第六章 PLC控制系统设计
PLC控制系统的设计
PLC控制系统的设计一、PLC控制系统设计的基本原则1、充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控制对象的控制要求。
2、在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、实用和维修方便。
3、保证控制系统安全、可靠。
4、应考虑生产发展和工艺改进的需求，在选择PLC的型号、I/O点数和存储器容量等项目时应留有适当的余量，以利于系统的调整和功能扩展。
二、PLC控制系统设计的基本内容1、确定I/O设备。
根据控制系统的控制要求，确定系统的I/O设备(如按钮、开关、传感器、接触器、电磁阀、电动机等)的数量及种类。
2、选择PLC。
PLC是PLC控制系统的核心部件，选择PLC主要包括机型、容量、I/O 点数、电源模块以及特殊功能模块。
3、列出I/O设备与PLC输入、输出端子的地址分配表，便于编写控制程序、设计接线图及硬件安装。
4、设计控制程序。
控制程序设计包括设计梯形图、编制语句表和绘制控制系统流程图等。
5、编制系统的技术文件。
三、PLC控制系统的硬件与软件设计1、PLC控制系统的硬件设计1）PLC机型的选择。
PLC机型的选择应是在满足控制要求的前提下，保证可靠、维护使用方便以及最佳的性价比。
2）PLC容量估算。
PLC的容量包括I/O点数和用户存储器容量。
I/O点数的估算要根据被控对象的输入信号和输出信号总点数，并考虑到以后调整和扩充的需要，一般应加上10%~15%的备用量。
3）I/O模块的选择。
PLC的输入模块用来检查来自现场的高电平信号，并将其转换为PLC内部所需的低电平信号。
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，以驱动外部负载。
4）分配I/O点。
5）安全回路设计。
安全回路是保护负载或控制对象以及防止操作错误或控制失败而进行连锁控制的回路。
一般考虑以下几个方面：短路保护、互锁与连锁措施、失压保护与紧急停车措施、极限保护。
2、PLC控制系统的软件设计PLC控制系统的软件设计是指根据控制系统硬件结构和工艺要求，使用相应的编程语言，对用户控制程序的编制和相应文件的形成过程。
第六章 PLC控制程序的设计
3．设计顺序功能图时应该注意的问题 （1）两个步之间必须有转换条件。如果没有， 则应该将这两步合为一步处理。
（2）两个转换不能直接相连，必须用一个步将 它们分隔开。
（3）从生产实际考虑，顺序功能图必须设置初 始步。
（4）顺序功能图应该是一个或两个由方框和有 向线段组成的闭环，也就是说在顺序功能图中不能
4．动作（或命令） 可以将一个控制系统划分为被控系统和施控系 统。对于被控系统，在某一步中要完成某些“动作” （action）。对于施控系统，在某一步则要向被控系 统发出某些“命令”（command）。
为了叙述方便，将命令或动作统称为动作，它 实质是指步对应的工作内容。动作用矩形框或中括 号上方的文字或符号表示，该中括号与相应的步的 矩形框通过短线相连。
有“到此为止”的死胡同。
（5）要想能够正确地按顺序运行顺序功能图程 序，必须用适当的方式将初始步置为活动步。一般
用特殊存储器SM0.1的动合触点作为转换条件，将初 始步置为活动步。
（6）在个人计算机上使用支持SFC的编程软件 进行编程时，顺序功能图可以自动生成梯形图或指
令表。
三、顺序功能图设计法与经验设计法的比较
10．电动机“顺序启动，逆序停车”控制系统设计
（1）控制要求 现有三台电动机M1、M2、M3，要求启动顺序 为：先启动M1，经过8s后启动M2，再经过9s后启动 M3；停车时要求：先停M3，经过9s后再停M2，再 经8s后停M1。
（2）分析控制过程 根据上述控制要求的描述，本程序需要设置四 个定时器，此处选用T50～T53。 T50计时起点为启动信ห้องสมุดไป่ตู้I0.0 T52计时起点为停止信号I0.1。 T53计时时间到后，复位两个辅助继电器，辅助 继电器的OFF会使T50～T53的位为OFF，致使 Q0.0～Q0.2全部OFF。
PLC控制系统设计
PLC控制系统设计PLC（可编程逻辑控制器）是一种常见的工业自动化设备，用于控制和管理生产过程。
PLC控制系统设计是指使用PLC来设计和实施工业自动化控制系统的过程。
本文将探讨PLC控制系统设计的重要性、设计过程中需要考虑的因素以及一般的设计流程。
PLC控制系统设计的重要性在于其能够提高生产效率和产品质量，降低生产成本和人力资源的需求。
PLC控制系统能够实时监测生产过程中的各种参数，根据设定的逻辑和指令进行自动控制和调整。
这样，不仅可以减少人工干预的错误，还可以提高生产过程的一致性和稳定性。
在PLC控制系统设计过程中，需要考虑以下几个因素。
首先要确定系统的需求和目标。
根据所需控制的过程和设备，确定系统需要实现的功能和性能。
这需要对生产过程进行详细的分析和了解，以确保系统设计符合实际需求。
其次，需要选择合适的PLC硬件和软件。
根据系统的需求，选择适当的PLC产品，并确定所需的输入输出（I/O）模块和通信接口。
此外，选择适当的PLC编程软件，如Ladder Logic（梯形图）或Structured Text （结构化文本）等。
接下来，需要进行系统的物理布局和连线设计。
根据系统的需求和设备的布置，设计合适的PLC机柜和控制面板，并确定各个I/O模块的安装位置和接线方式。
此外，还需要设计适当的电源和通信网络来支持PLC控制系统的正常运行。
然后，需要进行PLC程序的设计和编程。
根据系统的需求和逻辑，设计PLC程序的控制策略和算法。
使用PLC编程软件，按照所选的编程语言，编写和调试PLC程序。
确保程序的逻辑和功能正确，并能够正常响应各种输入和输出信号。
