4_编程控制器与顺序控制

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4.2 状态转移图与步进梯形图
4.2.3 例子
例1:某机床上的液压滑台及其驱动系统如图所示, 液压滑台的控制就是顺序控制。初始时,滑台停在 SQ1处;按下启动按钮SB后,电磁铁YA1和YA3通 电,YA2断电,滑台离开SQ1处, 快速移向SQ2; 当滑台上的挡铁碰到SQ2时,YA1继续通电,但 YA3.YA2断电,滑台放慢速度,开始加工过程,滑 台移向SQ3;当滑台移至SQ3处时,YA2通电, YA1和YA3断电,滑台快速退回,当退至SQ1处时 ,YA2、YA1和YA3均断电,滑台停止运动。当再 次按下SB时,滑台重复上述过程,其工作过程如图 所示。 试设计其控制电路。
绘制功能流程的图形符号
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4.1 顺序控制及其描述
4.1.5 功能流程图的循环方式
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4.2 状态转移图与步进梯形图
4.2.1 概念
状态转移图就是用步、转移、转移条件、负载来描
述顺序控制过程的一种图形。是功能流程图在可编
程控制器上的具体实现。
完成状态转移图后,即可根据状态转移图导出步进
梯形图
(也称STL图)。
4.1.2 顺序控制定义
定义: 在PLC的实际应用过程中,经常会遇到一些要求 顺序动作的过程。这种过程要求前一个动作结束之后方 能进行下一个动作。这种过程称为步进顺控。 国家标准(试行草案) :“根据预先规定的程序或条件 ,对控制过程各阶段顺序地进行自动控制,称为顺序控 制。控制过程 中由逻辑规则所决定的信息传输与转换所具有的次序, 就是顺序”。
4.1 顺序控制及其描述
4.1.3 顺序控制与功能流程图
顺序工作过程中的一个工作阶段称为一个步, 其中第 0个阶段是停止阶段, 该阶段一般称为初始步, 其余各 阶段称为工作步。从一步过渡到另一步称为转移, 而 一个步结束(下一个步开始) 的条件称为转移条件。 每个步中都可能会有一些电器通电, 每步 中工作的电 器称为该步的负载。 只要知道一个顺序控制过程的步、转移、转移条件和 负载, 就可以清楚地描述顺序控制过程。通常, 顺序控 制过程用功能流程图来描述, 功能流程图就是用步、 转移、转移条件和负载来描述顺序控制过程的一种流 程图。
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X0接通自动 启动过程0
X1接通自动 关闭过程0, 同 时启动过程1
X2接通自动 关 闭过程1, 同时
启动过程2
X3接通自动 关闭过程2同 时将整个步 进过程结束
(顺序控制)
X0
过程0
Y1(手向下)
X1 过程1
Y2(手夹紧)
X2 过程2
Y3(手向上)
X3
结束
图4.3.1 功能流程图
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X0 X1 X2 X3 Y1 Y2 Y3
步进指令 STL(步进触点指令) RET(步进返
回指令) STL和RET指令只有与状态器S配合才能
具有步进功能。例
如: STL S200表示状态常开触点,称为STL触点(
步进触点),它在梯形图中的符号为 ,它没有
常闭触点
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4.2 状态转移图与步进梯形图
4.2.2 步进顺控指令的使用说明
STL触点是与左侧母线相连的常开触点, STL触点接 通, 则对应的状态为活动步; 与STL触点相连的触点用LD或LDI指令, 执行完RET 后返回左母线; STL触点可直接驱动或通过别的触点驱动Y、M、S 、T等元件的线圈; PLC只执行活动步对应的电路, 所以使用STL指令时 允许双线圈输出; STL触点驱动的电路块中不能使用MC和MCR指令, 但可以用CJ指令(最好不要使用); 在中断程序和子程序内, 不能使用STL指令。
特点: 能够把复杂的控制转化为按顺序逐步(状态) 完成。在基本指令的基础上,增加了两条步进顺控指 令,STL、RET,配合使用的是状态元件。
处理方法: 控制过程分为不同的状态,在一个状态下 ,要完成一个或几个操作,当满足状态转移条件时, 就跳转到下一个工作状态,执行下面的不同操作。 2
4.1 顺序控制及其描述
第四章 可编程控制器与顺序控制
1. 顺序控制及其描述 2. 状态转移图与步进梯形图 3. 单流程的顺序控制 4. 复杂流程的顺序控制
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4.1 顺序控制及其描述
4.1.1 顺序控制
采用前面所讲的继电器逻辑来编制程序,最大的优点 是电路工作原理比较直观,但这种程序方式对步进控 制的设计就很困难,电路工作原理不易理解。功能图 就是针对这一问题而产生的。
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4.1 顺序控制及其描述
