PLC的程序设计方法一经验设计方法.pdf资料
FX系列PLC的程序设计方法
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送料
已送料
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返回
已返回
4
1 起动
5 夹紧 已夹紧
6 钻头下降 已钻完
7 钻头上升 已上升
8
松开
已松开
9
钻孔
旋转120度
10 测量头下降 合格
11 测量头上升 已上升
12 卸料 已卸料
13 返回 已返回
卸工件 返回
返回 装工件
校孔
不合格
15 测量头上升 已上升
16 取走次品 重新起动
4、STL触点可以直接驱动或通过别的触点驱动Y,M,S,T 等元件的线圈，STL触点也可以使Y,M,S等元件置位或 复位。
5、STL触点断开时，CPU不执行它驱动的电路块，即 CPU只执行活动步对应的程序。
6、由于CPU只执行活动步对应的电路块，使用STL指 令时允许双线圈输出。
7、状态元件S可以使用LD、LDI、AND、ANI、OR、 ORI、SET、RST、OUT指令。
变成活动步。而PLC开始进入RUN方式时各步均处于“0” 状态，因此必须要有初始化信号，将初始步预置为活动步， 否则功能表图中永远不会出现活动步，系统将无法工作。
三、顺序功能图的基本结构 1、单序列（无分支）
1 a
2 b
3 c
单序列
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。
6.3 使用启保停电路的编程方式
根据顺序功能图设计梯形图时，可以用辅助继电 器M来代表步。某一步为活动步时，对应的M为“1” 状态，转换实现时，该转换变为不活动步，而其后续 步变为活动步。
启保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令， 任何一种可编程序控制器的指令系统都有这一类指令， 因此是一种通用的编程方式，可以用于任意型号的 PLC。
PLC程序设计经验设计法探讨
《 装备制造技术）０ ７ ） ０ 年第 ４ ２ 期
ＰＬＧ程 序 设 计 经 验 设 计 法 探 讨
殷建 国
（ 大连职业技术学院 ， 辽宁 大连 １６ ３ ） １ ０７
摘要 ： 通过 实例介绍 了 Ｐ Ｃ程序设计的经验设 计法， Ｌ 即依 据设计 者的设 计经验进 行设计的方法 ， 首先根据控制要 求设 计基 本程序 ， 再 逐步完善程序 ， 最后设置必要的联锁保护程序。
选择开关进行转换 。 Ｓ ２ 设 Ａ 闭合时为单循环工 作状 态 ， 断开时 为多次循环工作状态 ； 多次循环工作 的循环次数 ， 以利用计 可
数器进行控制 。
１２ 编写现场信号与 Ｐ Ｃ输入输 出点编号对照表 ． Ｌ
收稿 日期 ：０ ７ ０ — ９ ２０ — １ １
图 ３ 基本控 制环节梯形 图
图 ４ 实现 自动往返功 能的梯形 图
作者 简介 ： 殷建 国（ ９ ２ ） １６ 一 大连市人 ， 副教授 、 高级 工程师 ， 大连职业技术学 院电气与电子工 程技术系主任 ， 大连 理工大学硕 士研 究生 ， 主要研 究 方 向为 电气 自动化。
３ ３
维普资讯
Ｅ ｕｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ＮＯ． ２ ０ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｎ ｆ ｃｒ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｉ ４， ０ ７
１ ． 计梯 形 图 ３设
有 了 ６个计数脉 冲输入后 ， 完成工作循 环 ， 小车停在原位 。 这样 可 以将 Ｃ Ｏ的常闭触点 串接在 Ｙ １的线 圈上 ， Ｏ的常闭触 点断 Ｃ 开 ， Ｙ１ 圈掉 电。为 了使计数器在起动小车时清零 ， 使 线 可以用
Ｓ２ Ｑ 为前位 ，Ｑ Ｓ ３和 Ｓ ４为原位和前位 限位保护行程开关 。 Ｑ
PLC控制程序设计方法与技巧
PLC控制程序设计方法与技巧摘要：当前主流的PLC程序设计方法包括仅适用于简单系统的经验设计方法，无法处理并行系统的逻辑代数设计方法，和存在数据膨胀问题的Petri网设计等。
随着PLC硬件技术的不断完善，PLC应用的不断深入，人们开始不断探索新的PLC程序设计法方法与思想，以适应不断发展的PLC硬件技术，促进PLC技术的不断发展完善与推广应用。
关键词：PLC控制系统；程序设计；技巧引言PLC控制系统梯形图程序设计的方法主要有两种，即经验编程法和顺序控制编程法。
