第7章 PLC控制系统典型应用设计(1).ppt

2020/12/29,1,SIMATICS7-300/400PLC原理及应用,四川机电职业技术学院.电子电气工程系,2020/12/29,2,第七章PLC控制系统典型应用设计,,,学习情境7PLC控制系统典型应用设计,2020/12/29,3,知识目标1、了解PLC控制系统典型的应用设计。2、掌握系统设计及使用说明书的编写规范。能力目标1、掌握PLC控制系统设计的一般方法。2、会正确的绘制电气原理图、I/O接线图、电气原件位置图，会规范编写系统设计及使用说明书。3、培养良好的工程设计习惯。,,,学习情境7PLC控制系统典型应用设计,2020/12/29,4,,,,2020/12/29,5,7.1.1液体混合控制系统实现目标,控制要求如下按起动按钮后系统自动运行，首先打开进料阀1，开始加入液体A→中液位传感器动作后，则关闭进料阀1，打开进料阀2，开始加入液体B→高液位传感器动作后，关闭进料阀2，起动搅拌器→搅拌10s后，关闭搅拌器，开启出料阀→当低液位传感器动作后，延时5s后关闭出料阀。按停止按钮，系统应立即停止运行。,7.1液体混合控制系统,2020/12/29,6,2020/12/29,7,根据系统的控制要求，首先确定系统所需的输入/输出设备。,7.1.2控制要求分析与硬件设计,2020/12/29,8,画出系统的I/O接线示意图,2020/12/29,9,7.1.3逻辑分析与软件设计,2020/12/29,10,2020/12/29,11,系统在正常情况下的LAD程序,2020/12/29,12,2020/12/29,13,2020/12/29,14,2020/12/29,15,2020/12/29,16,返回目录,2020/12/29,17,7.2.1自动停车场的控制要求,实现车辆控制的办法是在入口处设置传感器S1，在出口处设置传感器S2，用于对出入停车场的车辆进行计数。当停车场无车时指示灯H1亮，允许车辆进入停放；当停车数量在1～49时，指示灯H2亮，表示还有空位，允许车辆进入停放；当停车数量达到50时，指示灯H3亮，表示没有空位，不允许车辆进入停放。停车场示意图如图7-5所示。,7.2自动停车场控制,2020/12/29,18,2020/12/29,19,7.2.2控制要求分析与硬件设计,根据系统的控制要求，首先确定系统所需的输入/输出设备。,2020/12/29,20,画出系统的I/O接线示意图,2020/12/29,21,7.2.3逻辑分析与软件设计,1.自动停车场系统控制逻辑分析,在硬件设计的基础上，根据系统的控制要求进行逻辑分析，确定控制系统的程序结构。,从工艺流程上看，实现该控制要求比较简单，停车场的主要控制设备而是车库状态指示灯，而用于检测车场状态的主要设备是两个传感器。如果入口传感器检测到一台车辆进入，则计数器加1；如果出口传感器检测到一台车辆开出，计数器减1。,2020/12/29,22,2.系统程序设计,根据控制逻辑分析，控制程序可以采用线性化编程方式编写。,系统在正常情况下的LAD程序,2020/12/29,23,返回目录,2020/12/29,24,7.3.1物流线仓库系统实现目标,某物流线有一可以存放100件包裹的临时仓库区，包裹的入库、出库通过两条传送带运输，传送带1将包裹运送至临时仓库，传送带1靠近仓库一侧安装的光电传感器确定有多少包裹运送至仓库区。传送带2将仓库区中的包裹运送至货场，卡车从此处取走包裹并发送给用户。传送带2靠近仓库一侧安装的光电传感器确定有多少包裹运送至货场。库存状态由一块显示面板指示，面板上有五个指示灯，分别显示“仓库区空”、“仓库区不空”、“仓库区装入50”、“仓库区装入90”和“仓库区满”五种库存状态。,7.3物流线仓库控制,2020/12/29,25,图7-8为该控制系统的示意图。,2020/12/29,26,7.3.2控制要求分析与硬件设计,根据物流线仓库区控制系统的控制要求，首先确定系统所需的输入/输出设备。,2020/12/29,27,,画出系统的I/O接线示意图,2020/12/29,28,7.3.3逻辑分析与软件设计,在硬件设计的基础上，根据系统的控制要求进行逻辑分析，确定控制系统的程序结构，以便设计出控制程序。,1.