第八章可编程序控制器系统设计与应用(课本).ppt

主主主主 编编编编 ：陈陈陈陈建明建明建明建明副主副主副主副主编编编编 ：巫付：巫付：巫付：巫付专专专专 朱朱朱朱晓东晓东晓东晓东 熊熊熊熊军华军华军华军华电气控制与PLC应用（第八章）第八章第八章 可可编编程序控制器系程序控制器系统设计统设计与与应应用用 u了了解解可可编编程程序序控控制制器器系系统统设设计计的的一一般般原原则则与步与步骤骤 u熟熟悉悉可可编编程程序序控控制制器器系系统统设设计计的的硬硬件件配配置置及及软软件件设计设计 u掌握掌握软软、硬件、硬件设计设计的基本的基本环节环节及及设计设计技巧技巧 学学习习目目标标：教学内容：教学内容：8.1 PLC控制系控制系统设计统设计 8.2 PLC控制系控制系统统硬件配置硬件配置 8.3 PLC控制系控制系统软统软件件设计设计 8.4 PLC应应用程序的典型用程序的典型环节环节及及设计设计技巧技巧 8.5 PLC在工在工业业控制中的控制中的应应用用 8.6 提高提高PLC控制系控制系统统可靠性的措施可靠性的措施 第第8章章 可可编编程序控制器系程序控制器系统设计统设计与与应应用用 8.1 PLC控制系控制系统设计统设计 返回返回u可可编编程控制系程控制系统设计时应统设计时应遵循以下原遵循以下原则则：8.1.1 PLC控制系控制系统设计统设计的基本原的基本原则则 最大限度的最大限度的满满足被控足被控对对象的要求；象的要求；在在满满足控制要求的前提下，力求使控制系足控制要求的前提下，力求使控制系统简单统简单、经济经济、适用及、适用及维护维护方便；方便；保保证证系系统统的安全可靠；的安全可靠；考考虑虑生生产发产发展和工展和工艺艺改改进进的要求，在的要求，在选选型型时应时应留留有适当的余量。有适当的余量。8.1.2 PLC控制系控制系统设计统设计的内容的内容 uPLC控制系控制系统设计统设计的主要内容有：的主要内容有：分析控制分析控制对对象，明确象，明确设计设计任任务务和要求；和要求；选选定定PLC的型号，的型号，对对控制系控制系统统的硬件的硬件进进行配置；行配置；选择选择所需的所需的输输入入/输输出模出模块块，编编制制PLC的的输输入入/输输出分配表和出分配表和输输入入/输输出端子接出端子接线图线图;根据系根据系统设计统设计要求要求编编写程序写程序规规格要求格要求说说明明书书，再，再用相用相应应的的编编程程语语言言进进行程序行程序设计设计；设计设计操作台、操作台、电电气柜、气柜、选择选择所需的所需的电电器元件；器元件；编编写写设计说设计说明明书书和操作使用和操作使用说说明明书书。8.1.3 PLC控制系控制系统设计统设计的一般步的一般步骤骤 uPLC的的结结构和工作方式与一般微机和构和工作方式与一般微机和继电继电器相比器相比各有特点，其具体各有特点，其具体设计设计步步骤骤如下：如下：详详细细了了解解被被控控对对象象的的生生产产工工艺艺过过程程，分分析析控控制制要要求。求。根据控制要求确定所需的用根据控制要求确定所需的用户输户输入入/输输出出设备设备。选择选择PLC类类型。型。分配分配PLC的的I/O点，点，设计设计I/O连连接接图图。PLC软软件件设设计计，同同时时可可进进行行控控制制台台的的设设计计和和现现场场施工。施工。系系统调试统调试，固化程序，交付使用。，固化程序，交付使用。8.1.3 PLC控制系控制系统设计统设计的一般步的一般步骤骤图图8-1 PLC控制系控制系统设计统设计步步骤骤8.2 PLC控制系控制系统统硬件配置硬件配置 u硬件系硬件系统设计统设计主要包括主要包括PLCPLC及外及外围线围线路的路的设计设计、电电气气线线路的路的设计设计和抗干和抗干扰扰措施的措施的设计设计等内容。等内容。u随着随着PLCPLC功能的不断提高和完善，功能的不断提高和完善，PLCPLC几乎可以完几乎可以完成工成工业业控制控制领领域的所有任域的所有任务务。但。但PLCPLC还还是有它最是有它最适合的适合的应应用用场场合，所以在接到一个控制任合，所以在接到一个控制任务务后，后，要分析被控要分析被控对对象的控制象的控制过过程和要求，看看用什么程和要求，看看用什么控制装控制装备备（PLCPLC、单单片机、片机、DCSDCS或工控机或工控机IPCIPC）来来完成完成该该任任务务最合适。