文档介绍：第6章 PLC控制系统的应用设计
PLC控制系统的总体设计
提高PLC控制系统可靠性的措施
PLC控制系统应用实例
PLC控制系统的总体设计
PLC控制系统的总体设计是进行PLC应用设计时重要的一步。目前适用于工程应用的PLC种类繁多,性能各异。在实际工程应用中,必须针对具体的工程应用进行细致的分析,将各种应用功能和实际现场可能遇到的问题都考虑进去。然后选择相适应的PLC以及扩展模块,进行系统硬件和软件的设计。在此之后还要进行系统供电以及接地系统的设计,这也是工程应用的一个非常重要的环节。
PLC控制系统的类型
以PLC为主控制器的控制系统有以下4种控制类型。
1. 由PLC构成的单机控制系统
单机控制系统是由1台PLC控制1台设备或1条简易生产线。
2. 由PLC构成的集中控制系统
集中控制系统是由1台PLC控制多台设备或几条简易生产线。
3. 远程I/O控制系统
这种控制系统是集中控制系统的特殊情况,也是由1台PLC控制多个被控对象,但是却有部分I/O系统远离PLC主机。
4. 由PLC构成的分布式控制系统
这种系统有多个被控对象,每个被控对象由1台具有通信功能的PLC控制,由上位机通过数据总线与多台PLC进行通信,各个PLC之间也有数据交换。
PLC控制系统设计的基本原则
PLC控制系统的总体设计原则是:根据控制任务,在最大限度地满足生产机械或生产工艺对电气控制要求的前提下,运行稳定,安全可靠,经济实用,操作简单,维护方便。
在设计PLC控制系统时,应遵循的基本原则如下:
1. 最大限度地满足被控对象提出的各项性能指标
2. 确保控制系统的安全可靠
电气控制系统的可靠性就是生命线,不能安全可靠工作的电气控制系统,是无法长期投入生产运行的,必须将可靠性放在首位。
3. 力求控制系统简单
在能够满足控制要求和保证可靠工作的前提下,不失先进性,应力求控制系统结构简单、经济、实用,使用方便和维护容易。
4. 提供可扩展能力
考虑到生产规模的扩大,生产工艺的改进,控制任务的增加,以及维护方便的需要,在选择PLC的容量时,应留有适当的余量。
PLC控制系统的设计步骤
用PLC进行控制系统设计的一般步骤如下所示:
1. 控制系统的需求分析
在进行系统设计之前,设计人员首先应该进入现场,对被控对象进行深入的调查、分析和了解,熟悉系统工艺流程及设备性能。并了解生产中可能出现的各种问题,将所有收集到的信息进行整理归纳,确定系统的控制流程和控制方式。
2. 选择PLC机型
目前,国内外PLC生产厂家生产的PLC品种已达数百个,其性能各有特点,价格也不尽相同。在设计PLC控制系统时,要选择最适宜的PLC机型。
在进行PLC选型时考虑下列因素:
(1) 系统的控制目标
设计PLC控制系统时,首要的控制目标就是:确保控制系统安全可靠地稳定运行,提高生产效率,保证产品质量等。
(2) PLC的硬件配置
根据系统的控制目标和控制类型,从众多的PLC生产厂中初步选择几个具有一定知名度的公司。
3. 系统硬件设计
PLC控制系统的硬件设计是指对PLC外部设备的设计。
4. 系统软件设计
控制系统软件的设计就是用梯形图编写控制程序。
在进行系统软件设计时,还要考虑以下问题:
(1) PLC应用系统的软件设计的基本原则
应用系统的软件设计是以系统要实现的工艺要求、硬件组成和操作方式等条件为依据来进行的。
(2) 应用系统软件设计的内容
应用程序设计是指根据系统硬件结构和工艺要求,在软件系统规格书的基础上,使用相应编程语言,对实际应用程序的编制和相应文件的形成过程。
参数表的定义:参数表定义就是按一定格式对系统各接口参数进行规定和整理,为编制程序做准备。
程序框图的绘制:程序框图是指依据工艺流程而绘制的控制过程方框图。
程序的编制:程序的编制是程序设计最主要且最重要阶段,是控制功能的具体实现过程。
程序测试:程序测试是整个程序设计工作中一项很重要的内容,它可以初步检查程序的实际效果。
5. 系统的局部模拟运行
上述步骤完成后,便有了一个PLC控制系统的雏形,接着便进行模拟调试。在确保硬件工作正常的前提下,再进行软件调试。
6. 控制系统联机调试
这是最后的关键性一步。应对系统性能进行评价后再做出改进。反复修改,反复调试,直到满足要求为止。
7. 编制系统的技术文档
在设计任务完成后,要编制系统的技术文件。技术文件一般应包括总体说明书、硬件技术文档、软件编程文档以及使用说明书等,随系统一起交付使用。
PLC控制系统设计的基本内容
PLC控制系统设计的基本内容包括:
①确定PLC控制系统的构成形式。
②系统运行方