PLC基础及应用教程 三菱FX2N系列 教学课件 ppt 作者 秦春斌 FX2NPLC第8章
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三菱PLC基础与应用
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第8章 PLC的工程应用
三菱PLC基础与应用
8.1
PLC系统设计的步骤和内容 8.2 PLC选型与硬件设计 8.3 8.4 PLC应用程序设计 PLC应用中可靠性技术设计
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三菱PLC基础与应用
8.1.7 软件设计
软件设计就是编制用户应用程序、确定PLC 及功能模块的设定参数等。为了方便系统调 试与维修，在软件设计阶段，还应同时编写 程序说明书、注释表等辅助文件。
8.1.8 联机调试
待控制台、柜及现场安装接线完成后，就可 以进行联机调试。如不满足生产工艺控制要 求，可修改程序或调整硬件，直到满足控制 要求为止。 PLC的联机调试是检查、优化系统软硬件设 计，提高系统可靠性的重要步骤。
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三菱PLC基础与应用
8.1.3 控制系统总体设计
控制系统总体设计应先根据控制的要求与功 能确定系统实现的具体措施，再由此确定系 统的总体结构与组成，选定关键性组成部件， 如选择 PLC机型、人机界面、伺服驱动器、 变频器和调速装置等。总体方案确定后，设 计者应同相关技术人员、用户和供应商等， 对总方案进行评审，以取得项目管理部门、 技术人员和操作者的认可。在充分听取各方 面的意见的基础上，设计者决定是否对总体 设计方案进行修改。当方案有重大更改时， 在修改方案完成后，还应再次进行总体方案 的评审。
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三菱PLC基础与应用
8.1.2 选择控制方案
如果选择PLC控制系统，应从以下几个方面 进行考虑。
★ ★ ★ ★ ★
1）输入输出信号较多，且以开关量为主，也有少 量模拟量。 2）控制对象工艺复杂，逻辑设计部分用继电接触 器控制难度大。 3）有工艺变化或控制系统扩充的可能性。 4）现场处于工业环境，又要求控制系统具有较高 的可靠性。 5）系统调试比较方便，能在现场进行。
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三菱PLC基础与应用
8.1.9 编制技术文件及交付使用
在系统安全、可靠性得到确定后，设计人员 就可着手进行系统技术文件的编制工作。 技术文件编写正确、全面，必须保证与实物 一致，电气控制原理图、用户应用程序、设 定参数必须是调试完成后的最终版本。技术 文件编写应规范、系统，尽可能为设备使用 者以及日后的维修工作提供方便。
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8.2 PLC选型与硬件设计
三菱PLC基础与应用
8.2.1 PLC结构选择
多数小型 PLC 为整体式，有体积小、价格便宜等优 点，适于工艺过程比较稳定、控制要求比较简单的 系统。 模块式结构的 PLC 采用主机模块与输入模块、功能 模块组合使用的方法，比整体式方便灵活，维修更 换模块、判断与处理故障快速方便，适用于工艺变 化较多、控制要求复杂的系统，价格比整体机高。
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8.1.4 PLC选型
PLC机型的选择包括PLC的结构、I/O点数、 存储容量、响应时间、输入输出模块及特殊 功能模块的选择等。
根据被控对象确定用户所需的输入、输出设 备，如控制按钮、行程开关、传感器、接触 器、电磁阀、信号灯等的型号、规格及数量； 根据所选PLC的型号列出输入输出设备与 PLC的I/O地址分配表，以便绘制PLC外部 I/O接线图和编制程序。
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8.1.5 选择输入输出设备，分配I/O信号
三菱PLC基础与应用
8.1.6 硬件设计
硬件设计是在系统总体设计完成后的技术设 计，包括对PLC的I/O电路、负载回路、显示 电路、故障保护电路、电源的引入及控制等 的设计。在这一阶段，设计人员应根据总体 设计方案完成电气控制原理图、电器安装布 置图和安装接线图等的设计工作。 在完成上述工作的基础上，就汇编完整的电 器元件目录与明细表，并将其提供给生产、 供应部门组织生产与采购。同时，根据PLC 安装要求与现场环境条件，结合所设计的电 气控制原理图、电器安装布置图和安装接线 图完成控制盘、柜的制作。
