1、本章主要内容本章主要内容第一部分、梯形图的基本电路第一部分、梯形图的基本电路 第二部分、第二部分、梯形图的经验设计方法梯形图的经验设计方法第三部分、第三部分、梯形图的顺序控制设计方法梯形图的顺序控制设计方法 第四部分、第四部分、 PC控制举例控制举例第一部分、梯形图的基本电路第一部分、梯形图的基本电路第一部分、梯形图的基本电路n1启保停电路 n2双向控制电路n3定时器和计数器的应用程序 1启保停电路启保停电路1启保停电路-电机的启动、保持、停止控制说明：这种电路具有自锁或自保持自锁或自保持作用。按一下停止按钮，00002常闭触点断开，使01000线圈断电，接触器KM也断电，电机停转。 2双向控
2、制电路双向控制电路2双向控制电路-电机的正反转控制说明：双向控制电路要求2个接触器个接触器KM1、KM2不不能同时得电能同时得电，否则会造成电机电源的短路。互锁互锁启、保、停启、保、停3定时器和计数器的应用程序定时器和计数器的应用程序适用于：正常运行为联结的电动机。适用于：正常运行为联结的电动机。星形星形三角形三角形减压减压起动（起动（Y 起动）起动） 运行运行S23 UNS1 FUU1U2V1V2W1W2 定子相电压比定子相电压比 U1PYU1PUN 3UN=1 3 定子相电流比定子相电流比 I1PYI1PU1PYU1P=1 3 起动电流比起动电流比IstYIstI1PY 3 I1P=134
3、.3 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 00000 00001IL(02)ILC（03）20000 2000001001TIM001TIM001 0100101002YSV1TIM0010100200000 0100100001 01002COM COMSB1 220VSB2DC24VKM1KM2PLCKHKM1KM2 3. 电动机电动机Y- 启动控制程序启动控制程序 下面是电动机下面是电动机Y- 启动控制的程序设计启动控制的程序设计(尚有其他方案尚有其他方案).必须有硬必须有硬件互锁件互锁!启动按钮启动按钮停车按钮停车按钮注意注意20000的作用！的作用！3定时器和计数器的应用程序n
4、 1）单脉冲电路）单脉冲电路 n 2）闪烁电路）闪烁电路n 3 3）周期性脉冲序列发生器）周期性脉冲序列发生器 n 4 4）完成一小时的定时）完成一小时的定时 1）单脉冲电路n说明：控制输入00000接通时，20000线圈得电并自锁，20000常开触点闭合，使TIM000开始定时、01000线圈得电。2s到，TIM000常闭触点断开，使01000线圈断电。产生脉宽一定的单脉冲产生脉宽一定的单脉冲 2）闪烁电路）闪烁电路 2）闪烁电路可产生周期性方脉冲可产生周期性方脉冲3）周期性脉冲序列发生器）周期性脉冲序列发生器#0020#00303）周期性脉冲序列发生器n电路中定时器的线圈上串接自身的常闭触
5、点，定时时间到时，常闭触点断开使其自身线圈断电，因此，这种电路又称自复位定时器自复位定时器。同自复位定时器一样，自复位计数器也可以产生周期性脉冲序列。4）完成一小时的定时n若想实现长时间定时或大范围计数，可以用两个或两个以上的定时器或计数器级联起来用。 梯形图的经验设计例题n例例1 送料小车自动控制系统送料小车自动控制系统n例例2 两处卸料的小车自动控制系统两处卸料的小车自动控制系统n例例3 电机优先启动控制电机优先启动控制n例例4 通风机监视通风机监视例例1 送料小车送料小车例1 送料小车自动控制系统的梯形图设计步骤：设计步骤：1）理解控制策略）理解控制策略2）I/O分配分配3) 设计梯形图
6、设计梯形图I/O分配分配I/O分配1）I/O分配分配输入：右行启动按钮SB1 00000 左行启动按钮SB2 00001 停止按钮SB3 00002 右端行程开关ST2 00003 左端行程开关ST1 00004输出：右行接触器01000 左行接触器01001 装料电磁阀01002 卸料电磁阀01003梯形图设计梯形图设计梯形图设计 I/O分配分配右行启动按钮SB100000 左行启动按钮SB200001 停止按钮SB3 00002例例2 两处卸料的小车两处卸料的小车例2 两处卸料的小车自动控制系统梯形图设计步骤：设计步骤：1）理解控制策略）理解控制策略2）I/O分配分配3) 设计梯形图设计梯
