可編程控制器程序設計課件

可編程控制器程序設計4.1梯形圖經(jīng)驗設計法4.2繼電器控制電路移植法設計梯形圖4.3順序控制法和順序功能圖4.4順序功能圖的編程方法4.4PLC程序設計方法比較4.1梯形圖經(jīng)驗設計法經(jīng)驗設計方法也叫試湊法，經(jīng)驗設計方法需要設計者掌握大量的典型電路，在掌握這些典型電路的基礎上，充分理解實際的控制問題，將實際控制問題分解成典型控制電路，然后用典型電路或修改的典型電路進行拼湊梯形圖。4.1.1梯形圖經(jīng)驗設計法的步驟4.1.2常用基本環(huán)節(jié)梯形圖程序梯形圖經(jīng)驗設計法的步驟分解梯形圖程序輸入信號邏輯組合使用輔助元件和輔助觸點使用定時器和計數(shù)器使用功能指令畫互鎖條件畫保護條件常用基本環(huán)節(jié)梯形圖程序1.起動、保持和停止電路2.三相異步電動機正反轉控制電路3.常閉觸點輸入信號的處理4.多繼電器線圈控制電路5.多地控制電路6.互鎖控制電路7.順序起動控制電路8.集中與分散控制電路9.自動與手動控制電路10.閃爍電路11.延合延分電路12.定時范圍擴展電路13.分頻電路啟動、保持和停止電路

實現(xiàn)Y10的啟動、保持和停止的四種梯形圖如圖所示。這些梯形圖均能實現(xiàn)啟動、保持和停止的功能。X0為啟動信號，X1為停止信號。圖a、c是利用Y10常開觸點實現(xiàn)自鎖保持，而圖b、d是利用SET、RST指令實現(xiàn)自鎖保持。啟動、保持和停止電路動作演示CLICKHERE起動、保持和停止電路三相異步電動機正反轉控制電路如圖所示是三相異步電動機正反轉控制的主電路和繼電器控制電路圖。電動機正反轉控制常閉觸點輸入信號的處理

如果輸入信號只能由常開觸點提供，梯形圖中的觸點類型與繼電器電路的觸點類型完全一致。如果接入PLC的是輸入信號的常閉觸點，這時在梯形圖中所用的X1的觸點的類型與PLC外接SB2的常開觸點時剛好相反，與繼電器電路圖中的習慣也是相反的。建議盡可能采用常開觸點作為PLC的輸入信號。多繼電器線圈控制電路下圖是可以自鎖的同時控制4個繼電器線圈的電路圖。其中X0是起動按鈕，X1是停止按鈕。多地控制電路下圖是兩個地方控制一個繼電器線圈的程序。其中X0和X1是一個地方的起動和停止控制按鈕，X2和X3是另一個地方的起動和停止控制按鈕?；ユi控制電路下圖是3個輸出線圈的互鎖電路。其中X0、X1和X2是起動按鈕，X3是停止按鈕。由于Y0、Y1、Y2每次只能有一個接通，所以將Y0、Y1、Y2的常閉觸點分別串聯(lián)到其它兩個線圈的控制電路中。順序起動控制電路如圖所示。Y0的常開觸點串在Y1的控制回路中，Y1的接通是以Y0的接通為條件。這樣，只有Y0接通才允許Y1接通。Y0關斷后Y1也被關斷停止，而且Y0接通條件下，Y1可以自行接通和停止。X0、X2為起動按鈕，X1、X3為停止按鈕。集中與分散控制電路

