PLC技术及应用

1.控制系统的设计 步骤和PLC选型
2、指令系统的选择 2）指令种类 指令种类主要包括基本指令、运算指令和 应用指令，具体的需求与实际要完成的控制 功能相适应。
【知识点】： 二、PLC的选择
1.控制系统的设计 步骤和PLC选型
2、指令系统的选择 3）表达方式 指令系统表达方式有多种，包括梯形图、 语句表、控制系统流程图、高级语言等多种 表达方式。 表达方式的多样性给程序的编写带来了 方便，并且也表示了该PLC的成熟性。
【知识点】： 二、PLC的选择
1.控制系统的设计 步骤和PLC选型
4、其他选择
1）性价比 不要片面追求高性能、多功能。 对控制要求低的控制系统，提出过高的技术指标，只会 增加开发的成本。
【知识点】： 二、PLC的选择
1.控制系统的设计 步骤和PLC选型
4、其他选择
2）系列产品 一个企业最好优选一个PLC厂家的其他系列产品，这样 可以减少PLC的备件，以后建立自动化网络也较为方便，而 且只需购置一台编程器或一套编程软件，并可实现资源共 享。
2.系统硬件设计方案
【知识点】：
一、系统硬件设计总体方案
1）集中控制系统 (b)为用一台PLC控制 多台被控设备，每个 被控对象与PLC的指 定I/O相连接。
(b)多台控制
2.系统硬件设计方案
【知识点】：
一、系统硬件设计总体方案
说明：该控制系统多 用于控制对象所处的 地理位置比较接近， 且相互之间的动作有 一定联系的场合。
(b)多台控制
2.系统硬件设计方案
【知识点】：
一、系统硬件设 计总体方案
1）集中控制系统
图（c）为一台 PLC构成远程 I/O控制系统
2.系统硬件设计方案
【知识点】：
一、系统硬件设计总体方案
说明：① PLC通过通信模块控制远程I/O模块。 ② 适用于被控制对象远离集中控制室的场合。 ③ 一个控制系统需要设置多少个远程I/O通 道，视被控对象的分散程度和距离而定，同 时还受所选PLC能驱动I/O通道数的限制。
2.系统硬件设计方案
【知识点】：
一、系统硬件设计总体方案
1、PLC控制系统的类型
◆集中控制系统
◆分布式控制系统
2.系统硬件设计方案
【知识点】：
一、系统硬件设计总体方案
1）集中控制系统 (a)为典型的单台控制，由 一台PLC控制单台被控对象。
(a、存储器的 容量要求较少，控制系统的构成简单明了。 一般不需要与其他控制器或计算机进行通信， 但应考虑将来是否需要。
2.系统硬件设计方案
【知识点】：
一、系统硬件设计总体方案
2、系统的运行方式 ③单步运行方式 ◆特点：是系统运行中的每一步都需要人工干预才能进 行下去。 ◆ 多用于调试，调试完成后，可将其撤除。
2.系统硬件设计方案
【知识点】：
一、系统硬件设计总体方案
2、系统的运行方式 ④手动运行方式 ◆不是控制系统的主要运行方式，而是用于设备调试、 系统调整和故障情况下的运行方式，因此它是自动运行 方式的辅助方式。
【知识点】： 二、PLC的选择
1.控制系统的设计 步骤和PLC选型
PLC 的选择一般从基本性能、特殊功能 和通信联网三个方面进行考虑。 选择的基本原则：在满足控制要求的前提 下力争最好的性能价格比，并有一定的先进 性和良好的售后服务。
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1.控制系统的设计 步骤和PLC选型
2.系统硬件设计方案
【知识点】：
一、系统硬件设计总体方案
集中控制系统的缺点：当某一控制对象的控制程序 需要改变或PLC出现故障时，必须停止整个系统工作。 对于大型的集中控制系统，可以采用冗余系统来 克服这个缺点。
2.系统硬件设计方案
【知识点】：
一、系统硬件设计总体方案
2）、分布式控制系统 ★这类系统的被控对象比较多，它们分布在一个较大 的区域内，相互之间的距离较远，而且各被控对象之 间要求经常地交换数据和信息。
★系统的控制由若干个相互之间具有通信联网功能的 PLC构成，系统的上位机可采用PLC，也可采用计算机。
2.系统硬件设计方案
【知识点】：
一、系统硬件设计总体方案
2）、分布式控制系统 ★每一台PLC控制一个被控对象，各控制器之间可以通 过信号传递进行内部联锁、响应或发令等，或由上位 机通过数据总线进行通信。 ★多用于多台机械生产线的控制，各生产线间有数据 连接。
