PLC控制系统设计步骤.docx

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PLC控制系统设计步骤

PLC控制系统设计步骤

简介：

PLC控制系统设计步骤及实例运用。

PLC控制系统设计步骤一个需要以下七个：

　　1.系统设计与设备选型

　　a.分析你所控制的设备或系统。

PLC最主要的目的是控制外部系统。

这个系统可能是单个机器，机群或一个生产过程。

　　b.判断一下你所要控制的设备或系统的输入输出点数是否符合可编程控制器的点数要求。

（选型要求）

　　c.判断一下你所要控制的设备或系统的复杂程度，分析内存容量是否够。

　　2.I/O赋值（分配输入输出）

　　a.将你所要控制的设备或系统的输入信号进行赋值，与PLC的输入编号相对应。

（列表）

　　b.将你所要控制的设备或系统的输出信号进行赋值，与PLC的输出编号相对应。

（列表）

　　3.设计控制原理图

　　a.设计出较完整的控制草图。

　　b.编写你的控制程序。

　　c.在达到你的控制目的的前提下尽量简化程序。

　　4.程序写入PLC

　　将你的程序写入可编程控制器。

　　5.编辑调试修改你的程序

　　a.程序查错（逻辑及语法检查）

　　b.在局部插入END，分段调试程序。

　　c.整体运行调试

　　6.监视运行情况

　　在监视方式下，监视一下你的控制程序的每个动作是否正确。

如不正确返回步骤5，如果正确则作第七步。

　　7.运行程序（千万别忘记备份你的程序）

煤矿地面生产系统中的应用

    一. 系统设计与选型

　　 1.系统分析：

　　 唐山荆各庄煤矿的输煤系统全长大约300米左右,生产过程是这样的.地下开采的煤通过提升机提到地面并翻斗到前煤仓.此时提升上来的煤是各种物体的混合体,其中包括煤，煤矸石,煤末,木棍等等.煤矿地面生产系统的主要目的是将提升上来的混合物变成我们需要的煤末和煤块.煤末通过皮带1和皮带2传送到后仓由刮板刮到舱下的火车车厢内.块煤和其它混合物通过手选1和手选2皮带传送,由站在两边的工作人员清除煤矸石木棒等杂物,真正的煤块被传送到堆煤场.下面给出地面生产系统生产过程的框图. 　　

　　在没有实现PLC控制以前,整个生产过程完全是手动的.工作人员按照下面生产流程启动生产线.

　　 1.起动刮板

　　 2.起动皮带1和皮带2

　　 3.起动手选1和手选2

　　 4.起动电动筛1和电动筛2

　　 5.起动供煤1和供煤2

　　 工作人员按照下面生产流程停止生产线.

　　 1.停止供煤1和供煤2

　　 2.停止电动筛1和电动筛2

　　 3.停止手选1和手选2

　　 4.停止皮带1和皮带2

　　 5.停止刮板

　　 每起动和停止一个设备都必须有一定的延时.停产时延时时间根据输煤线没有煤为标准. 

　　 整个起动过程都是步行,工作人员的劳动强度是不是很大. 

　　 根据以上的生产过程分析这个系统是一个不大的生产过程，输入点数少于输出点数，考虑到留有一些备用点，选择了F1-40MR 24入/16出的PLC,而1K的编程容量可满足系统要求，进而设计了下面的PLC控制的煤矿地面生产系统. 

　　 2.设备的选型

　　 1.保留原有地面生产系统,添加手自动转换. 

　　 2. PLC:

 F1-40MR

　　 3.自制控制台一个 

　　二. 输入输出分配:

 （I/O赋值） 

　　名 称 　　　输 入 点 数 名 称　　　输 出 点 数 

　　总 复 位　　　　　X400　　　　　　预报警（电笛）　　Y430 

　　予 启 动　　　　　X401　　　　　　刮板　　　　　　Y431 

　　起　动　　　　　　X402　　　　　　皮带1　　　　　　Y432 

　　报警清除　　　　　X403　　　　　　皮带2　　　　　　Y433 

　　手选1急停　　　　　X404　　　　　　手选1　　　　　Y434 

　　手选2急停　　　　　X405　　　　　　手选2　　　　　Y435 

　　控制室总停线　　　X406　　　　　　筛煤1　　　　　　Y436 

　　现场正常停线　　　X407　　　　　　筛煤2　　　　　　Y437 

　　无供煤正常停止　　X409　　　　　　供煤1　　　　　　Y440 

　　紧急重载停线　　　X410　　　　　　供煤2　　　　　　Y441 

　　启动正确指示灯　　Y445 

　　 三. 设计控制原理图（地面生产线PLC控制程序）

　　说明:

　　1.以上系统是根据七个设计步骤设计而成.

