1、可編程控制器應用技術第十二章 可編程控制器的工業應用規劃技術目錄 PLC應用規劃的內容及步驟 設備配置 軟件設計 輸入輸出端口的擴展及保護 PLC應用的可靠性技術1內容提要2 PLC的工業應用規劃是PLC應用中的重要環節。本章在前述章節的基礎上對PLC控制系統規劃的內容、步驟、應用程序的設計方法以及適用場合等做了進一步的說明，并討論了PLC控制系統輸入輸出口擴展及提高系統可靠性的方案。第一節 PLC應用規劃的內容及步驟 PLC控制系統的應用規劃分類程序設計程序規劃3第一節 PLC應用規劃的內容及步驟控制功能調查系統設計及硬件配置程序規劃外電路設計線路安裝程序編輯系統試運行合格？合格？現場調試與

2、運行合格？投入運行YesYesNoNoNo應用規劃過程示意圖4第一節 PLC應用規劃的內容及步驟一、控制功能調查首先對被控對象的工藝過程、工作特點、功能和特性進行認真分析，并通過與有關工程技術人員的共同協作，明確控制任務和設計要求，制定出詳實的工作循環圖或控制狀態流程圖。然后，根據生產環境和控制要求確定采用何種控制方式。5第一節 PLC應用規劃的內容及步驟二、系統設計及硬件配置 根據被控對象對控制系統的要求，明確PLC系統要完成的任務及所應具備的功能。 分析系統功能要求的實現方法并提出 PLC系統的基本規模及布局。 在系統配置的基礎上提出PLC的機型及具體配置。6第一節 PLC應用規劃的內容及

3、步驟三、程序規劃程序規劃的主要內容是確定程序的總體結構、各功能塊程序塊之間的接口方法。進行程序規劃前先繪出控制系統的工作循環圖或狀態流程圖以期進一步明確控制要求及選取程序結構。7第一節 PLC應用規劃的內容及步驟四、程序編輯程序的編輯過程是程序的具體設計過程。在前邊確定的程序結構前提下,可以使用梯形圖也可以使用指令表完成程序。8第一節 PLC應用規劃的內容及步驟五、系統模擬運行六、現場調試與運行9第二節 設備配置在選擇設備配置時，要考慮以下方面：PLC的功能選擇輸入輸出點數的確定對 PLC響應時間的要求程序存儲器容量的估算系統可靠性編程器與外圍設備10第三節 軟件設計一、經驗設計法它沿用了繼電

4、器控制電路的設計方法來設計梯形圖。 就是在基本控制單元和典型控制環節基礎上,根據被控對象對控制系統的具體要求,依靠經驗直接設計控制系統,不斷地修改和完善梯形圖。具有隨意性11第三節 軟件設計二、邏輯設計法定義 是以控制系統中各種物理量的邏輯關系出發的設計方法。特點 具有嚴密可循的規律性和可行的設計步驟，也有簡便、直觀和十分規范的特點。12第三節 軟件設計 控制過程由若干個狀態組成；每個狀態都是由于接受了某個主令信號而建立；各記憶元件用于區分各狀態，并構成執行元件的輸入變量；正確地寫出各中間記憶元件邏輯函數式和執行元件的邏輯函數式，也就完成了程序設計的主要任務。設計思想13第三節 軟件設計 通過

5、工藝過程分析，結合控制要求，繪制工作循環圖和檢測元件分布圖，取得電氣執行元件功能表。 繪制控制系統狀態轉換表。通常它由輸出信號狀態表、輸入信號狀態表、狀態轉換主令表和中間記憶狀態表四部分組成。邏輯設計法的設計步驟：14第三節 軟件設計 根據狀態轉換表，進行控制系統的邏輯設計。包括寫中間記憶元件的邏輯表達式和執行元件的表達式。 將邏輯函數轉化為梯形圖或語句表形式。由于語句表的結構和形式與邏輯函數非常相似，很容易直接由邏輯函數轉化。而梯形圖可以通過語句表過渡一下，或直接由邏輯函數轉化。 程序的完善和補充。包括手動工作方式的設計、手動與自動工作方式的選擇、自動工作循環、保護措施等。15第三節 軟件設

