1、PLC電氣控制技術電氣控制技術第十章第十章 PLC電氣控制系統設計電氣控制系統設計 第一節第一節 PLC電氣控制系統的設計原則與內容電氣控制系統的設計原則與內容uPLC電氣控制系統的設計原則電氣控制系統的設計原則 PLC最適合的最適合的控制對象控制對象是：工業環境較差，對安全性、可靠性要求較高、是：工業環境較差，對安全性、可靠性要求較高、 系統系統 工藝復雜，輸入工藝復雜，輸入/輸出以開關量為主的工業自動控制系統或裝置。輸出以開關量為主的工業自動控制系統或裝置。 PLC可取代工業控制機算機，作為主控可取代工業控制機算機，作為主控制器制器來完成復雜的工業自動控制任務。來完成復雜的工業自動控制任務

2、。PLC電氣控制系統，應遵循以下原則：電氣控制系統，應遵循以下原則： 1) 應能滿足控制對象的工藝要求，保證應能滿足控制對象的工藝要求，保證 能按照工藝流程準確、可靠地工作。能按照工藝流程準確、可靠地工作。 2) 系統構成應力求簡單、實用，系統易系統構成應力求簡單、實用，系統易 操作、調整，檢修方便。操作、調整，檢修方便。 3) 設計合理、經濟，能發揮設計合理、經濟，能發揮PLC控制的控制的 優點。優點。uPLC控制系統的設計內容控制系統的設計內容 PLCPLC控制系統的設計步驟如右圖所示：控制系統的設計步驟如右圖所示： 主要內容有：主要內容有： 工藝分析工藝分析機型選擇機型選擇 外部電路設計

3、外部電路設計程序設計程序設計程序初調程序初調聯機統調聯機統調 PLC電氣控制技術電氣控制技術第十章第十章 PLC電氣控制系統設計電氣控制系統設計 第二節第二節 PLC在多功能屋面在多功能屋面SP板切割機上的應用板切割機上的應用u切割機裝置及其工藝要求切割機裝置及其工藝要求 SP板切割機裝置圖板切割機裝置圖 橫向切割橫向切割大車快速縱向行走大車快速縱向行走縱向切割縱向切割斜向切割斜向切割開槽切割開槽切割自動橫向切割自動橫向切割 工藝路線包括以下幾步：工藝路線包括以下幾步：PLC電氣控制技術電氣控制技術第十章第十章 PLC電氣控制系統設計電氣控制系統設計 主切割電動機主切割電動機M1 正反轉運行，

4、實現正反轉運行，實現SP板橫向、縱向及斜向切割功能。板橫向、縱向及斜向切割功能。開槽電動機開槽電動機M2 單向運行，實現單向運行，實現SP板表面開槽功能。板表面開槽功能。油泵電動機油泵電動機M3 單向運行，給液壓系統提供動力。單向運行，給液壓系統提供動力。回轉電動機回轉電動機M4 正反轉運行，調整切割頭角度。正反轉運行，調整切割頭角度。液壓馬達及電磁鐵液壓馬達及電磁鐵YA 實現切割機裝置的各種動作及速度調節，實現切割機裝置的各種動作及速度調節， 旋轉編碼器旋轉編碼器 實現切割機切割深度的實時檢測。實現切割機切割深度的實時檢測。數碼管（帶譯碼器）數碼管（帶譯碼器） 實現切割機切割規格機切割深度的

5、實時顯示。實現切割機切割規格機切割深度的實時顯示。直流開關電源直流開關電源 為為PLC輸入信號提供電源，同時為輸入信號提供電源，同時為PLC輸出驅動提供電源輸出驅動提供電源 u切割機裝置電控設備及要求切割機裝置電控設備及要求 u設計過程設計過程電控系統原理圖：電控系統原理圖：根據切割機裝置設備的要求，設計電控系統原理圖根據切割機裝置設備的要求，設計電控系統原理圖包括：包括：切割機裝置電氣控制主電路原理圖以及相應要求的交流控制電路切割機裝置電氣控制主電路原理圖以及相應要求的交流控制電路原理圖。原理圖。 PLC控制電路原理圖：控制電路原理圖：選用三菱選用三菱FX2N-128MR型型PLC電氣控制技