最常用的是经验编程法，它没有固定的方式和步骤可以遵循，具有很大的试探性和随意性，对于不同的控制系统，没有一种容易掌握的通用设计方法，即使是相同的硬件系统，由不同的人设计，肯定会设计出不同的程序，有的人设计的程序简洁明了，而有的人设计的程序虽然能达到控制系统的要求，完成控制任务，但冗长复杂，阅读起来十分艰难。
由此可见，梯形图程序设计的难度较大，是一种高端、复杂、烦琐、乏味、耗时、费力的智力“游戏”。
一个结构清晰、简单易懂的简洁程序，一是可以大大减少设计工作量，降低设计者劳动强度；二是可以提高程序的可读性，让程序的用户一目了然；三是可以减少程序运行的时间，节省程序占用的空间。
掌握一定的梯形图程序设计诀窍，有助于实现这些目的和要求。
本文介绍了一些梯形图程序设计的技巧和经验，希望对提高ＰＬＣ技术初学者的编程能力有一定的帮助。
1面向对象的PLC程序设计方法1.1STEP7平台简介STEP7是西门子PLC的编程软件平台，提供了数据块（DB）、组织块（OB）、系统功能（SFC）、功能块（FB）、系统功能块（SFB）、功能（FC）等功能模块其中，DB用于存储程序变量，OB为系统程序接口，SFC可被用户直接调用，FB可实现动态、静态分配，SFB具有存储空间且可被用户直接调用，FC没有存储空间且只有在调用时才被分配。
1.2STEP7中类的设计STEP7中的FB和DB模块分别实现了控制逻辑与数据管理的封装，借助这两模块，可实现面向对象语言中类的特性。
第六章 PLC控制程序的设计
3．设计顺序功能图时应该注意的问题 （1）两个步之间必须有转换条件。如果没有， 则应该将这两步合为一步处理。
（2）两个转换不能直接相连，必须用一个步将 它们分隔开。
（3）从生产实际考虑，顺序功能图必须设置初 始步。
（4）顺序功能图应该是一个或两个由方框和有 向线段组成的闭环，也就是说在顺序功能图中不能
4．动作（或命令） 可以将一个控制系统划分为被控系统和施控系 统。对于被控系统，在某一步中要完成某些“动作” （action）。对于施控系统，在某一步则要向被控系 统发出某些“命令”（command）。
为了叙述方便，将命令或动作统称为动作，它 实质是指步对应的工作内容。动作用矩形框或中括 号上方的文字或符号表示，该中括号与相应的步的 矩形框通过短线相连。
有“到此为止”的死胡同。
（5）要想能够正确地按顺序运行顺序功能图程 序，必须用适当的方式将初始步置为活动步。一般
用特殊存储器SM0.1的动合触点作为转换条件，将初 始步置为活动步。
（6）在个人计算机上使用支持SFC的编程软件 进行编程时，顺序功能图可以自动生成梯形图或指
令表。
三、顺序功能图设计法与经验设计法的比较
10．电动机“顺序启动，逆序停车”控制系统设计
（1）控制要求 现有三台电动机M1、M2、M3，要求启动顺序 为：先启动M1，经过8s后启动M2，再经过9s后启动 M3；停车时要求：先停M3，经过9s后再停M2，再 经8s后停M1。
（2）分析控制过程 根据上述控制要求的描述，本程序需要设置四 个定时器，此处选用T50～T53。 T50计时起点为启动信ห้องสมุดไป่ตู้I0.0 T52计时起点为停止信号I0.1。 T53计时时间到后，复位两个辅助继电器，辅助 继电器的OFF会使T50～T53的位为OFF，致使 Q0.0～Q0.2全部OFF。
PLC程序设计常用的方法
PLC程序设计常用的方法PLC程序设计常用的方法主要有经验设计法、继电器控制电路转换为梯形图法、逻辑设计法、顺序控制设计法等。
1. 经验设计法经验设计法即在一些典型的控制电路程序的根底上，根据被控制对象的具体要求，进行选择组合，并屡次反复调试和修改梯形图，有时需增加一些辅助触点和中间编程环节，才能到达控制要求。
这种方法没有规律可遵循，设计所用的时间和设计质量与设计者的经验有很大的关系，所以称为经验设计法。
经验设计法用于较简单的梯形图设计。
应用经验设计法必须熟记一些典型的控制电路，如起保停电路、脉冲发生电路等2. 继电器控制电路转换为梯形图法继电器接触器控制系统经过长期的使用，已有一套能完成系统要求的控制功能并经过验证的控制电路图，而PLC控制的梯形图和继电器接触器控制电路图很相似，因此可以直接将经过验证的继电器接触器控制电路图转换成梯形图。
主要步骤如下：〔1〕熟悉现有的继电器控制线路。
〔2〕对照PLC的I/O端子接线图，将继电器电路图上的被控器件〔如接触器线圈、指示灯、电磁阀等〕换成接线图上对应的输出点的编号，将电路图上的输入装置〔如传感器、按钮开关、行程开关等〕触点都换成对应的输入点的编号。
〔3〕将继电器电路图中的中间继电器、定时器，用PLC的辅助继电器、定时器来代替。
