Date: 2024/9/25 Page: 1第二节第二节第二节第二节 PLC PLC PLC PLC的硬件设置的硬件设置的硬件设置的硬件设置第三节第三节第三节第三节 PLC PLC PLC PLC的软件设计的软件设计的软件设计的软件设计第四节第四节第四节第四节 PLC PLC PLC PLC在机械手臂控制中的运用在机械手臂控制中的运用在机械手臂控制中的运用在机械手臂控制中的运用第十章 可编程控制器的运用第一节第一节第一节第一节 PLC PLC PLC PLC控制系统设计的内容与步骤控制系统设计的内容与步骤控制系统设计的内容与步骤控制系统设计的内容与步骤本章小结本章小结本章小结本章小结Date: 2024/9/25 Page: 2一、一、PLCPLC控制系统设计的根本原那么控制系统设计的根本原那么1 1满足被控对象的控制要求满足被控对象的控制要求 思索未来开展的需求，思索未来开展的需求， PLC PLC选用功能较强的选用功能较强的新产品，并留有适当的余量。新产品，并留有适当的余量。2 2系统平安、可靠系统平安、可靠3 3尽能够简单、经济、运用与维修方便尽能够简单、经济、运用与维修方便4 4具有高的性能价钱比。具有高的性能价钱比。第一节第一节 PLC PLC控制系统设计的内容与步骤控制系统设计的内容与步骤Date: 2024/9/25 Page: 3二、二、PLCPLC控制系统设计步骤控制系统设计步骤1 1分析被控对象，提出控制要求。分析被控对象，提出控制要求。2. 2. 确定输入、输出设备。确定输入、输出设备。3 3确定确定PLCPLC的的I/OI/O点数，选择点数，选择PLCPLC机型。机型。4 4分配分配I/OI/O点数，绘制点数，绘制PLCPLC控制系统输入、输出端子接线控制系统输入、输出端子接线图。图。 5 5程序设计，绘制任务循环图或形状转移图。程序设计，绘制任务循环图或形状转移图。 1 1初始化程序；初始化程序；2 2控制程序；控制程序；3 3检测、缺点诊断检测、缺点诊断和显示等程序；和显示等程序；4 4维护和联锁程序。维护和联锁程序。6 6程序调试。先进展模拟调试，再进展现场联机调试；程序调试。先进展模拟调试，再进展现场联机调试；先进展部分、分段调试，再进展整体、系统调试。先进展部分、分段调试，再进展整体、系统调试。7 7调试过程终了，整理技术资料，投入运用。调试过程终了，整理技术资料，投入运用。第一节第一节 PLC PLC控制系统设计的内容与步骤控制系统设计的内容与步骤Date: 2024/9/25 Page: 4PLCPLC控制系统设计步骤流程图控制系统设计步骤流程图Date: 2024/9/25 Page: 5v PLC机型的选择v I/O点的数量和种类v CPU的速度v 内存容量v 编程器v 打印机v I/O模块v 通讯接口模块v 通讯传输电缆第二节第二节 PLC PLC的硬件设置的硬件设置Date: 2024/9/25 Page: 6一、一、PLC机型选择机型选择构造方式构造方式 整体式整体式 模块式模块式安装方式安装方式 集中式集中式 远程远程IO式式 分布式分布式功能要求功能要求呼应速度呼应速度系统可靠性系统可靠性机型一致机型一致Date: 2024/9/25 Page: 7输入器件：指衔接到输入器件：指衔接到PLC输入接线端子用于产生输入输入接线端子用于产生输入 信号的器件。信号的器件。分类分类 主令器件主令器件 检测器件检测器件 有源触点输入器件有源触点输入器件 无源触点输入器件无源触点输入器件输入信号输入信号 模拟信号模拟信号 数字信号数字信号 开关信号开关信号二、二、PLCI/O端口选择端口选择按钮、选择开关、数字开关按钮、选择开关、数字开关行程开关、接近开关、光电开关、继行程开关、接近开关、光电开关、继电器触点，接触器辅助触点电器触点，接触器辅助触点行程开关、接近开关、光电行程开关、接近开关、光电开关、继电器触点，接触器开关、继电器触点，接触器辅助触点辅助触点行程开关、接近开关、光电行程开关、接近开关、光电开关、继电器触点，接触器开关、继电器触点，接触器辅助触点辅助触点压力传感器、温度传感器压力传感器、温度传感器数字开关数字开关按钮、转换开关、构成开关、按钮、转换开关、构成开关、触点触点Date: 2024/9/25 Page: 8输出器件：指衔接到输出器件：指衔接到PLC输出接线端子用于执行程序输出接线端子用于执行程序 运转结果的器件。