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第一节 PLC 电气控制系统的设计原则与内容

第一节 PLC 电气控制系统的设计原则与内容. PLC 电气控制系统的设计原则. PLC 最适合的 控制对象 是：工业环境较差，对安全性、可靠性要求较高、 系统 工艺复杂，输入 / 输出以开关量为主的工业自动控制系统或装置。 PLC 可取代工业控制机算机，作为主控 制器 来完成复杂的工业自动控制任务。 PLC 电气控制系统，应遵循以下原则： 1) 应能满足控制对象的工艺要求，保证 能按照工艺流程准确、可靠地工作。 2) 系统构成应力求简单、实用，系统易 操作、调整，检修方便。 3) 设计合理、经济，能发挥 PLC 控制的

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第一节 PLC 电气控制系统的设计原则与内容

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Presentation Transcript

  1. 第一节 PLC电气控制系统的设计原则与内容 • PLC电气控制系统的设计原则 • PLC最适合的控制对象是：工业环境较差，对安全性、可靠性要求较高、 系统 工艺复杂，输入/输出以开关量为主的工业自动控制系统或装置。 • PLC可取代工业控制机算机，作为主控 • 制器来完成复杂的工业自动控制任务。 • PLC电气控制系统，应遵循以下原则： • 1) 应能满足控制对象的工艺要求，保证 • 能按照工艺流程准确、可靠地工作。 • 2) 系统构成应力求简单、实用，系统易 • 操作、调整，检修方便。 • 3) 设计合理、经济，能发挥PLC控制的 • 优点。 • PLC控制系统的设计内容 PLC控制系统的设计步骤如右图所示： 主要内容有： ①工艺分析 ②机型选择 ③外部电路设计 ④程序设计 ⑤程序初调 ⑥联机统调

  2. 第二节 PLC在多功能屋面SP板切割机上的应用 • 切割机装置及其工艺要求 工艺路线包括以下几步： • 横向切割 • 大车快速纵向行走 • 纵向切割 • 斜向切割 • 开槽切割 • 自动横向切割 SP板切割机装置图

  3. 切割机装置电控设备及要求 • 主切割电动机M1正反转运行，实现SP板横向、纵向及斜向切割功能。 • 开槽电动机M2单向运行，实现SP板表面开槽功能。 • 油泵电动机M3单向运行，给液压系统提供动力。 • 回转电动机M4正反转运行，调整切割头角度。 • 液压马达及电磁铁YA实现切割机装置的各种动作及速度调节， • 旋转编码器 实现切割机切割深度的实时检测。 • 数码管（带译码器） 实现切割机切割规格机切割深度的实时显示。 • 直流开关电源 为PLC输入信号提供电源，同时为PLC输出驱动提供电源 • 设计过程 • 电控系统原理图：根据切割机装置设备的要求，设计电控系统原理图包括：切割机装置电气控制主电路原理图以及相应要求的交流控制电路原理图。 • PLC控制电路原理图：选用三菱FX2N-128MR型

  4. PLC输入接口功能表

  5. PLC输出接口功能表

  6. PLC控制程序设计:

  7. PLC控制程序

  8. 操作说明书 • 控制对象说明包括主切割电动机、开槽切割电动机、液压泵、回转电动机以及各个电磁铁等。 • 控制功能说明包括设定切割规格、手动/自动横向切割、手动台车快速纵向行走、手动纵向切割、手动斜向切割、手动开槽切割等。

  9. 第三节 PLC与变频器结合在钢筋调直机上的应用 • 钢筋调直机及其工艺要求 • 对钢筋的基本要求:钢筋切口断面平整，钢筋的横肋和纵肋表面无划伤、 无扭曲、力学性能基本稳定，满足国家标准的使用要求。 • 钢筋调直机的工作过程如下： • 1) 设定 根据所加工盘条的情况，设定钢筋直径、钢筋定尺切断长度，对钢筋根数进行设定，同时根据生产中钢筋长度的实际需要，设定承料架打开的气阀延时时间。 • 2) 定尺 根据钢筋定尺切断长度，调整定尺挡板的位置。 • 3) 手动 起动牵引辊，将盘条引入调直辊，以固定的速度对盘条进行调直并进行定尺剪切，盘条调直剪切完毕，手动停车。 • 4) 自动 手动起动牵引辊，将盘条引入调直辊后，对盘条进行自动调直并定尺剪切，调直时高速，剪切时低速，同时对剪切的钢筋根数进行自动计数，与设定根数相等时，自动停车。 • 5) 显示 对调直机实际剪切的钢筋根数进行计数并显示；根据数学模型，对每批钢筋不同根数的钢筋重量进行累加计算并显示；对每个班次所加工的钢筋总重量进行累加计算并显示。