〔4〕画出全部梯形图，并予以简化和修改。
这种方法对简单的控制系统是可行的，比拟方便，但较复杂的控制电路，就不适用了。
3. 逻辑设计法逻辑设计法是以布尔代数为理论根底，根据生产过程中各工步之间的各个检测元件〔如行程开关、传感器等〕状态的变化，列出检测元件的状态表，确定所需的中间记忆元件，再列出各执行元件的工序表，然后写出检测元件、中间记忆元件和执行元件的逻辑表达式，再转换成梯形图。
该方法在单一的条件控制系统中，非常好用，相当于组合逻辑电路，但和时间有关的控制系统中，就很复杂。
4. 顺序控制设计法根据功能流程图，以步为核心，从起始步开始一步一步地设计下去，直至完成。
4章PLC的程序设计方法
图4.1.1自锁触点的启、保、停
图4.1.2 置复位的启、保、停
图4.1.3 RS的启、保、停 2
（4）按钮控制启动、保持、停止控制
计数器比较的单 按钮控制
取反主程序加子程序的单按钮控制
3
2.互锁控制 所谓“互锁”是指当一个继电器工作时，另一个继电器不能工 作，避免短路。方法是用互锁继电器的常闭触点分别串联到其它 互锁的继电器线圈控制线路中。
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4.5.2顺序控制设计法中启保停电路的编程 1. 顺序控制设计中使用启-保-停电路的编程方法 顺序控制设计法中启保停电路的编程，可采用以下步骤
1）根据要求设计顺序功能图（即流程图）。 2）根据顺序功能图写布尔表达式。 3）根据布尔表达式画出梯形图。 启-保-停电路编程的布尔表达式规律：当前步步名对应的继电器
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T37（时段1 T38（时段2 T39（时段3 T40（时段4 T41（时段5 T42（时段6
）
）
）
）
）
）
Q0.1灯A
亮
亮
Q0.2灯B
亮
亮
Q0.3灯C
亮
亮
Q0.4灯D
亮
亮
表4.3.2 彩灯工作时段表格形式 逻辑表达式
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2.【项目4.5】电动机循环运行的PLC控制 （1）控制要求 有两台电动机M1和M2，按下起动按钮SB1，M1运转10min后， 停止5min，M2与M1相反，即M1停止时M2运行，M1运行时 M2停止，如此循环往返，直到按下停止按钮SB2，电动机M1 和M2停止运行。
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2）绿灯常亮的程序设计 能引起绿灯常亮的情况有5种，其状态为
由状态表可得Q0.1（HL2）的逻辑函数为
PLC程序的经验设计法编程实例
PLC程序的经验设计法编程实例在plc进展的初期，沿用了设计继电器电路图的方法来设计梯形图程序，即在已有的些典型梯形图的基础上，依据被控对象对掌握的要求，不断地修改和完善梯形图。
有时需要多次反复地调试和修改梯形图，不断地增加中间编程元件和触点，最终才能得到一个较为满足的结果。
这种方法没有普遍的规律可以遵循，设计所用的时间、设计的质量与编程者的阅历有很大的关系，所以有人把这种设计方法称为阅历设计法。
它可以用于规律关系较简洁的梯形图程序设计。
用阅历设计法设计PLC程序时大致可以按下面几步来进行：分析掌握要求、选择掌握原则；设计主令元件和检测元件，确定输入输出设备；设计执行元件的掌握程序；检查修改和完善程序。
下面通过例子来介绍阅历设计法。
一、设计举例1．送料小车自动掌握的梯形图程序设计（1）被控对象对掌握的要求如图1a所示送料小车在限位开关X4处装料，20s后装料结束，开头右行，遇到X3后停下来卸料，25s后左行，遇到X4后又停下来装料，这样不停地循环工作，直到按下停止按钮X2。
按钮X0和X1分别用来起动小车右行和左行。
图1 送料小车自动掌握a）小车运行示意图b）梯形图（2）程序设计思路以众所周知的电动机正反转掌握的梯形图为基础，设计出的小车掌握梯形图如图1b所示。
为使小车自动停止，将X3和X4的常闭触点分别与Y0和Y1的线圈串联。
为使小车自动起动，将掌握装、卸料延时的定时器T0和T1的常开触点，分别与手动起动右行和左行的X0、X1的常开触点并联，并用两个限位开关对应的X4和X3的常开触点分别接通装料、卸料电磁阀和相应的定时器。
（3）程序分析设小车在起动时是空车，按下左行起动按钮X1，Y1得电，小车开头左行，遇到左限位开关时，X4的常闭触点断开，使Y1失电，小车停止左行。
X4的常开触点接通，使Y2和T0的线圈得电，开头装料和延时。
