PLC控制系统设计与调试课件.ppt

1、第第7章章 PLC控制系统的设计与调试控制系统的设计与调试PLC的控制系统软、硬件设计的控制系统软、硬件设计学习目的：学习目的：学习学习PLCPLC控制系统的设计和调试方法，提高实际应用的能力。控制系统的设计和调试方法，提高实际应用的能力。学习内容：学习内容：综合综合PLCPLC硬件及软件知识，联系工业控制的实际，介绍小型硬件及软件知识，联系工业控制的实际，介绍小型PLCPLC控制系统设计方法。控制系统设计方法。学习要求：学习要求：（1 1）了解）了解PLCPLC控制系统设计的内容和步骤。控制系统设计的内容和步骤。（2 2）掌握）掌握PLCPLC控制系统硬件配置的方法。控制系统硬件配置的方法。

2、（3 3）掌握）掌握PLCPLC应用程序设计方法及其调试方法。应用程序设计方法及其调试方法。（4 4）系统掌握）系统掌握PLCPLC控制系统设计和调试的工作步骤。控制系统设计和调试的工作步骤。（5 5）了解）了解PLCPLC控制系统的抗干扰技术。控制系统的抗干扰技术。第第7 7章章 PLCPLC控制系统的设计与调试控制系统的设计与调试7.1 7.1 PLCPLC控制系统设计的内容与步骤控制系统设计的内容与步骤7.1.1 PLC7.1.1 PLC系统设计的原则与内容系统设计的原则与内容1.1.设计原则设计原则PLCPLC控制系统设计包括硬件设计和软件设计，硬件设计控制系统设计包括硬件设计和软件设

3、计，硬件设计主要是系统的选型和接线设计，软件则是程序设计。主要是系统的选型和接线设计，软件则是程序设计。 深入了解现场情况，明确控制要求，最大限度地满足深入了解现场情况，明确控制要求，最大限度地满足被控对象对生产工艺的要求。被控对象对生产工艺的要求。 力求控制系统安全、可靠、优质、经济。力求控制系统安全、可靠、优质、经济。 正确合理选用电器元件，确保系统安全可靠的工作，正确合理选用电器元件，确保系统安全可靠的工作，同时考虑产品的技术进步性及造型美观。同时考虑产品的技术进步性及造型美观。 选用控制设备时，应考虑到今后控制规模的发展和工选用控制设备时，应考虑到今后控制规模的发展和工艺的改进，留有适

4、当的裕量。艺的改进，留有适当的裕量。2.2.设计内容设计内容 拟定控制系统设计的技术条件；拟定控制系统设计的技术条件； 选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构；选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构； 选择选择PLCPLC机型和扩展模块，配置系统硬件；机型和扩展模块，配置系统硬件； 编制编制PLCPLC的输入的输入/ /输出分配表和绘制输入输出分配表和绘制输入/ /输出端子接线输出端子接线图；图； 根据系统对控制的要求设计用户程序；根据系统对控制的要求设计用户程序； 了解并遵循用户认知心理，人性化设计人机界面；了解并遵循用户认知心理，人性化设计人机界面； 设计操作台、电气柜，选择所需的

5、电器元件；设计操作台、电气柜，选择所需的电器元件； 编写设计说明书和操作使用说明书。编写设计说明书和操作使用说明书。根据具体控制对象，上述内容可适当调整。根据具体控制对象，上述内容可适当调整。 7.17.1 PLCPLC控制系统设计的内容与步骤控制系统设计的内容与步骤 7.1.2 PLC7.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤控制系统设计的一般步骤1 1熟悉被控对象，制定控制方案分析被控对象的工艺过程及工作熟悉被控对象，制定控制方案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，确定被控对象对特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，确定被控对象对PLCPLC控制系统的控制要

6、求。控制系统的控制要求。2 2确定确定I IO O设备根据系统的控制要求，确定用户所需的输入设备根据系统的控制要求，确定用户所需的输入( (如按如按钮、行程开关、选择开关等钮、行程开关、选择开关等) )和输出设备和输出设备( (如接触器、电磁阀、信号如接触器、电磁阀、信号指示灯等指示灯等) )由此确定由此确定PLCPLC的的I IO O点数。点数。3 3选择选择PLCPLC选择时主要包括选择时主要包括PLCPLC机型、容量、机型、容量、I IO O模块、电源的选模块、电源的选择。择。4 4分配分配PLCPLC的的I IO O地址根据生产设备现场需要，确定控制按钮，选地址根据生产设备现场需要，确