7、形图I/O分配分配I/O分配1）I/O分配分配输入：右行启动按钮SB1 00000 左行启动按钮SB2 00001 停止按钮SB3 00002 右端行程开关ST2 00003 左端行程开关ST1 00004 中间行程开关中间行程开关ST3 00005输出：右行接触器01000 左行接触器01001 装料电磁阀01002 卸料电磁阀01003梯形图设计梯形图设计梯形图设计 I/O分配分配右行启动按钮SB100000 左行启动按钮SB200001 停止按钮SB3 00002例例3 电机优先启动控制电机优先启动控制例3 电机优先启动控制有5个电机M1M5，都有启动和停止控制按钮，要求按顺序启动，即前
8、级电机不启动时，后级电机无法启动；前级电机停，后级电机也都停I/O分配分配I/O分配1）I/O分配分配5个启动按钮SB1SB500000、00002、00004 、 00006、00008 5个停止按钮SB6SB1000001、00003、00005、00007、00009：5个控制电机的接触器 KM1KM5 0100001004梯形图设计梯形图设计有5个电机M1M5，都有启动和停止控制按钮，要求按顺序启动，即前级电机不启动时，后级电机无法启动；前级电机停，后级电机也都停。梯形图设计 例例4 通风机监视通风机监视逻逻 辑辑 设设 计计 法法 根据控制功能，将输入与输出信号之间建立起根据控制功能
9、，将输入与输出信号之间建立起逻辑函数关系（可先列出逻辑状态表）；逻辑函数关系（可先列出逻辑状态表）； 对上述所得的逻辑函数进行化简或变换；对上述所得的逻辑函数进行化简或变换； 对化简后的函数，利用对化简后的函数，利用PLC的逻辑指令实现其的逻辑指令实现其函数关系（作出函数关系（作出I/O分配，画出分配，画出PLC梯形图）；梯形图）； 逻辑设计法的基本步骤逻辑设计法的基本步骤 添加特殊要求的程序。添加特殊要求的程序。 上机调试程序，进行修改和完善。上机调试程序，进行修改和完善。 逻逻 辑辑 设设 计计 法法 举举 例例 之一之一某系统中有某系统中有3台通风机，欲用一台指示灯显示通风机台通风机，欲
10、用一台指示灯显示通风机的各种运行状态。的各种运行状态。 要求：要求：2台及台及2台以上风机开机时，指示灯常亮；若台以上风机开机时，指示灯常亮；若只有一台开机时，指示灯以只有一台开机时，指示灯以0.5Hz的频率闪烁；全部的频率闪烁；全部停机时，指示灯以停机时，指示灯以2Hz的频率闪烁。用一个开关控制的频率闪烁。用一个开关控制系统的工作。系统的工作。分析控制要求可知：分析控制要求可知：反映通风机运行状态及控制系统工作的信号是反映通风机运行状态及控制系统工作的信号是PLC的输入信号；的输入信号；用用PLC的输出信号来控制一台指示灯的工作情况。的输出信号来控制一台指示灯的工作情况。 对逻辑关系简单的控
11、制，可以直接进行对逻辑关系简单的控制，可以直接进行I/O分配。分配。I/O分配为如下：分配为如下： 输输 入入 输输 出出 风机风机1风机风机2风机风机3 控制开关控制开关 指示灯指示灯00000 00001 00002 00003 01000控制策略有三个通风机，设计一个监视系统，监视通风机的运转。用辅助继电器用辅助继电器2000020002表示指示灯的几种状态。表示指示灯的几种状态。 输 入 输 出 00000 00001 00002 20000 20001 20002 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1
12、1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0由表可看出：由表可看出：20001=2000020002常亮常亮2 Hz闪闪0.5 Hz闪闪风机风机1风机风机3风机风机2设开机为设开机为1、停为、停为0 ；指示灯亮和闪为；指示灯亮和闪为1，灭为，灭为0。20000= 00000 00001 00002 + 00000 00001 00002 00000 00001 00002 + 00000 00001 0000220002= 00000 00001 00002 要求：要求：2台及台及2台以上风机台以上风机开机时，指示灯常亮；若开机时，指示灯常亮；若只有一个台开机时，指示