20s后T0的常开触点闭合，使Y0得电，小车右行。
小车离开左限位开关后，X4变为“0”状态，Y2和T0的线圈失电，停止装料，T0被复位。
第5章 PLC的程序设计及应用
Programmable Controller—PLC
7. 延时接通/断开电路 如图5-18所示，当X001为ON时，定时器T1得电开始计 时，延时10s后，Y001接通并自保。当X001为OFF时，定时器 T2接通并开始计时，经8s延时后，Y001失电断开。
X001 （ T1 X001 （ T2 T2 （ Y001 Y001 ） K100 K80 ） ）
X001 T1 （ T2 T2 （ T1 K20 K20
Programmable Controller—PLC
9. 分频电路 在许多控制场合，需要对控制信号进行分频。图5-20是二 分频电路的梯形图和时序图。在梯形图中用了三个辅助继电 器，分别为M10、M20和M30。
X001 M20 （ M10 ） ）
Programmable Controller—PLC
1. 触点水平不垂直 梯形图中的触点应画在水平线上，不能画在垂直线上，如 图5-1所示。
X003
X001 X002 （ Y001 X005 X003 X004 （ Y002 ） ）
X005
X002 （ Y001 ）
X001 X001 X003 X005 X004 （ Y002 ）
图5-1 触点水平不垂直
Programmable Controller—PLC
2. 线圈右边无触点 梯形图每一行都是从左边的母线开始，线圈接在右边的母 线上，线圈右边不允许再有触点，如图5-2所示。在继电器电 路中的触点可以放在线圈的左边，也可以放在线圈的右边。 在梯形图中，触点提供输入信号，线圈和输出类指令接收逻 辑运算的结果。因为逻辑运算是从左往右进行的，所以输出 类指令应放在电路的最右边。触点如果放在线圈的右边，程 序将会出错。
PLC程序设计步骤及编程技巧
设计控制程序并做模拟调试
编写控制程序
根据控制任务的要求，使用PLC编程语言编写控制程序，实现所需的逻辑控制和数据处 理功能。
模拟调试程序
在模拟环境中对程序进行调试，检查程序的逻辑是否正确，并修正程序中的错误和缺陷。
程序的下载和联机调试
程序的下载
将编写好的程序下载到PLC中，准备进行联机调试。
联机调试
了解输入输出设备的数量、类型和规格， 有助于确定PLC的选型和配置，以满足系 统控制需求。
确定编程语言
总结词
根据PLC品牌和型号，选择适合的编程语言进行程序设计。
详细描述
常见的PLC编程语言包括Ladder Diagram（梯形图）、Sequential Function Chart（顺序功能图）、 Structured Text（结构化文本）等，选择合适的编程语言可以提高编程效率和可维护性。
详细描述
小型化和低成本化有助于提高PLC的 普及率和市场竞争力，使其更容易被 应用到各种规模的自动化系统中。
向智能化、网络化发展
总结词
现代PLC技术正逐渐融入更多的智能化和 网络化元素，以提升系统的性能和灵活 性。
VS
详细描述
智能化的发展主要体现在算法优化、故障 诊断和预测性维护等方面，而网络化则有 助于实现远程监控和数据共享，提高生产 效率。
电机正反转控制
要点一
总结词
通过改变电机输入电源的相序实现电机的正反转控制。
要点二
详细描述
利用PLC的输出信号控制电机接触器的通断，通过改变电 机输入电源的相序，实现电机的正反转控制。
电机调速控制
总结词
通过改变电机输入电源的频率实现电机的调速控制。
详细描述
西门子PLC编程经验设计法及应用,附实例
在PLC发展的初期，沿用了设计继电器电路图的方法来设计比较简单的PLC 的梯形图，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，不断地修改和完善梯形图。
有时需要多次反复地调试和修改梯形图，增加一些中间编程元件和触点，最后才能得到一个较为满意的结果。
这种PLC梯形图的设计方法没有普遍的规律可以遵循，具有很大的试探性和随意性，最后的结果不是唯一的，设计所用的时间、设计的质量与设计者的经验有很大的关系，所以有人把这种设计方法叫做经验设计法，它可以用于较简单的梯形图(如手动程序)的设计。
梯形图的经验设计法是目前使用比较广泛的一种设计方法，该方法的核心是输出线圈，这是因为PLC的动作就是从线圈输出的(可以称为面向输出线圈的梯形图设计方法)。
其基本步骤如下：（1）分解控制功能，画输出线圈梯形图。
根据控制系统的工作过程和工艺要求，将要编制的梯形图程序分解成独立的子梯形图程序。