最合适。返回返回8.2.1 PLC的的选选型型 u当确定由当确定由PLCPLC来完成控制后，来完成控制后，设计设计者接下来要解者接下来要解决两个主要决两个主要问题问题：PLC容容量量的的选选择择：首首先先要要对对控控制制任任务务进进行行详详细细的的分分析析，把把所所有有的的I/O点点找找出出来来，包包括括开开关关量量I/O和和模模拟拟量量I/O以以及及这这些些I/O点点的的性性质质。然然后后对对用用户户存存储储器容量器容量进进行估算。行估算。PLC机机型型的的选选择择：由由于于生生产产PLC的的厂厂家家众众多多，实实现现的的功功能能虽虽基基本本相相同同，但但性性能能、价价格格和和编编程程语语言言却却有有较较大大差差别别，一一般般应应从从功功能能方方面面、价价格格方方面面和和售后服售后服务务等几个方面考等几个方面考虑虑。8.2.2 I/O地址分配地址分配 u输输入入输输出信号在出信号在PLCPLC接接线线端子上的地址分配是端子上的地址分配是进进行行PLCPLC控制系控制系统设计统设计的基的基础础。对软对软件件设计设计来来说说，I/OI/O地址分配以后才可地址分配以后才可进进行行编编程；程；对对控制柜及控制柜及PLCPLC的外的外围围接接线线来来说说，只有，只有I/OI/O地址确定以后，才可地址确定以后，才可以以绘绘制制电电气接气接线图线图、装配、装配图图，让让装配人装配人员员根据根据线线路路图图和安装和安装图图安装控制柜。安装控制柜。u在在进进行行I/O地址分配地址分配时时最好把最好把I/O点的名称、代点的名称、代码码和地址以表格的形式列写出来。如下表所示：和地址以表格的形式列写出来。如下表所示：输入信号输出信号停止按钮SB1I0.0正转接触器KM1反转接触器KM2Q0.1Q0.2起动按钮SB2I0.1点动按钮SB3I0.28.2.3 响响应时间应时间 u对对于于过过程控制，程控制，扫扫描周期和响描周期和响应时间应时间必必须认须认真考真考虑虑。PLCPLC顺顺序序扫扫描的工作方式，使它不能可靠地描的工作方式，使它不能可靠地接收持接收持续时间续时间小于小于扫扫描周期的描周期的输输入信号。入信号。总总之，之，PLCPLC的的处处理速度理速度应满应满足足实时实时控制的要求。控制的要求。选选定定PLCPLC及其及其扩扩展模展模块块（如需要的如需要的话话）和分配完和分配完I/OI/O地址后，硬件地址后，硬件设计设计的主要内的主要内容就是完成容就是完成电电气控制系气控制系统统原理原理图图的的设计设计、电电气控制元器件的气控制元器件的选择选择和控制柜的和控制柜的设计设计。8.3 PLC控制系控制系统软统软件件设计设计 u在一些典型的控制在一些典型的控制环节环节和和电电路的基路的基础础上，根据被上，根据被控制控制对对象象对对控制系控制系统统的具体要求，凭的具体要求，凭经验进经验进行行选选择择、组组合。有合。有时为时为了得到一个了得到一个满满意的意的设计结设计结果，果，需要需要进进行多次反复地行多次反复地调试调试和修改，增加一些和修改，增加一些辅辅助助触点和中触点和中间编间编程元件。程元件。u经验设计经验设计法法对对于一些比于一些比较简单较简单的控制系的控制系统统的的设计设计是比是比较较奏效的，可以收到快速、奏效的，可以收到快速、简单简单的效果。但的效果。但是，由于是，由于这这种方法主要是依靠种方法主要是依靠设计设计人人员员的的经验进经验进行行设计设计，所以，所以对设计对设计人人员员的要求也比的要求也比较较高，特高，特别别是要求是要求设计设计者有一定的者有一定的实实践践经验经验。8.3.1 经验设计经验设计法法 返回返回8.3.2 逻辑设计逻辑设计法法 u工工业电业电气控制气控制线线路中，有不少都是通路中，有不少都是通过继电过继电器等器等电电器元件来器元件来实现实现，因此，用，因此，用“0”0”和和“1”1”两种取两种取值值的的逻辑逻辑代数代数设计电设计电器控制器控制线线路是完全可以的，路是完全可以的，用用逻辑设计逻辑设计法法设计设计PLC应应用程序的一般步用程序的一般步骤骤如下：如下：列出列出执执行元件行元件动动作作节节拍表；拍表；绘绘制制电电气控制系气控制系统统的状的状态转态转移移图图；进进行系行系统统的的逻辑设计逻辑设计；编编写程序；写程序；对对程序程序检测检测、修改和完善。