8.2.3 存储容量选择
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根据经验得： ★ 1）对于开关量的控制系统，所需内存字数=开关 量（输入+输出）总点数×10。 ★ 2）对于有模拟量输入输出的系统，只有模拟量 输入时，内存字数=模拟量点数×100，模拟量输 入输出共存时，内存字数=模拟量点数×200。上 述经验公式是针对10点左右的模拟量，当点数小 于10时，要适当加大内存字数，反之可以适当减 小。 ★ 3）如果使用通信接口，那么每个接口需300步。
8.5
8.6
PLC工程综合应用实例
综合实训
8.7
习题
2
8.1 PLC系统设计的步骤和内容
三菱PLC基础与应用
开始 明确控制要求 控制系统总体设计 PLC选型 I/O分配
外部电路设计 控制台（柜）制作 现场安装接线
软件设计 程序调试 满足要求? Yes 联机调试 No 修改程序
调整硬件 No 满足要求？ Yes 编制技术文件 交付使用 结束
图8-1 PLC控制系统设计与调试的一般步骤
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三菱PLC基础与应用
8.1.1 明确控制要求
在进行控制系统总体设计之前，设计人员必 须深入现场，会同现场技术与操作人员，认 真研究控制对象的工作原理，充分了解设备、 工艺过程需要实现的动作与应具备的功能， 掌握设备中各种执行元件的性能与参数，以 便有效地开展设计工作。在熟悉控制对象的 结构、原理及工艺过程的基础上，根据工艺 过程的特点和要求分析控制要求，拟定控制 系统设计的技术条件。技术条件通常以设计 任务书的形式给出，它是系统设计的依据。
★
★ ★ ★ ★
FX系列 FX1S系列 FX1N系列 FX2N系列 FX2NC系列
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三菱PLwenku.baidu.com基础与应用
8.2.2 I/O点数确定
通常来讲， PLC 控制系统规格大小是用输入 输出点数来衡量的。在实际统计I/O点数的基 础上，通常加上10%~15%的裕量。
用户应用程序占用多少内存与许多因素有关， 如I/O点数、控制要求、运算处理量和程序结 构等。因此，在程序设计之前只能粗略地估 算。
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8.1
PLC系统设计的步骤和内容 8.2 PLC选型与硬件设计 8.3 8.4 PLC应用程序设计 PLC应用中可靠性技术设计
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三菱PLC基础与应用
8.1.7 软件设计
软件设计就是编制用户应用程序、确定PLC 及功能模块的设定参数等。为了方便系统调 试与维修，在软件设计阶段，还应同时编写 程序说明书、注释表等辅助文件。
8.1.8 联机调试
待控制台、柜及现场安装接线完成后，就可 以进行联机调试。如不满足生产工艺控制要 求，可修改程序或调整硬件，直到满足控制 要求为止。 PLC的联机调试是检查、优化系统软硬件设 计，提高系统可靠性的重要步骤。
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8.1.3 控制系统总体设计
控制系统总体设计应先根据控制的要求与功 能确定系统实现的具体措施，再由此确定系 统的总体结构与组成，选定关键性组成部件， 如选择 PLC机型、人机界面、伺服驱动器、 变频器和调速装置等。总体方案确定后，设 计者应同相关技术人员、用户和供应商等， 对总方案进行评审，以取得项目管理部门、 技术人员和操作者的认可。在充分听取各方 面的意见的基础上，设计者决定是否对总体 设计方案进行修改。当方案有重大更改时， 在修改方案完成后，还应再次进行总体方案 的评审。
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8.1.2 选择控制方案
如果选择PLC控制系统，应从以下几个方面 进行考虑。
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1）输入输出信号较多，且以开关量为主，也有少 量模拟量。 2）控制对象工艺复杂，逻辑设计部分用继电接触 器控制难度大。 3）有工艺变化或控制系统扩充的可能性。 4）现场处于工业环境，又要求控制系统具有较高 的可靠性。 5）系统调试比较方便，能在现场进行。
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8.1.9 编制技术文件及交付使用
