1）性价比）性价比 不要片面追求高性能、多功能。不要片面追求高性能、多功能。对控制要求低的控制系统，提出过高的技术指标，只会对控制要求低的控制系统，提出过高的技术指标，只会增加开发的成本。增加开发的成本。【知识点知识点】：二、二、PLCPLC的选择的选择1.控制系统的设计控制系统的设计步骤和步骤和PLC选型选型 4、其他选择、其他选择 2）系列产品）系列产品 一个企业最好优选一个一个企业最好优选一个PLC厂家的其他系列产品，这样厂家的其他系列产品，这样可以减少可以减少PLC的备件，以后建立自动化网络也较为方便，而的备件，以后建立自动化网络也较为方便，而且只需购置一台编程器或一套编程软件，并可实现资源共且只需购置一台编程器或一套编程软件，并可实现资源共享。享。【知识点知识点】：二、二、PLCPLC的选择的选择1.控制系统的设计控制系统的设计步骤和步骤和PLC选型选型 4、其他选择、其他选择 3）售后服务）售后服务 选择机型时还要考虑有可靠的技术支持。这些支持包括选择机型时还要考虑有可靠的技术支持。这些支持包括必要的技术培训，帮助安装、调试，提供备件、备品，保必要的技术培训，帮助安装、调试，提供备件、备品，保证维修等，以减少后顾之忧。证维修等，以减少后顾之忧。【知识点知识点】：二、二、PLCPLC的选择的选择1.控制系统的设计控制系统的设计步骤和步骤和PLC选型选型 在利用在利用PLC构成应用控制系统时，首先要明构成应用控制系统时，首先要明确对控制对象的要求，然后根据实际需要确定确对控制对象的要求，然后根据实际需要确定控制系统的类型和系统工作时的运行方式。控制系统的类型和系统工作时的运行方式。【知识点知识点】：一、系统硬件设计总体方案一、系统硬件设计总体方案2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案1、PLC控制系统的类型控制系统的类型 集中控制系统集中控制系统 分布式控制系统分布式控制系统【知识点知识点】：一、系统硬件设计总体方案一、系统硬件设计总体方案2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案1）集中控制系统）集中控制系统(a)为典型的单台控制，由为典型的单台控制，由一台一台PLC控制单台被控对象。控制单台被控对象。【知识点知识点】：一、系统硬件设计总体方案一、系统硬件设计总体方案2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案(a)单台控制单台控制说明：该系统对说明：该系统对PLC的的I/O点数、存储器的点数、存储器的容量要求较少，控制系统的构成简单明了。容量要求较少，控制系统的构成简单明了。一般不需要与其他控制器或计算机进行通信，一般不需要与其他控制器或计算机进行通信，但应考虑将来是否需要。但应考虑将来是否需要。1）集中控制系统）集中控制系统(b)为用一台为用一台PLC控控制多台被控设备，每制多台被控设备，每个被控对象与个被控对象与PLC的的指定指定I/O相连接。相连接。【知识点知识点】：一、系统硬件设计总体方案一、系统硬件设计总体方案2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案(b)多台控制多台控制说明：该控制系统多说明：该控制系统多用于控制对象所处的用于控制对象所处的地理位置比较接近，地理位置比较接近，且相互之间的动作有且相互之间的动作有一定联系的场合。一定联系的场合。【知识点知识点】：一、系统硬件设计总体方案一、系统硬件设计总体方案2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案(b)多台控制多台控制1）集中控制系统）集中控制系统图（图（c）为一台）为一台PLC构成远程构成远程I/O控制系统控制系统【知识点知识点】：一、系统硬件设一、系统硬件设计总体方案计总体方案2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案说明：说明：PLC通过通信模块控制远程通过通信模块控制远程I/O模块。模块。适用于被控制对象远离集中控制室的场合。适用于被控制对象远离集中控制室的场合。一个控制系统需要设置多少个远程一个控制系统需要设置多少个远程I/O通通 道，视被控对象的分散程度和距离而定，同道，视被控对象的分散程度和距离而定，同 时还受所选时还受所选PLC能驱动能驱动I/O通道数的限制。