數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)方法

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1、第4章 數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計(jì)方法 一 、 梯 形 圖 編 程 的 基 本 規(guī) 則v觸 點(diǎn) 只 能 與 左 母 線 相 連 ， 不 能 與 右 母 線 相 連 ；v線 圈 只 能 與 右 母 線 相 連 ， 不 能 直 接 與 左 母 線 相連 ， 右 母 線 可 以 省 略 ；v線 圈 可 以 并 聯(lián) ， 不 能 串 聯(lián) 連 接 ；v應(yīng) 盡 量 避 免 雙 線 圈 輸 出 。4.1 梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 二 、 編 程 的 技 巧v并 聯(lián) 電 路 上 下 位 置 可 調(diào) ， 應(yīng) 將 單 個(gè) 觸 點(diǎn) 的 支 路 放下 面 。 0 LD I0.0 1 LD I0.1 2 A I0.2 3 O

2、LD 4 = Q0.0 0 LD I0.1 1 A I0.2 2 O I0.0 3 = Q0.0不好！I0.1I0.2I0.0 OLD好！I0.1 I0.2I0.0 v串 聯(lián) 電 路 左 右 位 置 可 調(diào) ， 應(yīng) 將 單 個(gè) 觸 點(diǎn) 放 在 右 邊 。LD I0.0LD I0.1O I0.2ALD= Q0.0 LD I0.1O I0.2A I0.0= Q0.0好！不好！ALD v雙 線 圈 輸 出 的 處 理I0.0I0.1I0.2 I0.0I0.1I0.2 v線 圈 并 聯(lián) 電 路 中 ， 應(yīng) 將 單 個(gè) 線 圈 放 在 上 邊 。好！不好！ LD I0.0 LPS A I0.1 = Q0

3、.0 LPP = Q0.1 LD I0.0 = Q0.1 A I0.1 = Q0.0 v橋 形 電 路 的 化 簡 方 法 ： 找 出 每 條 輸 出 路 徑 進(jìn) 行 并 聯(lián)I0.0 I0.2I0.4I0.3 I0.5 I0.0I0.0 I0.4I0.5I0.3 I0.2I0.5I0.3 三、 梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法在典型電路（起保停、定時(shí)器電路）的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)具體要求，不斷修改和完善梯形圖，直至達(dá)到要求為止。沒有普遍規(guī)律可循，具有很大的試探性和隨意性。設(shè)計(jì)結(jié)果在很大程度上依據(jù)設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)。 三相異步電動(dòng)機(jī)的起保停 例1、電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制FUKM1QS正 轉(zhuǎn)接 觸 器 反 轉(zhuǎn)

4、接 觸 器L1L2L3v主 電 路 KM2FR vI/O接 線 圖正 轉(zhuǎn) 啟 動(dòng)SB2-I0.0反 轉(zhuǎn) 啟 動(dòng)SB3-I0.1 停 止SB1-I0.2 KM2SB2 KM1SB3SB1 電 源 正 轉(zhuǎn) 接 觸 器KM1-Q0.0反 轉(zhuǎn) 接 觸 器KM2-Q0.2正 轉(zhuǎn) 互 鎖 反 轉(zhuǎn) 互 鎖Q0.01MI0.0I0.1I0.2 Q0.11L l梯 形 圖 例2、小車自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，按下右行啟動(dòng)按鈕SB2或左行啟動(dòng)按鈕SB3后，要求小車在左限位開關(guān)SQ1和右限位開關(guān)SQ2之間不停地循環(huán)往返，直到按下停止按鈕SB1停車。 為了使梯形圖和繼電器電路圖中觸點(diǎn)的類型相同，應(yīng)盡可能的采用常開觸點(diǎn)作為PLC的

