逻辑控制系统
可编程逻辑控制器系统的设计与实现
可编程逻辑控制器系统的设计与实现可编程逻辑控制器（PLC）系统是一种常见的自动化控制系统，在工业生产中具有非常重要的作用。
该系统通过编写程序来控制各种设备的运行，从而实现产品制造、输送等工业生产过程中的自动化控制。
本文将从系统设计和实现两个方面详细介绍可编程逻辑控制器系统的相关知识。
一、系统设计（一）系统概述可编程逻辑控制器系统的基本功能是实现各种自动化控制任务，其结构包括输入端、输出端、中央处理器和程序存储器。
输入端接收各种信号输入，比如传感器、按钮等，中央处理器根据这些信号控制程序存储器中的程序，最后通过输出端输出各种信号控制执行机构，比如电机、气缸等。
此外，系统还具有实时监控、报警和通信等功能。
（二）系统设计方法系统设计的主要目标是确保系统能够顺利运行，并且具有一定的扩展性。
设计方法包括以下几个方面：1. 确定系统需求在设计系统之前，需要先明确系统的需求，包括要控制的对象、控制方式、控制精度等。
只有明确系统需求，才能更好地进行系统设计。
2. 选择硬件设备根据系统需求，选取适合的硬件设备。
主要包括中央处理器、输入输出模块和通信模块等。
3. 编写程序根据系统需求和硬件设备选择，编写相应的程序，实现自动化控制和监控功能。
4. 调试和测试在完成程序编写后，进行调试和测试，确保系统能够顺利运行。
（三）系统设计注意事项1. 控制对象要合理选择，一方面要考虑设备的性能和成本，另一方面也要考虑控制的效率和稳定性。
2. 硬件设备要选用可靠性高、稳定性好的设备，尽量避免使用低质量、不稳定的硬件设备。
3. 程序编写要规范、清晰，注重代码的可扩展性和可维护性。
二、系统实现（一）系统实现步骤系统实现主要包括硬件实现和软件实现两个方面。
具体步骤如下：1. 硬件实现：根据系统设计确定的硬件设备选择，实现输入输出端口、通信模块等硬件模块的搭建、接线等操作，确保硬件设备的正常运行。
2. 软件实现：根据系统需求和程序设计编写程序，实现自动化控制、监控和通信等功能。
PLC控制系统方案
PLC控制系统方案PLC（可编程逻辑控制器）控制系统是一种广泛应用于工业自动化领域的控制技术，具有可编程、可扩展、模块化等特点，可实现对工艺过程、生产线等设备的自动控制和监测。
以下是关于PLC控制系统方案的一些详细介绍。
首先，PLC控制系统方案的设计要根据具体应用场景进行。
比如，对于一个工业生产线而言，PLC控制系统方案可以包括对原材料输送、加工过程、质量检测、成品包装等各个环节的控制。
而对于一个楼宇自动化系统而言，PLC控制系统方案可以包括对照明、空调、安防等设备的控制。
其次，PLC控制系统方案的设计需要考虑到自动化程度、可靠性和安全性。
自动化程度指的是系统能够实现的自动化功能，比如自动调节温度、自动控制流程等。
可靠性指的是系统的稳定性和故障容忍能力，需要保证系统的长时间稳定运行。
安全性指的是系统运行过程中保证人员和设备的安全，比如与其他安全系统的联动等。
另外，PLC控制系统方案的设计需要考虑到控制逻辑的编写。
PLC控制系统的核心是控制逻辑的编写，可以通过PLC编程软件进行编写。
在编写控制逻辑时，需要根据实际需求进行功能模块的设计和模块间的逻辑关系的梳理，以实现预期的功能和控制。
编写控制逻辑时还需注意设置安全保护措施，比如设定警报和故障诊断等功能，以保证系统稳定和安全。
此外，PLC控制系统方案的设计还需要考虑到人机界面的设计。
人机界面是PLC控制系统与人员交互的界面，可以通过触摸屏、终端等设备来实现。
在界面设计上，需要根据用户的习惯和需求进行界面布局、菜单设计和交互操作等。
合理的人机界面设计可以提高操作人员的工作效率和用户体验。
最后，PLC控制系统方案的实施还需要进行系统测试和调试。
在系统实施过程中，需要对控制逻辑进行测试和调试，以确保系统的正常运行和达到预期效果。
此外，还需要对系统进行技术培训，使操作人员熟悉系统的使用和维护，以提高系统的可用性和稳定性。
综上所述，PLC控制系统方案是一个综合性的设计过程，需要根据具体应用场景进行设计，考虑到自动化程度、可靠性和安全性，并进行控制逻辑的编写、人机界面的设计、系统测试和调试等工作才能实施。
PLC控制系统
一、PLC控制系统概述