运转结果的器件。分类：分类： 驱动负载驱动负载 显示负载显示负载 输出端口：输出端口： 继电器输出继电器输出 晶体管输出晶体管输出 晶闸管输出晶闸管输出接触器、继电器、电磁阀接触器、继电器、电磁阀二、二、PLCI/O端口选择端口选择指示灯、数字显示安装、电指示灯、数字显示安装、电铃、蜂鸣器铃、蜂鸣器交直流负载交直流负载直流负载直流负载交流负载交流负载Date: 2024/9/25 Page: 9I/O点数确实定点数确实定 I/O点数是衡量可编程控制器规模大小的根据。点数是衡量可编程控制器规模大小的根据。 确定根据：将与确定根据：将与PLC相连的全部输入、输出器件根据相连的全部输入、输出器件根据所需的电压、电流的大小和种类分别统计，思索未来开所需的电压、电流的大小和种类分别统计，思索未来开展的需求再相应添加展的需求再相应添加 1015的余量的余量二、二、PLC I/O端口选择端口选择Date: 2024/9/25 Page: 10 CPU CPU的运转速度是指执行每一步用户程序的时间。的运转速度是指执行每一步用户程序的时间。对于以开关量为主的控制系统，不用思索扫描速度，普对于以开关量为主的控制系统，不用思索扫描速度，普通的通的PLCPLC机型都可运用。对于以模拟量为主的控制系统，机型都可运用。对于以模拟量为主的控制系统，那么需思索扫描速度，必需选择适宜那么需思索扫描速度，必需选择适宜CPUCPU种类的种类的PLCPLC机型。机型。三、三、CPU的速度的速度Date: 2024/9/25 Page: 11远程远程I/OI/O模块：输入、输出安装比较分散，任务现场远模块：输入、输出安装比较分散，任务现场远 离控制站离控制站高高速速计计数数器器模模块块：当当PLCPLC内内部部的的高高速速计计数数器器的的最最高高计计数数频频率不能满足要求时，可选择运用率不能满足要求时，可选择运用定位模块：在机械设备中，保证加工精度进展定位定位模块：在机械设备中，保证加工精度进展定位通通讯讯联联网网模模块块：PLCPLC与与PLCPLC之之间间，或或PLCPLC与与计计算算机机之之间间的的通通讯与联网讯与联网模拟输入模块、输出模块：把流量、速度、压力、风模拟输入模块、输出模块：把流量、速度、压力、风 力力、张张力力等等变变换换成成数数字字量量，及及把把数数字字量量变变换换成成模模拟拟量量，进展输入、输出。进展输入、输出。 四、四、PLC模块的选择模块的选择Date: 2024/9/25 Page: 12 PLC PLC的外围设备主要是人的外围设备主要是人机对话安装，用于机对话安装，用于PLCPLC的的编程和监控。经过人编程和监控。经过人机对话安装可以进展编程、调试机对话安装可以进展编程、调试及显示图形报表、文件复制、报警等。及显示图形报表、文件复制、报警等。PLCPLC外围外围设外围外围设备有编程器、打印机、备有编程器、打印机、EPROMEPROM写入器、显示器等。写入器、显示器等。五、五、PLC外围设外围设Date: 2024/9/25 Page: 13 我国优先选择我国优先选择220V220V的交流电源电压，特殊情况可选择的交流电源电压，特殊情况可选择24V24V直流直流电源供电。电源供电。 输入信号电源，普通利用输入信号电源，普通利用PLCPLC内部提供的直流内部提供的直流24V24V电源。对于带电源。对于带有有源器件的接近开关可外接有有源器件的接近开关可外接220V220V交流电源，提高稳定防止干扰。交流电源，提高稳定防止干扰。 选用直流选用直流I/OI/O模块时，需求外设直流电源。模块时，需求外设直流电源。