　　2.在启动生产线之前,先预警20秒钟,告知沿线工作人员注意安全.20秒后,系统按刮板,皮带1,2,手选1,2,筛1,2,和供煤1,2依次启动.如果正常起动,则正常起动指示灯亮.系统正常开始生产.

　　3.正常停车时,发出警示信号（0.2秒脉冲）,告知沿线注意安全,系统按供煤1,2,筛1,2,手选1,2,皮带1,2,刮板依次停车.各设备停止时间根据线上无煤为原则.

　　4.在无重大事故情况下,不可重载停车.

　　5.手选1和手选2在人员安全受到危险的情况下,可急停.

　　6.调试时,可甩掉电机,直接控制接触器,动作正常后,方可联机运行.

　　7.利用接触器的辅助接点,在控制室里显示生产线的动作流程.

　　 也许有人会问,为什么不在前仓安煤位传感器而搞成全自动化,问题是提升上来的煤什么都有,而煤位也不是水平的,因此未加煤位传感器.（根据用户要求）

　　 皮带1,和皮带2由于采用滚轴斜夹,没有跑偏问题.

    LG PLC在中水处理系统中的应用

　　一. 系统设计与设备选型

　　1. 系统流程：

　　2. 工作原理：

　　 中水处理系统是将生活污水还原成中水的处理过程。

应用过的生活污水被集中在调水池中，由充氧机进行充氧。

充氧后的水由提升泵提至生化池，由充氧机进行两级生化。

在处理过程中还要对生化过的水进行加药，消毒，搅拌等工序，使其能够达到二次使用的可能。

处理过的中水由加压泵打到回用池中，由供水泵供给用户在利用。

（主要用为冲厕或绿化用水）

　　3. 系统要求：

　　a. 调节池曝气机

　　 * 2台（一用一备）380V/1.6KW 要有手/自动切换

　　* 手动方式：

手动控制两台曝气机的切换及每台曝气机的起停。

　　* 自动方式：

自动控制两台曝气机的切换。

　　要求：

当运行曝气机出现热保护时自动转换为备用机。

　　曝气为间歇方式，曝气半小时，间歇15分钟，以保证生物菌存活。

　　 b. 生化池曝气机

　　* 一级生化池 2台 380V/2.9KW（一用一备）

　　 二级生化池 2台 380V/1.6KW （ 一用一备）

　　* 手动方式：

手动控制曝气机起停。

　　* 自动方式：

自动控制两台曝气机的切换。

　　 要求：

当运行曝气机出现热保护时自动转换为备用机。

　　 曝气机白天12小时连续运行，夜间进入休眠状态，每隔一小时曝气10分钟。

　　 c. 提升泵

　　 * 2台（一用一备）380V/2.2KW 要有手/自动切换

　　 * 手动方式：

手动控制两台泵的切换及每台泵的起停。

　　 * 自动方式：

自动控制两台泵的切换。

　　 要求：

当运行泵出现热保护时自动转换为备用机。

　　由PLC根据液位自动控制泵的起停（高起低停），泵的起停与调节池，生化池液位联动，防止溢水。

　　 d. 加压泵

　　 * 2台 （一用一备）380V/1.6KW 要有手/自动切换

　　 * 手动方式：

手动控制两台泵的切换及每台泵的起停。

　　 * 自动方式：

自动控制两台泵的切换。

　　 要求：

当加压泵出现热保护时自动转换为备用机。

　　由PLC根据液位自动控制泵的起停（高起低停），泵的起停与提升泵，供水泵，回用池液位联动，防止溢水。

　　 e. 中水供水泵

　　 * 2台（一用一备）380V/3KW 要有手/自动切换

　　 * 手动方式：

手动控制两台泵的切换及每台泵的起停。

　　* 变频恒压供水方式：

系统管网压力高于设定时水泵减速运转；低于设定加速运转，一台泵无法满足流量值时另一台泵自动投入运转保证系统压力达到设计要求。

由PLC根据液位自动控制泵的起停（高起低停）同时与其它泵联动。

系统有超高超低报警及变频器故障自动切换到工频的功能。

　　 f. 反冲洗泵

　　 * 1台 380V/5.5KW 手动控制

　　 g. 加药，消毒计量装置

　　 * 1台 计量泵 220V/0.5KW 与加压泵联动控制

　　 * 1台 搅拌器 220V/0.35KW 手动控制

　　h. 自来水补水电磁阀（一个）

　　 回用水池超低液位时由PLC控制自动打开电磁阀进行补水。

