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PLC控制要求規劃方案

(1)明確控制要求

??PLC控制系統的設計與其他任何工作一樣，首先得知道"干什么"，才能考慮"怎么干”與如何“干得好”的問(wèn)題。因此，不管控制系統*終采用何種類(lèi)型，其根本目的都是為了滿(mǎn)足對象的控制要求，為此，面向*終控制對象的控制要求必須在設計前得到明確。

??設計人員通過(guò)對控制對象的現場(chǎng)了解或對機械、氣動(dòng)、液壓工作原理的研究，明確了控制對象的控制要求后，為了便于設計，需要對要求的動(dòng)作進(jìn)一步分析與分解處理。如對液壓、氣動(dòng)控制的機械，應該將其控制要求轉化為動(dòng)作循環(huán)圖、液/氣壓控制系統組成簡(jiǎn)圖、電磁元件動(dòng)作表等;對于單純電氣控制的動(dòng)作，應轉化為動(dòng)作時(shí)序圖或控制要求表等。根據循環(huán)圖、液/氣壓系統簡(jiǎn)圖、時(shí)序圖、控制要求表的動(dòng)作需要，就可以規劃必要的指令元件(如按鈕、觸摸屏開(kāi)關(guān))、行程檢測開(kāi)關(guān)、執行元件、功能部件等。這些簡(jiǎn)潔、清晰的圖形資料，可以為PLC的選型、用戶(hù)程序的設計提供依據。

??①動(dòng)作循環(huán)圖

??動(dòng)作循環(huán)圖(包括電磁元件動(dòng)作表)是一種通過(guò)生產(chǎn)設備或生產(chǎn)過(guò)程的"動(dòng)作"以及實(shí)現這些動(dòng)作所需的執行元件、檢測元件的狀態(tài)，來(lái)描述控制要求的一種方法。

??動(dòng)作循環(huán)圖的特點(diǎn)是控制要求明確，動(dòng)作過(guò)程清晰，執行元件與檢測元件間的相互關(guān)系具體。在機(械)、電(氣)、液(壓)、氣(動(dòng))聯(lián)合控制的設備或生產(chǎn)線(xiàn)(如組合機床、自動(dòng)線(xiàn))上多采用這種方法來(lái)表達控制要求。

??圖5-2(a)為某進(jìn)口機床的工作臺“夾緊/松開(kāi)”液壓控制簡(jiǎn)圖，根據機床實(shí)際動(dòng)作要求轉化成的動(dòng)作循環(huán)圖、電磁元件動(dòng)作表如圖5-2(b)所示。

??動(dòng)作循環(huán)圖一般由機械、液壓系統的設計人員提供，但電氣設計人員必須對此進(jìn)行具體了解(機電一體化設計人員自行解決)。特別是圖中所使用的執行元件性能與參數(如電磁閥的額定電壓、電流等)，檢測元件的性質(zhì)(有觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)等)，設計人員必須掌握，以便確定驅動(dòng)方式與設計必要的驅動(dòng)線(xiàn)路。

??②時(shí)序圖

??時(shí)序圖是根據輸入信號與輸出信號的時(shí)序關(guān)系，通過(guò)"波形"的形式描述控制要求的一種方法。對于單純的電氣控制動(dòng)作要求，通過(guò)時(shí)序圖可以明確各輸入信號與輸出信號間的相互關(guān)系與動(dòng)作的次序，為PLC程序設計提供依據。

??圖5-3是某機床冷卻電動(dòng)機的手動(dòng)“啟動(dòng)/停止”控制方案圖。機床冷卻控制的要求是：按下按鈕，如果原來(lái)冷卻電機處在停止狀態(tài)，則啟動(dòng);如果原來(lái)冷卻電機處在工作狀態(tài)，則停止。

??在冷卻控制方案中，圖5-3(a)為主回路，圖5-3(b)為對應的時(shí)序圖。圖5-3(b)中的Sl為根據控制要求設計、安裝在操作面板上的冷卻“啟動(dòng)/停止”按鈕;K1是控制冷卻電動(dòng)機主回路需要的接觸器。根據控制要求，可以達到指令信號S1與K1的控制時(shí)序關(guān)系如圖5-3(b)所示。

??③控制要求表

??控制要求表是利用表格形式表達控制條件與控制輸出間相互關(guān)系的一種方法。通常適用于控制條件較多，信號間相互關(guān)系復雜，無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單的圖形、時(shí)序關(guān)系描述控制要求的場(chǎng)合。

??表5-1是機械主軸"啟動(dòng)/停止"控制方案表。如主軸啟動(dòng)條件不具備，主軸不能進(jìn)行旋轉。當啟動(dòng)條件具備時(shí)，機床主軸控制的動(dòng)作如下。

??a.在手動(dòng)操作方式下，按下操作面板上的“主軸啟動(dòng)”按鈕可以使主軸啟動(dòng);按下操作面板上的"主軸停止"按鈕可以使主軸停止。

??b.在自動(dòng)操作方式下，通過(guò)來(lái)自PLC定位控制模塊的M03代碼指令，可以使主軸啟動(dòng);通過(guò)M05代碼指令，可以使主軸停止。