六、电源电压的选择六、电源电压的选择Date: 2024/9/25 Page: 14 PLC PLC的软件设计指的软件设计指PLCPLC控制系统中用户程序的设计。控制系统中用户程序的设计。第三节第三节 PLC PLC的软件设计的软件设计设计内容设计内容控制流程图控制流程图梯形图梯形图形状转移图形状转移图指令表指令表设计方法设计方法翻译法翻译法形状转移图法形状转移图法逻辑设计法逻辑设计法Date: 2024/9/25 Page: 15形状转移图与梯形图形状转移图与梯形图S20M8002X0Y1S21X1Y2S22X2Y3S23X3Y4X4S0S0S0X0X0SET S20SET S0M8002M8002Y1S20S20X1X1SET S21Y2S21S21X2X2SET S22Y3S22S22X3X3SET S22Y4S23S23X4X4S0RETENDLD M8002 SET S0 SEL S0LD X0SET S20LD X0Date: 2024/9/25 Page: 16 用用PLCPLC中软元件，替代原继电器中软元件，替代原继电器接触器控制线路图接触器控制线路图中的元器件，直接翻译成梯形图的方法。主要用于对中的元器件，直接翻译成梯形图的方法。主要用于对旧设备、旧控制系统的技术改造。旧设备、旧控制系统的技术改造。 设计举例设计举例 正反转正反转 时间控制时间控制 第三节第三节 PLC PLC的软件设计的软件设计一、翻译法一、翻译法Date: 2024/9/25 Page: 17SBSB1SB2KM1KM2KM2KM1KM2KM1COMX0X1X2Y1Y2COM一、翻译法一、翻译法SBSB1SB2KM1KM2X1X0X0X2Y2Y1Y2Y2Y1Y1 正反转正反转Date: 2024/9/25 Page: 18SB1SB2COMX1X2Y1Y2KM1KM2COMKTSB2SB1KM1KTKM1KM2X1X0KTY1Y2Y1T0K30 定时器定时器Date: 2024/9/25 Page: 19 针对顺序控制方式或步进控制方式的程序设计。针对顺序控制方式或步进控制方式的程序设计。在程序设计时，首先将系统的任务过程分解成假设干在程序设计时，首先将系统的任务过程分解成假设干个延续的阶段，每一阶段称为个延续的阶段，每一阶段称为“工步或工步或“形状，形状，以工步或形状为单元，从任务过程开场，一步接以工步或形状为单元，从任务过程开场，一步接着一步，不断到任务过程的最后一步终了。着一步，不断到任务过程的最后一步终了。 设计举例设计举例 机械手控制机械手控制二、形状转移图二、形状转移图Date: 2024/9/25 Page: 20 以布尔逻辑代数为实际根底，以逻辑变量以布尔逻辑代数为实际根底，以逻辑变量“0“0或或“1“1作为研讨对象，以作为研讨对象，以“与、与、“或、或、“非三种非三种根本逻辑运算为分析根据，对电气控制线路进展逻辑运根本逻辑运算为分析根据，对电气控制线路进展逻辑运算，把触点的算，把触点的“通、断形状用逻辑变量通、断形状用逻辑变量“0“0或或“1“1来表示。来表示。 设计举例设计举例 “ “与逻辑关系与逻辑关系 “ “或逻辑关系或逻辑关系 “ “与、或、非逻辑关系与、或、非逻辑关系三、逻辑设计法三、逻辑设计法Date: 2024/9/25 Page: 21L(Y1) X0 X1 X2 M1L(Y2) X0 +X1+M2 +Y2X0X1M1X2Y1X0Y2X1M2Y2L(Y3)( X0 +X1)X2 Y2 +M10X0Y3X1Y2M10X2“与与“或或“与、或、非与、或、非Date: 2024/9/25 Page: 22 传统的自动控制系统由继电器传统的自动控制系统由继电器接触器控制组成，存接触器控制组成，存在缺点多、可靠性差、任务寿命短、不易检修等缺陷。在缺点多、可靠性差、任务寿命短、不易检修等缺陷。随着随着PLC的普及和完善，以及的普及和完善，以及PLC本身所具有的高可靠本身所具有的高可靠性、易编程修正的特点，在自动控制系统中运用获得了性、易编程修正的特点，在自动控制系统中运用获得了良好的效果。良好的效果。