PLC原理與設(shè)計(jì)應(yīng)用：第6章 PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第6章

PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.梯形圖的基本電路2梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法3梯形圖的順序控制設(shè)計(jì)方法4PLC控制舉例PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟

深入了解控制要求。確定控制的操作方式、應(yīng)完成的動(dòng)作。確定所需的信號(hào)的輸入元件、輸出執(zhí)行元件，據(jù)此確定PLC的點(diǎn)數(shù)。進(jìn)行I/O點(diǎn)的分配。選定PLC型號(hào)。繪制PLC外部接線圖，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的主電路。PLC控制程序一般包括有控制程序、初始化程序、檢測(cè)與故障診斷及顯示程序、保護(hù)和連鎖程序的。模擬調(diào)試制作控制柜。進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。編寫(xiě)技術(shù)文件。梯形圖的基本電路

起保停電路雙向控制電路定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用程序梯形圖的基本電路

——啟保停電路

控制要求如下：按下啟動(dòng)按鈕SB1，電機(jī)起動(dòng)，然后就一直保持轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)按下停止SB2時(shí)，電機(jī)停轉(zhuǎn)。KMSB1SB2AC220VCOMI0.0I0.1Q0.0S7_200PLCFUDC24VCOMKMSB1SB2AC220VCOMI0.0I0.1Q0.0S7_200PLCFUDC24VCOM梯形圖的基本電路

——啟保停電路

根據(jù)上述要求，我們分析出輸入信號(hào)為起動(dòng)按鈕SB1和停止按鈕SB2，輸出信號(hào)為接觸器KM，所以I/O分配如下：輸入信號(hào)：?jiǎn)?dòng)按鈕SB1I0.0停止按鈕SB2I0.1輸出信號(hào)：KM接觸器Q0.0梯形圖的基本電路

——啟保停電路說(shuō)明：這種電路具有自鎖或自保持作用。按一下停止按鈕I0.1，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使Q0.0線圈斷電，接觸器KM也斷電，電機(jī)停轉(zhuǎn)。

梯形圖的基本電路

——雙向控制電路

電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制是常用的控制形式。如圖5.4所示，要求按下正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB1時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，按下反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，按下停止按鈕SB3時(shí)，電機(jī)停轉(zhuǎn)。KM2SB2SB3AC220VCOMI0.0I0.1Q0.0S7_200PLCFUDC24VCOMSB1I0.2KM1Q0.1KM2KM1KM2SB2SB3AC220VCOMI0.0I0.1Q0.0S7_200PLCFUDC24VCOMSB1I0.2KM1Q0.1KM2KM1梯形圖的基本電路

——雙向控制電路

經(jīng)分析，I/O分配如下：輸入信號(hào)：正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB1I0.0反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2I0.1停止按鈕SB3I0.2輸出信號(hào)：電機(jī)正轉(zhuǎn)Q0.0電機(jī)反轉(zhuǎn)Q0.1梯形圖的基本電路

——雙向控制電路梯形圖的基本電路

——雙向控制電路說(shuō)明：在梯形圖中，用兩個(gè)啟保停電路來(lái)分別控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。Q0.0、Q0.1的常閉觸點(diǎn)分別與對(duì)方線圈串聯(lián)，保證它們不會(huì)同時(shí)為ON，稱(chēng)為互鎖電路。I0.1、I0.1的常閉觸點(diǎn)接入對(duì)方的回路，稱(chēng)為按鈕互鎖電路。設(shè)電機(jī)在正轉(zhuǎn)，改成反轉(zhuǎn)時(shí)，可不按停止按鈕SB3，直接按反轉(zhuǎn)按鈕SB2，I0.1常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)Q0.0線圈。梯形圖中的互鎖和按鈕互鎖電路只能保證輸出模塊中與Q0.0、Q0.1對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的觸點(diǎn)不能同時(shí)接通，但不能保證控制電機(jī)的主觸點(diǎn)由于電弧熔焊等故障，不能正常斷開(kāi)時(shí)，造成三相短路的事故。

