數(shù)字控制系統(tǒng)梯形圖程序設(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 4.1 梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 在 一 些 典 型 電 路 的 基 礎(chǔ) 上 ， 根 據(jù) 被 控 制 對 象 對 控 制 系 統(tǒng) 的具 體 要 求 ， 不 斷 地 修 改 和 完 善 梯 形 圖 。 有 時(shí) 需 要 反 復(fù) 地 調(diào) 試 和修 改 梯 形 圖 ， 增 加 一 些 中 間 編 程 元 件 和 觸 點(diǎn) ， 最 后 才 能 得 到 一個(gè) 比 較 滿 意 的 結(jié) 果 。 這 種 方 法 沒 有 普 遍 的 規(guī) 律 可 以 遵 循 ， 具 有 很 大 的 試 探 性 和隨 意 性 ， 最 后 的 結(jié) 果 不 是 唯 一 的

2、 ， 設(shè) 計(jì) 所 用 的 時(shí) 間 、 質(zhì) 量 和 設(shè)計(jì) 者 的 經(jīng) 驗(yàn) 有 很 大 的 關(guān) 系 。 4.1.1 有 記 憶 功 能 的 電 路 4.1.2 定 時(shí) 器 應(yīng) 用 電 路 圖 4-3 長 延 時(shí) 電 路 圖 4-4 閃 爍 電 路 4.1.3 經(jīng) 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 法 舉 例 圖 4-5 小 車 自 動(dòng) 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 的 繼 電 器 控 制 電 路 圖 4.1.3 常 閉 觸 點(diǎn) 輸 入 信 號 的 處 理 分 析 上 個(gè) 例 題 中 的 PLC輸 入 端 I0.5處 的 FR的 觸 點(diǎn) 常 開常 閉 情 況 ， 我 們 可 以 得 出 這 樣 的 結(jié) 論 ： 為 了 使 梯 形 圖

3、和 繼 電 器 電 路 圖 中 觸 點(diǎn) 的 類 型 相 同 ， 建議 盡 可 能 地 用 常 開 觸 點(diǎn) 作 為 PLC地 輸 入 信 號 。 4.2 根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法4.2.1 基 本 方 法 “翻 譯 ” 用 PLC的 外 部 硬 件 接 線 圖 和 梯 形 圖 程 序 來 實(shí) 現(xiàn) 繼 電 器 系 統(tǒng)的 功 能 。PLC控 制 箱 ；梯 形 圖 控 制 箱 內(nèi) “ 線 路 圖 ” ； 輸 入 和 輸 出 控 制 箱 與 外 部 的 “ 接 口 繼 電 器 ” 。 將 繼 電 器 電 路 圖 轉(zhuǎn) 換 為 功 能 相 同 的 PLC的 外 部 接 線 圖 和梯 形 圖 的 步

4、驟 ：了 解 和 熟 悉 被 控 制 設(shè) 備 的 工 藝 過 程 和 機(jī) 械 的 動(dòng) 作 情 況 ， 根據(jù) 繼 電 器 電 路 圖 分 析 和 掌 握 控 制 系 統(tǒng) 的 工 作 原 理 。確 定 PLC的 輸 入 信 號 和 輸 出 負(fù) 載 ， 以 及 與 它 們 對 應(yīng) 的 梯 形圖 中 的 輸 入 位 和 輸 出 位 的 地 址 ， 畫 出 PLC的 外 部 接 線 圖 。確 定 與 繼 電 器 電 路 圖 的 中 間 繼 電 器 、 時(shí) 間 繼 電 器 對 應(yīng) 的 梯形 圖 中 的 位 存 儲 器 和 定 時(shí) 器 的 地 址 。根 據(jù) 上 述 的 對 應(yīng) 關(guān) 系 畫 出 梯 形 圖 4

5、.2.2 注 意 事 項(xiàng) 1. 應(yīng) 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 PLC的 輸 入 信 號 和 輸 出 信 號 4 設(shè) 立 外 部 聯(lián) 鎖 電 路 5 梯 形 圖 的 優(yōu) 化 設(shè) 計(jì) 6 外 部 負(fù) 載 的 額 定 電 壓 4.3 順 序 控 制 設(shè) 計(jì) 法 與 順 序 功 能 圖4.3.1 順 序 控 制 設(shè) 計(jì) 法 所 謂 順 序 控 制 ， 就 是 按 照 生 產(chǎn) 工 藝 預(yù) 先 規(guī) 定 的 順 序 ， 在各 個(gè) 輸 入 信 號 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

