09春PLC第五章

PLC控制系统设计的一般步骤： 深入了解控制要求，确定控制的操作方式、应完成的动作。 确定所需的信号输入元件、输出执行元件，据此确定PLC的 I/O点数。进行I/O点的分配。 选定PLC型号。 绘制PLC外部接线图，设计控制系统的主电路。 设计PLC控制程序。 模拟调试。 制作控制柜。 进行现场调试。 编制技术文件。
00000 输出：右行接触器 01000 00001 左行接触器 01001 00002 装料电磁阀 01002 00003 卸料电磁阀 01003 00004 00005
梯形图设计
记忆条件为： 不在左行时压下ST3， 也不在第2次卸料时压ST3 。
例3 电机优先启动控制 有5个电机M1~M5，都有启动和停止控制按 钮，要求按顺序启动，即前级电机不启动时，后 级电机无法启动；前级电机停，后级电机也都停。
I/O分配 输入：风机状态1~3 控制开关： 00000~00002 00003
输出：信号灯： 01000
2个或2个以上运转20000为ON 1个运转20001为ON 3个都不运转20002为ON
控制策略：
梯形图设计
I/O分配：
输入：风机状态1~3 00000~00002 控制开关： 00003 输出：信号灯： 01000
1）在自动生产线上的应用
说明：生产线有5个工位，0号工位是检查站，4号 工位是剔除站。产品经过检查站检查是否合格。当 不合格产品移到4号工位时，剔除不合格产品 。
SFT指令的功能示意图
当复位端R为OFF时，在移位脉冲 端SP由OFF→ON的上升沿时， St 到 E通道中的所有位依次左移一位。 当复位端R为ON时，从St到E通道 中的所有位将置为OFF，此时移位脉 冲端和数据输入端无效。
2.1 功能图的结构 3）并行序列结构 并行序列的开始称 为分支。当转换的实 现，导致几个序列同 时激活时，这些序列 称为并行序列。
2.1 功能图的结构
4）循环结构 在控制过程执行时， 有些步要反复执行，这样 的结构称为循环结构。分 为全局循环和局部循环。
2.2 根据功能图画梯形图的方法
1）除初始步外，每步用1个辅助继电器表示其状态。
3 顺序控制程序设计举例
例1 某组合机床动力头进给运动的控制程序设计。
1）绘制功能图 2） I/O分配 3）分配辅助继电器
4）列出逻辑方程 5）设计梯形图
功能图
进行I/O分配:
分配辅助继电器:
第1步的辅助继电器J1为20001，
第2步的辅助继电器J2为20002， 第3步的辅助继电器J3为20003。
交通信号灯控制梯形图
第五节 梯形图的逻辑设计法
当主要对开关量进行控制时，使用逻辑设计法比 较好。逻辑设计法的基础是逻辑代数。 在程序设计时，对控制任务进行逻辑分析和综合， 将控制电路中元件的通、断电状态视为逻辑函数 中的逻辑变量，并对逻辑函数进行简化，利用 PLC的逻辑指令设计出满足要求的且较为简练的 控制程序。 这种方法设计思路清晰，所编写的程序易于优化， 是一种较为实用可靠的程序设计方法。
步的符号
活动步——正在执行的称活动步。当前一步为活动步且转 移条件满足时，将激活下一步运行，并终止前一步的执行。
2.1 功能图的结构 1）单序列结构 单序列由一系列相继 激活的步组成。每一步的 后面仅有一个转换条件， 每一个转换条件后面仅有 一步。
2.1 功能图的结构 2）选择序列结构 选择序列的开始称 为分支。某一步的后 面有几个步，当满足 不同的转换条件时， 转向不同的步。
ON
开始下一循 环定时
TIM002 定时55s
开始定时
继续定时
定时到,输出 ON且保持. 东西绿灯灭; 东西黄,南北 红灯开始闪 继续定时
开始下一循 环定时
TIM003 定时60s
开始定时
继续定时
继续定时
定时到,输出 ON.开始下 一循环控制
I/O分配：
输入：控制开关00000 输出：南北绿灯 南北黄灯 南北红灯 东西绿灯 东西黄灯 东西红灯 01000 01001 01002 01003 01004 01005
设4台通风机分别为A、B、C、D，红灯为F1， 绿灯为F2。
将几种运行情况分开进行程序设计： 1．红灯常亮的程序设计 当4台通风机都不开机时红灯常亮。设灯常亮 为“1”、灭为“0”，通风机开为“1”、停为“0” 。 其状态表为：
由状态表可得F1的逻辑函数：
F1 A B C D ＝
红灯常亮梯形图
2．绿灯常亮的程序设计 能引起绿灯常亮的情况有5种，列状态表为：
例1
某系统中有4台通风机，要求在以下几种运
行状态下应发出不同的显示信号：三台及三台以上开
机时，绿灯常亮；两台开机时，绿灯以5Hz的频率闪
