电气控制及PLC应用技术课件第七章.pptx

7.2.1 PLC机型的选择
性能与任务相适应 PLC的处理速度应满足实时控制的要求 PLC机型尽可能统一 指令系统
1.性能与任务相适应
➢对控制速度要求不高的开关量控制系统，选用小型PLC。
➢对于以开关量控制为主，带有部分模拟量控制的应用 系统，应选用带有A/D转换的模拟量输入模块和带D/A转 换的模拟输出模块，配接相应的传感器、变送器和驱动 装置，并且选择运算功能较强的小型PLC。
(2)选择序列结构
选择序列的开始称为分支。某一步的后面有几个步，当满 足不同的转换条件时，转向不同的步，如图7-5a所示。 选择序列的结束称为合并。几个选择序列合并到同一个序 列上，各个序列上的步在各自转换条件满足时转换到同一 个步，如图7-5b所示。
图7-5 选择序列的分支与合并
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(3)并行序列结构
1.顺序功能图
(1)步与动作 (2)有向连线 (3)转换和转换条件
图7-3 顺序功能图举例
2.顺序功能图的基本结构
(1)单序列结构 (2)选择序列结构 (3)并行序列结构
(1)单序列结构
单序列由一系列相继激活的步组成。每步的后面仅有一个转 换条件，每个转换条件后面仅有一步，如图7-4所示。
图7-4 单序列结构
7.2.4 智能模块的选择
一般的智能模块包括PROFIBUS-DP模块(如EM277模 块)、工业以太网模块(如CP243-1、CP243-1 IT)、调制解调 器模块(如EM241模块)、定位模块(如EM253模块)等。
需要注意：一般智能模块价格比较昂贵，而有些功能采用一般 I/O模块也可以实现，只是要增加软件的工作量，因此应根据实际情 况决定取舍。
7.3 PLC控制系统梯形图程序的设计
7.3.1 经验设计法 7.3.2 顺序控制设计法与顺序功能图
7.3.1 经验设计法
1.考虑不周、设计麻烦、设计周期长 2.梯形图的可读性差、系统维护困难
图7-2 运料小车控制系统
7.3.2 顺序控制设计法与顺序功能图
1.顺序功能图 2.顺序功能图的基本结构 3.顺序功能图法
1)选择CPU速度比较快的PLC，使执行一条基本 指令的时间不超过0.5μs。 2)优化应用软件，缩短扫描周期。 3)采用高速响应模块，其响应的时间不受PLC周 期的影响，而只取决于硬件的延时。
3. PLC机型尽可能统一
一个大型企业，应尽量做到机型统一。因为同一机型 的PLC ，其模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理， 这不仅使模块通用性好，减少备件量，而且给编程和维修 带来极大的方便，也给扩展系统升级留有余地；其功能及 编程方法统一，有利于技术力量的培训、技术水平的提高 和功能的开发；其外部设备通用，资源可共享，配以上位 计算机后，可把控制各独立系统的多台PLC连成一个多级 分布式控制系统，相互通信，集中管理。
7.1.2 PLC控制系统设计的步骤
1.系统规划 2.硬件设计 3.软件设计 4.系统调试 5.技术文件编制
图7-1 PLC控制系统设计的步骤
7.2 PLC控制系统的硬件配置
7.2.1 PLC机型的选择 7.2.2 开关量I/O模块的选择 7.2.3 模拟量I/O模块的选择 7.2.4 智能模块的选择
西门子公司的S7-200、S7-1200PLC在进行小型数字、模拟混合系 统控制时具有较高的性能价格比，实施起来也较为方便。
➢对于比较复杂、控制功能要求较高的应用系统，如需 要PID调节、闭环控制、通信联网等功能时，可选用中、 大型PLC ，如西门子公司的S7-300、S7-400。
2. 提高PLC快速响应的几点措施
第7章 PLC控制系统设计与应用实例
7.1 PLC控制系统设计的内容和步骤 7.2 PLC控制系统的硬件配置 7.3 PLC控制系统梯形图程序的设计 7.4 顺序控制梯形图的设计方法 7.5 PLC在工业控制系统中的典型应用实例
7.1 PLC控制系统设计的内容和步骤
7.1.1 PLC控制系统设计的内容 7.1.2 PLC控制系统设计的步骤
7.1.1 PLC控制系统设计的内容
1)分析控制对象、明确设计任务和要求是整个设计的依据。 2)选定PLC的型号及所需的输入/输出模块，对控制系统的硬 件进行配置。 3)编制PLC的输入/输出分配表和绘制输入/输出端子接线图。 4)根据系统设计的要求编写软件规格要求说明书，然后再用 相应的编程语言(常用梯形图)进行程序设计。 5)设计操作台、电气柜，选择所需的电气元件。 6)编写设计说明书和操作使用说明书。
并行序列的开始称为分支。当转换的实现导致几个序列同时激活时，这些 序列称为并行序列。它们被同时激活后，每个序列中的活动步的进展将是 独立的，如图7-6a所示。并行序列中，水平连线用双线表示，用以表示同 步实现转换。并行序列的分支中只允许有一个转换条件，并标在水平双线 之上。 并行序列的结束称为合并。在并行序列中，处于水平双线以上的各步都为 活动步，且转换条件满足时，同时转换到同一个步，如图7-6b所示。并行 序列的合并只允许有一个转换条件，并标在水平双线之下。
➢模拟量输出模块的输出类型有电压输出和电流输出两 种，输出范围有0~10V、±10V、0~20mA等。
➢模拟量输出模块的输出精度、分辨率、抗干扰措施等 都与模拟量输入模块的情况类似。 S7-200 PLC提供了EM231 4路模拟量输入模块、EM231 4路输入热电偶、EM231 2路热电阻(RTD)、EM232 2路 模拟量输出模块、EM235 4输入/1输出组合模块，可根 据实际需要选用。
1)输出方式的选择。 2)输出电流的选择。
7.2.3 模拟量I/O模块的选择
1.模拟量输入模块的选择 2.模拟量输出模块的选择
1.模拟量输入模块的选择
1)模拟量值的输入范围。 2)模拟量输入模块的分辨率、输入精度、转换时间等 参数指标应符合具体的系统要求。 3)在应用中要注意抗干扰措施。
2.模拟量输出模块的选择
4.指令系统
1)指令系统的总语句数。 2)指令系统种类。 3)指令系统的表达方式。 4)应用软件的程序结构。
7.2.2 开关量I/O模块的选择
1.开关量输入模块的选择 2.开关量输出模块的选择
1.开关量输入模块的选择
1)选择工作电压等级。 2)选择模块密度。 3)门坎电平。
2.开关量输出模块的选择