第12講 PLC的開關(guān)邏輯控制

機(jī)電系統(tǒng)的微機(jī)控制哈工大（威海）船舶學(xué)院2PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第12講3PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述邏輯設(shè)計(jì)法時(shí)序圖設(shè)計(jì)法經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法繼電器控制電路轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)法多種工作方式系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)主要內(nèi)容4PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述

一、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟1.對控制任務(wù)作深入的調(diào)查研究●弄清哪些是PLC的輸入信號，是模擬量還是開關(guān)量信號，用什么方式來獲取信號；●哪些是PLC的輸出信號，通過什么執(zhí)行元件去驅(qū)動負(fù)載●弄清整個(gè)工藝過程和欲完成的控制內(nèi)容5●了解運(yùn)動部件的驅(qū)動方式，是液壓、氣動還是電動；●了解系統(tǒng)是否有周期運(yùn)行、單周期運(yùn)行、手動調(diào)整等控制要求等；●了解哪些量需要監(jiān)控、報(bào)警、顯示，是否需要故障診斷，需要哪些保護(hù)措施等；●了解是否有通信連網(wǎng)要求等。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述

一、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟1.對控制任務(wù)作深入的調(diào)查研究62.確定系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案在了解控制要求的基礎(chǔ)上，確定電氣控制總體方案。●確定主回路所需的各電器，確定輸入、輸出元件的種類和數(shù)量；3.確定系統(tǒng)的硬件構(gòu)成●確定保護(hù)、報(bào)警、顯示元件的種類和數(shù)量；●計(jì)算所需PLC的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)，并參照其他要求選擇合適的PLC機(jī)型。74．確定PLC的輸入/輸出點(diǎn)分配確定各輸入/輸出元件并作出PLC的I/O分配表?！窀鶕?jù)控制要求，擬訂幾個(gè)設(shè)計(jì)方案，經(jīng)比較后選擇出最佳編程方案。●當(dāng)控制系統(tǒng)較復(fù)雜時(shí)，可分成多個(gè)相對獨(dú)立的子任務(wù)，分別對各子任務(wù)進(jìn)行編程，最后將各子任務(wù)的程序合理地連接起來。5．設(shè)計(jì)應(yīng)用程序86．應(yīng)用程序的調(diào)試編寫的程序必須先進(jìn)行模擬調(diào)試。經(jīng)過反復(fù)調(diào)試和修改，使程序滿足控制要求?！裨陂_始制作控制柜及控制盤之前，要畫出電氣控制主回路電路圖。7．制做電氣控制柜和控制盤●要全面地考慮各種保護(hù)、連鎖措施等問題?！裨诳刂乒癫贾煤头缶€時(shí)，要采取有效的措施抑制各種干擾信號?！褚⒁饨鉀Q防塵、防靜電、防雷電等問題。98．連機(jī)調(diào)試程序●調(diào)試前要制定周密的調(diào)試計(jì)劃，以免由于工作的盲目性而隱藏了故障隱患?！癯绦蛘{(diào)試完畢，必須運(yùn)行實(shí)際一段時(shí)間，以確認(rèn)程序是否真正達(dá)到控制要求。9．編寫技術(shù)文件整理程序清單并保存程序，編寫元件明細(xì)表，整理電氣原理圖及主回路電路圖，整理相關(guān)的技術(shù)參數(shù)，編寫控制系統(tǒng)說明書等。11

二、PLC的應(yīng)用程序1．應(yīng)用程序的內(nèi)容應(yīng)能最大限度地滿足控制要求。（1）初始化程序。將某些數(shù)據(jù)區(qū)清零；使某些數(shù)據(jù)區(qū)恢復(fù)所需數(shù)據(jù)；對某些輸出位置位/復(fù)位；顯示某些初始狀態(tài)等。

初始化程序可以為系統(tǒng)啟動作好必要的準(zhǔn)備，如：應(yīng)用程序還應(yīng)包括以下內(nèi)容：PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述12（2）檢測、故障診斷、顯示程序。這些內(nèi)容可以在程序設(shè)計(jì)基本完成時(shí)再進(jìn)行添加。有時(shí)，它們也是相對獨(dú)立的程序段。（3）保護(hù)、連鎖程序。其作用為：

杜絕由于非法操作等引起的邏輯混亂，保證系統(tǒng)安全、可靠地運(yùn)行。

通常在PLC外部也要設(shè)置連鎖和保護(hù)措施。1．應(yīng)用程序的內(nèi)容132．應(yīng)用程序的質(zhì)量（1）程序的正確性。

正確的程序必須能經(jīng)得起系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)踐的考驗(yàn)。（2）程序的可靠性。●能保證系統(tǒng)在正常和非正常（短時(shí)掉電、某些被控量超標(biāo)、某個(gè)環(huán)節(jié)有故障等）情況下都能安全可靠地運(yùn)行。●能保證在出現(xiàn)非法操作（如按動或誤觸動了不該動作的按鈕等）情況下不至于出現(xiàn)系統(tǒng)失控。14（3）參數(shù)的易調(diào)整性好。經(jīng)常修改的參數(shù)，在程序設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮怎樣編寫才能易于修改。（4）程序結(jié)構(gòu)簡練。