7、定控制按钮，选择开关、接触器、电磁阀、信号指示灯等各种输入输出设备的型号、择开关、接触器、电磁阀、信号指示灯等各种输入输出设备的型号、规格、数量；根据所选的规格、数量；根据所选的PLCPLC的型号列出输入输出设备与的型号列出输入输出设备与PLCPLC输入输入输出端子的对照表，以便绘制输出端子的对照表，以便绘制PLCPLC外部外部I IO O接线图和编制程序。接线图和编制程序。7.17.1 PLCPLC控制系统设计的内容与步骤控制系统设计的内容与步骤 7.1.2 PLC7.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤控制系统设计的一般步骤5 5设计软件及硬件进行设计软件及硬件进行PLCPLC程序设计，进

8、行控制柜（台）等硬件的设计程序设计，进行控制柜（台）等硬件的设计及现场施工。由于程序与硬件设计可同时进行，因此，及现场施工。由于程序与硬件设计可同时进行，因此，PLCPLC控制系统的控制系统的设计周期可大大缩短，而对于继电器系统必须先设计出全部的电气控制设计周期可大大缩短，而对于继电器系统必须先设计出全部的电气控制线路后才能进行施工设计。线路后才能进行施工设计。6 6联机调试联机调试是指将模拟调试通过的程序进行在线统调。开始联机调试联机调试是指将模拟调试通过的程序进行在线统调。开始时，先不带上输出设备（接触器线圈、信号指示灯等负载）进行调试。时，先不带上输出设备（接触器线圈、信号指示灯等负载）

9、进行调试。利用编程器的监控功能，采分段调试的方法进行。各部分都调试正常后，利用编程器的监控功能，采分段调试的方法进行。各部分都调试正常后，再带上实际负载运行。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。通常只再带上实际负载运行。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。通常只需修改部分程序即可，全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运需修改部分程序即可，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、程序不需要修改则应将程序固化到行，如果工作正常、程序不需要修改则应将程序固化到EPROMEPROM中，以防中，以防程序丢失。程序丢失。7 7整理技术文件包括设计说明书、电气安装图、电气元件明细表及

10、使整理技术文件包括设计说明书、电气安装图、电气元件明细表及使用说明书等。用说明书等。7.17.1 PLCPLC控制系统设计的内容与步骤控制系统设计的内容与步骤第二节第二节 PLCPLC控制系统的硬件配置控制系统的硬件配置7.2 PLC7.2 PLC控制系统的硬件配置控制系统的硬件配置 7.2.17.2.1选择选择PLCPLC机型机型 随着随着PLCPLC的推广普及，的推广普及，PLCPLC产品的种类和型号越来越多，功产品的种类和型号越来越多，功能日趋完善。从美国，日本、德国等国家引进的能日趋完善。从美国，日本、德国等国家引进的PLCPLC产品及产品及国内厂商组装或自行开发的国内厂商组装或自行开

11、发的PLCPLC产品已有几十个系列。上百产品已有几十个系列。上百种型号。其结构形式、性能、容量、指令系统，编程方法、种型号。其结构形式、性能、容量、指令系统，编程方法、价格等各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选价格等各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选择择PLCPLC产品，对于提高产品，对于提高PLCPLC控制系统的技术经济指标起着重控制系统的技术经济指标起着重要作用。一般来说，各个厂家生产的产品在可靠性上都是要作用。一般来说，各个厂家生产的产品在可靠性上都是过关的，机型的选择主要是指在功能上如何满足自己需要，过关的，机型的选择主要是指在功能上如何满足自己需要，而不浪费机器容量

12、。而不浪费机器容量。PLCPLC的选择主要包括机型选择，容量选的选择主要包括机型选择，容量选择，输入输出模块选择、电源模块选择等几个方面。择，输入输出模块选择、电源模块选择等几个方面。7.2 PLC7.2 PLC控制系统的硬件设计控制系统的硬件设计 1 1、结构型式的考虑、结构型式的考虑 PLCPLC的结构分为整体式和模块式两种。整体式结构把的结构分为整体式和模块式两种。整体式结构把PLCPLC的的结构紧凑，体积小，每一结构紧凑，体积小，每一I/OI/O点的平均价格也比模块式的便点的平均价格也比模块式的便宜，所以小型宜，所以小型PLCPLC控制系统多采用整体式结构。模块式控制系统多采用整体式结

13、构。模块式PLCPLC的功能扩展，的功能扩展，I/OI/O点数的增减，输入与输出点数的比例，都点数的增减，输入与输出点数的比例，都比整体式方便灵活。维修时更换模块，判断与处理故障快比整体式方便灵活。维修时更换模块，判断与处理故障快速方便。因此，对于较复杂的要求较高的系统，一般选用速方便。因此，对于较复杂的要求较高的系统，一般选用模块式结构。模块式结构。 2 2、对用户存贮器的要求、对用户存贮器的要求 一般一般PLCPLC都用都用CMOS RAMCMOS RAM作用户存贮器，为了在停电时保护用作用户存贮器，为了在停电时保护用户程序和现场数据，通常用锂电池作后备电源。户程序和现场数据，通常用锂电池

