PLC控制系统设计-制冷高级技师(1).ppt

PLC控制系统设计,PLC控制系统设计的基本原则PLC控制系统设计的一般步骤PLC的选择PLC与常用输入设备的连接PLC与输出设备的一般连接提高PLC控制系统可靠性的措施中央空调PLC控制系统设计（重点）,PLC控制系统设计的基本原则最大限度地满足控制要求（适用）充分发挥PLC功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计中最重要的一条原则。设计人员要深入现场进行调查研究，收集资料。同时要注意和现场工程管理和技术人员及操作人员紧密配合，弄清控制要求，共同拟定电气控制方案，协商解决重点问题和疑难问题。保证系统的安全可靠（耐用）保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。力求简单、经济、使用与维修方便（好用）在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。不宜盲目追求自动化和高指标。适应发展的需要考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择控制系统设备时，设备能力应适当留有裕量。如在选择PLC容量时，应适当留有余量。,返回首页,PLC控制系统设计的一般步骤（1）根据生产的工艺过程分析控制要求；如需要完成的动作（动作顺序、动作条件、必需的保护和联锁等），操作方式（手动、自动、连续、单周期、单步）等；（2）根据控制要求确定所需要的用户输入/输出设备，并据此确定PLC的I/O点数；根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备（如按钮、位置开关、转换开关及各种传感器等）和输出设备（如接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等），从而确定与PLC有关的输入/输出设备，以确定PLC的I/O点数。（3）选择PLC包括PLC的机型、容量、I/O模块、电源的选择。（4）分配PLC的I/O点数，设计I/O连接图；画出PLC的I/O点与输入/输出设备的连接图或对应关系表。可结合第2步进行。,返回首页,（5）进行PLC的程序设计，同时可进行控制柜的设计和现场施工；程序设计1）控制程序；2）初始化程序；3）检测、故障诊断和显示等程序；4）保护和联锁程序。模拟调试根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。硬件实施设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图；设计系统各部分之间的电气互连图；根据施工图纸进行现场接线，并进行详细检查。由于程序设计与硬件实施可同时进行，因此PLC控制系统的设计周期可大大缩短。,（6）联机调试联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程应循序渐进，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。通常只需修改部份程序即可。全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序丢失。（7）整理和编写技术文件技术文件包括设计说明书、硬件原理图、安装接线图、电气元件明细表、PLC程序以及使用说明书等。,可编程控制系统设计流程,PLC程序设计的步骤（核心）（1）列写系统占用的输入、输出点及机内各软元件的分布及用途；（2）根据控制要求列写控制操作的各种要求。对于复杂的控制系统，绘制系统控制流程图；（3）设计梯形图，有经验法、逻辑法、状态法，或多种方法的综合使用；（4）根据梯形图编制程序清单；若使用的编程器可直接输入梯形图，则可省去此步。（5）将程序输入到PLC的用户存储器中，并检查键入的程序是否正确；（6）对程序进行调试和修改，直到满足要求为止。,PLC的选择随着PLC技术的发展，PLC产品的种类也越来越多。不同型号的PLC，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等也各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选用PLC，对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。