1、第第1010章章PLCPLC控制系统设计控制系统设计 v 10.1 概概 述述 v 10.2 梯形图的基本电路梯形图的基本电路v 10.3 梯形图的经验设计方法梯形图的经验设计方法 v 10.4 梯形图的逻辑设计方法梯形图的逻辑设计方法 v 10.5 梯形图的顺序控制设计方法梯形图的顺序控制设计方法 v 10.6 多种工作方式的程序设计多种工作方式的程序设计 v 10.7 具有断电保持功能的程序设计具有断电保持功能的程序设计v 10.8 PLC控制泡沫塑料切片机控制泡沫塑料切片机 10.1 概概 述述 v 系统设计包括硬件电路设计和软件程序设计系统设计包括硬件电路设计和软件程序设计v 设计应遵
2、循以下基本原则：设计应遵循以下基本原则：控制系统应安全、可靠、实用，且易于维修；控制系统应安全、可靠、实用，且易于维修；在满足控制要求的前提下，系统应力求简单、经济，性价比高；在满足控制要求的前提下，系统应力求简单、经济，性价比高；考虑到今后的发展和工艺的改进，在硬件配置上应留有一定的裕考虑到今后的发展和工艺的改进，在硬件配置上应留有一定的裕量。量。系统设计的一般步骤和基本内容如下：系统设计的一般步骤和基本内容如下：弄清开关量、模拟量还是数字量控制？弄清开关量、模拟量还是数字量控制？其规模有多大？其规模有多大？I/O点数有多少？点数有多少？模拟量的路数和位数各多少？模拟量的路数和位数各多少？数
3、字量控制时，数字量控制时，PLC接收或输出高速脉冲的频率是多少？接收或输出高速脉冲的频率是多少？是否有数据采集、显示监控的要求？是否有数据采集、显示监控的要求？是否有是否有PID运算、闭环控制和通信联网等更高的要求？运算、闭环控制和通信联网等更高的要求？必要时进行内存容量的估算。必要时进行内存容量的估算。10.1.1 系统分析系统分析v必须对生产的工艺过程进行深入调查，明确必须对生产的工艺过程进行深入调查，明确PLC控制的任务控制的任务v 要弄清操作方式和在每一种操作方式下应完成的动作要弄清操作方式和在每一种操作方式下应完成的动作 操作方式通常分手动、自动，自动方式又分单周期（半操作方式通常分
4、手动、自动，自动方式又分单周期（半自动）、连续（全自动）。自动）、连续（全自动）。完成的动作：动作顺序、动作条件、必需的保护和联锁完成的动作：动作顺序、动作条件、必需的保护和联锁等。等。v 弄清弄清PLC的使用环境。的使用环境。PLC使用时，对环境温度、防潮、使用时，对环境温度、防潮、防尘、防腐、防震、防电磁干扰都有相应的要求。防尘、防腐、防震、防电磁干扰都有相应的要求。10.1.2 硬件电路设计1.选择PLC机型基本原则：满足控制要求的前提下，保证可靠、维护方便，最佳性价比。1）性能与任务相适应：主要指标有最大）性能与任务相适应：主要指标有最大I/O点数，工作速度，内存容量、内点数，工作速度
5、，内存容量、内存配置，工作电源，存配置，工作电源，PLC的输出方式，特殊功能配置，的输出方式，特殊功能配置，PLC的安装尺寸的安装尺寸2）PLC结构合理、机型统一：同一个企业里，应尽量使机型一致。结构合理、机型统一：同一个企业里，应尽量使机型一致。3）可靠性）可靠性 控制系统必须可靠地工作，可靠性是第一位的问题控制系统必须可靠地工作，可靠性是第一位的问题 应尽可能选择使用广泛、口碑好的大公司产品应尽可能选择使用广泛、口碑好的大公司产品 应考虑生产厂家的售后服务、技术支持应考虑生产厂家的售后服务、技术支持 重要行业（如发电厂、港口），采用双机热备或冗余配置重要行业（如发电厂、港口），采用双机热备
6、或冗余配置2选择输入元件、输出执行元件选择输入元件、输出执行元件v 输入元件：按钮、行程开关、接近开关、光电开关、旋转编码器、液位开关、输入元件：按钮、行程开关、接近开关、光电开关、旋转编码器、液位开关、变送器等。变送器等。v 输出执行元件：接触器、电磁阀、指示灯、数码管等。输出执行元件：接触器、电磁阀、指示灯、数码管等。对上述外围器件应按控制要求，从实际出发，选择合适的类别、型号和规格。对上述外围器件应按控制要求，从实际出发，选择合适的类别、型号和规格。3进行进行I/O点的分配，设计点的分配，设计PLC控制线路，设计主电路控制线路，设计主电路1）I/O点的分配点的分配v 建立建立I/O点与输
