东华理工大学PLC课件 模块一 (9)

【例6-2】根据图6-3所示的选择性序列功能流程图，设计出梯形图程序 使用起保停电路模式编程，对应的状态逻辑关系为：
SM0.1 M0.0 I0.0 M0.1 I0.1 M0.3 I0.4
Q0.2 Q0.0
M 0.0 ( SM 0.1 M 0.3 I 0.4 M 0.0) M 0.1 M 0.2
任务1.2：全自动洗衣机PLC控制系统
全自动洗衣机的控制方式可分为手动控制洗衣、自动控制洗衣和预定时 间洗衣等。这里只介绍全自动洗衣过程。全自动洗衣机结构示意图如图 6-19所示。
(1)全自动洗衣控制要求: ① 洗衣机接通电源后，按下起动按钮，首先进水阀 打开，进水指示灯亮。 ② 当水位达到上限位时，进水指令灯灭，搅轮正转 进行正向洗涤40 s；时间到停2 s后，再进行反向洗 涤40 s，正反向洗涤需重复4次。 ③ 等待洗涤重复4次后，再等待2 s，开始排水，排 水指示灯亮。后甩干桶甩干，指示灯亮。 ④ 当水位到下限位后，排水完成，指示灯灭。又开 始进水，进水指示灯亮。 ⑤ 重复4次①～④的过程。 ⑥ 当第4次排水到下限位后，蜂鸣器响5 s后停止， 整个洗衣过程结束。 ⑦ 操作过程中，按下停止按钮可结束洗衣过程。 ⑧ 手动排水是独立操作的。
(2)I/O元件地址分配表 根据控制要求，I/O元件地址分配表如表6-1所示
(3)设计顺序功能图 根据控制要求，自动门控制系统顺序功能图 如图6-17所示。
(4)设计梯形图程序 根据上面顺序功能图， 使用起保停电路的编程方 法设计的梯形图程序如图 6-18所示。
图6-18 自动 门控制系统 梯形图
图6-22 机械手结构示意图及操作面板
图6-23
PLC的I/O端子接线图
(1)工作方式
系统设有手动、单步、单周期、连续和回原点5种工作方式。 在手动工作方式，用I0.5～I1.2对应的6个按钮分别独立控制机械手的升、 降、左行、右行和夹紧、放松。系统处于原点状态（或初始状态）时，机械 手在最上面和最左边，且夹紧装置为松开状态。在进入单步、单周期和连续 工作方式之前，系统应处于原点状态；若不满足这一条件，可选择回原点工 作方式，然后再按下起动按钮I2.6，使系统自动返回原点状态。在原点状态 时，顺序控制功能图中的初始步M0.0为ON，为进入单步、单周期和连续工作 方式作好准备。 机械手原点开始，将工件从A点搬到B点，最后返回到初始状态的过程称 为一个工作周期。在单步工作方式，从初始步开始，每按一次起动按钮，系 统只向下转换一步的操作，完成该步的动作后，自动停止工作并停留在该步， 这种工作方式常用于系统的调试。 在单周期工作方式时，若初始步为活动步，按下起动按钮I2.6后，从初 始步M0.0开始，机械手按下降→夹紧→上升→右行→下降→放松→上升→左 行的规定完成一个周期的工作后，返回并停留在初始步。 连续工作方式。在初始步按下起动按钮，机械手从初始步开始，工作一个周 期后又开始搬运下一个工件，反复连续地工作。当按下停止按钮时，系统并 不马上停止工作，要完成一个周期的工作后，系统才返回并停留在初始步。 回原点工作方式，I2.1为ON。按下起动按钮I2.6时，机械手在任意状态 中都可以返回到初始状态。
分析：从该功能流程图可知本例中有三个步， 每个步要成为活动步的前提条件是其前级步 为活动步且转换的条件满足。 网络1中， 当 步M0.2为活动步，且转换条件I0.2满足，或转 换条件SM0.1满足,则初始步M0.0将变为活动 步，故步M0.0的起保停电路的起始条件应为 M0.2· I0.2+ SM0.1，对应的起动电路由两条并 联支路组成，第一条支路分别由M0.2、I0.2的 常开触点串联而成。第二条支路是SM0.1常开 触点，和SM0.1常开触点并联的M0.0的常开 触点起自保作用，M0.1的常闭触点起停止作 用。即后级步（如M0.1）被激活时，其对应 的前级步（（如M0.0）关断。其他的网络对 应的状态逻辑关系见上面的式子，分析类似。 其对应的梯形图如图6-2所示。
M0.0 I0.0 M0.1 I0.1 M0.2 I0.2 Q0.0 Q0.1 Q0.0
M 0.0 ( SM 0.1 M 0.2 I 0.2 M 0.0) M 0.1 M 0.1 ( M 0.0 I 0.0 M 0.1) M 0.2 M 0.2 ( M 0.1 I 0.1 M 0.2) M 0.0 Q0.0 M 0.1 M 0.2 Q0.1 M 0.2