烁；一台开机时，红灯以5Hz的频率闪烁；全部停机 时，红灯常亮。
控制任务为对通风机运行状态的监视。输入信号
是4台通风机的各种运行状态，输出为各种运行状态
对应的显示。
第三节
梯形图的顺序控制设计法
顺序控制的特点
功能图及对应的梯形图 顺序控制程序设计举例
1．顺序控制的特点
特点：
按照流程图的记述方法表现控 制过程的执行顺序及处理内容。 规律性强，时序清晰。 方法：
由功能图 逻辑方程 梯形图
送料小车自动控制系统的工作过程
2．功能图及其对应的梯形图
功能图的组成： 步+转向条件+有向线段+动作说明 （功能图又称状态转移图、状态图或 流程图）。
2）列出辅助继电器逻辑方程。
对于控制过程的第1步，启动信号的约束应为“所有步均不 动作”即第1步的启动约束条件为J1 J2 … Jn。 最后一步的关断信号为该步之后的转移条件。
辅助继电器逻辑方程
功能图的步对应的辅助继电器
对应的梯形图
3）输出元件逻辑方程
当输出元件仅在1步中接通时，该输出状态等于该步辅 助继电器状态，当输出元件在若干步均接通时，则该输出为 几个步辅助继电器状态相“或”。
例2 两处卸料的小车自动控制系统梯形图
设计步骤： 1）理解控制策略 2）I/O分配 3）设计梯形图
左行至ST1处装料，第1次在ST3处 卸料，第2次在ST2处卸料。
I/O分配
1）I/O分配 输入：右行启动按钮SB1 左行启动按钮SB2 停止按钮SB3 右端行程开关ST2 左端行程开关ST1 中间行程开关ST3
自动线梯形图
当有不合格产品时， 00000为“ON”。
2）彩灯控制
第二节 梯形图的经验设计法
借鉴继电器控制的电路设计方法，即在一 些典型电路的基础上，根据被控对象对控制系 统的具体要求，凭经验比较准确的应用PLC的 各种指令设计出符合控制要求的梯形图。因此 把这种设计方法叫做经验设计方法 。
梯形图的经验设计例题
顺序启动、顺序停止
顺序启动、逆序停止
按时间顺序启动、逆序停止
3. 单按钮启／停控制程序
用KEEP指令设计单按钮启／停控制
用基本指令设计单按钮启／停控制
用计数器指令设计单按钮启／停控制
4．双向控制电路---电机的正反转控制
说明：双向控制电路要求2个接触器KM1、KM2不 能同时得电，否则会造成电机电源的短路。
绿灯常亮梯形图
由状态表可得F2的逻辑函数：
F2＝ABCD ＋ABCD＋ABCD＋ABCD＋ABCD
化简后为： F2 ＝AB（D＋C）＋CD（A＋B）
3．红灯闪烁的程序设计 红灯闪烁为பைடு நூலகம்1”，状态表为：
由状态表可得F1的逻辑函数：
红灯闪烁梯形图
F1 A B C D＋A B C D＋A B C D＋A B C D ＝
（a）
（b）
单脉冲发生器
（b） （a）
脉冲宽度可调、占空比为1:1的连续脉冲发生器
（b） （a）
脉冲宽度和占空比均可调的连续脉冲发生器
12. 长定时程序
若想实现长时间定时或大范围计数，可以用两个或 两个以上的定时器或计数器级联起来用。
13．移位寄存器的应用程序
• 在自动生产线上的应用
• 彩灯控制
定时器功能表
定时器 TIM000 定时30s t0 开始定时南 北绿灯,东西 红灯开始亮 t1 定时到,输出 ON且保持. 南北绿灯灭; 南北黄,东西 红灯开始闪 继续定时 t2 ON t3 ON t4 开始下一循 环定时
TIM001 定时35s
开始定时
定时到,输出 ON且保持. 南北黄,东西 红灯灭;东西 绿,南北红灯 开始亮 继续定时
00000 输出：右行接触器 01000 左行接触器 01001 00001 装料电磁阀 01002 00002 卸料电磁阀 01003 00003 00004
卸料定时TIM000，装料定时TIM001。
梯形图设计
I/O分配： 右行启动按钮SB1 00000 左行启动按钮SB2 00001 停止按钮SB3 00002
用基本指令实现点动／长动控制
用KEEP指令实现点动／长动控制
7. 异地控制程序
三个按钮三地控制一盏灯
8. 断电保持程序
（a）
（b）
（c）
高速计数器的当前值断电保持程序
9. 优先权程序
级别高的信号优先响应
优先响应先输入的信号
10. 分频器程序
（a） （b）
二分频器程序
11. 脉冲发生器程序
化简为：F1 A B C D＋ C D）＋ C D（A B＋A B） ＝ （
4．绿灯闪烁的程序设计 绿灯闪烁为“1”，状态表为：
由状态表可得F2的逻辑函数：
绿灯闪烁梯形图
F2＝A B C D＋A B C D＋A B C D＋A B C D＋A B C D＋A B C D
列出逻辑方程