第10章PLC梯形圖程序設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用實(shí)例.ppt

1、第10章PLC梯形圖程序設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用實(shí)例,10.1 PLC梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法及應(yīng)用 10.2 PLC梯形圖的邏輯設(shè)計(jì)法及應(yīng)用 10.3 PLC梯形圖的“翻譯”設(shè)計(jì)法及應(yīng)用 10.4 PLC梯形圖的順序控制設(shè)計(jì)法及應(yīng)用,10.1PLC梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法及應(yīng)用,經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法要求設(shè)計(jì)者具有較豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，掌握較多的典型應(yīng)用程序的基本環(huán)節(jié)。根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的具體要求，憑經(jīng)驗(yàn)選擇基本環(huán)節(jié)，并把它們有機(jī)地組合起來。其設(shè)計(jì)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(jì)后，還需反復(fù)調(diào)試、修改和完善，直至滿足被控對(duì)象的控制要求。,返回本節(jié),10.1.1啟動(dòng)、保持和停止電路,三相異步電動(dòng)機(jī)是最常用

2、的動(dòng)力輸出元件，因此對(duì)它的基本控制也最為重要。下面以三相異步電動(dòng)機(jī)的單向運(yùn)行電路為例具體說明啟動(dòng)-保持-停止電路的情況。 三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)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(dòng)（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(shí)，這些元件與PLC的連接如圖10-1所示。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，結(jié)合控制要求和PLC的梯形圖的設(shè)繪方式，設(shè)計(jì)的梯形圖如10-2所示。,圖10-1 三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行接線圖 圖10-2 啟動(dòng)-保持-停止電路,10.1.2 運(yùn)貨小車的自動(dòng)控制,在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化的目的就是為了提高生產(chǎn)效率、

3、減輕工人負(fù)擔(dān)、降低成本。工廠常用的地面運(yùn)輸小車，使用方便、簡(jiǎn)單。是許多中小型企業(yè)常用的運(yùn)料裝置。下面簡(jiǎn)單講述一下運(yùn)貨小車的自動(dòng)控制。,1 運(yùn)貨小車的工作過程,返回本節(jié),圖10-3 小車運(yùn)貨示意圖,2 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法對(duì)小車的運(yùn)行過程進(jìn)行劃塊分析得出小車往復(fù)自動(dòng)控制的梯形圖。,圖10-4 運(yùn)貨小車自動(dòng)控制的梯形圖,3 對(duì)輸入輸出設(shè)備按PLC對(duì)應(yīng)的I/O點(diǎn)進(jìn)行分配,PLC的時(shí)間繼電器由軟件構(gòu)成，這里分別用內(nèi)部定時(shí)器T43、T44表示裝貨、卸貨的延時(shí)繼電器KT1、KT2。,10.1.3 交通指揮信號(hào)燈的控制,1 如圖為十字路口交通信號(hào)燈示意圖 在十字路口的東、南、西、北幾個(gè)方向裝設(shè)有紅、黃、綠燈，它們

4、按照一定的停留時(shí)間輪流交替發(fā)亮。例如東西方向的紅燈亮75s（同時(shí)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(shí)南北方向的紅燈也開始發(fā)亮）。,10.1.3 交通指揮信號(hào)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(hào)燈的控制,3 控制梯形圖,10.2 梯形圖的邏輯設(shè)計(jì)法及應(yīng)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(shí)現(xiàn)的。而繼電器、交流接觸器的觸點(diǎn)都只有兩種狀態(tài)即吸合和斷開，因此，可以類似計(jì)算機(jī)的二進(jìn)制碼來表示這個(gè)過程，如取“0”和“1”兩種取值的邏輯代數(shù)設(shè)計(jì)電器控制線路是完全可以的。PLC的早期應(yīng)用就是代替