13、只有一个台开机时，指示灯以灯以0.5Hz的频率闪烁；全的频率闪烁；全部停机时，指示灯以部停机时，指示灯以2Hz的频率闪烁。的频率闪烁。 将将2000020002的逻辑表达式化简：的逻辑表达式化简：化简得：化简得： 20000=00000 00001+ 00000 00002 + 00001 0000220002=00000 00001 0000220001=20000 2000220000= 00000 00001 00002 + 00000 00001 00002 00000 00001 00002 + 00000 00001 00002设计梯形图程序设计梯形图程序20002=0000000
14、0010000220000 = 00000 00001 + 00000 00002 + 00001 0000220001=2000020002常亮常亮控制开关控制开关2 Hz闪闪0.5 Hz闪闪 TIM003 #0003 TIM002 TIM002 #0002 TIM003a原变量用常开接点表示，反变量用常闭接点表示。原变量用常开接点表示，反变量用常闭接点表示。 逻逻 辑辑 设设 计计 法法 举举 例例 之二之二 某系统中有某系统中有4台通风机，欲用两台指示灯显示通台通风机，欲用两台指示灯显示通风机的各种运行状态。风机的各种运行状态。要求：要求：3台及台及3台以上风机开机时，绿灯常亮；两台台以
15、上风机开机时，绿灯常亮；两台开机时，绿灯以开机时，绿灯以5Hz的频率闪烁；一台开机时，红灯的频率闪烁；一台开机时，红灯以以5Hz的频率闪烁；全部停机时，红灯常亮。的频率闪烁；全部停机时，红灯常亮。分析控制要求得知：分析控制要求得知：反映各台风机运行状态的信号是反映各台风机运行状态的信号是PLC的输入信号；的输入信号；要用要用PLC的输出信号来控制各指示灯的亮、灭。的输出信号来控制各指示灯的亮、灭。上述几种运行情况可分开考虑，以简化程序设计。上述几种运行情况可分开考虑，以简化程序设计。 本例，用本例，用A、B、C、D表示表示4台通风机，红灯为台通风机，红灯为F1，绿灯为绿灯为 F2；设灯亮为；设
16、灯亮为“1”、灯灭为、灯灭为“0”； 风机开为风机开为“1”、停为、停为“0” 。 1. 1. 红灯（红灯（F1）常亮的程序设计）常亮的程序设计当当4台风机都不开机时，红灯常亮，其台风机都不开机时，红灯常亮，其逻辑关系可列表为：逻辑关系可列表为：由表可得函数：由表可得函数：F1 = A B C D （1）A B C DF1由式（由式（1）可画出梯形图如下：）可画出梯形图如下： A B C D F1 0 0 0 0 1 2. . 绿灯（绿灯（F2）常亮的程序设计）常亮的程序设计 A B C D F2 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1
17、1能引起绿灯常亮的情况有能引起绿灯常亮的情况有5种，列逻辑状态表如下：种，列逻辑状态表如下：由此得逻辑函数为：由此得逻辑函数为：将式（将式（2）化简为：）化简为：F2 = AB（D+C）+CD（A+B） （3）F2 = ABCD + ABCD + ABCD+ ABCD + ABCD （2）根据式（根据式（3）画梯形图：）画梯形图：F2 C A BDA C DB 3. . 红灯（红灯（F1）闪烁的程序设计）闪烁的程序设计A B C D F1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1根据红灯闪烁的情况列表如下（根据红灯闪烁的情况列表如下（设闪烁为设闪烁为“1”
