第4章数字量控制系统梯形图设计方法1-课件.ppt

1、?学习内容及要求?掌握梯形图的编制规则?了解梯形图的经验设计法?熟练掌握顺序功能图的组成和结构?熟练掌握顺序功能图的绘制原则 第第4章章 数字量控制系统梯形图程序设计方法数字量控制系统梯形图程序设计方法 一、梯形图编程的基本规则?触点只能与左母线相连，不能与右母线相连；?线圈只能与右母线相连，不能直接与左母线相连，右母线可以省略；?线圈可以并联，不能串联连接；?应尽量避免双线圈输出。4.1 梯形图的经验设计法 二、编程的技巧?并联电路上下位置可调，应将单个触点的支路放下面。0 LD I0.0 1 LD I0.1 2 A I0.2 3 OLD 4 =Q0.0 0 LD I0.1 1 A I0.2

2、 2 O I0.0 3 =Q0.0 不好！I0.1 Q0.0 I0.2 I0.0 OLD 好！I0.1 Q0.0 I0.2 I0.0?串联电路左右位置可调，应将单个触点放在右边。LD I0.0 LD I0.1 O I0.2 ALD=Q0.0 LD I0.1 O I0.2 A I0.0=Q0.0 好！不好！ALD?双线圈输出的处理 I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.0 I0.2 Q0.0 I0.0 Q0.0 I0.1 I0.2?线圈并联电路中，应将单个线圈放在上边。好！不好！?LD I0.0?LPS?A I0.1?=Q0.0?LPP?=Q0.1?LD I0.0?=Q0.1?A I0.1?=Q0

3、.0?桥形电路的化简方法：找出每条 输出路径进行并联 I0.0 Q0.0 I0.2 I0.4 I0.3 I0.5 I0.0 I0.0 I0.4 I0.5 I0.3 Q0.0 I0.2 I0.5 I0.3 三、三、梯形图的经验设计法梯形图的经验设计法?在典型电路（起保停、定时器电路）的基础上，根据被控对象对控制系统具体要求，不断修改和完善梯形图，直至达到要求为止。?没有普遍规律可循，具有很大的试探性和随意性。?设计结果在很大程度上依据设计者的经验。三相异步电动机的起保停三相异步电动机的起保停 例1、电动机的正反转控制 FU KM1 QS 正转 接触器 反转接触器 L1 L2 L3?主电路 KM2

4、 FR M 3 注意调相?I/O接线图 正转启动 SB2-I0.0 反转启动 SB3-I0.1 停止 SB1-I0.2 KM2 SB2 KM1 SB3 SB1 KM2 KM1 电源 FR 正转接触器 KM1-Q0.0 反转接触器 KM2-Q0.2 正转互锁 反转互锁 Q0.0 1M I0.0 I0.1 I0.2 Q0.1 1L?梯形图 例2、小车自动往复运动，按下右行启动按钮SB2或左行启动按钮SB3后，要求小车在左限位开关SQ1和右限位开关SQ2之间不停地循环往返，直到按下停止按钮SB1停车。?为了使梯形图和继电器电路图中触点的类型相同，应尽可能的采用常开触点作为应尽可能的采用常开触点作为

5、PLC的输入信号。?如果某些信号只能用常闭触点输入，可以按输入全部为常开触点来设计梯形图，然后将梯形图中外接常闭触点的输入位的触点改为相反的触点。常闭输入信号的处理常闭输入信号的处理 例3、根据下图电动机星-角启动的波形图，设计梯形图并写出语句表。例4：运料小车行程控制系统 (1)启动小车，前进至 A点停车，装料5s后自动向B点运行；到达B点后停车，卸料 3 s后小车自动向A点前进，开始下一个循环。三个上述循环后，小车自动停于 B点，同时蜂鸣器发出秒脉冲规律信号，10s后蜂鸣器停止。(2)小车装、卸料的时候，均有相应的指示灯显示，装、卸料完毕后灯灭。1、设计三相异步电动机的 Y-启动控制程序。

6、首先按启动控制程序。首先按总电源开关（I0.0）接通总电源（Q0.0），然后接通启动开关(I0.1)使电动机绕组先实现 Y接接(Q0.1)，经延时5S后，电动机绕组改为接延时用定时器 T101实现，按停车按钮（I0.2常闭）电动机停转。2、用PLC实现彩灯的自动控制。控制过程为：按下启动按钮，第一花样绿灯亮，10S后，第二花样红灯亮；20S后，第三花样绿灯亮；10S后返回第一花样，如此循环，并仅第三花样后方可停止。编写梯形图?作业 4.2 根据继电器电路图设计梯形图的方法根据继电器电路图设计梯形图的方法 用PLC的外部硬件接线和梯形图软件来实现继电器控制系统的功能。特点：不需要改动控制面板，操