6、計三、狀態流程圖設計法定義 它是完整地描述控制系統的控制過程、功能和特性的一種圖形，是分析和設計電氣控制系統順序控制程序的一種重要工具。同時，它又是一種通用的技術語言，可以為不同專業的工程技術人員進行技術交流提供服務。16第四節 輸入輸出端口的擴展及保護一、輸入、輸出端口的擴展 1.輸入端口的擴展 (1)分時分組輸入 分時分組輸入指控制系統中不同時使用的兩項或多項功能中，一個輸入端口可以重復使用。圖12-2 分時分組輸入17第四節 輸入輸出端口的擴展及保護 (2)利用輸出端口擴展輸入端 圖12-3 輸出端口擴展輸入端口18第四節 輸入輸出端口的擴展及保護 (3)輸入輸出端口的合并輸入觸點的合并

7、19第四節 輸入輸出端口的擴展及保護 (4)將信號設置在可編程序控制器之外 舉例圖12-5 手動按鈕接于輸出端口20第四節 輸入輸出端口的擴展及保護 (5)利用機內器件及編程擴展輸入端口 圖12-6 計數器電動機運轉方向控制21第四節 輸入輸出端口的擴展及保護 2.輸出端口的擴展 輸出端器件的合并與分組 用輸出端口擴展輸出端口 圖12-7 輸出端口擴展輸出端口實例22第四節 輸入輸出端口的擴展及保護二、輸入輸出端口的保護輸出端口的保護與 PLC的輸出器件類型及負載電源的類型有關。保護主要針對輸出為電感性負載時，負載關斷產生的可能損害可編程控制器輸出端口的高電壓。保護電路的主要作用是抑制高電壓的

8、產生。23第四節 輸入輸出端口的擴展及保護圖12-8 交流負載并聯RC電路圖12-9 直流負載并聯續流二極管24第五節 PLC應用的可靠性技術一、工作環境 溫度 PLC要求環境溫度在055 濕度 空氣的相對濕度應小于85%(無凝露) 震動 防止振動頻率為1055Hz的頻繁或連續振動 空氣 避免有腐蝕和易燃氣體 電源 分交流電源和直流電源情況25第五節 PLC應用的可靠性技術圖12-10 PLC電源26第五節 PLC應用的可靠性技術二、安裝與布線動力線、控制線以及 PLC的電源線和I/O線應分別配線，隔離變壓器與 PLC和I/O之間應采用雙絞線連接。 PLC應遠離強干擾源如電焊機、大功率硅整流裝

9、置和大型動力設備，不能與高壓電器安裝在同一個開關柜內。27第五節 PLC應用的可靠性技術 PLC的輸入與輸出最好分開走線，開關量與模擬量信號線也要分開敷設。模擬量信號的傳送采用屏蔽線，屏蔽層應一端或兩端接地，接地電阻應小于屏蔽層電阻的1/10。 PLC基本單元與擴展單元以及功能模塊的連接線纜應單獨敷設，以防外界信號干擾。 交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應盡量遠離高壓線和動力線。28第五節 PLC應用的可靠性技術三、I/O端的接線 1.輸入接線 輸入接線一般不要超過30m。但如果環境干擾較小，電壓降不大時，輸入接線可適當長些。 輸入/輸出線不能用同一根電纜，輸入/輸出線要分開。

10、盡可能采用常開觸點形式連接到輸入端，使編制的梯形圖與繼電器原理圖一致，便于閱讀。29第五節 PLC應用的可靠性技術 2.輸出接線 輸出端接線分為獨立輸出和公共輸出。 應用熔絲保護輸出元件。 使用電感性負載時應選擇工作壽命較長繼電器。 PLC的輸出負載可能產生干擾，因此要采取措 施加以控制。30第五節 PLC應用的可靠性技術四、PLC的外部安全電路 急停電路 保護電路 自檢功能 電源過負荷的保護 重大故障的報警和防護 31第五節 PLC應用的可靠性技術五、PLC的接地PLC的接地線與設備的接地端相連，接地線的截面積應不小于2(mm)2，接地電阻要小于100;如果使用擴展單元，其接地點應與基本單元的接地點連在一起。為了有效抑制加在電源和輸入、輸出端的干擾，應給PLC接上專用的