通道数的限制。【知识点知识点】：一、系统硬件设计总体方案一、系统硬件设计总体方案2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案 集中控制系统的缺点：当某一控制对象的控制程序集中控制系统的缺点：当某一控制对象的控制程序需要改变或需要改变或PLC出现故障时，必须停止整个系统工作。出现故障时，必须停止整个系统工作。对于大型的集中控制系统，可以采用冗余系统来对于大型的集中控制系统，可以采用冗余系统来克服这个缺点。克服这个缺点。【知识点知识点】：一、系统硬件设计总体方案一、系统硬件设计总体方案2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案2）、分布式控制系统）、分布式控制系统这类系统的被控对象比较多，它们分布在一个较大的这类系统的被控对象比较多，它们分布在一个较大的区域内，相互之间的距离较远，而且各被控对象之间区域内，相互之间的距离较远，而且各被控对象之间要求经常地交换数据和信息。要求经常地交换数据和信息。系统的控制由若干个相互之间具有通信联网功能的系统的控制由若干个相互之间具有通信联网功能的PLC构成，系统的上位机可采用构成，系统的上位机可采用PLC，也可采用计算机。，也可采用计算机。【知识点知识点】：一、系统硬件设计总体方案一、系统硬件设计总体方案2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案2）、分布式控制系统）、分布式控制系统每一台每一台PLC控制一个被控对象，各控制器之间可以通控制一个被控对象，各控制器之间可以通过信号传递进行内部联锁、响应或发令等，或由上位过信号传递进行内部联锁、响应或发令等，或由上位机通过数据总线进行通信。机通过数据总线进行通信。多用于多台机械生产线的控制，各生产线间有数据连多用于多台机械生产线的控制，各生产线间有数据连接。接。【知识点知识点】：一、系统硬件设计总体方案一、系统硬件设计总体方案2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案2）、分布式控制系统）、分布式控制系统 通信方式通信方式1【知识点知识点】：一、系统硬件设计总体方案一、系统硬件设计总体方案2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案PLC2被控对象2被控对象1被控对象3PLC1PLC3上位机2）、分布式控制系统）、分布式控制系统 通信方式通信方式2【知识点知识点】：一、系统硬件设计总体方案一、系统硬件设计总体方案2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案PLC2被控对象2被控对象1被控对象3PLC1PLC3上位机2、系统的运行方式、系统的运行方式自动运行方式自动运行方式 是控制系统的主要运行方式是控制系统的主要运行方式 特点：在系统工作过程中，系统按给定的程序自动完特点：在系统工作过程中，系统按给定的程序自动完成被控对象的动作，不需要人工干预。成被控对象的动作，不需要人工干预。【知识点知识点】：一、系统硬件设计总体方案一、系统硬件设计总体方案2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案2、系统的运行方式、系统的运行方式半自动运行方式半自动运行方式 特点：是系统在起动和运行过程中的某些步骤需要人特点：是系统在起动和运行过程中的某些步骤需要人工干预才能进行下去。工干预才能进行下去。多用于检测手段不完善，需要人工判断或某些设备不多用于检测手段不完善，需要人工判断或某些设备不具备自控条件，需要人工干涉的场合。具备自控条件，需要人工干涉的场合。【知识点知识点】：一、系统硬件设计总体方案一、系统硬件设计总体方案2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案2、系统的运行方式、系统的运行方式单步运行方式单步运行方式 特点：是系统运行中的每一步都需要人工干预才能进特点：是系统运行中的每一步都需要人工干预才能进行下去。行下去。多用于调试，调试完成后，可将其撤除。多用于调试，调试完成后，可将其撤除。