梯形圖的基本電路

——定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用程序（單脈沖電路）

T38INTONPT100msM0.020T38Q0.0M0.0T38M0.0I0.0I0.0Q0.02S2S梯形圖的基本電路

——定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用程序（單脈沖電路）

說(shuō)明：控制輸入I0.0接通時(shí)，M0.0線圈得電并自鎖，M0.0常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使T38開(kāi)始定時(shí)、Q0.0線圈得電，2S到，T38常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使Q0.0線圈斷電。如果用斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器能否實(shí)現(xiàn)呢？梯形圖的基本電路

——定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用程序（閃爍電路）

當(dāng)輸入信號(hào)I0.0接通后，定時(shí)器T37開(kāi)始計(jì)時(shí)，2S后使輸出信號(hào)Q0.0激勵(lì)，同時(shí)定時(shí)器T38開(kāi)始計(jì)時(shí)；3S后，T37復(fù)位，定時(shí)器T38也復(fù)位；一個(gè)掃描周期后，定時(shí)器T37又開(kāi)始計(jì)時(shí)，重復(fù)上述過(guò)程。輸出線圈Q0.0每隔2S接通3S的時(shí)間，如果負(fù)載是燈的話(huà)，就會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。這里的I0.0在工作期間，始終保持接通狀態(tài)，直至工作結(jié)束時(shí)再斷開(kāi)。梯形圖的基本電路

——定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用程序（周期性脈沖序列發(fā)生器）

梯形圖的基本電路

——定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用程序（周期性脈沖序列發(fā)生器）

說(shuō)明：

電路中定時(shí)器的線圈串接自身的常閉觸點(diǎn)，定時(shí)時(shí)間到時(shí)，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)使其自身線圈斷電，因此，這種電路又稱(chēng)自復(fù)位定時(shí)器。同自復(fù)位定時(shí)器一樣，自復(fù)位計(jì)時(shí)器也可以產(chǎn)生周期性脈沖序列。

梯形圖的基本電路

——定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用程序（周期性脈沖序列發(fā)生器）

梯形圖的基本電路

——定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用程序（定時(shí)一小時(shí)）

梯形圖的基本電路

——定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用程序（定時(shí)一小時(shí)）

C50I0.0C5160S60個(gè)（1小時(shí)）梯形圖的基本電路

——定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用程序（定時(shí)一小時(shí)）

梯形圖的基本電路

——定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用程序（延時(shí)接通/斷開(kāi)）

10T37Q0.0T37INTONPT100msI0.030Q0.0I0.0T38INTONPT100msT38Q0.010T37Q0.0T37INTOFPT100msI0.030Q0.0I0.0T38INTOFPT100msT38Q0.0梯形圖的基本電路

——定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用程序（延時(shí)接通/斷開(kāi)）

T38INTOFPT100msT3710T38Q0.0T37INTONPT100msI0.030T38INTOFPT100msI0.010T38Q0.0T37INTONPT100msI0.030T37Q0.0Q0.0梯形圖的基本電路

——定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用程序（延時(shí)接通/斷開(kāi)）

10T37Q0.0T37INTONPT100msI0.030T38INTOFPT100msT38Q0.0梯形圖的基本電路

——定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用程序（延時(shí)接通/斷開(kāi)）

說(shuō)明：當(dāng)I0.0閉合時(shí)，定時(shí)器T37開(kāi)始計(jì)時(shí)I0.0斷開(kāi)，Q0.0自我保持有輸出，同時(shí)定時(shí)器T38開(kāi)始計(jì)時(shí)當(dāng)T37計(jì)時(shí)3秒后，常開(kāi)觸點(diǎn)T37閉合，Q0.0有輸出

當(dāng)T38計(jì)時(shí)1秒后，常閉觸電T38斷開(kāi)，Q0.0自我保持消失，Q0.0無(wú)輸出。

梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

有一些簡(jiǎn)單的梯形圖可以借鑒繼電器控制的電路圖來(lái)設(shè)計(jì)，即在一些經(jīng)典電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的具體要求，進(jìn)行修改和改善，得到符合控制要求的梯形圖。因此把這種設(shè)計(jì)方法叫經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法要求設(shè)計(jì)者具有較豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，掌握較多的典型應(yīng)用程序的基本環(huán)節(jié)。根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)地具體要求，憑經(jīng)驗(yàn)選擇基本環(huán)節(jié)，并把它們有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

——送料小車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)

