plc-梯形圖程序的設(shè)計(jì)方法

第五章梯形圖程序的設(shè)計(jì)方法本章主要介紹梯形圖的一些基本電路和常用的設(shè)計(jì)方法5.1梯形圖的基本電路5.1.1起動(dòng)、保持和停止電路說(shuō)明：這種電路具有自鎖或自保持作用。按一下停止按鈕，X2常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使YI線圈斷電，接觸器KM也斷電，電機(jī)停轉(zhuǎn)。5.1.2三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路FU

二、三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路KM2SB1SB3KHQKHM3

~SB2KM1KM2KM1KM2KM1KM2KM1梯形圖和外部接線圖說(shuō)明：雙向控制電路要求2個(gè)接觸器KM1、KM2不能同時(shí)得電，否則會(huì)造成電機(jī)電源的短路。互鎖互鎖5.1.3定時(shí)器、計(jì)數(shù)器應(yīng)用程序1）單脈沖電路產(chǎn)生脈寬一定的單脈沖

2閃爍電路可產(chǎn)生周期性方脈沖三、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用程序3接通/斷開(kāi)延時(shí)電路

Y1X0T1K70

T0T1Y15.1.4常閉觸點(diǎn)輸入信號(hào)的處理下圖是電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的繼電器控制電路，如果用PLC來(lái)控制，則停止按鈕SB1和起動(dòng)按鈕SB2是它的輸入設(shè)備，在外部接線時(shí)，SB1有兩種接法第一種接法SB1接常閉（動(dòng)斷）觸點(diǎn)第二種接法，SB1用常開(kāi)（動(dòng)合）觸點(diǎn)由以上分析可以看出，為了使梯形圖和繼電器控制電路一一對(duì)應(yīng)，PLC輸入設(shè)備的觸點(diǎn)應(yīng)盡可能接成常開(kāi)形式此外，熱繼電器FR的觸點(diǎn)只能接成動(dòng)斷（常閉）形式，通常不作為PLC的輸入信號(hào)，而將其接在輸出電路中直接通斷接觸器線圈5.2梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)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)，即在一些典型電路的基礎(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)方法叫做經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。特點(diǎn)（1）具有試探性和隨意性（2）最后的結(jié)果不是唯一的（3）設(shè)計(jì)所用的時(shí)間和質(zhì)量因設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)而異5.2.1自動(dòng)往返控制的梯形圖設(shè)計(jì)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1）I/O分配輸入：右行啟動(dòng)按鈕SB1X0左行啟動(dòng)按鈕SB2X1 停止按鈕SB3X2 右端行程開(kāi)關(guān)ST2X4 左端行程開(kāi)關(guān)ST1X3輸出：右行接觸器 Y0左行接觸器 Y1

梯形圖5.2.2時(shí)序控制電路的設(shè)計(jì)方法時(shí)序控制使用多個(gè)定時(shí)器來(lái)控制輸出繼電器的工作5---3根據(jù)繼電器電路設(shè)計(jì)梯形圖方法步驟：（1）了解被控設(shè)備的工藝工程和機(jī)械的動(dòng)作情況（2）確定PLC的輸入信號(hào)和輸出負(fù)載，畫(huà)出外部接線圖（3）確定時(shí)間繼電器中間繼電器定時(shí)器（4）根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系畫(huà)出梯形圖程序5.3根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法5.3.1概述根據(jù)繼電器圖設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題1應(yīng)遵守梯形圖中的語(yǔ)言規(guī)定2設(shè)置中間單元3盡量減少可編程序控制器的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)4外部聯(lián)鎖電路的設(shè)立5為了減少使用的指令條數(shù)，在串聯(lián)電路中單個(gè)觸點(diǎn)應(yīng)放在右邊，在并聯(lián)電路中的單個(gè)觸點(diǎn)應(yīng)放在下面6外部負(fù)載的額定電壓5.4梯形圖的順序控制設(shè)計(jì)法5.4.1用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)梯形圖存在的問(wèn)題1設(shè)計(jì)方法難掌握，設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)2裝置交付使用后維修困難5.4.2順序控制設(shè)計(jì)法1、順序控制：就是按照就生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間的順序，在生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地有秩序的進(jìn)行操作，順序控制設(shè)計(jì)法又稱步進(jìn)控制設(shè)計(jì)法5.4.3順序控制設(shè)計(jì)法的本質(zhì)順序設(shè)計(jì)法是用輸入量X代表各步的編程元件，再用它們控制輸出量Y順序控制設(shè)計(jì)法最基本的思想是將系統(tǒng)的一個(gè)工作周期劃分為若干個(gè)順序相連的階段，這些分階段稱為步（Step），并用編程元件（例如內(nèi)部輔助繼電器M和狀態(tài)繼電器S）來(lái)代表各步。步是根據(jù)輸出量的狀態(tài)變化來(lái)劃分的。5.5順序功能圖5.5.1概述1概念