7、入、输出元件的对应关系：利于记忆、方便编程、节省配线。点与输入、输出元件的对应关系：利于记忆、方便编程、节省配线。v 为了减少投资，用一些方法节省为了减少投资，用一些方法节省PLC的的I/O点数。如：单按钮控制启动点数。如：单按钮控制启动/停止，停止，相同控制功能的按钮并联使用，等等。相同控制功能的按钮并联使用，等等。2）设计）设计PLC控制线路控制线路v PLC的输入端可以使用自身配置的的输入端可以使用自身配置的DC 24V电源。如果该电源还用于其他目电源。如果该电源还用于其他目的，注意不要超过其额定容量。的，注意不要超过其额定容量。v PLC的输出端需要注意的问题：的输出端需要注意的问题：
8、v 在在PLC的输出公共端子的输出公共端子COM上串入保险丝，作为短路保护用。上串入保险丝，作为短路保护用。v 如输出端接感性负载时，要考虑接入相应的保护电路，保护如输出端接感性负载时，要考虑接入相应的保护电路，保护PLC的输出点。的输出点。交流感性负载使用交流感性负载使用RC吸收电路，直流感性负载使用吸收电路，直流感性负载使用RC吸收电路或续流二吸收电路或续流二极管。极管。v 如果输出端的负载电流超过最大限额，可先外接继电器，然后驱动负载。如果输出端的负载电流超过最大限额，可先外接继电器，然后驱动负载。v 装接外部紧急停车电路。当运行中发生故障时，按紧急停车按钮，切断负装接外部紧急停车电路。
9、当运行中发生故障时，按紧急停车按钮，切断负载电源。载电源。3）主电路的设计）主电路的设计 按照继电器控制电路的设计规范进行按照继电器控制电路的设计规范进行。10.1.3 软件程序设计1熟悉熟悉PLC指令系统和指令系统和PLC的内部软器件的内部软器件2程序应结构分明、层次清楚程序应结构分明、层次清楚3程序应能正确、可靠地实现控制功能程序应能正确、可靠地实现控制功能10.1.4 制作控制柜及现场施工v 先画出先画出PLC的电源进线接线图和输出执行元件的供电接线图；画出电气柜内元的电源进线接线图和输出执行元件的供电接线图；画出电气柜内元器件布置图、相互间接线图；画出控制面板元器件布置图。器件布置图、
10、相互间接线图；画出控制面板元器件布置图。v 现场安装要安全、正确、可靠、合理、美观，要处理好现场安装要安全、正确、可靠、合理、美观，要处理好PLC的接地，注意提高的接地，注意提高系统的抗干扰能力。系统的抗干扰能力。10.1.5 系统调试系统调试v 安装完毕后先对各单元环节和各电柜分别进行调试，然后按动作顺序，模拟输安装完毕后先对各单元环节和各电柜分别进行调试，然后按动作顺序，模拟输入控制信号，逐步进行调试。如果有问题，修改软件，必要时再调整硬件，直入控制信号，逐步进行调试。如果有问题，修改软件，必要时再调整硬件，直到符合要求。到符合要求。10.1.6 编制技术文件编制技术文件v 系统调试和运行
11、成功后，整理技术资料，编制技术文件，包括电气原理图、元系统调试和运行成功后，整理技术资料，编制技术文件，包括电气原理图、元件明细表、软件清单、使用说明书等。件明细表、软件清单、使用说明书等。10.2 梯形图的基本电路10.2.1 启保停电路按下启动按钮，0.01常开触点闭合，使100.00线圈得电，100.00常开触点闭合，维持100.00线圈继续得电，接触器KM通电，电机运转。具有自锁或自保持作用。按下停止按钮，0.02常闭触点断开，100.00线圈断电，电机停转。0.010.02100.00100.00（a）梯形图启保停电路0.02100.00COMCOMPLC（b）PLC外部接线图0.0
12、1DC24VAC220VSB1KMSB2FU停止按钮启动按钮10.2.2 双向控制电路v 按下正转启动按钮按下正转启动按钮0.00，0.00常开触点闭合，常开触点闭合，100.00线圈得电并自锁，线圈得电并自锁，KM1得得电，电机正转；此时若按下反转启动按钮电，电机正转；此时若按下反转启动按钮0.01，0.01常闭触点断开，常闭触点断开，100.00线线圈断电，电机正转停止；圈断电，电机正转停止；0.01常开触点闭合，常开触点闭合，100.01线圈得电并自锁，线圈得电并自锁，KM2得得电，电机反转。电，电机反转。v 按下停止按钮按下停止按钮0.02，0.02常闭触点断开，线圈断电，电机停转。常