如：如：MPS模块化自动消费加工系统模块化自动消费加工系统 智能群控电梯控制系统智能群控电梯控制系统第四节第四节 PLC PLC在工业机械手臂中的运用在工业机械手臂中的运用Date: 2024/9/25 Page: 23MPSMPS生生产产加加工工系系统统Date: 2024/9/25 Page: 24智智能能群群控控电电梯梯Date: 2024/9/25 Page: 25【运用范例1】机械手臂控制Date: 2024/9/25 Page: 26工件的补充运用人工控制，可直接将工件放在工件的补充运用人工控制，可直接将工件放在工件的补充运用人工控制，可直接将工件放在工件的补充运用人工控制，可直接将工件放在D D D D点点点点LS0LS0LS0LS0动作。动作。动作。动作。控制阐明：只需只需只需只需D D D D点有工件，机械手臂即先下降点有工件，机械手臂即先下降点有工件，机械手臂即先下降点有工件，机械手臂即先下降B B B B缸动作将工件抓取缸动作将工件抓取缸动作将工件抓取缸动作将工件抓取C C C C缸缸缸缸 动作后上升动作后上升动作后上升动作后上升B B B B缸复位，再将工件搬运缸复位，再将工件搬运缸复位，再将工件搬运缸复位，再将工件搬运A A A A缸动作到缸动作到缸动作到缸动作到E E E E点上点上点上点上 方，机械手臂再次下降方，机械手臂再次下降方，机械手臂再次下降方，机械手臂再次下降B B B B缸动作后放开缸动作后放开缸动作后放开缸动作后放开C C C C缸复位工件，机缸复位工件，机缸复位工件，机缸复位工件，机 械手臂上升械手臂上升械手臂上升械手臂上升B B B B缸复位，最后机械手臂再回到原点缸复位，最后机械手臂再回到原点缸复位，最后机械手臂再回到原点缸复位，最后机械手臂再回到原点A A A A缸复位。缸复位。缸复位。缸复位。Date: 2024/9/25 Page: 27CCCC缸在抓取或放开工件后，都需有缸在抓取或放开工件后，都需有缸在抓取或放开工件后，都需有缸在抓取或放开工件后，都需有1 1 1 1秒的间隔，机械手臂才干动作。秒的间隔，机械手臂才干动作。秒的间隔，机械手臂才干动作。秒的间隔，机械手臂才干动作。控制阐明：A,B,CA,B,CA,B,CA,B,C缸均为单作用气缸，运用电磁控制。缸均为单作用气缸，运用电磁控制。缸均为单作用气缸，运用电磁控制。缸均为单作用气缸，运用电磁控制。当当当当E E E E点有工件且点有工件且点有工件且点有工件且B B B B缸已上升到缸已上升到缸已上升到缸已上升到LS4LS4LS4LS4时，传送带马达转动以运走工件，时，传送带马达转动以运走工件，时，传送带马达转动以运走工件，时，传送带马达转动以运走工件， 经经经经2 2 2 2秒后传送带马达自动停顿。工件假设未完全运走计时未到秒后传送带马达自动停顿。工件假设未完全运走计时未到秒后传送带马达自动停顿。工件假设未完全运走计时未到秒后传送带马达自动停顿。工件假设未完全运走计时未到 时，那么应等待传送带马达停顿后才干将工件移走。时，那么应等待传送带马达停顿后才干将工件移走。时，那么应等待传送带马达停顿后才干将工件移走。时，那么应等待传送带马达停顿后才干将工件移走。Date: 2024/9/25 Page: 28控制阐明：LS0DLS0DLS0DLS0D点有无工件侦测用限制开点有无工件侦测用限制开点有无工件侦测用限制开点有无工件侦测用限制开关关关关 LS5E点有无工件侦测用限制开关 LS1A缸前行限制开关左极限 LS2ALS2A缸退回限制开关右极限缸退回限制开关右极限 LS3BLS3B缸下降限制开关下极限缸下降限制开关下极限LS4BLS4B缸上升限制开关上极限缸上升限制开关上极限Date: 2024/9/25 Page: 29功能分析：原点复位：选定以原点复位：选定以原点复位：选定以原点复位：选定以A A A A缸退回至右极限位置缸退回至右极限位置缸退回至右极限位置缸退回至右极限位置LS2 ONLS2 ONLS2 ONLS2 ON、B B B B缸缸缸缸 上升至上极限位置上升至上极限位置上升至上极限位置上升至上极限位置LS4 ONLS4 ONLS4 ONLS4 ON及及及及C C C C缸松开为机械手缸松开为机械手缸松开为机械手缸松开为机械手臂的原点。