【知识点知识点】：一、系统硬件设计总体方案一、系统硬件设计总体方案2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案2、系统的运行方式、系统的运行方式手动运行方式手动运行方式 不是控制系统的主要运行方式，而是用于设备调试、不是控制系统的主要运行方式，而是用于设备调试、系统调整和故障情况下的运行方式，因此它是自动运行系统调整和故障情况下的运行方式，因此它是自动运行方式的辅助方式。方式的辅助方式。【知识点知识点】：一、系统硬件设计总体方案一、系统硬件设计总体方案2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案3、系统的停止方式、系统的停止方式正常停止正常停止 正常停止由正常停止由PLC的程序执行，当系统的运行步骤执行的程序执行，当系统的运行步骤执行完毕，且不需要重新起动执行程序时，或完毕，且不需要重新起动执行程序时，或PLC接收到操接收到操作人员的停止指令后，作人员的停止指令后，PLC按规定的停止步骤停止系统按规定的停止步骤停止系统运行。运行。【知识点知识点】：一、系统硬件设计总体方案一、系统硬件设计总体方案2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案3、系统的停止方式、系统的停止方式暂时停止暂时停止 暂时停止方式用于程序控制方式时暂停执行当前程序，暂时停止方式用于程序控制方式时暂停执行当前程序，使所有输出都设置成使所有输出都设置成OFF状态，待暂停解除时将继续执状态，待暂停解除时将继续执行被暂停的程序。行被暂停的程序。【知识点知识点】：一、系统硬件设计总体方案一、系统硬件设计总体方案2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案3、系统的停止方式、系统的停止方式紧急停止紧急停止 紧急停止方式是在系统运行过程中设备出现异常情况紧急停止方式是在系统运行过程中设备出现异常情况或故障，若不中断系统运行，将导致重大事故或有可能或故障，若不中断系统运行，将导致重大事故或有可能损坏设备时，必须使用紧急停止按钮使整个系统立即停损坏设备时，必须使用紧急停止按钮使整个系统立即停止。止。【知识点知识点】：一、系统硬件设计总体方案一、系统硬件设计总体方案2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案 在硬件设计时，不但要考虑到可行性，也要考虑到在硬件设计时，不但要考虑到可行性，也要考虑到PLC组成的控制系统的控制方案的先进性。组成的控制系统的控制方案的先进性。【知识点知识点】：一、系统硬件设计总体方案一、系统硬件设计总体方案2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案1、系统硬件配置图、系统硬件配置图 系统硬件配置图应完整地给出整个系统的硬件组成。系统硬件配置图应完整地给出整个系统的硬件组成。包括系统构成级别、系统联网情况、网上包括系统构成级别、系统联网情况、网上PLC的站数、的站数、每个每个PLC站上的站上的CPU单元和扩展单元构成情况、每个单元和扩展单元构成情况、每个PLC中的各种模块构成情况。中的各种模块构成情况。如图如图8.4所示例。所示例。【知识点知识点】：二、系统硬件设计文件二、系统硬件设计文件2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案2、模块统计表、模块统计表 模块统计表应包括模块名称、模块类型、模块订货号、模块统计表应包括模块名称、模块类型、模块订货号、所需模块个数。所需模块个数。如表如表8.1所示例。所示例。【知识点知识点】：二、系统硬件设计文件二、系统硬件设计文件2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案3、I/O地址分配表地址分配表 在系统设计中要把输入在系统设计中要把输入/输出列成表，给出相应的地址输出列成表，给出相应的地址和名称，以备软件编程和系统调试时使用。和名称，以备软件编程和系统调试时使用。【知识点知识点】：二、系统硬件设计文件二、系统硬件设计文件2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案4、I/O硬件接线图硬件接线图 I/O硬件接线图是系统设计的一部分，它反映的是硬件接线图是系统设计的一部分，它反映的是PLC输入输入/输出模块与现场设备的连接。输出模块与现场设备的连接。