13、闭触点断开，线圈断电，电机停转。v KM1、KM2不能同时得电。不能同时得电。双向控制电路0.000.010.020.020.000.01100.00100.00100.00100.01100.01100.01（a）梯形图0.000.010.02COM（b）PLC外部接线图PLCDC24VSB1SB2SB3100.01100.00COMAC220VKM1KM2KM2KM1FU机械互锁机械互锁机械互锁10.2.3 电动机Y-降压启动控制启动按钮SB1：0.00停止按钮SB2：0.01；供电电源接触器KM1：100.00星形连接接触器KM2：100.01三角形连接接触器KM3：100.02按下启动
14、按钮后，KM1与KM2接通，电动机绕组星形连接降压启动；Y-换接时，KM2断开，KM3接通，绕组接成三角形全压运行。KM3KM2FUQSKM1KHW1 U1 V1（a）主电路W2 U2 V210.2.4 单按钮启停控制用KEEP指令设计单按钮启停控制0.0020.0020.00100.00100.0020.0120.01100.00DIFU(013)20.00用基本指令设计单按钮启停控制 10.2.5 优先权程序0.000.010.020.0320.0020.0120.0020.0020.0120.0020.0120.0220.0220.03级别高的信号优先响应 10.2.6 分频器0.002
15、0.0020.0020.0220.0120.0120.0220.02DIFU(013)20.00（a）程序（b）波形20.0020.020.0020.01TsTs 二分频器10.2.7 脉冲发生器1.单脉冲发生器单脉冲发生器2.连续脉冲发生器连续脉冲发生器图为定时器实现的脉冲序列发生器。定时器实现的脉冲序列发生器 100sv 自复位计数器也可以产生周期性脉冲序列，如图所示自复位计数器也可以产生周期性脉冲序列，如图所示。计数器实现的脉冲序列发生器 100sv 下图是一个脉冲宽度可调、占空比为下图是一个脉冲宽度可调、占空比为1:1的连续脉冲发生器。的连续脉冲发生器。v 下图是一个脉冲宽度和占空比均
16、可调的连续脉冲发生器。下图是一个脉冲宽度和占空比均可调的连续脉冲发生器。10.2.8 长定时程序v 图是用两个定时器级连实现长图是用两个定时器级连实现长定时的程序定时的程序v 总的定时时间是总的定时时间是SV1 SV2 v 用用CNT设计具有断电保持功能的长定时程设计具有断电保持功能的长定时程序，第一级可采用各种形式的周期性脉冲序，第一级可采用各种形式的周期性脉冲序列发生器，第二级只能用计数器。序列发生器，第二级只能用计数器。v 图是用两个计数器设计的具有断电保持功图是用两个计数器设计的具有断电保持功能的长定时程序，第一级能的长定时程序，第一级CNT0100用来产用来产生计数脉冲，生计数脉冲，
17、P_1min为分钟脉冲，由为分钟脉冲，由CNT0100产生的计数脉冲周期为产生的计数脉冲周期为SV1分钟，分钟，第二级第二级CNT0101对对CNT0100产生的脉冲序产生的脉冲序列进行计数，计满列进行计数，计满SV2个数时，个数时，20.00线圈线圈通电通电v 总的定时时间为总的定时时间为SV1 SV210.2.9 断电延时定时器v 一般为通电延时型的，即当定时器输入接通时，定时器从设定值开始做一般为通电延时型的，即当定时器输入接通时，定时器从设定值开始做减法运算，减到零时，定时器才有输出，其常开触点闭合、常闭触点断减法运算，减到零时，定时器才有输出，其常开触点闭合、常闭触点断开。当定时器输
18、入断开时，定时器立即复位，即由当前值恢复到设定值，开。当定时器输入断开时，定时器立即复位，即由当前值恢复到设定值，其常开触点断开、常闭触点闭合。有时需要另一种定时器，即从某个输其常开触点断开、常闭触点闭合。有时需要另一种定时器，即从某个输入条件断开时开始延时，这就是断电延时定时器，如图所示。入条件断开时开始延时，这就是断电延时定时器，如图所示。10.2.10 双延时定时器v 所谓双延时定时器，所谓双延时定时器，是指通电和断电均是指通电和断电均延时的定时器，用延时的定时器，用两个定时器完成双两个定时器完成双延时控制，如图所延时控制，如图所示。示。10.2.11 移位寄存器的应用举例1.1.在自动
19、生产线上的应用在自动生产线上的应用 v 移位寄存器在物品分选的应用如图所移位寄存器在物品分选的应用如图所示，某生产线有示，某生产线有5个工位，个工位，1号工位是号工位是检查站，检查站，5号工位是剔除站。产品经号工位是剔除站。产品经过检查站要检查其是否合格，如果不过检查站要检查其是否合格，如果不合格将在合格将在5号工位被剔除。从号工位被剔除。从1号工位号工位到到5号工位要移动号工位要移动4次，因此，使用次，因此，使用4位移位寄存器位移位寄存器20.0020.03。2.2.彩灯控制彩灯控制v 彩灯控制的梯形图如图所示，用移位寄彩灯控制的梯形图如图所示，用移位寄存器的存器的20.0020.07通过通
