PLC編程、應(yīng)用及設(shè)備維修

國際電工委員會(IEC)在1985年的可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)草案第3稿中，對可編程序控制器作了如下定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?！?/p>

第一部分概述、結(jié)構(gòu)及原理

PLC應(yīng)用技術(shù)2/4/20231第一章概述模擬量輸入行程開關(guān)繼電器接點(diǎn)各種開關(guān)CPUROM、RAM電源部件輸出接口輸入接口外設(shè)接口照明電磁裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)編程器打印機(jī)采用光電隔離裝置繼電器、可控硅、晶體管電路2/4/20232第一章概述

CPU模塊相當(dāng)于人的大腦，它不斷地采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出。1．CPU模塊PLC基本結(jié)構(gòu)PLC主要由電源模塊、CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、編程器等幾部分組成。2/4/20233第一章概述2．存儲器

存儲器(內(nèi)存)主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)。PLC中的存儲器一般包括系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器兩部分。系統(tǒng)程序存儲器用于存儲整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控程序，一般采用只讀存儲器(ReadOnlyMemory，ROM)，具有掉電不丟失信息的特性。用戶程序存儲器用于存儲用戶根據(jù)工藝要求或控制功能設(shè)計(jì)的控制程序，早期一般采用隨機(jī)讀寫存儲器(RandomAccessMemory，RAM)，需要后備電池在掉電后保存程序。目前則傾向于采用電可擦除的只讀存儲器(ElectricalErasableProgrammableReadOnlyMemory，EEPROM或E2PROM)或閃存(FlashMemory)，免去了后備電池的麻煩。2/4/20234第一章概述

輸入模塊用來接收和采集輸入信號。

數(shù)字量(或稱開關(guān)量)輸入模塊用來接收從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、壓力繼電器等來的數(shù)字量輸入信號；

模擬量輸入模塊用來接收電位器、測速發(fā)電機(jī)和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流電壓信號。

數(shù)字量輸出模塊用來控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等輸出設(shè)備，

模擬量輸出模塊用來控制調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行裝置。

3．I／O模塊2/4/20235第一章概述

編程裝置用來生成用戶程序，并對它進(jìn)行編輯、檢查和修改。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序。使用編程軟件可以在屏幕上直接生成和編輯梯形圖、指令表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可以實(shí)現(xiàn)不同編程語言的相互轉(zhuǎn)換。程序被編譯后下載到可編程序控制器，也可以將可編程序控制器中的程序上傳到計(jì)算機(jī)。程序可以存盤或打印，通過網(wǎng)絡(luò)，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程和傳送。

給S7-200編程時(shí)，應(yīng)配備一臺安裝有STEP7-Micro／WIN32編程軟件的計(jì)算機(jī)和一根連接計(jì)算機(jī)和可編程序控制器的PC／PPI通信電纜。4．編程裝置2/4/20236第一章概述

可編程序控制器使用220V或110V交流電源或24V直流電源。內(nèi)部的開關(guān)電源為各模塊提供DC5V、±12V、24V等直流電源。5．電源PLC的應(yīng)用領(lǐng)域1．?dāng)?shù)字量邏輯控制2．運(yùn)動控制

3．閉環(huán)過程控制

4．?dāng)?shù)據(jù)處理

5．通信聯(lián)網(wǎng)

2/4/20237第一章概述1．整體式PLC

整體式又叫做單元式或箱體式，小型可編程序控制器一般采用整體式結(jié)構(gòu)。整體式可編程序控制器將CPU模塊、I／O模塊和電源裝在一個(gè)箱型機(jī)殼內(nèi)，稱為基本單元，S7-200稱為CPU模塊。

2/4/20238第一章概述

大、中型可編程序控制器(如S7-300和S7-400系列)一般采用模塊式結(jié)構(gòu)，它由機(jī)架和模塊組成。模塊插在模塊插座上，后者焊在機(jī)架中的總線連接板上?？删幊绦蚩刂破鲝S家備有不同槽數(shù)的機(jī)架供用戶選用，如果一個(gè)機(jī)架容納不下所選用的模塊，可以增設(shè)一個(gè)或數(shù)個(gè)擴(kuò)展機(jī)架，各機(jī)架之間用I／0擴(kuò)展電纜相連。

