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了解和熟悉被控設備的工藝過程和機械動作情況,根據繼電器電路圖分析和掌握控制系統的工作原理。
2) 確定PLC的輸入信號和輸出信號,畫出PLC的外部接線圖。
3) 確定PLC梯形圖中的輔助繼電器(M)和定時器(T)的元件號。
4) 根據上述對應關系畫出PLC的梯形圖并進一步優化使梯形圖既符合控制要求又具有合理性、條理性和可靠性。
可編程控制器應用系統設計與調試的主要步驟,如圖1 所示。
(1) 深入了解和分析被控對象的工藝條件和控制要求
1) 被控對象就是受控的機械、電氣設備、生產線或生產過程。
2) 控制要求主要指控制的基本方式、應完成的動作、自動工作循環的組成、必要的保護和聯鎖等。對較復雜的控制系統,還可將控制任務分成幾個獨立部分,這種可化繁為簡,有利于編程和調試。
圖1 控制系統一般設計步驟
(2) 確定 I/O 設備
根據被控對象對 PLC 控制系統的功能要求,確定系統所需的用戶輸入、輸出設備。常用的輸入設備有按鈕、選擇開關、行程開關、傳感器等,常用的輸出設備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。
(3) 選擇合適的 PLC 類型
根據已確定的用戶 I/O 設備,統計所需的輸入信號和輸出信號的點數,選擇合適的 PLC 類型,包括機型的選擇、容量的選擇、 I/O 模塊的選擇、電源模塊的選擇等。
(4) 分配 I/O 點
分配 PLC 的輸入輸出點,編制出輸入 / 輸出分配表或者畫出輸入 / 輸出端子的接線圖。接著九可以進行PLC 程序設計,同時可進行控制柜或操作臺的設計和現場施工。
(5) 設計應用系統梯形圖程序
根據工作功能圖表或狀態流程圖等設計出梯形圖即編程。這一步是整個應用系統設計的最核心工作,也是比較困難的一步,要設計好梯形圖,首先要十分熟悉控制要求,同時還要有一定的電氣設計的實踐經驗。
(6) 將程序輸入 PLC
當使用簡易編程器將程序輸入 PLC 時,需要先將梯形圖轉換成指令助記符,以便輸入。當使用可編程序控制器的輔助編程軟件在計算機上編程時,可通過上下位機的連接電纜將程序下載到 PLC 中去。
(7) 進行軟件測試
程序輸入 PLC 后,應先進行測試工作。因為在程序設計過程中,難免會有疏漏的地方。因此在將 PLC 連接到現場設備上去之前,必需進行軟件測試,以排除程序中的錯誤,同時也為整體調試打好基礎,縮短整體調試的周期。
(8) 應用系統整體調試
在 PLC 軟硬件設計和控制柜及現場施工完成后,就可以進行整個系統的聯機調試,如果控制系統是由幾個部分組成,則應先作局部調試,然后再進行整體調試;如果控制程序的步序較多,則可先進行分段調試,然后再連接起來總調。調試中發現的問題,要逐一排除,直至調試成功。
(9) 編制技術文件
系統技術文件包括說明書、電氣原理圖、電器布置圖、電氣元件明細表、 PLC 梯形圖。
PLC容量的選擇步驟與原則
PLC的容量包括I/O點數和用戶存儲容量兩個方面。
(一)I/O點數的選擇
PLC平均的I/O點的價格還比較高,因此應該合理選用PLC的I/O點的數量,在滿足控制要求的前提下力爭使用的I/O點最少,但必須留有一定的裕量。
通常I/O點數是根據被控對象的輸入、輸出信號的實際需要,再加上10%~15%的裕量來確定。
(二) 存儲容量的選擇
用戶程序所需的存儲容量大小不僅與PLC系統的功能有關,而且還與功能實現的方法、程序編寫水平有關。一個有經驗的程序員和一個初學者,在完成同一復雜功能時,其程序量可能相差25%之多,所以對于初學者應該在存儲容量估算時多留裕量。
PLC的I/O點數的多少,在很大程序上反映了PLC系統的功能要求,因此可在I/O點數確定的基礎上,按下式估算存儲容量后,再加20%~30%的裕量。
存儲容量(字節)=開關量I/O點數×10 + 模擬量I/O通道數×100
另外,在存儲容量選擇的同時,注意對存儲器的類型的選擇。