文档介绍：第八章 PLC控制系统的设计与应用
PLC初始是针对工业顺序控制发展而研制的。经过近40年的发展,PLC技术发展水平已大大超过其出现时的技术水平,其定位在低成本自动化项目和作为大型DCS或FCS系统的I/O站。
现在PLC的应用已遍布国民经济的各个领域,并几乎涉及到工业界所有领域的中、大型设备的自动控制中,形成了满足各种需要的PLC应用系统。
本章主要论述内容为:
可编程控制器(PLC)应用于工业自动控制的基本方法、PLC控制系统的软、硬件设计步骤、PLC使用注意事项以及根据控制对象的控制要求编制用户程序的设计技巧等。
目的是使读者通过本章学****掌握PLC应用于工业自动控制系统的基本设计方法,了解PLC控制系统的特点,充分利用PLC模块可扩性、软件编程灵活性、PLC的高抗干扰性,合理选用PLC,正确布局、布线,提高控制系统可靠性和系统性能价格比。
第一节 PLC控制系统的设计方法
设计是人们根据客观条件以最佳方式实现具体目标的思维过程及其书面表达。它是一种创造性的工作。
PLC控制系统的应用设计是属于工程类设计,其目的是将技术原理转化为技术实现;或者,将科研成果转换为生产力。
工程类设计可划分为:
1、产品设计;
2、部件设计;
3、布线设计;
4、网络规划设计;
5、试验优化设计;
6、控制系统设计;
7、管理系统设计;
8、监测系统与综合系统设计等。
PLC控制系统设计是电气控制工程设计的一种。与计算机控制系统设计基本相同。承接项目和项目设计过程主要由以下工作程序完成:
思想和技术准备→承接和讨论项目→深入研究和讨论操作流程及使用工艺→制定技术指标→整体和分块剖析→拟定实施方案→划分分块目标内容→确定分块接口技术要求→深入实际调研,查阅文献和网络资料→方案比较及抉择→理论分析→技术经济分析→试验研究或试验优化设计→硬件电路及软件程序设计→工程或工艺设计→软件模拟试验→系统软硬件调试,修改,调试→现场调试→交接项目。
一、PLC控制系统设计思想及原则
PLC控制系统设计是针对现场(工业)进行控制的自动控制系统。在承接项目前要做好思想和技术准备。针对项目要求,一定要保证系统经济、合理;工作安全、可靠、稳定、耐用;操作、维护及维修方便。
在设计过程中要充分查阅文献及网络资料,查找最新的技术及应用资料。充分利用工具软件、集成软件、系统仿真、软件仿真及硬件仿真技术。最大程度发挥硬件资源的作用,同时必须考虑系统小范围的更改和扩展需求。
二、PLC控制系统的基本设计方法与步骤
PLC广泛应用于工业自动控制系统领域。对PLC控制系统的设计首先必须符合电气控制设计的规范,其次还应充分考虑PLC的特殊性。在软、硬件的结合方面,应充分发挥PLC的软、硬件功能,使系统的技术、经济指标更加优越。
(一) PLC控制系统的设计方法与步骤
一般电气控制装置(系统)设计分成三个阶段:初步设计、技术设计和产品(系统)设计。
1、初步设计
初步设计是研究系统和电气控制装置的组成;技术指标;工作环境;操作流程;工艺过程与使用要求。拟定最佳控制方案,寻找技术设计的依据。初步设计可由机械设计人员和电气设计人员共同提出,也可由机械设计人员提供机械结构资料、传动参数、工艺流程和操作过程要求,由电气设计人员完成初步设计。
(1) 初步设计所需确定的相关内容
1) 设备(系统)名称、用途、工艺过程、技术性能、传动参数及现场工作条件。
2) 供电电网种类:电压等级、频率和容量。
3) 对电气控制的特殊要求(如控制方式、自动化程度、工作循环组成、电气保护等)。
4) 系统分辨率、控制精度、超调量、以及控制对象特性和执行机构选择。
5) 有关操作过程及显示要求。
6) 投资费用、研制工作量和周期估算。
(2) PLC作为装置控制器的主要特点
1) 可靠性高、抗干扰能力强,便于实现机电一体化及信息控制一体化。
2) 构成的控制系统的开发周期短,调试方便。
3) 模块组合灵活、柔性大,设计者可根据系统控制要求和技术指标,合理地选用相应档次的PLC,配制相应的扩展模块,并可根据系统发展需要进行功能扩充。
4) 模块化结构便于系统在线维护,缩短维修时间。
5) 丰富的指令系统便于系统在硬件尽可能少改动情况下,改变生产工艺。
6)便于网络联接,便于组成DCS或FCS系统。
如果系统技术指标对上述几方面有较高的要求时,可优先考虑采用PLC作为系统的控制器。
2、技术设计
(1) 技术设计需完成下述内容
1) 在系统设计过程中,对某些重要环节作必要的试验;写出试验报告。例如PLC编程中的某些特殊要求,新型传感器的测试结果等。
2) 绘制电气控制的电气原理图(包括可编程序控制器I/O接口)。
3)