整體式可編程序控制器每一I／O點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜，在小型控制系統(tǒng)中一般采用整體式結(jié)構(gòu)。但是模塊式可編程序控制器的硬件組態(tài)方便靈活，I／O點(diǎn)數(shù)的多少、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、I／O模塊的種類和塊數(shù)、特殊I／0模塊的使用等方面的選擇余地都比整體式可編程序控制器大得多，維修時(shí)更換模塊、判斷故障范圍也很方便，因此較復(fù)雜的、要求較高的系統(tǒng)一般選用模塊式可編程序控制器。

2．模塊式可編程序控制器2/4/20239第一章概述S7-400模塊式PLC2/4/202310第一章概述PLC模塊中的存儲器隨機(jī)存取存儲器（RAM）

RAM是易失性的存儲器，它的電源中斷后，儲存的信息將會丟失?？捎娩囯姵乇４鍾AM中的用戶程序和某些數(shù)據(jù)。鋰電池可用1～3年，需要更換鋰電池時(shí)，由PLC發(fā)出信號，通知用戶。現(xiàn)在部分PLC仍用RAM來儲存用戶程序。只讀存儲器（ROM）

ROM的內(nèi)容只能讀出，不能寫入。電源切斷后，仍能保存儲存的內(nèi)容。ROM一般用來存放PLC的系統(tǒng)程序。可電擦除可編程的只讀存儲器（EEPROM）它是非易失性的，兼有ROM的非易失性和RAM的隨機(jī)存取優(yōu)點(diǎn)，但是將信息寫入它所需的時(shí)間比RAM長得多。2/4/202311第一章概述

輸入電路中設(shè)有RC濾波電路，以防止由于輸入觸點(diǎn)抖動或外部干擾脈沖引起錯(cuò)誤的輸入信號。下圖是某直流輸入模塊的內(nèi)部電路和外部接線圖，圖中只畫出了一路輸入電路，1M是同一輸入組內(nèi)各輸入信號的公共點(diǎn)。S7-200可以用CPU模塊輸出的24V直流電源作為輸入回路的電源，它還可以為接近開關(guān)、光電開關(guān)之類的傳感器提供24V直流電源。1．輸入模塊2/4/202312第一章概述2．輸出模塊

輸出模塊的功率放大元件有驅(qū)動直流負(fù)載的大功率晶體管和場效應(yīng)管、驅(qū)動交流負(fù)載的雙向晶閘管，以及既可以驅(qū)動交流負(fù)載又可以驅(qū)動直流負(fù)載的小型繼電器。輸出電流的典型值為0．5-2A，負(fù)載電源由外部現(xiàn)場提供。

繼電器輸出電路。

場效應(yīng)管輸出電路

2/4/202313第一章概述可編程序控制器的工作方式

可編程序控制器有兩種工作方式，即RUN(運(yùn)行)方式與STOP(停止)方式。在RUN方式，通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制功能。在CPU模塊的面板上用“RUN”LED顯示當(dāng)前的工作方式。在STOP方式，CPU不執(zhí)行用戶程序，可用編程軟件創(chuàng)建和編輯用戶程序，設(shè)置可編程序控制器的硬件功能，并將用戶程序和硬件設(shè)置信息下載到可編程序控制器。

返回1工作模式2/4/202314第一章概述可編程序控制器的工作原理

可編程序控制器通電后，需要對硬件和軟件做一些初始化的工作。為了使可編程序控制器的輸出及時(shí)地響應(yīng)各種輸入信號，初始化后反復(fù)不停地分階段處理各種不同的任務(wù)，這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。

RUN狀態(tài)讀取輸入通信信息處理自診斷檢查修改輸出STOP狀態(tài)返回讀取輸入通信信息處理自診斷檢查修改輸出執(zhí)行用戶程序2/4/202315第一章概述CPU模塊的類型返回21X和CPU22X兩代產(chǎn)品，其中CPU22X型PLC有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四種基本型號。