、修改和完善。8.3.3 顺顺序功能序功能图图法法 u顺顺序功能序功能图图法是首先根据系法是首先根据系统统的工的工艺艺流程流程设计顺设计顺序功能序功能图图，然后再依据，然后再依据顺顺序功能序功能图设计顺图设计顺序控制序控制程序。在程序。在顺顺序功能序功能图图中，中，实现转换时实现转换时使前使前级级步的步的活活动结动结束而使后束而使后续续步的活步的活动动开始，步之开始，步之间间没有重没有重叠。叠。u顺顺序控制序控制继电继电器（器（SCR）指令是基于指令是基于顺顺序功能序功能图图（SFC）的的编编程方式，程方式，专门专门用于用于编编制制顺顺序控制程序控制程序。使用它必序。使用它必须须依据依据顺顺序功能序功能图进图进行行编编程。程。本本节节小小结结：u在在编编程程语语言的言的选择选择上，用梯形上，用梯形图编图编程程还还是用是用语语句句表表编编程或使用功能程或使用功能图编图编程，程，这这主要取决于以下几主要取决于以下几点：点：有有些些PLCPLC使使用用梯梯形形图图编编程程不不是是很很方方便便，则则可可以以使使用用语语句表句表编编程，但是梯形程，但是梯形图总图总比比语语句表直句表直观观。经经验验丰丰富富的的人人员员可可以以使使用用语语句句表表直直接接编编程程，就就像像使用使用汇编语汇编语言一言一样样。如如果果是是清清晰晰的的单单顺顺序序、选选择择顺顺序序或或并并发发顺顺序序的的控控制任制任务务，则则最好用最好用顺顺序功能序功能图图来来设计设计。8.4 PLC应应用程序的典型用程序的典型环节环节及及设计设计技巧技巧 u复复杂杂的控制程序一般都是由一些典型的基本的控制程序一般都是由一些典型的基本环节环节有机地有机地组组合而成的，因此，掌握合而成的，因此，掌握这这些基本些基本环节环节尤尤为为重要。它有助于程序重要。它有助于程序设计设计水平的提高。水平的提高。u几个常用的典型几个常用的典型环节环节：8.4.1 应应用程序的典型用程序的典型环节环节 电动电动机的起机的起动动与停止控制程序；与停止控制程序；具有点具有点动动功能功能电动电动机起机起动动、停止控制程序；、停止控制程序；电动电动机的正、反机的正、反转转控制程序；控制程序；返回返回u1.1.电动电动机的起机的起动动与停止控制程序与停止控制程序：输入信号输出信号停止按钮SB1I0.1接触器KMQ0.1起动按钮SB2I0.2表表8-1 I/O8-1 I/O分配表分配表 图图8-3 I/O8-3 I/O接接线图线图 图图8-4 8-4 停止停止优优先梯形先梯形图图 图图8-5 8-5 起起动优动优先梯形先梯形图图 注意：常注意：常闭闭按按纽纽在在编编程中的程中的变变化化8.4.1 应应用程序的典型用程序的典型环节环节 返回返回8.4.1 应应用程序的典型用程序的典型环节环节u2.具有点具有点动动功能功能电动电动机起机起动动、停止控制程序、停止控制程序 输入信号输出信号停止按钮SB1I0.0接触器KMQ0.1起动按钮SB2I0.1点动按钮SB3I0.2表表8-2 I/O8-2 I/O分配表分配表 图图8-6 8-6 起、停、点起、停、点动动控制控制I/OI/O接接线图线图 图图8-7 8-7 电动电动机起、停、点机起、停、点动动控制控制 8.4.1 应应用程序的典型用程序的典型环节环节u3.电动电动机的正、反机的正、反转转控制程序控制程序 输入信号输出信号停止按钮SB1I0.0正转接触器KM1反转接触器KM2Q0.1Q0.2起动按钮SB2I0.1点动按钮SB3I0.2表表8-3 I/O8-3 I/O分配表分配表 图图8-9 8-9 电动电动机正、机正、反反转转梯形梯形图图8.4.1 应应用程序的典型用程序的典型环节环节u4.通通电电禁止禁止输输出程序出程序 图图8-10 8-10 通通电电禁禁止止输输出梯形出梯形图图 PLC PLC上上电进电进入入RUNRUN状状态时态时，SM0.3SM0.3接通一个接通一个扫扫描周期。