顺序控制设计法及顺序控制指令应用

和触觉），能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信
号，按一定规律变换成电信号或其他所需形式的信号输出， 满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
课题三 顺序控制设计法及顺序控制指令应用
2. 常用传感器
光电式接近开关
电感式接近开关
电容式接近开关
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1.掌握步进逻辑公式设计法的含义。
2.能用步进逻辑公式设计法进行步进顺序控制系统的设计。
3.能根据控制要求画出程序分步图，并能灵活地运用步进 逻辑公式设计法，完成小车三地自动往返循环控制的梯形图程 序设计。 4.能正确安装、调试送料小车三地自动往返循环控制系统 的控制线路。
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SQ2
SQ3
B点（加工车间）限位
C点（成品库）限位
X004
X005
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二、绘制PLC接线图
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三、设计梯形图程序
1. 程序步的划分
控制系统的输出信号为KM1和KM2，输入信号由1个正
转启动按钮、1个反转启动按钮和1个停止按钮发出，反馈 信号由3个行程开关(SQ1、SQ2和SQ3)发出。
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（2）第i程序步用逻辑代数书写的过程为每一步Mi的产
生都是由前一步压动行程开关或按下按钮（转换条件）Xi 产生，则 Mi Xi Mi 1 产生后应该有一段时间区域保持不变，故应该有自保 （自锁），则： Mi Xi Mi 1 Mi 每一步的消失都是随后一步的出现而消失：
在实际生产中往往会遇到设备工作台或送料小车的多地自动
往返循环控制的情况，如图所示为送料小车三地自动往返循环控
制工作画面。
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送料小车三地自动往返循环控制工作示意图
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本任务的主要内容是，运用步进逻辑公式设计法，用 PLC控制系统实现对送料小车三地自动往返循环的控制。 其控制要求如下： （1）小车在初始位置时停止在原料库，若按下启动按
制系统的输出信号为KM1和KM2，输入信号由两个启动按
钮和一个停止按钮发出，反馈信号由行程开关控制发出。 注意：每个程序步都是前一步压动行程开关或按下按 钮（转换条件）产生的，而每一步的消失又都是因后一步 的出现而消失的。
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二、步进逻辑公式设计法
1. 程序步
全部有关输出状态保持不变的一段时间区域称为一个
接线情况说明 负载与传感器串联接在 电源两端，负载接在蓝线
双 出 线
上。当没有感应信号时传
感器的触点不动作，负载 两端无信号。当有感应信
号时传感器的触点动作，
负载两端得到信号
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双出线接近开关的接线 a)无感应物 b)有感应物
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Mi （Xi Mi 1 Mi） Mi1
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3. 逻辑代数方程式转换成梯形图的方法
将逻辑代数方程式转换成梯形图的方法是根据逻辑代 数方程式，利用“启—保—停”电路，通过PLC的基本指 令，画出对应的梯形图。
逻辑代数方程式 对应的梯形图
Mi （Xi Mi 1 Mi） Mi1
考虑到送料小车正反转的切换都是通过延时5s后开始的， 假设正转延时定时器为T1，反转延时定时器为T2，那么程 序步与定时器T1和T2之间的函数关系为：
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分别将输出继电器Y000 (KM1)、Y001 (KM2)和停止按钮 SB1 (X000)及定时器T1、T2带入KM1和KM2的函数表达式， 可得送料小车向左和向右运行的逻辑代数方程组为：
钮SB2，5s后送料小车载着加工原料前往加工车间，途中
经过成品库撞压行程开关SQ3，但送料小车不停下，直到 加工车间撞压行程开关SQ2后，送料小车停下自动卸料并 装上成品，5s后送料小车返回。
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（2）当送料小车返回成品库时，撞压行程开关SQ3， 小车停下5 s后，将产品卸下，然后空车返回加工车间，到 达加工车间撞压行程开关SQ2后，送料小车停下将废品装 车，5 s后装上废品的送料小车返回原料库；在返回途中经 过成品库，撞压行程开关SQ3，但送料小车没有停下，直 到到达原料库撞压行程开关SQ1后，送料小车停下自动卸 下废品，并装上原料，5 s后送料小车继续下一个循环进行 送料，如此自动循环下去。 （3）如需小车停下，只要按下停止按钮SB1即可实现。
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步进控制设计法主要分为步进逻辑公式设计法、顺序
功能图设计法两大类，其中顺序功能图设计法又有三种不
同的基本结构形式的编程设计方法即单序列结构编程设计 法、选择序列结构编程设计法和并行序列结构编程设计法。 本任务主要介绍步进逻辑公式设计法。
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当要结束这组循环时，则必须增加停止按钮SB1 (X000) 来使系统停止工作。因此，逻辑代数方程组需再次修改为：
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由于KM1得电，送料小车向右运行；而KM2得电，送料 小车向左运行，所以程序步与KM1和KM2之间的函数为：
常见的几种传感器实物图 a)力传感器 b)温度传感器 c)液位传感器 d)气体传感器 e)湿度传感器
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3. 接近开关的图形符号 接近开关的文字符号是SQ，图形符号如图所示。
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4. 接近开关的接线
接线
方法
接线示意图（BN：棕，BU：蓝）
当按下停止按钮SB2后，液体混合装置在完成当前的工 作循环后才停止操作。
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一、编程元件——状态继电器（S）