簡練的程序，可以減少程序掃描時(shí)間、提高PLC對輸入信號的響應(yīng)速度。（5）程序的可讀性好。2．應(yīng)用程序的質(zhì)量16邏輯設(shè)計(jì)法①根據(jù)控制功能，將輸入與輸出信號之間建立起邏輯函數(shù)關(guān)系（可先列出邏輯狀態(tài)表）；②對上述所得的邏輯函數(shù)進(jìn)行化簡或變換；③對化簡后的函數(shù)，利用PLC的邏輯指令實(shí)現(xiàn)其函數(shù)關(guān)系（作出I/O分配，畫出PLC梯形圖）；

邏輯設(shè)計(jì)法的基本步驟④添加特殊要求的程序。⑤上機(jī)調(diào)試程序，進(jìn)行修改和完善。17

邏輯設(shè)計(jì)法舉例某系統(tǒng)中有3臺通風(fēng)機(jī)，欲用一臺指示燈顯示通風(fēng)機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)。

要求：2臺及2臺以上風(fēng)機(jī)開機(jī)時(shí)，指示燈常亮；若只有一個(gè)臺開機(jī)時(shí)，指示燈以0.5Hz的頻率閃爍；全部停機(jī)時(shí)，指示燈以2Hz的頻率閃爍。用一個(gè)開關(guān)控制系統(tǒng)的工作。分析控制要求可知：反映風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的信號是PLC的輸入信號；要用PLC的輸出信號來控制指示燈的亮、滅。18

對邏輯關(guān)系簡單的控制，可以直接進(jìn)行I/O分配。I/O分配為如下：

輸入

輸出

風(fēng)機(jī)1風(fēng)機(jī)2風(fēng)機(jī)3

控制開關(guān)

指示燈0.000.010.020.03100.0019用內(nèi)部W區(qū)的繼電器20.00~20.02表示指示燈的幾種狀態(tài)。

輸入

輸出00000000010000220.0020.0120.02000001010011001010010100100101110111010100100100由表可看出：20.01=20.00·20.02常亮2Hz閃0.5Hz閃風(fēng)機(jī)1風(fēng)機(jī)3風(fēng)機(jī)2設(shè)開機(jī)為‘1’、停為‘0’；指示燈亮和閃為‘1’，滅為‘0’。20.00=0.00·00.01·00.02+00.00·00.01·00.0200.00·00.01·00.02+00000·00001·0000220.02=00.00·00.01·00.0220

將20.00~20.02的邏輯表達(dá)式化簡：化簡得：

20.00=00.00·00.01+00.00·00.02+00.01·00.0220.02=00.00·00.01·00.0220.01=20.00·20.0220.00=00.00·00.01·00.02+00.00·00.01·00.0200.00·00.01·00.02+00.00·00.01·00.0221設(shè)計(jì)梯形圖程序20.02=00.00·00.01·00.0220.00=00.00·00.01+00.00·00.02+00.01·00.0220.01=20.00·20.02常亮控制開關(guān)2Hz閃0.5Hz閃00.030.010.02w20.00w20.02w20.01010000.000.020.000.010.000.010.02w20.00w20.02w20.01TIM000w20.02TIM002TIM001TIM000#0010TIM001#0010TIM000w20.00aTIM003#0003TIM002TIM002#0002TIM003a23時(shí)序圖設(shè)計(jì)法若PLC各輸出信號的狀態(tài)變化有一定的時(shí)間順序，可由時(shí)序圖入手進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。(1)根據(jù)各輸入、輸出信號之間的時(shí)序關(guān)系，畫出輸入和輸出信號的工作時(shí)序圖。(2)把時(shí)序圖劃分成若干個(gè)區(qū)段，確定各區(qū)段的時(shí)間長短。找出區(qū)段間的分界點(diǎn)，弄清分界點(diǎn)處各輸出信號狀態(tài)的轉(zhuǎn)換關(guān)系和轉(zhuǎn)換條件。一般方法為：24(3)確定所需的定時(shí)器個(gè)數(shù)，分配定時(shí)器號，確定各定時(shí)器的設(shè)定值。(4)明確各定時(shí)器開始定時(shí)和定時(shí)到兩個(gè)時(shí)刻各輸出信號的狀態(tài)。最好作一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換明細(xì)表。(5)作PLC的I/O分配表。(6)根據(jù)時(shí)序圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換明細(xì)表和I/O分配表，畫出PLC梯形圖。(7)作模擬實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步修改、完善程序。時(shí)序圖設(shè)計(jì)法25