6、中 各 個(gè) 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 自 動(dòng) 地 有 序 地 進(jìn) 行 操 作 。 使 用 順 序 控 制 設(shè) 計(jì) 法 時(shí) 首 先 根 據(jù) 系 統(tǒng) 地 工 藝 過 程 ， 畫 出順 序 功 能 圖 ， 然 后 根 據(jù) 順 序 功 能 圖 設(shè) 計(jì) 梯 形 圖 。 順 序 功 能 圖 （ SFC） 是 描 述 控 制 系 統(tǒng) 的 控 制 過 程 、 功 能和 特 性 的 一 種 圖 形 ， 也 是 設(shè) 計(jì) PLC的 順 序 控 制 程 序 的 有 力 工具 。 4.3.2 步 與 動(dòng) 作 1 步 的 基 本 概 念 將 系 統(tǒng) 的 一 個(gè) 工 作 周 期 劃 分 成 若 干 個(gè) 順 序 相 連 的 階 段 ，

7、這 些 階 段 稱 為 步 （ step） ， 用 編 程 元 件 （ M， S） 來 代 表 各個(gè) 步 。 步 是 根 據(jù) 輸 出 量 的 狀 態(tài) 來 劃 分 的 。 順 序 設(shè) 計(jì) 法 用 轉(zhuǎn) 換 條 件 控 制 代 表 各 步 的 編 程 元 件 ， 讓它 們 的 狀 態(tài) 按 一 定 的 順 序 變 化 ， 然 后 用 代 表 各 步 的 編 程 元件 去 控 制 PLC的 各 輸 出 位 。 圖 4-11 波 形 圖 圖 4-12 順 序 功 能 圖 2 初 始 步 與 系 統(tǒng) 的 初 始 狀 態(tài) 相 對 應(yīng) 的 步 稱 為 初 始 步 ， 初 始 狀 態(tài)一 般 是 系 統(tǒng) 等 待 啟

8、 動(dòng) 命 令 的 相 對 靜 止 的 狀 態(tài) 。 初 始 步 用 雙線 方 框 表 示 ， 每 個(gè) 順 序 功 能 圖 至 少 對 應(yīng) 有 一 個(gè) 初 始 步 。3 與 步 對 應(yīng) 的 動(dòng) 作 或 命 令4 活 動(dòng) 步 當(dāng) 系 統(tǒng) 正 處 在 某 一 步 所 在 階 段 時(shí) ， 該 步 處 于 活 動(dòng)狀 態(tài) ， 稱 該 步 為 “ 活 動(dòng) 步 ” 。5 動(dòng) 作 A 動(dòng) 作 B 6 動(dòng) 作 A動(dòng) 作 B 圖 4-13 順 序 功 能 圖 4.3.3 有 向 連 線 與 轉(zhuǎn) 換 條 件 圖 4-15 轉(zhuǎn) 換 條 件 SM0.1的 作 用 ： 在 順 序 功 能 圖 中 ， 只 有 當(dāng) 某 一 步

9、的 前 級 步 是 活 動(dòng) 步 時(shí) ，該 步 才 有 可 能 變 成 活 動(dòng) 步 。 如 果 沒 有 斷 電 保 持 功 能 的 編 程 元件 代 表 各 步 ， 進(jìn) 入 RUN工 作 方 式 時(shí) ， 他 們 均 處 于 0狀 態(tài) ， 必 須用 開 機(jī) 接 通 一 個(gè) 掃 描 周 期 的 初 始 化 脈 沖 SM0.1的 常 開 觸 點(diǎn) 作 為轉(zhuǎn) 換 條 件 ， 將 初 始 步 預(yù) 置 為 活 動(dòng) 步 。 圖 4-16 單 序 列 、 選 擇 序 列 與 并 行 序 列 4.3.5 順 序 功 能 圖 中 轉(zhuǎn) 換 實(shí) 現(xiàn) 的 基 本 規(guī) 則 1 轉(zhuǎn) 換 實(shí) 現(xiàn) 的 條 件 ： (1) 該 轉(zhuǎn)

10、換 所 有 的 前 級 步 都 是 活 動(dòng) 步 。 (2) 相 應(yīng) 的 轉(zhuǎn) 換 條 件 得 到 滿 足 。 了 解 同 步 實(shí) 現(xiàn) 2 轉(zhuǎn) 換 實(shí) 現(xiàn) 應(yīng) 完 成 的 操 作 (1) 使 所 有 的 后 續(xù) 步 變 為 活 動(dòng) 步 。 (2) 使 所 有 的 前 級 步 變 為 不 活 動(dòng) 步 。 圖 4-19 轉(zhuǎn) 換 的 同 步 實(shí) 現(xiàn) 這 兩 條 規(guī) 則 可 以 用 于任 意 結(jié) 構(gòu) 中 的 轉(zhuǎn) 換 ！ 3 繪 制 順 序 功 能 圖 時(shí) 的 注 意 事 項(xiàng) ： 兩 個(gè) 步 絕 對 不 能 直 接 相 連 ， 必 須 用 一 個(gè) 轉(zhuǎn) 換 將 它 們 分 隔 開 。兩 個(gè) 轉(zhuǎn) 換 也 不 能

