第10章PLC梯形圖程序設(shè)計方法及應用實例.ppt

1、第10章PLC梯形圖程序設(shè)計方法及應用實例,10.1 PLC梯形圖的經(jīng)驗設(shè)計法及應用 10.2 PLC梯形圖的邏輯設(shè)計法及應用 10.3 PLC梯形圖的“翻譯”設(shè)計法及應用 10.4 PLC梯形圖的順序控制設(shè)計法及應用,10.1PLC梯形圖的經(jīng)驗設(shè)計法及應用,經(jīng)驗設(shè)計方法要求設(shè)計者具有較豐富的實踐經(jīng)驗，掌握較多的典型應用程序的基本環(huán)節(jié)。根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，憑經(jīng)驗選擇基本環(huán)節(jié)，并把它們有機地組合起來。其設(shè)計過程是逐步完善的，一般不易獲得最佳方案，程序初步設(shè)計后，還需反復調(diào)試、修改和完善，直至滿足被控對象的控制要求。,返回本節(jié),10.1.1啟動、保持和停止電路,三相異步電動機是最常用

2、的動力輸出元件，因此對它的基本控制也最為重要。下面以三相異步電動機的單向運行電路為例具體說明啟動-保持-停止電路的情況。 三相異步電動機單向運行要求使用一只交流接觸器KM1，需占用PLC輸出口Q1.0，用于啟動（SB1）及停止（SB2）的兩只按鈕占用輸入口I0.1及I0.2。在不考慮熱繼電器時，這些元件與PLC的連接如圖10-1所示。根據(jù)經(jīng)驗設(shè)計法，結(jié)合控制要求和PLC的梯形圖的設(shè)繪方式，設(shè)計的梯形圖如10-2所示。,圖10-1 三相異步電動機單向運行接線圖 圖10-2 啟動-保持-停止電路,10.1.2 運貨小車的自動控制,在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的目的就是為了提高生產(chǎn)效率、

3、減輕工人負擔、降低成本。工廠常用的地面運輸小車，使用方便、簡單。是許多中小型企業(yè)常用的運料裝置。下面簡單講述一下運貨小車的自動控制。,1 運貨小車的工作過程,返回本節(jié),圖10-3 小車運貨示意圖,2 根據(jù)經(jīng)驗設(shè)計法對小車的運行過程進行劃塊分析得出小車往復自動控制的梯形圖。,圖10-4 運貨小車自動控制的梯形圖,3 對輸入輸出設(shè)備按PLC對應的I/O點進行分配,PLC的時間繼電器由軟件構(gòu)成，這里分別用內(nèi)部定時器T43、T44表示裝貨、卸貨的延時繼電器KT1、KT2。,10.1.3 交通指揮信號燈的控制,1 如圖為十字路口交通信號燈示意圖 在十字路口的東、南、西、北幾個方向裝設(shè)有紅、黃、綠燈，它們

4、按照一定的停留時間輪流交替發(fā)亮。例如東西方向的紅燈亮75s（同時南北方向的綠燈亮75s），75s后，兩方向上的黃燈閃爍5s后，東西方向的綠燈開始亮（同時南北方向的紅燈也開始發(fā)亮）。,10.1.3 交通指揮信號燈的控制,2 十字路口交通燈輪流發(fā)亮的過程圖,10.1.3 交通指揮信號燈的控制,3 控制梯形圖,10.2 梯形圖的邏輯設(shè)計法及應用,工業(yè)電氣控制線路中，有不少都是通過繼電器、接觸器等電氣元件來實現(xiàn)的。而繼電器、交流接觸器的觸點都只有兩種狀態(tài)即吸合和斷開，因此，可以類似計算機的二進制碼來表示這個過程，如取“0”和“1”兩種取值的邏輯代數(shù)設(shè)計電器控制線路是完全可以的。PLC的早期應用就是代替

5、繼電器控制系統(tǒng)，因此用邏輯設(shè)計方法同樣也可以使用PLC應用程序的設(shè)計。,返回本節(jié),10.2 梯形圖的邏輯設(shè)計法及應用,10.2.1 梯形圖的邏輯設(shè)計法 10.2.2梯形圖的邏輯設(shè)計法的應用實例,10.2.1 梯形圖的邏輯設(shè)計法,1 用邏輯設(shè)計方法設(shè)計PLC應用程序的一般步驟 2 邏輯狀態(tài)的分析 3 邏輯計算的基本運算規(guī)律和邏輯函數(shù)式,下面以典型加工工藝的縱、橫向液壓進給加工電氣控制線路為例，來說明邏輯設(shè)計法的具體步驟。,返回本節(jié),10.2.2梯形圖的邏輯設(shè)計法的應用實例,1 分析工藝要求，作出工作循環(huán)圖,圖10-5 液壓系統(tǒng)圖,返回本節(jié),2 按照工藝要求，繪制工作循環(huán)圖，如圖10-6所示,圖1