,返回首页,（1）PLC机型选择基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点合理的结构型式PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。工艺稳定、环境条件好的场合选用整体式，其他情况选用模块式安装方式的选择安装方式有集中式、远程I／O式以及多台PLC联网的分布式。相应的功能要求考虑开关量控制、模拟量控制选用不同功能模块响应速度要求PLC的扫描工作方式引起的延迟可达23个扫描周期。然而对于某些个别场合，选用具有高速度I/O处理功能指令的PLC和中断输入模块的PLC等。系统可靠性的要求对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余系统或热备用系统机型尽量统一便于备品备件的采购和管理；有利于技术力量的培训和技术水平的提高，外部设备通用，资源可共享，易于联网通信。,（2）PLC容量的选择I／O点数的选择在满足控制要求的前提下力争使用的I／O点最少。需要加上10％15％的裕量。存储容量的选择存储容量大小不仅与PLC系统的功能有关，还与功能实现的方法、程序编写水平有关。一个有经验的程序员和一个初学者，在完成同一复杂功能时，其程序量可能相差25％之多。在I／O点数确定的基础上，按下式估算存储容量后，再加20％30％的裕量。存储容量字节＝开关量I/O点数10＋模拟量I/O通道数100存储容量选择的同时，注意对存储器的类型的选择。,（3）I/O模块选择1）开关量输入模块的选择输入信号的类型有直流输入、交流输入和交流／直流输入三种类型。选择时主要根据现场输入信号和周围环境因素等。直流输入模块的延迟时间较短，还可以直接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接；交流输入模块可靠性好，适合于有油雾、粉尘的恶劣环境输入信号的电压等级开关量输入模块的电压等级有直流5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ、48Ｖ、60Ｖ等；交流110Ｖ、220Ｖ等。选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑。一般5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ用于传输距离较近场合，如5Ｖ输入模块最远不得超过１０米。距离较远的应选用输入电压等级较高的。,输入接线方式主要有汇点式和分组式两种接线方式,注意同时接通的输入点数量对于选用高密度的输入模块如32点、48点等，应考虑该模块同时接通的点数一般不要超过输入点数的60％。输入门槛电平门槛电平越高，抗干扰能力越强，传输距离也越远，具体可参阅PLC说明书,2）开关量输出模块的选择输出方式开关量输出模块有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种方式继电器输出价格便宜，可以驱动交、直流负载，适用的电压大小范围较宽、导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但动作速度较慢（驱动感性负载时，触点动作频率不超过1HZ）、寿命较短、可靠性较差，只能适用于不频繁通断的场合。对于频繁通断的负载，应该选用晶闸管输出或晶体管输出，它们属于无触点元件。但晶闸管输出只能用于交流负载，而晶体管输出只能用于直流负载。,输出接线方式开关量输出模块主要有分组式和分隔式两种接线方式。,驱动能力应根据实际输出设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。如果实际输出设备的电流较大，输出模块无法直接驱动，可增加中间放大环节。注意同时接通的输出点数量同时接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所允许通过的电流值一般来讲，同时接通的点数不要超出同一公共端输出点数的60％输出的最大电流与负载类型、环境温度等因素有关与不同的负载类型密切相关，特别是输出的最大电流。晶闸管的最大输出电流随环境温度升高会降低，在实际使用中也应注意。,3）模拟量I/O模块的选择模拟量输入（A/D）模块是将现场由传感器检测而产生的连续的模拟量信号转换成PLC内部可接受的数字量；模拟量输出D/A模块是将PLC内部的数字量转换为模拟量信号输出。典型模拟量I/O模块的量程为-10V10V、010V、420mA等，可根据实际需要选用，同时还应考虑其分辨率和转换精度等因素。