最后，进行系统的测试和调试。
在PLC控制系统完成后，对其进行全面的功能和性能测试。
检查系统是否按照预期工作，是否能够正确响应各种输入和输出信号。
如果需要，进行系统的调整和改进，以确保其正常运行和达到预期的控制效果。
总结而言，PLC控制系统设计是一个复杂而重要的过程。
电气控制与PLC控制基础理论-第六章
输入
输出
SB1 X1 SB2 X2
红灯L1
Y0
绿灯L2，L3，L4，L5 Y1
黄灯L6，L7，L8，L9 Y2
表6-2 天塔之光控制系统输入/输出端口分配表
天塔之光控制系统设计
2、基于三菱FX2N系列PLC天塔之光控制系统设计 （2）PLC外部接线图设计 PLC外部接线图设计如图6-10所示。
➢ 要考虑电源的输出功率和极性问题。
编制PLC程序并进行模拟调试
编制PLC程序时要注意以下问题： （1）以输出线圈为核心设计梯形图，并画出该线圈的得电条件、失电条件和自锁条件。 （2）如果不能直接使用输入条件逻辑组合成输出线圈的得电和失电条件，则需要使用辅助继电器 建立输出线圈的得电和失电条件。 （3）如果输出线圈的得电和失电条件中需要定时或计数条件时，要注意定时器或计数器得电和失 电条件。 （4）如果输出线圈的得电和失电条件中需要功能指令的执行结果作为条件时，使用功能指令梯级 建立输出线圈的得电和失电条件。 （5）画出各个输出线圈之间的互锁条件。 （6）画保护条件。 根据以上要求绘制好梯形图后，将程序下载到PLC中，通过观察其输出端发光二极管的变化进行模 拟调试，并根据要求进行修改，直到满足系统要求。
图6-16 PLC外部接线图 图6-17 DC24V直流电源接线图
十字交通灯控制系统设计
2、基于三菱FX2N系列PLC十字交通灯控制系统设计 （4）PLC强电电路图 PLC强电电路图如图6-18所示。
图6-18 PLC强电电路图
十字交通灯控制系统设计
2、基于三菱FX2N系列PLC十字交通灯控制系统设计 （5）PLC梯形图设计 PLC梯形图设计如图6-19所示。 （6）指令程序的传输 使用GX Developer（或FXGP/WIN－C）编程软件绘 制图6-19所示的PLC梯形图，并进行转换和PLC程序传 输。也可使用FX－20P型手持式编程器进行程序传输， 方法不再赘述。
第6部分PLC控制系统的设计
6.1 PLC控制系统设计的基本原则与内容
6.1.2 PLC控制系统设计的步骤
3）选择PLC PLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等
的选择
4）分配I/O点并设计PLC外围硬件线路 分配I/O点：画出PLC的I/O点与输入/输出设备的连接图或
对应关系表。
PLC外围硬件线路：画出系统其它部分的电气线路图，包 括主电路和未进入PLC的控制电路等。
6.2 PLC的选择 6.2.3 I／O模块的选择
开关量输入模块的选择 2）输入接线方式 主要有汇点式和分组式两种接线方式
6.2 PLC的选择 6.2.3 I／O模块的选择
开关量输入模块的选择 3）注意同时接通的输入点数量 对于选用高密度的输入模块(如32点、48点等)，应考 虑该模块同时接通的点数一般不要超过输入点数的60％。
在I／O点数确定的基础上，按下式估算存储容量后，再加20％~30 ％的裕量。 存储容量(字节)＝开关量I/O点数×10 ＋ 模拟量I/O通道数×100
存储容量选择的同时，注意对存储器的类型的选择。
6.2 PLC的选择
6.2.3 I／O模块的选择
开关量输入模块的选择 1）输入信号的类型及电压等级
有直流输入、交流输入和交流／直流输入三种类型。选择时主 要根据现场输入信号和周围环境因素等。
直流输入模块的延迟时间较短，还可以直接与接近开关、光电 开关等电子输入设备连接；
交流输入模块可靠性好，适合于有油雾、粉尘的恶劣环境。 开关量输入模块的电压等级有：直流5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ、48Ｖ、 60Ｖ等；交流110Ｖ、220Ｖ等。 选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑。 一般5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ用于传输距离较近场合，如5Ｖ输入模块 最远不得超过１０米。距离较远的应选用输入电压等级较高的。
PLC的控制系统设计
PLC的控制系统设计PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业控制的计算机硬件设备，它可以通过编程来自动控制机械设备或生产过程，广泛应用于制造业、自动化工程和建筑领域等。
1.确定系统需求：首先需要明确所需的控制功能和性能指标。
这包括控制的精度要求、输出信号类型和数量、输入信号类型和数量、通信接口要求、安全要求等。
只有明确了需求，才能更好地进行系统设计。
2.确定逻辑结构：PLC的控制系统需要根据具体的工业过程或设备的逻辑关系来设计合适的控制逻辑结构。
通过分析输入信号和输出信号之间的逻辑关系，确定适当的控制算法和指令。
3.编写程序：根据确定的逻辑结构，编写PLC的程序。
PLC控制程序主要包括输入信号采集、信号处理、控制算法、输出信号控制等。
4.选择合适的输入输出设备：根据系统需求和控制逻辑的要求，选择合适的输入输出设备。
输入设备可以包括传感器、开关、按钮等，输出设备可以包括电磁阀、电机、显示屏等。
根据不同的应用需求，选择适当的设备类型和规格。
5.进行系统集成：将PLC系统与其他设备进行连接和集成。
通过合适的通信接口和协议，实现与其他设备的数据交换和控制。
6.调试和优化：在完成系统集成后，进行系统的调试和优化。
通过模拟各种操作和异常情况，检查系统的性能和稳定性。
根据实际应用情况，对系统进行调整和优化，以达到最佳的控制效果。
