1、8.1 PLC控制系統設計概述8.1.1 PLC控制設計的基本原則8.1.2 PLC控制設計的基本步驟8.2 輸入輸出接線圖的設計8.2.1 輸入接線圖的設計8.2.2 節省輸入點的幾種方法8.2.3 輸出接線圖的設計8.2.4 節省輸出點的幾種方法8.3 PLC控制設計示例8.3.1 十字路口交通燈控制8.3.2 電鍍自動生產線PLC設計8.3.3 傳送帶機械手控制設計習題第8章 可編程控制器的設計及示例9/3/20221第八章 可編程控制器的設計及示例第8章 可編程控制器的設計及示例可編程控制器在電氣控制系統中，主要是根據控制梯形圖進行開關量的邏輯運算，根據運算結果進行開關量的輸出控制，如

2、果和特殊模塊連接，也可以進行模擬量的輸入輸出控制。可編程控制器的設計主要分為控制梯形圖設計、可編程控制器的輸入輸出接線設計以及主電路的設計等。控制梯形圖的設計是整個設計的核心部分。由于控制梯形圖的設計基本上和常規電器的控制電路一樣，所以掌握常規電器控制電路的控制原理和設計方法是可編程控制器設計的基礎。 9/3/20222第八章 可編程控制器的設計及示例8.1 PLC控制系統設計概述8.1.1 PLC控制設計的基本原則PLC電氣控制系統是控制電氣設備的核心部件，因此PLC的控制性能是關系到整個控制系統是否能正常、安全，可靠、高率的關鍵所在。在設計PLC控制系統時，應遵循以下基本原則：最大限度地滿

3、足被控對象的控制要求。力求控制系統簡單、經濟、實用，維修方便。保證控制系統的安全、可靠性。操作簡單、方便、并考慮有防止誤操作的安全措施。滿足PLC的各項技術指標和環境要求。 9/3/20223第八章 可編程控制器的設計及示例8.2 輸入輸出接線圖的設計8.2.1 輸入接線圖的設計例8-1 將圖8-1所示的兩個地點控制一臺電動機的控制電路改為PLC控制。圖8- 1 兩個地點控制一臺電動機的控制電路圖8- 2 兩個地點控制一臺電動機的PLC控制圖19/3/20225第八章 可編程控制器的設計及示例圖8- 3 兩個地點控制一臺電動機的PLC控制圖29/3/20226第八章 可編程控制器的設計及示例例

4、8-2 智力搶答分3組進行智力搶答，每組一盞燈，先按下按鈕的燈亮，后按下按鈕無效。兒童組2人，每人一個按鈕，按下其中1個人按下按鈕燈就亮。學生組1人，1個按鈕。教授組2人，每人一個按鈕，2人都按下按鈕燈才亮。主持人按下復位按鈕后燈滅，開始搶答。如果主持人閉合開關后10秒內搶答成功，電磁線圈將使彩球擺動，以示搶答者得到一次幸運機會。圖8- 4 智力搶答9/3/20227第八章 可編程控制器的設計及示例例8-3 將時間原則轉子回路串接電阻起動控制電路(第二章圖2-23)改為PLC控制。 圖8- 5 時間原則轉子回路串接電阻PLC起動控制電路9/3/20228第八章 可編程控制器的設計及示例8.2.

5、2 節省輸入點的幾種方法1、編碼輸入法編碼輸入是將多個輸入繼電器的組合作為輸入信號，n個輸入繼電器有2n種組合，可以用n位二進制數表示，這種輸入方法可以最大限度地利用輸入點，一般需要梯形圖譯碼。如圖8-6所示，輸入繼電器X0、X1有4種組合， (即2位二進制數00、01、10、11)，用M0M3表示，相當于4個輸入信號。例如開關在M2位置，X1、X0=10，梯形圖中M2線圈得電。圖8- 6 編碼輸入之一9/3/202210第八章 可編程控制器的設計及示例2、矩陣輸入法圖8-8為3行2列輸入矩陣，這種接線一般常用于有多種輸入操作方式的場合。如圖中的選擇開關SA打在左邊，則執行手動操作方式，用按鈕

6、進行輸入操作。開關打在右邊，則執行自動操作方式，由系統接點進行自動控制。用功能指令組成輸入矩陣的方法參見第六章的相關內容。圖8- 8 3行2列輸入矩陣9/3/202212第八章 可編程控制器的設計及示例8.2.3 輸出接線圖的設計PLC輸出電路中常用的輸出元件有各繼電器、接觸器、電磁閥、信號燈、報警器、發光二極管等。PLC輸出電路采用直流電源時，對于感性負載，應反向并聯二極管，否則接點的壽命會顯著下降，二極管的反向耐壓應大于負載電壓的510倍，正向電流大于負載電流。PLC輸出電路采用交流電源時，對于感性負載，應并聯阻容吸收器(由一個0.1F電容器和一個100120電阻串聯而成)以保護接點的壽命