以输出线圈为核心画输出位梯形图，并画出该线圈的得电条件、失电条件和自锁条件。
在画图过程中，注意程序的启动、停止、连续运行、选择性分支和并联分支。
（2）建立辅助位梯梯形图。
如果不能直接使用输入条件逻辑组合作为输出线圈的得电和失电条件，则需要使用工作位、定时器或计数器以及功能指令的执行结果作为条件，建立输出线圈的得电和失电条件。
（3）画出互锁条件和保护条件。
互锁条件是可以避免同时发生互相冲突的动作，保护条件可以在系统出现异常时，使输出线圈动作，保护控制系统和生产过程。
在设计梯形图程序时，要注意先画基本梯形图程序，当基本梯形图程序的功能能够病足要求后，再增加其他功能，在使用输入条件时，注意输入条件是电平、脉冲还是边沿。
调试时要将梯形图分解成小功能块调试完毕后，再调试全部功能。
经验设计法具有设计速度快等优点，但是，在设计问题变得复杂时，难免会出现设计漏洞。
下面介绍两个程序设计实例。
例：运货小车的自动控制1.运货小车的动作过程图1运货小车在限位开关SQ0装料(见图1)10s后，装料结束。
5-2PLC程序的经验设计法
图3-14 滑台工作循环
图3-15（a）为I/O分配图， 图中X0为起动按钮，X4为停止按钮，X5为 单周/连续选择开关，当开关QS闭合，为自动 循环工作状态；当开关QS断开，为单周工作 状态。 图3-15（b）为梯形图。图中M0为主控点。
图3-15（a） I/O分配图
图3-15（b）梯形图
如执行图3-15（b）程序，当碰击行程开关SQ2时，YA3闭合，但当离开行 程开关SQ3时，YA3又接通，因此无法进入工进状态。其原因是在这类行程开关 中，当档板压行程开关，则常开接通，常闭断开，而当档板离开行程开关，则常 开复位继开，而常闭复位接通。
图3-16
3·3 按时间原则编程
很多实际控制问题，都与时间有关。按时间原则编程，要用到定时器。定时器的使用，要注意 它的时间设定及其触点控制的支路，常有两种方式，如图3-17所示。图中（a）为定时器与驱动线 圈分开编程方式；图（b）为定时器与驱动线圈混合编程方式，各个动作在一个逻辑行中完成，使 用纵接或多重输出。对于含有多个定时器的驱动电路，采用图（a）方式为好。
图3-22
• 设计思路 ： 以众所周知的电动机正反转控制的梯形图为基础，设计出的小车 控制梯形图。为使小车自动停止，将X3和X4的常闭触点分别与Y0和 Y1的线圈串联。为使小车自动起动，将控制装、卸料延时的定时器 T0和T1的常开触点，分别与手动起动右行和左行的X0、X1的常开触 点并联，并用两个限位开关对应的X4和X3的常开触点分别接通装料、 卸料电磁阀和相应的定时器。
(a)
(b) 图3-17
例3-3 有四台电机，M1、M2、M3、M4，顺序起动，反顺序停止。起动时的顺序为 M1→M2→M3→M4，时间间隔分别为3s、4s、5s。停止时的顺序为M4→M3→M2→M1。 时间间隔分别为5s、4s、3s。为维修方便，每台电机可单独起动，单独停止，试画出I/O分 配图以及梯形图。
可编程控制器程序设计(移植法和经验设计法)
移植法和经验设计法的比较
移植法和经验设计法的比较
开发周期长
需要从零开始设计，耗费时间较多。
需要经验丰富的工程师
需要有足够经验的工程师才能保证设计的质量。
未来发展方向
自动化和智能化
随着技术的发展，可编程控制器程序设计将更加自动化和智能化， 减少人工干预的需求。
跨平台移植
未来研究将致力于实现可编程控制器程序的跨平台移植，使得程 序可以在不同的控制器上运行。
经验设计法概述
经验设计法是一种基于实践经验的方法，通过总结和利用已有的控制程序 设计和调试经验，快速实现控制系统的设计和开发。
该方法通常适用于具有相似控制需求的多个控制系统，能够大大缩短开发 周期，提高开发效率。
经验设计法需要具备丰富的实践经验和技能，以及对可编程控制器（PLC） 的深入了解。
确定控制流程
实例1
交通信号灯控制系统
实例3
自动化生产线控制系统
实例2
电梯控制系统
实例4
温度控制系统
经验设计法程序设计实例
实例1
电机控制系统
实例2
液位控制系统
实例3
流量控制系统
实例4
压力控制系统
05
结论
移植法和经验设计法的比较
移植法
优点
代码复用：已有的程序可以直接移植到新的控制 器上，减少重复编写代码的工作量。
移植法是一种将继电器逻辑控制程序转换为可编程控制器控制 程序的方法。
02
它基于原有的继电器控制电路，通过解读电路的工作原理，将
其转换为可编程控制器的指令。
移植法的优点在于可以快速、简便地完成控制程序的转换，减
03
少开发时间。
确定输入输出设备及地址分配
(电气控制与PLC)第八章梯形图程序设计方法
I0.0 I0.1 I0.2 Q0.1 Q0.0