【知识点知识点】：二、系统硬件设计文件二、系统硬件设计文件2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案1、PLC输入电路的设计输入电路的设计1）根据输入信号类型合理选择输入模块）根据输入信号类型合理选择输入模块 常用的输入信号类型有开关量、数字量和模拟量。常用的输入信号类型有开关量、数字量和模拟量。【知识点知识点】：三、三、PLCPLC输入输出电路设计输入输出电路设计2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案1、PLC输入电路的设计输入电路的设计2）输入元件的接线方式）输入元件的接线方式 开关元件接线：电源内接、电源外接开关元件接线：电源内接、电源外接 模拟量输入模拟量输入/输出接线输出接线 传感器输出接线传感器输出接线 脉冲输入接线脉冲输入接线【知识点知识点】：三、三、PLCPLC输入输出电路设计输入输出电路设计2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案1、PLC输入电路的设计输入电路的设计3）减少输入点的方法）减少输入点的方法节省输入输出点数经济节省输入输出点数经济 某些具有相同性能和功能的输某些具有相同性能和功能的输入触点可串联或并联后再输入到入触点可串联或并联后再输入到PLC，这样它们只占，这样它们只占PLC的一个输的一个输入点。入点。【知识点知识点】：三、三、PLCPLC输入输出电路设计输入输出电路设计2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案1、PLC输入电路的设计输入电路的设计3）减少输入点的方法）减少输入点的方法 某些功能比较简单，与系统控某些功能比较简单，与系统控制部分关系不大的输入信号可放制部分关系不大的输入信号可放在在PLC之外。之外。如手动按钮、热继电器的动断触如手动按钮、热继电器的动断触点与点与PLC的负载串联等。的负载串联等。【知识点知识点】：三、三、PLCPLC输入输出电路设计输入输出电路设计2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案1、PLC输入电路的设计输入电路的设计3）减少输入点的方法）减少输入点的方法 若系统具有两种不同的工作方式，这两种工作方式不若系统具有两种不同的工作方式，这两种工作方式不会同时出现，输入点可共用。会同时出现，输入点可共用。利用软件，使一个按钮具有开关的功能。利用软件，使一个按钮具有开关的功能。如用一个按钮起动停止电机。如用一个按钮起动停止电机。【知识点知识点】：三、三、PLCPLC输入输出电路设计输入输出电路设计2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案1、PLC输入电路的设计输入电路的设计3）减少输入点的方法）减少输入点的方法 用矩阵输入的方法扩展输入点用矩阵输入的方法扩展输入点 将将PLC现有的输入点数分为两组现有的输入点数分为两组【知识点知识点】：三、三、PLCPLC输入输出电路设计输入输出电路设计2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案2、PLC输出电路的设计输出电路的设计1）根据负载类型确定输出方法）根据负载类型确定输出方法 对于只接受开关量信号的负载，根据其电源类型，根据对于只接受开关量信号的负载，根据其电源类型，根据对输出开关信号的频率要求，选择继电器输出或晶体管输对输出开关信号的频率要求，选择继电器输出或晶体管输出模块。出模块。对于需要模拟量驱动的负载，则应选择用合适的对于需要模拟量驱动的负载，则应选择用合适的D/A模模块。块。【知识点知识点】：三、三、PLCPLC输入输出电路设计输入输出电路设计2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案2、PLC输出电路的设计输出电路的设计2）输出负载的接线方式）输出负载的接线方式 交流负载接线交流负载接线L接接COM端，输出端通过负载接端，输出端通过负载接N端端 直流负载接线直流负载接线“-”极性端接极性端接COM端，端，“+”极性端接负载极性端接负载【知识点知识点】：三、三、PLCPLC输入输出电路设计输入输出电路设计2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案2、PLC输出电路的设计输出电路的设计3）选择输出电压、电流）选择输出电压、电流 输出模块的额定输出电流、电压必须大于负载所需求的输出模块的额定输出电流、电压必须大于负载所需求的电流和电压。