PLC梯形图程序设计方法及应用实例(经典分享)

工业电气控制线路中，有不少都是通过 继电器、接触器等电气元件来实现的。而继 电器、交流接触器的触点都只有两种状态即 吸合和断开，因此，可以类似计算机的二进 制码来表示这个过程，如取“ 0” 和“ 1” 两种取值的逻辑代数设计电器控制线路是完 全可以的。 PLC 的早期应用就是代替继电器 控制系统，因此用逻辑设计方法同样也可以 使用 PLC 应用程序的设计。
返回本节

第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
10.1.1 启动、保持和停止 电路
三相异步电动机是最常用的动力输出元件，因此 对它的基本控制也最为重要。下面以三相异步电动机 的单向运行电路为例具体说明启动 - 保持 - 停止电路 的情况。 三相异步电动机单向运行要求使用一只交流接触 器 KM1 ，需占用 PLC 输出口 Q1.0 ，用于启动（ SB1 ） 及停止（ SB2 ）的两只按钮占用输入口 I0.1 及 I0.2 。 在不考虑热继电器时，这些元件与 PLC 的连接如图 1 0-1 所示。根据经验设计法，结合控制要求和 PLC 的 梯形图的设绘方式，设计的梯形图如 10-2 所示。

图 10-5
液压系统图
返回本节
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
2
按照工艺要求，绘制工作循 环图，如图 10-6 所示

图 10-6 工作循环图
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
3 写出继电器和执行器件的逻 辑函数式，画出响应的控制梯形 图 列写继电器的逻辑函数式时，为保证控制电路的
10.4 PLC 梯形图的顺序控制设 计法及应用
通过上几节的学习，已经了解到，用基 本逻辑指令能够实现顺序控制。在实际运 用中不难发现，用基本逻辑指令实现较复 杂的顺序控制，其梯形图比较复杂，而且 不太直观。 PLC 制造厂商为了方便用户的 应用，开发出步进顺控指令，使复杂的顺 序控制程序能够方便地实现，本节将主要 介绍梯形图的顺序设计方法及应用实例。

第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
10.4.1

状态转移图
前 面 已 经 讨论 过运料小车往复运动的自动控制，其 控制过程可以描述为初始状态、快速右行状态、慢速右行 状态、快速左行状态、慢速左行状态、停止状态。从初始 状态到运行状态的转换是由启动信号控制的。有了启动信 号，小车就进入右行状态。当右行到右行慢速限位后，小 车进入右行慢速状态，当小车运行到右限位后，小车进入 左行状态，当左行到左行慢速限位后，小车进入慢速左行 状态，当左行到左限位后，小车又转换到右行状态。如此 往复进行下去。速度状态的转换和方向的改变都是由限位 开关来控制的。其过程用下图 10-10 来表示。

第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
10.3 LC 梯形图的“翻译” 设计法及应用

对于一些简单的继电器 - 接触器电 气控制系统，可以在以前设计思想的基 础上，结合 PLC 的梯形图编程规则，对 继电器 - 接触器控制系统进行“翻译” ，即用梯形图符号元件来代替继电器控 制系统中的主要控制元件，然后按照梯 形图逻辑设计出合理的控制方案来。
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
图 10-11
三工位旋转台
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
2 控制方案
系统采取 4 台电机，钻头主电机 、冷却电机和工作台旋转电机。在 3 个工位的可运动部件上，除了钻头的 主轴旋转和工作台转动用电机拖动外 ，其余运动都采用液压传动。对于部 分与顺序控制和工作循环过程无关的 主令部件和控制部件，如总停止按钮 、液压泵电机的启动、停止按钮等， 为节省输入输出点数，不进入 PLC 控 制。
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
1
运货小车的工作过程
图 10-3 小车运货示意图
返回本节
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
2 根据经验设计法对小车的运行过 程进行划块分析得出小车往复自动控制 的梯形图。

图 10-4
运货小车自动控制的梯形图
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例



第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
图 10-1 三相异步电动机单向运行接线图 电路
图 10-2 启动 - 保持 - 停止
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
10.1.2
运货小车的自动控制
1.
在现代化的工业生产中，实现生产过 程自动化的目的就是为了提高生产效率、 减轻工人负担、降低成本。工厂常用的地 面运输小车，使用方便、简单。是许多中 小型企业常用的运料装置。下面简单讲述 一下运货小车的自动控制。
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
3 设计功能流程图（ SFC 图）
根据系统的动作特性和控制要求 ，设计出功能流程图，如图 10-12 。 本系统共有 24 步。在此只对系统的自 动部分进行阐述罗列。
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
图 10-12
功能流程图
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
10.2.2 梯形图的逻辑设计法的应用实例

下面以典型 加 工工 艺 的 纵 、 横 向 液压 进 给 加 工电 气 控制线路为例，来说明逻辑设计 法的具体步骤。
返回本节
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
1 分析工艺要求，作出工作循环 图
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
第 10 章 PLC 梯形图程序设计 方法及应用实例


