1、Ch8 PLC应用系统的设计应用系统的设计 8.1 PLC梯形图的编程原则梯形图的编程原则8.2 PLC控制系统的设计原则和步骤控制系统的设计原则和步骤8.3 PLC的程序设计方法的程序设计方法8.4 PLC应用系统设计实例应用系统设计实例8.5 PLC人机界面及其应用人机界面及其应用8.6 PLC网络与通信网络与通信8.7 变频器与变频器与 8.8 PLC与组态软件与组态软件 梯形图是使用最多的编程语言，它是在传统的梯形图是使用最多的编程语言，它是在传统的继电器控制系统原理图的基础上演变而来的，其基本继电器控制系统原理图的基础上演变而来的，其基本思想是一致的，只是在使用的符号和表达方式上有一
2、思想是一致的，只是在使用的符号和表达方式上有一定区别，直观易懂，特别适用于数字量逻辑控制。定区别，直观易懂，特别适用于数字量逻辑控制。梯形图由梯形图由触点触点、线圈线圈和用方框表示的和用方框表示的功能块功能块组组成。成。触点触点代表逻辑输入条件，如外部开关、按钮和内代表逻辑输入条件，如外部开关、按钮和内部条件等；部条件等；线圈线圈代表逻辑输出结果，用来控制外部的代表逻辑输出结果，用来控制外部的负载或内部的输出条件；负载或内部的输出条件；功能块功能块用来表示计数器、计用来表示计数器、计时器或数学运算等功能指令。时器或数学运算等功能指令。8.1 PLC梯形图的编程原则梯形图的编程原则绘制梯形图要遵
3、循的基本规则有：绘制梯形图要遵循的基本规则有：（1）按）按“自上而下，从左到右自上而下，从左到右”的顺序绘制。的顺序绘制。（2）在逻辑行上，当几条支路并联时，）在逻辑行上，当几条支路并联时，串联触点多的安排在串联触点多的安排在上面上面；几条支路串联时，；几条支路串联时，并联触点多的安排在左边并联触点多的安排在左边，以减少编，以减少编程指令，如下图所示。程指令，如下图所示。（）（）（3）触点应画在）触点应画在水平支路水平支路上，不应画在垂直支路上；上，不应画在垂直支路上；不包含不包含触点的支路应放在垂直方向触点的支路应放在垂直方向，不应放在水平方向，以使其逻，不应放在水平方向，以使其逻辑关系清楚
4、，编程方便。辑关系清楚，编程方便。（4）在梯形图中的一个触点上不应有）在梯形图中的一个触点上不应有双向双向“电流电流”流过。流过。()ww()()I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4Q0.0Q0.0I0.2I0.4I0.0I0.1I0.0I0.4I0.2I0.3(a)不可编程的梯形图(b)变换后的梯形图（5）在梯形图中，如果）在梯形图中，如果两个逻辑行之间互有牵连两个逻辑行之间互有牵连，逻辑，逻辑关系不清楚，应将梯形图进行变换，以便于编程。关系不清楚，应将梯形图进行变换，以便于编程。()()I0.1I0.2I0.3I0.4Q0.0Q0.0I0.4I0.2(a)逻辑关系不清楚(b)变换后的梯
5、形图I0.1I0.3I0.3I0.1()Q0.1()Q0.1（6）梯形图中任一支路上的）梯形图中任一支路上的串联触点、并联触点及内部串联触点、并联触点及内部并联线圈的个数并联线圈的个数一般不受限制。一般不受限制。8.2 PLC控制系统设计的原则和步骤控制系统设计的原则和步骤一、系统设计的原则一、系统设计的原则n1）应该最大限度地满足生产机械或生产流程）应该最大限度地满足生产机械或生产流程对电气控制的要求；对电气控制的要求；n2）在满足控制要求的前提下，力求）在满足控制要求的前提下，力求PLC控制控制系统简单、经济、安全、可靠、操作和维修方系统简单、经济、安全、可靠、操作和维修方便；便；n3）一
6、次性投资小，而且应使系统能尽量降低）一次性投资小，而且应使系统能尽量降低使用者长期运行的成本；使用者长期运行的成本；n4）考虑今后的发展和工艺的改进，在配置硬）考虑今后的发展和工艺的改进，在配置硬件设备时应留有一定的裕量。件设备时应留有一定的裕量。PLC控制系统设计包括以下三个重要环节：控制系统设计包括以下三个重要环节：一是通过对控制任务的分析，确定控制系统的总体一是通过对控制任务的分析，确定控制系统的总体设计方案；设计方案；二是根据控制要求确定硬件构成方案；二是根据控制要求确定硬件构成方案；三是设计出满足控制要求的应用程序。三是设计出满足控制要求的应用程序。二、二、PLC控制系统设计的基本步