在PLC控制系统设计过程中，需要充分考虑安全性、稳定性、可靠性和可扩展性等因素。
合理的设计可以提高系统的运行效率和生产效益，降低故障率和维护成本。
总结起来，PLC的控制系统设计是一个综合性的工程项目，需要从需求确定、逻辑结构设计、程序编写、设备选择、系统集成、调试优化等多个方面进行考虑和实施。
不同的应用场景和需求需要采用不同的设计方法和技术手段，以达到满足实际应用需求的控制效果和性能要求。
plc第六章电梯控制系统(电子书)
第六章电梯控制系统本章以完成电梯控制系统的工程实例为目的，首先从最简单的电动门入手，逐步掌握车辆入库系统设计方法，最终完成四层电梯控制系统设计，使学生逐步掌握PLC数码显示的方法，提高读者应用PLC按要求完成设计任务的能力。
教学导航教知识重点（1）PLC数码显示的硬件设计连接图和软件编程方法。
（2）PLC随机控制系统的设计方法。
（3）电梯控制系统中触摸屏的设计方案和参数设置。
知识难点PLC数码显示的硬件设计连接图和软件编程方法。
推荐教学方法本章的知识链接部分用讲授法和引导文法；初步训练部分使用案例教学法；强化训练、拓展训练部分使用项目教学法。
学推荐学习方法循序渐进的完成电动门、车辆入库系统和四层电梯控制系统设计，在完成任务过程中逐步掌握S7-200新的编程指令和编程方法。
必须掌握的理论知识七段数码管的工作原理和使用译码芯片时的显示原理。
必须掌握的技能（1）PLC数码显示的硬件设计连接图和软件编程方法。
（2）触摸屏的设计方案和参数设置方法。
6.1 电梯控制系统介绍电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。
随着社会的发展，建筑物规模越来越大，楼层越来越多，对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求。
电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。
目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用PLC取代微机实现信号集选控制。
从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。
国内厂家大多选择第二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；而PLC可靠性高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强、运行稳定可靠等特点，所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器来实现。
《电气控制与PLC应用技术》教学课件 第6章 PLC控制系统的设计与应用
2020/10/23
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6.2 PLC在工业控制中的应用举例
6.2.1 多台电动机的顺序启、停控制
现有四台电动机M1、M2、M3、M4，要求四台电动 机顺序启动和顺序停车。顺序启动的时间间隔为30s， 顺序停车的时间间隔为10s。选用S7-200（CPU224）做 控制。对电动机顺序启、停控制有很多种方法，本部 分给出其中一种：利用顺序控制和时间继电器指令设 计程序。
第6章 PLC控制系统的设计与应用
PLC作为通用工业控制计算机，正在成为 工业控制领域的主流控制设备，在世界工业 控制中发挥着越来越大的作用。在实际的工 业控制应用过程中，PLC控制系统设计方法 的优劣起着重要的作用。PLC控制系统的设 计方法并不是固定不变，而是多种多样，要 靠广大的设计人员在具体设计工作中去积累 和总结。
（1）分析生产工艺过程； （2）根据控制要求确定所需的用户输入、输出设备 ，分配I/O；
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PLC控制系统设计步骤图
（3）选择PLC； （4）设计PLC接线图以及 电气施工图； （5）程序设计和控制柜接 线施工； （6）调试程序,直至满足 要求为止； （7）设计控制柜，编写系 统交付使用的技术文件， 说明书、电气图、电气元 件明细表； （8）验收、交付使用。
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6.2.1 多台电动机的顺序启、停控制
1. 过程分析：四台电动机M1、M2、M3、M4， 实现四台电动机顺序启动和顺序停车。启、停的 顺序均为M1→M2→M3→M4。顺序启动时的时间 间隔为30s，顺序停车的时间间隔为10s。
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6.2.1 多台电动机的顺序启、停控制
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PLC控制系统的设计
PLC控制系统的设计PLC控制系统的设计是工业自动化领域的重要内容之一，它通过使用可编程逻辑控制器（PLC）来实现工程和机械设备的自动化控制。
本文将详细介绍PLC控制系统的设计过程，包括系统需求分析、硬件选型、软件编程、系统调试和优化等方面。
第一步是进行系统需求分析。
在设计PLC控制系统之前，首先要明确系统的功能需求和性能指标。
这包括了系统应该实现的功能、控制的对象、输入输出信号的种类和数量、系统的响应速度等。
需求分析的目的是确保系统的设计满足用户的实际需求，避免在后期出现大规模的修改和变更。
第二步是进行硬件选型。
根据系统需求分析的结果，选择合适的PLC设备和外围设备。
PLC设备的选择应考虑其运算速度、内存容量、输入输出接口种类和数量、可靠性等因素。