在多臺單機組成的自動線上，有在總操作臺上的集中控制和在單機操作臺上分散控制的聯(lián)鎖。集中與分散控制的梯形圖如圖所示。X2為選擇開關，以其觸點為集中控制與分散控制的聯(lián)鎖觸點。當X2為ON時，為單機分散起動控制；當X2為OFF時，為集中總起動控制。在兩種情況下，單機和總操作臺都可以發(fā)出停止命令。自動與手動控制電路在自動與半自動工作設備中，有自動控制與手動控制的聯(lián)鎖，如圖所示。輸入信號X1是選擇開關，選其觸點為聯(lián)鎖型號。當X1為ON時，執(zhí)行主控指令，系統(tǒng)運行自動控制程序，自動控制有效，同時系統(tǒng)執(zhí)行功能指令CJP63，直接跳過手動控制程序，手動調整控制無效。當X1為OFF時，主控指令不執(zhí)行，自動控制無效，跳轉指令也不執(zhí)行，手動控制有效。閃爍電路當撥動開關將X0接通，啟動脈沖發(fā)生器。延時2s后Y0接通，再延時3s后Y0斷開。這一過程周期性地重復。Y0輸出一系列脈沖信號，其周期為5s，脈寬為3s。延合延分電路如圖所示用X0控制Y0，當X0的常開觸點接通后，T0開始定時，10s后T0的常開觸點接通，使Y0變?yōu)镺N。X0為ON時其常閉觸點斷開，使T1復位，X0變?yōu)镺FF后T1開始定時，5s后T1的常閉觸點斷開，使Y0變?yōu)镺FF，T1也被復位。Y0用起動、保持、停止電路來控制。定時范圍擴展電路FX2N系列PLC定時器的最長定時時間為3276.7s，如果需要更長的定時時間，可以采用以下方法以獲得較長延時時間。多個定時器組合電路定時器和計數(shù)器組合多個定時器組合電路如圖所示。當X0接通，T0線圈得電并開始延時，延時到T0常開觸點閉合，又使T1線圈得電，并開始延時，當定時器T1延時到，其常開觸點閉合，再使T2線圈得電，并開始延時，當定時器T2延時到，其常開觸點閉合，才使Y0接通。因此，從X0為ON開始到Y0接通共延時9000s。定時器和計數(shù)器組合當X1為ON時，T1開始定時，0.6s后T1定時時間到，其常閉觸點斷開，使它自己復位，復位后T1的當前值變?yōu)?，同時它的常閉觸點接通，使它自己的線圈重新通電，又開始定時。T1將這樣周而復始地工作，直至X1變?yōu)镺FF。從分析中可看出，1最上面一行電路是一個脈沖信號發(fā)生器，脈沖周期等于T1的設定值。產(chǎn)生的脈沖列送給C0計數(shù)，計滿3個數(shù)后，C0的當前值等于設定值，它的常開觸點閉合，Y0開始輸出。分頻電路用PLC可以實現(xiàn)對輸入信號的任意分頻，如圖所示是一個二分頻電路。分頻電路動作演示CLICKHERE4.2繼電器控制電路移植法設計梯形圖用PLC改造繼電器控制系統(tǒng)時，因為原有的繼電器控制系統(tǒng)經(jīng)過長期的使用和考驗，已被證明能夠完成系統(tǒng)要求的控制功能，而且繼電器電路圖與梯形圖在表示方法和分析方法上有很多相似之處，因此可以根據(jù)繼電器電路圖設計梯形圖，即將繼電器電路圖轉換為具有相同功能的PLC外部硬件接線圖和梯形圖。

4.2繼電器控制電路移植法設計梯形圖設計步驟1.了解和熟悉被控設備的工藝過程和機械的動作情況。2.確定PLC的輸入信號和輸出負載，畫出PLC外部接線圖。3.確定與繼電器電路圖的中間繼電器、時間繼電器對應的梯形圖中的輔助繼電器M

和定時器T的元件號。4.根據(jù)上述對應關系畫出梯形圖。

4.2繼電器控制電路移植法改造搖臂鉆床4.2繼電器控制電路移植法改造搖臂鉆床4.3順序控制法和順序功能圖4.3.1順序控制設計法4.3.2順序控制設計法的設計基本步驟

4.3.3順序功能圖的組成要素4.3.4順序功能圖的基本結構4.3.5順序功能圖的編程方法4.3.1順序控制設計法順序控制就是按照生產(chǎn)工藝預先規(guī)定的順序,在各個輸入信號的作用下,根據(jù)內部狀態(tài)和時間的順序,在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構自動地有序地進行工作。使用順序控制設計法時首先根據(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。順序控制設計法是一種先進的設計方法，很容易被初學者接受，程序的調試、修改和閱讀也很容易，并且大大縮短了設計周期，提高了設計效率。4.3.2順序控制設計法的設計基本步驟

1.步的劃分2.轉換條件的確定3.順序功能圖的繪制4.梯形圖的繪制4.3.3順序功能圖的組成要素順序功能圖主要由步、有向連線、轉換、轉換條件和動作（或命令）等要素組成。步與步之間實現(xiàn)轉換應同時具備兩個條件：