第二部分S7-200PLC類型的選擇

S7-200PLC類型的選擇主要依據(jù)項(xiàng)目的I/O點(diǎn)數(shù)來選擇CPU的類型，通過其他的要求來選擇相應(yīng)的各類擴(kuò)展模塊。2/4/202316第一章概述S7-200系列CPU的應(yīng)用區(qū)別2/4/202317第一章概述S7-200系列PLC為方便工程使用，提供了種類豐富的數(shù)字量擴(kuò)展模塊，有單獨(dú)的輸入模塊EM221(8路擴(kuò)展輸入)；有單獨(dú)的輸出模塊EM222(8路擴(kuò)展輸出)；有I/O混合模塊EM223(具有8I/O、16I/O、32I/O等多種配置)。2.數(shù)字量模塊的型號與性能2/4/202318第一章概述常用數(shù)字量輸入擴(kuò)展模塊接線圖2/4/202319第一章概述2/4/202320第一章概述數(shù)字量輸出擴(kuò)展模塊接線圖2/4/202321第一章概述

(1)不同的主機(jī)最大可擴(kuò)展模塊數(shù)量有限，CPU221不能擴(kuò)展，CPU222只能擴(kuò)展兩個(gè)模塊，CPU224、CPU226能夠擴(kuò)展7個(gè)模塊。

(2)擴(kuò)展模塊消耗的總電流不能超過CPU模塊能夠提供的最大電流。(3)擴(kuò)展總點(diǎn)數(shù)不能大于I/O映像寄存器的總數(shù)。因?yàn)镃PU模塊對數(shù)字量的尋址都是以8位寄存器為一個(gè)單位的，對數(shù)字量擴(kuò)展模塊也是相同的。若某一模塊的數(shù)字量I/O不是8的整倍數(shù)，則余下的空地址也不會分配給其他模塊。例如對于CPU224模塊，本機(jī)輸入地址為I0.0～I(xiàn)0.7和I1.0～I(xiàn)1.5，輸出地址為Q0.0～Q0.7和Q1.0～Q1.1。若擴(kuò)展一個(gè)4輸入、4輸出的EM223數(shù)字量擴(kuò)展模塊，則擴(kuò)展模塊輸入地址為I2.0～I(xiàn)2.3，輸出地址為Q2.0～Q2.3。地址I1.6～I(xiàn)1.7與Q1.2～Q1.7都不能與外部接口對應(yīng)，即它們是未用位。對于輸出寄存器中沒有使用的位，可以像使用內(nèi)部存儲器標(biāo)志位一樣使用。但對于輸入寄存器中沒有使用的位，由于每次輸入更新時(shí)都把未用位清0，所以不能作為內(nèi)部存儲器標(biāo)志位使用。3.限制數(shù)字量模塊擴(kuò)展數(shù)量的幾個(gè)因素2/4/202322第一章概述

模擬量模塊種類

2/4/202323第一章概述模擬量擴(kuò)展模塊輸入規(guī)范2/4/202324第一章概述模擬量輸入擴(kuò)展模塊接線圖2/4/202325第一章概述模擬量輸出擴(kuò)展模塊接線圖2/4/202326第一章概述返回2/4/202327第一章概述垂直安裝時(shí)，注意允許的環(huán)境溫度比水平安裝要低10攝氏度，CPU應(yīng)安裝在所有擴(kuò)展模塊的下方。PLC的安裝

2/4/202328第一章概述交流電源系統(tǒng)的外部接線直流電源系統(tǒng)的外部接線

第三部分PLC的外部接線2/4/202329第一章概述

第四部分編程5種編程語言的表達(dá)方式：

(1)順序功能圖(SequentialFunctionChart)(2)梯形圖(LadderDiagram)(3)功能塊圖(FunctionBlockDiagram)(4)指令表(InstructionList)。(5)結(jié)構(gòu)文本(StructuredText)。

順序功能圖梯形圖功能塊圖指令表結(jié)構(gòu)文本PLC的編程語言2/4/202330第一章概述PLC的程序結(jié)構(gòu)