外围设备可以包括传感器、执行器、人机界面等，其选择应与PLC设备相匹配，确保系统的稳定性和可靠性。
第三步是进行软件编程。
PLC控制系统的编程是实现系统功能的核心环节。
根据系统需求和硬件选型结果，设计PLC程序的框图和流程图，确定系统的控制逻辑和运算模型。
然后，使用PLC编程工具，如梯形图、函数图、指令列表等，将程序转化为PLC可识别的代码。
编程过程中，应注意代码的结构清晰、逻辑正确，并注重代码的可维护性和可复用性。
最后一步是系统的优化。
系统的优化是在保证功能满足需求的前提下，提高系统的性能和可靠性。
优化的方法包括调整控制参数、改进控制算法、优化输入输出接口等。
通过不断调试和优化，使系统达到预期的工作效果，并符合用户的要求和期望。
总之，PLC控制系统的设计是一个复杂而细致的过程，需要综合考虑多个因素，如系统需求、硬件选型、软件编程、系统调试和优化等。
只有合理规划和设计，才能保证PLC控制系统的稳定性、可靠性和高效性。
PLC控制系统的设计
PLC控制系统的设计PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种用于工业控制系统的计算机设备，用于监测输入信号并根据预先设定的程序执行相应的控制任务。
PLC控制系统的设计是一个重要的过程，它涉及到硬件选型、软件开发、系统集成和测试等多个方面。
本文将详细介绍PLC控制系统的设计过程。
首先，PLC控制系统的设计需要明确系统的需求和目标。
在设计过程中，需要考虑的因素包括系统的功能要求、输入输出模块的数量和类型、通信接口的需求、控制任务的复杂性等。
根据这些需求和目标，确定合适的PLC型号和配置。
其次，硬件选型是PLC控制系统设计的关键环节。
根据系统的需求和目标，选择合适的PLC型号和配件。
PLC的选择应考虑性能、可拓展性、可靠性和成本等因素。
同时，根据系统的输入输出需求，选择合适的输入输出模块和传感器。
在选型过程中，需要与PLC供应商进行充分的沟通和交流，以确保所选PLC系统能够满足系统的需求。
接下来，进行软件开发。
PLC的控制逻辑是通过软件编程来实现的。
根据系统的功能需求，编写相应的控制程序。
控制程序可以使用传统的Ladder Diagram（梯形图）、Function Block Diagram（功能块图）或Structured Text（结构化文本）等编程语言进行编写。
在软件开发过程中，需要充分考虑控制任务的复杂性和实时性要求，确保控制程序能够正确、稳定地运行。
然后，进行系统集成和测试。
将PLC控制系统与其他设备进行连接和集成，确保系统的各个组件能够正常交互。
进行功能测试和性能测试，验证系统能够按照设计要求进行控制。
测试过程中，可以利用调试工具和仿真软件进行在线监测和调试。
最后，部署和调试PLC控制系统。
将PLC控制系统部署到实际的工业环境中，并进行现场调试和优化。
根据实际情况，微调控制参数和调整控制算法，以实现更好的控制效果。
在调试过程中，需要与现场操作人员和维护人员充分的沟通和合作，以确保系统的安全和可靠运行。
plc控制系统方案设计步骤
PLC控制系统方案设计步骤PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于控制自动化系统的计算机控制器。
它可以通过编程来实现对各种工业设备和系统的逻辑控制。
在设计PLC控制系统的方案时，需要经过一系列的步骤来确保系统的有效运行和规范的操作。
步骤一：需求分析在设计PLC控制系统方案之前，首先需要进行需求分析。
这包括了对系统运行所需的功能、性能要求、可行性分析等的评估和确定。
在这一步骤中，需要与客户和相关利益相关方进行沟通和交流，以了解他们的期望和要求。
同时，也要对现有设备和系统的状况进行评估，以确定所需要的控制功能。
步骤二：系统设计在需求分析的基础上，进行系统设计是接下来的关键步骤。
在这一步骤中，需要确定PLC控制系统的基本组成和工作原理。
根据需求分析的结果，设计相应的控制逻辑和算法。
同时，还要考虑系统的可扩展性、可靠性和安全性等方面的因素。
设计PLC控制逻辑设计PLC控制逻辑是系统设计的核心任务之一。
在这一步骤中，需要确定系统的输入和输出，以及相应的逻辑关系和操作规程。
可以使用流程图、状态图和时序图等工具来描述和设计控制逻辑。
同时，还要对不同情况下的异常处理和故障恢复进行考虑。
硬件选型和布局设计在系统设计的同时，还需要进行硬件选型和布局设计。
根据需求分析的结果，选择适合系统要求的PLC设备、传感器、执行器等硬件组件。
在布局设计中，需要考虑到硬件之间的连接和布置，以及与其他设备的接口和联动。
步骤三：软件编程在系统设计完成后，需要对PLC控制系统进行软件编程。
根据设计的控制逻辑，利用相应的编程语言（如LD、FBD、ST等）实现所需的功能和操作规程。
在软件编程过程中，需要进行模块化设计和代码优化，以提高系统的可读性和可维护性。
步骤四：系统调试与测试完成软件编程后，即进入系统调试与测试阶段。
在这一阶段中，需要对PLC控制系统进行功能测试、性能测试和安全性测试等。
通过对系统的实际运行和实验数据的分析，可以评估系统的运行效果和满足程度。
lc第六章程序设计PPT参考课件
Date: 2024/8/5
Page: 21
电气控制与PLC应用21
CH6 FX系列PLC的程序设计
顺序功能图的绘制
➢ 根据以上分析和被控对象工作内容、步骤、顺序和控制要 求画出顺序功能图。绘制顺序功能图是顺序控制设计法中 最为关键的一步。
➢ 顺序功能图又称做状态转移图，它是描述控制系统的控制 过程、功能和特性的一种图形。
➢ 顺序功能图不涉及所描述控制功能的具体技术，是一种通 用的技术语言，可用于进一步设计和不同专业的人员之间 进行技术交流。