10.1 PLC 梯形图的经验设计法及应用 10.2 PLC 梯形图的逻辑设计法及应用 10.3 PLC 梯形图的“翻译”设计法及应 用 10.4 PLC 梯形图的顺序控制设计法及应 用
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
图 10-10
送料小车往复运动方框图
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
10.4.2 状态转移流程图 的主 要组成及其形式
1 组成 功能图的基本构成元素是步、有向线段和动 作说明。 2 结构形式 功能流程图有顺序结构、分支结构、循环 结构和复合结构。
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
2 三相异步电动机 Y-△ 启 动

图 10-8
三相异步电动机 Y-△ 启动电气控制图
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例

图 10-9 三相异步电动机 Y-△ 启动控制梯形图
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
3 对输入输出设备按 PLC 对应的 I/O 点 进行分配
PLC 的时间继电器由软件构成，这里分 别用内部定时器 T43 、 T44 表示装货、卸 货的延时继电器 KT1 、 KT2 。
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
10.1.3

交通指挥信号灯的控制
1 如图为十字路口交通信号灯示意图 在十字路口的东、南、西、北几个方向装设有红、黄、绿灯，它们按照一定 的停留时间轮流交替发亮。例如东西方向的红灯亮 75s （同时南北方向的绿 灯亮 75s ）， 75s 后，两方向 上 的 黄灯闪烁 5s 后， 东西 方向的 绿灯开始亮 （同时南北方向的红灯也开始发亮）。
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
1 组成


1. 步 2. 向线段和转移 3. 动作说明
使用规则 : 步与步不能直接连用，必须用转移分开； 转移与转移不能连用，必须用步分开； 步与转移、转移与步之间的连线采用有向线段，功能图的流程顺序 一般是从上带下、从左到右。正常顺序可以省略箭头，否则必须加 箭头。如果在画图时有向连线必须中断（例如在复杂的图中，或用 几个图来表示一个顺序功能图时），应在有向连线中断之处标明下 一步的标号和所在的页数，
返回本节
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
10.2 梯形图的逻辑设计法及应 用
10.2.1 梯形图的逻辑设计法 10.2.2 梯形图的逻辑设计法的应用实例

第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
10.2.1 梯形图的逻辑设计法


1 用逻辑设计方法设计 PLC 应用程序的一 般步骤 2 逻辑状态的分析 3 逻辑计算的基本运算规律和逻辑函数式
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
1 系统描述
设计一个三工位旋转台，其工作 图如图 10-11 所示。三个工位分别完 成上料、钻孔和卸件任务。工位 1 上 料器的动作是推进，料到位后退回等 待。工位 2 的动作较多，首先将工料 夹紧，然后钻头向下进给钻孔，钻孔 深度到后，钻头退回到原位；最后将 工件松开，等待。工位 3 上的卸料器 将加工完成的工件推出，推出后退回 等待。
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
2 结构形式

1. 顺序结构 2. 分支结构 3. 循环结构 4. 复合结构
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
10.4.3 顺序功能图设计举例

1 系统描述 2. 控制方案 3. 设计功能流程图（ SFC 图） 4. 建立步与辅助标志寄存器关系表
4 建立步与辅助标志寄存器关系 表
由功能流程图转为梯形图，每一步需要一个辅助标志继电器。 建立步与辅助标志寄存器关系表，可使编程方便。
返回本章首页
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
下面以三相异步电动机的启 动和自加速控制为例来具体 说明“翻译”设计法的主要 过程
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
1
三相异步电动机启动控制图

图 10-7 三相异步电动机启动控制图 （ b ）梯形图
（ a ）电气原理图
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
10.1.3

交通指挥信号灯的控制来自百度文库
2 十字路口交通灯轮流发亮的过程图
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
10.1.3

交通指挥信号灯的控制
3 控制梯形图
第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
10.2

梯形图的逻辑设计 法及应用
可靠性，应注意两个问题。一是保证电路图不会 发生错误动作；二是当一个主令信号既是一个继 电器的开启信号，同时又是另一个继电器的关闭 信号时，应明确主从关系，以消除可能存在的竞 争现象。 根据前面小节所述的逻辑函数的表达方法，可以 确定出电气元件之间的逻辑相互关系，因此，也 不难得出梯形控制图。读者试设计出两种不同的 梯形控制图。

第 10 章 PLC 梯形图程序设计方法及应用实例
10.1 PLC 梯形图的经验设 计法及应用
经验设计方法要求设计者具有较丰富 的实践经验，掌握较多的典型应用程序的 基本环节。根据被控对象对控制系统的具 体要求，凭经验选择基本环节，并把它们 有机地组合起来。其设计过程是逐步完善 的，一般不易获得最佳方案，程序初步设 计后，还需反复调试、修改和完善，直至 满足被控对象的控制要求。