PLC自动控制系统是可编程逻辑控制器（PLC）,专为工业生产设计的一种数字运算操作的电子装置，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
是工业控制的核心部分。
自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。
同时，PLC的功能也不断完善。
随着计算机技术、信号处理技术、控制技术、网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制
等功能。
今天的PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。
二、基本架构
PLC控制系统实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。
中央处理单元(CPU)是PLC控制器的控制中枢。
它按照PLC控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。
当PLC控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。
等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。
逻辑与可编程控制系统(2)
4. 初级机的基本工作原理
扫描过程示意图
1）每一个继电器只对应存储器中一个映像寄存器 2）在用户程序执行期间，系统不再与外界交换信息 3）程序执行中参与逻辑运算的状态主要是两部分：本次 扫描中输入的状态和前次扫描中输出映像寄存器的状态 4）运行过程的时序，输入/输出有滞后现象
5. PLC的输入 输出滞后 的输入/输出滞后 的输入
可编程控制器是一种以微处理器技术为基础， 可编程控制器是一种以微处理器技术为基础，将控制 处理规则存储于存储器中， 处理规则存储于存储器中，应用于以控制开关量为主或包括 控制过程参量在内的逻辑控制、 控制过程参量在内的逻辑控制、机电运动控制或过程控制等 工业控制领域的新型工业控制装置。 工业控制领域的新型工业控制装置。 总之，可编程控制器是一台计算机， 总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环 境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口， 输出接口， 境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入 输出接口 并且具有较强的驱动能力。 并且具有较强的驱动能力。但可编程控制器产品并不针对某 一具体工业应用，在实际应用时， 一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进 行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。 行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。
二、可编程控制器（PLC）的特点 可编程控制器（ ） 1. 通用性强，使用方便 通用性强， 2. 功能强，适应面广 功能强， 3. 可靠性高，抗干扰能力强 可靠性高， 4. 编程方法简单，容易掌握 编程方法简单， 5. PLC控制系统的设计、安装、调试和维修工作量少， 控制系统的设计、 控制系统的设计 安装、调试和维修工作量少， 极为方便。控制程序变化方便，具有很好的柔性。 极为方便。控制程序变化方便，具有很好的柔性。 6. 体积小、重量轻、功耗低 体积小、重量轻、 三、PLC的应用领域 的应用领域 1. 开关量逻辑控制 2. 运动控制 3. 闭环过程控制 4. 数据处理 5. 通讯联网
plc控制系统原理
plc控制系统原理
PLC控制系统是一种基于可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）的自动化控制系统，它通过利用程序进行逻
辑运算，对生产过程中的各种信号和变量进行监测和控制，从而完成各种自动化任务。
PLC控制系统的基本原理是通过输入模块采集控制系统中各
