第4章梯形图程序的设计方法

图4.21 并行序列
三工位钻床顺序功能图
图4.23 顺序功能图
2. 顺序功能图中转换实现的基本规则 • 1．转换实现的条件 • (1) 该转换所有的前级步都是活动步。 • (2) 相应的转换条件得到满足。 • 2．转换实现应完成的操作 • (1) 使所有的后续步变为活动步。 • (2) 使所有的前级步变为不活动步。
任意分频电路
第4章 梯形图程序的设计方法
4.2 梯形图的经验设计法
在PLC发展的初期，一般采用经验设计法来设计梯 形图。 所谓经验设计法，是指设计人员根据被控对象对控 制系统的具体要求，对一些典型电路进行组合、修改 和完善来完成梯形图设计的方法。这种方法无普遍规 律可循，需要多次反复调试和修改，设计所需的时间 和设计的质量决大部分取决于设计者的经验。 用经验设计法设计出来的梯形图往往非常复杂，逻 辑关系不明确，分析起来十分困难，不利于系统的维 修和改进，因此经验设计法只适用于较简单梯形图的 设计。
4.4 顺控功能图
4.与步对应的动作 表示该步过程中的一个动作，用该 步右边的矩形方框表示，当一个步有 多个动作时，用多个矩形方框表示。 5.转移与转移条件 转移：表示从一个步向另一个步的 变化。用一个有向连线表示转移的方 向。 转移条件：一个转移要能触发，必 须满足转移条件。转移条件可以用文 字语言、逻辑表达式或符号标注在表 示转换的短线的旁边。只有当一个步 处于活动状态，而且与它相关的转移 条件成立时，才能实现步的转移，转 移的结果是它的后续步处于活动状态， 而与其相连的前级步则处于非活动状 态。
图4.15 步的划分
第4章 梯形图程序的设计方法
4.4 顺控功能图
1.概述 顺序功能图（Sequential Function Chart）又称为状态转移图、功能 表图或流程图，它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形。 顺序功能图主要由步、有向连线、转移、转移条件和动作组成 。 2.步 随着系统输出量的变化，将系统的一个工作循环的过程分解成若干 个顺序相连的稳定阶段，这些阶段就是“步”，它通常表示的是某个 执行元件的状态变化。步用矩形方框表示，方框中的数字表示该步的 编号，其编号也可以用编程元件的元件号来表示，如S0。 3.初始步与工作步 初始步：是与系统初始状态对应的步，用双线方框表示。 工作步：是控制系统正常运行时的状态，分为动步和静步两种。动 步（又称活动步）是指当前正在进行的步，静步是没有运行的步。
图4.18 多个动作的表示方法
图4.19 转换与转换条件
举例
某冲压机床状态转移图
图4.17 顺序功能图
4.5 顺控功能图的基本形式与规则 1 顺控功能图的基本形式
⑴单一顺序。如右图a所示， 其动作是一个接着一个相继 完成，每步仅连接一个转移， 每个转移也仅连着一步。 ⑵选择顺序。如图b，其特 点为：某一步后有若干单一 顺序步等待选择，一次只能 选择进入一个顺序。选择顺 序的开始叫做分支，用一条 水平线表示，选择顺序的结 束称为合并，用另一条水平 线表示。
大容量计数电路
第4章 梯形图程序的设计方法
7.任意分频电路
如下图所示，当X0=1 时，M0得电并自锁，在第1个扫描周期， Y0=1，在第2个扫描周期，当扫描到Y0常闭触点时，它已断开，所以 Y0=0；在第3个扫描周期，扫描到Y0常闭触点时，它已经闭合，Y0=1， Y0如此交替的得失电，因此其输出为输出脉冲宽度与脉冲间隔均为一 个扫描周期的一系列脉冲。当配上一个计数器时，便可构成一个任意 分频电路。
第4章 梯形图程序的设计方法
梯形图程序设计是PLC应用中最关键的问题，常用的 程序设计方法有：经验设计法与顺控设计法。而经验设 计法是基于常用的基本逻辑电路的。
4.1 梯形图的基本电路
1. 1.起保停电路 如右图所示，X1为起动信号， X2为停止信号，X1和X2均为短 信号，保持为ON的时间很短， 但当X1接通时，Y1得电并自锁， 即 使 X1 断 开 ， Y1 线 圈 可 持 续 “通电”。只有X2常闭触点断 开才能使Y1线圈“断电”。 起保停电路具有”记忆”功 能 ，我们该记忆称为”自锁”。
图4.6 延时接通/断开电路
第4章 梯形图程序的设计方法
4.脉冲输出电路 （闪烁电路） 当X1为ON时，T0线圈得 电，Y0=1；5s后定时时间到， T0常闭触点断开使Y0=0，同 时T0的常开触点闭合使T1线 圈得电，延时2s后，T1常闭 触点断开使T0线圈失电，从而 使T0常闭触点闭合和T0常开 触点断开，即，使Y0再次得 电输出，同时T1线圈失电，其 常闭触点闭合，T0又开始定时， 这样Y0的线圈周期地“失电” 和“得电”，直到X1为OFF。
a.单一顺序
b.选择顺序
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1 顺控功能图的基本形式