【知识点】： 二、PLC的选择
1.控制系统的设计 步骤和PLC选型
5）特殊功能 新型PLC有不少有用的特殊功能，了解这 些功能，可以解决一些较特殊的控制要求。 若用没有这些功能的基本单元来处理，则要 添加特殊功能模块，处理起来既复杂，又增 加成本。
【知识点】： 二、PLC的选择
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2.系统硬件设计方案
【知识点】：
一、系统硬件设计总体方案
2）、分布式控制系统 通信方式1
上位机
PLC1
PLC2
PLC3
被控对象1
被控对象2
被控对象3
2.系统硬件设计方案
【知识点】：
一、系统硬件设计总体方案
2）、分布式控制系统 通信方式2
上位机
PLC1
PLC2
PLC3
被控对象1 被控对象2 被控对象3
1.控制系统的设计 步骤和PLC选型
3、I/O模块的选择
I/O模块的选择主要是根据输入信号的类型，选择与之 相匹配的输入模块； 根据负载的要求、数量等级以及对响应速度的要求等选 用合适的输出模块。 根据系统要求安排合理的I/O点数，并有一定的余量，考 虑到增加点数的成本，在选型前应将输入输出点作合理的 安排，从而实现用少数的点数来保证设备 的正常操作。
1、基本单元的选择 基本单元又称为CPU单元，是机型选择时首 先要考虑的问题。 1）响应速度 主要从两方面进行考虑： 一是PLC程序的语句处理时间。 二是PLC的扫描周期。
【知识点】： 二、PLC的选择
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2）存储容量 存储器是存放程序和数据的地方，它应包 括存储器的最大容量，可扩展性，存储器的 种类。 对于只有开关量控制功能的小型PLC，可 把PLC的总点数乘以10，作为估算用户存储 器容量的依据。
输入输出设备与PLC的I/O点的地址对照表，以便
于编制控制程序，设计接线图及硬件安装，所有的 输入点和输出点在分配时要有规律，并考虑信号特 点及PLC公共端的电流容量。
【知识点】： 一、设计步骤
1.控制系统的设计 步骤和PLC选型
6.设计电气线路
包括被控设备的主电路及PLC外部的其他控制电
路图，PLC输入输出接线图，PLC主机、扩展单元及
调查被控对象工 艺过程、工作特 点、功能和特性
明确控制任务 和设计要求
制定详实的工作 循环图或控制状 态图
确定控制方式
1.控制系统的设计步 【知识点】：骤和PLC选型
一、设计步骤
2.制定电气控制方案
根据生产工艺和机械运动的控制要求， 确定控制系统的工作方式，例如全自动、 半自动、手动、单机运行、多机联合运 行等。还要确定系统应用的其他功能， 例如故障检测、诊断与显示报警、紧急 情况的处理、管理功能、联网通信功能 等。
【知识点】： 二、PLC的选择
1.控制系统的设计 步骤和PLC选型
2、指令系统的选择 4）编程工具 PLC的简易编程器价格较低，但功能有限； 手持式液晶显示图形编程器价格较高，可直 接显示梯形图。与简易编程器相比，采用计 算机配以编程软件，能实用于不同的PLC ， 可明显提高程序的调试速度。
【知识点】： 二、PLC的选择
1.控制系统的设计 步骤和PLC选型
调试包括模拟调试和联机调试。 系统安装完成后，进行现场调试，解决问题， 直到系统能满足工艺流程和系统控制要求。
【知识点】： 一、设计步骤
1.控制系统的设计 步骤和PLC选型
9.技术文件处理
整理出完整的技术文件如：设计说明书、电器元 件明细表、电气原理图和安装图、状态表、I/O分配 表、带注释的梯形图，系统使用说明等
【知识点】： 二、PLC的选择
1.控制系统的设计 步骤和PLC选型
4、其他选择
3）售后服务 选择机型时还要考虑有可靠的技术支持。这些支持包括 必要的技术培训，帮助安装、调试，提供备件、备品，保 证维修等，以减少后顾之忧。
2.系统硬件设计方案
【知识点】：
一、系统硬件设计总体方案
在利用PLC构成应用控制系统时，首先要明 确对控制对象的要求，然后根据实际需要确定 控制系统的类型和系统工作时的运行方式。
