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PLC控制要求規(guī)劃方案

(1)明確控制要求

??PLC控制系統(tǒng)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”的問題,。因此,，不管控制系統(tǒng)*終采用何種類型，其根本目的都是為了滿足對象的控制要求,，為此,，面向*終控制對象的控制要求必須在設計前得到明確。

??設計人員通過對控制對象的現(xiàn)場了解或?qū)C械,、氣動,、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,，需要對要求的動作進一步分析與分解處理。如對液壓,、氣動控制的機械，應該將其控制要求轉(zhuǎn)化為動作循環(huán)圖,、液/氣壓控制系統(tǒng)組成簡圖,、電磁元件動作表等;對于單純電氣控制的動作，應轉(zhuǎn)化為動作時序圖或控制要求表等,。根據(jù)循環(huán)圖,、液/氣壓系統(tǒng)簡圖、時序圖,、控制要求表的動作需要,，就可以規(guī)劃必要的指令元件(如按鈕、觸摸屏開關(guān)),、行程檢測開關(guān),、執(zhí)行元件、功能部件等,。這些簡潔,、清晰的圖形資料,，可以為PLC的選型、用戶程序的設計提供依據(jù),。

??①動作循環(huán)圖

??動作循環(huán)圖(包括電磁元件動作表)是一種通過生產(chǎn)設備或生產(chǎn)過程的"動作"以及實現(xiàn)這些動作所需的執(zhí)行元件,、檢測元件的狀態(tài)，來描述控制要求的一種方法,。

??動作循環(huán)圖的特點是控制要求明確,，動作過程清晰，執(zhí)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)聯(lián)合控制的設備或生產(chǎn)線(如組合機床,、自動線)上多采用這種方法來表達控制要求。

??圖5-2(a)為某進口機床的工作臺“夾緊/松開”液壓控制簡圖,，根據(jù)機床實際動作要求轉(zhuǎn)化成的動作循環(huán)圖,、電磁元件動作表如圖5-2(b)所示。

??動作循環(huán)圖一般由機械,、液壓系統(tǒng)的設計人員提供,，但電氣設計人員必須對此進行具體了解(機電一體化設計人員自行解決)。特別是圖中所使用的執(zhí)行元件性能與參數(shù)(如電磁閥的額定電壓,、電流等),，檢測元件的性質(zhì)(有觸點開關(guān)、接近開關(guān)等),，設計人員必須掌握,，以便確定驅(qū)動方式與設計必要的驅(qū)動線路。

??②時序圖

??時序圖是根據(jù)輸入信號與輸出信號的時序關(guān)系,，通過"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作要求，通過時序圖可以明確各輸入信號與輸出信號間的相互關(guān)系與動作的次序,，為PLC程序設計提供依據(jù),。

??圖5-3是某機床冷卻電動機的手動“啟動/停止”控制方案圖。機床冷卻控制的要求是：按下按鈕,，如果原來冷卻電機處在停止狀態(tài),，則啟動;如果原來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)為對應的時序圖,。圖5-3(b)中的Sl為根據(jù)控制要求設計,、安裝在操作面板上的冷卻“啟動/停止”按鈕;K1是控制冷卻電動機主回路需要的接觸器,。根據(jù)控制要求，可以達到指令信號S1與K1的控制時序關(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,，無法通過簡單的圖形,、時序關(guān)系描述控制要求的場合。

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

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

??b.在自動操作方式下,，通過來自PLC定位控制模塊的M03代碼指令，可以使主軸啟動;通過M05代碼指令,，可以使主軸停止,。

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

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

??機床主軸正轉(zhuǎn)輸出信號為中間繼電器,，利用中間繼電器的常開觸點控制主軸驅(qū)動器“位能”,。

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PLC 軟件系統(tǒng)設計的步驟

在了解了程序結(jié)構(gòu)和編程方法的基礎上，就要實際地編寫 PLC 程序了,。編寫 PLC 程序和編寫其他計算機程序一樣,，都需要經(jīng)歷如下過程。

1. 對系統(tǒng)任務分塊

分塊的目的就是把一個復雜的工程,，分解成多個比較簡單的小任務,。這樣就把一個復雜的大問題化為多個簡單的小問題。這樣可便于編制程序,。

2. 編制控制系統(tǒng)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(jié)果是什么，這一結(jié)果又英國導出哪些動作,。這個邏輯關(guān)系可以是以各個控制活動順序為基準,，也可能是以整個活動的時間節(jié)拍為基準。邏輯關(guān)系圖反映了控制過程中控制作用與被控對象的活動,，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(tǒng)的輸入輸出所設計的地址和名稱聯(lián)系起來,。這是很關(guān)鍵的一步,。在繪制 PLC 的輸入電路時，不僅要考慮到信號的連接點是否與命名一致,，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(wěn)定條件等問題。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,，會對 PLC 造成比較大的傷害。在繪制 PLC 的輸出電路時,，不僅要考慮到輸出信號的連接點是否與命名一致,，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題,。在整個電路的繪制中，還要考慮設計的原則努力提高其穩(wěn)定性和可靠性,。雖然用 PLC 進行控制方便,、靈活。但是在電路的設計上仍然需要謹慎,、全面,。因此，在繪制電路圖時要考慮周全，何處該裝按鈕,，何處該裝開關(guān),，都要一絲不茍。

4. 編制 PLC 程序并進行模擬調(diào)試

在繪制完電路圖之后,，就可以著手編制 PLC 程序了,。當然可以用上述方法編程。在編程時,，除了要注意程序要正確,、可靠之外，還要考慮程序要簡捷,、省時,、便于閱讀、便于修改,。編好一個程序塊要進行模擬實驗,，這樣便于查找問題，便于及時修改,，**不要整個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,。在時間緊張的時候，這項工作也可以和編制程序并列進行,。在制作控制臺和控制柜的時候要注意選擇開關(guān),、按鈕、繼電器等器件的質(zhì)量,，規(guī)格必須滿足要求,。設備的安裝必須注意安全、可靠,。比如說屏蔽問題,、接地問題、高壓隔離等問題必須妥善處理,。

6. 現(xiàn)場調(diào)試

現(xiàn)場調(diào)試是整個控制系統(tǒng)完成的重要環(huán)節(jié),。任何程序的設計很難說不經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試就能使用的。只有通過現(xiàn)場調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)控制回路和控制程序不能滿足系統(tǒng)要求之處,；只有通過現(xiàn)場調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)控制電路和控制程序發(fā)生矛盾之處,；只有進行現(xiàn)場調(diào)試才能*后實地測試和*后調(diào)整控制電路和控制程序，以適應控制系統(tǒng)的要求,。

7. 編寫技術(shù)文件并現(xiàn)場試運行

經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試以后,，控制電路和控制程序基本被確定了，整個系統(tǒng)的硬件和軟件基本沒有問題了,。這時就要全面整流技術(shù)文件,，包括整理電路圖、 PLC 程序,、使用說明及幫助文件,。到此工作基本結(jié)束。