時(shí)序圖設(shè)計(jì)法舉例圖為十字路口上的紅、黃、綠交通信號燈。綠燈亮放行、紅燈亮禁行。

控制要求：①放行時(shí)間：南北方向?yàn)?0秒，東西方向?yàn)?0秒。②禁行預(yù)告：欲禁行方向的黃燈和欲放行方向的紅燈以5Hz的頻率閃爍5秒，5秒后另一個(gè)方向放行。③只用一個(gè)控制開關(guān)對系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行控制。南北西東26（1）分析控制要求，確定輸入和輸出信號。原則：在滿足控制要求的前提下，應(yīng)盡量少占用PLC的I/O點(diǎn)數(shù)。對本例，由控制開關(guān)輸入的信號是輸入信號；指示燈的亮、滅由PLC的輸出信號控制。由于同方向的同色燈在同一時(shí)間亮、滅，可將同色燈并聯(lián)，用一個(gè)輸出信號控制。這樣只占6個(gè)輸出點(diǎn)。南北西東27（2）畫出各方向三色燈的工作時(shí)序圖。5s5s

南北黃燈南北綠燈30s30s5s東西紅燈5s20s20s東西綠燈東西黃燈5s5s南北紅燈20s5s20s5s

啟動t0t1t2t3t4

一個(gè)循環(huán)

一個(gè)循環(huán)（3）由時(shí)序圖分析各輸出信號之間的時(shí)間關(guān)系。紅燈和l另一方向綠燈常亮的時(shí)間相同（30s/20s）；黃燈和紅燈閃爍的時(shí)間相同（5s）。28一個(gè)循環(huán)有4個(gè)時(shí)間分界點(diǎn)：t1

、t2、t3、t4。在這4個(gè)分界點(diǎn)處信號燈的狀態(tài)將發(fā)生變化。5s5s

南北黃燈南北綠燈30s30s5s東西紅燈5s20s20s東西綠燈東西黃燈5s5s南北紅燈20s5s20s5s

啟動t0t1t2t3t4

（4）確定信號燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換點(diǎn)。29

用TIM000~TIM0034個(gè)定時(shí)器控制信號燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。（5）確定定時(shí)器的個(gè)數(shù)及編號。5s5s

南北黃燈南北綠燈30s30s5s東西紅燈5s20s20s東西綠燈東西黃燈5s5s南北紅燈20s5s20s5s

啟動t0t1t2t3t4

TIM000TIM001TIM002TIM00330（6）列出定時(shí)器的功能明細(xì)表。5s5s

南北黃燈南北綠燈30s30s5s東西紅燈5s20s20s東西綠燈東西黃燈5s5s南北紅燈20s5s20s5s

啟動t0t1t2t3t4

TIM000TIM001TIM002TIM003

定時(shí)器t0t1t2t3t4TIM000(通電延時(shí)OFF控制)開始定時(shí)。(為南/北綠燈、東/西紅燈亮定時(shí)）TIM000ON。南/北綠燈滅，南/北黃、東西紅燈開始閃。ONON開始下一個(gè)循環(huán)的定時(shí)。315s5s

南北黃燈南北綠燈30s30s5s東西紅燈5s20s20s東西綠燈東西黃燈5s5s南北紅燈20s5s20s5s

啟動t0t1t2t3t4

TIM000TIM001TIM002TIM003

定時(shí)器t0t1t2t3t4TIM000(定時(shí)30s)開始定時(shí)。(為南/北綠燈、東西紅燈亮定時(shí)）TIM000ON。南/北綠燈滅，南/北黃、東西紅燈開始閃。ONON開始下一個(gè)循環(huán)的定時(shí)。TIM001(定時(shí)35s)開始定時(shí)。繼續(xù)定時(shí)。TIM001ON。閃爍的燈滅，東西綠、南北紅燈亮。ON開始下一個(gè)循環(huán)的定時(shí)。32

定時(shí)器t0t1t2t3t4TIM000定時(shí)30秒開始定時(shí)。南北綠、東西紅燈開始亮ON且保持。南北綠燈滅；南北黃、東西紅燈開始閃ONON開始下一個(gè)循環(huán)的定時(shí)TIM001定時(shí)35秒

開始定時(shí)

繼續(xù)定時(shí)ON且保持。南北黃、東西紅燈滅；東西綠、南北紅燈亮ON開始下一個(gè)循環(huán)的定時(shí)TIM002定時(shí)55秒

開始定時(shí)

繼續(xù)定時(shí)

繼續(xù)定時(shí)ON且保持。東西綠燈滅；東西黃、南北紅燈開始閃開始下一個(gè)循環(huán)的定時(shí)TIM003定時(shí)60秒

開始定時(shí)

繼續(xù)定時(shí)

繼續(xù)定時(shí)

繼續(xù)定時(shí)ON，隨即復(fù)位且開始下一個(gè)循環(huán)的定時(shí)。33

輸入

輸出

控制開關(guān)

南北綠燈南北黃燈南北紅燈東西綠燈東西黃燈東西紅燈00.00010000100101002010030100401005（6）根據(jù)定時(shí)器功能明細(xì)表和I/O分配，畫出PLC的梯形圖。（7）作PLC的I/O分配表。本例要求用一個(gè)控制開關(guān)進(jìn)行控制。這里將全部程序放在指令I(lǐng)L/ILC之間，用00.00作為指令I(lǐng)L的執(zhí)行條件，即可實(shí)現(xiàn)控制要求。34IL(02)00000TIM000#0300TIM003TIM001#0350TIM002#0550TIM003#0600TIM00001000系統(tǒng)啟動南北綠/東西紅亮30秒定時(shí)南北黃/東西紅閃5秒定時(shí)東西綠/南北紅亮20秒定時(shí)東西黃、南北紅閃5秒定時(shí)TIM000P_0_5sTIM001ILC(03)END(01)0100001005010010100301004TIM002P_0_5sTIM003TIM001TIM00201001010030100201004南北綠亮30秒東西紅亮30秒東西綠亮20秒南北紅亮20秒南北黃閃5秒東西紅閃5秒東西黃閃5秒南北紅閃5秒36經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的基礎(chǔ)是：具有繼電器控制的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，熟練掌握PLC指令的功能。