6.1.2 PLC控制系统设计的主要内容 1.明确设计任务和技术条件。 2.确定用户输入设备和输出设备。 3.选择可编程控制器的机型。 4.分配I/O通道，绘制I/O接线图。 5.设计控制程序。 6.编制控制系统的技术文件。
6.1.3
程序设计的步骤
用可编程控制器进行控制系统设计的一般步骤有以下步： 1．评估控制任务 2．PLC的选型 3．系统设计
网络5 M0.1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(
M0.4
)
(
网络13 M0.6 Q0.5
)
(
)
图6-6 使用起保停电路编程的例6-3梯形图
2. 以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法
以转换为中心的顺序控制梯形图设 计方法采用S-R指令。当某步的转换 条件满足时，用S指令使该部变为活 动步，同时用R指令使前级步变为非 活动步。这种编程方法与转换实现的 基本规则之间有严格的对应关系，它 更适合对复杂顺序控制系统的编程。 【例6-4】根据图6-1所示的单序列的 功能流程图，设计出梯形图程序 使用以转换为中心的顺序控制梯形图 设计方法采用S-R指令编程的梯形图 如图6-7所示
图7-7 置位、复位指令编制的梯形图
【例6-5】根据图6-3所 示的选择性序列的功能 流程图，设计出梯形图 程序 使用以转换为中心的 顺序控制梯形图设计方 法采用S-R指令编程的 梯形图如图6-8所示
【例6-6】根据图65所示的并列序列的 功能流程图，设计 出梯形图程序 使用以转换为中 心的顺序控制梯形 图设计方法采用S-R 指令编程的梯形图 如图6-9所示
图6-15 PLC接地
任务1.1：PLC在自动门控制中的应用
(1)任务控制要求（图6-16所示为某自动 门工作示意图） ①开门控制，当有人靠近自动门时，感应 器检测到信号，执行高速开门动作；当门 开到一定位置，开门减速开关I0.1动作， 变为低速开门；当碰到开门极限开关I0.2 时，门全部开展。 ②门开展后，定时器T37开始延时，若在 3 s内感应器检测到无人，即转为关门动 作。 ③关门控制，先高速关门，当门关到一定 位置碰到减速开关I0.3时，改为低速关门， 碰到关门极限开关I0.4时停止。在关门期 间若感应器检测到有人（I0.0为ON），停 止关门，T38延时1 s后自动转换为高速开 门。
I0.4 M0.6 I0.5
图7-19 例7-5图 图6-5 例6-3并列序列的功能流程图
Q0.5
根据并列序列功能流程图的特点， 其对应的梯形图如图6-6所示。
网络1 M0.6
I0.5
M0.1
M0.0
网络6 M0.4
I0.3
M0.6
M0.5
(
SM0.1 M0.0
)
SM0.5
(
)
网络7 网络2 M0.0 I0.0 M0.2 M0.1 M0.5 M0.3 I0.0 M0.0 M0.6
3. 使用SCR指令的顺序控制梯形图设计方法
【例6-7】根据图6-9所示 的选择性序列的功能流程 图，设计出梯形图程序 使用SCR指令指令编程 的顺序控制梯形图如图610所示:
SM0.1 S0.0 I0.0 S0.1 I0.1 S0.3 I0.4
Q0.2 Q0.0
I0.2
S0.2 Q0.1
I0.3
I0.4 S0.6 I0.5 Q0.5
图6-11
例6-8功能流程图
6.3 PLC应用中的若干问题
6.3.1 对PLC的某些输入信号的处理
① 若PLC输入设备采用两线式传感器（如接近开关等）时，其漏电流较 大，可能会出现错误的输入信号。为了避免这种现象，可在输入端并联 旁路电阻R，如图6-13所示。 ② 若PLC输入信号由晶体管提供，则要求晶体管的截止电阻应大于10 k， 导通电阻应小于800 。 6.3.2 PLC的安全保护 1．短路保护 2．感性输入/输出的处理
模块六
PLC应用系统设计
6.1 PLC系统设计的主要内容
6.2 PLC程序设计方法 6.3 PLC应用中的若干问题
6.1 PLC系统设计的主要内容
6.1.1 PLC控制系统设计的基本原则
1.最大限度地满足被控对象提出的各项性能指标。 2.确保控制系统的安全可靠。 3.力求控制系统简单。 4.留有适当的裕量。
排水
(4)设计梯形图 程序 根据顺序功能 图按以转换为 中心的编程方 法设计的梯形 图程序如图621所示。
