PLC的开关逻辑控制

输 入 00000 00001 00002
20.00 20.01 20.02
0 0 0 0
0 0 1 1
0 0 1 1
0 1 0 1
0 1 0 1
0 0 0 1
0 1 1 1
0 1 1 0
1 0 0 0
1 0 0 0
0 0 0 0
由表可看1 1 1 1
20.00= 0.00 · 00.01 · 00.02 + 00.00 · 00.01 · 00.02 00.00 · 00.01 · 00.02 + 00000 · 00001 · 00002 20.02= 00.00 · 00.01 · 00.02
右行启动sb100000右行km01000左行启动sb200001左行km01001停车按钮sb300002装料km01002行程开关st100004卸料km01003行程开关st200003行程开关st300005io分配表4101000000020000001000000010100101001000050000200003000010100120000tim001000040000001000tim00001000000030100101003tim0000100000050000401002tim00101500000520000200000100100003右行左行卸料装料右行启动左行启动st3st1st3st2装料卸料卸料st2st1系统程序000040000500003单数次运行4201000000020000001000000010100101001000050000200003000010100120000tim001000040000001000tim00001000000030100101003tim0000100000050000401002tim00101500000520000200000100100003右行左行卸料装料右行启左行启st3st1st3st2装料卸料卸料st2st1偶数次运行00004000050000343功能表图是顺序控制设计法的重要的工具
启 动 南北绿灯 南北黄灯 东西红灯 东西绿灯 东西黄灯 南北红灯 t0 t1 t2 20 s
30 s 5s 5s
20s
30 s 5s 5s
20 s
5s
5s t3 t4 20 s
5s
5s
一个循环
（3）由时序图分析各输出信号之间的时间关系。
一个循环
红灯和l另一方向绿灯常亮的时间相同（30s/ 20s） ；黄灯和红灯闪烁的时 间相同（5s） 。
（1）分析控制要求，确定输入和输出信号。
北
原则：在满足控制要求的 前提下，应尽量少占用 PLC的I/O点数。
西
东
南
对本例，由控制开关输入的信号是输入信号；指示灯 的亮、灭由PLC的输出信号控制。
由于同方向的同色灯在同一时间亮、灭，可将同色灯 并联，用一个输出信号控制。这样只占6个输出点。
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（2）画出各方向三色灯的工作时序图。
7．制做电气控制柜和控制盘
●在开始制作控制柜及控制盘之前，要画出电气控制 主回路电路图。 ●要全面地考虑各种保护、连锁措施等问题。 ●在控制柜布置和敷线时，要采取有效的措施抑制各 种干扰信号。 ●要注意解决防尘、防静电、防雷电等问题。
7
8．连机调试程序
●调试前要制定周密的调试计划，以免由于工作的盲 目性而隐藏了故障隐患。 ●程序调试完毕，必须运行实际一段时间，以确认程 序是否真正达到控制要求。
20.01=20.00 · 20.02
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设计梯形图程序
20.00 = 00.00 · 00.01
00.03 0.01 0.02
0.00 0.02
控制开关 0.00 0.01 0.00 0.01 0.02 w20.00 w20.02 w20.01 TIM000 w20.02 TIM002 w20.00 TIM001 TIM000 a
（2）程序的可靠性。
●能保证系统在正常和非正常（短时掉电、某些被 控量超标、某个环节有故障等）情况下都能安全可 靠地运行。 ●能保证在出现非法操作（如按动或误触动了不该 动作的按钮等）情况下不至于出现系统失控。
11
2．应用程序的质量
（3）参数的易调整性好。 经常修改的参数，在程序设计时必须考虑怎样编写 才能易于修改。 （4）程序结构简练。 简练的程序，可以减少程序扫描时间、提高PLC对 输入信号的响应速度。
t0
TIM001 t0
t1 t2
20 s
TIM002 t1
开始定时。 TIM000ON。 (为南/北绿 南/北绿灯 灯、东/西 灭，南/北 红灯亮定时）黄、东西红 灯开始闪。
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启 动 南北绿灯 南北黄灯 东西红灯 东西绿灯 东西黄灯 南北红灯 定时器 TIM000 (定时30 s ) TIM001 (定时35 s )
ON
开始下一个循 环的定时
ON且保持。 TIM002 定时55秒 开始定时 继续定时 继续定时 东西绿灯灭； 东西黄、南北红 灯开始闪
开始下一个循 环的定时