使描周期。使M1.0M1.0置置1 1，M1.0M1.0的常的常闭闭接点切接点切断了断了输输出出线线圈圈Q1.0Q1.0、Q1.1Q2.3Q1.1Q2.3的控制的控制逻逻辑辑，故，故输输出被禁止。出被禁止。只有接通允只有接通允许许工作的工作的按按钮钮Il.0Il.0时时，M1.0M1.0被被复位，复位，输输出出线线圈圈Q1.0Q1.0、Q1.1Q2.3Q1.1Q2.3才有可能才有可能输输出。出。8.4.1 应应用程序的典型用程序的典型环节环节u5.5.闪烁电闪烁电路路闪烁电闪烁电路路实际实际上上就是一个就是一个时钟电时钟电路。它可以是等路。它可以是等间间隔的通断，也隔的通断，也可以是不等可以是不等间间隔隔的通断。的通断。图图8 8-1111为为一个典型一个典型闪烁闪烁电电路的程序及路的程序及时时序序图图。在。在该该例中，例中，当当I0.0I0.0有效有效时时，T37T37就会就会产产生一个生一个1s1s通、通、2s2s断的断的闪闪烁烁信号。信号。Q0.0Q0.0和和T37T37一一样样开始开始闪烁闪烁。图图8-11 8-11 闪烁电闪烁电路路 8.4.1 应应用程序的典型用程序的典型环节环节u6.报报警警电电路路 输输入信号入信号I0.0 故障故障I1.0 消消铃铃I1.1 测试测试输输出信号出信号Q0.0 警灯警灯Q0.7警警铃铃I/OI/O分配表分配表图图8-13 8-13 标标准故障准故障报报警警 8.4.1 应应用程序的典型用程序的典型环节环节u7.高精度高精度时钟时钟程序程序 图图8-15 8-15 高精度高精度时钟时钟梯形梯形图图 输输入信号入信号I0.1I0.1、I0.2I0.2用于建立期用于建立期望的望的时钟设时钟设置，置，即即调调整分整分针针、时时针针。8.4.1 应应用程序的典型用程序的典型环节环节u8.脉冲脉冲宽宽度可控制度可控制电电路路 在在输输入信号入信号宽宽度不度不规规范的情况下，要求在每一个范的情况下，要求在每一个输输入信号的上升沿入信号的上升沿产产生一个生一个宽宽度固定的脉冲，度固定的脉冲，该该脉冲脉冲宽宽度可以度可以调节调节。如果。如果输输入信号的两个上升沿之入信号的两个上升沿之间间的距的距离小于离小于该该脉冲脉冲宽宽度，度，则则忽略忽略输输入信号的第二个上升沿。入信号的第二个上升沿。图图8-16 8-16 脉冲脉冲宽宽度可控制度可控制电电路路 8.4.1 应应用程序的典型用程序的典型环节环节u9.分分频电频电路路 由于由于M0.1M0.1常常闭闭触点的作用，触点的作用，M0.0M0.0在在I0.1I0.1每每次有效信号次有效信号时时间间内内仅仅接通一接通一个个扫扫描周期的描周期的导导通信号，即通信号，即单单脉冲。脉冲。图图 8-17 8-17 二分二分频电频电路路 8.4.2 PLC控制程序控制程序设计设计技巧技巧 u减少减少输输入点的方法：入点的方法：1.用二极管隔离的分用二极管隔离的分组输组输入法入法;控制系控制系统统一般具有手一般具有手动动和自和自动动的两种工作方式。的两种工作方式。由于手由于手动动与自与自动动是不同是不同时时发发生的，可分成两生的，可分成两组组，并，并由由转换转换开关开关SASA选择选择自自动动(位置位置2)2)和手和手动动(位置位置1)1)的的工作位置，如工作位置，如图图8-188-18所示。所示。这样这样一个一个输输入点就可当作入点就可当作两个两个输输入点使用。二极管入点使用。二极管的作用是避免的作用是避免产产生寄生生寄生电电路，保路，保证证信号的正确信号的正确输输入。入。图图8-18 8-18 用二极管隔离用二极管隔离输输入法入法 8.4.2 PLC控制程序控制程序设计设计技巧技巧u减少减少输输入点的方法：入点的方法：2.触点合并触点合并输输入法入法;图图8-19 I/O8-19 I/O接接线图线图 输入信号输出信号甲、乙停止按钮串联（SB1*SB2）I0.0I0.1接触器KMQ0.5甲、乙起动按钮并联（SB3+SB4）表表8-4 I/O8-4 I/O分配表分配表 图图8-8-20 20 I/OI/O梯梯形形图图 8.4.2 PLC控制程序控制程序设计设计技巧技巧u减少减少输输入点的方法：入点的方法：3.