一些PLC制造厂家还提供特殊模拟量输入模块，可用来直接接收低电平信号（如RTD、热电偶等信号）,4）特殊功能模块的选择PLC厂家相继推出了一些具有特殊功能的I/O模块，有的还推出了自带CPU的智能型I/O模块，如高速计数器、凸轮模拟器、位置控制模块、PID控制模块、通信模块等。,（4）电源模块及其它外设的选择1）电源模块的选择电源模块选择仅对于模块式结构的PLC而言，对于整体式PLC不存在电源的选择。电源模块的选择主要考虑电源输出额定电流和电源输入电压。2）编程器的选择在线编程（主机和编程器共用一个CPU），还是离线编程（主机和编程器各有一个CPU）。对于产品定型的设备和工艺不常变动的设备，应选用离线编程的PLC。大型PLC多采用在线编程。3）写入器的选择为了防止由于干扰或锂电池电压不足等原因破坏RAM中的用户程序，可选用EPROM写入器，通过它将用户程序固化在EPROM中。有些PLC或其编程器本身就具有EPROM写入的功能。,PLC与常用输入设备的连接PLC与主令电器类设备连接PLC内部一般设置有专用电源为输入口连接的设备供电。在PLC中一般COM端为机内电源的负极。,返回首页,PLC与传感器类设备的连接当输入接口的器件不是无源触点而是传感器时，要注意传感器的极性，选择正确的电流方向。当输入口所接的传感器所需功耗较大时，须另配专用电源供电。,PLC与输出设备的一般连接方法PLC一般不提供执行器件的工作电源，需由控制系统另外解决。为适应输出设备需多种电源的情况，PLC的输出端口一般是分组设置的。,返回首页,PLC输出口所能通过的最大电流视机型不同一般为1A或2A。当负载电流定额大于口端最大值时，需增加中间继电器。,输出口加中间继电器,PLC与感性输出设备的连接,当输出端口连接电感类设备时，为了防止电路关断时刻产生高电压对输入、输出口造成破坏，应在感性元件两端加接保护元件。,对于直流电路，应并接续二极管，对于交流电路应并接阻容电路（浪涌吸收器）。,续流二极管的额定电流为1A、额定电压大于电源电压的3倍；电阻值可取50120Ω电容值可取0.10.47μF，电容的额定电压应大于电源的峰值电压。接线时要注意续流二极管的极性,提高PLC控制系统可靠性的措施PLC具有很高的可靠性，并且有很强的抗干扰能力，但在过于恶劣的环境或安装使用不当等情况下，都有可能引起PLC内部信息的破坏而导致控制混乱，甚至造成内部元件损坏。为了提高PLC系统运行的可靠性，应注意以下问题适合的工作环境合理的安装与布线正确的接地必须的安全保护环节必要的软件措施采用冗余系统或热备用系统,返回首页,适合的工作环境1）环境温度适宜通常PLC允许的环境温度约在055C。安装时不要把发热量大的元件放在PLC的下方；PLC四周要有足够的通风散热空间；不要把PLC安装在阳光直接照射或离暖气、加热器、大功率电源等发热器件很近的场所；安装PLC的控制柜最好有通风的百叶窗，如果控制柜温度太高，应该在柜内安装风扇强迫通风。2）环境湿度适宜PLC工作环境的空气相对湿度一般要求小于85％，以保证PLC的绝缘性能。湿度太大也会影响模拟量输入/输出装置的精度。因此，不能将PLC安装在结露、雨淋的场所,3）注意环境污染不宜把PLC安装在有大量污染物（如灰尘、油烟、铁粉等）、腐烛性气体和可燃性气体的场所，尤其是有腐蚀性气体的地方，易造成元件及印刷线路板的腐蚀。4）远离振动和冲击源远离有强烈振动和冲击场所，尤其是连续、频繁的振动。必要时可以采取相应措施来减轻振动和冲击的影响。5）远离强干扰源PLC应远离强干扰源，如大功率晶闸管装置、高频设备和大型动力设备等，同时PLC还应该远离强电磁场和强放射源，以及易产生强静电的地方。,合理的安装与布线（1）注意电源安装PLC的I／O电路都具有滤波、隔离功能，所以对外部电源要求不高内部电源的性能好坏直接影响到PLC的可靠性，对其要求较高在干扰较强或可靠性要求较高的场合，应该用带屏蔽层的隔离变压器，对PLC系统供电。还可以在隔离变压器二次侧串接LC滤波电路。同时，在安装时还应注意以下问题1）隔离变压器与PLC和I/O电源之间最好采用双绞线连接，以抑制串模干扰；2）系统的动力线应足够粗，以降低大容量设备起动时引起的线路压降；3）PLC输入电路用外接直流电源时，最好采用稳压电源，以保证正确的输入信号。否则可能使PLC接收到错误的信号。,（2）远离高压PLC不能在高压电器和高压电源线附近安装，更不能与高压电器安装在同一个控制柜内。在柜内PLC应远离高压电源线，二者间距离应大于200mm。（3）合理的布线1I/O线、动力线及控制线应分开走线，尽量不要在同一线槽中。2交流线与直流线、输入线与输出线最好分开走线。