蜂鸣器
图6-21 全自动 洗衣机 顺序控 制梯形 图
任务1.3：多种工作方式机械手的PLC控制
为了满足生产的需要，很多设备要求设置多种工作方式，如手动和自动 （包括连续、单周期、单步和自动返回初始状态）工作方式。 手动控制比较简单，一般采用经验设计法设计，复杂的自动程序一般采 用顺序设计法设计。 图6-22（a）为某机械手结构示意图，用机械手将工件从A点搬运到B点。 当工件夹紧时，Q0.1为ON，工件松开时，Q0.1为OFF。 图6-22（b）为操作面板图，工作方式选择开关的5个位置分别对应于5 种工作方式，操作面板下部的6个按钮（I0.5～I1.2）是手动按钮。图423所示为PLC的I/O端子接线图。 为了保证在紧急情况下（包括PLC发生故障时）能可靠地切断PLC的负 载电源，设置了交流接触器KM如图4-23所示。在PLC开始运行时按下 “负载电源”按钮，使KM线圈通电并自锁，给外部负载提供交流电源。 出现紧急情况时用“紧急停车”按钮断开负载电源。
I0.2
M0.2 Q0.1
M 0.1 ( M 0.0 I 0.0 M 0.1) M 0.3 M 0.2 ( M 0.0 I 0.2 M 0.2) M 0.3 M 0.3 ( M 0.1 I 0.1 M 0.2 I 0.3 M 0.3) M 0.0 Q 0.0 M 0.1 Q 0.1 M 0.2 Q 0.2 M 0.3
图6-9
例6-7功能流程图
【例6-8】根据图6-11所示的并 列序列的功能流程图，设计出 梯形图程序 使用SCR指令指令编程的顺序 控制梯形图如图6-12所示
SM0.1 S0.0 I0.0 S0.1 I0.1 Q0.0
S0.2 I0.2 S0.3
Q0.1
S0.4 I0.3
Q0.3
Q0.2
S0.5
Q0.4
6.1.4 系统调试 1．模拟调试 （1）硬件模拟法 （2）软件模拟法 2．现场联机统调
6.2 PLC程序设计的方法
PLC程序设计的常用方法主要有梯形图经验设计法和顺序 控制设计法等。 6.2.1. 经验设计法 6.2.2 顺序控制设计法
1. 使用起保停电路的顺序控制梯形图设计方法
起-保-停电路是继电器-接触器控制电路常用的一种方法，它在顺序控制梯 形图设计中仅仅使用触点和线圈有关的指令，是一种简单通用的方法。设 计起保停电路的关键是找出它的启动条件和停止条件，启动条件是前级步 为活动步且转换条件满足，停止条件是后级步变为活动步。 【例6-1】根据图6-1所示的单序列功能流程图，设计出梯形图程序。将结 合本例介绍起保停电路的编程方法。 使用起保停电路模式编程，对应的状态逻辑关系为： SM0.1
I0.3
图6-3 例6-2选择性序列功能流程图
根据选择性序列功能流程图的特点，其对应的梯形图如图6-4所示。
【例6-3】根据图6-5所示的并列序列的功能流程图， 设计出梯形图程序
SM0.1 M0.0 I0.0 M0.1 I0.1 M0.2 I0.2 M0.3 Q0.2 Q0.1 M0.4 I0.3 M0.5 Q0.4 Q0.3 Q0.0
图6-19 全自动洗衣机结构示意图 1—电源开关 2—启动按钮 3—PLC控制器 4—进水口 5—出水口 6—洗衣桶 7—外桶 8—电动机 9—波轮
(2)I/O元件地址分配表 根据控制要求，I/O元件 地址分配表如表6-2所示。
(3)设计顺序功能图 根据洗衣机的控制要求，设计出顺序功能图如图620所示。 图6-20 全自动洗衣机顺序控制功能图
图6-13 两线式传感器输入的处理图
6-14 感性输入/输出的处理
3．PLC系统的接地要求
良好的接地是PLC安全可靠运行的重要条件。 PLC一般最好单独接地，与其他设备分别使用各自的接 地装置，如图6-15（a）所示；也可以采用公共接地，如 图6-15（b）所示；但禁止使用图6-15（c）所示的串联接 地方式。另外，PLC的接地线应尽量短，使接地点尽量靠 近PLC，同时，接地线的截面应大于2 mm2。
( )
M0.6
)
(
M0.1
网络8 M0.1 网络2 M0.1 I0.1 M0.3 M0.2 网络9 Q0.0
( ( )
M0.2 Q0.1
)
M0.2 网络10 网络4 M0.2 M0.3 I0.2 M0.6 M0.3
(
Q0.2
)
( )
网络11 M0.4 Q0.3
) )
Q0.4
(
M0.3
(
网络12 M0.5 I0.1 M0.5 M0.4