臂的原点。臂的原点。臂的原点。 执行一个动作之后，应做原点复位的侦测由于执行一个动作之后，应做原点复位的侦测由于执行一个动作之后，应做原点复位的侦测由于执行一个动作之后，应做原点复位的侦测由于A A A A、B B B B、C C C C缸缸缸缸 均为单作用气缸，所以会自动退回原点。均为单作用气缸，所以会自动退回原点。均为单作用气缸，所以会自动退回原点。均为单作用气缸，所以会自动退回原点。工件搬运流程：依题意其动作为一循环式单一顺序工件搬运流程：依题意其动作为一循环式单一顺序工件搬运流程：依题意其动作为一循环式单一顺序工件搬运流程：依题意其动作为一循环式单一顺序流程。流程。流程。流程。传送带流程：在侦测到传送带流程：在侦测到传送带流程：在侦测到传送带流程：在侦测到E E E E点有工件且点有工件且点有工件且点有工件且B B B B缸在上极限位缸在上极限位缸在上极限位缸在上极限位置时，置时，置时，置时， 应驱动传送带转动。应驱动传送带转动。应驱动传送带转动。应驱动传送带转动。上述两个流程可以同时进展，因此运用并进分支流上述两个流程可以同时进展，因此运用并进分支流上述两个流程可以同时进展，因此运用并进分支流上述两个流程可以同时进展，因此运用并进分支流程来完程来完程来完程来完 成组合。成组合。成组合。成组合。Date: 2024/9/25 Page: 30元件分配： D D点工件传感器点工件传感器LS0LS0，运用输入继电器，运用输入继电器X0X0A A缸左限位传感器缸左限位传感器LS1LS1，运用输入继电器，运用输入继电器X1X1A A缸右限位传感器缸右限位传感器LS2LS2，运用输入继电器，运用输入继电器X2X2B B缸下限位传感器缸下限位传感器LS3LS3，运用输入继电器，运用输入继电器X3X3B B缸上限位传感器缸上限位传感器LS4LS4，运用输入继电器，运用输入继电器X4X4E E点工件传感器点工件传感器LS5LS5，运用输入继电器，运用输入继电器X5X5A A缸驱动，运用输出继缸驱动，运用输出继电器电器Y0Y0B B缸驱动，运用输出继缸驱动，运用输出继电器电器Y1Y1C C缸驱动，运用输出继缸驱动，运用输出继电器电器Y2Y2传送带驱动，运用输传送带驱动，运用输出继电器出继电器Y3Y3Date: 2024/9/25 Page: 31绘绘制形状流程图b.工件搬运流程B缸下移缸下移Y1 ONC缸夹取工件并延时缸夹取工件并延时Y2 ONB缸上升缸上升Y1 OFFA缸前进缸前进Y0 ON工件尚未工件尚未完全搬运完全搬运B缸下移缸下移Y1 ONC缸松开工件并延时缸松开工件并延时Y2 OFFB缸上升缸上升Y1 OFFA缸后退缸后退Y0 OFFa.原点复位流程A A缸退回至右极限位置缸退回至右极限位置LS2 ONLS2 ONB缸上升至上极限位置缸上升至上极限位置LS4 ONDate: 2024/9/25 Page: 32绘绘制形状流程图d.d.并进并进- -合流分支合流分支c.c.传送带流程传送带流程B B缸在上极限位置缸在上极限位置E E点有工件点有工件驱动传送带电机并延时2秒将工件搬运流程和传送带流程做成并进-合流分支构造Date: 2024/9/25 Page: 33步进阶梯图转换Date: 2024/9/25 Page: 34程序清单Date: 2024/9/25 Page: 35本章小结1.1.本章主要讲述本章主要讲述PLCPLC控制系统设计的步骤、内容和方法。控制系统设计的步骤、内容和方法。内容包括硬件设置和软件设计两方面。内容包括硬件设置和软件设计两方面。2.2.会合理选择硬件会合理选择硬件3.3.掌握翻译法、功能图法和逻辑法。掌握翻译法、功能图法和逻辑法。4.4.能用能用PLCPLC设计自动控制系统。设计自动控制系统。Date: 2024/9/25 Page: 36