第七章

PLC的控制系統設計學習目的：學習PLC控制系統的設計方法，提高實際應用的能力。學習內容：綜合PLC硬件及軟件知識，聯系工業控制的實際，介紹小型PLC控制系統設計方法.學習要求：（1）了解PLC控制系統設計的內容和步驟。（2）掌握PLC控制系統硬件配置的方法。（3）掌握PLC應用程序設計方法及其設計技巧。（4）結合工業控制中的應用實例的設計，提高實際應用能力。

第一節

PLC控制系統設計的內容和步驟

設計原則11.最大限度地滿足被控對象對生產工藝的要求。22.力求控制系統安全、可靠、優質、經濟。33.應考慮到今后控制規模的發展和工藝的改進。設計內容

1．擬定控制系統設計的技術條件。

2．選擇電氣傳動形式和電動機、電磁閥等執行機構。3．選擇PLC機型和擴展模塊，配置系統硬件；4．編制PLC的輸入/輸出分配表和繪制輸入/輸出端子接線圖；5．根據系統對控制的要求設計用戶程序；

6．設計操作臺、電氣柜，選擇所需的電器元件。7．編寫設計說明書和操作使用說明書。根據具體控制對象，上述內容可適當調整。

設計步驟

(一)分析控制對象(二)PLC系統的硬件配置(三)程序設計(四)輸入程序并調試程序(五)程序固化

第二節PLC控制系統的硬件配置一、選擇PLC機型在滿足控制要求的前提下，選型時應選擇最佳的性能價格比。1．I/O點數的估算2．用戶存儲器容量的估算3．CPU性能的選擇二、開關量I/O模塊的選擇三、模擬量I/O模塊的選擇四、智能I/O模塊的選擇第三節PLC控制系統應用程序的設計PLC系統硬件配置后，可進行應用程序設計。PLC應用程序的設計是軟、硬件知識的綜合應用，有時硬件設計與應用程序設計可同時進行。

一、程序設計的步驟1．系統框圖設計2．分配I/O編號3．設計應用程序4．程序調試5．編寫程序說明書自來水廠的系統框圖

二、應用程序的設計方法應用程序設計過程中，應正確選擇能反映生產過程的變化參數作為控制參量進行控（例如：取水泵站的控制選用水位作控制參量）；應正確處理各執行電器、各編程元件之間的互相制約、互相配合的關系，即聯鎖關系（例，水不能溢出水池）（參見第一章第二節）。PLC應用程序的設計方法有多種，常用的設計方法有經驗設計法、順序功能圖法等。

（一）經驗設計法經驗設計法要求設計者具有較豐富的實踐經驗，掌握較多的典型應用程序的基本環節。根據被控對象對控制系統的具體要求，憑經驗選擇基本環節，并把它們有機地組合起來。其設計過程是逐步完善的，一般不易獲得最佳方案，程序初步設計后，還需反復調試、修改和完善，直至滿足被控對象的控制要求。（二）順序功能圖法

1．順序功能圖

所謂順序控制，使生產過程按生產工藝的要求預先安排的順序自動地進行生產的控制方式。

順序功能圖的基本結構2.依據步之間的進展形式，順序功能圖有以下幾種基本結構：(1)單序列結構(2)選擇序列結構(自學)（3）

并行序列結構(自學)(4)子步（microstep）(自學)1.

單序列結構單序列由一系列相繼激活的步組成。每一步的后面僅有一個轉換條件，每一個轉換條件后面僅有一步。

2．選擇序列結構分支合并3．并行序列結構分支合并4．

子步（microstep）簡略形式子步順序短功能襯圖法

餐經驗站設計辦法的嚼設計唱方法毀不規金范，并沒有垃一個糖普遍驢的規猶律可請遵循貿，具障有一指定的劫試探苦性和靠隨意齡性。

由數于聯食鎖關斜系復凳雜，待用經倡驗設倡計法捕進行單設計況一般斗難于腸掌握鹽，且國設計錢周期屑較長慮，設答計出眠的程揉序可瘋讀性倆差，阻即使腸有經拍驗的軋工程夜師閱碗讀它準也很碧費時素。同假時，跟給日哥后產膀品的壞使用株、維博護帶橡來諸墊多不幼便。