ST1ST2左行右行設(shè)計(jì)要求：送料小車(chē)可以左行，也可以右行，到左端碰到行程開(kāi)關(guān)ST1后，小車(chē)就開(kāi)始裝料，10秒后，小車(chē)就自動(dòng)右行，右行到右端的行程開(kāi)關(guān)ST2后，小車(chē)就開(kāi)始卸料，5秒后，小車(chē)就開(kāi)始自動(dòng)左行，左行到左端碰到行程開(kāi)關(guān)ST1后，就又開(kāi)始裝料，10秒后，又開(kāi)始右行。。。。。。，如此循環(huán)往復(fù)。梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

——送料小車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟：理解控制策略I/O分配設(shè)計(jì)梯形圖梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

——送料小車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)I/O分配輸入：

右行啟動(dòng)按鈕SB1I0.0

左行啟動(dòng)按鈕SB2I0.1

停止按鈕SB3

I0.2

右端行程開(kāi)關(guān)ST2

I0.3

左端行程開(kāi)關(guān)ST1I0.4輸出：

右行接觸器

Q0.0左行接觸器

Q0.1裝料電磁閥

Q0.2卸料電磁閥

Q0.3梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

——送料小車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

——兩處卸料的小車(chē)自控制系統(tǒng)左行右行ST1ST3ST2梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

——兩處卸料的小車(chē)自控制系統(tǒng)控制要求：和例1中不同的是，小車(chē)在兩處卸料，即奇數(shù)次在ST3出卸料，偶數(shù)次在ST3出卸料，雖然偶數(shù)次也經(jīng)過(guò)ST3，但是不卸料。裝卸料的時(shí)間和例1同。梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

——兩處卸料的小車(chē)自控制系統(tǒng)I/O分配輸入：

右行啟動(dòng)按鈕SB1I0.0

左行啟動(dòng)按鈕SB2I0.1

停止按鈕SB3I0.2

右端行程開(kāi)關(guān)ST2I0.3

左端行程開(kāi)關(guān)ST1I0.4

中間行程開(kāi)關(guān)ST3I0.5輸出：

右行接觸器Q0.0

左行接觸器Q0.1

裝料電磁閥Q0.2

卸料電磁閥Q0.3梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

——兩處卸料的小車(chē)自控制系統(tǒng)I0.0I

0.5I

0.2I

0.3I

0.1

Q0.1

Q0.0

Q0.0M0.0T38I

0.1I

0.2I

0.4I0.0

Q0.0

Q0.1

Q0.1T37I

0.3

Q0.0

Q0.1

Q0.3I

0.5I

0.4

Q0.2I

0.5

Q0.1I

0.3M0.0M0.0T37INTONPT100ms100T38INTONPT100ms150右行左行卸料裝料I/O分配輸入：

右行啟動(dòng)按鈕SB1I0.0

左行啟動(dòng)按鈕SB2I0.1

停止按鈕SB3I0.2

右端行程開(kāi)關(guān)ST2I0.3

左端行程開(kāi)關(guān)ST1I0.4

中間行程開(kāi)關(guān)ST3I0.5輸出：

右行接觸器Q0.0

左行接觸器Q0.1

裝料電磁閥Q0.2

卸料電磁閥Q0.3電動(dòng)機(jī)優(yōu)先啟動(dòng)控制

控制要求有5個(gè)電動(dòng)機(jī)M1～M5，都有啟動(dòng)和停止控制按鈕，要求按順序啟動(dòng)，即前級(jí)電動(dòng)機(jī)不啟動(dòng)時(shí)，后級(jí)電動(dòng)機(jī)也無(wú)法啟動(dòng)；前級(jí)電動(dòng)機(jī)停，后級(jí)電動(dòng)機(jī)也都停。I/O分配輸入：5個(gè)啟動(dòng)按鈕SB1～SB5I0.0I0.2I0.4I0.6I1.05個(gè)停止按鈕SB6～SB10I0.1I0.3I0.5I0.7I1.1輸出：5個(gè)控制電動(dòng)機(jī)的接觸器Q0.0～Q0.4通風(fēng)機(jī)監(jiān)視控制要求有三個(gè)通風(fēng)機(jī)，設(shè)計(jì)一個(gè)監(jiān)視系統(tǒng)，監(jiān)視通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。如果兩個(gè)或兩個(gè)以上在運(yùn)轉(zhuǎn)，信號(hào)燈就持續(xù)發(fā)亮；如果只有一個(gè)通風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)，信號(hào)燈就以0.5Hz的頻率閃爍；如果有三個(gè)通風(fēng)機(jī)都不運(yùn)轉(zhuǎn)，信號(hào)燈就以2Hz的頻率閃爍。用一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)控制系統(tǒng)的工作，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)系統(tǒng)工作，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，系統(tǒng)不工作，信號(hào)燈熄滅。設(shè)計(jì)步驟（1）理解控制策略。（2）I/O分配。（3）設(shè)計(jì)梯形圖。I/O分配