4.1.4 功能流程图的绘制
1. 一个功能流程图至少要有一个初始步; 2. 顺序控制过程的所有步按控制过程的进行顺
序从上到下画在一条竖带上, 表示步的矩形 框内写步的名称; 3. 步与步不能直接相连, 必须用转移分开; 4. 转移与转移不能直接相连, 必须用步分开, 转移目的地明确时用“│”表示转移, 转移 目的地会产生歧义时用“↓”表示转移; 5. 转移条件画在转移上, 即表示转移条件的 “—”画在表示转移的“↓”或“│”上, 二者垂直 6. (如 ┼ ), 在“—”旁写上转移条件的名 称; 7. 负载画在步的右边, 连到相应的步上。当一 个负载要在连续几步内工作时, 则该负载仅 画在其开始通电的步中(旁边注明“通电并
18 RET 19 END
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□ 练习:彩灯控制的步进梯形图编程 □ 1、红灯亮1s □ 2、黄灯亮1s □ 3、绿灯亮1s □ 4、三灯一起亮1s □ 5.三灯一起灭1s □ 返回1
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4.3 单流程的顺序控制
4.3.1 例子(机械手的控制 ) 机械手的控制
上限位X3
手向下Y1=ON
手夹紧Y2=ON 手向上Y3=ON
S21 X1
X3 S30
S22 X2
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4.4 单流程的顺序控制
4.4.4 循环控制过程
循环实际上也是跳转(有时状态的转移是不连续 的,根据工艺流程要求,要向较远的状态转移。 这种转移一般称为状态的跳转),只是反复跳转 直到某个条件满足为止。
注意: 所有的跳转都必须用out指令驱动,不能用 set指令。这是跳转和转移的跟本区别。
例3:
21
例3:
22
机械手控制过程进行顺序
机械手的工作阶段及负载
I/O端子分配结果
23
例3:
24
例3:
25
例3:
26
例3:
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4.4 单流程的顺序控制
4.4.1 选择结构
根据特定过程的运行结果和动作需要有选择的切换 到下一个过程, 每一个过程循环执行直到任务完成 。 在一个过程进行时, 可用两个或多个指令分别触发 不同的过程, 哪一个过程被触发, 取决于过程执行的 情况(条件满足者即被触发)。
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例1:
11
例1:
KM
12
例1:
液压滑台顺序控制的功能流程图
液压滑台的状态转移图
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例1:
0 LD M8002 1 SET S0
2 STL S0 3 LD X000 4 SET S10 5 STL S10 6 SET Y001 7 OUT Y003 8 LD X002 9 SET S11 10 STL S11 11 LD X003 12 SET S12 13 STL S12 14 RST Y001 15 OUT Y002 16 LD X001 17 OUT S0
例4:
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例4:
38
例4:
39
例4:
40
例4:
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小车启动按钮X0
步进过程实例
车向前 Y0=ON 车向后 Y2=ON
小车
后限 位X2
小车门
漏斗门
前限 位X1
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小车运动, 分手动、自动控制。 自动控制又分单循环和自动循环运行。
手动控制运动包括以下几种情况: 手动 操作按钮X14接通并且小车底门关闭时,小 车向前运动并停止在最前端位置,前限位开 关X1接通;手动操作按钮X16接通,翻门打 开,货物通过漏斗装车,7S后自动关闭漏斗 的翻门;手动按钮X15接通,小车向后运动 直至后限位开关X2接通;手动操作按钮X17 接通,底门打开将小车中货物卸下。
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4.4 单流程的顺序控制
4.4.1 选择结构
分支1
X0 过程0
X1
过程1
Y2
X3
Y1
分支2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱX2
过程2
Y3
X4
在过程0进行 中X1闭合选择分
支1执行
过程3
Y4
在过程0进 行中X2闭合选
择分支2执行
X5
结束
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4.4 单流程的顺序控制
4.4.2 并列分支与汇合控制
分支1
X0 过程0
X1
Y1 分支2
过程1
X2 过程2
X3接通 同 时关闭过程 2.3。启动
过程4
Y2
过程3
Y4
