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1、
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第 1 章 PLC 控制系統(tǒng)的設計與應用概述
在進行了 PLC 的基礎及應用實驗后 , 在掌握指令基本應用的基礎上 , 經(jīng)過本次綜合實訓項目的設計訓練 , 達到提高綜合應用所學的理論知識分析和解決工程實際問題的能力 , 鞏固、 深化和拓展知識面。本章實訓的內(nèi)容是結合生產(chǎn)實際設計工業(yè)控制小系統(tǒng) , 進一步鞏固和深化電氣控制技術及 PLC 的理論知識。在實訓過程中 , 要注意掌握工藝過程的分析方法、 用 PLC設計電控系統(tǒng)的設計原則 , 設計步驟、 程序設計和程序調試方法 ,
2、 從而熟悉用 PLC實現(xiàn)工業(yè)工藝電控系統(tǒng)設計的全過程。
1.1 PLC 控制系統(tǒng)的設計原則
(1) 選用的 PLC必須滿足控制系統(tǒng)中各種被控對象的控制要求 ;
(2) 選用的 PLC要著眼于今后系統(tǒng)的擴展需要 ;
(3) 具有較好的性價比。
1.2 PLC 控制系統(tǒng)的設計步驟
(1) 工藝分析 : 分析被控對象的控制要求 , 確定輸入 / 輸出的類型 ( DI/DO 、 AI/AO 及特殊功能模塊 ) 及 I/O 點數(shù) , 并注意留有充分的余地 ;
(2) 在性價比變化不大的情況下 , 應選用高一檔次
3、的機型 ( 如選 S7224, 不選
S7222) , 同時應考慮同一個廠 ( 或一個車間 ) 選同一機型 , 便于維護檢修及備品
備件儲備 ;
(3) 編制 I/O 分配表 , 繪制 PLC控制系統(tǒng)的電氣原理圖和接線圖 ( 即原理設計和工藝設計 ) ;
(4) 繪制用戶程序的流程圖 ( 根據(jù)工藝流程進行 ) ;
(5) 設計用戶程序并進行模擬調試 ;
(6) 現(xiàn)場施工 : 控制柜 , PLC 主機接線 , 現(xiàn)場輸入輸出接線 , 并進行聯(lián)機調試用戶程序 ;
(7) 編制技術文件 : 設
4、計說明書和使用說明書 ;
(8) 交付使用
1.3 PLC 控制系統(tǒng)的類型
(1) 單機控制系統(tǒng)
1) 被控對象為單一的機械設備或生產(chǎn)流水線 , 一般不與其它控制系統(tǒng)或計算機通信 , 可是選用的 PLC仍應具備通信功能 , 以備用 ;
2) 集中控制系統(tǒng) , 即一臺 PLC 控制多個被控對象 , 這種控制系統(tǒng)必要時應采用冗余系統(tǒng) ( 雙機冷備或熱備系統(tǒng) ) 。
(2) 分布式控制系統(tǒng)
1) 被控對象較多 , 且經(jīng)常地交換數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息 ;
2) 控制器采用若干個相互之間具有通信聯(lián)網(wǎng)功能的 PLC 構成 , 系統(tǒng)的上位機
5、可采用 PLC或 IPC。
1.4 PLC 控制器的安裝 , 防干擾措施和維護檢修
(1) 系統(tǒng)安裝
1) 考慮的主要因素 ( 環(huán)境 ) 是濕度、 溫度、 振動、 沖擊、 腐蝕性氣體、 過電壓以及電磁干擾 ( 具體參數(shù)參見有關機器的技術指標 ) 。
2) 控制箱的設計原則
① 箱體的物理性能滿足要求 ( 強度、 剛性、 氣體的流動性、 散熱要求等 ) ;
② 箱體提供的環(huán)境 , 特別應注意箱體內(nèi)元件的布置和 I/O 線、 信號線及動力
線分開安放。
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(2) 抗干擾措施