S7-200CPU的控制程序由主程序、子程序和中斷程序組成。

1)主程序

主程序是程序的主體，每一個(gè)項(xiàng)目都必須并且只能有一個(gè)主程序。在主程序中可以調(diào)用子程序和中斷程序。

主程序通過指令控制整個(gè)應(yīng)用程序的執(zhí)行，每次CPU掃描都要執(zhí)行一次主程序。返回2/4/202331第一章概述2)子程序

子程序是一個(gè)可選的指令的集合，僅在被其它程序調(diào)用時(shí)執(zhí)行。同一地方被多次調(diào)用，使用子程序可以簡化程序代碼和減少掃描時(shí)間。設(shè)計(jì)得好的子程序容易移植到別的項(xiàng)目中去。3)中斷程序中斷程序是指令的一個(gè)可選集合，中斷程序不是被主程序調(diào)用，它們在中斷事件發(fā)生時(shí)由可編程序控制器的操作系統(tǒng)調(diào)用。中斷程序用來處理預(yù)先規(guī)定的中斷事件，因?yàn)椴荒茴A(yù)知何時(shí)會出現(xiàn)中斷事件，所以不允許中斷程序改寫可能在其他程序中使用的存儲器。

2/4/202332第一章概述

位存儲單元的地址由字節(jié)地址和位地址組成，如I3.2，其中的區(qū)域標(biāo)識符“I表示輸入(Input)，字節(jié)地址為3，位地址為2(見圖)。這種存取方式稱為“字節(jié)．位”尋址方式。輸入字節(jié)IB3(B是Byte的縮寫)由I3.0～I(xiàn)3.7這8位組成。位數(shù)據(jù)的存放數(shù)據(jù)在存儲器中存取的方式位、字節(jié)、字和雙字2/4/202333第一章概述

相鄰的兩個(gè)字節(jié)組成一個(gè)字，VWl00表示由VBl00和VBl01組成的1個(gè)字(見圖)，VWl00中的V為區(qū)域標(biāo)識符，W表示字(Word)，100為起始字節(jié)的地址。

VDl00表示由VBl00-VBl03組成的雙字，V為區(qū)域標(biāo)示符，D表示存取雙字(DoubleWord)，100為起始字節(jié)的地址。圖

字、字節(jié)和雙字對同一地址存取操作的比較a)VB100b)VWl00c)VDl002/4/202334第一章概述PLC的存儲區(qū)1)輸入映像寄存器(I)尋址

輸入映像寄存器的標(biāo)識符為I(I0.0-I15.7)，在每個(gè)掃描周期的開始，CPU對輸入點(diǎn)進(jìn)行采樣，并將采樣值存于輸入映像寄存器中。

返回2)輸出映像寄存器(Q)尋址

輸出映像寄存器的標(biāo)識符為Q(Q0.0～Q15.7)，在掃描周期的末尾，CPU將輸出映像寄存器的數(shù)據(jù)傳送給輸出模塊，再由后者驅(qū)動外部負(fù)載。2/4/202335第一章概述3)變量存儲器(V)尋址

在程序執(zhí)行的過程中存放中間結(jié)果，或用來保存與工序或任務(wù)有關(guān)的其他數(shù)據(jù)。

4)位存儲器(M)區(qū)尋址

內(nèi)部存儲器標(biāo)志位(M0.0—M31.7)用來保存控制繼電器的中間操作狀態(tài)或其他控制信息。雖然名為“位存儲器區(qū)”，表示按位存取，但是也可以按字節(jié)、字或雙字來存取。

5)定時(shí)器存儲器(T)區(qū)尋址定時(shí)器相當(dāng)于繼電器系統(tǒng)中的時(shí)間繼電器。S7-200有三種定時(shí)器，它們的時(shí)基增量分別為1ms、l0ms和l00ms，定時(shí)器的當(dāng)前值寄存器是16位有符號整數(shù)，用于存儲定時(shí)器累計(jì)的時(shí)基增量值(1—32767)。2/4/202336第一章概述定時(shí)器的當(dāng)前值大于等于設(shè)定值時(shí)，定時(shí)器位被置為1，梯形圖中對應(yīng)的定時(shí)器的常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。用定時(shí)器地址(T和定時(shí)器號，如T5)來存取當(dāng)前值和定時(shí)器位，帶位操作數(shù)的指令存取定時(shí)器位，帶字操作數(shù)的指令存取當(dāng)前值。6)計(jì)數(shù)器存儲器(C)區(qū)尋址計(jì)數(shù)器用來累計(jì)其計(jì)數(shù)輸入端脈沖電平由低到高的次數(shù)，CPU提供加計(jì)數(shù)器、減計(jì)數(shù)器和加減計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值為16位有符號整數(shù)，用來存放累計(jì)的脈沖數(shù)(1—32767)。2/4/202337第一章概述位邏輯指令