Q0.0 I0.1 I0.0 I0.2 Q0.0 Q0.1
Q0.1
2020/7/21
福州大学电气工程与自动化学院
10
提纲
1. 经验设计法 2. 顺序控制设计法与顺序功能图 3. 基于顺序功能图的梯形图设计方法
2020/7/21
福州大学电气工程与自动化学院
I0.1 I0.0 I0.3 I0.2 Q0.0 Q0.1 I0.4 Q0.1
PLC的外部接线图
小车自动往返的梯形图
福州大学电气工程与自动化学院
9
经验设计法——总结
❖ 将继电器电路转换为梯形图 1. 确定PLC的输入/和输出信号。 2. 画PLC的外部接线图 • 启动/停止一般使用常开按钮 • 互锁使用常闭开关 3. 控制线路图 >> 梯形图 4. 注意互锁环节
2. PLC内部的信号，如定时 器、计数器等
3. 多个信号的逻辑组合 (P79，图4-11)
福州大学电气工程与自动化学院
11
顺序控制设计法与顺序功能图
2020/7/21
动力头控制的 顺序功能图
福州大学电气工程与自动化学院
12
顺序控制设计法与顺序功能图
顺序控制设计法 ❖ 首先根据系统的工艺过程，画出顺序功能图 ❖ 然后根据顺序功能图编写梯形图程序。 ✓ 部分PLC提供了顺序功能图编程语言，用户在编程 软件中生成顺序功能图后便完成了编程工作，如西门 子S7-300/400 PLC中的S7 Graph编程语言。 ✓ 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。
步
有 向 连 线
初始步
与步对应的 动作/命令
lc第六章程序设计PPT参考课件
Date: 2024/8/5
Page: 21
电气控制与PLC应用21
CH6 FX系列PLC的程序设计
顺序功能图的绘制
➢ 根据以上分析和被控对象工作内容、步骤、顺序和控制要 求画出顺序功能图。绘制顺序功能图是顺序控制设计法中 最为关键的一步。
➢ 顺序功能图又称做状态转移图，它是描述控制系统的控制 过程、功能和特性的一种图形。
➢ 顺序功能图不涉及所描述控制功能的具体技术，是一种通 用的技术语言，可用于进一步设计和不同专业的人员之间 进行技术交流。
➢ 国际电工委员会1994年5月公布的可编程控制器标准 IEC1131—3中，将SFC （Sequential Function Chart） 确定为可编程控制器位居首位的编程语言。各个PLC厂家 都开发了相应的顺序功能图。
CH6 FX系列PLC的程序设计
教学目标
掌握经验设计法和顺序功能图设计法。 能用PLC设计自动控制系统。
Date: 2024/8/5
Page: 1
电气控制与PLC应用1
CH6 FX系列PLC的程序设计
第一节 PLC程序的经验设计法
• 基本思路：根据控制要求选择相关联的基本控制环节或经验证的成
熟程序，对其进行补充和修改，最终综合成满足控制要求的完整程序。 若找不到现成的相关联程序，需根据控制要求一边分析一边设计，随 时增加或减少元件以及改变触点的组合方式，经过反复修改最终得到 理想的程序。
常闭触点断开，打开自保，Y0为OFF。
➢ 图（c）中为利用功能指令中的交替输出指令ALT来实现单按钮控制启停控
制的电路。
Date: 2024/8/5
Page: 7
电气控制与PLC应用7
CH6 FX系列PLC的程序设计
plc自动步程序的设计方法
plc自动步程序的设计方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制领域的电气设备，广泛应用于各类生产现场的自动化控制系统中。
在PLC系统中，自动步程序是控制逻辑的重要组成部分，它根据预先设定的规则和条件，控制各种输入输出设备的状态，实现对生产过程的自动化控制。
本文将介绍PLC自动步程序的设计方法，帮助读者更好地理解和应用PLC系统。
一、明确需求和功能在设计PLC自动步程序之前，首先要明确系统的需求和功能。
通过与生产现场的工艺流程和设备进行沟通，了解生产过程的整体逻辑和控制要求。
明确系统需要实现的功能和规则，确定各个输入输出设备之间的关系和控制顺序。
只有明确了需求和功能，才能更好地设计出合理的自动步程序。
二、确定控制逻辑根据系统的需求和功能，确定PLC自动步程序的控制逻辑。
通过逻辑图或流程图的方式，明确每个步骤之间的关系和先后顺序。
在确定控制逻辑时，需要考虑系统的实时性和稳定性，避免出现死循环或死锁的情况。
三、编写程序代码根据确定的控制逻辑，编写PLC自动步程序的程序代码。
在编写程序代码时，需要根据PLC的具体型号和规格，选用合适的编程语言和功能模块。
通常情况下，PLC的编程语言包括梯形图、指令列表、结构化文本等多种形式，根据实际需要选择合适的编程方式。
