第八章PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計第一節(jié)PLC的編程方法和設(shè)計規(guī)則第二節(jié)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟第三節(jié)FX2控制的五層電梯自動控制系統(tǒng)第四節(jié)PLC控制的恒壓供水系統(tǒng)及組態(tài)軟件應(yīng)用第五節(jié)觸摸屏人機界面在半自動內(nèi)圓磨床PLC控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

一、編程要求

1.所編的程序要合乎所使用的PLC的有關(guān)規(guī)定2.要使所編的程序盡可能簡潔3.程序的可讀性要好4.要使所編的程序合乎PLC的性能指標及工作要求5.所編程序的可靠性好、能夠循環(huán)運行第一節(jié)PLC的編程方法和設(shè)計規(guī)則二.編程方法經(jīng)驗法運用已掌握的成功設(shè)計經(jīng)驗，結(jié)合實際情況進行修改，直至滿足新的設(shè)計任務(wù)要求。解析法利用組合邏輯或時序邏輯，畫成梯形圖或直接寫出程序。圖解法靠畫圖進行設(shè)計。常用的方法有梯形圖法、波形圖法及流程法。

1.最大限度地滿足工藝流程和控制要求。2.監(jiān)控參數(shù)、精度要求以滿足實際需要為準，不宜過多、過高，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟，使用及維修方便，并降低系統(tǒng)的復雜性和開發(fā)成本。3.保證控制系統(tǒng)的運行安全、穩(wěn)定、可靠。4.考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進，在選擇PLC容量時，應(yīng)適當留有余量。

一、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則第二節(jié)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟

所有電氣控制系統(tǒng)都是在遵循以上設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)被控對象（生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程）的工藝要求。不論所設(shè)計系統(tǒng)的大小，一般都要按照圖中的基本步驟來進行。

二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟1.首先，根據(jù)系系統(tǒng)需完成的控制制任務(wù)，對被控對對象的工藝過程、、工作特點、控制制系統(tǒng)的控制過程程、控制規(guī)律、功功能和特性進行詳詳細分析，歸納出出工作循環(huán)圖或狀狀態(tài)流程圖。然后，明確其控制制要求和設(shè)計要求求，明確劃分控制制的各個階段及各各階段的特點，階階段之間的轉(zhuǎn)換條條件，最后歸納出出各執(zhí)行元件的動作順序表。2.根據(jù)控制要求求確定所需的用戶戶輸入設(shè)備（按鈕鈕、操作開關(guān)、限限位開關(guān)、傳感器器等）、輸出設(shè)備備（繼電器、接觸觸器、信號燈等執(zhí)執(zhí)行元件）以及由由輸出設(shè)備驅(qū)動的的控制對象（電動動機、電磁閥等）），確定PLC的I/O點數(shù)。3.選型。PLC是控制系系統(tǒng)的核心部件，，選型一方面是選選擇多大容量的PLC，另一方面面是選擇什么公司司的PLC和外設(shè)設(shè)。4、進行合理的PLC變量規(guī)劃（（I/O點以及所所用到的內(nèi)部元件件定義），繪制電電氣原理圖。這一一步是非常重要的的一步。開關(guān)量，變量規(guī)劃實際上上是把PLC的I/O分配給實際際的元器件，給實實際的元器件賦予予一定的PLC地地址，模擬量，輸入輸出的路數(shù)數(shù)與實際電路也是是一一對應(yīng)的。在PLC控制系統(tǒng)統(tǒng)中，電氣原理理圖中應(yīng)增加PLC的I/O連接圖。此外，還有一部部分“軟件程序””，即梯形圖。5.PLC控制程序設(shè)計。6.控制柜設(shè)計和和現(xiàn)場施工。采用用PLC控制系統(tǒng)統(tǒng)，可以使軟件設(shè)計與硬件配配備工作平行進行行，縮短工程周期。。