觸點(diǎn)指令

輸出指令其他指令返回

定時(shí)器指令2/4/202338第一章概述計(jì)數(shù)器指令圖加計(jì)數(shù)器返回2/4/202339第一章概述

一、經(jīng)驗(yàn)法編程例

4組搶答器設(shè)計(jì)控制要求1：設(shè)計(jì)一個(gè)4組搶答器，任一組搶先按下?lián)尨鸢粹o后，對應(yīng)指示燈指示搶答結(jié)果，同時(shí)鎖定搶答器，使其他組搶答按鈕無效。在按下復(fù)位開關(guān)后，可重新開始搶答。(1)I/O分配：I/O分配表見表。2/4/202340第一章概述(3)要點(diǎn)說明。①由于搶答按鈕一般均為非自鎖按鈕，為保持搶答輸出結(jié)果，就需要輸出線圈所帶觸點(diǎn)并聯(lián)在輸入觸點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)自鎖功能。②要實(shí)現(xiàn)一組搶答后，其他組不能再搶答的功能，就需要在其他組控制線路中串聯(lián)本組輸入觸點(diǎn)或輸出線圈的常閉觸點(diǎn)，從而形成互鎖關(guān)系。2/4/202341第一章概述(2)程序如圖所示。

(3)要點(diǎn)說明。這一程序又稱為二分頻電路。在控制過程中，若按鈕為點(diǎn)動按鈕(非自鎖按鈕)時(shí)，可由該程序控制實(shí)現(xiàn)第一次按下啟動，第二次按下停止的功能。2/4/202342第一章概述例運(yùn)料車自動裝、卸料控制控制要求：①某運(yùn)料車如圖所示，可在A、B兩地分別啟動。運(yùn)料車啟動后，自動返回A地停止，同時(shí)控制料斗門的電磁閥Y1打開，開始下料。1分鐘后，電磁閥Y1斷開，關(guān)閉料斗門，運(yùn)料車自動向B地運(yùn)行。到達(dá)B地后停止，小車底門由電磁閥Y2控制打開，開始卸料。1分鐘后，運(yùn)料車底門關(guān)閉，開始返回A地。之后重復(fù)運(yùn)行。②運(yùn)料車在運(yùn)行過程中，可用手動開關(guān)使其停車。再次啟動后，可重復(fù)①中內(nèi)容。2/4/202343第一章概述I/O分配：2/4/202344第一章概述2/4/202345第一章概述T322/4/202346第一章概述例

展廳人數(shù)控制系統(tǒng)控制要求：現(xiàn)有一展廳，最多可容納50人同時(shí)參觀。展廳進(jìn)口與出口各裝一傳感器，每有一人進(jìn)出，傳感器給出一個(gè)脈沖信號。試編程實(shí)現(xiàn)，當(dāng)展廳內(nèi)不足50人時(shí)，綠燈亮，表示可以進(jìn)入；當(dāng)展廳滿50人時(shí)，紅燈亮，表示不準(zhǔn)進(jìn)入。(1)I/O分配：2/4/202347第一章概述定時(shí)器應(yīng)用電路例延時(shí)接通/斷開電路2/4/202348第一章概述用計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)長延時(shí)電路如果需要更長的延時(shí)時(shí)間，可用計(jì)數(shù)器和特殊位存儲器組成長延時(shí)電路。 圖中SM0.4的常開觸點(diǎn)為加計(jì)數(shù)器C0提供周期為1

min的時(shí)鐘脈沖。當(dāng)計(jì)數(shù)器復(fù)位輸入I0.0斷開，C0開始計(jì)數(shù)延時(shí)。圖中延時(shí)時(shí)間為30

000

min。2/4/202349第一章概述例閃爍電路（圖4-4）。

2/4/202350第一章概述梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法:在典型電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)對控制系統(tǒng)要求，不斷地修改和完善梯形圖。特點(diǎn)：無規(guī)律可循，結(jié)果不唯一，設(shè)計(jì)所用的時(shí)間、設(shè)計(jì)的質(zhì)量與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有很大的關(guān)系，它可以用于較簡單的梯形圖(如手動程序)的設(shè)計(jì)。