3开关量与模拟量的Ｉ/Ｏ线最好分开走线，传送模拟量信号的Ｉ/Ｏ线最好用屏蔽线，且屏蔽线的屏敝层应一端接地。4PLC的基本单元与扩展单元之间电缆传送的信号小、频率高，很容易受干扰，不能与其它的连线敷埋在同一线槽内。5）PLC的I/O回路配线，必须使用压接端子或单股线。6与PLC安装在同一控制柜内的感性元件，最好有消弧电路。,正确的接地PLC一般最好单独接地（图a），也可以采用公共接地（图b），但禁止使用串联接地方式（图c）。PLC的接地线应尽量短，使接地点尽量靠近PLC。同时，接地电阻要小于100Ω，接地线的截面应大于２mm2。,必须的安全保护环节1）短路保护应该在PLC外部输出回路中装上熔断器，进行短路保护。最好在每个负载的回路中都装上熔断器。2）互锁与联锁措施除在程序中保证电路的互锁关系，PLC外部接线中还应该采取硬件的互锁措施，以确保系统安全可靠地运行。3）失压保护与紧急停车措施PLC外部负载的供电线路应具有失压保护措施，当临时停电再恢复供电时，不按下“启动”按钮PLC的外部负载就不能自行启动。这种接线方法的另一个作用是，当特殊情况下需要紧急停机时，按下“停止”按钮就可以切断负载电源，而与PLC毫无关系。,必要的软件措施1）消除开关量输入信号抖动2）故障的检测与诊断超时检测设备在各工步的动作所需的时间一般是不变的，即使变化也不会太大，因此可以以这些时间为参考，在PLC发出输出信号，相应的外部执行机构开始动作时启动一个定时器定时，定时器的设定值比正常情况下该动作的持续时间长20％左右。逻辑错误检测编制一些常见故障的异常逻辑关系，一旦异常逻辑关系为ON状态，就应按故障处理。消除预知干扰某些干扰是可以预知的，如PLC的输出命令使执行机构（如大功率电动机、电磁铁）动作，常常会伴随产生火花、电弧等干扰信号，它们产生的干扰信号可能使PLC接收错误的信息。在容易产生这些干扰的时间内，可用软件封锁PLC的某些输入信号，在干扰易发期过去后，再取消封锁,采用冗余系统或热备用系统1）冗余系统冗余系统（图a）是指系统中有多余的部分，在系统出现故障时，这多余的部分能立即替代故障部分而使系统继续正常运行。2）热备用系统热备用系统（图b）的结构较冗余系统简单，虽然也有两个CPU模块在同时运行一个程序，但没有冗余处理单元RPU。系统两个CPU模块的切换，是由主CPU模块通过通信口与备用CPU模块进行通信来完成的。,中央空调PLC控制系统设计中央空调系统控制要求中央空调系统的启动/停止均设有自动、手动两种方式。自动方式用于联锁集中控制，手动用于调试或检修。各台设备按工艺要求启动的顺序为冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵、制冷压缩机，采用每台设备启动后经15S左右延时，再启动下一台设备；停止的顺序为启动的逆序制冷压缩机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔。有必要的电气保护和联锁。此外，中央空调系统设有压力保护和水流保护装置。中央空调机组运行过程中，当压缩机吸气压力过低或压缩机排气压力过高时，压力保护继电器动作，并停止中央空调机组运行；当冷却水或冷冻水不流动时，相应的水流保护继电器动作，压缩机不能启动。,返回首页,主电路设计主电路有4台电动机，分别是冷却水塔风机、冷却水泵电机、冷冻水泵电机、压缩机电机；电源由总开关QS引入，熔断器FU1为整个电气线路的短路保护。热继电器FR1、FR2、FR3、FR4分别为TM、PM、PM、CM的过载保护。接触器KM1、KM2、KM3、KM4分别控制TM、PM、PM、CM与电源接通。,根据控制对象的要求和主电路的布局，分析电气元件动作要求手动方式（1）按下冷却塔启动按钮，KM1首先吸合，冷却塔启动；（2）延时一段时间后，按下冷却水泵启动按钮，KM2吸合，冷却水泵启动；（3）再延时一段时间，且冷却水流开关闭合后，按下冷冻水泵启动按钮，KM3吸合，冷冻水泵启动；（4）再延时一段时间，且冷冻水流开关闭合后,按下压缩机启动按钮，KM4吸合，压缩机启动；（5）按下压缩机停机按钮后，KM4断开，压缩机停机；（6）KM4断开后，按下冷冻水泵停机按钮，KM3才断开，冷冻水泵停机；（7）KM3断开后，按下冷却水泵停机按钮，KM2才断开，冷却水泵停机；（8）KM2断开后，按下冷却塔停机按钮，KM1才断开，冷却塔停机；（9）当压缩机吸气压力过低或压缩机排气压力过高时，低压、高压保护继电器动作，空调机组自动按正确顺序停机；（10）电路工作时，应具有一定的保护功能。