凯发游戏娱乐官网PLC控制系统设计步骤_设计实例

原创 2020-02-22 10:10  阅读

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  第7章 PLC控制系统设计 主 要 内 容 ? PLC控制系统设计步骤 ? PLC控制系统设计实例 制作:何献忠 7.1 PLC控制系统设计步骤 ? 分析控制对象 ? PLC的选择 ? I/O地址分配 ? 程序设计 ? 系统调试 ? 固化程序 ? 编写技术文件 1. 分析控制对象 明确了控制任务和要求,拟定控制方案。 2. PLC的选择 ? 选择合适的机型 ? I/O点数的估算 ? 用户存储器容量的估算 ? CPU功能与结构的选择 3. I/O地址分配 ? 对软件设计来说,I/O地址分配以后才可进行编程; ? 对控制柜及PLC的外围接线来说,只有I/O地址确定以后,才可以绘制电气 接线图、装配图,让装配人员根据线路图和安装图安装控制柜。 4. 程序设计 根据控制要求设计出梯形图、或功能块图、或语句表等语言的程序,这是整 个设计的核心工作。 5. 固化程序 6. 编写技术文件 7.2 PLC控制系统设计实例 例1:台车呼车控制 1.工艺过程 一部电动运输车供8个加工点使用。PLC上电后,车停在某个加工点 (工位),若无用车呼叫(呼车)时,则各工位的指示灯亮,表示各 工位可以呼车。某工作人员按本工位的呼车按钮呼车时,各位的指示 灯均灭,此时别的工位呼车无效。如停车位呼车时,小车不动;呼车 工位号大于停车位时,小车自动向高位行驶;当呼车位号小于停车位 号时,小车自动向低位行驶;当小车到呼车工位时自动停车。停车时 间为30s供呼车工位使用,凯发游戏娱乐官网其他加工点不能呼车。从安全角度出发, 停电再来电时,小车不会自行启动。 2.系统控制方案 系统启动 呼车信号封锁 传送停车位信号 高位 何处呼车? 低位 传送呼车位信号 小车驶向高位 小车驶向低位 N 有呼车? Y 小车到达呼车位停30s 解除呼车信号封锁 图7-3 呼车系统工作流程 3. PLC系统选择 选择S7-200 CPU224基本单元(14入/10出)1台及EM221扩展单元(8入)1台 组成系统。 4.I/O地址分配 表7-1 呼车系统输入/输出端口安排 输 入 限位开关ST1 限位开关ST2 限位开关ST3 限位开关ST4 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 呼车按钮SB1 呼车按钮SB2 呼车按钮SB3 呼车按钮SB4 I2.0 I2.1 I2.2 I2.3 输 电机正转接触器 电机反转接触器 可呼车指示 出 Q0.0 Q0.1 Q0.2 限位开关ST5 限位开关ST6 限位开关ST7 限位开关ST8 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 呼车按钮SB5 呼车按钮SB6 呼车按钮SB7 呼车按钮SB8 I2.4 I2.5 I2.6 I2.7 系统启动按钮 系统停止按钮 I1.0 I1.1 正转 反转 指示 SB1 SB2 SB3 SB4 1L 0.0 0.1 0.2 0.3 · 2L 0.4 0.5 0.6 · 3L 0.7 1.0 1.1 CPU224 N L1 · · 1M 0.0 0.1 0.2 03 EM221 · 2M 0.4 0.5 0.6 0.7 1M 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2M 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 M L+ DC24V ST1 ST2 ST3 ST4 ST5 ST6 ST7 ST8 启动 停止 SB5 SB6 SB7 SB7 图7-4 呼车控制系统I/O接线.程序设计 主程序 段子程序 //小车启停控制 //调子程序0 位置开关 呼车按钮 //传送停车工位编号 //传送呼车工位编号 … … //呼车指示 … //停车工位号大于呼车 //工位号,电机正转 //停车工位号小于呼车 //工位号,电机反转 //停车后计时30s, //方可再次呼车 图7-5 呼车系统自动控制程序 例2:窑温模糊控制设计 总排气阀 1号风机 M 1号排气阀 2号风机 M 2号排气阀 2号窑 2号进气阀 1号窑 1号进气阀 总进气阀 起动 停止 急停 起动 停止 急停 总起动 总停止 图7-6 窑温控制示意图 1.