起動保持和停止電路2/4/202351第一章概述

二、順序控制設(shè)計(jì)法與順序功能圖

1.經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法存在的問題：用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，沒有一套同定的方法和步驟可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，對于不同的控制系統(tǒng)，沒有一種通用的容易掌握的設(shè)計(jì)方法。梯形圖往往很難閱讀，系統(tǒng)的維修和改進(jìn)困難。2.定義：所謂順序控制，就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個(gè)輸入信號的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間的順序，在生產(chǎn)過程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動地有秩序地進(jìn)行操作。首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過程,畫出順序功能圖,然后根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖。2/4/202352第一章概述2/4/202353第一章概述基本結(jié)構(gòu)1）單序列2）選擇序列3）并列序列4）順序功能圖舉例2/4/202354第一章概述2/4/202355第一章概述返回根據(jù)順序功能圖設(shè)計(jì)梯形圖時(shí),可以用存儲器位M來代表步。某一步為活動步時(shí),對應(yīng)的存儲器位為1,某一轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)時(shí),該轉(zhuǎn)換的后續(xù)步變?yōu)榛顒硬?前級步變?yōu)椴换顒硬?。很多轉(zhuǎn)換條件都是短信號,即它存在的時(shí)間比它激活的后續(xù)步為活動步的時(shí)間短,因此應(yīng)使用有記憶功能的電路或指令(如起保停電路和置位、復(fù)位指令)來控制代表步的存儲器位。

使用起保停電路設(shè)計(jì)順序控制梯形圖的方法

后步當(dāng)前步前步M0.1M0.0M0.2()

I0.1M0.1轉(zhuǎn)換條件M0.0M0.1I0.1M0.22/4/202356第一章概述

圖中的波形圖給出了鍋爐鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的控制要求。當(dāng)按下起動按鈕I0.0后，應(yīng)先開引風(fēng)機(jī)，延時(shí)15

s后再開鼓風(fēng)機(jī)。按下停止按鈕I0.1后，應(yīng)先停鼓風(fēng)機(jī)，20s后再停引風(fēng)機(jī)。單序列的編程方法

2/4/202357第一章概述

根據(jù)Q0.0和Q0.1接通/斷開狀態(tài)的變化，其工作期間可以分為3步，分別用M0.1、M0.2、M0.3來代表這3步，用M0.0來代表等待起動的初始步。 起動按鈕I0.0，停止按鈕I0.1的常開觸點(diǎn)、定時(shí)器延時(shí)接通的常開觸點(diǎn)為各步之間的轉(zhuǎn)換條件，順序功能圖如圖所示。2/4/202358第一章概述

鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的梯形圖程序2/4/202359第一章概述

1．選擇序列分支開始的編程方法 圖中步M0.0之后有1個(gè)選擇序列的分支開始，設(shè)M0.0為活動步時(shí)，后面有兩條支路供選擇，若轉(zhuǎn)換條件I0.0先滿足，則后續(xù)步M0.1將變?yōu)榛顒硬?，而M0.0變?yōu)椴换顒硬?。選擇序列的編程方法2/4/202360第一章概述

