PLC电气控制系统的分析设计方法.ppt

ＰＬＣ电气控制系统的分析设计方法,（三）ＰＬＣ电气控制系统分析及设计方法１ＰＬＣ电气控制系统的分析方法ＰＬＣ电气控制系统的分析是在掌握了机械设备及电气控制系统的构成、运行方式、相互关系，以及各电动机和执行电器的用途等基本条件之后，对设备控制线路进行具体的分析。分析的一般原则是化整为零、先主后辅、集零为整、安全保护和全面检查。分析电气控制系统时，通常从电源开始，自上而下，自左而右，逐一分析其接通及断开的关系并区分出主令信号、联锁条件和保护要求等。根据图区坐标标注的检索，可以方便地分析出各控制条件与输出的因果关系。一般按照以下步骤进行。,下一页,返回,上一页,ＰＬＣ电气控制系统的分析设计方法,１）了解生产工艺与执行电器的关系在分析电气线路之前，应该熟悉生产机械的工艺情况，充分了解生产机械要完成哪些动作，明确生产机械的动作与执行电器的关系，画出简单的工艺流程图。２）主电路分析主电路的构造一般比较明确清晰，较容易看出采用了哪些电器及什么方法启动，是否要求正反转、有无调速和制动要求等。３）控制电路分析一般情况下控制电路较主电路要略微复杂些。但无论复杂与否，都可以根据主电路及辅助电路的控制要求，采取“化整为零”的方法，把控制电路分解为一些基本的熟悉的单元电路，得出其动作情况。,下一页,返回,上一页,ＰＬＣ电气控制系统的分析设计方法,４）辅助电路分析辅助电路中的电源、工作状态、照明和故障报警显示等，大多由控制电路中的元器件来控制，所以，对辅助电路进行分析是很有必要的。５）分析联锁和保护环节工业设备对于安全性和可靠性有很高的要求，为了实现这些要求，除了合理地选择控制方案外，在控制线路中必须设置电气保护和电气联锁。６）总体检查经过“化整为零”的局部分析，逐步分析每一个局部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系之后，还必须用“集零为整”的方法，检查整个控制线路，看是否有遗漏，特别要从整体角度去进一步分析和理解各控制环节之间的联系及其作用。,下一页,返回,上一页,ＰＬＣ电气控制系统的分析设计方法,２ＰＬＣ电气控制系统的设计方法ＰＬＣ电气控制系统的设计分为主电路设计和控制电路设计。通常有两种方法，即经验设计法和逻辑设计法。经验设计法主要是根据生产工艺要求，利用各种典型的线路环节，直接设计控制电路。这种方法比较简单，但要求设计人员具有丰富的经验。在设计过程中往往还要经过多次反复的修改、试验，才能使线路符合设计的要求。逻辑设计法是根据生产工艺的要求，利用逻辑代数来分析、设计控制线路。用这种方法设计出来的线路比较合理，特别适合完成较复杂的生产工艺所要求的控制线路设计。但是相对而言，逻辑设计法难度较大，不易掌握，所设计出来的电路不太直观。,下一页,返回,上一页,ＰＬＣ电气控制系统的分析设计方法,ＰＬＣ电气控制系统的设计原则如下（１）最大限度地满足生产机械和工艺对电气控制线路的要求。（２）控制线路力求简单、经济、安全可靠。应做到以下几点①尽量减少电器的数量。尽量选用相同型号的电器和标准件，以减少备品量；尽量选用标准的、常用的或经过实际实验过的线路和环节。②尽量减少控制线路中电源的种类。③尽量缩短连接导线的长度和数量。设计控制线路时，应考虑各个元件之间的实际接线。,下一页,返回,上一页,ＰＬＣ电气控制系统的分析设计方法,如图１－８２所示，图１－８２（ａ）所示接线是不合理的，因为按钮在操作台或面板上，而接触器在电气柜内，这样接线就需要由电气柜二次引出接到操作台的按钮上。改为图１－８２（ｂ）后，可减少些引出线。④正确连接触点。在控制电路中，应尽量将所有触点接在线圈的左端或上端，而线圈的右端或下端直接接到电源的另一根母线上，这样可以减少线路内产生虚假回路的可能性，还可以简化电气柜的出线。