7.試運行、驗收、交付使用用，并編制技術(shù)文件。三、選用PLC控控制系統(tǒng)的依據(jù)繼電器-接觸器控控制系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)微機控制系統(tǒng)選取哪一種更合適適？提供以下幾點依據(jù)據(jù)：1.輸入、輸出量量以開關(guān)量為主，，也可有少量模擬擬量。2.I/O點數(shù)較較多。70年代，I/O點數(shù)應(yīng)在70點點以上80年代，降為40點左右現(xiàn)在，10點以以上3.控制對象工藝藝流程比較復雜，，邏輯設(shè)計部分用用繼電器控制難度度較大。4.有較大的工藝藝變化或控制系統(tǒng)統(tǒng)擴充的可能性。。5.現(xiàn)場處于工業(yè)業(yè)環(huán)境，而又要求求控制系統(tǒng)具有較較高的工作可靠性性。6.系統(tǒng)的調(diào)試比比較方便，能在現(xiàn)現(xiàn)場進行。7.現(xiàn)場人員有條條件掌握PLC技技術(shù)。PLC的選型基本本原則是滿足控制制系統(tǒng)的功能需要要，同時要兼顧維維修、備件的通用用性。1.可編程控制器器控制系統(tǒng)I/O點數(shù)估算根據(jù)被控對象的輸輸入信號與輸出信信號的總點數(shù)，選選擇相應(yīng)規(guī)模的可可編程控制器并留留有10%～15%的I/O裕量量。2.內(nèi)存估計用戶程序所需內(nèi)存存容量要受到下面面幾個因素的影響響：開關(guān)量輸入輸輸出點數(shù)、模擬量量輸入輸出點數(shù)、、控制要求、運算算處理量、程序結(jié)結(jié)構(gòu)等。（1）開關(guān)量輸入入輸出的點數(shù)開關(guān)量輸入——所所需存儲器字數(shù)＝＝輸入點數(shù)×10開關(guān)量輸出——所所需存儲器字數(shù)＝＝輸出點數(shù)×8三、PLC的選型（2）模擬擬量輸入輸輸出總點數(shù)數(shù)具有模擬量量控制的系系統(tǒng)就要用用到數(shù)字傳傳送和運算算的功能指指令，這些些功能指令令內(nèi)存利用用率較低，，因此所占占內(nèi)存數(shù)要要增加。模擬量———所需存儲儲器字數(shù)＝＝模擬量通通道數(shù)×100這些經(jīng)驗公公式的算法法是在10點模擬量量左右，當當點數(shù)小于于10時，，內(nèi)存字數(shù)數(shù)要適當加加大，點數(shù)數(shù)多時，可可適當減小小。（3）程序序結(jié)構(gòu)推薦下面的的經(jīng)驗計算算公式：總存儲器字字數(shù)＝（開開關(guān)量輸人人點數(shù)+開開關(guān)量輸出出點數(shù)）×l0+模模擬量點數(shù)數(shù)×150。然后按計算算存儲器字字數(shù)的25%考慮裕裕量。3.響應(yīng)時時間系統(tǒng)響應(yīng)時時間＝輸入入濾波時間間+輸出濾濾波時間+掃描周期期。·選擇CPU處理理速度快的的PLC·優(yōu)化應(yīng)應(yīng)用軟件，，縮短掃描描周期·采用高高速響應(yīng)模模塊，其響響應(yīng)時間不不受PLC掃描周期期的影響，而只只取決于硬硬件的延時時4.性價比比要高在功能方面面，所有PLC一般般都具有常常規(guī)的功能能，但對于于某些特殊殊要求，就就要知道所所選用的PLC是否否能完成控控制任務(wù)。。在價格方面面，不同廠廠家的PLC產(chǎn)品價價格差異不不大，有些些功能類似似、質(zhì)量相相當、I/O點數(shù)相相當?shù)腜LC價格相相差40%以上。因因此，在選選擇機型時時，這些因因素需要綜綜合考慮。。還存在個個人喜好問問題，另外外，可能政政治因素也也會成為選選擇的原因因。5.結(jié)構(gòu)型型式的選擇擇整體式：把PLC的I/O和CPU放在一塊塊大印刷電電路板上，，節(jié)省插接接環(huán)節(jié)，結(jié)結(jié)構(gòu)緊湊，，體積小，，價格便宜宜，小型PLC控制制系統(tǒng)多采采用的結(jié)構(gòu)構(gòu)。模塊式：模塊式PLC的功功能擴展，，I/O點點數(shù)的增減減，輸入與與輸出點數(shù)數(shù)的比例，，都比整體體式方便靈靈活。維修修方便。因因此，對于于較復雜的的要求較高高的系統(tǒng)，，一般選用用模塊式結(jié)結(jié)構(gòu)。PLC的主主機選擇以以后，根據(jù)據(jù)需要，相相應(yīng)配套模模塊也就選選定。如通通訊模塊、、模擬量單單元、顯示示輸出單元元等。