18、1” ）：）：由表得逻辑函数为：由表得逻辑函数为：将式（将式（4）化简为：）化简为：F1 = ABCD + ABCD + ABCD + ABCD （4）根据式（根据式（5）画梯形图：）画梯形图：F1C D A B 25501 C DA B C DA BF1 = AB（CD + CD）+ CD（AB + AB）（）（5）25501产生产生5Hz的脉冲的脉冲 4. . 绿灯（绿灯（F2）闪烁的程序设计）闪烁的程序设计A B C D F20 0 1 1 10 1 0 1 10 1 1 0 11 0 0 1 11 0 1 0 11 1 0 0 1根据绿灯闪烁的情况列表如下（根据绿灯闪烁的情况列表如下（
19、设闪烁为设闪烁为“1”1” ）：）：由此得逻辑函数为：由此得逻辑函数为：将式（将式（6）化简为：）化简为：F2 = ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD （6）F2 = （AB + AB)(CD + CD）+ AB CD + AB CD （7）F2 = （AB + AB)(CD + CD）+ AB CD + AB CD （7） 根据式（根据式（7）画梯形图如下：）画梯形图如下：F2 A B C D 25501 A B C DA B C DA B C D 5. . 根据所选用的根据所选用的PLC机型，作出机型，作出I/O分配分配表。用表。用PLC的的I/
20、O点编号替换梯形图中的变量。点编号替换梯形图中的变量。（1）作）作I/O分配表（本例使用的分配表（本例使用的PLC是是CPM1A）：）： 输输 入入 输输 出出 A B C D F1 F2 00101 00102 00103 00104 01101 01102（2）将上面各梯形图中的）将上面各梯形图中的A、D、C、D、F1、F2用用 表中的表中的PLC输入输入/输出点编号替换。输出点编号替换。作其梯形图如下：作其梯形图如下：A B C DF100101 00102 00103 0010401101F1 = A B C D 下面以红灯的程序为例说明合并的方法。下面以红灯的程序为例说明合并的方法。
21、00101 00102 00103 00104F1F100103 00104 00101 00102 25501 00103 0010400101 00102 00103 0010400101 00102 6. . 综合几个综合几个梯形图，得出最后的程序。梯形图，得出最后的程序。两张图的合并应作如图处理。两张图的合并应作如图处理。照此处理绿灯及整个照此处理绿灯及整个程序。程序。 红灯的程序红灯的程序7. 上机调试程序，进上机调试程序，进一步修改、完善。一步修改、完善。红灯常亮红灯常亮红灯闪烁红灯闪烁4. 具有多工作方式的系统举例具有多工作方式的系统举例送料小车的控制系统送料小车的控制系统 示意
22、图如下：示意图如下：操作面板图如右操作面板图如右4种工作方式种工作方式系统的4种工作方式 n1）手动工作方式 n2）单周期工作方式n3）连续工作方式n4）单步工作方式功能表图功能表图单周期、连续、单步工作的功能表图自动方式下的总功能表图自动方式下的总功能表图自动工作方式下的总功能表图梯形图的总体结构梯形图的总体结构梯形图的总体结构 说明：整个程序可分为三段：公用程序手动程序自动程序 1手动程序手动程序1)手动程序 n说明：手动按钮0010400107控制小车的各个动作，程序中设置了一些必要的联锁。2)自动程序自动程序2)自动程序3)公用程序公用程序3)公用程序n说明：当系统从自动方式切换到手动
23、方式下，应将代表各步的辅助继电器以及代表连续工作方式的20100复位。否则，在返回自动方式时可能会出现错误动作。这一任务由公用程序完成 5.泡沫塑料切片机泡沫塑料切片机3.2.1 电动机转子串电阻启动控制电动机转子串电阻启动控制 将绕线转子异步电动机转子串电阻起动电气控制电路(按时间原则,三级起动)改造成用PLC 控制,要求电动机每级起动电阻切换时间为 20 秒,启动毕,转入正常运转。任何一级启动电阻未接入，系统将无法启动。试画出电气控制主电路、PLC I/O地址分配表、端子接线图和PLC 控制梯形图。 电电气气控控制制主主电电 路路 I/O 地址分配表地址分配表 PLC I/O硬硬件件连连接接 图图 梯形图控制程序梯形图控制程序
