文档介绍：第十一章 PLC应用设计举例
PLC的应用设计方法
应用实例
1 系统设计的原则与内容
设计原则
(1) 最大限度地满足被控设备或生产过程的控制要求;
(2) 在满足控制要求的前提下,力求简单、经济,操作方便;
(3) 保证控制系统工作安全可靠;
(4) 考虑到今后的发展改进,应适当留有进一步扩展的余地。
设计内容
(1) 拟定控制系统设计的技术条件,它是整个设计的依据;
(2) 选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构;
(3) 选定PLC的型号;
(4) 编制PLC的输入/输出分配表或绘制输入/输出端子接线图;
(5) 根据系统要求编写软件说明书,然后再进行程序设计;
(6) 重视人机界面的设计,增强人与机器之间的友善关系;
(7) 设计操作台、电气柜及非标准电器元部件;
(8) 编写设计说明书和使用说明书。
2 系统设计和调试的主要步骤
1)深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求
2)确定I/O设备,常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等,常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。
3)选择合适的PLC类型, 根据已确定的用户I/O设备,统计所需的输入信号和输出信号的点数,选择合适的PLC类型。
4)分配I/O点,编制出输入/输出端子的接线图。
5)设计应用系统梯形图程序,这一步是整个应用系统设计最核心的工作。
6).将程序输入PLC,当使用计算机上编程时,可将程序下载到PLC中。
7).进行软件测试,在将PLC连接到现场设备上之前,必须进行软件测试,以排除程序中的错误。
8).应用系统整体调试,在PLC软硬件设计和控制柜及现场施工完成后,就可以进行整个系统的联机调试。调试中发现的问题要逐一排除,直至调试成功。
9).编制技术文件, 系统技术文件包括功能说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、PLC梯形图等。
3 PLC选型
在满足控制要求的前提下,选型时应选择最佳的性能价格比,具体应考虑以下几点。
1).性能与任务相适应
2).PLC的处理速度应满足实时控制的要求
3).PLC应用系统结构合理、机型系列应统一
4).在线编程和离线编程的选择
4、PLC容量估算
PLC容量包括两个方面:一是I/O的点数,二是用户存储器的容量。
1).I/O点数的估算
根据功能说明书,可统计出PLC系统的开关量I/O点数及模拟量I/O通道数,以及开关量和模拟量的信号类型。应在统计后得出I/O总点数的基础上,增加10%~15%的裕量。选定的PLC机型的I/O能力极限值必须大于I/O点数估算值,并应尽量避免使PLC能力接近饱和,一般应留有30%左右的裕量。
2). 存储器容量估算
用户应用程序占用多少内存与许多因素有关,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的估算。根据经验,每个I/O点及有关功能器件占用的内存大致如下:
所需存储器容量(KB)=(1~)×(DI×10+DO×8+AI/O×100+CP×300)/1024
其中:DI为数字量输入总点数;DO为数字量输出总点数;AI/AO为模拟量I/O通道总数;CP为通信接口总数。
5 、 I/O模块的选择
1).开关量输入模块的选择
PLC的输入模块用来检测来自现场(如按钮、行程开关、温控开关、压力开关等)电平信号,并将其转换为PLC内部的低电平信号。开关量输入模块按输入点数分,常用的有8点、12点、16点、32点等;按工作电压分,常用的有直流5 V、12 V、24 V,交流110 V、220 V等;按外部接线方式又可分为汇点输入、分隔输入等。
2).开关量输出模块的选择
输出模块的任务是将PLC内部低电平的控制信号转换为外部所需电平的输出信号,驱动外部负载。输出模块有三种输出方式:继电器输出、双向可控硅输出和晶体管输出。
输出方式的选择
继电器输出价格便宜,使用电压范围广,导通压降小,承受瞬间过电压和过电流的能力较强,且有隔离作用。但继电器有触点,寿命较短,且响应速度较慢,适用于动作不频繁的交/直流负载。当驱动电感性负载时,最大开闭频率不得超过1 Hz。
晶闸管输出(交流)和晶体管输出(直流)都属于无触点开关输出,适用于通断频繁的感性负载。感性负载在断开瞬间会产生较高的反压,必须采取抑制措施。