輸入：風(fēng)機(jī)狀態(tài)1～3I0.0～I(xiàn)0.2

控制開(kāi)關(guān)I0.3輸出：信號(hào)燈Q0.0梯形圖的順序控制設(shè)計(jì)方法

順序功能圖中的各“歩”實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換時(shí)，使前級(jí)歩的活動(dòng)結(jié)束而使后續(xù)歩的活動(dòng)開(kāi)始，歩之間沒(méi)有重疊。這可以時(shí)系統(tǒng)中大量復(fù)雜的連鎖關(guān)系在“歩”的轉(zhuǎn)換中得以解決。對(duì)于每一步的程序段，只需處理極其簡(jiǎn)單的邏輯關(guān)系。編程方法簡(jiǎn)單、易學(xué)，規(guī)律性強(qiáng)。程序結(jié)構(gòu)清晰、可讀性好，調(diào)試方便，工作效率高。梯形圖的順序控制設(shè)計(jì)方法

ST1ST2左行右行1裝料2右行4左行3卸料碰到ST1碰到ST215秒后10秒后梯形圖的順序控制設(shè)計(jì)方法

——功能表圖及其對(duì)應(yīng)的梯形圖

功能表的組成步+轉(zhuǎn)向條件+有向連線+動(dòng)作（功能表圖又叫狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、狀態(tài)圖或流程圖）1234啟動(dòng)15秒后碰到ST1后10秒后碰到ST2后卸料左行右行裝料圖6-27送料小車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)功能表圖123acb圖6-28單序列結(jié)構(gòu)圖6-29選擇序列結(jié)構(gòu)5876def(a)5876def(b)圖6-30并行結(jié)構(gòu)5687b135h7圖6-31綜合結(jié)構(gòu)Q0.0Q0.5Q1.6Q1.5Q1.1Q1.2Q1.3Q1.4Q0.6Q0.7Q1.0Q0.4Q0.3Q0.2Q1.7Q0.1I0.0I0.1T0I0.2C1I1.0I0.3T2I0.4I0.5I0.6T3I1.2I1.3I1.4C4功能表圖對(duì)應(yīng)的梯形圖

（1）步Q0.0為起始?xì)i，它的前面有兩條分支。Q0.1

Q0.0Q1.7I1.4Q0.0I0.0圖6-31綜合結(jié)構(gòu)功能表圖對(duì)應(yīng)的梯形圖

（2）步Q0.1的后面有了3條并行序列的分支。Q0.2

Q0.1Q0.1Q0.0I0.1圖6-31綜合結(jié)構(gòu)功能表圖對(duì)應(yīng)的梯形圖

（3）步Q0.6是單序列的步，步Q0.5、步Q0.7為其前級(jí)步和后續(xù)步。Q0.7

Q0.6Q0.6Q0.5I1.0圖6-31綜合結(jié)構(gòu)功能表圖對(duì)應(yīng)的梯形圖

（4）步Q1.1后面有2條選擇序列分支。Q1.2

Q1.1Q1.1Q0.1T0Q1.5圖6-31綜合結(jié)構(gòu)功能表圖對(duì)應(yīng)的梯形圖

（5）步Q1.4的前面有2條選擇序列分支。Q1.7

1.4Q1.4Q1.3I1.2Q1.6C4圖6-31綜合結(jié)構(gòu)功能表圖對(duì)應(yīng)的梯形圖

（6）步Q1.7的前面有3條選擇序列分支（并行