四、系統(tǒng)調(diào)調(diào)試模擬調(diào)試聯(lián)機調(diào)試將將程序序下載到PLC主機機，斷開主主電路，只對控制電電路進行調(diào)調(diào)試硬件模擬調(diào)調(diào)試斷斷開主電電路，試手手動軟件模擬調(diào)調(diào)試電電腦上模擬擬調(diào)試1.電梯的的基本結(jié)構(gòu)構(gòu)主要由轎廂廂、對重、、曳引機、、控制柜/箱、導軌軌等主要部部件組成2.電梯的的電力拖動動部分第三節(jié)FX2控控制的五層層電梯自動動控制系統(tǒng)統(tǒng)電梯主拖動動類型有可可控硅供電電（SCR—M）的的直流拖動動、交流雙雙速電機拖拖動，交流流調(diào)壓調(diào)速速（ACVV）拖動動、交流變變頻調(diào)速（（VVVF）等，以以交流變頻頻調(diào)速（VVVF））最有前途途。3.電梯的的電氣控制制部分電梯的電氣氣控制有繼繼電器控制制和計算機機控制兩種種方式。繼繼電器控制制故障率高高，基本上上已淘汰。。計算機控控制分為PLC控制制與微機控控制兩種方方式。PLC以其體體積小、功功能強、故故障率低等等諸多優(yōu)點點得到廣泛泛應(yīng)用。.PLC控制的恒壓壓變頻供水水系統(tǒng)二、五層電電梯的邏輯設(shè)計1.主體設(shè)設(shè)計：五層電梯的的簡化模型型和控制柜柜示意圖。。本例中著重重電梯的升升降邏輯，，不調(diào)節(jié)主主電機升降降速度。表8-3輸輸入、輸出出點分配表表輸入點對應(yīng)信號輸出點對應(yīng)信號X1外呼按鈕1↑Y0KM1電機正轉(zhuǎn)X2外呼按鈕2↑Y1——X3外呼按鈕2↓Y2KM2電機反轉(zhuǎn)X4外呼按鈕3↑Y3KV線圈及故障X5外呼按鈕3↓Y4上行指示X6外呼按鈕4↑Y5上行指示X7外呼按鈕4↓Y6開門指示X10外呼按鈕5↓Y7開門指示X11內(nèi)呼按鈕去1樓Y101↑外呼指示X12內(nèi)呼按鈕去2樓Y112↑外呼指示X13內(nèi)呼按鈕去3樓Y122↓外呼指示X14內(nèi)呼按鈕去4樓Y133↑外呼指示X15內(nèi)呼按鈕去5樓Y143↓外呼指示X161樓平層信號Y154↑外呼指示X172樓平層信號Y164↓外呼指示X203樓平層信號Y175↓外呼指示X214樓平層信號Y20內(nèi)呼按鈕去1樓指示X225樓平層信號Y21內(nèi)呼按鈕去2樓指示X23上下限位Y22內(nèi)呼按鈕去3樓指示X24轎廂內(nèi)開門按鈕Y23內(nèi)呼按鈕去4樓指示X25轎廂內(nèi)關(guān)門按鈕Y24內(nèi)呼按鈕去5樓指示X26熱繼電器Y25LED層顯示a段X27Y26LED層顯示b段Y27LED層顯示c段Y30LED層顯示d段Y31LED層顯示e段Y32LED層顯示f段Y33LED層顯示g段2輸輸入、輸出出點分配表表編程時可用用手持式編編程器或計計算機軟件件編程，通通過編程口口傳輸至PLC程序序存儲區(qū)，，可進行獨獨立控制和和遠程控制制。4五五層電梯的的邏輯程序序3梯形形圖編程參見教材第四節(jié)PLC控制的恒恒壓供水系系統(tǒng)及組態(tài)軟件件的應(yīng)用一.PLC控制制的恒壓變變頻供水系系統(tǒng)1.總體方方案2.樓層及及供水系統(tǒng)統(tǒng)模型供水系統(tǒng)分分兩路，一一路為變頻頻器調(diào)速系系統(tǒng)提供的的生活用水水，一路為為消防用水水。樓底層層放置水源源水箱（實實際生活中中水源水箱箱可放在地地下室中）），頂部放放置消防水水箱。水箱箱內(nèi)有水位位檢測儀，，當高位水水箱（或水水源蓄水池池）液面高高于溢流水水位時自動動報警；當當夜面低于于最低報警警水位時，，自動報警警。當發(fā)生生火災(zāi)時，，消防泵自自動啟動，，如果蓄水水池液面達達到最高設(shè)設(shè)定水位，，將自動停停止。輸入點對應(yīng)信號輸出點對應(yīng)信號I0.0變頻起動Q0.0變頻泵起動接觸器I0.1消防停止Q0.1消防泵起動接觸器I0.2變頻停止Q0.2故障指示I0.3自動運行開關(guān)Q0.3變頻停止按鈕指示燈I0.4泵1開關(guān)Q0.4消防泵運行指示燈I0.5泵2開關(guān)Q0.5消防泵起動按鈕指示燈I0.6-Q0.6消防泵停止按鈕指示燈I0.7-Q0.7變頻泵1運行指示燈I1.0水源水位1Q1.0變頻泵2運行指示燈I1.1水源水位2Q1.1變頻起動按鈕指示燈I1.2水源水位3Q1.2-I1.3水源水位4Q1.3-I1.4水源水位5Q1.4-I1.5-Q1.5-I1.6-Q1.6-I2.0消防水箱水位1AIW0給定模擬輸入量I2.1消防水箱水位2AIW1變送器的反饋模擬輸入量I2.2消防水箱水位3AQW0運算后的模擬輸出量I2.3消防水箱水位4I2.4消防水箱水位5I2.5電磁泵1的過載保護I2.6電磁泵2的過載保護I2.7消防起動3.