物流线仓库区系统控制逻辑分析,根据系统控制工艺，清空库存之后，当一个包裹由传送带1送入，入库光电传感器S1发出一个脉冲用于计数；而当个包裹由传送带2送出，出库光电传感器S1发出一个脉冲同样用于计数。根据入库数和出库数即可计算出包裹库存数。,2020/12/29,29,2.系统程序设计,根据控制逻辑分析，控制程序可以采用线性化编程方式编写。,参考程序如图所示。,2020/12/29,30,2020/12/29,31,返回目录,2020/12/29,32,7.4.1液压送料机控制系统实现目标,当系统启动后，液压泵M开始运转，当电磁铁Y1得电后，单电控两位四通换向阀1.1换向，液压油进入液压缸A的无杆腔，活塞右移，到达右限位点时限位开关a1闭合，电磁铁Y2得电，另一双电控两位四通换向阀2.1换向，液压油进入液压缸B的无杆腔，液压缸B的活塞右移，到达右限位点时限位开关b1闭合，电磁铁Y1断电，两位四通换向阀1.1复位，使液压油进入液压缸A的有杆腔，活塞左移，当到达左限位点时限位开关a0闭合，电磁铁Y3得电，两位四通换向阀2.1复位，液压油进入液压缸B的右杆腔，液压缸B的活塞左移，活塞到达左限位点时，限位开关b0闭合，完成一个循环。按停止按钮后，两个液压缸停在初始位置，液压泵停机。,7.4液压送料机控制,2020/12/29,33,液压送料机控制系统示意图如图7-11所示。,2020/12/29,34,7.4.2控制要求分析与硬件设计,根据系统的控制要求，首先确定系统所需的输入/输出设备。,2020/12/29,35,画出系统的I/O接线示意图,2020/12/29,36,7.4.3逻辑分析与软件设计,1.液压送料机系统控制逻辑分析,分析液压缸A、B的运动规律，可将工作过程分成4个循环执行的工作状态S1、S2、S3和S4，另设一个初始状态S0。本系统控制不是很复杂，可以用单流程实现，系统的顺序功能图如图7-13所示。,2020/12/29,37,2020/12/29,38,2.系统程序设计编写程序时，由于步的转移条件比较多，故采用几个位存储器存放转移条件。,送料机的控制程序如图所示。,2020/12/29,39,2020/12/29,40,2020/12/29,41,2020/12/29,42,2020/12/29,43,2020/12/29,44,返回目录,2020/12/29,45,7.5.1包装单元控制系统实现目标,系统启动前，首先按下数量选择按钮S1、S2或者S3，可选择每盒装入3个、5个或者7个乒乓球，而且面板上对应的指示灯H1（3个）、H2（5个）或者H3（7个）亮。闭合启动开关SB，传送带电机运转，延时5S后包装筒到位，传送带停止。电磁阀Y打开，生产线上装有成品乒乓球的漏斗形装置中的球落下，通过光电传感器S，对装入包装筒的乒乓球进行计数。包装筒中的乒乓球达到预定数量后，电磁阀关闭，传送带自动启动，使包装过程自动连续进行。,7.5自动生产线包装单元控制,2020/12/29,46,控制要求如果当前装筒过程正在进行，需要改变装入数量（如由3个改为7个），只能在当前包装筒装满后，从下一个包装筒开始改变装入数量。如果在包装进行过程中断开开关SB，系统必须完成当前包装后方可停止。乒乓球自动生产线的包装单元控制系统示意见图7-15。,2020/12/29,47,7.5.2控制要求分析与硬件设计,根据系统的控制要求，首先确定系统所需的输入/输出设备。,2020/12/29,48,画出系统的I/O接线示意图,2020/12/29,49,7.5.3逻辑分析与软件设计,1.包装单元控制系统控制逻辑分析,包装单元开始工作的初始条件是系统启动开关SB断开，且装有成品乒乓球的漏斗形装置控制电磁阀Y关闭，传送带电机M处于停止状态；而系统开始进行包装计数的前提条件是系统启动开关闭合，传送带电机启动，包装盒就位以及选择好包装数量等。也就是系统在不同的状态下其工作方式不同。因此其工作的各种状态可以采用不同的位存储器进行记忆。包装数量控制采用计数器。,2020/12/29,50,根据系统的控制逻辑，画出系统的顺序功能图如图7-17所示。,2020/12/29,51,2.系统程序设计控制程序采用单序列结构，组织块OB1直接调用功能FC1实现各种状态下的不同控制。具体的LAD控制程序见下图所示。,2020/12/29,52,2020/12/29,53,2020/12/29,54,2020/12/29,55,2020/12/29,56,返回目录,