,自动方式（1）按下自动启动按钮，KM1首先吸合，冷却塔启动；（2）延时一段时间后，KM2自动吸合，冷却水泵启动；（3）再延时一段时间，且冷却水流开关闭合后，KM3自动吸合，冷冻水泵启动；（4）再延时一段时间，且冷却水流开关闭合后，KM4自动吸合，压缩机启动；（5）按下自动停机按钮，KM4首先断开，压缩机停机；（6）延时一段时间后，KM3自动断开，冷冻水泵停机；（7）再延时一段时间后，KM2自动断开，冷却水泵停机；（8）再延时一段时间后，KM1自动断开，冷却塔停机；（9）当压缩机吸气压力过低或压缩机排气压力过高时，低压、高压保护继电器动作，空调机组自动按正确顺序停机；（10）电路工作时，应具有一定的保护功能。,选择基本控制环节，进行继电器控制电路设计手动方式（1）自保持电路KM1、KM2、KM3、KM4的常开触点分别并联于启动按钮SB1、SB2、SB3、SB4的常开触点。（2）延时电路首先是自保持电路动作，带动延时电路的KT1、KT2、KT3动作，KT1、KT2、KT3的常开触点分别串联于下一电路中。（3）联锁电路KM1、KM2、KM3、KA1、KA2的常开触点分别串联于下一启动电路中;KM4、KM3、KM2的常开触点分别并联于停止按钮SB7、SB6、SB5的常闭触点。（4）保护电路FU2串联于控制回路中，起短路保护作用；FR1、FR2、FR3、FR4的常闭触点分别串联于各自支路中，分别对每一部分电机起过载保护作用。,,,手动启停方式电气原理图,自动方式（1）自保持电路KM1、KM2、KM3、KM4的常开触点分别并联于SB9、KT1、KT2、KT3的常开触点;中间继电器KA5、KA6、KA7、KA8的常开触点分别并联于SB10、KT4、KT5、KT6的常开触点。（2）延时电路首先是自保持电路动作，带动延时电路的KT1、KT2、KT3、KT4、KT5、KT6动作，KT1、KT2、KT3、KT4、KT5、KT6的常开触点分别串联于下一电路中。（3）联锁电路KM1、KM2、KM3、KA1、KA2的常开触点分别串联于下一启动电路中;KA5、KA6、KA7、KA8的常闭触点分别串联于相应启动电路中。（4）保护电路FU2串联于控制回路中，起短路保护作用；FR1、FR2、FR3、FR4的常闭触点分别串联于各自支路中，分别对每一部分电机起过载保护作用。,,PLC控制系统设计1、确定输入/输出设备（1）手动方式输入设备4个启动按钮、4个停机按钮2个水流开关、2个压力继电器触点（共12个输入点）输出设备4个交流接触器（共4个输出点）（2）自动方式输入设备1个启动按钮、1个停机按钮2个水流开关、2个压力继电器触点（共6个输入点）输出设备4个交流接触器线圈（共4个输出点）,2、PLC的选型中央空调PLC控制系统手动操作方式有输入信号12个，输出信号为4个，均为开关量；自动操作方式有输入信号6个，输出信号为4个，也均为开关量。根据I/O信号的数量、类型及控制要求，同时考虑到维护、改造和经济等诸多因素，选用FX2n-48MR主机，继电器型输出口，可用于交流及直流两种电源，共有24个开关量输入点和24个开关量输出点，可满足控制要求。,3、I/O地址编号,说明FX2系列PLC的编程元件（1）编程元件的编号规则第一部分是代表功能的字母如输入继电器“X”；输出继电器“Y”第二部分为代表序号的数字输入、输出继电器的序号为八进制，其余器件的序号为十进制（2）编程元件分类输入继电器（X）如X0X7X10X17X20X27输出继电器（Y）如Y0Y7Y10Y17Y20Y27定时器（T）如T0T199T200T245计数器（C）如C0C99C100C199辅助继电器（M）如M0M499M500M1023状态寄存器（S）如S0S9S10S19S20S499,（3）编程元件的基本特征1）编程元件具有线圈和常开、常闭触点；2）某个元件被选中，代表这个元件的存储单元置1；失去选中条件代表这个存储单元置0；3）编程元件可以有无数个常开、常闭触点；4）编程元件可以组合使用。（4）编程元件介绍输入继电器（X）1）PLC输入接口的一个接线点对应一个输入继电器，输入继电器线圈只能由机外信号驱动；2）在梯形图中只能有输入继电器的常开、常闭触点，而不能出现输入继电器的线圈。,输出继电器（Y）1）PLC输出接口的一个接线点对应一个输出继电器，输出继电器是PLC中唯一具有外部触点的继电器；2）输出继电器的线圈不能由PLC的外部信号来驱动，只能由程序的执行结果来驱动；3）输出继电器无掉电保持功能。定时器（T）1）定时器相当于继电-接触器控制系统中的时间继电器，它能提供无数对常开、常闭延时触点供用户编程使用；2）定时器是累计可编程控制器内的1ms、10ms、100ms等的时钟脉冲，当达到所定的设定值时输出触点动作；3）定时器的延时时间是由编程中的设定值K来决定或者用数据寄存器指定的。