实例讲解如何设计PLC控制系统?
发布于 2021-04-06 21:46
PLC控制系统设计步骤
系统设计的主要内容：
① 拟定控制系统设计的技术条件
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 根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计
⑥ 了解并遵循用户认知心理学，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
PLC 硬件系统设计
（1） PLC 型号的选择
① 对输入 / 输出点的选择
② 对存储容量的选择
③ 对 I/O 响应时间的选择
④ 根据输出负载的特点选型
⑤ 对在线和离线编程的选择
⑥ 据是否联网通信选型
⑦ 对 PLC 结构形式的选择
（2）分配输入 / 输出点
① 确定 I/O 通道范围
②确定内部辅助继电器
③ 分配定时器 / 计数器
PLC 软件系统设计方法及步骤
（1）PLC 软件系统设计的方法
① 图解法编程
a. 梯形图法
b. 逻辑流程图法
c. 时序流程图法
d. 步进顺控法
② 经验法编程
③ 计算机辅助设计编程
（2）PLC 软件系统设计的步骤
① 对系统任务分块
② 编制控制系统的逻辑关系图
③ 绘制各种电路图
④ 编制 PLC 程序并进行模拟调试
⑤ 制作控制台与控制柜
⑥ 现场调试
⑦ 编写技术文件并现场试运行
输入线尽可能远离高压线和动力线等干扰源
不能将输入设备连接到带“ . ”端子上
交流型PLC的内藏式直流电源输出可用于输入；直流型PLC的直流电源输出功率不够时，可使用外接电源
切勿将外接电源加到交流型PL 的内藏式直流电源的输出端子上
切勿将用于输入的电源并联在一起，更不可将这些电源并联到其他电源上
输出线尽可能远离高压线和动力线等干扰源 不能将输出设备连接到带“ . ”端子上 各“ COM ”端均为独立的，故各输出端既可独立输出，又可采用公共并接输出。当各负载使用不同电压时，采用独立输出方式；而各个负载使用相同电压时，可采用公共输出方式 当多个负载连到同一电源上时，应使用型号为 AFP1803 的短路片将它们的“ COM ”端短接起来 若输出端接感性负载时，需根据负载的不同情况接入相应的保护电路。在交流感性负载两端并接RC串联电路；在直流感性负载两端并接二极管保护电路；在带低电流负载的输出端并接一个泄放电阻以避免漏电流的干扰。以上保护器件应安装在距离负载50cm以内 在PLC内部输出电路中没有保险丝，为防止因负载短路而造成输出短路，应在外部输出电路中安装熔断器或设计紧急停车电路
工艺要求：
组合机床全自动和半自动工作过程：
上料 按下启动按钮，上料机械手前进，将零件送到夹具上，夹具加紧零件。同时进料装置进料，之后上料机械手退回原位，放料装置退回原位
加工 四个工作滑台前进，四个加工动力头同时加工，洗端面、打中心孔。加工完成后，各工作滑台退回原位
下料 下料机械手向前抓住零件，夹具松开，下料机械手退回原位并取走加工完的零件。
这样就完成了一个工作循环。如果选择了预停，则每个循环完成后，机床自动停在原位，实现半自动工作方式；如果不选择预停，则机床自动开始下一个工作循环，实现全自动工作方式。
PLC的选型
四个工位组合机床电气控制系统有输入信号42个，输出信号27个，均为开关量。其中外部输入元件包括：17个检测元件、24个按钮开关、1个选择开关；外部输出元件包括：16个电磁阀、6个接触器、5个指示灯。
根据I/O信号的数量、类型以及控制要求，同时考虑到维护、改造和经济等诸多因素，决定选用FX2N -64MR主机和一个输出扩展单元FX-16EX，这样共有48个输入点，输出点就是主机的32点，满足控制要求。
I/O地址编号;将输入信号42个，输出信号27个按各自的功能类型分好，并与PLC的I/O端一一对应，编排好地址。列出外部I/O信号与PLCI/O端地址对照表，如表所示。
PLC梯形图程序
四工位组合机床的PLC控制系统梯形图包括初始化程序、手动调整程序和自动工作程序。图2是四工位组合机床在全自动与半自动工作方式时的梯形图程序，它采用了STL步进指令编写，程序简捷、清楚。图3四工位组合机床初始化程序梯形图。
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