种传感器和设备的信号，然后经过处理，在输出模块中输出相应的信号控制执行机构。
整个过程可以分为三个阶段：输入阶段、处理阶段和输出阶段。
在输入阶段，PLC控制系统会采集外部设备的信号，并将其
传送给CPU进行处理。
外部设备的信号可以是开关状态信号、模拟信号、计数信号等。
在处理阶段，CPU会根据预先编写好的程序进行逻辑运算。
程序中包含了各种控制逻辑、算法和条件，用于判断当前的输入信号状态，并根据需要进行相应的控制操作。
在输出阶段，CPU根据处理阶段的运算结果，将相应的输出
信号发送给外部执行机构，例如驱动电机、控制阀等。
这些输出信号会根据预设的控制逻辑实现相应的控制动作。
PLC控制系统的工作原理可以简单归纳为：输入信号的采集、处理逻辑的执行和输出信号的控制。
整个过程都是基于预先编写好的程序，并通过硬件模块实现信号的传输和执行。
这种可
编程性使得PLC控制系统具有灵活性和可扩展性，能够适应各种复杂的自动化控制需求。
逻辑控制器
逻辑控制器什么是逻辑控制器？逻辑控制器（PLC）是一种用于自动化控制系统的数字电子设备。
它是一种计算机，能够根据编程指令对各种输入信号进行逻辑计算，并控制各种输出信号来实现某些功能。
传统的开关控制和机械设备控制一般都需要一个笨重的控制箱，而逻辑控制器采用了数字化的方式，经过编程后能够智能地控制多个机械装置的运行。
逻辑控制器的工作原理逻辑控制器不同于一般的计算机，它的内部结构更为简单，而且拥有更强的抗干扰能力。
它由三部分组成：输入输出模块、中央处理器和电源模块。
输入输出模块是逻辑控制器的外接部件，负责将外部信号转换成控制器能够识别和计算的电信号，逻辑控制器可以接受模拟量和数字量的输入信号，这些信号可以来自各种传感器和执行器。
中央处理器是逻辑控制器的核心部分，负责对输入信号进行逻辑计算，然后根据程序编码控制输出信号。
中央处理器通常会采用一种特殊的程序语言（如Ladder图或者指令表），程序编码完成后会通过电脑软件上传到中央处理器中。
电源模块则是提供逻辑控制器工作所需的电力。
逻辑控制器的特点逻辑控制器具有以下特征：1.抗干扰能力高，运行稳定可靠，可以长时间连续工作。
2.编程简单容易，不需要太高的计算机技能。
3.占用面积小，安装、调整和更换方便。
4.工作效率高，控制速度快，适用于多种厂家和多种不同的机械装置。
5.具有智能化的自动控制，操作方便，维护成本低。
逻辑控制器的应用逻辑控制器广泛应用于各种自动化控制系统中，例如工业自动化生产线、汽车制造、机床成型、电力系统、电气设备和电子系统等。
以工业生产为例，逻辑控制器可以根据输入的生产数据分析每一个生产过程的状态，实现全自动的生产流程和精确的产品质量控制。
在机床成型行业，逻辑控制器可以控制机床的转速、进给速度、冷却液流量等参数，确保机床运转稳定并提高生产效率。
结语随着自动化技术的不断发展，逻辑控制器已经成为各种自动化系统中不可缺少的一部分。
作为一种基础性设备，逻辑控制器的应用范围越来越广泛，未来还将有更多的新技术被应用到逻辑控制器的设计和开发中。
逻辑控制系统基础知识
Cm ——转矩常数 ——磁通量 2. 直流电动机的机械特性 曲线
曲线说明： 电枢回路中串联电阻值越大 电机的起动电流越小
3.他励直流电动机的电枢回路串电阻分级起动
KM1 KM2
KM
a) 电动机等效回路 该起动方式的优点： (1) 起动电流小
b) 电动机特性曲线
(2)各级电磁力矩较一致，加速度较均匀
b) 电动机特性曲线
(2)转速反接制动
1)如果位能性负载非常重， 负载转矩大于电动机起始 转矩, 2)则负载重物不会上升，而 是下降， 3)此时拖动转矩T为正，n为 负，电动机处于制动状态。
电动机特性曲线
6.回馈制动
电动机转速大于理想空 载转速，且转速与拖 动转矩方向相反
电动机反接制动机械
特性曲线
(3)交流电动机能耗制动原理
定子绕组中通入的直流电流，形成固定磁场， 转子切割固定磁场，形成感生电流。磁场与感生 电流互相作用，产生与电机转速方向相反的力矩， 使电机制动。
5. 交流电动机的电枢反接制动
(1)交流电机电枢反接制动 原理图
(2)交流电机电枢反接制 动特性曲线
(3)电枢反接制动的特点：