20、过100.0001007控制控制外接外接8个彩灯，个彩灯，20.07用作移位寄存器的数用作移位寄存器的数据输入端，这样即可实现环形移位。用据输入端，这样即可实现环形移位。用自复位定时器产生周期为自复位定时器产生周期为2s的脉冲序列，的脉冲序列，作为移位脉冲。外接输入开关给移位寄作为移位脉冲。外接输入开关给移位寄存器中的各位设置初始值。存器中的各位设置初始值。v 彩灯移动的方向由彩灯移动的方向由100.02控制，既可以左控制，既可以左移，也可以右移。当移，也可以右移。当100.02为为ON时，彩时，彩灯右移；当灯右移；当100.02为为OFF时，彩灯左移。时，彩灯左移。10.3 梯形图的经验设计
21、方法v 经验设计法没有普遍的规律可以遵循，随意经验设计法没有普遍的规律可以遵循，随意性较大，设计的质量与编程者的经验有很大性较大，设计的质量与编程者的经验有很大的关系，最后的程序也不是唯一的。的关系，最后的程序也不是唯一的。v 例例1 送料小车自动控制系统的梯形图设计。送料小车自动控制系统的梯形图设计。v 工作示意图如图，在工作示意图如图，在ST1处装料，处装料，15s后装料结束，开始右行，碰到后装料结束，开始右行，碰到ST2后后停下来卸料，停下来卸料，10s后左行，碰到后左行，碰到ST1又停下来装料，这样不停地循环工作。又停下来装料，这样不停地循环工作。在右行或左行过程中，按一下停止按钮在右
22、行或左行过程中，按一下停止按钮SB3，小车停止运行。系统设置右，小车停止运行。系统设置右行启动按钮行启动按钮SB1和左行启动按钮和左行启动按钮SB2。ST1ST2右右左左装料处装料处卸料处卸料处装料装料15s、卸料、卸料10s。1）I/O分配分配输入：右行启动按钮输入：右行启动按钮SB1 0.00v 左行启动按钮左行启动按钮SB2 0.01v 停止按钮停止按钮SB3 0.02v 右端行程开关右端行程开关ST2 0.03 v 左端行程开关左端行程开关ST1 0.04输出：右行接触器输出：右行接触器 100.00v 左行接触器左行接触器100.01v 装料电磁阀装料电磁阀100.02v 卸料电磁阀
23、卸料电磁阀100.03v 2）设计梯形图设计梯形图例例2 电机优先启动控制。有电机优先启动控制。有5个电机个电机M1M5，都有启动和停止控制按钮，要求按顺序启动，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。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。1）I/O分配分配输入：输入：5个启动按钮个启动按钮 SB1SB5 0.00、0.02、0.04、0.06、0.08。v 5个停止按钮个停止按钮 SB6SB10 0.01、0.03、0.05、0.07、0.09。输出：输出：5个控制电机的接触器个控制电机的接触器 K
24、M1KM5 100.0001004。2）设计梯形图）设计梯形图10.4 梯形图的逻辑设计方法基本逻辑表达式梯形图 逻辑“与”y=x1 x2 逻辑“或”y=x1+x2 逻辑“非”y=x1“与”运算式 y=x i=x1x2xn “或”/“与”运算式 y=(x1+x2)x3x4 “与”/“或”运算式 y=x1x2+x3x4基本逻辑表达式与梯形图的对应关系 i=1n x2 x1 y x1 y y x1 x2 y x1 x2 xn x2 y x1 x3 x4 x1 x2 y x3 x4 例例1 三个开关控制一个灯，任何一个开关都可以改变灯的状态，即控三个开关控制一个灯，任何一个开关都可以改变灯的状态，即
25、控 制灯的亮或灭。制灯的亮或灭。1）I/O分配分配v输入：三个开关输入：三个开关 0.000.02v输出：灯输出：灯 100.002）设计梯形图）设计梯形图v开关开关1、0表示接通或断开两个状态表示接通或断开两个状态;v灯灯1、0表示亮或灭两个状态。表示亮或灭两个状态。v表为三个开关控制一个灯的真值表，一共表为三个开关控制一个灯的真值表，一共8种组合，分成两组种组合，分成两组;v奇数个奇数个1为为1组，组，4个组合，对应灯亮；偶数个个组合，对应灯亮；偶数个1为另一组，有为另一组，有4个组合，个组合，对应灯灭。任何一个开关状态的改变，都可以把组合从一组改到另一对应灯灭。任何一个开关状态的改变，都