7、。PLC輸出電路無內置熔斷器，當負載短路等故障發生時將損壞輸出元件，為了防止輸出元件損壞，在輸出電源中串接一個510A的熔斷器。如圖8-10所示。圖8- 10 PLC輸出電路保護的措施9/3/202214第八章 可編程控制器的設計及示例例8-4星三角降壓起動PLC控制在第四章圖4-53中、星三角降壓起動PLC控制電路需用2點輸入(一個起動按鈕，一個停止按鈕)，3點輸出(接觸器KM13)。而在圖8-11所示的星三角降壓起動PLC控制電路中采用了1點輸入，2點輸出。SB即是起動按鈕又是停止按鈕。考慮到星形起動接觸器KM2只是在起動時用一下，可以和KM1共用一個輸出點Y1。 圖8- 11 星三角降壓

8、起動PLC控制9/3/202215第八章 可編程控制器的設計及示例8.2.4 節省輸出點的幾種方法1. 外部譯碼輸出圖8- 12 BCD碼驅動七段數碼管電路圖9/3/202216第八章 可編程控制器的設計及示例2、矩陣輸出在特定的場合可以用輸出矩陣來控制外部電路。圖8- 13是一個58 LED輸出矩陣，使用了13點輸出，用40個發光二極管，可用于顯示40種工作狀態。如果用動態掃描方式也可以顯示一個58 點陣的圖形或文字。圖8- 13 58 LED輸出矩陣9/3/202217第八章 可編程控制器的設計及示例例8-5 工業袋式除塵器的部分PLC控制圖8-14是工業袋式除塵器的部分PLC控制電路。該

9、除塵器有4個除塵室，當除塵器開始工作時，14室依次輪流卸灰，每室卸灰時間為20秒，卸灰完畢后起動反吹風機，3秒后，14室再依次輪流清灰，每室清灰時間為15秒，結束后，并反復執行上述過程。圖8- 14 袋式除塵器PLC接線圖9/3/202218第八章 可編程控制器的設計及示例9/3/202220第八章 可編程控制器的設計及示例9/3/202221第八章 可編程控制器的設計及示例圖8- 17 具有通行時間顯示的十字路口交通燈控制9/3/202223第八章 可編程控制器的設計及示例8.3.2 電鍍自動生產線PLC設計1、電鍍自動生產線基本情況圖8- 18 電鍍自動生產線示意圖9/3/202224第八

10、章 可編程控制器的設計及示例3、主電路設計圖8- 20 電鍍自動生產線主電路圖9/3/202226第八章 可編程控制器的設計及示例4、操作面板設計圖8- 21 操作面板圖9/3/202227第八章 可編程控制器的設計及示例 5、電鍍自動生產線PLC控制程序設計圖8- 22單周、連續、手動程序圖9/3/202228第八章 可編程控制器的設計及示例圖8- 24 單周、連續、單步控制狀態轉移圖9/3/202230第八章 可編程控制器的設計及示例圖8- 25 電鍍自動生產線總梯形圖29/3/202231第八章 可編程控制器的設計及示例8.3.3 傳送帶機械手控制設計(1)、傳送帶機械手基本情況和控制要

11、求在一條自動生產線上，由機械手將傳送帶1上的物品傳送到傳送帶2上。機械手的上升、下降、左轉、右轉、夾緊、放松動作分別由電磁閥控制液壓傳動系統工作，并用限位開關及光電開關檢測機械手動作的狀態和物品的位置。傳送帶1、2均由三相鼠籠型異步電動機驅動。電動機應有相應的保護。機械手初始狀態為手臂在下限位（下限位開關SQ4受壓），手在傳送帶1上（右限位開關SQ2受壓）手指松開。機械手和傳送帶動作控制示意圖如圖8-26所示。機械手要求有3種控制方式：1）手動控制方式， 2）單周期控制方式，3）連續控制方式。光電開關M2電動機M1 電動機傳送帶2傳送帶1SQ3SQ2SQ4SQ5上升下降 右轉 左轉夾緊SQ6SQ19/3/202232第八章 可編程控制器的設計及示例輸入元件輸入繼電器輸入元件輸入繼電器輸出元件輸出繼電器光電開關X0放松按鈕X10放松電磁閥Y0夾緊開關X1夾緊按鈕X11夾緊電磁閥Y1上限位開關X2上升按鈕X12上升電磁閥Y2下限位開關X3下降按鈕X13下降電磁閥Y3左限位開關X4左轉按鈕X14左轉電磁閥Y4右限位開關X5右轉按鈕X15右轉電磁閥Y5起動按鈕X6單周/ 連續X16電機1控制Y6停止按鈕X7手動X17電機2控制Y7 表8- 1 I/O設備及I/O點分配表9/3/202233第八章 可編程控制器的設計及示例圖8- 27 傳送帶機械手控制PLC接線圖及主電路