PLC自动化课程 第五章 PLC控制系统的硬件设计

第五章 PLC控制系统的硬件设计

5.1 控制系统的设计步骤和PLC选型

5.2 系统硬件设计方案

5.3  PLC输入/输出电路设计

5.4 系统供电及接地设计

5.1、可编程控制器的选择

▲基本原则：是在满足控制要求的前提下力争最好的性能价格比，并有一定的先进性和良好的售后服务。

▲整体选择：基本性能、特殊功能和通信连网三个方面

▲具体选择时的几点参考：

1．基本单元的选择

（1）响应速度

（2）存储容量

（3）扩展能力

（4）结构形式

（5）特殊功能

（6）通信功能

2．指令系统的选择

（l）总指令数

（2）指令种类

（3）表达方式

（4）编程工具

3．I/O模块的选择

（1）开关量输入模块

（2）开关量输出模块

（3）模拟量输入模块

（4）模拟量输出模块

（5）通信模块

（6）功能模块

4．其他选择

（1）性价比

（2）系列产品

（3）售后服务

5.2 系统硬件设计方案

一、系统硬件设计总体方案

▲根据实际需要确定控制系统的类型和系统工作时的运行方式。

 1．PLC控制系统类型

（1）集中控制系统

（2）分布式控制系统

2．系统的运行方式

（1）自动运行方式

（2）半自动运行方式

（3）单步运行方式

（4）手动运行方式

3．系统的停止方式

（1）正常停止

（2）暂时停止

（3）紧急停止

二、 系统硬件设计依据

（1）工艺要求

（2）设备状况

（3）控制功能

（4）I/O点数和种类

三、系统硬件设计文件

5.3 PLC输入/输出电路设计

一、PLC输入电路的设计

1．根据输入信号类型合理选择输入模块

2．输入元件的接线方式

3．减少输入点的方法

① 某些具有相同性能和功能的输入触点可串联或并联后再输入PLC。

② 某些功能比较简单，与系统控制部分关系不大的输入信号可放在PLC之外。

③ 利用系统不同的工作方式。

④ 利用软件。

⑤ 用矩阵输入的方法扩展输入点。

⑥ 用矩阵输入的方法扩展输入点

二、PLC输出电路的设计

1．根据负载类型确定输出方法

1）开关量信号：

继电器输出：交流负载或直流负载，开通与关断延迟时间约为10ms。

晶体管输出：直流负载，开通与关断时间均小于1ms。

双向晶闸管输出：交流负载，开通与关断时间约为1ms和10ms。

2）模拟量信号：

合适的D/A模块。

2．输出负载的接线方式

3．选择输出电流电压

1）输出模块的额定输出电流、电压必须大于负载所需求的电流和电压。如果负载实际电流较大，输出模块无法直接驱动，可以加中间驱动环节。

2）在同一公共端所有输出点的数量，必须确保同时接通输出负载的电流之和，小于公共端所允许通过的电流值。

4．输出电路的保护

1）在输出负载回路中加装熔断器，进行短路保护。

2）直流电感性负载，应在电感性负载两端并联续流二极管。

3）交流电感性负载，应在其两端并联阻容吸收回路。

4）实际使用中常将所有的开关量输出都通过中间继电器驱动负载，以保证PLC输出模块的安全。

5．减少输出点的方法

（1）分组输出

（2）并联输出

（3）矩阵输出

（4）某些相对独立的受控设备也可用普通继电器直接控制。

6．留有余量

5.4 系统供电及接地设计