26、可以把组合从一组改到另一组，从而实现所要求的控制。组，从而实现所要求的控制。v 由逻辑表达式画出梯形图，如图所示。由逻辑表达式画出梯形图，如图所示。100.00=0.000.010.02+0.000.010.02+0.000.010.02+0.000.010.02v逻辑表达式为：逻辑表达式为：例例2 通风机监视，有三个通风机，设计一个监视系统，监视通风机的运转。要求通风机监视，有三个通风机，设计一个监视系统，监视通风机的运转。要求如下：如果两个或两个以上在运转，信号灯就持续发亮；如果只有一个通风如下：如果两个或两个以上在运转，信号灯就持续发亮；如果只有一个通风机在运转，信号灯就以机在运转，信号
27、灯就以0.5Hz的频率闪烁；如果三个通风机都不运转，信号灯的频率闪烁；如果三个通风机都不运转，信号灯就以就以2Hz的频率闪烁。用一个开关来控制系统的工作，开关闭合时系统工作，的频率闪烁。用一个开关来控制系统的工作，开关闭合时系统工作，开关断开时，系统不工作，信号灯熄灭。开关断开时，系统不工作，信号灯熄灭。1）I/O分配分配 v 输入：风机状态输入：风机状态 13 0.000.02 控制开关控制开关 0.03v 输出：信号灯输出：信号灯 100.002）设计梯形图：通风机运转有三种情况用三个辅助继电器）设计梯形图：通风机运转有三种情况用三个辅助继电器20.0020.02表示这三表示这三种状态，再
28、由这三个继电器控制指示灯。种状态，再由这三个继电器控制指示灯。v 20.00、20.01、20.02的控制电路设计：的控制电路设计：v 20.0020.02和和0.000.02的关系可用真值表列出，如表所示。的关系可用真值表列出，如表所示。从逻辑关系上从逻辑关系上20.01可由可由20.00、20.02来表示：来表示：20.02=0.000.010.0220.01=0.000.010.02+0.000.010.02+0.000.010.0220.00=0.000.010.02+0.000.010.02+0.000.010.02+0.000.010.02 =0.000.01+0.000.02+0
29、.010.0220.01=20.0020.02。写出写出20.0020.02的逻辑表达式，并用逻辑代数的公式化简如下：的逻辑表达式，并用逻辑代数的公式化简如下：v 由逻辑表达式可以画出梯形图，如图。由逻辑表达式可以画出梯形图，如图。10.5 梯形图的顺序控制设计方法v 顺序控制的特点顺序控制的特点v 工作过程特点：系统的工作过程可以分为若干步（如第一工作过程特点：系统的工作过程可以分为若干步（如第一步装料，第二步右行，第三步卸料，第四步左行等），当步装料，第二步右行，第三步卸料，第四步左行等），当满足某个条件时（如时间满足某个条件时（如时间15秒、碰到行程开关等），系统秒、碰到行程开关等），系
30、统从当前步转入下一步，同时上一步的动作结束。从当前步转入下一步，同时上一步的动作结束。v 步进工作过程，可以用顺序功能图来描述。例如小车送料步进工作过程，可以用顺序功能图来描述。例如小车送料控制系统的顺序功能图如图所示，该顺序功能图可直观、控制系统的顺序功能图如图所示，该顺序功能图可直观、清晰地描述小车的工作过程。清晰地描述小车的工作过程。10.5.1 10.5.1 顺序控制设计方法顺序控制设计方法2.顺序功能图及其对应的梯形图顺序功能图及其对应的梯形图v 状态转移图、状态图或流程图，是描述控制系统的控制过程、功能和特状态转移图、状态图或流程图，是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，
31、由步、转换条件、有向连线、动作来组成。步用矩形框性的一种图形，由步、转换条件、有向连线、动作来组成。步用矩形框表示，框内的数字表示步的编号。表示，框内的数字表示步的编号。v 顺序功能图基本结构：顺序功能图基本结构：1）单序列结构）单序列结构:每一步后面仅有一个转换条件，每一转换条件后仅有一步。每一步后面仅有一个转换条件，每一转换条件后仅有一步。2）选择序列结构，）选择序列结构，3）并行序列结构）并行序列结构10.5.2 顺序控制程序设计举例例例1 图为一动力头进给运动的示意图。初始状态时，动力头停在图为一动力头进给运动的示意图。初始状态时，动力头停在ST3处，按一下处，按一下启动按钮后，动力头