在系统安全、可靠性得到确定后，设计人员 就可着手进行系统技术文件的编制工作。 技术文件编写正确、全面，必须保证与实物 一致，电气控制原理图、用户应用程序、设 定参数必须是调试完成后的最终版本。技术 文件编写应规范、系统，尽可能为设备使用 者以及日后的维修工作提供方便。
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8.2 PLC选型与硬件设计
三菱PLC基础与应用
8.2.1 PLC结构选择
多数小型 PLC 为整体式，有体积小、价格便宜等优 点，适于工艺过程比较稳定、控制要求比较简单的 系统。 模块式结构的 PLC 采用主机模块与输入模块、功能 模块组合使用的方法，比整体式方便灵活，维修更 换模块、判断与处理故障快速方便，适用于工艺变 化较多、控制要求复杂的系统，价格比整体机高。
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8.1.4 PLC选型
PLC机型的选择包括PLC的结构、I/O点数、 存储容量、响应时间、输入输出模块及特殊 功能模块的选择等。
根据被控对象确定用户所需的输入、输出设 备，如控制按钮、行程开关、传感器、接触 器、电磁阀、信号灯等的型号、规格及数量； 根据所选PLC的型号列出输入输出设备与 PLC的I/O地址分配表，以便绘制PLC外部 I/O接线图和编制程序。
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8.1.5 选择输入输出设备，分配I/O信号
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8.1.6 硬件设计
硬件设计是在系统总体设计完成后的技术设 计，包括对PLC的I/O电路、负载回路、显示 电路、故障保护电路、电源的引入及控制等 的设计。在这一阶段，设计人员应根据总体 设计方案完成电气控制原理图、电器安装布 置图和安装接线图等的设计工作。 在完成上述工作的基础上，就汇编完整的电 器元件目录与明细表，并将其提供给生产、 供应部门组织生产与采购。同时，根据PLC 安装要求与现场环境条件，结合所设计的电 气控制原理图、电器安装布置图和安装接线 图完成控制盘、柜的制作。
8.2.3 存储容量选择
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三菱PLC基础与应用
根据经验得： ★ 1）对于开关量的控制系统，所需内存字数=开关 量（输入+输出）总点数×10。 ★ 2）对于有模拟量输入输出的系统，只有模拟量 输入时，内存字数=模拟量点数×100，模拟量输 入输出共存时，内存字数=模拟量点数×200。上 述经验公式是针对10点左右的模拟量，当点数小 于10时，要适当加大内存字数，反之可以适当减 小。 ★ 3）如果使用通信接口，那么每个接口需300步。
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8.6
PLC工程综合应用实例
综合实训
8.7
习题
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8.1 PLC系统设计的步骤和内容
三菱PLC基础与应用
开始 明确控制要求 控制系统总体设计 PLC选型 I/O分配
外部电路设计 控制台（柜）制作 现场安装接线
软件设计 程序调试 满足要求? Yes 联机调试 No 修改程序
调整硬件 No 满足要求？ Yes 编制技术文件 交付使用 结束
图8-1 PLC控制系统设计与调试的一般步骤
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三菱PLC基础与应用
8.1.1 明确控制要求
在进行控制系统总体设计之前，设计人员必 须深入现场，会同现场技术与操作人员，认 真研究控制对象的工作原理，充分了解设备、 工艺过程需要实现的动作与应具备的功能， 掌握设备中各种执行元件的性能与参数，以 便有效地开展设计工作。在熟悉控制对象的 结构、原理及工艺过程的基础上，根据工艺 过程的特点和要求分析控制要求，拟定控制 系统设计的技术条件。技术条件通常以设计 任务书的形式给出，它是系统设计的依据。
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FX系列 FX1S系列 FX1N系列 FX2N系列 FX2NC系列
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8.2.2 I/O点数确定
通常来讲， PLC 控制系统规格大小是用输入 输出点数来衡量的。在实际统计I/O点数的基 础上，通常加上10%~15%的裕量。
用户应用程序占用多少内存与许多因素有关， 如I/O点数、控制要求、运算处理量和程序结 构等。因此，在程序设计之前只能粗略地估 算。