6、術電氣控制技術第十章第十章 PLC電氣控制系統設計電氣控制系統設計 切割機裝置電氣控制主電路原理圖切割機裝置電氣控制主電路原理圖 PLC電氣控制技術電氣控制技術第十章第十章 PLC電氣控制系統設計電氣控制系統設計 切割機裝置交流控制電路原理圖切割機裝置交流控制電路原理圖PLC電氣控制技術電氣控制技術第十章第十章 PLC電氣控制系統設計電氣控制系統設計 PLC輸入接口功能表輸入接口功能表PLC電氣控制技術電氣控制技術第十章第十章 PLC電氣控制系統設計電氣控制系統設計 PLC輸出接口功能表輸出接口功能表PLC電氣控制技術電氣控制技術第十章第十章 PLC電氣控制系統設計電氣控制系統設計 PLC控制

7、程序設計控制程序設計:PLC電氣控制技術電氣控制技術第十章第十章 PLC電氣控制系統設計電氣控制系統設計 PLC控制程序控制程序 PLC電氣控制技術電氣控制技術第十章第十章 PLC電氣控制系統設計電氣控制系統設計 u操作說明書操作說明書 控制對象說明控制對象說明包括主切割電動機、開槽切割電動機、液壓泵、回轉電包括主切割電動機、開槽切割電動機、液壓泵、回轉電動機以及各個電磁鐵等。動機以及各個電磁鐵等。控制功能說明控制功能說明包括設定切割規格、手動包括設定切割規格、手動/ /自動橫向切割、手動臺車快速自動橫向切割、手動臺車快速縱向行走、手動縱向切割、手動斜向切割、手動開槽切割等。縱向行走、手動縱向

8、切割、手動斜向切割、手動開槽切割等。 PLC電氣控制技術電氣控制技術第十章第十章 PLC電氣控制系統設計電氣控制系統設計 第三節第三節 PLC與變頻器結合在鋼筋調直機上的應用與變頻器結合在鋼筋調直機上的應用u鋼筋調直機及其工藝要求鋼筋調直機及其工藝要求 對鋼筋的基本要求對鋼筋的基本要求:鋼筋鋼筋切口斷面平整切口斷面平整，鋼筋的橫肋和縱肋，鋼筋的橫肋和縱肋表面無劃傷、表面無劃傷、 無扭曲、力學性能基本穩定無扭曲、力學性能基本穩定，滿足國家標準的使用要求。，滿足國家標準的使用要求。鋼筋調直機的工作過程如下：鋼筋調直機的工作過程如下： 1) 設定設定 根據所加工盤條的情況，設定鋼筋直徑、鋼筋定尺切斷

9、長度，對根據所加工盤條的情況，設定鋼筋直徑、鋼筋定尺切斷長度，對鋼筋根數進行設定，同時根據生產中鋼筋長度的實際需要，設定承料架打鋼筋根數進行設定，同時根據生產中鋼筋長度的實際需要，設定承料架打開的氣閥延時時間。開的氣閥延時時間。 2) 定尺定尺 根據鋼筋定尺切斷長度，調整定尺擋板的位置。根據鋼筋定尺切斷長度，調整定尺擋板的位置。 3) 手動手動 起動牽引輥，將盤條引入調直輥，以固定的速度對盤條進行調直起動牽引輥，將盤條引入調直輥，以固定的速度對盤條進行調直并進行定尺剪切，盤條調直剪切完畢，手動停車。并進行定尺剪切，盤條調直剪切完畢，手動停車。 4) 自動自動 手動起動牽引輥，將盤條引入調直輥后

10、，對盤條進行自動調直并手動起動牽引輥，將盤條引入調直輥后，對盤條進行自動調直并定尺剪切，調直時高速，剪切時低速，同時對剪切的鋼筋根數進行自動計定尺剪切，調直時高速，剪切時低速，同時對剪切的鋼筋根數進行自動計數，與設定根數相等時，自動停車。數，與設定根數相等時，自動停車。 5) 顯示顯示 對調直機實際剪切的鋼筋根數進行計數并顯示；根據數學模型，對調直機實際剪切的鋼筋根數進行計數并顯示；根據數學模型，對每批鋼筋不同根數的鋼筋重量進行累加計算并顯示；對每個班次所加工對每批鋼筋不同根數的鋼筋重量進行累加計算并顯示；對每個班次所加工的鋼筋總重量進行累加計算并顯示。的鋼筋總重量進行累加計算并顯示。PLC電