32、快进；碰到行程开关启动按钮后，动力头快进；碰到行程开关ST1时，改为工进；碰到行程开关时，改为工进；碰到行程开关ST2时，改为快退；快退碰到行程开关时，改为快退；快退碰到行程开关ST3时，停止。时，停止。1）I/O分配分配v 输入：三个行程开关：输入：三个行程开关：0.01、0.02、0.03；启动按钮：；启动按钮：0.00v 输出：三个电磁阀：输出：三个电磁阀：100.00、100.01、100.02，如表所示。，如表所示。0.03ST3100.02快退电磁阀0.02ST2100.01工进电磁阀20.01ST1100.00快进电磁阀10.00启动按钮输 出输 入I/O分配表2）画出顺序功能图
33、）画出顺序功能图v 顺序功能图如图（顺序功能图如图（a）所示）所示v 进一步改画为图（进一步改画为图（b）3）设计梯形图如图（）设计梯形图如图（c）所示。）所示。例例2 两处送料小车的控制梯形图。送料小两处送料小车的控制梯形图。送料小车工作示意图如图，初始状态小车空车工作示意图如图，初始状态小车空车停在行程开关车停在行程开关ST1处，按一下启动按处，按一下启动按钮，小车在钮，小车在ST1处装料；处装料；15s后装料结后装料结束，开始右行；碰到行程开关束，开始右行；碰到行程开关ST2后停后停下来卸料；下来卸料；10s后左行，碰到行程开关后左行，碰到行程开关ST1又停下来装料；又停下来装料；15s
34、后装料结束，后装料结束，开始右行，碰到行程开关开始右行，碰到行程开关ST3后停下来后停下来卸料，卸料，10s后左行，碰到行程开关后左行，碰到行程开关ST1又停下来装料。这样循环工作，直到又停下来装料。这样循环工作，直到按一下停止按钮，小车在完成最后一按一下停止按钮，小车在完成最后一个周期的工作后空车停在个周期的工作后空车停在ST1处。处。1 1）I/OI/O分配分配输 入输 出ST10.01右行接触器100.00ST20.02左行接触器100.01ST30.03装料电磁阀100.02启动按钮0.04卸料电磁阀100.03停止按钮0.05I/O分配表2）画出顺序功能图）画出顺序功能图v 顺序功能
35、图如图所示。顺序功能图如图所示。v 系统是一种连续工作方式，即在初系统是一种连续工作方式，即在初始点始点ST1处，按一下启动按钮，系统处，按一下启动按钮，系统进行连续循环工作，直到按一下停进行连续循环工作，直到按一下停止按钮，系统在完成最后一个周期止按钮，系统在完成最后一个周期的工作后，停止在初始点。的工作后，停止在初始点。P_First_Cycle 0.0120.0021.0020.01100.02T0000T000020.02100.000.0220.03100.03T0001T000120.04100.010.0120.05T000220.06100.000.0320.07T000320
36、.08100.010.01初始等待装料右行卸料左行装料右行卸料左行100.02T0002100.03T0003 顺序功能图3）设计梯形图）设计梯形图 根据顺序功能图画出梯形图，如图所示根据顺序功能图画出梯形图，如图所示 v 例例3 用传送带传送长物体的控制系统如图所示。为了减少传送带的运用传送带传送长物体的控制系统如图所示。为了减少传送带的运行时间，采用分段传送方式。行时间，采用分段传送方式。A、B为两条传送带，为两条传送带，GK1、GK2为两个为两个光电开关，工作过程如下：按一下启动按钮，光电开关，工作过程如下：按一下启动按钮，A开始运行，开始运行，B不运行；不运行；当长物体前端靠近当长物体
37、前端靠近GK1时，时，A、B都运行；当长物体后端离开都运行；当长物体后端离开GK1时，时，B运行，运行，A不运行；当长物体后端离开不运行；当长物体后端离开GK2时，时，A、B都不运行。都不运行。1）I/O分配分配v I/O分配见表。分配见表。输 入输 出GK10.00A线圈100.00GK20.01B线圈100.01启动按钮0.022）画出顺序功能图）画出顺序功能图顺序功能图如图所示。顺序功能图如图所示。表示转换条件为表示转换条件为0.00 OFF，0.01表示转换条件为表示转换条件为0.01的下降沿微分。的下降沿微分。0.003）设计梯形图）设计梯形图 梯形图如下图所示梯形图如下图所示10.