14、作后备电源。7.2 PLC7.2 PLC控制系统的硬件设计控制系统的硬件设计 如果被控系统的工艺要求固定不变，所编程序经调试后己如果被控系统的工艺要求固定不变，所编程序经调试后己比较完善，不需要经常修改，为了防止他人随意改动控制比较完善，不需要经常修改，为了防止他人随意改动控制程序，可以采用程序，可以采用EPROMEPROM（选购件）将用户程序固化。（选购件）将用户程序固化。 3 3、是否需要通讯联网的功能、是否需要通讯联网的功能 小型小型PLCPLC多是以单机自动化为目的，一般没有通讯接口。如多是以单机自动化为目的，一般没有通讯接口。如果用户要求将果用户要求将PLCPLC纳入工厂自动化控制网

15、络，就应选用带有纳入工厂自动化控制网络，就应选用带有通讯接口的通讯接口的PLCPLC。高性能的小型机也带有通讯接口，通过。高性能的小型机也带有通讯接口，通过RS-232RS-232串行接口，与上位计算机或另一台串行接口，与上位计算机或另一台PLCPLC等外部设备。等外部设备。 以上简要地介绍了以上简要地介绍了PLCPLC选型的依据和应考虑的几个问题，用选型的依据和应考虑的几个问题，用户应根据生产实际的需要，综合考虑各种因素，选择性能户应根据生产实际的需要，综合考虑各种因素，选择性能价格比合适的产品。价格比合适的产品。7.2 PLC7.2 PLC控制系统的硬件设计控制系统的硬件设计 7.2.2

16、PLC7.2.2 PLC容量估算容量估算 1. 1. 可编程控制器控制系统可编程控制器控制系统I/OI/O点数估算点数估算 I/OI/O点数是衡量可编程控制器规模大小的重要指标。根据被点数是衡量可编程控制器规模大小的重要指标。根据被控对象的输入信号与输出信号的总点数，选择相应规模的控对象的输入信号与输出信号的总点数，选择相应规模的可编程控制器并留有可编程控制器并留有10%10%15%15%的的I/OI/O裕量。估算出被控对象裕量。估算出被控对象上上I/OI/O点数后，就可选择点数相当的可编程控制器。如果是点数后，就可选择点数相当的可编程控制器。如果是为了单机自动化或机电一体化产品，可选用小型机

17、，如果为了单机自动化或机电一体化产品，可选用小型机，如果控制系统较大，输入输出点数较多，被控制设备分散，就控制系统较大，输入输出点数较多，被控制设备分散，就可选用大、中型可编程控制器。可选用大、中型可编程控制器。7.2 PLC7.2 PLC控制系统的硬件设计控制系统的硬件设计 7.2.2 PLC7.2.2 PLC容量估算容量估算 2. 2. 内存估计内存估计 用户程序所需内存容量要受到下面几个因素的影响：内存利用用户程序所需内存容量要受到下面几个因素的影响：内存利用率；开关量输入输出点数；模拟量输入输出点数；用户的编程率；开关量输入输出点数；模拟量输入输出点数；用户的编程水平。水平。 （1 1

18、）内存利用率）内存利用率 用户编的程序通过编程器键入主机内，最后用户编的程序通过编程器键入主机内，最后是以机器语言的形式存放在内存中，同样的程序，不同厂家的是以机器语言的形式存放在内存中，同样的程序，不同厂家的产品，在把程序变成机器语言存放时所需要的内存数不同，我产品，在把程序变成机器语言存放时所需要的内存数不同，我们把一个程序段中的接点数与存放该程序段所代表的机器语言们把一个程序段中的接点数与存放该程序段所代表的机器语言所需的内存字数的比值称为内存利用率。高的利用率给用户带所需的内存字数的比值称为内存利用率。高的利用率给用户带来好处。同样的程序可以减少内存量，从而降低内存投资。另来好处。同样

19、的程序可以减少内存量，从而降低内存投资。另外同样程序可缩短扫描周期时间，从而提高系统的响应。外同样程序可缩短扫描周期时间，从而提高系统的响应。7.2 PLC7.2 PLC控制系统的硬件设计控制系统的硬件设计 7.2.2 PLC7.2.2 PLC容量估算容量估算 （2 2）开关量输入输出的点数）开关量输入输出的点数 可编程控制器开关量输入输出总点数可编程控制器开关量输入输出总点数是计算所需内存储器容量的重要根据。一般系统中，开关量输入和开是计算所需内存储器容量的重要根据。一般系统中，开关量输入和开关量输出的比为关量输出的比为6 6：4 4。这方面的经验公式是根据开关量输入、开关量。这方面的经验公