➢ 国际电工委员会1994年5月公布的可编程控制器标准 IEC1131—3中，将SFC （Sequential Function Chart） 确定为可编程控制器位居首位的编程语言。各个PLC厂家 都开发了相应的顺序功能图。
CH6 FX系列PLC的程序设计
教学目标
掌握经验设计法和顺序功能图设计法。 能用PLC设计自动控制系统。
Date: 2024/8/5
Page: 1
电气控制与PLC应用1
CH6 FX系列PLC的程序设计
第一节 PLC程序的经验设计法
• 基本思路：根据控制要求选择相关联的基本控制环节或经验证的成
熟程序，对其进行补充和修改，最终综合成满足控制要求的完整程序。 若找不到现成的相关联程序，需根据控制要求一边分析一边设计，随 时增加或减少元件以及改变触点的组合方式，经过反复修改最终得到 理想的程序。
常闭触点断开，打开自保，Y0为OFF。
➢ 图（c）中为利用功能指令中的交替输出指令ALT来实现单按钮控制启停控
制的电路。
Date: 2024/8/5
Page: 7
电气控制与PLC应用7
CH6 FX系列PLC的程序设计
PLC控制系统设计
PLC控制系统设计PLC（可编程逻辑控制器）控制系统设计是工业自动化中的一项重要任务。
PLC控制系统广泛应用于工厂自动化、生产线控制和机械设备控制等领域，以实现自动化控制和过程优化。
本文将从PLC控制系统设计的基本原理、步骤和注意事项等方面进行详细介绍，并提供实际案例以说明。
首先，PLC控制系统设计的基本原理是将物理世界的输入信号通过传感器采集，并经过逻辑判断和控制算法处理后，输出相应的控制信号控制执行器，从而实现自动化控制。
PLC控制器是PLC控制系统的核心组成部分，它具有输入/输出模块、中央处理器和通信模块等功能，能够实时采集和处理输入信号，并输出控制信号。
PLC控制系统设计的步骤分为需求分析、系统设计、软件编程、调试和测试等几个阶段。
首先，需求分析是明确系统的功能需求和性能指标，包括输入/输出数量、采样频率、控制精度和响应时间等。
然后，系统设计阶段需要选择合适的PLC控制器和外围设备，并设计电气布线和信号接口。
接下来，软件编程是将系统需求转化为PLC控制程序的过程，包括输入信号采集、逻辑判断、控制算法和输出信号控制等。
最后，通过调试和测试来验证系统的正确性和鲁棒性。
在PLC控制系统设计过程中，需要注意一些关键问题。
首先，要充分考虑系统的可靠性和安全性，如增加冗余和故障保护措施，以减少系统故障和人员伤害风险。
其次，要注意系统的扩展性和灵活性，以适应未来的技术和设备更新。
此外，PLC控制系统的设计应遵循相关的国际和行业标准，以确保系统的可互操作性和兼容性。
以下是一个实际案例，以说明PLC控制系统设计在工业生产中的应用。
食品加工厂的生产线需要实现自动化控制，以提高生产效率和产品质量。
该生产线主要包括生产过程的进料、加工、包装和物料输送等。
为了实现自动化控制，设计了一个PLC控制系统。
首先，根据生产线的工艺流程和性能需求，明确了PLC控制系统的功能要求，如控制精度、生产速度和产品质量等。
然后，选择了适合该需求的PLC控制器和外围设备，并进行了电气布线和信号接口的设计。
第六章 可编程控制器的功能指令系统
KnY KnM KnS T C D V,Z
八、BCD变换指令FNC18（BCD）和BIN 交换指令FNC19（BIN）
BCD变换指令是将源元件中的二进制数转换 成BCD码送到目标元件中去。 S:
KnX KnY KnM KnS T C D V,Z
D:
KnY KnM KnS T C D V,Z
BCD变换指令可用于将PLC中的二进制数据 变换成BCD码输出以驱动七段显示。
(五)监控定时器指令（WDT）
监控定时器又叫看门狗，用于程序监视定 时器的刷新。如果扫描时间(从0步到END或 者FEND)超过100ms，PLC将停止运行。在这 种情况下，应将WDT指令插到合适的程序步 中刷新监视定时器，以使程序继续执行到 END。
(六)循环指令
循环开始指令 FOR K,H,KnX,KnY,KnM,KnS,T,C,D,V,Z 循环结束指令 NEXT FX系列PLC循环指令最多允许5级嵌套。 位于FOR—NEXT间的程序重复执行n次(由操 作数指定)后再执行NEXT指令后的程序。循 环次数范围为1—32767。
比较指令CMP是将源操作数（S1）和源操作 数（S2）的数据进行比较，结果送到目标 操作数（D）中。
区间比较指令：ZCP 源地址：S1,S2,S3
K,H KnX KnY KnM KnS T C D V,Z
目标地址：Y、M、S
区间比较指令ZCP用于将源操作数（S1）和 源操作数（S2）形成的区间进行比较，比 较结果送入目标操作数（D）中。
1.通用数据寄存器
数据寄存器在模拟量检测与控制以及位置控制 等场合用来储存数据和参数，数据寄存器可存 储16位二进制或一个字，两个数据寄存器合并 起来可存放32位数据（双字），在D0和D1组成 的双字中，D0存放低16位，D1存放高16位。字 或双字的最高位为符号位。 当PLC由运行到停止时，该类数据寄存器的数据 均为零：但是当特殊辅助继电器M8033置1，PLC 由运行转向停止时，数据可以保持。
PLC控制系统设计
2.2 功能表图综合结构
2.3 功能表图对应的梯形图
功能表图对应的梯形图
步20000为起始步, 它的前面有2条分支
功能表图对应的梯形图
步20001的后面有3 条并行序列的分支
功能表图对应的梯形图
步20006是单序列的 步，步20005.步 20007为其前级步和 后续步
· 功能表的组成: · 步+转向条件+有向连线+动作 · （功能表图又叫状态转移图、
状态图或流程图） · 功能表图的结构 · 功能表图的结构对应的梯形图
功能表图的结构
2.1 功能表图的结构
1）单序列结构 单序列由一系列相继激 活 的步组成。每一步的 后面 仅有一个转换条件, 每一个 转换条件后面仅 有一步。
1. 启保停电路