电流和电压。在安排负载的接线时，还应考虑在同一公共端所属输出在安排负载的接线时，还应考虑在同一公共端所属输出点的数量，必须确保同时接通时输出负载的电流之和小于点的数量，必须确保同时接通时输出负载的电流之和小于公共端所允许通过的电流值。公共端所允许通过的电流值。【知识点知识点】：三、三、PLCPLC输入输出电路设计输入输出电路设计2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案2、PLC输出电路的设计输出电路的设计4）输出电路的保护）输出电路的保护 输出短路保护：在输出回路中加装熔断器，容量应为输输出短路保护：在输出回路中加装熔断器，容量应为输出额定值的出额定值的2倍。倍。对于浪涌电流的考虑：在晶体管输出的情况下，连接白对于浪涌电流的考虑：在晶体管输出的情况下，连接白炽灯等浪涌电流大的负载时，需要考虑到不损坏输出晶体炽灯等浪涌电流大的负载时，需要考虑到不损坏输出晶体管，最简单的方法是加中间继电器过渡。管，最简单的方法是加中间继电器过渡。【知识点知识点】：三、三、PLCPLC输入输出电路设计输入输出电路设计2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案2、PLC输出电路的设计输出电路的设计4）输出电路的保护）输出电路的保护 感性负载的措施：在输出回路上连接了感性负载时，请感性负载的措施：在输出回路上连接了感性负载时，请在负载并联连接浪涌抑制器或续流二极管。在负载并联连接浪涌抑制器或续流二极管。浪涌抑制器为阻容串联（浪涌抑制器为阻容串联（50欧、欧、0.47微法微法/200V。续流二极管反向耐压为负载电压的续流二极管反向耐压为负载电压的3倍，平均整流电流倍，平均整流电流1A。【知识点知识点】：三、三、PLCPLC输入输出电路设计输入输出电路设计2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案2、PLC输出电路的设计输出电路的设计5）减少输出点的方法）减少输出点的方法 分组输出：若两组负载不同时工作，可通过外部转换开分组输出：若两组负载不同时工作，可通过外部转换开关或通过关或通过PLC控制的继电器触点进行切换。控制的继电器触点进行切换。并联输出并联输出:当两负载处于相同的受控状态时，可将两负载当两负载处于相同的受控状态时，可将两负载并联，接在同一个输出端上。并联，接在同一个输出端上。【知识点知识点】：三、三、PLCPLC输入输出电路设计输入输出电路设计2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案2、PLC输出电路的设计输出电路的设计5）减少输出点的方法）减少输出点的方法 矩阵输出矩阵输出负载和输出触点不是一一对应的关系；负载和输出触点不是一一对应的关系；只适用于继电器输出。只适用于继电器输出。【知识点知识点】：三、三、PLCPLC输入输出电路设计输入输出电路设计2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案2、PLC输出电路的设计输出电路的设计5）减少输出点的方法）减少输出点的方法 某些相对独立的受控设备也可采用普通继电器直接控制。某些相对独立的受控设备也可采用普通继电器直接控制。6）留有余量）留有余量在设计中对输入在设计中对输入/输出点的安排，应有一定的余量。输出点的安排，应有一定的余量。现场生产过程需要修改控制方案，可使用备用的输入现场生产过程需要修改控制方案，可使用备用的输入/输输出点出点 当输入输出模块中某一点损坏时，也可用备用点当输入输出模块中某一点损坏时，也可用备用点【知识点知识点】：三、三、PLCPLC输入输出电路设计输入输出电路设计2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案1、系统供电设计、系统供电设计系统供电设计是指系统供电设计是指PLC所需电源系统的设计。所需电源系统的设计。1）供电系统的保护措施）供电系统的保护措施 一般采取隔离变压器、交流稳压器、一般采取隔离变压器、交流稳压器、UPS电源、晶体管电源、晶体管开关电源等。开关电源等。