5、繼電器控制系統(tǒng)，因此用邏輯設(shè)計(jì)方法同樣也可以使用PLC應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。,返回本節(jié),10.2 梯形圖的邏輯設(shè)計(jì)法及應(yīng)用,10.2.1 梯形圖的邏輯設(shè)計(jì)法 10.2.2梯形圖的邏輯設(shè)計(jì)法的應(yīng)用實(shí)例,10.2.1 梯形圖的邏輯設(shè)計(jì)法,1 用邏輯設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)PLC應(yīng)用程序的一般步驟 2 邏輯狀態(tài)的分析 3 邏輯計(jì)算的基本運(yùn)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(jìn)給加工電氣控制線路為例，來說明邏輯設(shè)計(jì)法的具體步驟。,返回本節(jié),10.2.2梯形圖的邏輯設(shè)計(jì)法的應(yīng)用實(shí)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(yīng)的控制梯形圖,列寫繼電器的邏輯函數(shù)式時(shí)，為保證控制電路的可靠性，應(yīng)注意兩個(gè)問題。一是保證電路圖不會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作；二是當(dāng)一個(gè)主令信號(hào)既是一個(gè)繼電器的開啟信號(hào)，同時(shí)又是另一個(gè)繼電器的關(guān)閉信號(hào)時(shí)，應(yīng)明確主從關(guān)系，以消除可能存在的競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象。 根據(jù)前面小節(jié)所述的邏輯函數(shù)的表達(dá)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(jì)出兩種不同的梯形控制圖。,10.3 LC梯形圖的“翻譯”設(shè)計(jì)法及應(yīng)用,對(duì)于一些簡(jiǎn)單的繼電器-接觸器電氣控制系統(tǒng)，可以在以前設(shè)計(jì)思想的基礎(chǔ)上，結(jié)合PLC的梯形圖編程規(guī)則，對(duì)繼電器-接觸器控

7、制系統(tǒng)進(jìn)行“翻譯”，即用梯形圖符號(hào)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(jì)出合理的控制方案來。,返回本章首頁,下面以三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和自加速控制為例來具體說明“翻譯”設(shè)計(jì)法的主要過程,1 三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制圖,圖10-7 三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制圖 （a）電氣原理圖 （b）梯形圖,2 三相異步電動(dòng)機(jī)Y-啟動(dòng),圖10-8 三相異步電動(dòng)機(jī)Y-啟動(dòng)電氣控制圖,圖10-9 三相異步電動(dòng)機(jī)Y-啟動(dòng)控制梯形圖,10.4 PLC梯形圖的順序控制設(shè)計(jì)法及應(yīng)用,通過上幾節(jié)的學(xué)習(xí)，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(shí)際運(yùn)用中不難發(fā)現(xiàn)，用基本邏輯指令實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的順序控制，其

8、梯形圖比較復(fù)雜，而且不太直觀。PLC制造廠商為了方便用戶的應(yīng)用，開發(fā)出步進(jìn)順控指令，使復(fù)雜的順序控制程序能夠方便地實(shí)現(xiàn)，本節(jié)將主要介紹梯形圖的順序設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用實(shí)例。,10.4.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,前面已經(jīng)討論過運(yùn)料小車往復(fù)運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)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?fàn)顟B(tài)。從初始狀態(tài)到運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是由啟動(dòng)信號(hào)控制的。有了啟動(dòng)信號(hào)，小車就進(jìn)入右行狀態(tài)。當(dāng)右行到右行慢速限位后，小車進(jìn)入右行慢速狀態(tài)，當(dāng)小車運(yùn)行到右限位后，小車進(jìn)入左行狀態(tài)，當(dāng)左行到左行慢速限位后，小車進(jìn)入慢速左行狀態(tài)，當(dāng)左行到左限位后，小車又轉(zhuǎn)換到右行狀態(tài)。如此往復(fù)進(jìn)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(fù)運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(fù)合結(jié)構(gòu)。,1 組成,1.步 2.向線段和轉(zhuǎn)移 3.動(dòng)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(shí)有向連線必須中斷（例如在復(fù)雜的圖

10、中，或用幾個(gè)圖來表示一個(gè)順序功能圖時(shí)），應(yīng)在有向連線中斷之處標(biāo)明下一步的標(biāo)號(hào)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(fù)合結(jié)構(gòu),10.4.3順序功能圖設(shè)計(jì)舉例,1 系統(tǒng)描述 2. 控制方案 3. 設(shè)計(jì)功能流程圖（SFC圖） 4.建立步與輔助標(biāo)志寄存器關(guān)系表,1 系統(tǒng)描述,設(shè)計(jì)一個(gè)三工位旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其工作圖如圖10-11所示。三個(gè)工位分別完成上料、鉆孔和卸件任務(wù)。工位1上料器的動(dòng)作是推進(jìn)，料到位后退回等待。工位2的動(dòng)作較多，首先將工料夾緊，然后鉆頭向下進(jìn)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(tái),2 控制方案,系統(tǒng)采取4臺(tái)電機(jī)，鉆頭主電機(jī)、冷卻電機(jī)和工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)。在3個(gè)工位的可運(yùn)動(dòng)部件上，除了鉆頭的主軸旋轉(zhuǎn)和工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)用電機(jī)拖動(dòng)外，其余運(yùn)動(dòng)都采用液壓傳動(dòng)。對(duì)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(jī)的啟動(dòng)、停止按鈕等，為節(jié)省輸入輸出點(diǎn)數(shù)，