单单按按钮钮启、停控制程序启、停控制程序;图图8-21 8-21 单单按按钮钮控制梯形控制梯形图图 现现介介绍绍只用一个按只用一个按钮钮，通，通过软过软件件编编程，程，实现实现起起动动与停止的控与停止的控制。制。如如图图8-218-21所示，所示，I0.0I0.0作作为为起起动动、停止、停止按按钮钮的地址，第一次的地址，第一次按下按下时时Q1.0Q1.0有有输输出，出，第二次按下第二次按下时时Q1.0Q1.0无无输输出，第三次按下出，第三次按下Q1.0Q1.0又有又有输输出。出。8.4.2 PLC控制程序控制程序设计设计技巧技巧u减少减少输输出点的方法：出点的方法：图图8-22 8-22 并并联输联输出法出法 对对于于两两个个通通断断状状态态完完全全相相同同的的负负载载，可可将将它它们们并并联联后后共共用用一一个个PLCPLC的的输输出出点点，如如图图8-228-22所示。所示。图图8-22 8-22 并并联联输输出出法法，两两个个负负载载并并联联共共用用一一个个输输出出点点，应应注注意意两两个个输输出出负负载载电电流流总总和和不不能能大大于于输输出出端端子子的的负载负载能力。能力。8.5 PLC在工在工业业控制中的控制中的应应用用 u现现有四台有四台电动电动机机M1、M2、M3、M4，要求四台，要求四台电电动动机机顺顺序启序启动动和和顺顺序停序停车车。顺顺序启序启动动的的时间间时间间隔隔为为30s，顺顺序停序停车车的的时间间时间间隔隔为为10s。u可可选选用用S7-200（CPU224）进进行控制。行控制。对电动对电动机机顺顺序启、停控制有很多种方法，可根据序启、停控制有很多种方法，可根据编编程程习惯习惯选择选择。本。本题给题给出两种方法：出两种方法：8.5.1 四台四台电动电动机的机的顺顺序启、停控制序启、停控制 利用利用顺顺序控制序控制继电继电器指令器指令设计设计程序；程序；利用移位寄存器指令利用移位寄存器指令设计设计程序。程序。返回返回u现现有四台有四台电动电动机机M1、M2、M3、M4，要求四台，要求四台电电动动机机顺顺序启序启动动和和顺顺序停序停车车。启、停的。启、停的顺顺序均序均为为M1M2M3M4。顺顺序启序启动时动时的的时间间时间间隔隔为为30s，顺顺序停序停车车的的时间间时间间隔隔为为10s。u输输入入输输出分配表如表出分配表如表8-5所示。所示。uPLC的的I/O接接线图线图如如图图8-23所示。所示。u四台四台电动电动机机顺顺序启、停利用序启、停利用顺顺序控制序控制继电继电器器设计设计梯形梯形图图，如，如图图8-24所示。所示。1.利用利用顺顺序控制序控制继电继电器指令器指令设计设计程序程序 1.利用利用顺顺序控制序控制继电继电器指令器指令设计设计程序程序 u表表8-5 输输入入输输出分配表出分配表 输输入信号入信号停止按停止按钮钮SBSB1I0.0启启动动按按钮钮SBSB2I0.1输输出信号出信号接触器接触器KMKM1Q0.0接触器接触器KMKM2Q0.1接触器接触器KMKM3Q0.2接触器接触器KMKM4Q0.3表表8-5 8-5 输输入入输输出分配表出分配表 1.利用利用顺顺序控制序控制继电继电器指令器指令设计设计程序程序 u图图8-23 四台四台电电机机顺顺序启、停序启、停I/O接接线图线图 图图8-23 8-23 四台四台电电机机顺顺序启、停序启、停I/OI/O接接线图线图 u四台四台电动电动机启机启动动的的顺顺序序为为M1M2M3M4，停止，停止的的顺顺序序为为M4M3M2M1。顺顺序启序启动时动时的的时间间时间间隔隔为为30s，顺顺序停止的序停止的时间间时间间隔隔为为10s。u输输入入输输出分配表如表出分配表如表8-5所示。所示。uPLC的的I/O接接线图线图如如图图8-23所示。所示。u四台四台电动电动机机顺顺序启、停利用移位寄存器指令序启、停利用移位寄存器指令设计设计梯形梯形图图，如，如图图8-25所示。所示。2.利用移位寄存器指令利用移位寄存器指令设计设计程序程序 8.5.2 电动电动机星形三角形减机星形三角形减压压起起动动控制控制 u现现选选用用S7-200（CPU222）进进行行电电动动机机星星形形三三角角形形减减压压起起动动控控制制。