1. 启保停电路 --电机的启动、保持、停止 控制
说明: 这种电路具有自锁或自保持作用。按一下 停止按钮，00002常闭触点断开，使01000线 圈断电, 接触器KM也断电, 电机停转。 2. 双向控制电路
2. 双向控制电路 --电机的正反转控 制
互锁
互锁
启、保、停
说明：双向控制电路要求2个接触器 KM1.KM2不能同时得电，否则会 造成电机电源的短路。
PLC如何编程？
SFT指令的功能示意图
SFT指令的功能示意图
当复位端R为OFF时, 在移位脉冲端 SP由OFF→ON的上升沿时, E到St通 道中的所有位依次左移一位。 当复位端R为ON时, 从St到E通道中 的所有位将置为OFF, 此时移位脉 冲端和数据输入端无效。
自动线梯形图
自动线梯形图
2）彩灯控制
4）完成一小时的定时
· 若想实现长时间定时或大范围计数, 可以用两个或两个以上的定时器或计数器级 联起来用。
PLC的控制系统设计
案例五：智能家居的自动控制
总结词
实现家居设备的智能化控制和管理，提高居住的舒适度 和便捷性。
详细描述
利用PLC技术对智能家居系统进行自动化控制和管理。 PLC控制系统可以与各种家居设备进行连接和控制，实 现家居设备的智能化管理和自动化运行。例如，系统可 以根据室内温度和湿度自动调节空调和加湿器的运行状 态，根据室内光线强度自动调节窗帘的开合程度等。同 时，系统还可以对家居安全进行实时监测和预警，提高 居住的舒适度和便捷性。
案例四：电梯的自动控制
总结词
提高电梯的运行效率和安全性，提升乘客的 乘坐体验。
详细描述
通过PLC技术对电梯的运行进行自动化控制 。PLC控制系统可以根据乘客的需求和电梯 的运行状态，自动调整电梯的运行速度和停 靠楼层，提高电梯的运行效率和安全性。同 时，系统还可以对电梯的运行状态进行实时 监测和预警，及时处理故障和异常情况，确
PLC的控制系统设计
目录
• PLC基础知识 • PLC控制系统设计 • PLC控制系统的实现 • PLC控制系统的应用案例
01
PLC基础知识
PLC的定义与特点
总结词
PLC是可编程逻辑控制器的简称，是一种专门用于工业控制的计算机系统。
详细描述
PLC采用可编程的存储器，用于执行顺序控制、逻辑运算、计数、定时、算术运算等操作指令，并通过数字或模 拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、通用性强、编程简单、维护 方便等优点。
维护
定期对PLC控制系统进行检查、保养 和维修，及时发现并处理潜在问题， 延长系统使用寿命。
控制系统的故障诊断与排除
诊断
当PLC控制系统出现故障时，能够快速准确地诊断故障原因 。
第6章PLC控制系统的应用设计
6.2.4 采用性能优良的电源，抑制电网引入的干扰 在PLC控制系统中，电源占有极重要的地位。电网干
扰串入PLC控制系统主要通过PLC系统的供电电源、变送 器供电电源和与PLC系统具有直接电气连接的仪表供电电 源等耦合进入的。在干扰较强或对可靠性要求很高的场合， 通常在可编程序控制器的交流电源输入端加接带屏蔽层的 隔离变压器和低通滤波器，隔离变压器可以抑制从电源线 窜入的外来干扰，提高抗高频共模干扰能力，屏蔽层应可 靠接地。
制系统的设计应用。
6.3.1 应用背景与要求 特种炼钢往往需要添加一些微量元素以改变钢的物理
结构，传统的方法是，将秤量好的微量元素通过人工方式 放入炼钢炉中，其生产效率和实际效果很不理想。随着工 业自动化系统的深入应用，自动喂料控制系统（喂丝机） 应运而生。由于炼钢时，钢水表面会有一层较厚的钢渣， 因此，喂料系统必须能够穿透钢渣，直接送入钢水中。一 般的做法是，通过包丝机将微量元素包裹在钢制丝线中， 并将丝线盘绕在绕线盘上备用。通过喂丝机将丝线以一定 的速度穿透钢渣送入钢水中。
6.2 提高PLC控制系统可靠性的措施
PLC是专门为工业环境设计的控制装置，一般不需要 采取什么特殊措施，就可以直接在工业环境使用。但是如 果环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当， 就可能无法保证系统的正常安全运行。
6.2.1 电磁干扰类型及其影响
影响PLC控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备 的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位， 这些电荷剧烈移动的部位就是干扰源。
6.1 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课件 第六章 PLC控制系统设计
存储器的最大容量将限制用户程序的多少, 存储器的最大容量将限制用户程序的多少,一般来讲应根据内存容 量估计并留有一定余量来选择存储器的容量. 量估计并留有一定余量来选择存储器的容量.存储器扩展性和种类 多少,则体现了系统构成的方便性和灵活性. 多少,则体现了系统构成的方便性和灵活性.用户存储器容量的估 算(P538). ). (3)中间标志,计时器和计数器的能力.这一性能实际上也体现 )中间标志,计时器和计数器的能力. 了软件功能, 了软件功能,中间标志的多少和种类与系统的使用性能具有一定关 如果构成的系统庞大,控制功能复杂,就需要较多的中间标志. 系.如果构成的系统庞大,控制功能复杂,就需要较多的中间标志. 对于计时器和计数器不但要知道它们的多少还要知道它们的计时和 计数范围. 计数范围. (4)其他的性能参数.包括电流消耗,工作环境要求,寿命时间 )其他的性能参数.包括电流消耗,工作环境要求, 等. 总之, 能力是一种综合的性能指标, 总之,CPU能力是一种综合的性能指标,而且要根据实际需要 能力是一种综合的性能指标 进行选择,以满足工程应用的要求. 进行选择,以满足工程应用的要求.
