第二節(jié)PLC的硬件設置第三節(jié)PLC的軟件設計第四節(jié)PLC在機械手臂控制中的應用第3章3.3可編程控制器的應用第一節(jié)PLC控制系統(tǒng)設計的內容與步驟本章小結10:14:56一、PLC控制系統(tǒng)設計的基本原則1．滿足被控對象的控制要求考慮將來發(fā)展的需要，PLC選用功能較強的新產(chǎn)品，并留有適當?shù)挠嗔俊?．系統(tǒng)安全、可靠3．盡可能簡單、經(jīng)濟、使用與維修方便4．具有高的性能價格比。第一節(jié)PLC控制系統(tǒng)設計的內容與步驟10:14:56二、PLC控制系統(tǒng)設計步驟1．分析被控對象，提出控制要求。2.確定輸入、輸出設備。3．確定PLC的I/O點數(shù)，選擇PLC機型。4．分配I/O點數(shù)，繪制PLC控制系統(tǒng)輸入、輸出端子接線圖。5．程序設計，繪制工作循環(huán)圖或狀態(tài)轉移圖。

1）初始化程序；2）控制程序；3）檢測、故障診斷和顯示等程序；4）保護和聯(lián)鎖程序。6．程序調試。先進行模擬調試，再進行現(xiàn)場聯(lián)機調試；先進行局部、分段調試，再進行整體、系統(tǒng)調試。7．調試過程結束，整理技術資料，投入使用。第一節(jié)PLC控制系統(tǒng)設計的內容與步驟10:14:56PLC控制系統(tǒng)設計步驟流程圖10:14:56

PLC機型的選擇

I/O點的數(shù)量和種類

CPU的速度內存容量編程器打印機

I/O模塊通訊接口模塊通訊傳輸電纜第二節(jié)PLC的硬件設置10:14:56一、PLC機型選擇結構形式

整體式

模塊式安裝方式

集中式

遠程I／O式

分布式功能要求響應速度系統(tǒng)可靠性機型統(tǒng)一10:14:56輸入器件：指連接到PLC輸入接線端子用于產(chǎn)生輸入信號的器件。分類

主令器件

檢測器件

有源觸點輸入器件

無源觸點輸入器件輸入信號

模擬信號

數(shù)字信號

開關信號二、PLCI/O端口選擇按鈕、選擇開關、數(shù)字開關行程開關、接近開關、光電開關、繼電器觸點，接觸器輔助觸點行程開關、接近開關、光電開關、繼電器觸點，接觸器輔助觸點行程開關、接近開關、光電開關、繼電器觸點，接觸器輔助觸點壓力傳感器、溫度傳感器數(shù)字開關按鈕、轉換開關、形成開關、觸點10:14:56輸出器件：指連接到PLC輸出接線端子用于執(zhí)行程序運行結果的器件。分類：

驅動負載

顯示負載

輸出端口：

繼電器輸出

晶體管輸出

晶閘管輸出接觸器、繼電器、電磁閥二、PLCI/O端口選擇指示燈、數(shù)字顯示裝置、電鈴、蜂鳴器交直流負載直流負載交流負載10:14:56I/O點數(shù)的確定

I/O點數(shù)是衡量可編程控制器規(guī)模大小的依據(jù)。確定依據(jù)：將與PLC相連的全部輸入、輸出器件根據(jù)所需的電壓、電流的大小和種類分別統(tǒng)計，考慮將來發(fā)展的需要再相應增加10％～15％的余量二、PLCI/O端口選擇10:14:56CPU的運行速度是指執(zhí)行每一步用戶程序的時間。對于以開關量為主的控制系統(tǒng)，不用考慮掃描速度，一般的PLC機型都可使用。對于以模擬量為主的控制系統(tǒng)，則需考慮掃描速度，必須選擇合適CPU種類的PLC機型。三、CPU的速度10:14:56遠程I/O模塊：輸入、輸出裝置比較分散，工作現(xiàn)場遠離控制站高速計數(shù)器模塊：當PLC內部的高速計數(shù)器的最高計數(shù)頻率不能滿足要求時，可選擇使用定位模塊：在機械設備中，保證加工精度進行定位通信聯(lián)網(wǎng)模塊：PLC與PLC之間，或PLC與計算機之間的通信與聯(lián)網(wǎng)模擬輸入模塊、輸出模塊：把流量、速度、壓力、風力、張力等變換成數(shù)字量，及把數(shù)字量變換成模擬量，進行輸入、輸出。

四、PLC模塊的選擇10:14:56PLC的外圍設備主要是人—機對話裝置，用于PLC的編程和監(jiān)控。通過人—機對話裝置可以進行編程、調試及顯示圖形報表、文件復制、報警等。PLC外圍設備有編程器、打印機、EPROM寫入器、顯示器等。五、PLC外圍設10:14:56

我國優(yōu)先選擇220V的交流電源電壓，特殊情況可選擇24V直流電源供電。輸入信號電源，一般利用PLC內部提供的直流24V電源。對于帶有有源器件的接近開關可外接220V交流電源，提高穩(wěn)定避免干擾。選用直流I/O模塊時，需要外設直流電源。六、電源電壓的選擇10:14:56PLC的軟件設計指PLC控制系統(tǒng)中用戶程序的設計。第三節(jié)PLC的軟件設計設計內容控制流程圖梯形圖狀態(tài)轉移圖指令表設計方法翻譯法狀態(tài)轉移圖法邏輯設計法10:14:56狀態(tài)轉移圖與梯形圖S20M8002X0Y1S21X1Y2S22X2Y3S23X3Y4X4S0S0X0SETS20SETS0M8002Y1S20X1SETS21Y2S21X2SETS22Y3S22X3SETS22Y4S23X4S0RETENDLDM8002SETS0SELS0LDX0SETS20LDX010:14:56