20、式是根据开关量输入、开关量输出的总点数给出的。所需内存字数输出的总点数给出的。所需内存字数= =开关量（输入开关量（输入+ +输出）总点数输出）总点数* *1010 （3 3）模拟量输入输出总点数）模拟量输入输出总点数 具有模拟量控制的系统就要用到数字具有模拟量控制的系统就要用到数字传送和运算的功能指令，这些功能指令内存利用率较低，因此所占内传送和运算的功能指令，这些功能指令内存利用率较低，因此所占内存数要增加。在只有模拟量输入的系统中，一般要对模拟量进行读入、存数要增加。在只有模拟量输入的系统中，一般要对模拟量进行读入、数字滤波、传送和比较运算。在模拟量输入输出同时存在的情况下，数字滤波、传

21、送和比较运算。在模拟量输入输出同时存在的情况下，就要进行较复杂的运算，一般是闭环控制，内存要比只有模拟量输入就要进行较复杂的运算，一般是闭环控制，内存要比只有模拟量输入的情况需要量大。在模拟量处理中。常常把模拟量读入、滤波及模拟的情况需要量大。在模拟量处理中。常常把模拟量读入、滤波及模拟量输出编成子程序使用，这使所占内存大大减少，特别是在模拟量路量输出编成子程序使用，这使所占内存大大减少，特别是在模拟量路数比较多时。每一路模拟量所需的内存数会明显减少。数比较多时。每一路模拟量所需的内存数会明显减少。7.2 PLC7.2 PLC控制系统的硬件设计控制系统的硬件设计 7.2.2 PLC7.2.2

22、PLC容量估算容量估算 下面给出一般情况下的经验公式：下面给出一般情况下的经验公式： 只有模拟量输入时：只有模拟量输入时： 内存字数内存字数= =模拟量点数模拟量点数* *l00l00 模拟量输入输出同时存在时：模拟量输入输出同时存在时： 内存字数模拟量点数内存字数模拟量点数* *200200 这些经验公式的算法是在这些经验公式的算法是在1010点模拟量左右，当点数小于点模拟量左右，当点数小于1010时，内存字数要适当加大，点数多时，可适当减小。时，内存字数要适当加大，点数多时，可适当减小。7.2 PLC7.2 PLC控制系统的硬件设计控制系统的硬件设计 7.2.2 PLC7.2.2 PLC容

23、量估算容量估算 （4 4）程序编写质量）程序编写质量 用户编写的程序优劣对程序长短和运用户编写的程序优劣对程序长短和运行时间都有较大影响。对于同样系统不同用户编写程序可行时间都有较大影响。对于同样系统不同用户编写程序可能会使程序长度和执行时间差距很大。一般来说对初编者能会使程序长度和执行时间差距很大。一般来说对初编者应为内存多留一些余量，而有经验的编程者可少留一些余应为内存多留一些余量，而有经验的编程者可少留一些余量。量。 综上所述，推荐下面的经验计算公式：综上所述，推荐下面的经验计算公式： 总存储器字数（开关量输入点数总存储器字数（开关量输入点数+ +开关量输出点数）开关量输出点数）* *l

24、0+l0+模拟量点数模拟量点数* *150150。然后按计算存储器字数的。然后按计算存储器字数的25%25%考虑裕量。考虑裕量。7.2 PLC7.2 PLC控制系统的硬件设计控制系统的硬件设计 7.2.3 7.2.3 输入输出模块的选择输入输出模块的选择 可编程控制器输入模块是检测并转换来自现场设备（按钮、可编程控制器输入模块是检测并转换来自现场设备（按钮、限位开关；接近开关等）的高电平信号为机器内部电平信限位开关；接近开关等）的高电平信号为机器内部电平信号，模块类型分直流号，模块类型分直流5 5、1212、2424、4848、60V60V几种；交流几种；交流115V115V和和220V220

25、V两种。由现场设备与模块之间的远近程度选择电压两种。由现场设备与模块之间的远近程度选择电压的大小。一般的大小。一般5 5、1212、24V24V属低电平，传输距离不宜太远，属低电平，传输距离不宜太远，例如例如5V5V的输入模块最远不能超过的输入模块最远不能超过10m10m，另外高密度的输入模，另外高密度的输入模块如块如3232点、点、6464点，同时接通点数取决于输入电压和环境温点，同时接通点数取决于输入电压和环境温度。一般讲，同时接通点数不得超过度。一般讲，同时接通点数不得超过60%60%。为了提高系统的。为了提高系统的稳定性，必须考虑门槛电平的大小。门槛电平值越大，抗稳定性，必须考虑门槛电

26、平的大小。门槛电平值越大，抗干扰能力越强，传输距离也就越远。干扰能力越强，传输距离也就越远。7.2 PLC7.2 PLC控制系统的硬件设计控制系统的硬件设计 7.2.3 7.2.3 输入输出模块的选择输入输出模块的选择 输出模块的任务是将机器内部信号电平转换为外部过程的输出模块的任务是将机器内部信号电平转换为外部过程的控制信号。对于开关频繁、电感性、低功率因数的负载，控制信号。对于开关频繁、电感性、低功率因数的负载，推荐使用晶闸管输出模块，缺点是模块价格高；过载能力推荐使用晶闸管输出模块，缺点是模块价格高；过载能力稍差。继电器输出模块优点是适用电压范围宽，导通压降稍差。继电器输出模块优点是适用