38、6 多种工作方式的程序设计v 很多工业控制设备设置有以下几种工作方式：手动、单周期、连续，后两种属很多工业控制设备设置有以下几种工作方式：手动、单周期、连续，后两种属于自动工作方式。下面以运料小车的控制系统为例，介绍多种工作方式的程序于自动工作方式。下面以运料小车的控制系统为例，介绍多种工作方式的程序设计。下图是运料小车的工作示意图。设计。下图是运料小车的工作示意图。操作面板如图所示。系统设有系统设有3种工作方式，种工作方式，由工作方式选择开关确定。由工作方式选择开关确定。v 工作方式开关拨到手动位置，工作方式开关拨到手动位置，1.01接通。接通。v 按住右行按钮按住右行按钮1.04，小车右行
39、，松开或碰到，小车右行，松开或碰到ST2（0.03），右行停止。），右行停止。v 按住左行按钮按住左行按钮1.05，小车左行，松开或碰到，小车左行，松开或碰到ST1（0.04），左行停止。），左行停止。v 小车停在小车停在0.04处时，按住装料按钮处时，按住装料按钮1.06，小车装料，松开按钮，装料停止。，小车装料，松开按钮，装料停止。v 小车停在小车停在0.03处时，按住卸料按钮处时，按住卸料按钮1.07，小车卸料，松开按钮，卸料停止。，小车卸料，松开按钮，卸料停止。1 1）手动工作方式）手动工作方式v 工作方式开关拨到单周期位置，工作方式开关拨到单周期位置，1.02接通。接通。v 小车在左
40、限位小车在左限位ST1时，按一下启动按钮时，按一下启动按钮0.00后，小车装料后，小车装料15秒，右行至秒，右行至ST2处停止，卸料处停止，卸料10秒，左行至秒，左行至ST1停止，一个运行周期结束。若小车再次工停止，一个运行周期结束。若小车再次工作，需再按启动按钮，即按一下启动按钮，小车只能工作一个周期。作，需再按启动按钮，即按一下启动按钮，小车只能工作一个周期。2）单周期工作方式）单周期工作方式v 工作方式开关拨到连续位置，工作方式开关拨到连续位置，1.03接通。接通。v 在初始状态按一下启动按钮小车工作一个周期返回在初始状态按一下启动按钮小车工作一个周期返回ST1处，又开始下一处，又开始下
41、一个周期的工作，小车不停地连续循环工作，按一下停止按钮停止工作。个周期的工作，小车不停地连续循环工作，按一下停止按钮停止工作。3）连续工作方式）连续工作方式v 程序流程如图所示，整个程序程序流程如图所示，整个程序可分为两段：手动程序、自动可分为两段：手动程序、自动程序。手动程序完成手动工作程序。手动程序完成手动工作方式下的控制功能，自动程序方式下的控制功能，自动程序完成自动工作方式下的控制功完成自动工作方式下的控制功能，用跳转指令控制手动程序能，用跳转指令控制手动程序和自动程序的切换。和自动程序的切换。v 下图为运料小车自动运行的顺序功能图。下图为运料小车自动运行的顺序功能图。21.02表示手
42、动表示手动/自动工作方式，自动工作方式，21.02为为“1”时表示手动方式，为时表示手动方式，为“0”时表示自动方式。时表示自动方式。21.00表示自动表示自动方式下的连续运行状态，方式下的连续运行状态，21.00为为“1”时表示处在连续运行状态，为时表示处在连续运行状态，为“0”时表示连续运行处在停止状态。时表示连续运行处在停止状态。v运料小车的控制程序运料小车的控制程序程序说明如下：程序说明如下：（1）手动程序）手动程序v 当系统从自动方式切换到手动方式下，应将代表各步的辅助继电器和代表连当系统从自动方式切换到手动方式下，应将代表各步的辅助继电器和代表连续工作方式的续工作方式的21.00复
43、位。否则，在返回自动方式时可能会出现错误动作。复位。否则，在返回自动方式时可能会出现错误动作。v 手动按钮手动按钮1.041.07控制小车的各个动作，程序中设置了一些必要的互锁。控制小车的各个动作，程序中设置了一些必要的互锁。（2）自动程序）自动程序v 如果系统上电时处在自动方式，则如果系统上电时处在自动方式，则P_First_Cycle将初始步将初始步20.00激活；从手动激活；从手动切换到自动切换时，切换到自动切换时，21.02将将20.00步激活，随后，步激活，随后，21.02应马上失去作用，即应马上失去作用，即21.02只能激活只能激活20.00一次，因此自动程序的最后一条将一次，因此
44、自动程序的最后一条将21.02置置“0”。10.7 10.7 具有断电保持功能的程序设计具有断电保持功能的程序设计 v 如果要求系统有断电保持功能，即如果要求系统有断电保持功能，即在自动工作方式下，当发生断电再在自动工作方式下，当发生断电再恢复供电后，小车从断电前的状态恢复供电后，小车从断电前的状态继续运行下去，例如，小车装料到继续运行下去，例如，小车装料到10秒钟时发生断电，再恢复供电，秒钟时发生断电，再恢复供电，小车继续装料小车继续装料5秒，累计完成装料秒，累计完成装料15秒，然后进行下一步动作，要使运秒，然后进行下一步动作，要使运料小车具有断电保持功能，顺序功料小车具有断电保持功能，顺序