典型控制電路包括：電動機(jī)的啟保停控制、正/反轉(zhuǎn)控制、點(diǎn)動控制、Y-△啟動控制、幾臺電動機(jī)的連鎖控制、異地控制、掉電保持等等。

一、典型控制電路的PLC程序設(shè)計(jì)所謂設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，是指能熟練掌握典型繼電器控制電路的設(shè)計(jì)思路，并能將這種設(shè)計(jì)思路移植到PLC程序設(shè)計(jì)中。371.啟保?？刂瞥绦?.020.03KEEP100.00100.0100.00.020.030.020.03SET100.00RESET100.00（a）（b）（c）下圖是常用的啟保停PLC控制程序。要區(qū)別不同場合，采用不同的啟保?？刂瞥绦?。382.電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制程序

下面是正反轉(zhuǎn)控制的程序設(shè)計(jì)(尚有其他方案)。為確保運(yùn)行可靠,要采取軟、硬件兩種互鎖措施。100.010.020.00100.01100.020.01100.02100.020.02100.01SB30.00100.010.01100.020.02COMCOMSB1~220VSB2DC24VKM1KM2PLCKHKM1KM2正轉(zhuǎn)啟動反轉(zhuǎn)啟動停車按鈕正轉(zhuǎn)接觸器反轉(zhuǎn)接觸器觸點(diǎn)互鎖觸點(diǎn)互鎖390000000001IL(02)ILC（03）200002000001001TIM001TIM0010100101002△YSV1TIM0010100200000010010000101002COMCOMSB1~220VSB2DC24VKM1KM2PLCKHKM1KM2

3.電動機(jī)Y-△啟動控制程序必須有硬件互鎖!啟動按鈕停車按鈕注意20000的作用！400100101000000030100101000000000100100002000014.電動機(jī)順序啟/?？刂瞥绦?/p>

下面是兩臺電動機(jī)順序啟/?？刂频某绦蛟O(shè)計(jì)(尚有其他方案)。啟動時(shí)，只有電動機(jī)M1啟動(01000ON)、電動機(jī)M2才可能啟動(01001ON)；停止時(shí)，只有M1先停、M2才可能停。

輸入

輸出M1啟動00000KM101000M1停車00001KM201001M2啟動00002M2停車0000341010000000200000200000000120000200005.電動機(jī)既可長動、又可點(diǎn)動的控制程序

下面是電動機(jī)長/點(diǎn)動控制的程序(尚有其他方案)。

輸入

輸出點(diǎn)動按鈕SB100000KM01000長動按鈕SB200001停車按鈕SB300002長動:按一下SB2。點(diǎn)動:按住SB1不放,電動機(jī)轉(zhuǎn)動,釋放SB1電動機(jī)停轉(zhuǎn)。停車:按一下SB3。426.電動機(jī)異地控制程序

下面是電動機(jī)在三地啟/?？刂频某绦?尚有其他方案)。

輸入

輸出甲地啟/停SB100000KM01000乙地啟/停SB200001丙地啟/停SB200002本例，各地電動機(jī)的啟動和停車都共用一個(gè)按鈕。2000020000DIFD(14)20000KEEP0100001000000030000100002無論在何地，第一次按動按鈕是啟動電動機(jī)，第二次按動按鈕就是停車。437.掉電保持程序常用方法：●使用KEEP指令以及SET、RESET等指令編寫程序，并用保持繼電器HR的某一位作輸出；●將系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)或參數(shù)存放在具有掉電保持功能的DM區(qū)等。除了上述各種典型程序外，脈沖發(fā)生器程序、分頻器程序、優(yōu)先權(quán)程序等，最好能學(xué)習(xí)掌握。44

經(jīng)驗(yàn)法編程舉例在兩處往返裝料/卸料的小車，工作過程如圖。ST1ST3ST2右左裝料處卸料處卸料處要求：小車單數(shù)次運(yùn)行時(shí)，在ST3卸料。偶數(shù)次運(yùn)行時(shí)，ST3處不卸，而在ST2處卸料。裝料15s、卸料10s。

輸入

輸出右行啟動SB100000右行KM01000左行啟動SB200001左行KM01001停車按鈕SB300002裝料KM01002行程開關(guān)ST100004卸料KM01003行程開關(guān)ST200003行程開關(guān)ST300005I/O分配表4501000000020000001000000010100101001000050000200003000010100120000TIM001000040000001000TIM00001000000030100101003TIM000#0100000050000401002TIM001#01500000520000200000100100003右行左行卸料裝料右行啟動左行啟動ST3ST1ST3ST2進(jìn)退裝料卸料卸料ST2ST1