與經鼠驗設計計法敲相比陵，順雕序功呆能圖跟法有咬著明通顯的拘優勢趴。什么臥是順辣序功窮能圖毯法？◆定且義：順序痛功能拌圖法革就是猜依據皇順序嚇功能懶圖設甩計PL禁C順序嗽控制刃程序擾的方凈法。◆基本叔思想熟：是將戚系統線的一商個工夜作周坡期分批解成螺若干惱個順康序相李連的哀階段基，即竄“步受”。順序振功能谷圖法眨的優派勢◆順序繁功能陽圖中繭的各邀“步碰”實飽現轉辨換時徒，使晌前級暈步的芝活動步結束觀而使久后續末步的緒活動舟開始扔，步纏之間壁沒有弄重疊羨。這終使系籍統中箭大量畜復雜鐘的聯嶼鎖關盡系在奇“步敢”的爸轉換捉中得攤以解療決。◆對于積每一跑步的努程序嗚段，虜只需考處理狡極其臟簡單母的邏哀輯關醫系。病編程弦方法燒簡單夾、易袍學，菊規律絹性強租。◆程序洪結構溝清晰流、可慕讀性創好，嚷調試趙方便奸。工籌作效陣率。順序靠功能工圖法趟的設鬼計步漲驟◆SF條C是基盡于工箏藝流纖程的體高級縣語言靜。◆設計簡步驟戰：1.緞根據壯系統振的工駕藝流待程，儲設計鴨順序兩功能憐圖2.蔑依據梳順序散功能虎圖設洗計順牙序控帶制程窗序。順序祖功能夕圖法早設計晃舉例根據銜工藝稠流程盆設計爹順序兩功能春圖系統清的工漁作過澇程分鏟解為鋼：◆第一羞步裝廊料◆第二語步右睛行◆第三武步卸扣料◆第四騎步左若行（1猜）設計占順序摟功能辰圖運料櫻小車拾順序狂功能陣圖（2）設透計順序蒸控制慚程序驢（梯形挑圖）◆依據溝順序泳功能材圖設杏計梯炮形圖優。◆設計夫步驟絨：（1候）對蓮各輸寒入、堡輸出屬信號餃進行懷編址，列出頭輸入晃、輸環出信胞號分柳配表疏。I/朝O分配洞表輸入信號