27、电压范围宽，导通压降损失小，价格便宜，缺点是寿命短，响应速度慢。输出模损失小，价格便宜，缺点是寿命短，响应速度慢。输出模块同时接通点数的电流累计值必须小于公共端所允许通过块同时接通点数的电流累计值必须小于公共端所允许通过的电流值。输出模块的电流值必须大于负载电流的额定值。的电流值。输出模块的电流值必须大于负载电流的额定值。 7.2.4 7.2.4 电源模块的选择电源模块的选择 电源模块的选择比较简单，只需要考虑电流总量即可。即电源模块的选择比较简单，只需要考虑电流总量即可。即其额定输出电流必须大于其额定输出电流必须大于CPUCPU、I/OI/O等耗电总和。等耗电总和。7.2 PLC7.2 PL

28、C控制系统的硬件设计控制系统的硬件设计 7.2.5 7.2.5 分配输入分配输入/ /输出点输出点 1. 1. 输入点的简化输入点的简化 （1 1）合并输入）合并输入 如果某些信号的逻辑关系总是以如果某些信号的逻辑关系总是以“串联串联”或或“并联并联”的方式整体出现，这样的信号在接入输入点之前，的方式整体出现，这样的信号在接入输入点之前，先按照相应的关系接好线，再接到输入点。先按照相应的关系接好线，再接到输入点。 （2 2）分时分组输入）分时分组输入 有些信号可以按输入时刻分成几组，比有些信号可以按输入时刻分成几组，比如自动情况有如自动情况有7 7个输入信号，手动情况有个输入信号，手动情况有6

29、 6个不同的输入信号，个不同的输入信号，但自动和手动程序不会同时执行，这样只要增加一个自动但自动和手动程序不会同时执行，这样只要增加一个自动/ /手动指令选择信号的基础上，就可实现上述功能。手动指令选择信号的基础上，就可实现上述功能。 （3 3）采用拨码开关）采用拨码开关 有些控制系统有多种工作模式，此时若有些控制系统有多种工作模式，此时若采用一位采用一位“BCD”BCD”拨码开关，只使用拨码开关，只使用4 4点输入，就可以有点输入，就可以有1010种种模式可供选择。模式可供选择。7.2 PLC7.2 PLC控制系统的硬件设计控制系统的硬件设计 7.2.5 7.2.5 分配输入分配输入/ /输

30、出点输出点 1. 1. 输入点的简化输入点的简化 （4 4）减少多余输入信号）减少多余输入信号 如果通过如果通过PLCPLC程序就可判定输入程序就可判定输入信号的状态，则可以减少一些多余信号的输入。信号的状态，则可以减少一些多余信号的输入。 （5 5）某些设备可以不进）某些设备可以不进PLC PLC 有些信号功能简单，涉及面有些信号功能简单，涉及面很窄，有时没有必要作为很窄，有时没有必要作为PLCPLC的输入，将他们放在外部电路的输入，将他们放在外部电路同样可以满足要求。同样可以满足要求。 2. 2. 输出点的简化输出点的简化 （1 1）负载的并联使用）负载的并联使用 系统中有些负载的通系统中

31、有些负载的通/ /断状态完全相断状态完全相同可以使用一个输出点驱动。条件是：负载电压抑制，总同可以使用一个输出点驱动。条件是：负载电压抑制，总负荷不超过允许容量。负荷不超过允许容量。7.2 PLC7.2 PLC控制系统的硬件设计控制系统的硬件设计 7.2.5 7.2.5 分配输入分配输入/ /输出点输出点 2. 2. 输出点的简化输出点的简化 （2 2）接触器辅助触点的使用）接触器辅助触点的使用 控制电动机等大功率负载时，控制电动机等大功率负载时，一般都是一般都是PLCPLC输出带接触器线圈，接触器除主触点外，还有输出带接触器线圈，接触器除主触点外，还有辅助触点可以使用，其辅助触点可以带指示灯

32、。辅助触点可以使用，其辅助触点可以带指示灯。 （3 3）用闪烁的方法扩展指示灯的功能）用闪烁的方法扩展指示灯的功能 指示灯实际上不只指示灯实际上不只是亮灭两种工作状态，在有些情况下可使指示灯闪烁来指是亮灭两种工作状态，在有些情况下可使指示灯闪烁来指示工作状态。示工作状态。 （4 4）用数码显示器代替指示灯）用数码显示器代替指示灯 如果系统指示灯很多，可如果系统指示灯很多，可以使用数码显示器代替指示灯，这样可以节省输出节点。以使用数码显示器代替指示灯，这样可以节省输出节点。如果使用如果使用8 8个个PLCPLC驱动两位数码显示器。驱动两位数码显示器。7.2 PLC7.2 PLC控制系统的硬件设计