5、輸入信號(hào)。如果某些信號(hào)只能用常閉觸點(diǎn)輸入，可以按輸入全部為常開觸點(diǎn)來設(shè)計(jì)梯形圖，然后將梯形圖中外接常閉觸點(diǎn)的輸入位的觸點(diǎn)改為相反的觸點(diǎn)。常閉輸入信號(hào)的處理 例3、根據(jù)下圖電動(dòng)機(jī)星-角啟動(dòng)的波形圖，設(shè)計(jì)梯形圖并寫出語句表。 例4：運(yùn)料小車行程控制系統(tǒng) (1)啟動(dòng)小車，前進(jìn)至A點(diǎn)停車，裝料5s后自動(dòng)向B點(diǎn)運(yùn)行；到達(dá)B點(diǎn)后停車，卸料3 s后小車自動(dòng)向A點(diǎn)前進(jìn)，開始下一個(gè)循環(huán)。 三個(gè)上述循環(huán)后，小車自動(dòng)停于B點(diǎn)，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出秒脈沖規(guī)律信號(hào)，10s后蜂鳴器停止。(2)小車裝、卸料的時(shí)候，均有相應(yīng)的指示燈顯示，裝、卸料完畢后燈滅。 1、設(shè)計(jì)三相異步電動(dòng)機(jī)的Y-啟動(dòng)控制程序。首先按總電源開關(guān)（I0.0）接

6、通總電源（Q0.0），然后接通啟動(dòng)開關(guān)(I0.1)使電動(dòng)機(jī)繞組先實(shí)現(xiàn)Y接(Q0.1)，經(jīng)延時(shí)5S后，電動(dòng)機(jī)繞組改為接延時(shí)用定時(shí)器T101實(shí)現(xiàn)，按停車按鈕（I0.2常閉）電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。2、用PLC實(shí)現(xiàn)彩燈的自動(dòng)控制。控制過程為：按下啟動(dòng)按鈕，第一花樣綠燈亮，10S后，第二花樣紅燈亮；20S后，第三花樣綠燈亮；10S后返回第一花樣，如此循環(huán)，并僅第三花樣后方可停止。編寫梯形圖作業(yè) 4.2 根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法用PLC的外部硬件接線和梯形圖軟件來實(shí)現(xiàn)繼電器控制系統(tǒng)的功能。特點(diǎn)：不需要改動(dòng)控制面板，操作人員不用改變長期形成的操作習(xí)慣。 1)了解和熟悉被控設(shè)備的工藝過程和機(jī)械的動(dòng)作情況，根據(jù)繼

7、電器電路圖分析和掌握控制系統(tǒng)的工作原理。 2)確定可編程序控制器的輸入信號(hào)和輸出負(fù)載，對(duì)應(yīng)的梯形圖中的輸入位和輸出位的地址，畫出可編程序控制器的外部接線圖。 3)確定與繼電器電路圖的中間繼電器、時(shí)間繼電器對(duì)應(yīng)的梯形圖中的存儲(chǔ)器位(M)和定時(shí)器(T)的地址。 4)根據(jù)上述對(duì)應(yīng)關(guān)系畫出梯形圖。 一、基本方法 例：某三速異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和自動(dòng)加速的繼電器控制電路圖如下圖，改為PLC控制 1）遵守梯形圖語言中的語法規(guī)定。 2）設(shè)置中間單元。3）盡量減少可編程序控制器的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)。4）外部聯(lián)鎖電路的設(shè)立。5）在串聯(lián)電路中單個(gè)觸點(diǎn)應(yīng)放在右邊，在并聯(lián)電路中單個(gè)觸點(diǎn)應(yīng)放在下邊。6）外部負(fù)載的額定電壓。二

8、、注意事項(xiàng) 4.3 順序控制設(shè)計(jì)法與順序功能圖一、順序控制設(shè)計(jì)法 1 順序控制的定義：按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間的順序，在生產(chǎn)過程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地有秩序地進(jìn)行操作。 2.順序控制設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)思想：n將系統(tǒng)的一個(gè)周期劃分為若干個(gè)順序相連的階段（步）n用編程元件代表各個(gè)階段n利用轉(zhuǎn)換條件控制代表各部的編程元件n代表各部的編程元件控制PLC的各輸出位。 在中小型PLC程序設(shè)計(jì)時(shí)，如果用順序控制設(shè)計(jì)法，則先要根據(jù)系統(tǒng)的工藝過程設(shè)計(jì)順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖程序。大型或部分中型PLC，有的可直接用功能流程圖進(jìn)行編程（比如，利用S7-GRAPH