TIM003 定时60秒
开始定时
继续定时
继续定时
继续定时
ON ， 随 即 复 位 且开始下一个循 环的定时。
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（7）作PLC的I/O分配表。
01000
TIM000
#0010 TIM001 #0010
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时 序 图 设 计 法
若PLC各输出信号的状态变化有一定的时间 顺序，可由时序图入手进行程序设计。 一般方法为：
(1) 根据各输入、输出信号之间的时序关系，画出输 入和输出信号的工作时序图。 (2) 把时序图划分成若干个区段，确定各区段的时间 长短。找出区段间的分界点，弄清分界点处各输出 信号状态的转换关系和转换条件。
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（5）确定定时器的个数及编号。
启 动 南北绿灯 南北黄灯 东西红灯 东西绿灯 东西黄灯 南北红灯 30 s 5s 5s 20s 5s 20 s 5s t3 t4 30 s 5s 5s 20 s 5s
20 s
5s
t0
t1 t2
TIM000
TIM001
TIM002
TIM003
用TIM000~TIM003 4个定时器控制信号灯的状态转换。
9
1．应用程序的内容
（2）检测、故障诊断、显示程序。 这些内容可以在程序设计基本完成时再进行添加。 有时，它们也是相对独立的程序段。 （3）保护、连锁程序。其作用为： 杜绝由于非法操作等引起的逻辑混乱，保证系统安 全、可靠地运行。 通常在PLC外部也要设置连锁和保护措施。
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2．应用程序的质量
（1）程序的正确性。 正确的程序必须能经得起系统运行实践的考验。
⑤ 上机调试程序，进行修改和完善。
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逻辑设计法举例
某系统中有3台通风机，欲用一台指示灯显示通风机 的各种运行状态。 要求：2台及2台以上风机开机时，指示灯常亮；若 只有一个台开机时，指示灯以0.5Hz的频率闪烁；全 部停机时，指示灯以2Hz的频率闪烁。用一个开关控 制系统的工作。 分析控制要求可知： 反映风机运行状态的信号是PLC的输入信号； 要用PLC的输出信号来控制指示灯的亮、灭。
输 入
输 01000 01001 01002
出
东西黄灯 东西红灯
控制开关 南北绿灯 南北黄灯 南北红灯 东西绿灯
00.00
01003
01004
01005
（6）根据定时器功能明细表和I/O分配，画出PLC的 梯形图。 本例要求用一个控制开关进行控制。这里将全部程序 放在指令IL/ILC 之间，用00.00作为指令IL的执行条 件，即可实现控制要求。
20
时 序 图 设 计 法
(3) 确定所需的定时器个数，分配定时器号，确定 各定时器的设定值。 (4) 明确各定时器开始定时和定时到两个时刻各输 出信号的状态。最好作一个状态转换明细表 。
(5) 作PLC的I/O分配表。 (6) 根据时序图、状态转换明细表和I/O分配表，画 出PLC梯形图。
(7) 作模拟实验，进一步修改、完善程序。
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（4）确定信号灯的状态转换点。
启 动 南北绿灯 南北黄灯 东西红灯 东西绿灯 东西黄灯 南北红灯 t0 t1 t2 20 s 30 s 5s 5s 20s 5s 5s t3 t4 30 s 5s 5s 20 s 5s
20 s
5s
一个循环有4个时间分界点：t1 、 t2 、 t3 、 t4 。
在这4个分界点处信号灯的状态将发生变化。
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对逻辑关系简单的控制，可以直接进行I/O分配。
I/O分配为如下：
输 风机1 风机2 风机3 0.00 0.01 0.02 入 控制开关 0.03 输 出
指示灯 100.00
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用内部W区的继电器20.00~20.02表示指示灯的几种状态。 设开机为‘1’、停为‘0’ ；指示灯亮和闪为‘1’，灭为‘0’。 风机1 风机2 风机3 常亮 0.5 Hz闪 输 出 2 Hz闪
（5）程序的可读性好。
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逻 辑 设 计 法
逻辑设计法的基本步骤
① 根据控制功能，将输入与输出信号之间建立起 逻辑函数关系（可先列出逻辑状态表）； ② 对上述所得的逻辑函数进行化简或变换；
③ 对化简后的函数，利用PLC的逻辑指令实现其 函数关系（作出I/O分配，画出PLC梯形图）；
④ 添加特殊要求的程序。
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将20.00~20.02的逻辑表达式化简：