工艺过程 系统控制如图。除图上所示外,另每个养护窑有1个测温输入点(模拟量输入); 合计整个控制系统需要开关量输入8点,开关量输出8点,模拟量输入2点。 每个窑都可以自行控制,其具体控制流程要求:起动电动机,供风循环热气流; 开启进气阀门,凯发游戏娱乐官网供热气控温;经过一定时间(设恒温10h),关闭进气阀门;打开排 气阀门,排气;按下停止按钮,关风机,关排气阀,准备砌块出窑。联锁要求只要有 一个窑排气,总排气阀要打开,只有总进气阀打开,才能起动各窑进气阀。 2. PLC系统选择 选择S7-200 CPU224基本单元(14入/10出)1台及EM231模拟量输入扩展模块1台组成 系统。 模拟量输入部分,由热敏电阻R1、R2(PT100)和温度变送器(电流输入型)构成。 3.I/O地址分配 表7-2 窑温控制系统输入/输出端口安排 输 入 1号起动 1号停止 1号急停 2号起动 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 1号进气阀 1号排气阀 1号风机 2号进气阀 输 出 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 2号停止 2号急停 总起动 总停止 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 2号排气阀 2号风机 总进气阀 总排气阀 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 1号热敏电阻 2号热敏电阻 AIW0 AIW2 模拟量输入 4.系统控制方案 ? 总体思路 子程序SBR_0控制1号窑温、SBR_1控制2号窑温。主程 序MAIN分别调用SBR_0、SBR_1子程序块,对2个养护窑分别控制。每 个养护窑由1个热敏电阻检测窑内温度,由1个进气电磁阀周期闭合 与断开来控制进气量,调节窑内温度。 ? 主程序的控制流程 PLC运行 总起动 Y 1号起动 N 2号起动 N 总停止 Y PLC停止 N Y 1号温控 Y 2号温控 N 图7-8 窑温数字量输出控制程序流程图 ? 控制算法 用模糊控制算法去控制。其控制规则有: ?如果检测温度低于设定值的50%,则进气阀门打开的占空比为100%; ?如果检测温度在设定值的50%~80%之间,则进气阀门打开的占空比为70%; ?如果检测温度在设定值的80%~90%之间,则进气阀门打开的占空比为50%; ?如果检测温度在设定值的90%~100%之间,则进气阀门打开的占空比为30%; ?如果检测温度在设定值的100%~102%之间,则进气阀门打开的占空比为10%; ?如果检测温度高于设定值的102%,则进气阀门打开的占空比为0%。 5.程序设计 ? MAIN:主程序如图7-9所示。 ? SBR_0:子程序1如图7-10所示。 ? SBR_1:子程序2略 //主程序 //打开总进气阀 //关闭总进气阀 主程序 //打开总排气阀 //1号窑运行标志置位 //1号窑养护时间到,排气 //关闭1号窑进气阀、排气阀和风机 //打开1号窑风机 //调用1号窑温控制子程序 //起动1号养护时间计数器 //2号窑运行标志置位 //2号窑养护时间到,排气 //关闭2号窑进气阀、排气阀和风机 //打开2号窑风机 //调用2号窑温控制子程序 //起动2号养护时间计数器 图7-9 窑温控制系统主程序 //子程序 子程序1: //定时3s //设定占空比为70% //定时5s //第1段的温度控制值 //为设定值的50倍 //设定占空比为50% //第2段的温度控制值 //为设定值的80倍 //第3段的温度控制值 //为设定值的90倍 //定时7s //第4段的温度控制值 //为设定值的100倍 //设定占空比为30% //第5段的温度控制值 //为设定值的102倍 //定时9s //按占空比开闭进气阀 //设定占空比为10% 图7-10 窑温控制系统子程序1 1.选择PLC时,一般要考虑哪方面的问题? 2.设计一个居室安全系统的控制程序,使户主在度假期间四个居室的百 叶窗和照明灯有规律地打开和关闭或接通和断开。要求白天百叶窗打开,晚 上百叶窗关闭;白天及深夜照明灯断开,晚上6时至10时使四个居室照明灯 轮流接通1个小时。

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