順序功能圖又稱狀態(tài)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，功能表圖或流程圖。它是描述控制系統(tǒng)的控制過(guò)程，功能和特性的一種圖形,順序控制功能圖并不涉及所描述的控制功能的具體技術(shù)，它是一種通用的技術(shù)語(yǔ)言。2組成主要由步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和動(dòng)作（命令）組成1、步（1）步的劃分：將系統(tǒng)的一個(gè)工作周期劃分為若干個(gè)順序相連的階段，這些階段稱為步，并且用編程元件來(lái)代表各步。步是根據(jù)PLC輸出狀態(tài)的變化來(lái)劃分的，在任何一步內(nèi)，各輸出狀態(tài)不變，但是相鄰步之間輸出狀態(tài)是不同的。步2)步用矩形框表示，框內(nèi)的數(shù)字表示步的編號(hào)（1）步的表示方法：用矩形方框表示，方框中是該步的編號(hào)，編程時(shí)用PLC內(nèi)部編程元件來(lái)代表各步。（2）初始步：與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的步稱為初始步，初始步用雙線方框表示。每一個(gè)順序功能圖至少有一個(gè)初始步2、步與動(dòng)作3）與步對(duì)應(yīng)的動(dòng)作或命令。2種表示（4）動(dòng)作的表示：用文字或符號(hào)表示，并與相應(yīng)的步的符號(hào)相連。（5）活動(dòng)步：當(dāng)系統(tǒng)正處于某一步所在的階段時(shí)．該步處于活動(dòng)狀態(tài)。步處于活動(dòng)時(shí)，相應(yīng)的動(dòng)作被執(zhí)行。5.5.3有向連線與轉(zhuǎn)換條件1有向連線

功能表圖中步的活動(dòng)狀態(tài)的順序進(jìn)展按有向連線規(guī)定的路線和方向進(jìn)行?；顒?dòng)狀態(tài)的進(jìn)展方向習(xí)慣上是從上到下或從左至右，在這兩個(gè)方向有向連線上的箭頭可以省略。反之標(biāo)出。2轉(zhuǎn)換用有向連線上與有向連線垂直的短劃線來(lái)表示，轉(zhuǎn)換將相鄰兩步分隔開(kāi)。步的活動(dòng)狀態(tài)的進(jìn)展是由轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)來(lái)完成的，并與控制過(guò)程的發(fā)展相對(duì)應(yīng)。3轉(zhuǎn)換條件轉(zhuǎn)換條件可以用文字語(yǔ)言、布爾代數(shù)表達(dá)式或圖形符號(hào)標(biāo)注在表示轉(zhuǎn)換的短劃線旁邊梯形圖的順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法的基本思想步轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換條件有向線段動(dòng)作或命令將系統(tǒng)的一個(gè)工作周期劃分為若干個(gè)順序相連的階段STEP使系統(tǒng)由前級(jí)步進(jìn)入下一步的信號(hào)稱為轉(zhuǎn)換條件每一步所完成的工作順序控制的思想梯形圖XY經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法控制電路XY輸出電路順序控制設(shè)計(jì)法5.5.4順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)1單序列由一系列相繼激活的步組成，動(dòng)作一個(gè)接一個(gè)完成，每一步的后面僅接一個(gè)轉(zhuǎn)換，每一個(gè)轉(zhuǎn)換的后面只有一個(gè)步2選擇序列某一步的后面有幾個(gè)步，當(dāng)滿足不同的轉(zhuǎn)換條件時(shí)，轉(zhuǎn)向不同的步分支：選擇序列的開(kāi)始合并：選擇序列的結(jié)束選擇序列一般只允許同時(shí)選擇一個(gè)序列

選擇序列是指在某一步后有若干個(gè)單序列等待選擇，一次僅能選擇進(jìn)入一個(gè)序列。選擇序列中的各單序列是互相排斥的，其中任何兩個(gè)單序列都不會(huì)同時(shí)執(zhí)行。3并行序列用來(lái)表示系統(tǒng)的幾個(gè)同時(shí)工作的獨(dú)立部分的工作情況分支：并行序列的開(kāi)始合并：并行序列的結(jié)束注：水平連線用雙線表示并行序列是指在某一轉(zhuǎn)換條件下，同時(shí)起動(dòng)若干個(gè)單序列。并行序列的開(kāi)始用雙水平線表示，同時(shí)結(jié)束若干個(gè)序列也用雙水平線表示，

5.5.5順序功能圖中轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本原則(1)該轉(zhuǎn)換所有的前級(jí)步都是活動(dòng)步(2)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件得到滿足（一）、轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件（二）、轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)應(yīng)完成的操作(1)使由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號(hào)相連的后續(xù)步都變成活動(dòng)步(2)使由有向連線與相應(yīng)的轉(zhuǎn)換符號(hào)相連的前級(jí)步都變成不活動(dòng)步