20.00= 00.00 · 00.01 · 00.02 + 00.00 · 00.01 · 00.02 00.00 · 00.01 · 00.02 + 00.00 · 00.01 · 00.02
化简得：
20.00=00.00 · 00.01+ 00.00 · 00.02 + 00.01· 00.02 20.02=00.00 · 00.01 · 00.02
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时序图设计法举例
图为十字路口上的红、黄、绿 交通信号灯。绿灯亮放行、红 灯亮禁行。
控制要求：
北 西 东
南
① 放行时间：南北方向为30秒，东西方向为20秒。
②禁行预告：欲禁行方向的黄灯和欲放行方向的红灯
以5Hz的频率闪烁5秒， 5秒后另一个方向放行。 ③ 只用一个控制开关对系统进行运行控制。
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1
PLC控制系统设计概述 逻 辑设计 法 时序图设计法 经 验 设 计 法 顺序控制设计法 继电器控制电路转换设计法 多种工作方式系统的程序设计
2
PLC控制系统设计概述
一、PLC控制系统设计的基本步骤
1. 对控制任务作深入的调查研究
●弄清哪些是PLC的输入信号，是模拟量还是开关量信号 ，用什么方式来获取信号； ● 哪些是PLC的输出信号，通过什么执行元件去驱动负载
4
2. 确定系统总体设计方案
在了解控制要求的基础上，确定电气控制总体方案。
3. 确定系统的硬件构成
● 确定主回路所需的各电器，确定输入、输出元 件的种类和数量；
● 确定保护、报警、显示元件的种类和数量；
● 计算所需PLC的输入/输出点数，并参照其他要 求选择合适的PLC机型。
5
4．确定PLC的输入/输出点分配
9．编写技术文件
整理程序清单并保存程序，编写元件明细表，整理电 气原理图及主回路电路图，整理相关的技术参数，编 写控制系统说明书等。
8
PLC控制系统设计概述
二、PLC的应用程序
1．应用程序的内容
应能最大限度地满足控制要求。 应用程序还应包括以下内容： （1）初始化程序。 初始化程序可以为系统启动作好必要的准备，如： 将某些数据区清零；使某些数据区恢复所需数据； 对某些输出位置位/复位；显示某些初始状态等。
30 s
TIM000 5s 5s
TIM001
30 s
TIM002 5s 5s 20 s 20 s t4 开始下一个 循环的定时。 ON
20s
5s
t0 t0 开始定时。 (为南/北绿 灯、东西红 灯亮定时） t1 t2 t1 20 s 5s t3 t4 t2
TIM003
5s 5s
t3
TIM000ON。 南/北绿灯 ON 灭，南/北 黄、东西红 灯开始闪。 开始定时。 继续定时。 TIM001ON。 闪烁的灯灭， 东西绿、南 北红灯亮。
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（6）列出定时器的功能明细表。
启 动 南北绿灯 南北黄灯 东西红灯 东西绿灯 东西黄灯 南北红灯 TIM000 定时器 TIM000 (通电延时 OFF控制 ) 30 s 5s 5s 20s 5s 20 s 5s t3 t4 TIM003 t2 t3 t4 开始下一个 循环的定时。 ON ON 30 s 5s 5s 20 s 5s 5s
w20.00
+ 00.00 · 00.02
+ 00.01 · 00.02 20.02=00.00· 00.01· 00.02 20.01=20.00· 20.02 0.5 Hz闪 2 Hz闪 a TIM003 TIM002 常亮 TIM002 #0002 TIM003 #0003
w20.02
w20.01
确定各输入/输出元件并作出PLC的I/O分配表。
5．设计应用程序
● 根据控制要求，拟订几个设计方案，经比较后选择 出最佳编程方案。 ●当控制系统较复杂时，可分成多个相对独立的子任务 ，分别对各子任务进行编程，最后将各子任务的程序合 理地连接起来。
6
6．应用程序的调试
编写的程序必须先进行模拟调试。经过反复调试和修 改，使程序满足控制要求。
ON
开始下一个 循环的定时。
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定时器
t0
t1 ON且保持。
t2
t3
t4 开始下一个循 环的定时
开始定时。
TIM000 定时30秒
南北绿、东 南北绿灯灭；南 西 红 灯 开 始 北黄、东西 亮 红灯开始闪 开始定时
ON
ON
ON且保持。 TIM001
定时35秒
继续定时
南北黄、东西红 灯灭； 东西绿、南北红 灯亮
●弄清整个工艺过程和欲完成的控制内容
3
PLC控制系统设计概述
一、PLC控制系统设计的基本步骤
1. 对控制任务作深入的调查研究
●了解运动部件的驱动方式，是液压、气动还是电动； ●了解系统是否有周期运行、单周期运行、手动调整等 控制要求等； ●了解哪些量需要监控、报警、显示，是否需要故障诊 断，需要哪些保护措施等； ●了解是否有通信连网要求等。