系統(tǒng)程序000040000500003單數(shù)次運(yùn)行4601000000020000001000000010100101001000050000200003000010100120000TIM001000040000001000TIM00001000000030100101003TIM000#0100000050000401002TIM001#01500000520000200000100100003右行左行卸料裝料右行啟左行啟ST3ST1ST3ST2進(jìn)退裝料卸料卸料ST2ST1偶數(shù)次運(yùn)行00004000050000348順序控制設(shè)計(jì)法功能表圖是順序控制設(shè)計(jì)法的重要的工具。1.功能表圖的組成

一、功能表圖下面以某動力頭的控制為例來說明功能表圖的組成。動力頭的運(yùn)動有三種狀態(tài)：快進(jìn)→工進(jìn)→快退。各狀態(tài)的轉(zhuǎn)換條件為：快進(jìn)結(jié)束壓限位開關(guān)ST1則轉(zhuǎn)為工進(jìn)；工進(jìn)結(jié)束壓限位開關(guān)ST2則轉(zhuǎn)為快退；退回原位壓ST3自動停止。49●矩形框表示各步，框內(nèi)數(shù)字是步的號。初始步用雙線框?！窆δ鼙韴D的組成：步、有向連線、轉(zhuǎn)換條件、動作說明。1啟動壓ST12壓ST23

工進(jìn)車停原位

快退

快進(jìn)壓ST34控制動力頭的功能表圖如圖所示?！裾趫?zhí)行的步叫活動步，當(dāng)前一步為活動步且轉(zhuǎn)換條件滿足時(shí)，啟動下一步并終止前一步。502.功能表圖的類型(1)單序列結(jié)構(gòu)1啟動壓ST12壓ST23

工進(jìn)車停原位

快退

快進(jìn)壓ST34

單序列單序列——沒有分支選擇序列并行序列每個(gè)步后只有一個(gè)步各步間需要轉(zhuǎn)換條件后一步成為活動步時(shí)，前一步變?yōu)椴换顒硬健?1(2)選擇序列結(jié)構(gòu)●序列的開始稱為分支，各分支不能同時(shí)執(zhí)行。分支1分支3●當(dāng)前一步為活動步、且轉(zhuǎn)換條件滿足時(shí)，才能轉(zhuǎn)向下一步?！窈笠徊匠蔀榛顒硬綍r(shí)，前一步變?yōu)椴换顒硬??！袢暨x擇轉(zhuǎn)向某個(gè)分支，其他分支的首步不能成為活動步。abcdefj14268ghi537分支252●選擇序列的結(jié)束稱為合并。當(dāng)某個(gè)分支的最后一步成為活動步、且轉(zhuǎn)換條件滿足，時(shí)都要轉(zhuǎn)向合并步。abcdefj14268ghi53753eac1b23d47658(3)并行序列結(jié)構(gòu)●并行序列的開始用雙線表示，轉(zhuǎn)換條件放在雙線之上。●當(dāng)并行序列首步為活動步且條件滿足時(shí)，各分支首步同時(shí)變?yōu)榛顒硬健！癫⑿行蛄械慕Y(jié)束稱為合并，用雙線表示并行序列的合并，轉(zhuǎn)換條件放在雙線之下。分支2分支1●當(dāng)各分支的末步都為活動步、且條件滿足時(shí)，將同時(shí)轉(zhuǎn)換到合并步，且各末步都變?yōu)椴换顒硬健７种?54B1SiB2Si+1

SiSi-1Si+1SiCiSi+1Si+2Si+1SiCi+1……3.功能表圖與梯形圖的對應(yīng)關(guān)系

步程序的梯形圖結(jié)構(gòu)如圖?！衩總€(gè)步有一個(gè)控制位，當(dāng)某步的控制位為ON時(shí)，該步成為活動步(激活下一步的條件之一)，同時(shí)與該步對應(yīng)的程序開始執(zhí)行；●當(dāng)轉(zhuǎn)換條件滿足時(shí)(激活下一步的條件之二)，則下一步的控制位為ON，而上一步的控制位變?yōu)镺FF，上一步對應(yīng)的程序停止執(zhí)行。55●由于轉(zhuǎn)換條件常是短信號，因此每步要加自鎖?！癞?dāng)后續(xù)步成為活動步時(shí)，前一步要變?yōu)椴换顒硬?。B1SiB2Si+1

SiSi-1Si+1SiCiSi+1Si+2Si+1SiCi+1……

必須將常閉觸點(diǎn)Si+1和Si+2與前一步的控制位線圈串聯(lián)?！癞?dāng)某一步成為活動步時(shí)，其控制位為ON，可以利用這個(gè)ON信號實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制。564.根據(jù)功能表圖畫PLC梯形圖