输输入入输输出出分分配配表表如如表表8-6所所示示，控制接控制接线图线图如如图图8-26所示，梯形所示，梯形图图如如图图8-27所示。所示。u图图8-26中中，电电动动机机由由接接触触器器KM1、KM2、KM3控控制制，其其中中KM3将将电电动动机机定定子子绕绕组组连连接接成成星星形形，KM KM2将将电电动动机机定定子子绕绕组组连连接接成成三三角角形形。KM2与与KM3不不能能同同时时吸吸合合，否否则则将将产产生生电电源源短短路路。在在程程序序设设计计过过程程中中，应应充充分分考考虑虑由由星星形形向向三三角角形形切切换换的的时时间间，即即由由KM3完完全全断断开开（包包括括灭灭弧弧时时间间）到到KM2接通接通这这段段时间应锁时间应锁定住，以防定住，以防电电源短路。源短路。返回返回8.5.2 电动电动机星形三角形减机星形三角形减压压起起动动控制控制 u表表8-6 输输入入输输出分配表出分配表 输输入信号入信号停止按停止按钮钮SBSB1I0.0启启动动按按钮钮SBSB2I0.1输输出信号出信号接触器接触器KMKM1Q0.1接触器接触器KMKM2Q0.2接触器接触器KMKM3Q0.3表表8-6 8-6 输输入入输输出分配表出分配表 8.5.2 电动电动机星形三角形减机星形三角形减压压起起动动控制控制 u电动电动机星形三角形减机星形三角形减压压起起动动控制控制I/O接接线图线图 图图8-26 8-26 电动电动机星形三角形减机星形三角形减压压起起动动控制控制I/OI/O接接线图线图 8.5.3 节节日彩灯的日彩灯的PLC控制控制 u用用PLC实现对节实现对节日彩灯的控制，日彩灯的控制，结结构构简单简单、变变幻幻形式多形式多样样、价格低。彩灯形式及、价格低。彩灯形式及变变幻尽管花幻尽管花样样繁繁多，但其多，但其负载负载不外乎三种：不外乎三种：长长通通类负载类负载、变变幻幻类类负载负载及流水及流水类负载类负载。u本例所本例所选选彩灯彩灯变变幻花幻花样为样为逐次逐次闪烁闪烁方式：程序开方式：程序开始始时时，灯，灯1 1（Q0.0Q0.0）、）、灯灯2 2（Q0.1Q0.1）亮；一次循亮；一次循环扫环扫描且定描且定时时间时时间到后，灯到后，灯1 1（Q0.0Q0.0）灭灭，灯，灯2 2（Q0.1Q0.1）亮、灯亮、灯3 3（Q0.2Q0.2）亮；再次循亮；再次循环扫环扫描且定描且定时时间时时间到到后，灯后，灯2 2（Q0.1Q0.1）灭灭，灯，灯3 3（Q0.2Q0.2）亮、灯亮、灯4 4（Q0.3Q0.3）亮亮。其。其动动作作时时序表如下表序表如下表8-78-7所示，梯形所示，梯形图图如如图图8-288-28所示。所示。返回返回8.5.3 节节日彩灯的日彩灯的PLC控制控制u节节日彩灯日彩灯动动作作时时序表序表 表表8-7 8-7 节节日彩灯日彩灯动动作作时时序表序表 节拍输出123456789101112131415Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7：表示灯亮：表示灯亮 8.5.4 十字路口交通信号灯的十字路口交通信号灯的PLC控制控制 u控制要求控制要求 ：接通启接通启动动按按钮钮后，信号灯开始工作，南北向后，信号灯开始工作，南北向红红灯、灯、东东西向西向绿绿灯同灯同时时亮；亮；东东西向西向绿绿灯亮灯亮3030s s后，后，闪烁闪烁3 3次（每次亮次（每次亮0.50.5s s，间间隔隔0.50.5秒，合秒，合计计3 3秒），接着秒），接着东东西向黄灯亮，西向黄灯亮，2 2s s后后东东西向西向红红灯亮，灯亮，3535s s后后东东西向西向绿绿灯又亮灯又亮，如此，如此不断循不断循环环，直至停止工作；，直至停止工作；南北向南北向红红灯亮灯亮3535s s后，南北向后，南北向绿绿灯亮，灯亮，3030s s后南北后南北向向绿绿灯灯闪烁闪烁3 3次（每次次（每次0.50.5s s），），接着南北向黄灯亮，接着南北向黄灯亮，2 2s s后南北向后南北向红红灯又亮灯又亮，如此不断循，如此不断循环环，直至，直至停止工作。停止工作。