在编写程序代码时，应遵循以下原则：1. 规范命名：合理规范的命名可以提高程序的可读性和可维护性，避免出现混乱和错误。
2. 模块化设计：将程序分解成多个模块，每个模块负责完成特定的功能，便于调试和修改。
3. 添加注释：在程序代码中添加必要的注释，说明代码的作用和用途，方便他人理解和维护。
4. 异常处理：合理处理可能出现的异常情况，确保系统的稳定性和安全性。
四、调试和优化编写完PLC自动步程序后，需要进行调试和优化，确保程序的正确性和稳定性。
通过模拟输入输出信号，逐步检验程序的逻辑和控制效果，及时发现和解决问题。
PLC程序的经验设计法
不断总结经验教训
记录问题与解决方案
在程序设计和调试过程中，及时记录遇到的问 题和解决方案，形成经验教训总结。
分享与交流
与其他工程师分享经验和教训，相互学习和借 鉴，提高团队整体水平。
持续改进
根据经验和教训总结，不断优化和完善程序设计和调试方法，提高工作效率和 质量。
04
PLC程序经验设计法的案例 分析
适用性广
适用于各种类型的PLC程序设计 和应用场景。
经验设计法的优势与局限性
• 降低成本：能够降低PLC程序设计成本， 减少不必要的浪费。
经验设计法的优势与局限性
依赖经验
依赖于工程师的经验和知识，需要具备丰富的PLC 编程和应用经验。
难以处理复杂问题
对于一些复杂的问题，经验设计法可能难以找到 最优解决方案。
案例一：电机控制系统的PLC程序设计
总结词
通过继电器逻辑控制原理，实现电机的启动、停止和调速功能。
详细描述
利用PLC的输入输出模块，连接电机启动停止按钮、调速旋钮等外部设备，通过编写逻辑控制程序， 实现电机的启动、停止和调速功能。
案例二：自动化流水线的PLC程序设计
总结词
根据生产工艺流程，实现自动化流水线的顺 序控制和联锁保护。
考虑异常情况的处理
1 2
异常检测和处理
在程序中加入异常检测和处理机制，对异常情况 进行及时响应和处理，保证程序的稳定性和安全 性。
故障安全设计
在必要的情况下，采取故障安全设计措施，如急 停控制、安全联锁等，确保设备和人身安全。
3
冗余和容错技术
采用冗余和容错技术，提高程序的可靠性和稳定 性，减少因异常情况导致的生产事故。
快速高效
能够快速地设计出满足需求的PLC程序，提高工程效率。
PLC复杂程序的设计方法 PPT课件
项目一 PLC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。
一、程序设计思路与步骤
1.确定程序的总体结构
2020年3月30日
（3）参数的易调整性好 PLC控制的优越性之一就是灵活性好，容易通过 修改程序或参数而改变系统的某些功能。在设计程 序时必须考虑怎样编写才能易于修改。 （4）程序要简练 编写的程序应尽可能简练，减少程序的语句，一 般可以减少程序扫描时间，提高PLC对输入信号的 响应速度。 （5）程序的可读性好
（1）初始化程序
在 PLC上电后，一般都要做一些初始化的操作。其作用
是为启动作必要的准备，并避免系统发生误动作。初始化
程序的主要内容为：将某些数据区、计数器进行清零；使
某些数据区恢复所需数据；对某些输出量置位或复位；显
示某些初始状态等等。
2020年3月30日
（2）检测、故障诊断、显示程序 应用程序一般都设有检测、故障诊断和显示程序 等内容。这些内容可以在程序设计基本完成时再进 行添加。它们也可以是相对独立的程序段。 （3）保护、连锁程序 各种应用程序中，保护和连锁是不可缺少的部分。 它可以杜绝由于非法操作而引起的控制逻辑混乱， 保证系统的运行更安全、可靠。因此要认真考虑保 护和连锁的问题。通常在PLC外部也要设置连锁和 保护措施。
2020年3月30日
2020年3月30日
二、解答： I/O分配图
序号
输入地 址
说明
序号
1
X0
启动
11
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第八讲教案
第八讲梯形图经验设计法
模块五第八讲
知识点PLC程序设计方法一经验设计方法教学学时2学时
教学要求：
1、掌握常见的可编程序控制器典型环节电路的程序编写
2、要求学生掌握基本程序用经验设计法来编程
重点、难点：
重点：继电器控制系统改变成PLC控制的基本方法，顺序功能图的设计，顺序控制梯形
图编程难点：顺序控制功能图的设计
主要内容：
梯形图经验设计方法
教学方法、教学手段：
PPT讲解
作业练习：
小结
一、梯形图经验设计法经验设计方法也叫试凑法，经验设计方法需要设计者掌握大量的典型电路，在掌握这些典型电
路的基础上，充分理