(2) 位能性负载 1) 负载转矩由重力作用产生，不论电动机的转速方 向变化与否，负载转矩TL的大小和方向始终不变。 2)例如起重设备提升重物时，其作用方向与电动机 旋转方向相反；当下放重物时，负载转矩变为驱 动转矩，其作用方向与电动机旋转方向相同，促 使电动机旋转。
2.恒功率负载 (1)特点是当转速变化时，负载从电动机吸收的功率 为恒定值。 9.55 P P——功率 TL n
• 优点：制动效果强，速度快 • 缺点：消耗能量大，如要停车，需要自动控制电 路切断电源 • 适用于快速停车与反向。
plc控制系统工作原理
plc控制系统工作原理
PLC控制系统是利用可编程逻辑控制器（PLC）来实现自动化控制的一种技术。
其工作原理可以简要概括为以下几个步骤：
1. 输入信号采集：PLC控制系统通过连接传感器等装置来采
集输入信号，如温度、压力、流量等各种参数。
这些输入信号可以是模拟信号，也可以是数字信号。
2. 信号处理和转换：PLC会将采集到的信号进行处理和转换，以适应PLC的工作需求。
例如，将模拟信号转换为数字信号、进行滤波处理、放大或缩小信号等。
3. 逻辑控制运算：PLC会根据预设的逻辑程序和控制算法对
输入信号进行逻辑运算和判断，以确定需要执行的控制操作。
这些逻辑和算法可以通过PLC编程软件进行编写和调整。
4. 输出信号控制：一旦确定了需要执行的控制操作，PLC会
相应地控制输出信号。
输出信号可以是控制执行器、显示器、报警器等。
通过控制输出信号，PLC能够实现对各种设备和
系统的控制。
5. 监控和通信：PLC控制系统通常还具有监控和通信功能，
用于实时监测和远程控制。
它可以通过与上位机或其他PLC
的通信接口来实现数据交换和联动控制。
总体而言，PLC控制系统通过采集和处理输入信号、进行逻
辑控制运算、控制输出信号，实现对各种设备和系统的自动化
控制和监控。
其工作原理基于预设的逻辑程序和算法，能够灵活应对各种工业自动化场景的需求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
信号灯
电磁阀
35-14
主机模块
内 置 输 入 内 置 输 出
输入扩展
输出扩展
D/A输出
A/D输入
35-15
主机模块
内 置 输 入 内 置 输 出
输入扩展
输出扩展
D/A输出
A/D输入
35-16
二、 I/O地址分配
1 内置I/O区：
10输入：CIO 2960.00~ CIO 2960.09
4. 保护控制 • FR—过载保护 • FU—短路保护 • 行程保护 • 失压(或欠压)保护—当电源暂时断电或电压严重 下降时，电动机自动从电源切除。
35-2
二、基本控制电路 1. 手动控制
AB C
QS合 电动机M 起动、运行
QS
短路保护
FU
QS断 电动机M 停止
• 适合于： 就地操作 起动、停止不频繁
2．特点
• PLC 的软件简单易学 • PLC 使用简便 • PLC 抗干扰能力强，运行稳定可靠 • PLC 体积小，维护方便 • PLC 设计施工周期短
35-13
一、PLC的基本结构
• 主机模块 (CPU、ROM、RAM)
• 输入部分
按钮开关
继电器触点 行程开关 ...
• 输出部分
...
接触器线圈
3SB 0.02
COM COM
KMF
KMR FR
• 梯形图
0.00
1.00 0.01
1.01
1SB: 0.00 2SB: 0.01 3SB: 0.02 1KM: 1.00 2KM: 1.01
0.02 1.01 1.00 0.02 1.00 1.01
END
35-23
• 正反转控制主电路
ABC
QS FU
正转
反转
35-9
2) 控制电路
ABC
1
2
QS
1ST 3ST
4ST 2ST
1KM
FU 1SB 2SB 1ST 3ST 2KM
2KM FR
1KM
M 3~
1KM 2ST
3SB
2KM 1ST
2KM 2ST 4ST 1KM
FR
35-10
7. 时间控制 某生产机械开车后经过一段时间能自动停车
A BC
QS
FU
V U
W
M
3~
35-3
二、基本控制电路
ABC
2. 点动控制
QS
SB按下
短路保护
FU
电动机转 SB抬起 电动机停转
KM
V
U
W
M
3~
KM
SB
35-4
3. 连续运行 (自锁控制 )
A BC
自锁环节 失压(欠压)保护
•
•
QS（短路保护)
FU 1SB
2SB
KM
KM FR
M 3~