5.5.6繪制順序功能圖時(shí)的注意事項(xiàng)（1）兩個(gè)步絕對(duì)不能直接相連，必須用一個(gè)轉(zhuǎn)換將它們隔開(kāi)。（2）兩個(gè)轉(zhuǎn)換也不能直接相連，必須用一個(gè)步將它們隔開(kāi)。（3）功能表中的初始步一般對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)等待起動(dòng)的初始狀態(tài)，它是必不可少的。（4）自控系統(tǒng)應(yīng)能多次重復(fù)執(zhí)行同一工藝過(guò)程，因此功能表圖中應(yīng)由有向連線組成的閉環(huán).（5）在順序功能圖中，只有當(dāng)某一步的前級(jí)步是活動(dòng)步時(shí)，該步才有可能變成活動(dòng)步。如果用沒(méi)有斷電保持功能的編程元件代表各步，PC開(kāi)進(jìn)入RUN工作方式時(shí)，它們均處于斷開(kāi)狀態(tài),所以必須用M8002的常開(kāi)觸點(diǎn)作為轉(zhuǎn)換條件，將初始步預(yù)置為活動(dòng)步。否則因順序功能圖中沒(méi)有活動(dòng)步，系統(tǒng)將無(wú)法工作。6定時(shí)器在下一次運(yùn)行之前，首先應(yīng)將它復(fù)位，同一定時(shí)器可以在不同的步使用（一般不這樣做），但是如果用于相鄰的兩步，在步的活動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，該定時(shí)器的線圈不能斷開(kāi)，當(dāng)前值不能復(fù)位，將導(dǎo)致定時(shí)器的非正常運(yùn)行功能表圖對(duì)應(yīng)的梯形圖功能表圖對(duì)應(yīng)的梯形圖步20000為起始步，它的前面有2條分支

功能表圖對(duì)應(yīng)的梯形圖步20001的后面有3條并行序列的分支

功能表圖對(duì)應(yīng)的梯形圖步20006是單序列的步，步20005、步20007為其前級(jí)步和后續(xù)步

功能表圖對(duì)應(yīng)的梯形圖步20009的后面有2條選擇序列的分支功能表圖對(duì)應(yīng)的梯形圖步20012的前面有2條選擇序列的分支功能表圖對(duì)應(yīng)的梯形圖步20015的前面有3條選擇序列的分支3順序控制程序設(shè)計(jì)舉例3順序控制程序設(shè)計(jì)舉例

例一一動(dòng)力頭進(jìn)給運(yùn)動(dòng)1）I/O分配2）畫(huà)出功能表圖3）設(shè)計(jì)梯形圖功能表圖功能表圖梯形圖梯形圖例2例2兩處送料小車的控制1）I/O分配2）畫(huà)出功能表3）設(shè)計(jì)梯形圖功能表圖功能表圖1）I/O分配2）畫(huà)出功能表3）設(shè)計(jì)梯形圖梯形圖梯形圖例3例3用傳送帶傳送

長(zhǎng)物體的控制系統(tǒng)

1）I/O分配2）畫(huà)出功能表圖3）設(shè)計(jì)梯形圖功能表圖用傳送帶傳送長(zhǎng)物體的控制圖如圖所示。為了減少傳送帶的運(yùn)行時(shí)間，采用分段傳送方式。A、B為兩條傳送帶，GK1、GK2為兩個(gè)光電開(kāi)關(guān)，工作過(guò)程如下：按一下起動(dòng)按鈕，A開(kāi)始運(yùn)行，B不運(yùn)行；當(dāng)長(zhǎng)物體前端靠近GK1時(shí)，A、B都運(yùn)行；當(dāng)長(zhǎng)物體后端離開(kāi)GK1時(shí)，B運(yùn)行，A不運(yùn)行；當(dāng)長(zhǎng)物體后端離開(kāi)GK2時(shí)，A、B都不運(yùn)行。功能表圖梯形圖梯形圖例45-10根據(jù)圖示信號(hào)燈控制系統(tǒng)的時(shí)序圖設(shè)計(jì)出梯形圖要求：1用基本指令編寫梯形圖，并寫出指令表程序2畫(huà)出功能圖，并用起保停電路編寫梯形圖。

例4一剪板機(jī)的控制1）I/O分配2）畫(huà)出功能表3）設(shè)計(jì)梯形圖功能表圖功能表圖1）I/O分配2）畫(huà)出功能表3）設(shè)計(jì)梯形圖梯形圖梯形圖4.多工作方式4.具有多工作方式的系統(tǒng)舉例

送料小車的控制系統(tǒng)

示意圖如下：操作面板圖如右4種工作方式系統(tǒng)的4種工作方式

1）手動(dòng)工作方式

2）單周期工作方式3）連續(xù)工作方式4）單步工作方式功能表圖單周期、連續(xù)、單步工作的

功能表圖自動(dòng)方式下的總功能表圖自動(dòng)工作方式下的總功能表圖梯形圖的總體結(jié)構(gòu)梯形圖的總體結(jié)構(gòu)

說(shuō)明：整個(gè)程序可分為三段： 公用程序 手動(dòng)程序 自動(dòng)程序

1．手動(dòng)程序1)手動(dòng)程序

說(shuō)明：手動(dòng)按鈕00104~00107控制小車的各個(gè)動(dòng)作，程序中設(shè)置了一些必要的聯(lián)鎖。2)自動(dòng)程序2)自動(dòng)程序3)公用程序3)公用程序說(shuō)明