【知识点】： 一、设计步骤
1.控制系统的设计 步骤和PLC选型
2.制定电气控制方案
根据被控对象对 控制系统的要求 明确系统要完成 的任务及所应具 备的功能
如：小车自动往返的控制 系统要求 控制系统要求的手动、 自动连续单步等功能
1.控制系统的设计步 【知识点】：骤和PLC选型
一、设计步骤
3.确定输入/输出设备及信号特点
PLC技术及应用
案例八
逻辑控制系统设计
逻辑控制系统设计
【学习目标】
1．掌握使用PLC设计控制系统的过程及 注意事项
2． 巩固PLC基本指令、步进指令、功能指令
3．熟悉使用PLC指令编程、掌握程序编辑
及输入、运行
2
1.控制系统的设计步 【知识点】：骤和PLC选型
一、设计步骤
1.控制功能调查
对工作环境较差，安全可 靠性要求较高、控制过程 较复杂、控制信号较多， 且工艺流程经常要求变动 的场合，应采用PLC控制。
2.系统硬件设计方案
【知识点】：
一、系统硬件设计总体方案
3、系统的停止方式 ①正常停止 ◆正常停止由PLC的程序执行，当系统的运行步骤执行 完毕，且不需要重新起动执行程序时，或PLC接收到操 作人员的停止指令后，PLC按规定的停止步骤停止系统 运行。
2.系统硬件设计方案
【知识点】：
一、系统硬件设计总体方案
2.系统硬件设计方案
【知识点】：
一、系统硬件设计总体方案
2、系统的运行方式 ①自动运行方式 ◆是控制系统的主要运行方式 ◆特点：在系统工作过程中，系统按给定的程序自动完 成被控对象的动作，不需要人工干预。
2.系统硬件设计方案
【知识点】：
一、系统硬件设计总体方案
2、系统的运行方式 ②半自动运行方式 ◆特点：是系统在起动和运行过程中的某些步骤需要人 工干预才能进行下去。 ◆ 多用于检测手段不完善，需要人工判断或某些设备 不具备自控条件，需要人工干涉的场合。
6）通信功能 如果要求将该台PLC挂入工业控制网络， 或连接其他智能化设备，则应考虑选择有相 应的通信接口的PLC，同时要注意通信协议。
【知识点】： 二、PLC的选择
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2、指令系统的选择 1）总指令数 指令系统的总语句数反映了指令系统所包 括的全部功能。
【知识点】： 二、PLC的选择
3、系统的停止方式 ②暂时停止 ◆暂时停止方式用于程序控制方式时暂停执行当前程序， 使所有输出都设置成OFF状态，待暂停解除时将继续执 行被暂停的程序。
根据系统的控制要求，确定系统的输入 设备的数量及种类，确定各输入信号的 特点，如：是开关量还是模拟量，直流 还是交流，电压等级，信号幅度等。
1.控制系统的设计步 【知识点】：骤和PLC选型
一、设计步骤
3.确定输入/输出设备及信号特点
确定系统的输出设备的数量及种类，明 确这些设备对控制信号的要求，如：电 压或电流的大小，直流还是交流、电压 等级，开关量还是模拟量，据此确定PLC 的I/O设备的类型及数量，分类统计出各 输入/输出量的性质及数量。
【知识点】： 一、设计步骤
4.选择PLC
1.控制系统的设计 步骤和PLC选型
PLC机型 及具体配置
PLC型号、单元模块、输 入输出类型和点数，相关 附属设备，考虑经济性。
【知识点】： 一、设计步骤
1.控制系统的设计 步骤和PLC选型
5.分配输入/输出点地址
根据已确定的输入输出设备和选定的PLC，列出
【知识点】： 二、PLC的选择
1.控制系统的设计 步骤和PLC选型
3）扩展功能 即带扩展单元的能力，包括所能带扩展单 元的数量、种类、扩展单元所占的通道数、 扩展口的形式等。
【知识点】： 二、PLC的选择
1.控制系统的设计 步骤和PLC选型
4）结构形式 小型PLC中，整体式要比模块式价格便宜， 体积也小，只是硬件配置不如模块式灵活。
输入输出设备供电系统图，电气控制柜结构及电器 设备安装图等。
【知识点】： 一、设计步骤
1.控制系统的设计 步骤和PLC选型
7.设计控制程序
控制程序的设计包括状态表、顺序功能图、梯 形图、指令表等。 控制程序设计是PLC系统应用中最关键的问题， 也是整个控制系统设计的核心。
【知识点】： 一、设计步骤 8. 调试