11、 直 接 相 連 ， 必 須 用 一 個(gè) 步 將 它 們 分 隔 開 。不 要 漏 掉 初 始 步 。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) 。 自 動(dòng) 控 制 系 統(tǒng) 應(yīng)能 多 次 重 復(fù) 執(zhí) 行 同 一 工 藝 過 程 ， 一 般 應(yīng) 有 由 步 和 有 向 連 線 組 成 的 閉 環(huán) ， 即在 完 成 一 次 工 藝 過 程 的 全 部 操 作 之 后 ， 應(yīng) 從 最 后 一 步 返 回 初 始 步 ， 系 統(tǒng) 停留 在 初 始 狀 態(tài) (單 周 期 ， 圖 4-12)， 在 連 續(xù) 循 環(huán) 工 作 方 式 時(shí) ， 將 從 最 后 一

12、步返 回 下 一 工 作 周 期 開 始 運(yùn) 行 的 第 一 步 (圖 4-18)。4 順 序 控 制 設(shè) 計(jì) 法 的 本 質(zhì) （ 相 對 經(jīng) 典 設(shè) 計(jì) 法 ） 圖 4-20 信 號 關(guān) 系 圖 圖 4-26 改 錯(cuò) 例 題 ： 某 專 用 鉆 床 用 來 加 工 圓 盤 狀 零 件 上 均 勻 分 布 的 6個(gè) 孔 。開 始 自 動(dòng) 運(yùn) 行 時(shí) 兩 個(gè) 鉆 頭 在 最 上 面 的 位 置 ， 限 位 開 關(guān) I0.3和I0.5為 ON。 操 作 人 員 放 好 工 件 后 ， 按 下 啟 動(dòng) 按 鈕 I0.0， Q0.0變 為 ON， 工 件 被 加 緊 ， 加 緊 后 壓 力 繼 電 器

13、 I0.1為 ON， Q0.1和 Q0.3使 兩 個(gè) 鉆 頭 同 時(shí) 開 始 工 作 ， 分 別 鉆 到 由 限 位 開 關(guān) I0.2和 I0.4設(shè) 定 的 深 度 時(shí) ， Q0.2和 Q0.4使 兩 個(gè) 鉆 頭 分 別 上 行 ， 升到 由 限 位 開 關(guān) I0.3和 I0.5設(shè) 定 的 起 始 位 置 時(shí) ， 分 別 停 止 上 行 ，設(shè) 定 值 為 3的 計(jì) 數(shù) 器 C0的 當(dāng) 前 值 加 1。 兩 個(gè) 都 上 升 到 位 后 ，若 沒 有 鉆 完 3對 孔 ， C0的 常 閉 觸 點(diǎn) 閉 合 ， Q0.5使 工 件 旋 轉(zhuǎn)120 0， 旋 轉(zhuǎn) 到 位 時(shí) 限 位 開 關(guān) I0.6位 O

14、N， 旋 轉(zhuǎn) 結(jié) 束 后 又 開 始鉆 第 2對 孔 。 3對 孔 都 鉆 完 后 ， 計(jì) 數(shù) 器 的 當(dāng) 前 值 等 于 設(shè) 定 值 3，C0的 常 開 觸 點(diǎn) 閉 合 ， Q0.6使 工 件 松 開 ， 松 開 到 位 時(shí) ， 限 位開 關(guān) I0.7為 ON， 系 統(tǒng) 返 回 初 始 狀 態(tài) 。 畫 出 控 制 系 統(tǒng) 的 順 序功 能 圖 。 本 章 小 節(jié)學(xué) 習(xí) 內(nèi) 容 回 顧 ：梯 形 圖 的 經(jīng) 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 法 （ 記 憶 部 分 經(jīng) 典 電 路 ）根 據(jù) 繼 電 器 電 路 設(shè) 計(jì) 梯 形 圖 的 方 法順 序 控 制 設(shè) 計(jì) 法 與 順 序 功 能 圖 （ 重 點(diǎn) ）作 業(yè) ： 課 后 所 有 習(xí) 題 !上 交 的 作 業(yè) :4、 5 、 6、 10