《可编程控制器原理与应用》.docVIP

《PLC原理与应用》 课程设计指导书 杨新华 于标 戴亦宗 扬州职业大学 汽车与电气系 一、PLC控制系统设计概要 学习PLC的最终目的是能把它应用到实际控制系统中去。对于初学者来说，不知如何入手设计一个控制系统。若遇到实际的工业控制项目，需采用PLC控制，往往不知所措。本指导书将课程设计的选题提供给大家，就是通过自己所学的电气控制及PLC的基础知识以及PLC的基本实验的体会，来进行分析综合、全面地考虑问题，联系实际，设计一个经济、实用及可靠的控制系统。 （一）、PLC控制系统设计的基本原则 在PLC控制系统设计时，应遵循以下基本原则： 大限度地满足被控对象的控制要求。设计前，应深入现场进行调查研究， 搜索资料，并与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定电气控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。 在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便。 保证控制系统的安全、可靠。 考虑到生产发展和工艺的改进，在选择PLC容量时，应适当留有余量。 （二）、PLC控制系统设计的基本内容 PLC控制系统是由PLC与用户输入、输出设备连接而成的。因此，PLC控制系统的基本内容包括： 择用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关和传感器等）、输出设备（继 电器、接触器和信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等）。这些设备属于一般的电气元件，其选择的方法在其它课程及有关书籍中已有介绍。 PLC的选择。PLC是PLC控制系统的核心部件，正确选择PLC，对于保证整 个系统技术经济性能指标起着重要作用。 选择PLC应包括机型的选择、容量的选择、I/O点数（模块）的选择、电源模块以及特殊功能模块的选择等。 分配I/O点，绘制电气连接接口图，考虑必要的安全保护措施。 设计控制程序。包括设计梯形图、语句表（即程序清单）或控制系统流程 图。 控制程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统正常工作、安全可靠的关键。因此，控制系统的设计必须经过反复调试、修改，直到满足要求为止。 必要时还需设计控制台（柜）。 编制系统的技术文件。包括说明书、电气图及电气元件明细表等。 传统的电气图，一般包括电气原理图、电气布置图及电气安装图。在PC控制 系统中，这一部分图可以统称为“硬件图”。它在传统电气图的基础上增加了PLC部分，因此，在电气原理图中应增加PLC的I/O输入、输出电气连线图（即I/O接口图）。 此外，在PLC控制系统中，电气图还应包括程序图（梯形图），可以称之为“软件图”。向用户提供“软件图”，可便于用户在生产发展或工艺改进时修改程序，并有利于用户在维修时分析和排除故障。 （三）、PLC控制系统设计的一般步骤 设计PLC控制系统的一般步骤见下图所示。 流程图功能说明： ① 根据生产的工艺过程分析控制要求。如需要完成的动作（动作顺序、动作 条件及必须的保护和联锁等）、操作方式（手动、自动；连续、单周期及单步等）。 ② 根据控制要求确定所需的用户输入、输出设备。拒此确定PLC的I/O点数。 ③ 选择PLC。 ④ 分配PLC的I/O点，设计I/O电气接口连接图（这一步也可结合第2步进行）。 ⑤ 进行PLC程序设计，同时可进行控制台（柜）的设计和现场施工。 在设计传统继电器控制系统时，必须在控制线路（接线程序）设计完成后，才能进行控制台（柜）设计和现场施工。可见，采用PLC控制，可以使整个工程的周期缩短。 PLC程序设计的步骤 ①对于较复杂的控制系统，需绘制系统流程图，用以清楚的表明动作的顺序和条件。对于简单的控制系统，也可省去这一步。 ②设计梯形图。这是程序设计的关键一步，也是比较困难的一步。要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。 ③根据梯形图编制程序清单。 ④用编程器将程序键入到PLC的用户存储器中，并检查键入的程序是否正确。 ⑤对程序进行调试和修改，直到满足要求为止。 ⑥待控制台（柜）及现场施工完成后，就可以进行联机调试。如不满足要求，再回去修改程序或检查接线，直到满足为止。 ⑦编制技术文件。 ⑧交付使用。 二、PLC控制系统设计选题 课题一、皮带运输机传输系统梯形图控制程序设计与调试 1. 控制要求： （1）皮带运输机传输系统由四台电动机M1，M2，M3，M4带动 起动时M4 → M3→ M2→ M1 （分别间隔5s） 停止时M1→ M2→ M3→ M4 （分别间隔5s） （2）当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而其 后的皮带机则待料运完