返回返回8.5.4 十字路口交通信号灯的十字路口交通信号灯的PLC控制控制 u交通信号灯交通信号灯设设置示意置示意图图图图8-29 8-29 交通信号灯示意交通信号灯示意图图 8.5.4 十字路口交通信号灯的十字路口交通信号灯的PLC控制控制 u交通信号灯交通信号灯时时序序图图 红红亮亮3535秒秒绿绿亮亮3030秒秒绿闪绿闪3 3秒黄亮秒黄亮2 2秒秒8.5.4 十字路口交通信号灯的十字路口交通信号灯的PLC控制控制 u交通信号灯交通信号灯输输入入输输出分配表出分配表 输输入信号入信号启启动动按按钮钮SBSB1I0.1停止按停止按钮钮SBSB2I0.2输输出信号出信号南北向南北向红红灯灯HLHL1、HLHL2Q0.0南北向黄灯南北向黄灯HLHL3、HLHL4Q0.1南北向南北向绿绿灯灯HLHL5、HLHL6Q0.2南北向南北向红红灯灯HLHL7、HLHL8Q0.3南北向黄灯南北向黄灯HLHL9、HLHL10Q0.4南北向南北向绿绿灯灯HLHL11、HLHL12Q0.5表表8-8 8-8 输输入入输输出分配表出分配表 8.5.4 十字路口交通信号灯的十字路口交通信号灯的PLC控制控制 u交通信号灯交通信号灯I/OI/O接接线图线图 图图8-31 8-31 交通灯交通灯I/OI/O接接线图线图 8.5.5 造造纸纸厂碱回收蒸厂碱回收蒸发发工段工段PLC控制控制 u整个蒸整个蒸发发工段控制系工段控制系统统的控制信号主要有开关量的控制信号主要有开关量输输入信号（切断入信号（切断阀阀、泵泵的状的状态态反反馈馈等）、开关量等）、开关量输输出信号（切断出信号（切断阀阀、泵泵的控制等）、模的控制等）、模拟拟量量输输入入信号（如温度、信号（如温度、压压力、液位等）、模力、液位等）、模拟拟量量输输出信出信号（号（调节阀调节阀的控制等）。的控制等）。u整个蒸整个蒸发发工段控制系工段控制系统统需要控制与需要控制与检测检测的的变变量有：量有：6666个模个模拟拟量量输输入（入（AIAI）、）、2323个模个模拟拟量量输输出（出（AOAO）、）、1010个数字量个数字量输输入（入（DIDI）和和1919个数字量个数字量输输出（出（DODO）。）。表表8-98-9给给出了部分出了部分测测控点。控点。返回返回8.5.5 造造纸纸厂碱回收蒸厂碱回收蒸发发工段工段PLC控制控制 u控制系控制系统统硬件配置硬件配置图图 8.5.5 造造纸纸厂碱回收蒸厂碱回收蒸发发工段工段PLC控制控制 u蒸蒸发发工段控制工程工段控制工程视图视图 8.6 提高提高PLC控制系控制系统统可靠性的措施可靠性的措施 uPLCPLC专为专为在工在工业环业环境下境下应应用而用而设计设计，其，其显显著特点著特点之一就是高可靠性，之一就是高可靠性，为为了提高了提高PLCPLC的可靠性，的可靠性，PLCPLC本身在本身在软软、硬件上均采取了一系列抗干、硬件上均采取了一系列抗干扰扰措施，措施，在一般工厂内使用完全可以可靠地工作，一般平在一般工厂内使用完全可以可靠地工作，一般平均无故障均无故障时间时间可达几万小可达几万小时时。u在在过过于于恶恶劣的劣的环环境条件下，如境条件下，如强强电电磁干磁干扰扰、超高、超高温、超低温、温、超低温、过过欠欠电压电压等情况，或安装使用不当等情况，或安装使用不当等，都可能等，都可能导导致致PLCPLC内部存内部存储储信息的破坏，引起信息的破坏，引起控制紊乱，控制紊乱，严严重重时还时还会使系会使系统统内部的元器件内部的元器件损损坏。坏。为为了提高了提高PLCPLC控制系控制系统统运行的可靠性，必运行的可靠性，必须选择须选择合理的抗干合理的抗干扰扰措施，使系措施，使系统统正常可靠的工作。正常可靠的工作。返回返回8.6.1 PLC安装的安装的环环境条件境条件 u要提高要提高PLCPLC控制系控制系统统可靠性，一方面要求可靠性，一方面要求PLC生生产产厂家提高厂家提高设备设备的抗干的抗干扰扰能力；另一方面，要求能力；另一方面，要求设设计计、安装和使用、安装和使用维护维护中引起高度重中引起高度重视视，多方配合，多方配合才能完善解决才能完善解决问题问题，有效地增，有效地增强强系系统统的抗干的抗干扰扰性性能。因此在使用中能。