9、軟件繪制順序功能圖程序就可以在S7-300PLCCPU上直接運(yùn)行。） 順序功能圖的組成：由步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件、動(dòng)作組成 二、步與動(dòng)作n步 步是控制系統(tǒng)中的一個(gè)相對(duì)不變的性質(zhì)，對(duì)應(yīng)于一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。n初始步 初始步對(duì)應(yīng)于控制系統(tǒng)的初始狀態(tài)，是系統(tǒng)運(yùn)行的起點(diǎn)。一個(gè)控制系統(tǒng)至少有一個(gè)初始步，初始步用雙線框表示。n相鄰兩部之間的狀態(tài)總是不同(步的劃分）n步用矩形方框表示，框中的數(shù)字是該步的編號(hào)，編號(hào)可以是該步對(duì)應(yīng)的工步序號(hào)，也可以是該步相對(duì)應(yīng)的編程元件（如PLC內(nèi)部的通用輔助繼電器、步標(biāo)志繼電器等）。 一個(gè)步表示控制過程中的穩(wěn)定狀態(tài)，可以對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作。可以在步右邊加一個(gè)矩形框，在框中用

10、簡明文字說明該步對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。活動(dòng)步 有向連線u 有向連線表明了各部成為活動(dòng)步的先后次序和轉(zhuǎn)移的方向。u 有向連線的默認(rèn)方向?yàn)?從上到下或從左至右，這兩個(gè)方向的 箭頭可以省略。u 必須中斷的有向連線應(yīng)在 中斷處標(biāo)明下一步的標(biāo)號(hào)和所在的頁數(shù)。 轉(zhuǎn)換：用有向連線上與有向連線垂直的短劃線來表示，將相鄰兩步隔開。 轉(zhuǎn)換條件： 轉(zhuǎn)換條件是與轉(zhuǎn)換相關(guān)的邏輯命題，轉(zhuǎn)換條件可以用文字語言、布爾代數(shù)表達(dá)式或圖形符號(hào)，標(biāo)注在表示轉(zhuǎn)換的短線的旁邊。 順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)單序列選擇序列并列序列 順序功能圖舉例開始時(shí)壓鉗和剪刀在上限位置，限位開關(guān)I0.0、I0.1為ON，按下啟動(dòng)按鈕I1.0，板料右行Q0.0為ON至I0

11、.3處，壓鉗下行（Q0.1)壓緊板料I0.4為ON，剪刀下行（Q0.2)，剪斷板料I0.2為ON，壓鉗和剪刀同時(shí)上行（Q0.3 、Q0.4)到達(dá)I0.0 I0.1后分別停止，開始下一周期，10塊后停止到初始態(tài)。 u順序功能圖轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則 1）轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件 該轉(zhuǎn)換所有的前級(jí)步都是活動(dòng)步。相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件得到滿足。 2）轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)應(yīng)完成的操作 使所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號(hào)相連的后續(xù)步都變?yōu)榛顒?dòng)步。 使所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號(hào)相連的前級(jí)步都變?yōu)椴换顒?dòng)步。 繪制順序功能圖時(shí)的注意事項(xiàng) (1) 兩個(gè)步絕對(duì)不能直接相連，必須用一個(gè)轉(zhuǎn)換將它們分隔開。(2) 兩個(gè)轉(zhuǎn)換也不能直接相連，必須用一個(gè)步將它們分隔開。(3) 不要漏掉初始步。(4) 在順序功能圖中一般應(yīng)有由步和有向連線組成的閉環(huán)。順序控制設(shè)計(jì)法的本質(zhì)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)是試圖用輸入信號(hào)I直接控制輸出信號(hào)Q。順序控制設(shè)計(jì)法則是用輸入量I控制代表各步的編程元件，再用它們控制輸出量Q。步是根據(jù)輸出量Q的狀態(tài)劃分的。 圖4-26 改錯(cuò)