3台电动机自动顺序启停PLC控制要点.docx

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3台电动机自动顺序启停PLC控制要点

1.引言

可编程序控制器，是集计算机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业控制装置，简称PLC。

它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。

用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。

以PLC为主构成的控制系统具有可靠性高、控制功能强大、性价比高等优点，是目前工业自动化的首选控制装置。

故本设计中采用PLC集中控制的办法，利用PLC简单可视化的程序，对3台电动机实现顺序起停控制，可以通过手动实现，也可以通过延时实现自动起停控制，延时时间可以在线设置，并通过指示灯显示各电动机的运行状态。

本设计广泛应用在港口、电厂、煤矿、钢铁企业、水泥、粮食以及轻工业的生产线。

既可以运送散状物料，也可以运送成件物品。

还可应用于装船机、卸船机、堆取料机等连续运输移动机械。

通过本设计对所学的PLC知识综合巩固应用，巩固练习运用组态软件及组态设计，提高对PLC控制系统的设计、安装和调试能力。

2.PLC选型

世界上PLC产品可按地域分成三大流派：

美国、欧洲和日本。

日本的PLC技术是

由美国引进的，但日本的主推定位在小型PLC上，在小型机领域中颇具盛名。

某些用欧美的中型机或大型机才能实现的控制，日本的小型机就可以解决。

在开发较复杂的控制系统方面明显优于欧美的小型机，所以格外受用户欢迎。

日本有许多PLC制造商，如三菱、欧姆龙、松下、东芝等，在世界小型PLC市场占有很大的份额。

2.1可编程逻辑器件的主要产品

（1）、欧洲产品

德国西门子公司：

它有SS系列的产品。

有SS－95U、100U、115U、135U及155U。

135U、155U为大型机，控制点数可达6000多点，模拟量可达300多路。

最近还推出S7系列机，有S7-200（小型）、S7-300（中型）及S7-400机（大型）。

性能比S5大有提高。

（2）、美国产品

美国GE公司、日本FANAC合资的GE－FANAC的90－70机也是很吸引人的。

它具有很多个特点。

诸如，用软设定代硬设定，结构化编程，多种编程语言，等等。

它有914、781／782、771／772、731／732等多种型号。

另外，还有中型机90－30系列，其型号有344、331、323、321多种；还有90－20系列小型机，型号为211。

美国莫迪康公司（施奈德）的984机也是很有名的。

其中E984－785可安31个远程站点，总控制规模可达63535点。

小的为紧凑型的，如984-120，控制点数为256点，在最大与最小之间，共20多个型号。

美国AB（Alien－Bradley）公司创建于1903年，在世界各地有20多个附属机构，10多个生产基地。

可编程控制器也是它的重要产品。

它的PLC－5系列是很有名的，其下有PLC－5/10，PLC－5/11，……PLC－5/250多种型号。

另外，它也有微型PLC，SLC－500即为其中一种。

有三种配置，20、30及40I/O配置选择，I/O点数分别为12/8、18/12及24/16三种。

美国IPM公司的IP1612系列机，由于自带模拟量控制功能，自带通讯口，集成度又非常之高，虽点数不多，仅16入，12出，但性价比还是高的，很适合于系统不大，但又有模拟量需控制的场合。

新出的lP3416机，I/O点数扩大到34入、12出，而且还自带一个简易小编程器，性能又有改进。

（3）日本产品

日本三菱公司的PLC也是较早推到我国来的。

其小型机FI前期在国内用得很多，后又推出FXZ机，性能有很大提高。

它的中、大型机为A系列。

AIS、AZC、A3A等。

日本日立公司也生产PLC，其E系列为箱体式的。

基本箱体有E-20、E-28、E－40、E－64。

其I/O点数分别为12/8、16/12、24/16及40/24。

另外，还有扩展箱体，规格与主箱体相同其EM系列为模块式的，可在16～160之间组合。

日本东芝公司也生产PLC，其EX小型机及EX－PLUS小型机在国内也用得很多。

它的编程语言是梯形图，其专用的编程器用梯形图语言编程。

另外，还有EX100系列模块式PLC，点数较多，也是用梯形图语言编程。

日本松下公司也生产PLC。

FPI系列为小型机，结构也是箱体式的，尺寸紧凑。

FP3为模块式的，控制规模也较大，工作速度也很快，执行基本指令仅0.l微秒。

日本富士公司也有PLC。

其NB系列为箱体式的，小型机。

NS系列为模块式。

欧姆龙公司系列产品，安装简便，应用灵活，编程简化。

它有CPM1A型机，P型机，H型机，CQM1、CVM、CV型机，Ha型、F型机等，大、中、小、微均有，特别在中、小、微方面更具特长，在中国及世界市场，都占有相当的份额。

（4）、国内

国内PLC生产厂约30家，厂家规模多不大。

最有影响的算是无锡的华光。

它生产多种型号与规格的PLC，如SU、SG等，发展也很快，在价格上很有优势。

Keyence的PLC进入市场较晚，但在日本已占有相当的市场份额，产品包括CPU，各种附加模块，以及实现人机操作的触摸屏操作产品。

型号包括KV5000/3000，KV1000,以及专门应对中国市场的KV-M,等等。

此外比较出名的还有深圳德维森，深圳艾默生、无锡光洋、北京和利时等。

2.2PLC的选型

2.2.1、PLC的分类

1.从组成结构上分：

（1）固定式：

PLC各部件组合成一个不可拆卸的整体。

（2）组合式（模块式）：

PLC的各部件按照一定规则组合配置。

2.按I/O点数及内存容量分:

可分为超小型PLC、小型PLC、中型PLC、大型PLC、超大型PLC。

3.按输出形式分:

（1）继电器输出:

为有触点输出方式，适用于通断频率较低的直流或交流负载。

（2）晶体管输出:

为无触点输出方式，适用于通断频率较高的直流负载。

（3）晶闸管输出:

为无触点输出方式，适用于通断频率较高得的交流负载。

2.2.2PLC的主要技术指标

1.I/O点数：

点数越多，控制规模越大。

2.扫描速度：

反应PLC运行速度的快慢。

3.指令条数：

指令越丰富说明其软件功能越强。

4.内存容量：

用户程序储存器容量。

5.内部器件；种类越多，数量越大存储各种信息的能力和控制能力就越强。

6.高功能模块:

衡量PLC水平重要标志。

7.支持软件：

便于对PLC编程和监控。

8.扩展能力：

利用I/O扩展单元和功能模块进行扩展。

2.2.3PLC选型

基于三台电机的顺序启停控制要求，由于设计要求不高，控制系统比较简单，对输入与输出的端口要求不是很多。

结合本公司生产现场实际，采用欧姆龙系列。

欧姆龙PLC有超小型、小型、中型、大型四大产品类型；PLC型号第一个字都为C表示SYSMAC即C系列；C后字母为设计序列如:

CQ、CJ、CS、CV等。

本设计选用欧姆龙CJ1M-CPU11。

2.2.4CJ1系列特点

CJ1系列PLC采用模块化、总线式结构，整个系统由CPU机架和扩展机架组成。

CPU机架由CPU单元、电源单元、基本I/O单元、特殊I/O单元、CPU总线单元和端盖组成，存储器卡可选。

扩展机架由I/O接口单元、电源单元、基本I/O单元、特殊I/O单元和CPU总线单元以及端盖组成。

扩展机架可连接到CPU机架或其它CJ1系列扩展机架。

3.I/O点设计及外部接线图

3.1CJ1系列I/0存储区及数据区

（1）I/O区

I/O区的地址范围从CIO0000～CIO0079（CIO位从000000～007915）

（2）数据链接区

数据链接区的通道范围从CIO1000～CIO1199（CIO位从100000～119915）。

（3）CPU总线单元区

CPU总线单元区从CIO1500～CIO1899共包含400个字。

（4）特殊I/O单元区

特殊I/O单元区共有960个字，地址范围为CIO2000～CIO2959。

5）串行PLC链接区

串行PLC链接区包含90个地址范围从CIO3100～CIO3199的字。

（6）DeviceNet区

DeviceNet区由600个字组成，地址范围为CIO3200～CIO3799。

（7）内部I/O区

内部I/O（工作）区有512个字，地址范围为W000～W511，这些字只能用在程序中作为工作字用。

（8）保持区

保持区有512个字，地址范围H000～H511（位地址从H00000～H51115）这些字只能用于程序中。

（9）辅助区

辅助区有960个字，地址范围从A000～A959。

（10）TR（暂存继电器）区

TR区包含16个位，地址范围从TR0～TR15。

（11）定时器区

由TIM、TIMH（015）、TMHH（540）、TTIM（087）、TIMW（813）、和TMHW（815）指令共同使用4096个定时器编号（从T0000～T4095）。

可以用定时器编号访问定时器完成标志和当前值（PV）。

（12）计数器区

CNT、CNTR（012）、CNTW（814）指令可共同使用4096个计数器编号（从C0000～C4095），可用计数器编号访问计数器的完成标志和PV值。

（13）数据存储器（DM）区

数据存储器（DM）区共有32768个字，地址范围从D00000～D32767，。

（14）扩展数据存储器（EM）区

扩展数据存储器（EM）区被分成3个Bank（0～2），每个Bank有32768个字，EM区地址范围从E0_00000～E2_32767。

（15）变址寄存器

16个变址寄存器（IR0～IR15）用于间接寻址。

16）数据寄存器

当间接寻址字地址时，这十六个数据寄存器（DR0～DR15）用作变址寄存器中PLC存储地址的偏移量。

（17）任务标志

任务标志范围从TK00～TK31，且对应于周期任务0～31。

（18）条件标志

这些标志包括算术标志，如表示指令执行结果的出错标志和等于标志。

（19）时钟脉冲

时钟脉冲是由系统产生的，按一定时间间隔转ON和OFF的标志

3.2I/O点选择控制点的分配

输入

输出

设备

地址

设备

地址

FR

0.00

带式电机M1

100.00

总开关SQ

0.01

带式电机M2

100.01

自动/手动SK1

0.02

带式电机M3

100.02

启动SB1

0.03

停止SB2

0.04

M3启动SB3

1.06

M2启动SB4

1.08

M1启动SB5

1.10

M1停止SB6

1.07

M2停止SB7

1.09

M3停止SB8

1.11

急停SB9

1.00

表

（1）I/O控制点分配

3.3外部接线图

本设计选用继电器输出有触点输出方式，其外部接线图如图

（1）：

图

（1）外部接线图

4.显示系统的接口电路设计

人机界面（或称人机