,计数器（C）1）计数器主要于记录脉冲个数或根据脉冲个数设定某一时间。2）设定值及当前值寄存器为二进制16位。3）计数器的计数范围是1～32767。4）计数器的设定值除常数外，也可通过数据寄存器设定。5）计数器的当前值与设定值相等时，输出触点就动作。6）设定值K0与K1意义相同，均在第一次计数时，其触点动作。7）计数器需要复位指令才能复位。辅助继电器（M）1）辅助继电器的功能相当于继电-接触器控制系统电路中的中间继电器。2）辅助继电器线圈只能由程序来驱动，也不能直接驱动外部负载。3）特殊辅助继电器用于进行运行监视、初始化脉冲、电池电压下降指示等。状态寄存器（S）1）在编制步进程序中使用的基本元件；2）状态的编号必须在指定范围内选择；3）在不用步进顺控指令时，状态元件可作为辅助继电器在程序中使用。,4、I/O接线图,,手动启动/手动停机,,自动启动/自动停机,说明输入输出接口连接一、输入接线说明（1）输入接线方式为汇点式输入；（2）标记为L及N的端子，接入工频电源，一般85V至260V均可使用，作为PLC的原始工作电源；（3）按钮SB属于无源触点，接于输入端及COM端间，其间电源由机内24V电源提供，COM端为机内电源的负极。二、输出接线说明（1）输出接线方式为分组式输出；（2）不对应的输出口与COM端是不能构成通路的，在用户手册上，可查到该机型输出口和各个COM端的对应情况；（3）输出电源220VAC接于COM端与各输出口之间，接触器线圈KM1KM4使用相同的电源，因此接于同一COM端；（4）电源侧接入5A熔断器用于短路保护；（5）输入口与输出口的COM端是相互隔离的。,5、PLC梯形图设计,,（1）梯形图（LAD）梯形图语言是用梯形图的图形符号及图形符号在图中的相互关系表示控制关系的一种程序设计语言。梯形图与继电-接触器控制系统的电路图很相似，是由继电器电路图演变而来的，是为熟悉继电器电路图的工程技术人员设计的，两种图所表达的逻辑含义是一样的。其中的编程元件沿用了“继电器”名称。,说明1）PLC中的编程元件看成和继电器一样的器件，具有常开、常闭触点及线圈；2）用母线代替电源线；3）用能量流代替电流；,梯形图结构,符号对照表,,符号名称,继电器电路图符号,梯形图符号,常开触点,常闭触点,线圈,或,说明PLC中的继电器等编程元件并不是实际物理元件，而只是计算机存储器中一定的位，它的所谓接通不过是相应存储单元置1而已。,（2）梯形图的结构规则1）梯形图的各种符号，要以左母线为起点，右母线为终点（可允许省略右母线）从左向右分行绘出。务必按从左到右、自上而下的原则进行。2）触点应画在水平线上，不能画在垂直分支线上。3）不包含触点的分支应放在垂直方向，不可放在水平方向，以便于识别触点的组合和对输出线圈的控制路径。4）在有几个串联回路相并联时，应将触点最多的那个串联回路放在梯形图的最上面；在有几个并联回路相串联时，应将触点最多的并联回路放在梯形图的左边。5）遇到不可编程电路必须作重新安排，以便于正确应用PLC基本指令来进行编程。6）输出线圈、内部继电器线圈及运算处理框必须写在一行的最右端，它们的右边不许再有任何触点存在。,手动启动/手动停机,,手动启动/手动停机（续）,,手动启动/手动停机程序说明1、手动启动过程（1）按下启动按钮SB1，输入继电器X10线圈接通，X10常开触点闭合，输出继电器Y0线圈接通，Y0常开触点闭合并自锁，冷却塔启动；同时定时器T0线圈接通，开始计时。（2）按下启动按钮SB2，输入继电器X11线圈接通，X11常开触点闭合，此时Y0常开触点闭合，T0延时时间到，T0常开触点闭合，输出继电器Y1线圈接通，Y1常开触点闭合并自锁，冷却水泵启动；同时定时器T1线圈接通，开始计时。（3）按下启动按钮SB3，输入继电器X12线圈接通，X12常开触点闭合，此时Y1常开触点闭合，T1延时时间到，T1常开触点闭合，且水流开关KA1打开（即X13常开触点闭合），输出继电器Y2线圈接通，Y2常开触点闭合并自锁，冷冻水泵启动；同时定时器T2线圈接通，开始计时。（4）按下启动按钮SB4，输入继电器X17线圈接通，X17常开触点闭合，此时Y2常开触点闭合，T2延时时间到，T2常开触点闭合，且水流开关KA2打开（即X14常开触点闭合），输出继电器Y3线圈接通，Y3常开触点闭合并自锁，压缩机启动，启动过程结束。,2、手动停机过程（1）按下停机按钮SB8，输入继电器X25线圈接通，X25常闭触点断开，输出继电器Y3线圈断电，压缩机停机。