  10. 钢筋调直机电控设备及要求 (1) 调直电动机M1：带动调直筒正反转运行，实现钢筋调直。 (2) 牵引电动机M2：带动牵引辊正反向运行，辅助钢筋调直。 (3) 除尘电动机M3：单向运行，需要时手动起动进行除尘。 (4) 飞剪：定尺挡板动作时自动对钢筋进行剪切。 (5) 接近开关：对调直钢筋剪切根数进行计数。 (6) 限位开关：调直机机盖位置检测，实现安全生产。 (7) 变频器：对调直机的高速调直与低速剪切进行控制。 (8) 控制按钮：包括手动/自动选择旋钮开关；两地操作的正转、反转、停 止按钮；三地操作的点动正转、反转按钮；承料架打开按钮等。 (9) 指示灯：两地显示电源指示灯以及调直机运行指示灯。 (10) 文本显示器：实现调直机的参数设定及相关信息的显示。 • 设计过程 • 电控系统原理图：三相电源由断路器QF1引入。调直电动机M1、牵引电 动机M2由同一台变频器控制，变频器的控制信号由PLC给出。断路器 QF3为PLC电源开关。H1、H2为电源指示信号。 • PLC控制系统原理图：

  11. PLC控制电路原理图：选用西门子S7-200 CPU224模块及EM232模拟量输出扩展模块，选择S7-200系列TD200文本显示器 电控系统原理图

  12. PLC控制程序设计 S7-200 PLC指令表形式调直机控制程序清单 NETWORK 1 //点动不自锁延时 LD I1.0 O I1.1 TOF T41, +2 NETWORK 2 //正转 LDN T41 A Q0.4 O I0.1 O I1.0 LDN I0.4 O M10.0 ALD A I0.5 A I1.3 AN Q0.5 = Q0.4 NETWORK 3 //反转 LDN T41 A Q0.5 O I0.6 O I1.1 LDN I0.4 O M10.0 ALD A I0.5 A I1.3 AN Q0.4 = Q0.5 NETWORK 4 //10分钟待料停车 LD M10.0 AN I0.0 TON T37, +6000 NETWORK 5 //防止连切记数延时 LD I0.0 TOF T39, +4 NETWORK 6 //剪切信号 LD T39 ED = M20.1 NETWORK 7 //记数 LD T39 A I0.4 LD I0.1 ON I0.4 A M1.1 CTU C8, VW74 NETWORK 8 //自动第一根？ LD I0.4 AW>= C8, +1 = M20.0

  13. NETWORK 9 //记数到设定值 LDW> VW74, VW290 = M1.6 NETWORK 10 //脉冲 LD M1.6 EU = M2.1 NETWORK 11 //自动停车 LDN C8 O M1.7 AN M2.1 AN T37 = M10.0 NETWORK 12 //记数到脉冲 LD M1.1 EU = M2.0 NETWORK 13 LD M1.6 O M1.7 AN M2.0 = M1.7 NET WORK 14 //初始脉冲 LD SM0.0 MOVW VW74, VW290 NETWORK 15 //记数到 LDW>= C8, VW74 = M1.1 NETWORK 16 //启动 LD I0.1 O M1.0 A M10.0 = M1.0 NETWORK 17 //记数显示 LD M1.0 O M1.1 ITD C8, VD286 DTR VD286, VD52 NETWORK 18 //重量显示 LD M1.0 LD M1.0 ED OLD MOVR VD94, VD250 /R 2.0, VD250 MOVR VD250, VD254 *R VD250, VD254 MOVR VD254, VD258 *R 3.14, VD258 MOVR VD114, VD262 *R VD258, VD262 MOVR VD52, VD266 *R VD262, VD266 MOVR VD266, VD270 /R 1000000.0, VD270 MOVR VD270, VD136 *R 7.85, VD136

  14. NETWORK 25 //直径10mm剪切时间计算 LD I0.4 AR= VD94, 10.0 MOVR VD114, VD210 -R 500.0, VD210 MOVR VD210, VD214 /R 1000.0, VD214 MOVR VD214, VD218 /R 70.0, VD218 MOVR VD218, VD222 *R 600.0, VD222 TRUNC VD222, VD226 DTI VD226, VW230 NETWORK 26 //直径12mm剪切时间计算 LD I0.4 AR= VD94, 12.0 MOVR VD114, VD210 -R 500.0, VD210 MOVR VD210, VD214 /R 1000.0, VD214 MOVR VD214, VD218 /R 80.0, VD218 MOVR VD218, VD222 *R 600.0, VD222 TRUNC VD222, VD226 DTI VD226, VW230 NETWORK 19 //总重量显示 LDN M10.0 A I0.4 O C8 AN M1.3 EU +R VD136, VD156 NETWORK 20 //总重清除 LD I0.2 O M1.3 AN I0.1 = M1.3 NETWORK 21 //总重清零显示 LD M1.3 MOVR 0.0, VD156 NETWORK 22 //直径14mm最高频率设定60Hz LD I0.4 AR= VD94, 14.0 MOVW +27428, VW200 NETWORK 23 //直径=12mm最高频率设定70Hz LD I0.4 AR= VD94, 12.0 MOVW +32000, VW200 NETWORK 24 //直径=10mm最高频率设定70Hz LD I0.4 AR= VD94, 10.0 MOVW +32000, VW200