11、氣控制技術電氣控制技術第十章第十章 PLC電氣控制系統設計電氣控制系統設計 u鋼筋調直機電控設備及要求鋼筋調直機電控設備及要求 (1) 調直電動機調直電動機M1：帶動調直筒正反轉運行，實現鋼筋調直。：帶動調直筒正反轉運行，實現鋼筋調直。(2) 牽引電動機牽引電動機M2：帶動牽引輥正反向運行，輔助鋼筋調直。帶動牽引輥正反向運行，輔助鋼筋調直。(3) 除塵電動機除塵電動機M3：單向運行，需要時手動起動進行除塵。：單向運行，需要時手動起動進行除塵。(4) 飛剪：飛剪：定尺擋板動作時自動對鋼筋進行剪切。定尺擋板動作時自動對鋼筋進行剪切。(5) 接近開關：接近開關：對調直鋼筋剪切根數進行計數。對調直鋼筋

12、剪切根數進行計數。(6) 限位開關：限位開關：調直機機蓋位置檢測，實現安全生產。調直機機蓋位置檢測，實現安全生產。(7) 變頻器：變頻器：對調直機的高速調直與低速剪切進行控制。對調直機的高速調直與低速剪切進行控制。(8) 控制按鈕：控制按鈕：包括手動包括手動/自動選擇旋鈕開關；兩地操作的正轉、反轉、停自動選擇旋鈕開關；兩地操作的正轉、反轉、停 止按鈕；三地操作的點動正轉、反轉按鈕；承料架打開按鈕等。止按鈕；三地操作的點動正轉、反轉按鈕；承料架打開按鈕等。(9) 指示燈：指示燈：兩地顯示電源指示燈以及調直機運行指示燈。兩地顯示電源指示燈以及調直機運行指示燈。(10) 文本顯示器：文本顯示器：實現

13、調直機的參數設定及相關信息的顯示。實現調直機的參數設定及相關信息的顯示。u設計過程設計過程 電控系統原理圖：電控系統原理圖：三相電源由斷路器三相電源由斷路器QF1引入。調直電動機引入。調直電動機M1、牽引電、牽引電 動機動機M2由同一臺變頻器控制，變頻器的控制信號由由同一臺變頻器控制，變頻器的控制信號由PLC給出。斷路器給出。斷路器 QF3為為PLC電源開關。電源開關。H1、H2為電源指示信號。為電源指示信號。PLC控制系統原理圖：控制系統原理圖：PLC電氣控制技術電氣控制技術第十章第十章 PLC電氣控制系統設計電氣控制系統設計 電控系統原電控系統原理圖理圖PLC控制電路原理圖：選控制電路原理

14、圖：選用西門子用西門子S7-200 CPU224模模塊及塊及EM232模擬量輸出擴模擬量輸出擴展模塊，選擇展模塊，選擇S7-200系列系列TD200文本顯示器文本顯示器PLC電氣控制技術電氣控制技術第十章第十章 PLC電氣控制系統設計電氣控制系統設計 PLC控制程序設計控制程序設計 NETWORK 1 /點動不自鎖延時點動不自鎖延時LD I1.0O I1.1TOF T41, +2NETWORK 2 /正轉正轉LDN T41A Q0.4O I0.1O I1.0LDN I0.4O M10.0ALDA I0.5A I1.3AN Q0.5= Q0.4NETWORK 3 /反轉反轉LDN T41A Q0

15、.5O I0.6O I1.1LDN I0.4O M10.0ALDA I0.5S7-200 PLC指令表形式調直機控制程序清單指令表形式調直機控制程序清單A I1.3AN Q0.4= Q0.5NETWORK 4 /10分鐘待料停車分鐘待料停車LD M10.0AN I0.0TON T37, +6000NETWORK 5 /防止連切記數延時防止連切記數延時LD I0.0TOF T39, +4NETWORK 6 /剪切信號剪切信號LD T39ED= M20.1NETWORK 7 /記數記數LD T39A I0.4LD I0.1ON I0.4A M1.1CTU C8, VW74NETWORK 8 /自動