⑶并行顺序。如右图所示， 其特点为：在某一转移条件 下，同时启动若干顺序。并 行顺序的开始和结束也称为 分支和合并，不过用双水平 线表示。 单一顺序、选择顺序和并行 顺序是状态转移图的基本形 式，实际控制系统往往是基 本形式的组合。
第4章 梯形图程序的设计方法
4.3 梯形图的顺序控制设计法
2.顺序控制程序设计法（续）
基本思想：将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段， 这些阶段称为步，用编程元件（如M或S）来表示。系统的所有动作是 通过一步一步来完成的。 步是根据输出量的状态变化来划分的，在任何一步之内，各输出量 的状态是不变的，但相邻两步的输出量总有不同之处。 转换条件：使系统由当前步进 入下一步的信号。 实现的手段：顺控功能图
起保停电路
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2.电动机正反转控制电路
外部接线图
停止按钮
异步电动机正反转控制电路
梯形图
自锁 联锁
互锁
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3.断开延时电路 FX2N 系 列 PLC 的 定 时 器 均 为 接通延时定时器，不过经过一定 的组合，也可成为断开延时定时 器。 如右图所示，当X0为ON时， X0 ON Y0得电输出并自锁，同时，X0的 Y0 X0 常闭触点断开，使T0处于复位状 态，当X0为OFF时，X0常闭触点 闭合，T0开始计时，5秒后，T0 常闭触点断开，使Y0失电，此时 Y0相当于与T0对应的断开延时定 时器。
两个定时器延时
定时器与计数器配合延时
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6.大容量计数电路 FX2N系列PLC中16位计数器 最大计数范围为32767，当计数 值远远大于该值时，可采用32位 计数器，也可将两个16位计数器 串级相连，得到一个大容量计数 值。 如右图所示，当X0为ON时， C0开始计数，计数达100次时， C1计数1次，同时C0复位，又开 始计数，如此反复，直到C1计数 50次后，其常开触点闭合，Y0得 电并输出，总计数为两个计数器 设定值之积：100×50=5000。
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4.2 梯形图的Байду номын сангаас验设 计法
举例：自动往返送 料小车控制
I/O点分配表
在黑板上板书
4.2 梯形图的经验设计法（续） 梯形图的经验设计法（
举例： 两 处 卸料的 小车自 动控制
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4.3 梯形图的顺序控制设计法
1.用经验法设计存在的问题 该设计方法很难掌握，设计周期相对较长 装置交付使用后维修困难 2.顺序控制程序设计法 所谓顺序控制，就是按照生产工艺预先规定的顺序， 在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序， 生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。 顺序控制设计法又称为步进控制设计法，是根据系统 的顺序功能图设计梯形图的方法，是一种先进的设计方法， 很容易被初学者接受，而且设计出来的程序很容易调试、 修改和阅读，是目前梯形图设计的主要方法。
3 绘制顺序功能图时的注意事项
1．两个步绝对不能直接相连， 必须用一个转换将它们隔开。 2．两个转换也不能直接相连， 必须用一个步将它们隔开。 3．不要漏掉初始步。 4．在顺序功能图中一般应有由 步和有向连线组成的闭环。 5．必须用初始化脉冲M8002的 常开触点作为转换条件，将初始 步预置为活动步。
断开延时电路
第4章 梯形图程序的设计方法
3. 延时接通/断开电路（续） 下图中X0控制Y1，X0接通后，T0开始定时，9S后常开 触点接通，Y1为ON并自锁。同时X0的常闭触点断开，T1 复位。 X0为OFF后，T0被复位，T1开始定时，7S后，T1的常 闭触点断开，Y1变为OFF，T1也被复位。 Y1 OFF T1
脉冲输出电路
图4.5 闪烁电路
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5.长延时电路 ⑴多个定时器延时 如右上图，其总延时为两个定 时器设定值之和：t=t0+t1。X0 为ON时，T0开始计时，100秒 后，T0常开触点闭合，T1开始 计时，再经200秒后，T1常开触 点闭合，Y0得电输出，总延时： 100+200=300秒。 ⑵定时器与计数器配合延时 如右下图，其总的延时为两个 设定值之积：t=t0×c0。 总延时：600×0.1×60=36000 秒。