类别 初始状态继电器 回零状态继电器 通用状态继电器
断电保持状态继电器
元件编号 S0～S9 S10～S19 S20～S499
S500～S899
点数 10 10 480
400
用途及特点
用于状态转移图（SFC）的初始 状态 多运行模式控制当中，用作返回 原点的状态
用作状态转移图（SFC）的中间 状态 具有停电保持功能，断电再起动 后，可继续执行 用于故障诊断和报警
报警用状态继电器
S900～S999
100
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在使用状态继电器时，需要注意以下几个方面： 1.状态继电器的编号必须在指定的类别范围内使用。 2.状态继电器与辅助继电器一样有无数的常开和常闭触
关于该公式的说明如下： （1）假设i表示第i 程序步(本步)，i-1表示第i-1程序步 (前一步)，i+1表示第i+1程序步(后一步)，M 表示辅助继 电器的线圈或触点，X表示按钮或行程开关。用逻辑代数 书写时，Mi在等号的左端出现表示辅助继电器线圈的符号， Mi在等号的右端出现表示辅助继电器触点的符号。
程序步，只要有一个输出状态发生变化就转入下一步。 在本任务送料小车自动往返运行的循环控制线路中，控 制系统的输出信号为正转信号KM1和反转信号KM2，输 入信号由两个启动按钮和一个停止按钮发出，反馈信号
由行程开关控制发出。
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2. 步进逻辑公式
Mi （Xi Mi 1 Mi） Mi1
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3. 将逻辑代数方程式转换成梯形图程序
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四、程序输入及仿真运行
1. 程序输入
送料小车三地自动往返循环控制的梯形图
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送料小车运行程序分步图
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2. 列出本任务控制的逻辑代数方程式 根据步进逻辑公式可列出如下方程组：
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由于行程开关SQ1、SQ2、SQ3 是小车的反馈输入信号，
若分别用X003、X004 和X005所代替，则上述方程组可转
换成下列方程组：
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任务1 送料小车三地自动往返循环控制系统设计与装调 任务2 液体自动混合装置控制系统设计与装调
任务3 自动门控制系统设计与装调
任务4 十字路口交通灯控制系统设计与装调
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Байду номын сангаас
任务1 送料小车三地自动往返循环控制系统 设计与装调
2. 仿真运行
利用软元件逻辑测试法进行送料小车三地自动往返循
环控制系统梯形图程序的模拟仿真运行。
五、线路安装与调试
程序调试步骤及运行情况记录表
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传感器
1. 传感器的定义 传感器是一种检测装置，通常由敏感元件和转换元件组 成，它酷似人类的“五官” （即视觉、嗅觉、味觉、听觉
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一、分配输入点和输出点，写出I/O地址分配表
代号 输入 作用 输入继电器 代号 输出 作用 输出继电器
SB1
SB2 SB3 SQ1
停止按钮
正转按钮 反转按钮 A点（原料库）限位
X000
X001 X002 X003
KM1
KM2
正转向右控制
反转向左控制
Y000
Y001
任务2 液体自动混合装置控制系统设计与装调
1.掌握状态继电器的功能及步进顺控指令的功能及应 用，熟悉顺序功能图及其编程方法。 2.掌握单序列结构顺序功能图的画法，并能通过顺序 功能图进行步进顺序控制系统的设计。
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3.能根据控制要求画出单序列结构顺序功能图，并能 灵活地使用步进顺控指令将其转换成梯形图，完成液体 自动混合装置控制系统的程序设计。 4.能采用顺序功能图输入法进行编程，并通过仿真软 件采用软元件测试法进行仿真，完成安装调试。
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液体自动混合装置在医药、食品、化工等行业中应用
非常广泛。
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液体自动混合装置的示意图
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（1）初始状态
液体自动混合装置投入运行前，电磁阀YV1、YV2关 闭，容器为放空关闭状态。 （2）周期操作 按下启动按钮SB1，液体自动混合装置开始按如下顺序 工作： 1）电磁阀YV1打开，液体A 流入容器，液位上升。 2）当液位上升到SL2时，SL2导通，关闭电磁阀YV1； 同时打开电磁阀YV2，液体B开始流入容器。
二、步进逻辑公式设计法
步进逻辑公式设计法就是利用步进逻辑公式，列出
每个程序步的逻辑代数式后，再利用“启—保—停”电 路，通过PLC的基本指令，画出每个程序步的梯形图的 方法。
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1. 程序步 全部有关输出状态保持不变的一段时间区域称为一个 程序步，只要有一个输出状态发生变化就转入下一步。在 本任务中的送料小车自动往复运行的循环控制线路中，控
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一、顺序控制设计法
顺序控制设计法是用输入信号控制代表各步的编程元 件(如辅助继电器M 和状态继电器S)，再用它们控制输出信
号。步是根据输出信号的状态来划分的。顺序控制设计法
是一种先进的设计方法，很容易被初学者接受，程序的调 试、修改和阅读也很容易，并且大大缩短了设计周期，提 高了设计效率。
点，在PLC内部可自由使用。
3.不使用步进顺控指令时，状态继电器可与辅助继电器 一样使用。 4.供报警用的状态继电器可用于外部故障诊断的输出。 5.通用状态继电器和断电保持状态继电器的地址编号分
配可通过改变参数来设置。
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3）当液位上升到SL1时，关闭电磁阀YV2，搅拌电动机
开始搅拌。
4）搅拌电动机工作20s后停止搅拌，混合液阀门打开， 放出混合液体。
5）当液位下降到SL3时，开始计时，且装置继续放液，
将容器放空，计时满20s后，混合液阀门关闭，自动开始下 一个周期。
（3）停止操作