7、作人员不用改变长期形成的操作习惯。?1)了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理。?2)确定可编程序控制器的输入信号和输出负载，对应的梯形图中的输入位和输出位的地址，画出可编程序控制器的外部接线图。?3)确定与继电器电路图的中间继电器、时间继电器对应的梯形图中的存储器位(M)和定时器(T)的地址。?4)根据上述对应关系画出梯形图。一、基本方法 例：某三速异步电动机起动和自动加速的继电器控制电路图如下图，改为PLC控制?1）遵守梯形图语言中的语法规定。?2）设置中间单元。?3）尽量减少可编程序控制器的输入信号和输出信号。?4）外部联锁电路的设立。

8、?5）在串联电路中单个触点应放在右边，在并联电路中单个触点应放在下边。?6）外部负载的额定电压。二、注意事项二、注意事项 4.3 顺序控制设计法与顺序功能图顺序控制设计法与顺序功能图 一、顺序控制设计法?1 顺序控制的定义：按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。?2.顺序控制设计法的设计思想：?将系统的一个周期划分为若干个顺序相连的阶段（步）?用编程元件代表各个阶段?利用转换条件控制代表各部的编程元件?代表各部的编程元件控制 PLC的各输出位。?在中小型PLC程序设计时，如果用顺序控制设计法，程序设计时，如

9、果用顺序控制设计法，则先要根据系统的工艺过程设计顺序功能图，然后根据顺序功能图画出梯形图程序。根据顺序功能图画出梯形图程序。?大型或部分中型PLC，有的可直接用功能流程图进行编程（比如，利用 S7-GRAPH软件绘制顺序功能软件绘制顺序功能图程序就可以在S7-300PLCCPU 上直接运行。）?顺序功能图的组成：顺序功能图的组成：由步、有向连线、转换、转换条件、动作组成由步、有向连线、转换、转换条件、动作组成 二、步与动作二、步与动作?步 步是控制系统中的一个相对不变的性质，对应于一个稳定的状态。?初始步?初始步对应于控制系统的初始状态，是系统运行的起点。一个控制系统至少有一个初始步，初始步用

10、双线框表示。?相邻两部之间的状态总是不同(步的划分）?步用矩形方框表示，框中的数字是该步的编号，编号可以是该步对应的工步序号，也可以是该步相对应的编程元件（如PLC内部的通用辅助继电器、步标志继电器等）。?一个步表示控制过程中的稳定状态，可以对应一个或多个动作。可以在步右边加一个矩形框，在框中用简明文字说明该步对应的动作。?活动步?有向连线?有向连线表明了各部成为活动步的先后次序和转有向连线表明了各部成为活动步的先后次序和转移的方向。?有向连线的默认方向为 从上到下或从左至右，这两个方向的 箭头可以省略。?必须中断的有向连线应在 中断处标明下一步的标号和所在的页数。?转换：用有向连线上与有向连

11、线垂直的短划线来表示，转换：用有向连线上与有向连线垂直的短划线来表示，将相邻两步隔开。将相邻两步隔开。?转换条件：转换条件：转换条件是与转换相关的逻辑命题，转换转换条件是与转换相关的逻辑命题，转换条件可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号，条件可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号，标注在表示转换的短线的旁边。标注在表示转换的短线的旁边。?顺序功能图的基本结构?单序列?选择序列?并列序列?顺序功能图举例顺序功能图举例 开始时压钳和剪刀在上限位置，限位开关I0.0、I0.1为ON，按下启动按钮I1.0，板料右行Q0.0为ON至I0.3处，压钳下行（Q0.1)压紧板料I0.4为ON，剪刀下行（

12、Q0.2)，剪断板料I0.2为ON，压钳和剪刀同时上行（Q0.3、Q0.4)到达I0.0 I0.1后分别停止，开始下一周期，10块后停止到初始态。?顺序功能图转换实现的基本规则 1）转换实现的条件?该转换所有的前级步都是活动步。?相应的转换条件得到满足。2）转换实现应完成的操作?使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步。?使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。绘制顺序功能图时的注意事项 (1)两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们分隔开。(2)两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们分隔开。(3)不要漏掉初始步。(4)在顺序功能图中一般应有由步和有向连线组成的闭环。顺序控制设计法的本质?经验设计是试图用输入信号经验设计是试图用输入信号I直接控制直接控制输出信号Q。?顺序控制设计法则是用输入量I控制代表各步的编程元件，再用它们控制输表各步的编程元件，再用它们控制输出量Q。?步是根据输出量Q的状态划分的。?图4-26 改错