??c.如操作方式不為手動(dòng)或自動(dòng)，或主軸啟動(dòng)條件不具備，主軸不能旋轉;而且，操作面板上的"主軸啟動(dòng)"按鈕無(wú)效。

??d.當主軸在自動(dòng)方式下旋轉時(shí)，通過(guò)"主軸停止"按鈕，仍然可以停止主軸。e.當主軸在自動(dòng)方式下停止時(shí)，不可以通過(guò)"主軸啟動(dòng)"按鈕啟動(dòng)主軸。f.在其他操作方式下，不可以啟動(dòng)主軸。

??機床主軸正轉輸出信號為中間繼電器，利用中間繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)控制主軸驅動(dòng)器“位能”。

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PLC 軟件系統設計的步驟

在了解了程序結構和編程方法的基礎上，就要實(shí)際地編寫(xiě) PLC 程序了。編寫(xiě) PLC 程序和編寫(xiě)其他計算機程序一樣，都需要經(jīng)歷如下過(guò)程。

1. 對系統任務(wù)分塊

分塊的目的就是把一個(gè)復雜的工程，分解成多個(gè)比較簡(jiǎn)單的小任務(wù)。這樣就把一個(gè)復雜的大問(wèn)題化為多個(gè)簡(jiǎn)單的小問(wèn)題。這樣可便于編制程序。

2. 編制控制系統的邏輯關(guān)系圖

從邏輯關(guān)系圖上，可以反應出某一邏輯關(guān)系的結果是什么，這一結果又英國導出哪些動(dòng)作。這個(gè)邏輯關(guān)系可以是以各個(gè)控制活動(dòng)順序為基準，也可能是以整個(gè)活動(dòng)的時(shí)間節拍為基準。邏輯關(guān)系圖反映了控制過(guò)程中控制作用與被控對象的活動(dòng)，也反應了輸入與輸出的關(guān)系。

3. 繪制各種電路圖

繪制各種電路的目的，是把系統的輸入輸出所設計的地址和名稱(chēng)聯(lián)系起來(lái)。這是很關(guān)鍵的一步。在繪制 PLC 的輸入電路時(shí)，不僅要考慮到信號的連接點(diǎn)是否與命名一致，還要考慮到輸入端的電壓和電流是否合適，也要考慮到在特殊條件下運行的可靠性與穩定條件等問(wèn)題。特別要考慮到能否把高壓引導到 PLC 的輸入端，把高壓引入 PLC 輸入端，會(huì )對 PLC 造成比較大的傷害。在繪制 PLC 的輸出電路時(shí)，不僅要考慮到輸出信號的連接點(diǎn)是否與命名一致，還要考慮到 PLC 輸出模塊的帶負載能力和耐電壓能力。此外，還要考慮到電源的輸出功率和極性問(wèn)題。在整個(gè)電路的繪制中，還要考慮設計的原則努力提高其穩定性和可靠性。雖然用 PLC 進(jìn)行控制方便、靈活。但是在電路的設計上仍然需要謹慎、全面。因此，在繪制電路圖時(shí)要考慮周全，何處該裝按鈕，何處該裝開(kāi)關(guān)，都要一絲不茍。

4. 編制 PLC 程序并進(jìn)行模擬調試

在繪制完電路圖之后，就可以著(zhù)手編制 PLC 程序了。當然可以用上述方法編程。在編程時(shí)，除了要注意程序要正確、可靠之外，還要考慮程序要簡(jiǎn)捷、省時(shí)、便于閱讀、便于修改。編好一個(gè)程序塊要進(jìn)行模擬實(shí)驗，這樣便于查找問(wèn)題，便于及時(shí)修改，**不要整個(gè)程序完成后一起算總帳。

5. 制作控制臺與控制柜

在繪制完電器、編完程序之后，就可以制作控制臺和控制柜了。在時(shí)間緊張的時(shí)候，這項工作也可以和編制程序并列進(jìn)行。在制作控制臺和控制柜的時(shí)候要注意選擇開(kāi)關(guān)、按鈕、繼電器等器件的質(zhì)量，規格必須滿(mǎn)足要求。設備的安裝必須注意安全、可靠。比如說(shuō)屏蔽問(wèn)題、接地問(wèn)題、高壓隔離等問(wèn)題必須妥善處理。

6. 現場(chǎng)調試

現場(chǎng)調試是整個(gè)控制系統完成的重要環(huán)節。任何程序的設計很難說(shuō)不經(jīng)過(guò)現場(chǎng)調試就能使用的。只有通過(guò)現場(chǎng)調試才能發(fā)現控制回路和控制程序不能滿(mǎn)足系統要求之處；只有通過(guò)現場(chǎng)調試才能發(fā)現控制電路和控制程序發(fā)生矛盾之處；只有進(jìn)行現場(chǎng)調試才能*后實(shí)地測試和*后調整控制電路和控制程序，以適應控制系統的要求。

7. 編寫(xiě)技術(shù)文件并現場(chǎng)試運行

經(jīng)過(guò)現場(chǎng)調試以后，控制電路和控制程序基本被確定了，整個(gè)系統的硬件和軟件基本沒(méi)有問(wèn)題了。這時(shí)就要全面整流技術(shù)文件，包括整理電路圖、 PLC 程序、使用說(shuō)明及幫助文件。到此工作基本結束。