33、控制系统的硬件设计 7.2.5 7.2.5 分配输入分配输入/ /输出点输出点 2. 2. 输出点的简化输出点的简化 （2 2）接触器辅助触点的使用）接触器辅助触点的使用 控制电动机等大功率负载时，控制电动机等大功率负载时，一般都是一般都是PLCPLC输出带接触器线圈，接触器除主触点外，还有输出带接触器线圈，接触器除主触点外，还有辅助触点可以使用，其辅助触点可以带指示灯。辅助触点可以使用，其辅助触点可以带指示灯。 （3 3）用闪烁的方法扩展指示灯的功能）用闪烁的方法扩展指示灯的功能 指示灯实际上不只指示灯实际上不只是亮灭两种工作状态，在有些情况下可使指示灯闪烁来指是亮灭两种工作状态，在有些情况

34、下可使指示灯闪烁来指示工作状态。示工作状态。 （4 4）用数码显示器代替指示灯）用数码显示器代替指示灯 如果系统指示灯很多，可如果系统指示灯很多，可以使用数码显示器代替指示灯，这样可以节省输出节点。以使用数码显示器代替指示灯，这样可以节省输出节点。如果使用如果使用8 8个个PLCPLC驱动两位数码显示器。驱动两位数码显示器。7.2 PLC7.2 PLC控制系统的硬件设计控制系统的硬件设计 7.2.6 7.2.6 输出点的保护输出点的保护 系统在带感性负载时，要抑制在关闭电源时电压的升高，系统在带感性负载时，要抑制在关闭电源时电压的升高，可以采用下面的方法来设计合适的抑制电路。可以采用下面的方法

35、来设计合适的抑制电路。 1. 1. 直流晶体管输出的保护直流晶体管输出的保护 对于大电感或频繁开关的感性负载可以使用外部二极管或对于大电感或频繁开关的感性负载可以使用外部二极管或齐纳二极管来保护内部电路。齐纳二极管来保护内部电路。7.2 PLC7.2 PLC控制系统的硬件设计控制系统的硬件设计 7.2.6 7.2.6 输出点的保护输出点的保护 2. 2. 继电器输出控制直流负载的保护继电器输出控制直流负载的保护 电阻电阻- -电容网络能用于低压直流继电器电路中，起到吸收过电容网络能用于低压直流继电器电路中，起到吸收过电压的作用。电压的作用。7.2 PLC7.2 PLC控制系统的硬件设计控制系统

36、的硬件设计 3. 3. 继电器和交流输出控制交流电源的保护继电器和交流输出控制交流电源的保护 使用使用115/230V115/230V电源时，可将电阻电源时，可将电阻- -电容网络并联在负载两端，电容网络并联在负载两端，同时采用压敏电阻吸收限制峰值电压。同时采用压敏电阻吸收限制峰值电压。 7.2.7 7.2.7 安全回路设计安全回路设计 安全回路是为保护负载或控制对象，防止操作错误或失控安全回路是为保护负载或控制对象，防止操作错误或失控而设计的连锁控制回路，安全回路给而设计的连锁控制回路，安全回路给PLCPLC输入信号，以便输入信号，以便PLCPLC进行保护处理，包括以下几个方面：进行保护处理

37、，包括以下几个方面： 1.1.短路保护短路保护 应该在外部输出电路中设置短路保护，加装应该在外部输出电路中设置短路保护，加装熔断器。熔断器。 2.2.互锁连锁措施互锁连锁措施 除程序设置互锁外，除程序设置互锁外，PLCPLC外部线路也要设外部线路也要设置互锁。置互锁。 3.3.零压保护与紧急停车措施零压保护与紧急停车措施 停电保护和紧急停车。停电保护和紧急停车。 4.4.极限保护极限保护 也称越限保护，当负载超过限定位置后，直也称越限保护，当负载超过限定位置后，直接切断电源，同时将信号输入接切断电源，同时将信号输入PLCPLC。7.2 PLC7.2 PLC控制系统的硬件设计控制系统的硬件设计7

38、.3 PLC7.3 PLC控制系统的软件设计控制系统的软件设计第三节第三节 PLCPLC控制系统的软件设计控制系统的软件设计7.3 PLC7.3 PLC控制系统的软件设计控制系统的软件设计 PLCPLC系统硬件配置后，可进行应用程序设系统硬件配置后，可进行应用程序设计。计。PLCPLC应用程序的设计是软、硬件知识应用程序的设计是软、硬件知识的综合应用，有时硬件设计与应用程序设的综合应用，有时硬件设计与应用程序设计可同时进行。计可同时进行。 要设计好要设计好PLCPLC的应用程序，必须充分了解的应用程序，必须充分了解被控对象的生产工艺、技术特性、控制要被控对象的生产工艺、技术特性、控制要求等。求