主电路
KM
FR (过载保护)
6输出： CIO 2961.00~ CIO 2961.05
2 扩展I/O (CIO) 区： I/O区的地址: 0000.00 ~ 0039.15
3. 内部继电器地址分配 通道号：1200 ~ 1499 位号：00~15
3800 ~ 6143
35-17
三、设计步骤
1. 确定被控系统必须完成的动作及完成动作的顺序
2KM
1KM
FR
M 3~
35-24
3. 联锁控制
• I/O分配
1SB 0.00 1.00
2SB
1.01 0.01
1KM
2KM 1FR
2FR
COM COM
控制要求： 1M起动后经一定延
时2M自动起动；2M起动 后，1M立即停车。
2SB
2KM 1KM
1SB
1KM KT
KT
2KM
2KM
I/O分配表 1SB: 0.00 1KM: 1.00 2SB: 0.01 2KM: 1.01
2KM 1KM
M
3~
FR
35-6
4. 电动机的正反转控制（互锁控制）
ABC
互锁环节(防止电源短路)
QS 机械互锁 (自动切换旋转方向)
FU
1SB 2SB
ห้องสมุดไป่ตู้
1KM 2KM
2KM
1KM
1KM 3SB
2KM
2KM 1KM
M
3~
FR
35-7
5. 电动机的顺序控制 (联锁控制 )
油泵电动机先起动，主轴电动机才能起动
控制电路
字电 符同 时电 号一 的器 来电 状触 体器 态点 现内 。画 。的 其
多常 个态 环， 节即 ，画 借其 助不 文通
35-5
4. 电动机的正反转控制（互锁控制）
ABC
互锁环节(防止电源短路)
QS 机械互锁 (自动切换旋转方向)
FU
1SB 2SB
1KM 2KM
2KM
1KM
1KM 3SB
2KM
常开触点
线圈
梯形图
35-19
• 编程原则 P253
1 按从上到下、从左到右顺序编写
2 每一逻辑行都必须从左边起始母线开始，线圈在 最右端，与结束母线相连
?
0.00
1.05
0.00 0.02 1.05
0.01
0.02
EN D
0.01
EN D
35-20
• 编程原则
3 每一逻辑行里的触点，可以“串联”，可以“并联”， 同一线圈的触点可无限次使用。 4 两个或两个以上的线圈，可以“并联”输出，不能 “串联”输出。 5 结束行
SB1 SB2
KT KM
KM FR
M 3~
KM FR
KT
35-11
§2 可编程控制
(Programmable Logic Controller)
1．产生
PLC 概况
它属于存储程序控制的可编程控制器，其控制
功能是通过存放存储器内的程序来实现的。若要对
控制功能作必要的修改，只需改变软件指令即可。
35-12
2. 分配输入输出设备
3. 设计梯形图（程序表达式）
4. 将梯形图输入编辑器(个人机)
5. 对其进行编辑、下载传送
6. 运行程序 7. 保存程序
• 程序表达式
梯形图 指令表 逻辑功能图
高级语言
35-18
四、梯形图
沿用了继电器的触点、线圈、串并联术语和图形符号， 并新增加部分符号。
常闭触点 继电器原理图
§2 继电器-接触器控制电路 一、控制内容 1. 实现电动机的起动、连续运行(自锁控制 )、停止、
正反转切换控制(互锁控制 )
2. 实现多台电动机的顺序控制( 联锁控制 ) 3. 实现按时间、行程、速度或其他物理量进行控制
• 时间-电动机控制 • 行程-机床控制、天车控制
• 速度-电梯控制
35-1
?
35-21
五、例
• I/O分配
2SB 0.00
KM
1SB 0.01 1.00
COM COM
• 梯形图
0.00 0.01 1.00
1. 连续运行
FR
AB C
QS
KM 1SB 2SB
FU
KM KM
FR
1.00
EN D
FR
M 3~
35-22
2. 正反转控制
• I/O分配
1SB 0.00 1.00 2SB 0.01 1.01
A B C 油泵电动机停止时，主轴电动机必须立即停止
2KM
QS
1KM
FU
1KM 1SB 2SB 2KM
2KM
M 3~
1KM
FR
M 3~
1KM 3SB 4SB
2KM
2KM
FR
35-8
6. 行程控制
砂轮
1) 机械结构
后退
工件 前进
工作台
前进
1
2
1ST 3ST
4ST 2ST
挡块1碰 1ST 后退 挡块2碰 2ST