(1)前級步必須是活動步。

(2)對應的轉換條件成立。4.3.4順序功能圖的基本結構單序列結構選擇序列結構并行序列結構子步結構跳步、重復和循環(huán)序列結構繪制順序功能圖的注意事項單序列結構順序功能圖的單序列結構形式最為簡單，它由一系列按順序排列、相繼激活的步組成。每一步的后面只有一個轉換，每一個轉換后面只有一步選擇序列結構選擇序列有開始和結束之分。選擇序列的開始稱為分支，選擇序列的結束稱為合并。選擇序列的分支是指一個前級步后面緊接著有若干個后續(xù)步可供選擇，各分支都有各自的轉換條件。分支中表示轉換的短劃線只能標在水平線之下。并行序列結構并行序列也有開始和結束之分。并行序列的開始也稱為分支，并行序列的結束也稱為合并。子步結構在繪制復雜控制系統(tǒng)順序功能圖時，為了使總體設計時容易抓住系統(tǒng)的主要矛盾，能更簡潔地表示系統(tǒng)的整體功能和全貌，通常采用子步的結構形式，可避免一開始就陷入某些細節(jié)中。所謂子步的結構是指在順序功能圖中，某一步包含著一系列子步和轉換。跳步、重復和循環(huán)序列結構跳步、重復和循環(huán)序列結構實際上都是選擇序列結構的特殊形式。繪制順序功能圖的注意事項（1）兩個步絕對不能直接相連，必須用一個轉換將它們隔開。（2）兩個轉換也不能直接相連，必須用一個步將它們隔開。（3）順序功能圖中的初始步一般對應于系統(tǒng)等待起動的初始狀態(tài)，初始步可能沒有輸出處于ON狀態(tài)，但初始步是必不可少的。（4）自動控制系統(tǒng)應能多次重復執(zhí)行同一工藝過程，因此在順序功能圖中一般應有由步和有向連線組成的閉環(huán)。（5）在順序功能圖中，只有當某一步的前級步是活動步時，該步才有可能變成活動步。因此在進入RUN工作方式時，必須用初始化脈沖M8002的常開觸點作為轉換條件，將初始步預置為活動步，否則因順序功能圖中沒有活動步，系統(tǒng)將無法工作。4.4順序功能圖的編程方法根據(jù)控制系統(tǒng)的順序功能圖設計梯形圖的方法，稱為順序控制梯形圖的編程方法。下面介紹三種編程方法。

起動、保持、停止電路的編程方法

以轉換為中心的編程方法

使用STL指令的編程方法。4.4.1起動、保持、停止電路的編程方法單序列結構的編程方法選擇序列結構的編程方法并行序列結構的編程方法僅有兩步的閉環(huán)的處理單序列結構的編程方法下圖是某小車運動的示意圖、順序功能圖和用起動、保持和停止電路設計的梯形圖。選擇序列結構的編程方法

如圖所示是自動門控制系統(tǒng)的順序功能圖。

并行序列結構的編程方法僅有兩步的閉環(huán)的處理4.4.2以轉換為中心的編程方法單序列結構的編程方法選擇序列結構的編程方法并行序列結構的編程方法單序列結構的編程方法選擇序列結構的編程方法并行序列結構的編程方法4.4.3步進梯形指令的編程方法

步進指令單序列結構的編程方法選擇序列結構的編程方法并行序列結構的編程方法步進指令許多PLC都有專門用于編制順序控制程序的步進梯形指令及編程元件。步進梯形指令簡稱為STL指令，F(xiàn)X系列PLC還有一條使STL指令復位的RET指令。利用這兩條指令，可以很方便地編制順序控制梯形圖程序。步進梯形指令STL只有與狀態(tài)繼電器S配合才具有步進功能。S0~S9用于初始步，S10~S19用于自動返回原點。使用STL指令的狀態(tài)繼電器的常開觸點稱為STL觸點，用符號表示，沒有常閉的STL觸點。單序列結構的編程方法選擇序列結構的編程方法并行序列結構的編程方法機械手的控制

機械手將工件從A點向B點傳送。機械手的上升、下降與左移、右移都是由雙線圈兩位電磁閥驅動氣缸來實現(xiàn)的。抓手對工件的松夾是由一個單線圈兩位電磁閥驅動氣缸完成，只有在電磁閥通電時抓手才能夾緊。該機械手工作原點在左上方，按下降、夾緊、上升、右移、下降、松開、上升、左移的順序依次運動。它有手動、單步、一個周期和連續(xù)工作（自動）四種操作方式。機械手的控制

手動方式：是指用各自的按鈕使各個負載單獨接通或斷開。回原點：按下此按鈕，機械手自動回到原點。單步運行：按動一次啟動按鈕，前進一個工步。單周期運行（半自動）：在原點位置按動啟動按鈕，自動運行一遍后回到原點停止。若在中途按動停止按鈕，則停止運行；再按啟動按鈕，從斷點處繼續(xù)運行，回到原點處自動停止。連續(xù)運行（全自動）：在原點位置按動啟動按鈕，連續(xù)反復運行。若在中途按動停止按鈕，運行到原點后停止。面板上的啟動和急停按鈕與PLC運行程序無關。這兩個按鈕是用來接通和斷開PLC外部負載的電源。機械手的控制初始化程序系統(tǒng)的初始化程序如圖所示。用來設置初始狀態(tài)和原點位置條件。機械手的控制手動控制程序手動方式程序如圖所示。S0