39、等。 7.3.1 PLC7.3.1 PLC应用软件设计的内容应用软件设计的内容 PLCPLC的应用软件设计是指根据控制系统硬件结构和工艺要求，的应用软件设计是指根据控制系统硬件结构和工艺要求，使用相应的编程语言，编制用户控制程序和形成相应控制使用相应的编程语言，编制用户控制程序和形成相应控制文件的过程。主要内容包括：文件的过程。主要内容包括： 确定程序结构；确定程序结构； 定义输入输出、中间标志、定时器、计数器和数据区等参定义输入输出、中间标志、定时器、计数器和数据区等参数表；数表； 编制程序；编制程序； 编写程序说明书。编写程序说明书。 PLCPLC应用软件设计还包括文本显示器或触摸屏等人机

40、界面设应用软件设计还包括文本显示器或触摸屏等人机界面设备及其特殊功能的组态。备及其特殊功能的组态。7.3 PLC7.3 PLC控制系统的软件设计控制系统的软件设计 7.3.2 PLC7.3.2 PLC控制系统软件设计的一般步骤控制系统软件设计的一般步骤 1 1熟悉被控制对象、制定设备运行方案，进行系统框图设计熟悉被控制对象、制定设备运行方案，进行系统框图设计 了解被了解被控对象机、电、液之间的配合，确定被控对象对控对象机、电、液之间的配合，确定被控对象对PLCPLC控制系统的控制要控制系统的控制要求。求。 2 2熟悉编程语言熟悉编程语言 选择合适的编程语言形式，熟悉指令系统和参数分选择合适的编

41、程语言形式，熟悉指令系统和参数分类，详尽的掌握各指令功能类，详尽的掌握各指令功能 3 3定义参数表，分配定义参数表，分配I/OI/O编号编号 参数表的定义包括对输入参数表的定义包括对输入/ /输出、中间输出、中间标志、定时器和数据区的定义。以电动机标志、定时器和数据区的定义。以电动机Y-Y-换接启动为例。换接启动为例。7.3 PLC7.3 PLC控制系统的软件设计控制系统的软件设计符号符号地址地址注释注释符号符号地址地址注释注释SB_2I0.0启动按钮启动按钮KM2Q0.1三角形运行三角形运行SB_1I0.1停止按钮停止按钮KM3Q0.2星形连接启动星形连接启动FRI0.2电机过热保护电机过热

42、保护Q0.3KM3_NCI0.3星连接断开确认星连接断开确认Q0.4KM1Q0.0主电源主电源Q0.5 7.3.2 PLC7.3.2 PLC控制系统软件设计的一般步骤控制系统软件设计的一般步骤 4 4设计应用程序设计应用程序 如果有操作系统支持，尽量使用高级形式编程如果有操作系统支持，尽量使用高级形式编程语言，在编程过程中，根据实际需要，对中间标志信号表进行逐个语言，在编程过程中，根据实际需要，对中间标志信号表进行逐个定义，要注意节省内存空间；及时对程序进行注释。定义，要注意节省内存空间；及时对程序进行注释。 5 5程序调试程序调试 开始时，先不带上输出设备（接触器线圈、信号指开始时，先不带上

43、输出设备（接触器线圈、信号指示灯等负载）进行调试。利用编程器的监控功能，采分段调试的方示灯等负载）进行调试。利用编程器的监控功能，采分段调试的方法进行。各部分都调试正常后，再带上实际负载运行。如不符合要法进行。各部分都调试正常后，再带上实际负载运行。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。通常只需修改部分程序即可，全部调求，则对硬件和程序作调整。通常只需修改部分程序即可，全部调试完毕后，交付试运行。试完毕后，交付试运行。 6 6编写程序说明书编写程序说明书 程序说明书是整个程序内容的综合性说明文程序说明书是整个程序内容的综合性说明文档，是整个设计工作的总结，包括程序设计依据、程序基本结构、档，是整

44、个设计工作的总结，包括程序设计依据、程序基本结构、各功能单元分析、使用的公式原理、参数来源及运算过程等。各功能单元分析、使用的公式原理、参数来源及运算过程等。7.3 PLC7.3 PLC控制系统的软件设计控制系统的软件设计 7.3.3 7.3.3 常用基本环节编程常用基本环节编程 所谓常用基本环节很多是借鉴继电所谓常用基本环节很多是借鉴继电- -接触器控制电路的基本接触器控制电路的基本环节。设计方法主要有经验设计法和逻辑设计法，逻辑设环节。设计方法主要有经验设计法和逻辑设计法，逻辑设计是以逻辑代数为理论基础，通过列写输入输出的逻辑表计是以逻辑代数为理论基础，通过列写输入输出的逻辑表达式，再转换