★ PLC控制系统软件设计方法 控制系统软件设计方法
控制系统软件设计流程; 控制系统软件设计流程; 信号采样和滤波处理方法与技巧; 信号采样和滤波处理方法与技巧;
PLC控制系统硬件设计方法 控制系统硬件设计方法
一,控制系统总体方案设计 明确对控制对象的要求, 明确对控制对象的要求,然后根据实际需要确定控制系 统类型和系统工作时的运行方式,即总体方案实际的内容. 统类型和系统工作时的运行方式,即总体方案实际的内容. 1,PLC控制系统类型 , 控制系统类型 构成的单机控制系统可分为下列四种类型. 由PLC构成的单机控制系统可分为下列四种类型.(P531) 构成的单机控制系统可分为下列四种类型 ) (1)由PLC构成的单机控制系统 ) 构成的单机控制系统 (2)由PLC构成的集中控制系统 ) 构成的集中控制系统 (3)由PLC构成的分布式控制系统 ) 构成的分布式控制系统 构成远程I/O控制系统 (4)由PLC构成远程 控制系统 ) 构成远程
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横梁机构控制系统设计
(2)输入输出与内存分配.不考虑电机的过载,过热 )输入输出与内存分配.不考虑电机的过载, 等保护.该任务中共有6个输入信号 个输入信号, 个输出信号 个输出信号, 等保护.该任务中共有 个输入信号,4个输出信号, 可用20点 机实现. 可用 点CPM1A机实现. 机实现 输入输出点分配如下: 输入输出点分配如下: 输入信号: 上升按钮SB1 0000 输入信号: 上升按钮 下降按钮SB2 0001 下降按钮 上升限位S2 0002 上升限位S2 下降限位S3 0003 下降限位 放松开关 S1 0004 夹紧信号K3 0005 夹紧信号 输出信号: 上升KM1 0500 输出信号: 上升 下降KM2 0501 下降 夹紧KM3 0502 夹紧 20 放松KM4 0503 放松
3
启-保-停电路设计 保 停电路设计
4
可逆运行控制电路设计
5
单脉冲电路设计
6ห้องสมุดไป่ตู้
闪烁电路设计
7
周期性脉冲序列发生器电路设计
8
定时和计数范围的扩展
1小时定时 小时定时
9
移位寄存器应用举例1—自动化生产线上的应用 自动化生产线上的应用 移位寄存器应用举例
工艺要求:某生产线有5个工位 个工位, 号是检查位 号是检查位, 号 工艺要求:某生产线有 个工位,0号是检查位,4号 是剔除站.产品经检查站检查是否合格, 是剔除站.产品经检查站检查是否合格,检查结果由 00000输入到移位寄存器首位 输入到移位寄存器首位20000(合格为 , 输入到移位寄存器首位 (合格为0, 不合格为1).传送带主动轮上有移位信号传感器, ).传送带主动轮上有移位信号传感器 不合格为 ).传送带主动轮上有移位信号传感器, 产品每移一个工位,传感器发一移位脉冲( 产品每移一个工位,传感器发一移位脉冲(00001 输入),使移位寄存器左移一位.当产品在生产线上 输入),使移位寄存器左移一位. ),使移位寄存器左移一位 按工位一个一个移动时, 按工位一个一个移动时,检查结果在移位寄存器中同 步移位.产品送到检查站时, 步移位.产品送到检查站时,检查结果被移到 20004,2004通过 通过01000控制机械手动作.不合 控制机械手动作. , 通过 控制机械手动作 格产品移到4号工位时 号工位时, 格产品移到 号工位时,2004为1,机械手动作,剔 为 ,机械手动作, 除不合格产品.输入00002为工作控制信号. 为工作控制信号. 除不合格产品.输入 为工作控制信号
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移位寄存器应用举例1—自动化生产线上的应用 自动化生产线上的应用 移位寄存器应用举例
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移位寄存器应用举例1—彩灯控制 彩灯控制 移位寄存器应用举例
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送料小车自动控制系统设计
工作流程:送料小车在行程开关ST1 工作流程:送料小车在行程开关 处装料, 后装料结束, 处装料,15s后装料结束,开始 后装料结束 右行,碰到行程开关ST2后停下 右行,碰到行程开关 后停下 卸料, 后左行, 卸料,10s后左行,碰到行程开 后左行 又停下来装料, 关ST1又停下来装料,循环工作. 又停下来装料 循环工作. 在右行或左行过程中,按下停止按钮SB3,小车停止 在右行或左行过程中,按下停止按钮 , 运行.系统设置右行启动按钮SB1和左行启动按钮 运行.系统设置右行启动按钮 和左行启动按钮 SB2. .