用PLC中軟元件，代替原繼電器—接觸器控制線路圖中的元器件，直接翻譯成梯形圖的方法。主要用于對舊設備、舊控制系統(tǒng)的技術改造。設計舉例正反轉時間控制

第三節(jié)PLC的軟件設計一、翻譯法10:14:56SBSB1SB2KM1KM2KM2KM1KM2KM1COMX0X1X2Y1Y2COM一、翻譯法SBSB1SB2KM1KM2~X1X0X0X2Y2Y1Y2Y2Y1Y1

正反轉10:14:56SB1SB2~COMX1X2Y1Y2KM1KM2COMKTSB2SB1KM1KTKM1KM2X1X0KTY1Y2Y1T0K30

定時器10:14:56

針對順序控制方式或步進控制方式的程序設計。在程序設計時，首先將系統(tǒng)的工作過程分解成若干個連續(xù)的階段，每一階段稱為“工步”或“狀態(tài)”，以工步（或狀態(tài)）為單元，從工作過程開始，一步接著一步，一直到工作過程的最后一步結束。設計舉例機械手控制二、狀態(tài)轉移圖10:14:56

以布爾邏輯代數(shù)為理論基礎，以邏輯變量“0”或“1”作為研究對象，以“與”、“或”、“非”三種基本邏輯運算為分析依據(jù)，對電氣控制線路進行邏輯運算，把觸點的“通、斷”狀態(tài)用邏輯變量“0”或“1”來表示。設計舉例“與”邏輯關系

“或”邏輯關系

“與、或、非”邏輯關系三、邏輯設計法10:14:56L(Y1)＝X0·X1·X2·M1L(Y2)＝X0+X1+M2+Y2X0X1M1X2Y1X0Y2X1M2Y2L(Y3)＝(X0+X1)·X2·Y2+M10X0Y3X1Y2M10X2“與”“或”“與、或、非”10:14:56

傳統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)由繼電器—接觸器控制組成，存在故障多、可靠性差、工作壽命短、不易檢修等缺點。隨著PLC的普及和完善，以及PLC本身所具有的高可靠性、易編程修改的特點，在自動控制系統(tǒng)中應用取得了良好的效果。如：MPS模塊化自動生產(chǎn)加工系統(tǒng)智能群控電梯控制系統(tǒng)第四節(jié)PLC在工業(yè)機械手臂中的應用10:14:56MPS生產(chǎn)加工系統(tǒng)10:14:56智能群控電梯10:14:56【應用范例1】機械手臂控制10:14:56①工件的補充使用人工控制，可直接將工件放在D點（LS0動作）?？刂普f明：②只要D點有工件，機械手臂即先下降（B缸動作）將工件抓取（C缸動作）后上升（B缸復位），再將工件搬運（A缸動作）到E點上方，機械手臂再次下降（B缸動作）后放開（C缸復位）工件，機械手臂上升（B缸復位），最后機械手臂再回到原點（A缸復位）。10:14:56④C缸在抓取或放開工件后，都需有1秒的間隔，機械手臂才能動作?？刂普f明：③A,B,C缸均為單作用氣缸，使用電磁控制。⑤當E點有工件且B缸已上升到LS4時，傳送帶馬達轉動以運走工件，經(jīng)2秒后傳送帶馬達自動停止。工件若未完全運走（計時未到）時，則應等待傳送帶馬達停止后才能將工件移走。10:14:56控制說明：⑥LS0→D點有無工件偵測用開關

LS5→E點有無工件偵測用開關

LS1→A缸前行限制開關（左極限）LS2→A缸退回限制開關（右極限）

LS3→B缸下降限制開關（下極限）LS4→B缸上升限制開關（上極限）10:14:56功能分析：①原點復位：選定以A缸退回至右極限位置（LS2ON）、B缸上升至上極限位置（LS4ON）及C缸松開為機械手臂的原點。執(zhí)行一個動作之后，應做原點復位的偵測（因為A、B、C缸均為單作用氣缸，所以會自動退回原點）。②工件搬運流程：依題意其動作為一循環(huán)式單一順序流程。③傳送帶流程：在偵測到E點有工件且B缸在上極限位置時，應驅動傳送帶轉動。④上述兩個流程可以同時進行，因此使用并進分支流程來完成組合。10:14:56元件分配：D點工件傳感器LS0，使用輸入繼電器X0A缸左限位傳感器LS1，使用輸入繼電器X1A缸右限位傳感器LS2，使用輸入繼電器X2B缸下限位傳感器LS3，使用輸入繼電器X3B缸上限位傳感器LS4，使用輸入繼電器X4E點工件傳感器LS5，使用輸入繼電器X5A缸驅動，使用輸出繼電器Y0B缸驅動，使用輸出繼電器Y1C缸驅動，使用輸出繼電器Y2傳送帶驅動，使用輸出繼電器Y310:14:56繪制狀態(tài)流程圖b.工件搬運流程B缸下移（Y1ON）C缸夾取工件并延時（Y2ON）B缸上升（Y1OFF）A缸前進（Y0ON）工件尚未完全搬運B缸下移