　　4．设备选型

　　 根据以上的技术要求和对整个系统的分析，系统的输入点36个，输出点20个，因此决定选用36入/24出的可编程控制器。

这个系统许多品牌的PLC都可满足技术要求。

但为了节约成本，在性价比上达到最佳，我们选用了LG的K80S系列PLC K7M-DR60S。

原因是LG的PLC价格便宜，编程软件免费（可省掉编程器），现场调试方便（由笔记本电脑完成）。

编程语言绝不亚于其它PLC。

　　 选型目录：

PLC LG K80S K7M-DR60S 36入/24出

　　 G7E-RTCA 实时时钟

　　 变频器 日立 L100系列 4KW

　　 手/自动转换开关及控制柜由开关柜厂制作

　　二. I/O 赋值 

　　1. 输入分配：

　　序号 Plc输入编号 说 明

　　 1 P0000 调水池一号曝气机运行 （来自手自动转换开关） 

　　 2 P0001 调水池一号曝气机过热信号（来自热继）

　　 3 P0002 调水池二号曝气机运行 （来自手自动转换开关）

　　 4 P0003 调水池二号曝气机过热信号（来自热继）

　　 5 P0004 一号提升泵运行 （来自手自动转换开关）

　　 6 P0005 一号提升泵过热信号 （来自热继）

　　 7 P0006 二号提升泵运行 （来自手自动转换开关）

　　 8 P0007 二号提升泵过热信号 （来自热继）

　　 9 P0008 一级生化池一号曝气机运行 （来自手自动转换开关）

　　 10 P0009 一级生化池一号曝气机过热信号 （来自热继）

　　 11 P000A 一级生化池二号曝气机运行 （来自手自动转换开关）

　　 12 P000B 一级生化池二号曝气机过热信号 （来自热继）

　　 13 P000C 二级生化池一号曝气机运行 （来自手自动转换开关）

　　 14 P000D 二级生化池一号曝气机过热信号 （来自热继）

　　 15 P000E 二级生化池二号曝气机运行 （来自手自动转换开关）

　　 16 P000F 二级生化池二号曝气机过热信号 （来自热继）

　　 17 P0010 一号加压泵运行 （来自手自动转换开关）

　　 18 P0011 一号加压泵过热信号 （来自热继）

　　 19 P0012 二号加压泵运行 （来自手自动转换开关）

　　 20 P0013 二号加压泵过热信号 （来自热继）

　　 21 P0014 补水电磁阀运行

　　 22 P0015 1号供水泵变频运行 （来自手自动转换开关）

　　 23 P0016 2号供水泵变频运行

　　 24 P0017 一级生化池高水位

　　 25 P0018 一级生化池低水位

　　 26 P0019 1号供水泵（工频时）过热信号

　　 27 P001A 2号供水泵（工频时）过热信号

　　 28 P001B 系统总运行

　　 29 P001C 变频器报警

　　 30 P001D 变频器设置频率到（来自变频器开关量输出）

　　 31 P001E 调水池高水位

　　 32 P001F 调水池低水位

　　 33 P0020 二级生化池高水位

　　 34 P0021 二级生化池低水位

　　 35 P0022 回用池高水位

　　 36 P0023 回用池低水位

　　2. 输出分配：

　　 1 P0040 调节池1号充氧泵（曝气机）

　　 2 P0041 调节池2号充氧泵（曝气机）

　　 3 P0042 1号提升泵

　　 4 P0043 2号提升泵

　　 5 P0044 一级生化1号充氧泵

　　 6 P0045 一级生化2号充氧泵

　　 7 P0046 二级生化1号充氧泵

　　 8 P0047 二级生化2号充氧泵

　　 9 P0048 一号加压泵

　　 10 P0049 二号加压泵

　　 11 P004A 补水电磁阀

　　 12 P004C 一号工频供水

　　 13 P004D 二号工频供水

　　 14 P0051 一号变频供水

　　 15 P0052 二号变频供水

　　 16 P0053 总报警

　　三. 梯形图：