1) 控制箱內(nèi)的布置要求
① 主機遠離高壓和動力線 ( 距離 >20cm) ;
② I/O 線分開走 , I 線遠離動力線 ;
③ 不同電源線交叉時按 90○敷設 ;
④ PLC 主機遠離熱源安放 ;
⑤ 模擬量 I/O 最好用屏蔽電纜 ( 或雙絞線 ) , 且和功率 I/O 的走線分開。
2) 電源回路
① 采用隔離變壓器 ( 加濾波器最佳 ) 對 PLC主機和 I/O 回路供電。以抑制過電壓干擾 ;
② 電源配線宜采用短的雙絞線 ;
③ PLC
7、單獨接地 : 其接地電阻 <10 Ω ( 經(jīng)驗數(shù)據(jù) ) ;
④ 注意 :
該接地可與儀表盤的地共用 , 但不允許與高壓整流和動力盤共用地線 , 接地
2
線應采用 2mm以上的電線 , 盡量短 , 控制箱也應接地 ; 小型 PLC控制系統(tǒng)無接地條件的 , 可將其接地點懸空。
3) 輸入 / 輸出回路
① 輸出回路帶電感性負載 : 直流負載兩端應加裝續(xù)流二極管 , 交流負載兩端應加裝浪涌吸收器 ( RC 或 RV壓敏電阻 ) ;
② 對模擬量信號線必須采用屏蔽雙絞線 , 且屏蔽層只能一端接地 , 以免形成
干擾回路 ;
8、③ 高壓線、 動力線遠離
PLC 20cm(
或對
PLC屏蔽 ) , I/O
線不能接觸
CPU電
路,
擴展
I/O
的電纜應遠離其它線
;
④ 控制箱外部的配線要求動力線、 不同電壓等級的信號線分開管道敷設 , 管
道要求接地。
(3) 維護與檢修
定期維護將增加系統(tǒng)運行的可靠性。
1) 預防性維護
① 保持 PLC安裝環(huán)境空氣的清潔 ;
② 定期
9、清除 PLC主機及 I/O 模塊的灰塵 , 改進電子元件的散熱條件和防止灰塵的導電性引起短路事故 ;
③ 定期檢查配線、 插頭和端子臺的接頭是否松脫、 銹蝕和接觸不良 ;
④ 5 年更換鋰電池 , 并在 5 分鐘內(nèi)完成 ;
⑤ 禁止強干擾靠近 PLC, 以免損壞 PLC內(nèi)部的電子元器件 ;
⑥ 重要設備應使用雙機系統(tǒng) ( 冷備或熱備 ) , 以便在系統(tǒng)工作的條件下檢修故障設備。
2) 故障檢修
① 利用 PLC 的自診斷指示燈判斷故障源 ;
② 利用 PLC 的 I/O 指示燈判斷故障部位 ;
③ 對輸出電路首先應觀察輸出指
10、示燈和熔斷器指示燈 , 然后分級判斷故障部位。
第 2 章 PLC 課程設計安排
2.1 教學內(nèi)容及要求
2.1.1 準備
選題 , 明確設計任務及要求 ; 學習 AUTOCAD的使用。
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2.1.2 制
用 AUTOCAD 制 PLC控制系 氣 。
2.1.3 PLC 用系 程序
用 程 件 寫 PLC程序
2.1.4 用系 程序 、 修改、 測試
對 PLC
11、 程序 行在 , 后 行修改 , 再 , 再修改 , 重復
行 , 直到程序達到最佳效果。
2.1.5 演示、 、 答 、
程序 指 教 后 , 按要求 寫 告。
2.1.6 寫 告
1. 主要內(nèi)容 : 系 依據(jù) , 制 的有關 明。
2. 基本要求 : 告包括前言、 目 、 正文、 參考文獻等內(nèi)容 , 正文采用四 如 :
1 1.1 1.1.1 1.1.1.1 ?? , 前言、 目 、 參考文獻的撰寫參考最近出版的教材。
2.2 安排
序 號
項 目 內(nèi) 容
時間 (天 )
備 注
1
準備
2
包括講課
2
繪制圖紙
2
3
PLC 應用系統(tǒng)程序設計
2
4
應用系統(tǒng)程序調試、
修改、 測試
2
5
演示、 檢查、 答辯
1
6
寫設計說明書
1
合 計
10
2.3 考核