PLC原理及应用 第九章 PLC程序设计方法

SB1 KM1 SB2 KM2
KM2
KM1
KM1
KM2
COM COM
~
X1
X0 Y2
Y1
Y1
SB
X0
Y1
SB1 X1
Y2
KM1
X2
X0 Y1
Y2 KM2
Y2
SB2 X2
Date: 2020/6/17
Page: 6
定时器
SB2 SB1 KM1
X1
X0
KT
COM COM
~
SB1
Y1
X1
Y1
KM1
SB2 X2
• 如果程序中某些定时器或计数器的应该选择合适设定 值。
Date: 2020/6/17
Page: 19
• 现场调试
• 将PLC安装在控制现场进行联机总调试，在调试过程中 将暴露出系统中图和梯形图程序设计中的问题，应对 出现的问题及时可能存在的传感器、执行器和硬接线 等方面的问题，以及PLC的外部接线加以解决。
Date: 2020/6/17
Page: 23
控制说明： ③A,B,C缸均为单作用气缸，使用电磁控制。
④C缸在抓取或放开工件后，都需有1秒的间隔，机械手臂才能动作。
⑤当E点有工件且B缸已上升到LS4时，传送带马达转动以运走工件， 经2秒后传送带马达自动停止。工件若未完全运走（计时未到） 时，则应等待传送带马达停止后才能将工件移走。
Page: 8
• 顺序控制设计法——状态转移图法
就是针对顺序控制系统的一种专门的设计方法。这 种设计方法很容易被初学者接受，对于有经验的工程 师，也会提高设计的效率，程序的调试、修改和阅读 也很方便。
PLC的设计者们为顺序控制系统的程序编制提供了 大量通用和专用的编程元件，开发了专门供编制顺序 控制程序用的功能表图——状态转移图，使这种先进 的设计方法成为当前PLC程序设计的主要方法。
• 为了安全考虑，最好将主电路断开。当确认接 线无误后再连接主电路，将模拟调试好的程序 送入用户存储器进行调试，直到各部分的功能 都正常，并能协调一致地完成整体的控制功能 为止。
Date: 2020/6/17
Page: 18
• 模拟调试
• 将设计好的程序写入PLC后，首先逐条仔细检查，并改 正写入时出现的错误。
• 用户程序一般先在实验室模拟调试，实际的输入信号 可以用钮子开关和按钮来模拟，各输出量的通／断状 态用PLC上有关的发光二极管来显示，一般不用接PLC 实际的负载(如接触器、电磁阀等)。
• 在调试时应充分考虑各种可能的情况，各种可能的进 展路线，都应逐一检查，不能遗漏。
• 发现问题后应及时修改梯形图和PLC中的程序，直到在 各种可能的情况下输入量与输出量之间的关系完全符 合要求。
• 如果调试达不到指标要求，则对相应硬件和软件部分 作适当调整，通常只需要修改程序就可能达到调整的 目的。
• 全部调试通过后，经过一段时间的考验，系统就可以 投入实际的运行了
Date: 2020/6/17
Page: 20
七、PLC程序设计实例 ——PLC在工业机械手臂中的应用
传统的自动控制系统由继电器—接触器控制组成，存 在故障多、可靠性差、工作寿命短、不易检修等缺点。 随着PLC的普及和完善，以及PLC本身所具有的高可靠 性、易编程修改的特点，在自动控制系统中应用取得了 良好的效果。 如：MPS模块化自动生产加工系统
智能群控电梯控制系统
Date: 2020/6/17
Page: 21
【应用范例1】机械手臂控制
Date: 2020/6/17
Page: 22
控制说明： ①工件的补充使用人工控制，可直接将工件放在D
点（LS0动作）。 ②只要D点有工件，机械手臂即先下降（B缸动作）将工件抓取（C缸
动作）后上升（B缸复位），再将工件搬运（A缸动作）到E点上 方，机械手臂再次下降（B缸动作）后放开（C缸复位）工件，机 械手臂上升（B缸复位），最后机械手臂再回到原点（A缸复位）。
X1
M2
Y2
X0
X2 Y2
Y3
X1
M10
Date: 2020/6/17
Page: 13
五、复杂程序的设计方法
• 实际的PLC应用系统往往比较复杂，复杂系统 不仅需要的PLC输入／输出点数多，而且为了 满足生产的需要，很多工业设备都需要设置多 种不同的工作方式，常见的有手动和自动（连 续、单周期、单步）等工作方式。
Date: 2020/6/17
Page: 10
设计步骤
• 步的划分 • 转换条件的确定 • 状态转移图的绘制 • 梯形图的编制
Date: 2020/6/17
Page: 11
四、逻辑设计法
以布尔逻辑代数为理论基础，以逻辑变量“0”或“1” 作为研究对象，以“与”、“或”、“非”三种基本逻 辑运算为分析依据，对电气控制线路进行逻辑运算，把 触点的“通、断”状态用逻辑变量“0”或“1”来表示。