由功能表圖畫梯形圖：(1)初始步100.00的梯形圖●步100.00是兩個(gè)分支的合并步100.00成為活動步的條件是：或0.00為ON，或步100.08為活動步且H0.01為ON；100.00成為不活動步的條件是：100.01和100.04成為活動步。根據(jù)上述分析，畫出梯形圖如下100.00TIM0040.01TIM0010.00CNT0020.02CNT003H0.00H0.01100.04TIM000100.01100.02100.05100.03100.06100.07100.0857(2)步100.01的梯形圖100.08100.000.00100.00100.01H0.01●它是單序列的首步100.01成為活動步的條件是：步100.00活動且條件0.01為ON100.01成為不活動步的條件是：

步100.02成為活動步。

步100.00的梯形圖100.00TIM0040.01TIM0010.00CNT0020.02CNT003H0.00H0.01100.04TIM000100.01100.02100.05100.03100.06100.07100.0858100.00100.01100.01100.020.01(3)步100.04的梯形圖●它是選擇序列的開始步100.04成為活動步的條件是：步100.00活動、且0.01為ON。100.04成為不活動步的條件是：

步100.02、100.03與100.01相似。步100.05或步100.07成為活動步。

步100.01的梯形圖100.00TIM0040.01TIM0010.00CNT0020.02CNT003H0.00H0.01100.04TIM000100.01100.02100.05100.03100.06100.07100.0859(4)步100.05的梯形圖100.05成為活動步的條件是：步100.04活動、且TIM001ON。100.05成為不活動步的條件是：步100.06或步100.07成為活動步。100.00100.04100.04100.050.01100.07

步100.04的梯形圖100.00TIM0040.01TIM0010.00CNT0020.02CNT003H0.00H0.01100.04TIM000100.01100.02100.05100.03100.06100.07100.0860(5)步100.06的梯形圖100.06成為活動步的條件是：步100.06是選擇分支的合并。100.06成為不活動步的條件：100.08成為活動步。100.05100.04100.05100.07TIM001100.06或步100.05活動且條件0.02為ON，或100.07活動且條件H0.00為ON。

步100.05的梯形圖100.00TIM0040.01TIM0010.00CNT0020.02CNT003H0.00H0.01100.04TIM000100.01100.02100.05100.03100.06100.07100.0861(6)步20008的梯形圖20008成為活動步的條件是：步20008是并行序列的合并。20008成為不活動步的條件：20000成為活動步。步20003和20006均為活動步、且轉(zhuǎn)換條件TIM004為ON。200052000620006200072000800002HR0000

步20006的梯形圖100.00TIM0040.01TIM0010.00CNT0020.02CNT003H0.00H0.01100.04TIM000100.01100.02100.05100.03100.06100.07100.0862

步100.08的梯形圖掌握了由功能表圖畫梯形圖的方法，就可以使用順序控制設(shè)計(jì)法編寫應(yīng)用程序。100.08100.03100.08100.00TIM004100.06100.00TIM0040.01TIM0010.00CNT0020.02CNT003H0.00H0.01100.04TIM000100.01100.02100.05100.03100.06100.07100.0863用順序控制設(shè)計(jì)法編寫用戶程序

用順序控制設(shè)計(jì)法編程的基本步驟：（1）根據(jù)控制要求將控制過程分成若干個(gè)工作步。①明確每個(gè)工作步的功能，弄清步的轉(zhuǎn)換是單向進(jìn)行（單序列）還是多向進(jìn)行（選擇或并行序列）；②確定各步的轉(zhuǎn)換條件（可能是多個(gè)信號的“與”、“或”等邏輯組合）。③必要時(shí)可畫一個(gè)工作流程圖，它有助于理順整個(gè)控制過程的進(jìn)程。64（2）為每個(gè)步設(shè)置控制位，確定轉(zhuǎn)換條件。

控制位最好使用同一個(gè)通道的若干連續(xù)位。（3）確定所需輸入和輸出點(diǎn)，選擇PLC機(jī)型，作出I/O分配。（4）在前兩步的基礎(chǔ)上，畫出功能表圖。（5）根據(jù)功能表圖畫梯形圖。（6）添加某些特殊要求的程序。用順序控制設(shè)計(jì)法編寫用戶程序

用順序控制設(shè)計(jì)法編程的基本步驟：65

順序控制設(shè)計(jì)舉例之一某動力頭工作流程如圖。ST3ST1ST2快進(jìn)工進(jìn)快退動力頭停在原位(ST3)。按一下按鈕動力頭啟動。

輸入

輸出

啟動按鈕ST1ST2ST3

正轉(zhuǎn)電磁閥1

正轉(zhuǎn)電磁閥2

反轉(zhuǎn)電磁閥0.000.010.020.03100.00100.01100.02(1)作出I/O分配:動力頭退回原位后重復(fù)上述動作。66(2)畫出動力頭的功能表圖。1啟動壓ST3·按啟動按鈕2壓ST13

快進(jìn)

工進(jìn)