X3
过程4
Y5
X4 结束
Y3
X1接通分支 1.2同时被启 动,并行运行
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4.4 单流程的顺序控制
4.4.3 思考1
X1 S21
X3
S20 X0
Y2
Y1
X2 S22
X4
Y3
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4.4 单流程的顺序控制
4.4.3 思考2
S20 X0
看p103
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4.4 单流程的顺序控制
4.4.4 循环控制过程
X0
过程0
Y1
X1
过程1
Y2
X2
过程2
Y3
过程3
X3
过程4
Y5
X4
Y4
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4.4 单流程的顺序控制
4.4.5 复杂流程设计例子 □例4: 圆球搬运系统如图所示。圆球搬运装置在行程 开关SQ1处接受其它装 置送来的圆球,然后把大圆球放到行程开关SQ2处 的大圆球框中,小圆球放到行程开关SQ3处的小圆 球框中。初始时,圆球搬运装置由制动器固定在 SQ1处,制动器由电磁铁YA3控制,YA3断电时制动 。圆球搬运装置由交流异步电动机 驱动运行,运行 至SQ2处时,电磁铁YA1通电,打开大球托的门,大 球滚入大 球框;运行至SQ3处时,电磁铁YA2通电 ,打开小球托的门,小球滚入小球框。球托中有无球 由接近开关NB1和NB2判断。圆球搬运装置在SQ1 处接收到的可能只是大球,或者只是小球,也可能大 球小球都有。如果大球小球都有,立即 启动右行, 36
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工作方式选择开关
单循环 X12
手动 X11
自动循环 X13 工作方式 选择开关示意图
手动操作按钮功能 X14 小车向前 X15 小车向后 X16 漏斗翻门开 X17 小车底门打开
手动功能控制
自动功能叙述 44
小车的单循环运行是指, 小车处于最后端位置, 即后限 位开关X2接通, 启动按钮接通, 并且小车底门已关闭, 小 车将向前运动, 直至前限位开关X1接通。继而翻斗门打开 7S, 货物装入小车中。小车向后运动直至后限位开关X2接
手夹紧X2
工件
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下限位X1
X0启动开关, X1下限位开关, X2机械手夹紧检测, X3上限位开关。
手向下时 Y1=ON 手夹紧时 Y2=ON 手向上时 Y3=ON 工序为: 启动→手向下至下限位→夹紧→检测是否夹 紧→手向上运行至上限位停止。其工作过程为步进过程, 即第一步工序结束就是第二步的开始,或者说第二步的开 始信号也就是第一步的结束信号,其功能流程图如图4-1所 示。工作过程一步一步顺序进行,即步进工作控制过程。 步进控制又可分为顺序过程控制、选择分支过程控制、并 行分支及合并过程控制等几种类型。
图4-75 顺序控制步进过程时序图
图4.3.2 顺序控制时序图
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4.3 单流程的顺序控制
4.3.2 例子(机械手2的控制 )
例3: 搬运纸箱的机械手如图所示。机械手的主要运 动机 构是升降气缸和回转气缸。升降挡铁初始时处 于行程开关SQ1处,吸盘在A处正上方。系统启动后 ,如果光电开关TD检测出A处有纸箱,则升降气缸 使机械手的升降杆下降,当升降挡铁碰到行程开关 SQ2时,吸盘恰好接触到纸箱上表面,继续让升降 杆下降,以 挤出吸盘和纸箱表面围成的空腔内的空 气,形成负压。持续几秒钟,升降杆停止下降,升 降气缸使升降杆上升,吸盘带着纸箱上升,当升降 挡铁碰到SQ1时,停止上升。回转气缸使回转臂顺 时 针转180°,吸盘运动至B处正上方,回转挡铁碰 到行程开关SQ4 时停止回转,吸盘下降,当升降挡 20
设计思想: 引入了状态转移图,步进顺控程序根据状态 图进行编制。
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4.1 顺序控制及其描述
4.1.3 顺序控制与功能流程图
顺序控制的具体解释: 若一个工作过程可以划分成 0,…,n个 阶段,工作过程初始时处于第0个阶段(停止 阶段),工作过程开始后,自动进入第1个阶段,同时 第0个阶段结束;当第2个阶段的 开始条件(第1个阶 段的结束条件)满足,自动进入第2个阶段, 同时第1 个阶段结束;…当第n个阶段的开始条件(第n-1个阶 段 的结束条件)满足,自动进入第n个阶段,同时第n -1个阶段结束;当第n个阶段的结束条件满足,则进 入第0个阶段(停止,待再次启动后开始新的循环) ,或直接进入第1个阶段(从第1个阶段 开始自动进 行新一轮循环),同时第n个阶段结束。按这样的方式 进行的工作过程称为顺序工作过程,对顺序工作过程4
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