  15. A I0.4 ON I0.4 MOVW +16000, VW202 NETWORK 32 //频率给定 LD I0.4 ON I0.4 MOVW VW202, AQW0 NETWORK 33 //气阀启动 LD I0.0 A I0.3 TOF T38, VW176 NETWORK 34 //气阀延时启动 LD T38 = Q0.1 = Q0.2 = Q0.3 NETWORK 35 //TD200初始化显示 LD SM0.1 MOVB 128, VB14 MOVB 0, MB0 NETWORK 36 //TD200信息1 （根数显示，根数设定） LD M0.0 MOVB 128, VB14 R M0.0, 1 NETWORK 37 //根数设定 LD V55.2 R V55.2, 1 MOVB 128, VB14 NETWORK 27 //直径14mm剪切时间计算 LD I0.4 AR= VD94, 14.0 MOVR VD114, VD210 -R 500.0, VD210 MOVR VD210, VD214 /R 1000.0, VD214 MOVR VD214, VD218 /R 80.0, VD218 MOVR VD218, VD222 *R 600.0, VD222 TRUNC VD222, VD226 DTI VD226, VW230 NETWORK 28 //高速计时 LD I0.4 AN M20.1 A M20.0 TON T42, VW230 NETWORK 29 //自动剪切频率35Hz LD I0.4 A T42 MOVW +16000, VW202 NETWORK 30 //自动调直最高频率 LD I0.4 A M20.0 AN T42 MOVW VW200, VW202 NETWORK 31 //手动频率35Hz LDN M20.0

  16. TD200文本显示器的组态 NETWORK 38 //TD200信息2 （直径设定mm，长度设定mm） LD M0.1 MOVB 64, VB14 R M0.1, 1 NETWORK 39 //直径设定mm LD V84.2 R V84.2, 1 MOVB 64, VB14 NETWORK 40 //长度设定mm LD V94.2 R V94.2, 1 MOVB 64, VB14 NETWORK 41 //TD200信息3 （重量显示Kg，总重量显示Kg） LD M0.2 MOVB 32, VB14 R M0.2, 1 NETWORK 42 //TD200信息4 （气阀延时设定） LD M0.3 MOVB 16, VB14 R M0.3, 1 NETWORK 43 //气阀延时设定 （100ms） LD V168.2 R V168.2, 1 MOVB 16, VB14 • 需要设定和显示不同的工艺参数，包括：根数设定、根数显示、直径设定、长度设定、重量显示、总重量显示以及气阀延时设定等。 • 选用TD200作为操作员界面。TD200通过TD/CPU电缆与S7-200 PLC CPU模块编程口相连，并由CPU给TD200供电。 • 在完成选择项的选择和信息建立之后，TD200组态向导自动把参数块和信息文本写入数据块，上电后，TD200从CPU读参数块，并主动循环查询信息使能位，决定要显示的信息，并从CPU读取信息显示。 • 实现调直机设定显示的TD200参数块清单如下，其中“//”后为功能注释。

  17. S7-200 PLC实现调直机设定显示的TD200参数块清单 //TD200参数块起始 VB0 ’TD ’//文本显示设备标识 VB2 16#60 //中文语言，最快更新 VB3 16#A1 //40字符显示模式，Up键V3.2；Down键V3.3 VB4 4 //信息数4 VB5 0 //功能键标志位M0.0～M0.7 VW6 40 //信息起始地址VW40 VW8 14 //信息势能位起始地址VW14 VW10 0 //全局口令 VW12 256 //简体中文字符集 //信息1，信息使能位V14.7 VB40 ’根数显示：’ VB50 16#00 //不需编辑、确认、口令 VB51 16#50 //双精度实型字，无小数位 VD52 16#00000000 //嵌入数据值 VB56 ’根数设定：’ VB72 16#10 //编辑标志V72.2；不需确认、口令 VB73 16#30 //无符号字，无小数位 VW74 16#0000 //嵌入数据值 //信息2，信息使能位V14.6 VB80 ’直径设定mm：’ VB92 16#10 //编辑标志V92.2；不需确认、口令 VB93 16#50 //双精度实型字，无小数位 VD94 16#00000000 //嵌入数据值 VB98 ’长度设定mm：’ VB112 16#10 //编辑标志V112.2；不需确认、口令 VB113 16#50 //双精度实型字，无小数位 VD114 16#00000000 //嵌入数据值 //信息3，信息使能位V14.5 VB120 ’重量显示kg约：’ VB134 16#00 //不需编辑、确认、口令 VB135 16#52 //双精度实型字，2位小数位 VD136 16#00000000 //嵌入数据值 VB140 ’总重显示kg约：’ VB154 16#00 //不需编辑、确认、口令 VB155 16#52 //双精度实型字，2位小数位 VD156 16#00000000 //嵌入数据值 //信息4，信息使能位V14.4 VB160 ’气阀延时设定：’ VB174 16#10 //编辑标志V174.2、确认、口令 VB175 16#30 //无符号字，无小数位 VW176 16#0000 //嵌入数据值 //TD200参数块结束

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