等待壓ST24

快退壓ST3w20.0啟動0.03·000w20.10.01W20.2100.00ON·100.01ON100.010.02W20.3100.020.03正轉(zhuǎn)電磁閥1正轉(zhuǎn)電磁閥2正轉(zhuǎn)電磁閥2反轉(zhuǎn)電磁閥67(3)根據(jù)功能表圖設(shè)計(jì)出梯形圖。w20.00.000.03w20.2w20.30.03w20.1w20.0第一循環(huán)w20.20.02w20.0w20.3w20.1w20.10.01w20.3W20.1w20.2w20.3100.01w20.0w20.1100.00w20.2100.02w20.2w20.0啟動0.03·0.00w20.10.01(ST1)w20.2100.00ON·100.01ON100.010.02(ST2)W20.3100.020.03(ST3)快進(jìn)快進(jìn)工進(jìn)快退ST3ST1ST2快進(jìn)工進(jìn)快退68

歸納順序控制設(shè)計(jì)法：①理順動作順序、明確各步的轉(zhuǎn)換條件，作流程圖；②準(zhǔn)確地畫出功能表圖；③根據(jù)功能表圖正確地畫出相應(yīng)的梯形圖；④根據(jù)某些特殊功能要求，添加部分特殊要求程序。70繼電器控制電路轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)法在繼電器控制電路的基礎(chǔ)上，經(jīng)過轉(zhuǎn)換，將繼電器控制設(shè)計(jì)出PLC控制。

關(guān)于轉(zhuǎn)換的幾個(gè)問題

1．各種繼電器、接觸器、電磁閥、電磁鐵等的轉(zhuǎn)換這些電器的線圈是PLC的執(zhí)行元件，要為它們分配相應(yīng)的PLC輸出繼電器號。中間繼電器可以用PLC的內(nèi)部輔助繼電器來代替。712．常開、常閉按鈕的轉(zhuǎn)換

用PLC控制時(shí)，啟動和停車一般都用常開按鈕。使用常開和長閉按鈕時(shí)，PLC的梯形圖畫法不同。0000001000010000000100000010000100000001SB2000000000101000COMCOM~SB1PLCKMSB2000000000101000COMCOM~SB1PLCKM啟動停車啟動停車72一般熱繼電器觸點(diǎn)不接入PLC中，而接在PLC外部的啟動控制電路中。4.時(shí)間繼電器的處理●時(shí)間繼電器可用PLC的定時(shí)器代替。3．熱繼電器的處理●PLC定時(shí)器的觸點(diǎn)只有接通延時(shí)閉合和接通延時(shí)斷開兩種?？梢酝ㄟ^編程設(shè)計(jì)出所需的時(shí)間控制。73

用PLC的定時(shí)器實(shí)現(xiàn)延時(shí)接通的控制舉例

觸點(diǎn)KA閉合后延時(shí)接通KM的控制。KTKMKAKT01000TIM000SV00000TIM000通電延時(shí)型74

用PLC的定時(shí)器實(shí)現(xiàn)延時(shí)斷開的控制舉例

觸點(diǎn)KA閉合后延時(shí)斷開KM的控制。KTKMKAKT01000TIM000SV00000TIM000755．對繼電器控制電路連接順序的處理調(diào)整部分電路的連接，以方便轉(zhuǎn)換成PLC梯形圖。STSB2KM1KM1KTKM2KKM1KM2SB1KT舉例線圈KM2和K之間連接著常開觸點(diǎn)KM2

。PLC的梯形圖不允許有這種結(jié)構(gòu)。76

調(diào)整電路連接的方法KM1KTKM2KSB1KM1KM1STKM2KTSB2STSB2KM1KM1KTKM2KKM1KM2SB1KT線圈K接通的條件為：或常開觸點(diǎn)KM2閉合、或常開觸點(diǎn)KT閉合。可將常開觸點(diǎn)KM2與常開觸點(diǎn)KT并聯(lián)，作為線圈K的接通條件。77KM1KTKM2KSB1KM1KM1STKM2KTSB2TIM000SV100.0100.00.00100.1100.00.02100.2100.1TIM0000.01

輸入

輸出SB10.00KM1100.0SB20.01KM2100.1ST0.02

K

100.2

將繼電器控制電路轉(zhuǎn)換成PLC梯形圖先對圖中的電器進(jìn)行I/O分配。78具有多種工作方式系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)

控制設(shè)備的工作方式可分為：手動、單步、單周期、連續(xù)（自動）。手動：與點(diǎn)動相似,按下按鈕運(yùn)行、釋放按鈕停止；單步：啟動一次只能運(yùn)行一個(gè)工作步；單周期：啟動一次只運(yùn)行一個(gè)工作周期；連續(xù)：啟動后連續(xù)地、周期性地運(yùn)行一個(gè)過程?？煞謩e設(shè)計(jì)各種工作方式的程序，最后綜合起來。79

多種工作方式系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)舉例。小車工作方式：手動、單步、單周期、自動。ST1ST2右(01000)(01001)左(01002)裝料15s卸料10s(01003)0000400003操作盤運(yùn)料小車控制執(zhí)行自動方式之前,要用手動方式將小車調(diào)回裝料（ST1）處。00101單步00102單周期手動00100連續(xù)0010300104右行左行00105啟動停止00106001070000000001裝料卸料方式選擇開關(guān)80單周期工作方式：方式開關(guān)撥在單周期檔。小車完成一次循環(huán)回到00004即停，再啟動需按00000。啟動按鈕20000000000000401002ON裝料TIM00000003TIM001000042000420003200022000101000ON右行01003ON卸料01001ON左行控制位單周期方式的功能表圖00101單步00102單周期手動00100連續(xù)0010300104右行左行00105啟動停止00106001070000000001裝料卸料8100101單步00102單周期手動00100連續(xù)0010300104右行左行00105啟動停止00106001070000000001裝料卸料連續(xù)工作方式：方式開關(guān)撥在連續(xù)檔。完成一次循環(huán)回到00004，自動進(jìn)入下個(gè)循環(huán)的運(yùn)行。