16、第一根？自動第一根？LD I0.4AW= C8, +1= M20.0PLC電氣控制技術電氣控制技術第十章第十章 PLC電氣控制系統設計電氣控制系統設計 NETWORK 9 /記數到設定值記數到設定值LDW VW74, VW290= M1.6NETWORK 10 /脈沖脈沖LD M1.6EU= M2.1NETWORK 11 /自動停車自動停車LDN C8O M1.7AN M2.1AN T37= M10.0NETWORK 12 /記數到脈沖記數到脈沖LD M1.1EU= M2.0NETWORK 13LD M1.6O M1.7AN M2.0= M1.7NET WORK 14 /初始脈沖初始脈沖LD

17、SM0.0MOVW VW74, VW290NETWORK 15 /記數到記數到LDW= C8, VW74= M1.1NETWORK 16 /啟動啟動LD I0.1O M1.0A M10.0= M1.0NETWORK 17 /記數顯示記數顯示LD M1.0O M1.1ITD C8, VD286DTR VD286, VD52NETWORK 18 /重量顯示重量顯示LD M1.0LD M1.0EDOLDMOVR VD94, VD250/R 2.0, VD250MOVR VD250, VD254*R VD250, VD254MOVR VD254, VD258*R 3.14, VD258MOVR VD1

18、14, VD262*R VD258, VD262MOVR VD52, VD266*R VD262, VD266MOVR VD266, VD270/R 1000000.0, VD270MOVR VD270, VD136*R 7.85, VD136PLC電氣控制技術電氣控制技術第十章第十章 PLC電氣控制系統設計電氣控制系統設計 NETWORK 19 /總重量顯示總重量顯示LDN M10.0A I0.4O C8AN M1.3EU+R VD136, VD156NETWORK 20 /總重清除總重清除LD I0.2O M1.3AN I0.1= M1.3NETWORK 21 /總重清零顯示總重清零顯示L

19、D M1.3MOVR 0.0, VD156NETWORK 22 /直徑直徑14mm最高頻率設定最高頻率設定60HzLD I0.4AR= VD94, 14.0MOVW +27428, VW200NETWORK 23 /直徑直徑=12mm最高頻率設定最高頻率設定70HzLD I0.4AR= VD94, 12.0MOVW +32000, VW200NETWORK 24 /直徑直徑=10mm最高頻率設定最高頻率設定70HzLD I0.4AR= VD94, 10.0MOVW +32000, VW200NETWORK 25 /直徑直徑10mm剪切時間計算剪切時間計算LD I0.4AR= VD94, 10.

20、0MOVR VD114, VD210-R 500.0, VD210MOVR VD210, VD214/R 1000.0, VD214MOVR VD214, VD218/R 70.0, VD218MOVR VD218, VD222*R 600.0, VD222TRUNC VD222, VD226DTI VD226, VW230NETWORK 26 /直徑直徑12mm剪切時間計算剪切時間計算LD I0.4AR= VD94, 12.0MOVR VD114, VD210-R 500.0, VD210MOVR VD210, VD214/R 1000.0, VD214MOVR VD214, VD218/R

21、 80.0, VD218MOVR VD218, VD222*R 600.0, VD222TRUNC VD222, VD226DTI VD226, VW230PLC電氣控制技術電氣控制技術第十章第十章 PLC電氣控制系統設計電氣控制系統設計 NETWORK 27 /直徑直徑14mm剪切時間計算剪切時間計算LD I0.4AR= VD94, 14.0MOVR VD114, VD210-R 500.0, VD210MOVR VD210, VD214/R 1000.0, VD214MOVR VD214, VD218/R 80.0, VD218MOVR VD218, VD222*R 600.0, VD22

22、2TRUNC VD222, VD226DTI VD226, VW230NETWORK 28 /高速計時高速計時LD I0.4AN M20.1A M20.0TON T42, VW230NETWORK 29 /自動剪切頻率自動剪切頻率35HzLD I0.4A T42MOVW +16000, VW202NETWORK 30 /自動調直最高頻率自動調直最高頻率LD I0.4A M20.0AN T42MOVW VW200, VW202NETWORK 31 /手動頻率手動頻率35HzLDN M20.0A I0.4ON I0.4MOVW +16000, VW202NETWORK 32 /頻率給定頻率給定LD