45、功能图修改为。能图修改为。v 与前图相比较，运料小车具有断电保持功能的顺序功能图有以下变化与前图相比较，运料小车具有断电保持功能的顺序功能图有以下变化（1）自动方式下的连续工作标志位）自动方式下的连续工作标志位21.00改用改用H01.00，手动，手动/自动工作状自动工作状态位态位21.02改用改用H01.02，状态步，状态步20.0020.04改用改用H00.00H00.04。（2）定时器）定时器TIM0000、TIM0001改用计数器改用计数器CNT0000、CNT0001。（3）将等待步启动条件中的）将等待步启动条件中的P_First_Cycle去掉，防止断电再启动时激活去掉，防止断电再
46、启动时激活H00.00，破坏断电保持功能。去掉，破坏断电保持功能。去掉P_First_Cycle带来一个问题，如果带来一个问题，如果系统首次投入运行，在自动工作方式下，系统不能启动，这时可以转系统首次投入运行，在自动工作方式下，系统不能启动，这时可以转换到手动方式，再转回自动方式，系统就可以启动了。换到手动方式，再转回自动方式，系统就可以启动了。运料小车具有断电保持功能的程序如图所示。运料小车具有断电保持功能的程序如图所示。系统具有断电保持功能 10.8 PLC控制泡沫塑料切片机控制泡沫塑料切片机 1.泡沫塑料切片机工作原理泡沫塑料切片机工作原理 把泡沫塑料块切成一片片一定厚度的海绵，其工作原
47、理如图所把泡沫塑料块切成一片片一定厚度的海绵，其工作原理如图所示。泡沫块置于台面上，切割开始时，使台面后移到限位，接示。泡沫块置于台面上，切割开始时，使台面后移到限位，接着刀架下降一定位移量并锁住，然后台面带动泡沫块一起前移着刀架下降一定位移量并锁住，然后台面带动泡沫块一起前移至限位，旋转的刀片随之切割出一片一定厚度的海绵，台面再至限位，旋转的刀片随之切割出一片一定厚度的海绵，台面再后移至限位，不断重复上述过程。后移至限位，不断重复上述过程。切片机主电路图所示。切片机主电路图所示。2.PLC控制系统设计控制系统设计v 切片机控制系统原理图，切割厚度由切片机控制系统原理图，切割厚度由4位拨盘开关
48、设定输入，范围为位拨盘开关设定输入，范围为000.0 199.9mm。刀架电动机的转轴上装有测速齿轮，沿圆周均匀开刀架电动机的转轴上装有测速齿轮，沿圆周均匀开5个槽。使个槽。使用二线制接近开关，电机轴每转用二线制接近开关，电机轴每转1圈，向圈，向PLC发出发出5个计数脉冲，转两圈刀个计数脉冲，转两圈刀架高度变化架高度变化1mm，接近开关发出，接近开关发出10个脉冲，根据设定的切割厚度可以简单个脉冲，根据设定的切割厚度可以简单地计算出地计算出PLC应计的脉冲个数。电动机轴转速为应计的脉冲个数。电动机轴转速为10转转/秒，秒，PLC的计数频率的计数频率应达到应达到50Hz。选用。选用CP1E-E4
49、0DR-A型型PLC，使用其高速计数器，使用其高速计数器0，它的计，它的计数频率可达数频率可达10KHz。v PLC接线图，高速计数器接线图，高速计数器0的输入点是的输入点是0.00。12COM4812COM4812COM48手动自动DC24V接近开关带锯启动落刀限位抬刀限位带锯停止S2总停自动启动磨刀台面后到位台面前到位台面停止小数位个位十位 8 4 COM 2 1百 位台面向前落刀抬刀刀架停止台面向后S1CP1E-E40DR-A1A磨刀台面刹车带锯台面向后台面向前落刀AC220 VKH1抬刀100.00100.01100.02100.03100.04100.05100.06输 入输 出CO
50、M1.001.011.021.031.041.051.061.071.081.091.101.110.000.010.020.030.040.050.060.070.080.090.100.11COMFUSB0 SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6 SB7 SB8 SB9 ST1 ST2 ST3 ST4 KM2KM7KM1KM6KM5KM3KM4KH2KM5KM6KM5KM6KM3KM4v 工作方式有两种：手动和自动。工作方式有两种：手动和自动。S1接通时为手动，断开时为自动。接通时为手动，断开时为自动。v 两种方式下的输入点共有两种方式下的输入点共有30个，超出个，超出PLC本身本