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送料小车自动控制系统设计
I/O分配 分配 输入:右行启动按钮SB1 00000 输入:右行启动按钮 左行启动按钮SB2 00001 左行启动按钮 停止按钮SB3 00002 停止按钮 右端行程开关ST2 00003 右端行程开关 左端行程开关ST1 00004 左端行程开关 输出: 输出:右行接触器 01000 左行接触器 01001 装料电磁阀 01002 卸料电磁阀 01003
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送料小车自动控制系统设计
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两处卸料小车自动控制系统设计
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电机优先启动控制
控制要求: 台电机 分别有启动和停止按钮, 台电机, 控制要求:5台电机,分别有启动和停止按钮,要求 按顺序启动,即前级电机不启动,后级电机无法启动; 按顺序启动,即前级电机不启动,后级电机无法启动; 前级电机停,后级电机也停. 前级电机停,后级电机也停.
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横梁机构控制系统设计
控制要求:龙门刨床上装有横梁机构, 控制要求:龙门刨床上装有横梁机构,刀架装 在横梁上.随加工工件的大小不同, 在横梁上.随加工工件的大小不同,横梁将要 沿立柱上下移动.而在加工过程中,横粱又需 沿立柱上下移动.而在加工过程中, 要保证夹紧在立柱上不允许松动. 要保证夹紧在立柱上不允许松动.横梁夹紧利 用电机通过减速机构传动夹紧螺杆. 用电机通过减速机构传动夹紧螺杆.通过杠杆 作用使压块将横梁夹紧或放松. 作用使压块将横梁夹紧或放松.横梁完全放松 压块压下放松限位开关;横梁夹紧时, 时,压块压下放松限位开关;横梁夹紧时,夹 紧电机过流继电器动作,表示横梁已经夹紧. 紧电机过流继电器动作,表示横梁已经夹紧.
横梁机构控制系统设计
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横梁机构控制系统设计
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本章内容结束! 本章内容结束!
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第六章 PLC控制系统设计 控制系统设计
1
PLC控制系统设计 控制系统设计
PLC控制系统设计的一般步骤 控制系统设计的一般步骤: 控制系统设计的一般步骤 深入了解控制要求,确定控制的操作方式 手动 深入了解控制要求 确定控制的操作方式(手动,自 确定控制的操作方式 手动, 连续,单周期或单步),应完成的动作( ),应完成的动作 动;连续,单周期或单步),应完成的动作(动作顺 动作条件,必须的保护和连锁等); 序,动作条件,必须的保护和连锁等); 根据控制要求确定所需的信号输入元件,输出元件, 根据控制要求确定所需的信号输入元件,输出元件, 确定I/O点数; 点数; 确定 点数 根据I/O电数及控制的其它要求(如特殊功能), 电数及控制的其它要求( 根据 电数及控制的其它要求 如特殊功能), 确定PLC型号; 型号; 确定 型号 进行I/O点的分配,绘制 点的分配, 外部接线图, 进行 点的分配 绘制PLC外部接线图,设计控 外部接线图 制系统主电路; 制系统主电路;
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PLC控制系统设计 控制系统设计
PLC控制系统设计的一般步骤 控制系统设计的一般步骤: 控制系统设计的一般步骤 设计控制程序.对较复杂的控制系统, 设计控制程序.对较复杂的控制系统,应先画出控 制流程图,有必要的话,画出详细的功能表图, 制流程图,有必要的话,画出详细的功能表图,然后 设计梯形图; 设计梯形图; 利用输入信号开关板模拟现场信号, 利用输入信号开关板模拟现场信号,对控制程序模 拟调试; 拟调试; 控制柜的设计及制作; 控制柜的设计及制作; 技术文件编制,包括电气原理图,软件清单, 技术文件编制,包括电气原理图,软件清单,使用 说明书,元件明细表等. 说明书,元件明细表等.
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横梁机构控制系统设计
设计思路: 设计思路: 思路 (1)执行机构与动作过程.系统需两台执行电机,一 )执行机构与动作过程.系统需两台执行电机, 台为升降电机 一台为夹紧电机, 电机, 台为升降电机,一台为夹紧电机,这两个电机均需正 反转. 反转. 按下"上升"按钮后,首先夹紧电机反转, 按下"上升"按钮后,首先夹紧电机反转,放松 横梁,横梁完全放松后,升降电机正转,横梁上升. 横梁,横梁完全放松后,升降电机正转,横梁上升. 上升到位后,松开按钮,升降电机停转; 上升到位后,松开按钮,升降电机停转;夹紧电机正 待横梁完全夹紧后,夹紧电机停转. 转,待横梁完全夹紧后,夹紧电机停转. 按下"下降"按钮时,动作过程与上升时相同, 按下"下降"按钮时,动作过程与上升时相同, 只不过此时横梁下降而已. 只不过此时横梁下降而已. 另外,为保证横梁到达立柱顶部时不再上升, 另外,为保证横梁到达立柱顶部时不再上升,应 有上升限位.同样,下降时也应有下降限位. 有上升限位.同样,下降时也应有下降限位.