（2）按下停机按钮SB7，输入继电器X24线圈接通，X24常闭触点断开，此时Y3常开触点处于断开状态，输出继电器Y2线圈断电，冷冻水泵停机。（2）按下停机按钮SB6，输入继电器X23线圈接通，X23常闭触点断开，此时Y2常开触点处于断开状态，输出继电器Y1线圈断电，冷却水泵停机。（2）按下停机按钮SB5，输入继电器X22线圈接通，X14常闭触点断开，此时Y1常开触点处于断开状态，输出继电器Y0线圈断电，冷却塔停机，停机过程结束。,3、异常停机过程（四种情况）（1）当压缩机出现吸气压力过低或排气压力过高时，压力保护继电器KA3或KA4动作，即输入继电器线圈X15或X16常开触点闭合，若此时全部设备均已启动，则Y0、Y3常开触点闭合，辅助继电器M0线圈接通，M0常开触点闭合并自锁，M0常闭触点断开，Y3线圈断电，压缩机停机；M0、Y0常开触点闭合，则T3线圈接通，当T3延时时间到，T3常开触点闭合，Y0常开触点保持闭合状态，辅助继电器M1线圈接通，M1常开触点闭合并自锁，M1常闭触点断开，Y2线圈断电，冷冻水泵停机；同时，T4线圈接通；当T4延时时间到，T4常开触点闭合，Y0常开触点保持闭合状态，辅助继电器M12线圈接通，M2常开触点闭合并自锁，M2常闭触点断开，Y1线圈断电，冷却水泵停机；同时，T5线圈接通；当T5延时时间到，T5常开触点闭合，Y0常开触点保持闭合状态，辅助继电器M3线圈接通，M3常开触点闭合并自锁，M3常闭触点断开，Y0线圈断电，冷却塔停机。,（2）当压缩机出现吸气压力过低或排气压力过高时，压力保护继电器KA3或KA4动作，即输入继电器线圈X15或X16常开触点闭合，若此时只有压缩机未启动，其他设备均已启动，则Y0、Y2常开触点闭合，辅助继电器M1线圈接通，M1常开触点闭合并自锁，M1常闭触点断开，Y2线圈断电，冷冻水泵停机；M1、Y0常开触点闭合，则T4线圈接通，当T4延时时间到，T4常开触点闭合，Y0常开触点保持闭合状态，辅助继电器M2线圈接通，M2常开触点闭合并自锁，M2常闭触点断开，Y1线圈断电，冷却水泵停机；同时，T5线圈接通；当T5延时时间到，T5常开触点闭合，Y0常开触点保持闭合状态，辅助继电器M3线圈接通，M3常开触点闭合并自锁，M3常闭触点断开，Y0线圈断电，冷却塔停机。,（3）当压缩机出现吸气压力过低或排气压力过高时，压力保护继电器KA3或KA4动作，即输入继电器线圈X15或X16常开触点闭合，若此时只有冷冻水泵、压缩机未启动，其他设备均已启动，则Y0、Y1常开触点闭合，辅助继电器M2线圈接通，M2常开触点闭合并自锁，M2常闭触点断开，Y1线圈断电，冷却水泵停机；M2、Y0常开触点闭合，则T5线圈接通，当T5延时时间到，T5常开触点闭合，Y0常开触点保持闭合状态，辅助继电器M3线圈接通，M3常开触点闭合并自锁，M3常闭触点断开，Y0线圈断电，冷却塔停机。（4）当压缩机出现吸气压力过低或排气压力过高时，压力保护继电器KA3或KA4动作，即输入继电器线圈X15或X16常开触点闭合，若此时只有冷却塔启动，其他设备均未启动，则Y0常开触点闭合，辅助继电器M3线圈接通，M3常开触点闭合并自锁，M3常闭触点断开，Y0线圈断电，冷却塔停机。,,,自动启动/自动停机,自动启动/自动停机（续）,,自动启动/自动停机（续）,,自动启动/自动停机程序说明1、自动启动过程（1）按下自动启动按钮SB9，输入继电器X20线圈接通，X20常开触点闭合，输出继电器Y0线圈接通，Y0常开触点闭合并自锁，冷却塔启动；同时定时器T10线圈接通，开始计时。（2）当T10延时时间到，T10常开触点闭合，此时Y0常开触点闭合，输出继电器Y1线圈接通，Y1常开触点闭合并自锁，冷却水泵启动；同时定时器T11线圈接通，开始计时。（3）当T11延时时间到，T11常开触点闭合，此时Y1常开触点闭合，且水流开关KA1打开（即X13常开触点闭合），输出继电器Y2线圈接通，Y2常开触点闭合并自锁，冷冻水泵启动；同时定时器T12线圈接通，开始计时。（4）当T12延时时间到，T12常开触点闭合，此时Y2常开触点闭合，且水流开关KA2打开（即X14常开触点闭合），输出继电器Y3线圈接通，Y3常开触点闭合并自锁，压缩机启动，启动过程结束。