⑤正确连接电器的线圈。在交流控制电路中不能串联两个电器的钱圈，如图１－８３（ａ）所示。因为每一个线圈上所分到的电压与线圈阻抗成正比，两个电器动作总是有先有后，不可能同时吸合。两个电器需要同时动作时，其线圈应该并联起来，如图１－８３（ｂ）所示。,下一页,返回,上一页,ＰＬＣ电气控制系统的分析设计方法,⑥元器件的连接。应尽量减少多个元件依次通电后才接通另一个电器元件的情况。在图１－８４（ａ）中，线圈ＫＡ３的接通要经过ＫＡ、ＫＡ１、ＫＡ２３个常开触点，改接成图１－８４（ｂ）后，则每一对线圈通电只需要经过一对常开触点，工作较可靠。⑦控制电路必须具有联锁和安全保护环节。３减少ＰＬＣ输入和输出点数的方法ＰＬＣ控制系统设计中，ＰＬＣ输入和输出数目的多少会影响程序的可读性和系统的明确性。下面介绍几种减少ＰＬＣ输入和输出点数的方法。,下一页,返回,上一页,ＰＬＣ电气控制系统的分析设计方法,１）减少ＰＬＣ输入的方法（１）分时分组输入一般控制系统都存在多种工作方式，但各种工作方式又不可能同时运行。所以可将这几种工作方式分别使用的输入信号分成若干组，ＰＬＣ运行时只会用到其中的一组信号。因此，各组输入可共用ＰＬＣ的输入点，这样就使所需的ＰＬＣ输入点数减少，如图１－８５所示。（２）输入触点的合并如果某些外部输入信号总是以某种“与或非”组合的整体形式出现在梯形图中，可以将它们对应的触点在ＰＬＣ外部串、并联后作为一个整体输入ＰＬＣ，只占ＰＬＣ的一个输入点，从而减少ＰＬＣ输入点数，如图１－８６所示。,下一页,返回,上一页,ＰＬＣ电气控制系统的分析设计方法,（３）将信号设置在ＰＬＣ之外系统的某些输入信号，如手动操作按钮、保护动作后需手动复位的电动机热继电器ＦＲ的常闭触点提供的信号，可以设置在ＰＬＣ外部的硬件电路中。某些手动按钮需要串接一些安全联锁触点，如果外部硬件联锁电路过于复杂，则应考虑仍将有关信号送入ＰＬＣ，用梯形图实现联锁。２）减少ＰＬＣ输出点数的方法（１）矩阵输出图１－８７中采用８个输出组成４４矩阵，可接１６个输出。要使某个接触器线圈接通工作，只要控制它所在的行与列对应的输出继电器接通即可。这样用８个输出点就可控制１６个不同控制要求的接触器线圈。,下一页,返回,上一页,ＰＬＣ电气控制系统的分析设计方法,（２）分组输出当两组负载不会同时工作时，可通过外部转换开关或通过受ＰＬＣ控制的电器触点进行切换，这样ＰＬＣ的每个输出点可以控制两个不同时工作的负载，如图１－８８所示。ＫＭｌ、ＫＭ３、ＫＭ５和ＫＭ２、ＫＭ４、ＫＭ６这两组不会同时接通，可用外部转换开关ＳＡ进行切换。（３）并联输出当两个通断状态完全相同的负载，可并联后共用ＰＬＣ的一个输出点。但要注意ＰＬＣ输出点同时驱动多个负载时，应考虑ＰＬＣ点的驱动能力是否足够。,下一页,返回,上一页,ＰＬＣ电气控制系统的分析设计方法,（４）负载多功能化一个负载实现多种用途。例如，在传统的继电器电路中，一个指示灯只指示一种状态。而在ＰＬＣ系统中，利用ＰＬＣ编程功能，很容易实现用一个输出点控制指示灯的常亮和闪烁，这样一个指示灯就可表示两种不同的信息，从而节省了输出点数。（５）某些输出设备可不用ＰＬＣ控制系统中某些相对独立、比较简单的部分可考虑直接用继电器电路控制。４ＰＬＣ控制系统的设计流程设计流程如图１－８９所示。,下一页,返回,上一页,图１－８２电器连接,返回,（ａ）不合理；（ｂ）合理,图１－８３线圈的连接,返回,（ａ）错误；（ｂ）正确,图１－８４元器件的连接,返回,（ａ）错误；（ｂ）正确,图１－８５分时分组输入,返回,图１－８６输入触点合并,返回,图１－８７矩阵输出,返回,图１－８８分组输出,返回,图１－８９ＰＬＣ控制系统设计一般流程图,返回,谢谢观赏,