解实际的控制问题，将实际控制问题分解成典型控制电路，然后用典型电路或修改的典型电路进行拼凑梯形图。
二、梯形图经验设计法的步骤
1.分解梯形图程序
2.输入信号逻辑组合
3.使用辅助元件和辅助触点
4.使用定时器和计数器
5.使用功能指令
6.画互锁条件
7.画保护条件
第八讲教案Page 2 of 6 三、常用基本环节梯形图程序
1、启动、保持和停止电路
实现Y10的启动、保持和停止的四种梯形图如图所示。
这些梯形图均能实现启动、保持和停止的功能。
X0为启动信
号，X1为停止信号。
图a、c是利用Y10 常开触点实现自锁保持，而图b、d是利用SET、RST指令实现自锁保持。
2、三相异步电动机正反转控制
3、常闭触点输入信号的处理
如果输入信号只能由常开触点提供，梯形图中的触点类型与继电器电路的触点类型完全一致。
如果接入PLC的是输入信号的常闭触点，这时在梯形图中所用的X1的触点的类型与PLC外接SB2的常开触点时刚好相
第八讲教案Page 3 of 6 反，与继电器电路图中的习惯也是相反的。
建议尽可能采用常开触点作为PLC的输入信号。
4、多继电器线圈控制电路
下图是可以自锁的同时控制4个继电器线圈的电路图。
其中X0是起动按钮，X1是停止按钮。
5、多地控制电路
下图是两个地方控制一个继电器线圈的程序。
其中X0和X1是一个地方的起动和停止控制按钮，X2和X3是另一个地方的
起动和停止控制按钮。
6、互锁控制电路
下图是3个输出线圈的互锁电路。
其中X0、X1和X2是起动按钮，X3是停止按钮。
由于Y0、Y1、Y2每次只能有一个接
通，所以将Y0、Y1、Y2的常闭触点分别串联到其它两个线圈的控制电路中。
7、顺序起动控制电路
第八讲教案Page 4 of 6
如图所示。
Y0的常开触点串在Y1的控制回路中，Y1的接通是以Y0的接通为条件。
这样，只有Y0接通才允许Y1接通。
Y0关断后Y1也被关断停止，而且Y0接通条件下，Y1可以自行接通和停止。
X0、X2为起动按钮，X1、X3为停止按钮。
8、集中与分散控制电路
在多台单机组成的自动线上，有在总操作台上的集中控制和在单机操作台上分散控制的联锁。
集中与分散控制的梯
形图如图所示。
X2为选择开关，以其触点为集中控制与分散控制的联锁触点。
当X2为ON时，为单机分散起动控制；当
X2
为OFF时，为集中总起动控制。
在两种情况下，单机和总操作台都可以发出停止命令。
9、自动与手动控制电路
在自动与半自动工作设备中，有自动控制与手动控制的联锁，如图所示。
输入信号X1是选择开关，选其触点为联锁型号。
当X1为ON时，执行主控指令，系统运行自动控制程序，自动控制有效，同时系统执行功能指令CJ? P63，直接跳过手动控制程序，手动调整控制无效。
当X1为OFF时，主控指令不执行，自动控制无效，跳转指令也不执行，手动控制有
效。
10、闪烁电路
当拨动开关将X0接通，启动脉冲发生器。
延时2s后Y0接通，再延时1s后Y0断开。
这一过程周期性地重复。
Y0输出一系列脉冲信号，其周期为3s，脉宽为1s。
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11、延合延分电路
如图所示用X0控制Y0，当X0的常开触点接通后，T0开始定时，10s后T0的常开触点接通，使Y0变为ON。
X0为
ON时其常闭触点断开，使T1复位，X0变为OFF后T1开始定时，5s后T1的常闭触点断开，使Y0变为OFF，T1也被复位。
Y0用起动、保
持、停止电路来控制。
12、定时范围扩展电路
FX2N系列PLC定时器的最长定时时间为3276.7s，如果需要更长的定时时间，可以采用以下方法以获得较长延时时间。
1、多个定时器组合电路
如图所示。
当X0接通，T0线圈得电并开始延时，延时到T0常开触点闭合，又使T1线圈得电，并开始延时，当定时器
T1延时到，其常开触点闭合，再使T2线圈得电，并开始延时，当定时器T2延时到，其常开触点闭合，才使Y0接
通。
因此，从X0为ON开始到Y0接通共延时9000s。
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2、定时器和计数器组合
当X1为ON时，T1开始定时，0.6s后T1定时时间到，其常闭触点断开，使它自己复位，复位后T1的当前值变为0，同时
它的常闭触点接通，使它自己的线圈重新通电，又开始定时。
T1将这样周而复始地工作，直至X1变为OFF。
从分析中可看
出，最上面一行电路是一个脉冲信号发生器，脉冲周期等于T1的设定值。
产生的脉冲列送给C0计数，计满3个数后，
C0的
当前值等于设定值，它的常开触点闭合，Y0开始输出。