第九章 PLC程序设计方法
一、 经验设计法 二、 根据继电控制电路图设计——翻译法 三、 顺控设计法——状态转移图法 四、 逻辑设计法 五、 复杂程序设计方法 六、 程序调试 七、程序设计实例——PLC在机械手臂控制中的应用
Date: 2020/6/17
Page: 1
Date: 2020/6/17
Date: 2020/6/17
Page: 4
二、根据继电控制系统电路图设计法 ——翻译法
用PLC中软元件，代替原继电器—接触器控制线路图 中的元器件，直接翻译成梯形图的方法。主要用于对 旧设备、旧控制系统的技术改造。
设计举例 正反转 时间控制
Date: 2020/6/17
Page: 5
正反转
SB
A缸驱动，使用输出继 电器Y0 B缸驱动，使用输出继 电器Y1
C缸驱动，使用输出继 电器Y2
传送带驱动，使用输 出继电器Y3
Date: 2020/6/17
Page: 27
绘绘制状态流程图
a.原点复位流程
A缸退回至右极限位置 （LS2 ON）
B缸上升至上极限位置 （LS4 ON）
b.工件搬运流程
Date: 2020/6/17
• 程序的综合与调试：进一步理顺各部分程序之间 的相互关系，并进行程序的调试
Date: 2020/6/17
Page: 17
六、程序的调试
• 概述
• PLC程序的调试可以分为模拟调试和现场调试
• 调试之前首先对PLC外部接线作仔细检查无误。 也可以用事先编写好的试验程序对外部接线做 扫描通电检查来查找接线故障。
应驱动传送带转动。
④上述两个流程可以同时进行，因此使用并进分支流程来完
成组合。
Date: 2020/6/17
Page: Байду номын сангаас6
元件分配：
D点工件传感器LS0，使用输入继电器X0 A缸左限位传感器LS1，使用输入继电器X1 A缸右限位传感器LS2，使用输入继电器X2 B缸下限位传感器LS3，使用输入继电器X3 B缸上限位传感器LS4，使用输入继电器X4 E点工件传感器LS5，使用输入继电器X5
Page: 15
• 典型的程序结构2：如右图所示
M8000
• 此种结构是使用子程序
调用实现自动程序和手
X10
动程序的切换。
X10
• PLC一运行，M8000即
有效，保证了公共程序
的无条件执行。 P10
• X10 有 效 时 ， 调 用 手 动
程序。
CALL P10 CALL P11 CALL P12
设计举例 “与”逻辑关系 “或”逻辑关系 “与、或、非”逻辑关系
Date: 2020/6/17
Page: 12
“与”
L(Y1)＝ X0 ·X1·X2·M1
“或”
L(Y2)＝ X0 +X1+M2 +Y2
“与、或、非”
L(Y3)＝( X0 +X1)·X2·Y2 +M10
X0 X1 X2 M1 Y1
X0 Y2
Page: 2
Date: 2020/6/17
Page: 3
• 经验设计法对于一些比较简单程序设计是比较 奏效的，可以收到快速、简单的效果。
• 经验设计法没有规律可遵循，具有很大的试探 性和随意性，往往需经多次反复修改和完善才 能符合设计要求，设计的结果往往不很规范， 因人而异。
• 特点：考虑不周、设计麻烦、设计周期长；梯 形图的可读性差、系统维护困难。
Y2
KT KM2
Y1
T0 K30
Y2
KM1 KT
KM2
Date: 2020/6/17
Page: 7
三、PLC程序的顺控设计法
• 顺序控制系统： 如果一个控制系统可以分解成几个独立的控制动作，
且这些动作必须严格按照一定的先后次序执行才能保 证生产过程的正常运行，也称为步进控制系统。
Date: 2020/6/17
Date: 2020/6/17
Page: 9
功能表图——状态转移图是专门针对顺序控制方 式或步进控制方式的程序设计。在程序设计时， 首先将系统的工作过程分解成若干个连续的阶 段，每一阶段称为“工步”或“状态”，以工 步（或状态）为单元，从工作过程开始，一步 接着一步，一直到工作过程的最后一步结束。
• 设计思路与步骤 • 确定程序的总体结构： • 分别设计局部程序 • 程序的综合与调试
Date: 2020/6/17
Page: 14
• 确定程序的总体结构
• 将系统的程序按工作方式和功能分成 若干部份，如：公共程序、手动程序、 自动程序等部份。手动程序和自动程 序是不同时执行的，所以用跳转指令 将它们分开，用工作方式的选择信号 作为跳转的条件