連續(xù)方式的功能表圖連續(xù)狀態(tài)控制20000201000000401002ON裝料TIM00000003TIM001000042000420003200022000101000ON右行01003ON卸料01001ON左行控制位82啟動按鈕20000000000000401002ON裝料TIM000·0000000003·00000TIM001·0000000004·000002000420003200022000101000ON右行01003ON卸料01001ON左行單步工作方式：方式開關(guān)撥在單步檔。按一次00000，小車完成一個(gè)工作步。

單步方式的功能表圖例如，按一次啟動按鈕00000，小車裝料。裝料結(jié)束(TIM000ON)即停。再按一次啟動按鈕00000小車右行，到達(dá)卸料處ST2（00003）即停。ST2再按一次啟動按鈕00000，小車卸料…。83單步、單周期和連續(xù)的功能表圖可以合并成一個(gè)。單步時(shí)00101斷開，每步結(jié)束時(shí)都要按啟動按鈕，使00000ON→20101ON。單周期2000000102·00000+00101·00000+00103·201000000401002ON裝料TIM000·2010100003·20101TIM001·2010100004·201012000420003200022000101000ON右行01003ON卸料01001ON左行自動方式單步連續(xù)201010000000101連續(xù)狀態(tài)控制位(ON)84程序采用指令JMP/JME控制各種工作方式。共用程序手動程序自動程序JMP(04)00JME(05)00JMP(04)01JME(05)000010000101

程序的總體結(jié)構(gòu)00100是手動/自動方式轉(zhuǎn)換。方式開關(guān)撥在手動方式時(shí)，常開觸點(diǎn)00100ON，故執(zhí)行手動程序。方式開關(guān)撥在其他自動方式時(shí)，常開觸點(diǎn)00100OFF，常閉觸點(diǎn)00100ON，故執(zhí)行自動程序。85

手動方式的程序0100001001001040000301001010000010500004010020010600004010030010700003按住右行啟動按鈕→00104ON，線圈00100ON，小車右行。卸料ST2小車右行到位壓ST2→常閉觸點(diǎn)00003斷開→01000OFF→小車停。按住卸料按鈕→00107ON，由于常開觸點(diǎn)00003ON→00103ON→小車卸料。卸料結(jié)束→按住左行啟動按鈕→00105ON→00101ON→小車左行。小車左行到位壓ST1→常閉觸點(diǎn)00004斷開→小車停。裝料ST1按住裝料按鈕→00106ON，由于常開觸點(diǎn)00004ON→00102ON→小車裝料。按住右行啟動按鈕→…重復(fù)以上過程。手動方式時(shí)不使用啟動和停車按鈕。86

自動方式程序201000000000001201010000000101200002000400004200010010200000201002010120001000042000020000200020010320100001010000020001連續(xù)狀態(tài)單步連續(xù)單周期等待自動/手動狀態(tài)轉(zhuǎn)換0100020002000032000220001TIM0002010120003200022000320002000032010120004200032000420003TIM0012010120000200040100220001TIM000TIM000#015001003TIM001#010020003TIM001010012000400004右行右行左行左行裝料裝料卸料卸料啟動按鈕原位終點(diǎn)87

控制位復(fù)位程序，即公用程序。

當(dāng)自動方式轉(zhuǎn)換到手動方式時(shí)，應(yīng)將連續(xù)狀態(tài)位20100和各步的控制位（手動方式不使用這些位）復(fù)位。否則在返回到自動方式時(shí)會引起誤動作。RESET20100RESET20001RESET20004RESET20000RESET20002RESET2000300100手動方式連續(xù)狀態(tài)控制位等待控制位裝料控制位右行控制位卸料控制位裝料控制位88

多種工作方式的系統(tǒng)編程小結(jié)①一般要用轉(zhuǎn)換開關(guān)來完成各種方式之間的轉(zhuǎn)換。②一般要用跳轉(zhuǎn)指令實(shí)現(xiàn)手動/自動程序的轉(zhuǎn)換。③由自動方式轉(zhuǎn)換為手動方式時(shí)，要注意編寫復(fù)位程序，以免在轉(zhuǎn)回自動方式時(shí)出現(xiàn)誤動作。第十三講PLC的開關(guān)邏輯控制本講討論如下內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)一：典型控制程序?qū)嶒?yàn)二：三維機(jī)械手控制實(shí)驗(yàn)一：典型控制程序1.延時(shí)斷開電路程序控制要求：輸入X000=ON時(shí)，Y000=ON；開啟后，X000=OFF時(shí)，延時(shí)一定時(shí)間后Y000=OFF。X000Y000Y000X000T0Y000K50T0X00