6、0-6 工作循環(huán)圖,3 寫出繼電器和執(zhí)行器件的邏輯函數(shù)式，畫出響應的控制梯形圖,列寫繼電器的邏輯函數(shù)式時，為保證控制電路的可靠性，應注意兩個問題。一是保證電路圖不會發(fā)生錯誤動作；二是當一個主令信號既是一個繼電器的開啟信號，同時又是另一個繼電器的關(guān)閉信號時，應明確主從關(guān)系，以消除可能存在的競爭現(xiàn)象。 根據(jù)前面小節(jié)所述的邏輯函數(shù)的表達方法，可以確定出電氣元件之間的邏輯相互關(guān)系，因此，也不難得出梯形控制圖。讀者試設(shè)計出兩種不同的梯形控制圖。,10.3 LC梯形圖的“翻譯”設(shè)計法及應用,對于一些簡單的繼電器-接觸器電氣控制系統(tǒng)，可以在以前設(shè)計思想的基礎(chǔ)上，結(jié)合PLC的梯形圖編程規(guī)則，對繼電器-接觸器控

7、制系統(tǒng)進行“翻譯”，即用梯形圖符號元件來代替繼電器控制系統(tǒng)中的主要控制元件，然后按照梯形圖邏輯設(shè)計出合理的控制方案來。,返回本章首頁,下面以三相異步電動機的啟動和自加速控制為例來具體說明“翻譯”設(shè)計法的主要過程,1 三相異步電動機啟動控制圖,圖10-7 三相異步電動機啟動控制圖 （a）電氣原理圖 （b）梯形圖,2 三相異步電動機Y-啟動,圖10-8 三相異步電動機Y-啟動電氣控制圖,圖10-9 三相異步電動機Y-啟動控制梯形圖,10.4 PLC梯形圖的順序控制設(shè)計法及應用,通過上幾節(jié)的學習，已經(jīng)了解到，用基本邏輯指令能夠?qū)崿F(xiàn)順序控制。在實際運用中不難發(fā)現(xiàn)，用基本邏輯指令實現(xiàn)較復雜的順序控制，其

8、梯形圖比較復雜，而且不太直觀。PLC制造廠商為了方便用戶的應用，開發(fā)出步進順控指令，使復雜的順序控制程序能夠方便地實現(xiàn)，本節(jié)將主要介紹梯形圖的順序設(shè)計方法及應用實例。,10.4.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,前面已經(jīng)討論過運料小車往復運動的自動控制，其控制過程可以描述為初始狀態(tài)、快速右行狀態(tài)、慢速右行狀態(tài)、快速左行狀態(tài)、慢速左行狀態(tài)、停止狀態(tài)。從初始狀態(tài)到運行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是由啟動信號控制的。有了啟動信號，小車就進入右行狀態(tài)。當右行到右行慢速限位后，小車進入右行慢速狀態(tài)，當小車運行到右限位后，小車進入左行狀態(tài)，當左行到左行慢速限位后，小車進入慢速左行狀態(tài)，當左行到左限位后，小車又轉(zhuǎn)換到右行狀態(tài)。如此往復進行下去

9、。速度狀態(tài)的轉(zhuǎn)換和方向的改變都是由限位開關(guān)來控制的。其過程用下圖10-10來表示。,圖10-10 送料小車往復運動方框圖,10.4.2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移流程圖的主 要組成及其形式,1 組成 功能圖的基本構(gòu)成元素是步、有向線段和動作說明。 2 結(jié)構(gòu)形式 功能流程圖有順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)和復合結(jié)構(gòu)。,1 組成,1.步 2.向線段和轉(zhuǎn)移 3.動作說明 使用規(guī)則: 步與步不能直接連用，必須用轉(zhuǎn)移分開； 轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)移不能連用，必須用步分開； 步與轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)移與步之間的連線采用有向線段，功能圖的流程順序一般是從上帶下、從左到右。正常順序可以省略箭頭，否則必須加箭頭。如果在畫圖時有向連線必須中斷（例如在復雜的圖

10、中，或用幾個圖來表示一個順序功能圖時），應在有向連線中斷之處標明下一步的標號和所在的頁數(shù)，,2 結(jié)構(gòu)形式,1.順序結(jié)構(gòu) 2.分支結(jié)構(gòu) 3.循環(huán)結(jié)構(gòu) 4.復合結(jié)構(gòu),10.4.3順序功能圖設(shè)計舉例,1 系統(tǒng)描述 2. 控制方案 3. 設(shè)計功能流程圖（SFC圖） 4.建立步與輔助標志寄存器關(guān)系表,1 系統(tǒng)描述,設(shè)計一個三工位旋轉(zhuǎn)臺，其工作圖如圖10-11所示。三個工位分別完成上料、鉆孔和卸件任務。工位1上料器的動作是推進，料到位后退回等待。工位2的動作較多，首先將工料夾緊，然后鉆頭向下進給鉆孔，鉆孔深度到后，鉆頭退回到原位；最后將工件松開，等待。工位3上的卸料器將加工完成的工件推出，推出后退回等待。,圖10-11 三工位旋轉(zhuǎn)臺,2 控制方案,系統(tǒng)采取4臺電機，鉆頭主電機、冷卻電機和工作臺旋轉(zhuǎn)電機。在3個工位的可運動部件上，除了鉆頭的主軸旋轉(zhuǎn)和工作臺轉(zhuǎn)動用電機拖動外，其余運動都采用液壓傳動。對于部分與順序控制和工作循環(huán)過程無關(guān)的主令部件和控制部件，如總停止按鈕、液壓泵電機的啟動、停止按鈕等，為節(jié)省輸入輸出點數(shù)，