2．選擇序列分支合并的編程方法 圖中，步M0.3之前有一個(gè)選擇序列分支的合并。2/4/202361第一章概述

1．并行序列分支開始的編程方法 圖中步M0.3之后有一個(gè)并行序列的分支。并行序列的編程方法

2/4/202362第一章概述

2．并行序列分支合并的編程方法 圖中步M1.0之前有一個(gè)并行序列的合并，該轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件是所有的前級步（即M0.5和M0.7）都是活動步和轉(zhuǎn)換條件I0.7滿足就可以使步M1.0為活動步。2/4/202363第一章概述返回液體混合裝置如圖5-6所示,上限位、下限位和中限位液位傳感器被液體淹沒時(shí)為1狀態(tài),閥A、閥B和閥C為電磁閥,線圈通電時(shí)打開,線圈斷電時(shí)關(guān)閉。開始時(shí)容器是空的,各閥門均關(guān)閉,各傳感器均為0狀態(tài)。按下起動按鈕后,打開閥A,液體A流人容器,中限位開關(guān)變?yōu)镺N時(shí),關(guān)閉閥A,打開閥B,液體B流人容器。液面升到上限位開關(guān)時(shí),關(guān)閉閥B,電機(jī)M開始運(yùn)行,攪拌液體,60s后停止攪拌,打開閥C,放出混合液,當(dāng)液面降至下限位開關(guān)之后再過5s,容器放空,關(guān)閉閥C,打開閥A，又開始下一周期的操作。按下停止按鈕,當(dāng)前工作周期的操作結(jié)束后,才停止操作(返回并停在初始狀態(tài))。選擇序列應(yīng)用舉例2/4/202364第一章概述返回圖5-6中的M1.0用來實(shí)現(xiàn)在按下停止按鈕后不馬上停止工作,而是在當(dāng)前工作周期的操作結(jié)束后,才停止運(yùn)行。M1.0用起動按鈕I0.3和停止按鈕I0.4來控制。運(yùn)行時(shí)它處于0N狀態(tài),系統(tǒng)完成一個(gè)周期的工作后，步M0.5到M0.1的轉(zhuǎn)換條件M1.0·T38滿足,轉(zhuǎn)到步M0.1后繼續(xù)運(yùn)行。按了停止按鈕I0.4之后,M1.0變?yōu)镺FF，要等系統(tǒng)完成最后一步M0.5的工作后,轉(zhuǎn)換條件M1.0·T38滿足,才能返回初始步,系統(tǒng)停止運(yùn)行。圖5-6中步M0.5之后有一個(gè)選擇序列的分支,當(dāng)它的后續(xù)步M0.0或M0.1變?yōu)榛顒硬綍r(shí),它都應(yīng)變?yōu)椴换顒硬?，所以?yīng)將M0.0和M0.1的常閉觸點(diǎn)與M0.5的線圈串聯(lián)。2/4/202365第一章概述返回步M0.1之前有一個(gè)選擇序列的合并,當(dāng)M0.0為活動步并且轉(zhuǎn)換條件I0.3滿足,或步M0.5為活動步并且轉(zhuǎn)換條件M1.0·T38滿足,步M0.1都應(yīng)變?yōu)榛顒硬?即代表該步的存儲器位M0.1的起動條件應(yīng)為M0.0·I0.3+M0.5·M1.0·T38

對應(yīng)的起動電路由兩條并聯(lián)支路組成，每條支路分別由M0.0、I0.3和M0.5、M1.0、T38的常開觸點(diǎn)串聯(lián)而成(見圖5-6)。2/4/202366第一章概述2/4/202367第一章概述返回并行序列應(yīng)用舉例

某專用鉆床用兩只鉆頭同時(shí)鉆兩個(gè)孔。操作人員放好工件后,按下起動按鈕I0.0,工件被夾緊后兩只鉆頭同時(shí)開始工作，鉆到由限位開關(guān)I0.2和I0.4設(shè)定的深度時(shí)分別上行,回到由限位開關(guān)I0.3和I0.5設(shè)定的起始位置時(shí)停止上行。兩個(gè)都到位后,工件被松開,松開到位后,加工結(jié)束,系統(tǒng)返回初始狀態(tài)。