23、 I0.4ON I0.4MOVW VW202, AQW0NETWORK 33 /氣閥啟動氣閥啟動LD I0.0A I0.3TOF T38, VW176NETWORK 34 /氣閥延時啟動氣閥延時啟動LD T38= Q0.1= Q0.2= Q0.3NETWORK 35 /TD200初始化顯示初始化顯示LD SM0.1MOVB 128, VB14MOVB 0, MB0NETWORK 36 /TD200信息信息1 （根數顯示，根數設定）（根數顯示，根數設定）LD M0.0MOVB 128, VB14R M0.0, 1NETWORK 37 /根數設定根數設定LD V55.2R V55.2, 1MOVB

24、 128, VB14PLC電氣控制技術電氣控制技術第十章第十章 PLC電氣控制系統設計電氣控制系統設計 NETWORK 38 /TD200信息信息2 （直徑設定（直徑設定mm，長度設定，長度設定mm）LD M0.1MOVB 64, VB14R M0.1, 1NETWORK 39 /直徑設定直徑設定mmLD V84.2R V84.2, 1MOVB 64, VB14NETWORK 40 /長度設定長度設定mmLD V94.2R V94.2, 1MOVB 64, VB14NETWORK 41 /TD200信息信息3 （重量顯示（重量顯示Kg，總重量顯示，總重量顯示Kg）LD M0.2MOVB 32,

25、 VB14R M0.2, 1NETWORK 42 /TD200信息信息4 （氣閥延時設定）（氣閥延時設定）LD M0.3MOVB 16, VB14R M0.3, 1NETWORK 43 /氣閥延時設定氣閥延時設定 （100ms）LD V168.2R V168.2, 1MOVB 16, VB14 TD200文本顯示器的組態文本顯示器的組態l需要設定和顯示不同的工藝參數，包需要設定和顯示不同的工藝參數，包括：括：根數設定、根數顯示、直徑設定、根數設定、根數顯示、直徑設定、長度設定、重量顯示、總重量顯示以及長度設定、重量顯示、總重量顯示以及氣閥延時設定等。氣閥延時設定等。l選用選用TD200作為操作

26、員界面。作為操作員界面。TD200通過通過TD/CPU電纜與電纜與S7-200 PLC CPU模模塊編程口相連，并由塊編程口相連，并由CPU給給TD200供電。供電。l在完成選擇項的選擇和信息建立之后，在完成選擇項的選擇和信息建立之后，TD200組態向導自動把參數塊和信息文組態向導自動把參數塊和信息文本寫入數據塊，上電后，本寫入數據塊，上電后，TD200從從CPU讀參數塊，并主動循環查詢信息使能位，讀參數塊，并主動循環查詢信息使能位，決定要顯示的信息，并從決定要顯示的信息，并從CPU讀取信息讀取信息顯示。顯示。l實現調直機設定顯示的實現調直機設定顯示的TD200參數塊參數塊清單如下，其中清單如

27、下，其中“/”后為功能注釋。后為功能注釋。PLC電氣控制技術電氣控制技術第十章第十章 PLC電氣控制系統設計電氣控制系統設計 S7-200 PLC實現調直機設定顯示的實現調直機設定顯示的TD200參數塊清單參數塊清單/TD200參數塊起始參數塊起始VB0 TD /文本顯示設備標識文本顯示設備標識VB2 16#60 /中文語言，最快更新中文語言，最快更新VB3 16#A1 /40字符顯示模式，字符顯示模式，Up鍵鍵V3.2；Down鍵鍵V3.3VB4 4 /信息數信息數4VB5 0 /功能鍵標志位功能鍵標志位M0.0M0.7VW6 40 /信息起始地址信息起始地址VW40VW8 14 /信息勢能位起始地址信息勢能位起始地址VW14VW10 0 /全局口令全局口令VW12 256 /簡體中文字符集簡體中文字符集/信息信息1，信息使能位，