【知识点知识点】：四、系统供电及接地设计四、系统供电及接地设计2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案1、系统供电设计、系统供电设计2）电源模块的选择）电源模块的选择 PLC的的CPU所需的工作电源一般都是所需的工作电源一般都是5V直流电源，一般直流电源，一般 的编程接口和通信模块还需要的编程接口和通信模块还需要5V和和24V直流电源，这些直流电源，这些电源由电源由PLC本身的电源模块或外接直流电源供给，所以在本身的电源模块或外接直流电源供给，所以在实际应用中要注意选择电源模块。实际应用中要注意选择电源模块。【知识点知识点】：四、系统供电及接地设计四、系统供电及接地设计2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案1、系统供电设计、系统供电设计3）供电系统的设计）供电系统的设计 动力部分、动力部分、PLC供电及供电及I/O电源应分别供电。电源应分别供电。电源电路应与动力电路分别布线电源电路应与动力电路分别布线【知识点知识点】：四、系统供电及接地设计四、系统供电及接地设计2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案2、接地设计、接地设计如果接地方式不好就会形成环路，造成噪声耦合。如果接地方式不好就会形成环路，造成噪声耦合。接地设计的目的：接地设计的目的：消除各电路电流流经公共地线阻抗所产生的噪声电压和消除各电路电流流经公共地线阻抗所产生的噪声电压和避免磁场与电位差的影响，使其不形成环路。避免磁场与电位差的影响，使其不形成环路。【知识点知识点】：四、系统供电及接地设计四、系统供电及接地设计2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案2、接地设计、接地设计1）接地要求）接地要求 接地电阻在要求的范围内，对于接地电阻在要求的范围内，对于PLC组成的控制系统，组成的控制系统，接地电阻一般小于接地电阻一般小于4（欧姆龙产品允许接地电阻小于（欧姆龙产品允许接地电阻小于100。要保证足够的机械强度，采取防腐蚀措施，进行防腐处要保证足够的机械强度，采取防腐蚀措施，进行防腐处理。理。在整个工厂中，在整个工厂中，PLC组成的控制系统要单独设计接地。组成的控制系统要单独设计接地。【知识点知识点】：四、系统供电及接地设计四、系统供电及接地设计2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案2、接地设计、接地设计2）接地处理方法）接地处理方法 图中图中GR为接地端子，为接地端子，LG为为功能接地端子。功能接地端子。干扰大、有误动作及防止电干扰大、有误动作及防止电击时，要将击时，要将LG与与GR短路，此短路，此时为防止触电，必须采用时为防止触电，必须采用D种接地。种接地。【知识点知识点】：四、系统供电及接地设计四、系统供电及接地设计2.系统硬件设计方案系统硬件设计方案基本要求：基本要求：紧密结合生产工艺紧密结合生产工艺 熟悉控制系统的硬件结构熟悉控制系统的硬件结构 具备计算机和自动化方面的知识具备计算机和自动化方面的知识【知识点知识点】：一、软件设计概述一、软件设计概述3.系统软件设计方案系统软件设计方案1、参数表、参数表 参数表是为编制程序做准备，按一定的格式对系参数表是为编制程序做准备，按一定的格式对系统各接口参数进行规定和整理的表格。统各接口参数进行规定和整理的表格。参数表的定义包括对输入信号表、输出信号表、参数表的定义包括对输入信号表、输出信号表、中间标志表和存储单元表的定义。中间标志表和存储单元表的定义。【知识点知识点】：二、软件设计的内容二、软件设计的内容3.系统软件设计方案系统软件设计方案2、程序框图、程序框图 程序框图是指依据工艺流程而绘制的控制过程方程序框图是指依据工艺流程而绘制的控制过程方框图。框图。程序框图包括程序结构图和控制功能图。程序框图包括程序结构图和控制功能图。3、程序清单、程序清单【知识点知识点】：二、软件设计的内容二、软件设计的内容3.系统软件设计方案系统软件设计方案4、程序说明书、程序说明书 程序说明书是对整个程序内容的注释性的综合说程序说明书是对整个程序内容的注释性的综合说明。明。【知识点知识点】：二、软件设计的内容二、软件设计的内容3.系统软件设计方案系统软件设计方案1、了解系统概况、了解系统概况 通过系统设计方案了解控制系统的全部功能、控通过系统设计方案了解控制系统的全部功能、控制