45、成梯形图；达式，再转换成梯形图； 经验设计法要求设计者具有较丰富的实践经验，掌握较多经验设计法要求设计者具有较丰富的实践经验，掌握较多的典型应用程序的基本环节。根据被控对象对控制系统的的典型应用程序的基本环节。根据被控对象对控制系统的具体要求，凭经验选择基本环节，并把它们有机地组合起具体要求，凭经验选择基本环节，并把它们有机地组合起来。其设计过程是逐步完善的，一般不易获得最佳方案，来。其设计过程是逐步完善的，一般不易获得最佳方案，程序初步设计后，还需反复调试、修改和完善，直至满足程序初步设计后，还需反复调试、修改和完善，直至满足被控对象的控制要求。被控对象的控制要求。7.3 PLC7.3 PL

46、C控制系统的软件设计控制系统的软件设计 1. 1. 起动、保持、停止控制起动、保持、停止控制 SETSET、RESETRESET分开控制的梯形图分开控制的梯形图 SRSR触发器起保停梯形图触发器起保停梯形图 2. 2. 互锁控制互锁控制 单重互锁单重互锁 双重互锁双重互锁 3. 3. 时间控制时间控制 长延时梯形图（长延时梯形图（1 1） 长延时梯形图（长延时梯形图（2 2） 4. 4. 边沿信号检测边沿信号检测 指令检测法指令检测法 S7-200S7-200中有专门的上升沿检测指令和下降沿中有专门的上升沿检测指令和下降沿检测指令检测指令 程序检测法程序检测法 上升沿检测程序上升沿检测程序 下

47、降沿检测程序下降沿检测程序7.3 PLC7.3 PLC控制系统的软件设计控制系统的软件设计7.4 PLC7.4 PLC控制系统的软件设计控制系统的软件设计第四节第四节 PLCPLC控制系统的抗干扰设计控制系统的抗干扰设计7.4 PLC7.4 PLC控制系统的抗干扰设计控制系统的抗干扰设计 可编程序控制器简称可编程序控制器简称PLCPLC，它是一种特殊的控制计算机，它是一种特殊的控制计算机，具有编程简单、通用性好、功能强等优点。广泛应用于工具有编程简单、通用性好、功能强等优点。广泛应用于工业控制领域和其他民用设备中，它直接连接被控设备的电业控制领域和其他民用设备中，它直接连接被控设备的电子设备。

48、因此很容易被周围干扰源干扰而引起控制系统产子设备。因此很容易被周围干扰源干扰而引起控制系统产生误动作。为了让控制系统稳定工作，提高可靠性，在系生误动作。为了让控制系统稳定工作，提高可靠性，在系统设计与安装时应采取一定的抗干扰措施。统设计与安装时应采取一定的抗干扰措施。 7.4.1 7.4.1 抗电源干扰措施抗电源干扰措施 PLCPLC系统一般由工业用电网络供电。工业系统中的某些大系统一般由工业用电网络供电。工业系统中的某些大设备的启动、停机等，可能引起电源过压、欠压、浪涌、设备的启动、停机等，可能引起电源过压、欠压、浪涌、下陷及产生尖峰干扰，这些电压噪声均会通过电源内阻耦下陷及产生尖峰干扰，这

49、些电压噪声均会通过电源内阻耦合到合到PLCPLC系统的电路，给系统造成极大的危害。系统的电路，给系统造成极大的危害。7.4 PLC7.4 PLC控制系统的抗干扰设计控制系统的抗干扰设计 7.4.1 7.4.1 抗电源干扰措施抗电源干扰措施 在实际应用中，主要采用以下措施来减小因电源干扰造成在实际应用中，主要采用以下措施来减小因电源干扰造成的的PLCPLC控制系统故障。控制系统故障。 （1 1）采用性能优良的电源，抑制电网引入的干扰。）采用性能优良的电源，抑制电网引入的干扰。 电网干扰串入电网干扰串入PLCPLC控制系统主要通过控制系统主要通过PLCPLC系统的供电电源系统的供电电源（如（如CP

50、UCPU电源、电源、I/OI/O电源等）、变送器供电电源和与电源等）、变送器供电电源和与PLCPLC系系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。对于统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。对于PLCPLC系统供电的电源，一般都采用隔离性能较好的电源，系统供电的电源，一般都采用隔离性能较好的电源，为保证电网馈电不中断，可采用在线式不间断供电电源为保证电网馈电不中断，可采用在线式不间断供电电源（UPSUPS）供电，提高供电的安全可靠性。而且）供电，提高供电的安全可靠性。而且UPSUPS还具有较还具有较强的干扰隔离性能，是一种强的干扰隔离性能，是一种PLCPLC控制系统的理想电源。控制系