恒壓供供水系統(tǒng)的的I/O分分配表PLC梯形形圖程序可可在Step7FORWIN系系統(tǒng)軟件件上完成，，然后，通通過PC/PPI電電纜線將程程序傳入PLC的存存儲區(qū)內(nèi)。。3.梯形圖圖編程二、組態(tài)軟軟件簡介1.“組組態(tài)王”軟軟件的組成成“組態(tài)王””軟件包：：工程管理器器工程瀏覽器器（TouchExplorer）畫面運行系系統(tǒng)（TouchView））信息窗口2.組態(tài)態(tài)王的數(shù)據(jù)據(jù)采集工作作原理1.設(shè)置I/O設(shè)備備：打開“組態(tài)王”軟軟件，如果下位機機采用與上位機的的串行口進行通訊訊的話，點擊“設(shè)設(shè)備”中的“COM1”或者“COM2”，單擊擊“新建”，選中中相應(yīng)的設(shè)備，指指定設(shè)備的地址。。同樣可以設(shè)置另另外的設(shè)備。三、利用“組態(tài)王王”軟件對供水系系統(tǒng)進行監(jiān)控正確地安裝“組態(tài)態(tài)王”和I/O設(shè)設(shè)備驅(qū)動程序后，，在“組態(tài)王”軟軟件對供水系統(tǒng)進進行監(jiān)控運行之前前，必須先進行必必要的設(shè)置、畫面面繪制和程序的編編寫。具體的設(shè)置置如下：2.設(shè)置數(shù)據(jù)詞典典：3.網(wǎng)絡(luò)設(shè)置：“組態(tài)王”可以選選擇單機或網(wǎng)絡(luò)監(jiān)監(jiān)控，在相應(yīng)的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置窗口設(shè)置置是單機或網(wǎng)絡(luò)，，如果采用網(wǎng)絡(luò)控控制的話，必須進進行網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，包包括設(shè)置連接的遠遠程站點、本機節(jié)節(jié)點名、URL路路徑、協(xié)議類型和和服務(wù)器的配置設(shè)設(shè)定等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。。4.監(jiān)控畫面的繪制5.“組態(tài)王”的的軟件編制要使所繪制的畫面面以動畫的方式進進行實時的監(jiān)控，，在運行前還必須須進行必要的運行行程序的編制，““組態(tài)王”的程序序是采用類C語言言的編程方式，使使用戶編程變的非非常容易。部分分程序段示例：\\本站點\生活活水箱水位=\\本站點\生活水水箱水位+10;if(\\\\本本站點\變頻泵啟啟停指示==1){\\本站點\生生活水箱水位=\\本站點\生活活水箱水位-10;\\本站點\管網(wǎng)網(wǎng)水位=\\本站站點\管網(wǎng)水位+10;}if(\\本站點點\變頻泵啟停指指示==0)\\本站點\管網(wǎng)網(wǎng)水位=\\本站站點\管網(wǎng)水位-10;第五節(jié)觸摸屏人機界面在在半自動內(nèi)圓磨床床PLC控制系統(tǒng)中中的應(yīng)用一、觸摸屏人機機界面的用途和接接線觸摸屏是工業(yè)級人人機界面的通常稱稱呼，觸摸屏產(chǎn)品品配備有大型LCD顯示熒屏及觸觸控面板、具有工工業(yè)級防水防塵設(shè)設(shè)計、可適用于各各種惡劣環(huán)境。在在各種系列的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計計中，當用戶需要要多個輸入按鈕、、設(shè)值開關(guān)或多個個輸出狀態(tài)顯示、、模擬量儀表顯示示時，使用觸摸屏屏產(chǎn)品作為人機界界面就成為較為理理想的選擇。運行時只要接通PLC—觸摸屏之之間的通訊線，觸觸摸屏產(chǎn)品就可以以作為設(shè)備的操作作面板兼顯示器使使用。在觸摸屏人人機界面上定義過過的輸入輸出變量量將不占用PLC的I/O點，簡簡化了電氣控制系系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，提高高了設(shè)備運行的可可靠性。PWS3260型型觸摸屏的外形圖圖正面背面一、觸摸屏軟件件ADP3的使用用方法1．建立新的工程程