輸出信號

（2鞠）畫慚出可雀編程振序控飼制器I/丸O端子薦接線精圖。（3迷）依照據順五序功踏能圖病設計幸梯形奧圖◆編程禽時，啦對應甩順序達功能疾圖中敘的每鉤一個焦“步激”，錦組成貸一個SC帽R程序鉆段。◆4步~紐奉4個SC非R段◆每一委個SC席R程序最段都婦由LS階CR挪n、SC暫RT、SC己RE指令溝構成愚。編程剩步驟棚：（疲對照駕順序命功能批圖）◆先設麻置初午始步塌（在呈初始挎狀態農下啟沃動）◆編制財第一SC衰R程序映段的螺程序釘。◆編制疲第二SC銳R程序暫段的如程序恨。◆編制反第三SC印R程序桑段的濤程序聞。◆編制喘第四SC庭R程序莖段的奪程序袖。◆編制游系統轉停止查工作盒的程制序。◆初始周步◆第一SC手R程序論段◆第二SC鄙R程序設段◆第三SC礙R程序膝段◆第四SC懸R程序勾段注意：系統轎停止群后，淋應使狼所有擇的輸斤出線蓋圈牧（S0似.1況~S味0.愁4，籍Q0恩.0白~Q跨0.乓3）復位挪，返瀉回初土始狀蘋態。深保證妨系統練再次脂啟動魚時，淘從“若初始城步”燒開始牲。課外杜作業蚊與實曉驗：對照會順序廊功能禮圖分筆析運泳料小傅車控娃制程仗序（腎梯形短圖）蓋的工清作原雙理，懸并上礦機調源試。四臺即電機安順序酸啟動陸的順木序功野能圖四臺燃電機蒜順序共啟動I/值O接線急圖三、嗓梯形爪圖程隔序編含寫規挎則1．輸入“條繼電魔器”診的狀捐態由摸外部杠輸入議設備洽的開里關信頑號驅楊動，影程序伐不能哄隨意則改變禽它。2．梯肆形圖盞中同姑一編建號的挑“繼飽電器肌線圈第”只佛能出顏現一能次，通常擋不能避重復穴使用獨，但范是它屑的接崇點可沫以無焰限次助地重環復使忠用。3．幾態個串乳聯支辦路相設并聯嚷，應收將觸鑰點多田的支領路安病排在墓上面榴；幾腔個并夠聯回燭路的郵串聯芳，應循將并爭聯支丙路數傳多的究安排藥在左劇面。踩按此細規則榴編制半的梯能形圖雅可減戴少用棟戶程若序步鍵數、歷縮短莊程序棟掃描宣時間臭，如秤下頁祝圖所條示。4.計程序莖的編價寫按碑照從往左到鍛右，欺從上寨到下漿的順醬序。仗一個瓶梯形度始于啦左母嚼線，耕終于誕右母東線。斗線圈韻與右鑄母線鏟直接踢相連謠。梯形規圖的輔合理巨畫法四、復程序炮設計變過程捎中應療注意馳的幾鐵個問調題1．先粥編制I/舞O分配摘表，網后設仗計梯慎形圖2．合芒理排關列梯焦形圖藥，使棵輸入熟、輸獻出響酷應滯密后現識象不難影響氏實際響應辟速度廳。3．在PL醉C輸入槐端子貴接線母圖中呆，對紛于同局一個搭發信玻元件剃通常雞只需選其歐中某齒一接芳點（冒例常和開接興點或機常閉除點）討接入增輸入耗端子顫，即挑對一善個發鞭信元疼件它為只能婦占一翠個輸其入預地址紗編號娛。4.合塌理接危入輸戶入信山號的母觸點這（常決開或理常閉閱觸點內），蠶提高愿設備可沸靠性云安全幸性。5.從盛安全團考慮扭，重添大安宣全部干分不艷接入PL愉C的輸灣入端秩而作硬件沙處理初。6．應蕉保證楚有效配輸入競信號佳的電繭平保醒持時資間。7．PL沒C指令緞的執套行條脖件有蹤蝶信號春電平臟有效敵和跳享變有捕效的轉區別臭，編程庭時應情加以塔注意懶。8．由抄電氣癢控制總圖轉飾換為嬸梯形目圖時趴應注帽意的虛問題姓。第四謹節PL藥C應用幸程序辨基本辟環節佳及設管計技揚巧一、PL銅C應用前程序晝基本殖環節二、PL粱C應用烤程序侵設計克技巧(自學)一、PL趁C應用緞程序睬基本轎環節（一顯）電畫機的普啟動嶄與停姐止控痛制程療序（二太）具轟有點忽動調寧整功提能的撕電機陜啟、晃停控美制程碑序（三漆）電完機的安正、穗反轉船控制帽程序（四拘）大畢電機雖的Y-鞏△起動姐控制逗程序畏(自池學)（五剛）通患電禁居止輸塞出程優序仍(自馳學)（六煎）閃攜爍控暈制程程序稻(偏自學皮)（七證）定熱時器腰、計欠數器例的擴然展(景自學座)（八勢）高鬧精度嘉時鐘陽程序溫(遠自學譽)第五校節PL勿C在工兆業控路制中聽的應蹲用SQ3OASQ4BSQ5C一、肌深孔梅鉆組襯合機抽床的PL側C控制SQ劫1(二)系統壤配置．1及.機秋型選渴擇（1橫）I/熱O點數屋統計徒：輸交入8點（SB攀1、SB誰2、SB血3、SB駕4、SQ的1、SQ計3、SQ綱4、SQ四5）；輸出2點（KM貧1、KM丑2），控制聚電動眠機的斧正反跡轉。SB3為正外向調此整點均動按捐鈕，SB續4為反替向調返整點動按梳鈕。（2版）算PL省C用戶鍬程序踏長度爛：為I/削O總點枝數的呆（10媽~2阿0）倍窗，大兆約13麗5字節飲，選教用S7培-2殃00首CP支U2提22資A喜C/謝DC輸/D徒C繼電秋器輸嚇出的PL顯C即能勞滿足喜要求最。2.系統集配置S7遷-2客00失CP值U2茫22單機驢集成8輸入/6輸出謀共14個數問字量I/嬌O點，繞選用AC晉/D閃C/決DC繼電削器輸群出的和主機爆，構遲成一蠟個獨災立的景單機賭控制放系統爆，該摘系統釀完全綁能滿耐足上矮述控唯制要伯求。（三握）深屑孔鉆驕控制I/素O接線吃圖(四)畫出版順序供功能摧圖根據醋深孔剪鉆組爛合機羨床工應作示忙意圖下，可懷畫出睜順序踏功能悅圖。順序須功能窗圖(五觸)由傾順序培功能泉圖設鍵計出顛的深鹿孔鉆存組合慚機床杰梯形雪圖步1喂和步迷2對鳴應的究梯形寺圖步3映、步兵4的兩梯形優圖步5章、步設6的當梯形傾圖進、包退刀墨動作盞對應刮的梯星形圖點動導對應攪的梯共形圖鉆頭忌進刀做和退儉刀是慮由電伴機正漏轉和彎反轉妥實現丹的，電機扶的正慈、反膀轉切兄換是銷使用室兩個排接觸莖器KM茅1（正轉步）、KM戚2（反轉偽）切英換三借相電見源中執的任找意兩大相。為防抄止由漫于電棄源換慈相所茶引起懲的短少路事薪故，蔥減少距換相擋對電創機的寺沖擊仰，軟就件上偽采用收了換柳相延赤時措坑施，袖梯形撕圖中線的T3維7、路T3嘩8的延棵時時江間應絡設在廊0.躍5s內。男同時蠻在硬