因此在使用中应应注意以下注意以下问题问题：温度：温度：PLCPLC要求要求环环境温度在境温度在0 05555o oC C；湿度：空气的相湿度：空气的相对对湿度湿度应应在在35%35%85%85%（无凝露）。（无凝露）。震震动动：应应使使PLCPLC远远离离强强烈的震烈的震动动源。源。空气：避免有腐空气：避免有腐蚀蚀和易燃的气体。和易燃的气体。电电源：源：PLCPLC对对于于电电源源线线的干的干扰扰具有一定的抵制能力。具有一定的抵制能力。8.6.2 抗干抗干扰扰措施措施 u现场电现场电磁干磁干扰扰是是PLC控制系控制系统统中最常中最常见见也是最易也是最易影响系影响系统统可靠性的因素，所可靠性的因素，所谓谓治治标标先治本，找出先治本，找出问题问题所在，才能提出解决所在，才能提出解决问题问题的的办办法。因此必法。因此必须须知道知道现场现场干干扰扰的源的源头头。u干干扰扰源及分源及分类类：影响：影响PLC控制系控制系统统的干的干扰扰源，大源，大都都产产生在生在电电流或流或电压剧电压剧烈烈变变化的部位，其原因是化的部位，其原因是电电流改流改变产变产生磁生磁场场，对设备产对设备产生生电电磁磁辐辐射；磁射；磁场场改改变产变产生生电电流，流，电电磁高速磁高速产产生生电电磁波。通常磁波。通常电电磁磁干干扰扰按干按干扰扰模式不同，分模式不同，分为为共模干共模干扰扰和差模干和差模干扰扰。8.6.2 抗干抗干扰扰措施措施 u干干扰扰来源及途径：来源及途径：强强电电干干扰扰:柜内干柜内干扰扰；信号；信号线线引引入的干入的干扰扰:接地系接地系统统混乱混乱时时的干的干扰扰；PLC系系统统内部内部的干的干扰扰:变频变频器干器干扰扰。u抗干抗干扰扰措施：合理措施：合理处处理理电电源，抑制源，抑制电电网引入干网引入干扰扰；安装与布安装与布线线：动动力力线线、控制、控制线线以及以及PLC的的电电源源线线和和I/O线应线应分分别别配配线线，隔离，隔离变压变压器与器与PLC和和I/O之之间应间应采用双胶采用双胶线连线连接；接；输输入接入接线线一般不要太一般不要太长长。但如果但如果环环境干境干扰较扰较小，小，电压电压降不大降不大时时，输输入接入接线线可适当可适当长长些；正确些；正确选择选择接地点，完善接地系接地点，完善接地系统统；变频变频器干器干扰扰的抑制。的抑制。8.6.3 PLC系系统统的故障的故障检查检查 u表表8-10给给出了出了S7-200主要硬件故障主要硬件故障诊诊断指断指导导相关内相关内容。容。8.6.4 PLC系系统统的的试试运行与运行与维护维护 u运行运行错误错误信息：信息：PLC在运行中在运行中发发生生错误时错误时，一般，一般会会给给出出错误错误信息。利用信息。利用简单编简单编程器可程器可读读出出错误错误信信息，从而有息，从而有针对针对性地去排除故障。性地去排除故障。u主要故障主要故障检查检查：总总体体检查检查；电电源故障源故障检查检查；致命；致命错误检查错误检查；非致命；非致命错误检查错误检查；输输入入输输出出检查检查；环环境条件境条件检查检查。u维护检查维护检查：PLC内部主要由半内部主要由半导导体元件构成，基体元件构成，基本上没有寿命本上没有寿命问题问题，但要考，但要考虑虑由于工作由于工作环环境条件境条件恶恶劣可能会劣可能会导导致元器件致元器件变质变质，为为了使了使PLC能在最能在最佳状佳状态态下使用，有必要下使用，有必要进进行定期的行定期的维护检查维护检查。第八章第八章习题习题与思考与思考题题 u1.简简述可述可编编程序控制器系程序控制器系统设计统设计的一般原的一般原则则和步和步骤骤？u2.可可编编程控制器的程控制器的选选型需要考型需要考虑虑哪些哪些问题问题？u5.已知彩灯共有八已知彩灯共有八盏盏，设计设计一段彩灯控制程序，一段彩灯控制程序，实现实现下述控制要求：下述控制要求：（1）程序开始）程序开始时时，灯，灯1（Q0.0）亮；亮；（2）一一次次循循环环扫扫描描且且定定时时时时间间到到后后，灯灯1（Q0.0）灭灭，灯，灯2（Q0.1）亮；亮；（3）再次循）再次循环扫环扫描且定描且定时时间时时间到后，灯到后，灯2（Q0.1）灭灭，灯，灯3（Q0.2）亮亮，直至灯，直至灯8亮。灯亮。灯8灭灭后后循循环环重新开始。重新开始。返回返回