PLC控制系统硬件设计.docx

PAGE\*MERGEFORMAT232020年4月19日PLC控制系统硬件设计文档仅供参考PLC控制系统的硬件设计设计以PLC为核心的控制系统，要考虑：1、设备的正常运行；2、合理、有效的资金投入；3、在满足可靠性和经济性的前提下，具有一定的先进性，能根据生产工艺的变化扩展部分功能。一、控制系统的设计步骤1、分析被控对象、明确控制要求2、制定电气控制方案3、确定输入/输出设备及信号特点4、选择可编程控制器5、分配输入/输出点地址6、设计电气线路7、设计控制程序8、调试（包括模拟调试和联机调试）9、技术文件整理1）分析被控对象并提出控制要求详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对PLC控制系统的控制要求，确定控制方案，拟定设计任务书。2）确定输入／输出设备根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备（如：按纽、位置开关、转换开关及各种传感器等）和输出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等），从而确定与PLC有关的输入/输出设备，以确定PLC的I/O点数。3）选择PLCPLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择。4）分配I/O点并设计PLC外围硬件线路分配I/O点：画出PLC的I/O点与输入/输出设备的连接图或对应关系表。PLC外围硬件线路：画出系统其它部分的电气线路图，包括主电路和未进入PLC的控制电路等。由PLC的I/O连接图和PLC外围电气线路图组成系统的电气原理图。到此为止系统的硬件电气线路已经确定。5）程序设计程序设计：1）控制程序；2）初始化程序；3）检测、故障诊断和显示等程序；4）保护和连锁程序。模拟调试：根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。6）硬件实施设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图；设计系统各部分之间的电气互连图；根据施工图纸进行现场接线，并进行详细检查。由于程序设计与硬件实施可同时进行，因此PLC控制系统的设计周期可大大缩短。7）联机调试联机调试是将经过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程应循序渐进，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。一般只需修改部份程序即可。全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序丢失。8）整理和编写技术文件技术文件包括设计说明书、硬件原理图、安装接线图、电气元件明细表、PLC程序以及使用说明书等。二、可编程控制器的选择随着PLC技术的发展，PLC产品的种类也越来越多。不同型号的PLC，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等也各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选用PLC，对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。1可编程控制器的机型选择PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点：1）合理的结构型式PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。2）安装方式的选择安装方式有集中式、远程I／O式以及多台PLC联网的分布式。3）相应的功能要求4）响应速度要求5）系统可靠性的要求对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余系统或热备用系统6）机型尽量统一便于备品备件的采购和管理；有利于技术力量的培训和技术水平的提高，外部设备通用，资源可共享，易于联网通信。2、指令系统的选择1）总指令数2）指令种类3）表示方式4）编程工具3、I/O模块的选择3.1开关量输入模块的选择1）输入信号的类型及电压等级有直流输入、交流输入和交流／直流输入三种类型。选择时主要根据现场输入信号和周围环境因素等。直流输入模块的延迟时间较短，还能够直接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接；交流输入模块可靠性好，适合于有油雾、粉尘的恶劣环境。开关量输入模块的电压等级有：直流5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ、48Ｖ、60Ｖ等；交流110Ｖ、220Ｖ等。选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑。一般5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ用于传输距离较近场合，如5Ｖ输入模块最远不得超过１０米。距离较远的应选用输入电压等级较高的。2）输入接线方式主要有汇点式和分组式两种接线方式3）注意同时接通的输入点数量对于选用高密度的输入模块(如30点、40点等)，应考虑该模块同时接通的点数一般不要超过输入点数的60％。4）输入门槛电平门槛电平越高，抗干扰能力越强，传输距离也越远，具体可参阅PLC说明书。3.2开关量输出模块的选择1）输出方式开关量输出模块有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种