2/4/202368第一章概述返回圖5-7中系統(tǒng)的順序功能圖用存儲器位M0.0~M1.0代表各步。兩只鉆頭和各自的限位開關(guān)組成了兩個(gè)子系統(tǒng)，這兩個(gè)子系統(tǒng)在鉆孔過程中并行工作，因此用并行序列中的兩個(gè)子序列來分別表示這兩個(gè)子系統(tǒng)的內(nèi)部工作情況。在步M0.1,Q0.0為1,夾緊電磁閥的線圈通電,工件被夾緊后,壓力繼電器I0.1的常開觸點(diǎn)ON,使步M0.1變?yōu)椴换顒硬?步M0.2和步M0.5同時(shí)變?yōu)榛顒硬?Q0.1、Q0.3為1,大、小鉆頭向下進(jìn)給,開始鉆孔。當(dāng)大、小孔分別鉆完了,Q0.2、Q0.4分別變?yōu)?,鉆頭向上運(yùn)動，返回初始位置后,限位開關(guān)I0.3與I0.5均為ON,等待步M0.4與M0.7分別變?yōu)榛顒硬健?/4/202369第一章概述返回它們之后的“=1”表示轉(zhuǎn)換條件總是滿足,即只要M0.4和M0.7都變?yōu)榛顒硬?就會實(shí)現(xiàn)步M0.4、M0.7到步M1.0的轉(zhuǎn)換。在步M1.0，控制工件松開的Q0.5為1,工件被松開后,限位開關(guān)10.7為ON,系統(tǒng)返回初始步M0.0。步M1.0之前有一個(gè)并行序列的合并,轉(zhuǎn)換條件“=1”表示該轉(zhuǎn)換條件總是滿足。所以只需將前級步M0.4和M0.7的常開觸點(diǎn)串聯(lián)后作為控制M1.0的起保停電路的起動電路。M1.0變?yōu)榛顒硬胶?其常閉觸點(diǎn)斷開,使M0.4和M0.7的線圈斷電,步M0.4和M0.7變?yōu)椴换顒硬健?/4/202370第一章概述2/4/202371第一章概述返回從圖5-8可以看出以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法的順序功能圖與梯形圖的對應(yīng)關(guān)系。實(shí)現(xiàn)圖中I0.0對應(yīng)的轉(zhuǎn)換需要同時(shí)滿足兩個(gè)條件,即該轉(zhuǎn)換的前級步是活動步(M0.0=1)和轉(zhuǎn)換條件滿足(I0.0=1)。在梯形圖中,可以用M0.0和I0.0的常開觸點(diǎn)組成的串聯(lián)電路來表示上述條件。該電路接通時(shí),兩個(gè)條件同時(shí)滿足，此時(shí)應(yīng)將該轉(zhuǎn)換的后續(xù)步變?yōu)榛顒硬?用SM0.1，1指令將M0.1置位)和將該轉(zhuǎn)換的前級步變?yōu)椴换顒硬?用RM0.0，1指令將M0.0復(fù)位)，這種編程方法與轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則之間有著嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系,用它編制復(fù)雜的順序功能圖的梯形圖時(shí),更能顯示出它的優(yōu)越性。

以轉(zhuǎn)換為中心的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法2/4/202372第一章概述返回M0.0M0.0M0.1(S)

I0.1前步前步轉(zhuǎn)換條件當(dāng)前步(R)

11M0.0M0.1I0.12/4/202373第一章概述返回I0.2I0.3Q0.0M0.1M0.2M0.3Q0.2Q0.1M0.0SM0.1I0.0I0.1I0.2I0.3Q0.1I0.12/4/202374第一章概述返回2/4/202375第一章概述返回圖是前面介紹過的剪板機(jī)的順序功能圖，和以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法編制的梯形圖程序。2/4/202376第一章概述返回2/4/202377第一章概述返回使用SCR指令的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法

S7-200中的順序控制繼電器S專門用于編制順序控制程序。順序控制程序被順序控制繼電器指令SCR劃分為LSCR與SCRE指令之間的若干個(gè)SCR段，一個(gè)SCR段對應(yīng)于順序功能圖中的一步。裝載順序控制繼電(LoadSequenceControlRelay)指令LSCRn用來表示一個(gè)SCR段即順序功能圖中的步的開始。指令中的操作數(shù)n為順序控制繼電器S(BOOL型)的地址，順序控制繼電器為1狀態(tài)時(shí)，對應(yīng)的SCR段中的程序被執(zhí)行，反之則不被執(zhí)行。2/4/202378第一章概述LoadSequentialCountrolRelay

SequentialCountrolRelayTransition

ConditionalSequentialCountrolEnd2/4/202379第一章概述選擇性分支結(jié)構(gòu)的功能圖和梯形圖2/4/202380第一章概述下圖是剪板機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，開始時(shí)壓鉗和剪刀在上限位置，限位開關(guān)I0.0和I0.1為ON，按下啟動按鈕I1.0,工作過程如下:首先板料右行(Q0.0為ON)至限位開關(guān)I0.3動作,然后壓鉗下行(Q0.1為ON并保持),壓緊板料后,壓力開關(guān)I0.4為ON,壓鉗保持壓緊,剪刀開始下行(Q0.2為ON).剪斷板料后,I0.2變?yōu)镺N,壓鉗和剪刀同時(shí)上行(Q0.3和Q0.4為ON),它們分別碰到限位開關(guān)I0.0和I0.1后,分別停止上行.都停止后