,2、自动停机过程（四种情况）（1）按下自动停机按钮SB10，输入继电器X21线圈接通，X21常开触点闭合，若此时全部设备均已启动，则Y0、Y3常开触点闭合，辅助继电器M10线圈接通，M10常开触点闭合并自锁，M10常闭触点断开，Y3线圈断电，压缩机停机；M10、Y0常开触点闭合，则T13线圈接通，当T3延时时间到，T13常开触点闭合，Y0常开触点保持闭合状态，辅助继电器M11线圈接通，M11常开触点闭合并自锁，M11常闭触点断开，Y2线圈断电，冷冻水泵停机；同时，T14线圈接通；当T4延时时间到，T14常开触点闭合，Y0常开触点保持闭合状态，辅助继电器M12线圈接通，M12常开触点闭合并自锁，M12常闭触点断开，Y1线圈断电，冷却水泵停机；同时，T15线圈接通；当T15延时时间到，T15常开触点闭合，Y0常开触点保持闭合状态，辅助继电器M13线圈接通，M13常开触点闭合并自锁，M13常闭触点断开，Y0线圈断电，冷却塔停机。,（2）按下自动停机按钮SB10，输入继电器X21线圈接通，X21常开触点闭合，若此时只有压缩机未启动，其他设备均已启动，则Y0、Y2常开触点闭合，辅助继电器M11线圈接通，M11常开触点闭合并自锁，M11常闭触点断开，Y2线圈断电，冷冻水泵停机；M11、Y0常开触点闭合，则T14线圈接通，当T14延时时间到，T14常开触点闭合，Y0常开触点保持闭合状态，辅助继电器M12线圈接通，M12常开触点闭合并自锁，M12常闭触点断开，Y1线圈断电，冷却水泵停机；同时，T15线圈接通；当T15延时时间到，T15常开触点闭合，Y0常开触点保持闭合状态，辅助继电器M13线圈接通，M13常开触点闭合并自锁，M13常闭触点断开，Y0线圈断电，冷却塔停机。,（3）按下自动停机按钮SB10，输入继电器X21线圈接通，X21常开触点闭合，若此时只有冷冻水泵、压缩机未启动，其他设备均已启动，则Y0、Y1常开触点闭合，辅助继电器M12线圈接通，M12常开触点闭合并自锁，M12常闭触点断开，Y1线圈断电，冷却水泵停机；M12、Y0常开触点闭合，则T15线圈接通，当T15延时时间到，T15常开触点闭合，Y0常开触点保持闭合状态，辅助继电器M13线圈接通，M13常开触点闭合并自锁，M13常闭触点断开，Y0线圈断电，冷却塔停机。（4）按下自动停机按钮SB10，输入继电器X21线圈接通，X21常开触点闭合，若此时只有冷却塔启动，其他设备均未启动，则Y0常开触点闭合，辅助继电器M13线圈接通，M13常开触点闭合并自锁，M13常闭触点断开，Y0线圈断电，冷却塔停机。,3、异常停机过程（四种情况）（1）当压缩机出现吸气压力过低或排气压力过高时，压力保护继电器KA3或KA4动作，即输入继电器线圈X15或X16常开触点闭合，若此时全部设备均已启动，则Y0、Y3常开触点闭合，辅助继电器M10线圈接通，M10常开触点闭合并自锁，M10常闭触点断开，Y3线圈断电，压缩机停机；M10、Y0常开触点闭合，则T13线圈接通，当T3延时时间到，T13常开触点闭合，Y0常开触点保持闭合状态，辅助继电器M11线圈接通，M11常开触点闭合并自锁，M11常闭触点断开，Y2线圈断电，冷冻水泵停机；同时，T14线圈接通；当T4延时时间到，T14常开触点闭合，Y0常开触点保持闭合状态，辅助继电器M12线圈接通，M12常开触点闭合并自锁，M12常闭触点断开，Y1线圈断电，冷却水泵停机；同时，T15线圈接通；当T15延时时间到，T15常开触点闭合，Y0常开触点保持闭合状态，辅助继电器M13线圈接通，M13常开触点闭合并自锁，M13常闭触点断开，Y0线圈断电，冷却塔停机。,（2）当压缩机出现吸气压力过低或排气压力过高时，压力保护继电器KA3或KA4动作，即输入继电器线圈X15或X16常开触点闭合，若此时只有压缩机未启动，其他设备均已启动，则Y0、Y2常开触点闭合，辅助继电器M11线圈接通，M11常开触点闭合并自锁，M11常闭触点断开，Y2线圈断电，冷冻水泵停机；M11、Y0常开触点闭合，则T14线圈接通，当T14延时时间到，T14常开触点闭合，Y0常开触点保持闭合状态，辅助继电器M12线圈接通，M12常开触点闭合并自锁，M12常闭触点断开，Y1线圈断电，冷却水泵停机；同时，T15线圈接通；当T15延时时间到，T15常开触点闭合，Y0常开触点保持闭合状态，辅助继电器M13线圈接通，M13常开触点闭合并自锁，M13常闭触点断开，Y0线圈断电，冷却塔停机。,（3）当压缩机出现吸气压力过低或排气压力过高时，压力保护继电器KA3或KA4动作，即输入继电器线圈X15或X16常开触点闭合，若此时只有冷冻水泵、压缩机未启动，其他设备均已启动，则Y0、Y1常开触点闭合，辅助继电器M12线圈接通，M12常开触点闭合并自锁，M12常闭触点断开，Y1线圈断电，冷却水泵停机；M12、Y0常开触点闭合，则T15线圈接通，当T15延时时间到，T15常开触点闭合，Y0常开触点保持闭合状态，辅助继电器M13线圈接通，M13常开触点闭合并自锁，M13常闭触点断开，Y0线圈断电，冷却塔停机。（