7、骤控制系统设计的基本步骤PLC控制系统的组成控制系统的组成PLC控制控制系统系统信号输入元件：向信号输入元件：向PLC输入指令信号或被控对象的状态信号。输入指令信号或被控对象的状态信号。（如按钮、限位开关、传感器等）（如按钮、限位开关、传感器等）信号输出元件：控制被控对象（电磁阀、接触器、信号灯等）信号输出元件：控制被控对象（电磁阀、接触器、信号灯等）的工作。的工作。PLC：通过执行软件程序来完成控制功能。：通过执行软件程序来完成控制功能。信号输入元件信号输入元件输出执行元件输出执行元件PLC具体步骤：具体步骤：1.对控制任务作深入的调查研究对控制任务作深入的调查研究弄清哪些是弄清哪些是PLC
8、的输入信号，是模拟量还是开关量信号，用的输入信号，是模拟量还是开关量信号，用什么方式来获取信号；什么方式来获取信号；哪些是哪些是PLC的输出信号，通过什么执行元件去驱动负载；的输出信号，通过什么执行元件去驱动负载；弄清整个工艺过程和欲完成的控制内容；弄清整个工艺过程和欲完成的控制内容；了解运动部件的驱动方式，是液压、气动还是电动；了解运动部件的驱动方式，是液压、气动还是电动；了解系统是否有周期运行、单周期运行、手动调整等控制要了解系统是否有周期运行、单周期运行、手动调整等控制要求等；求等；了解哪些量需要监控、报警、显示，是否需要故障诊断，需了解哪些量需要监控、报警、显示，是否需要故障诊断，需要
9、哪些保护措施等；要哪些保护措施等；了解是否有通信联网要求等。了解是否有通信联网要求等。2.确定系统总体设计方案确定系统总体设计方案 在深入了解控制要求的基础上，确定电气控制总体方案。在深入了解控制要求的基础上，确定电气控制总体方案。确定主回路所需的各电器，确定输入、输出元件的种类和数确定主回路所需的各电器，确定输入、输出元件的种类和数量；量；3.确定系统的确定系统的硬件构成硬件构成 确定保护、报警、显示元件的种类和数量；确定保护、报警、显示元件的种类和数量；计算所需计算所需PLC的输入的输入/输出点数，并参照其他要求选择合适的输出点数，并参照其他要求选择合适的PLC机型。机型。4确定确定PLC
10、的输入的输入/输出点分配输出点分配 确定各输入确定各输入/输出元件并作出输出元件并作出PLC的的I/O分配表。分配表。根据控制要求，拟订几个设计方案，选择最佳编程方案。根据控制要求，拟订几个设计方案，选择最佳编程方案。当控制系统较复杂时，可分成多个相对独立的子任务，分别当控制系统较复杂时，可分成多个相对独立的子任务，分别对各子任务进行编程，最后将各子任务的程序合理地连接起来。对各子任务进行编程，最后将各子任务的程序合理地连接起来。5设计应用程序设计应用程序 6应用程序的调试应用程序的调试 编写的程序必须先进行模拟调试。经过反复调试和修改，编写的程序必须先进行模拟调试。经过反复调试和修改，使程序
11、满足控制要求。使程序满足控制要求。7制做电气控制柜和控制盘（施工设计）制做电气控制柜和控制盘（施工设计）开始制作控制柜及控制盘前，要画出电气控制主回路电路图。开始制作控制柜及控制盘前，要画出电气控制主回路电路图。要全面地考虑各种保护、联锁措施等问题。要全面地考虑各种保护、联锁措施等问题。在控制柜布置和敷线时，要采取有效的措施抑制各干扰信号。在控制柜布置和敷线时，要采取有效的措施抑制各干扰信号。要注意解决防尘、防静电、防雷电等问题。要注意解决防尘、防静电、防雷电等问题。8联机调试程序联机调试程序调试前要制定周密的调试计划，以免由于工作的盲目性而隐调试前要制定周密的调试计划，以免由于工作的盲目性而
12、隐藏了故障隐患。藏了故障隐患。程序调试完毕，必须运行一段时间，以确认程序是否真正达程序调试完毕，必须运行一段时间，以确认程序是否真正达到控制要求。到控制要求。9编写技术文件编写技术文件 整理程序清单并保存程序，编写元件明细表，整理电气原整理程序清单并保存程序，编写元件明细表，整理电气原理图及主回路电路图，整理相关的技术参数，编写控制系统说理图及主回路电路图，整理相关的技术参数，编写控制系统说明书等。明书等。一、经验设计法一、经验设计法 有一些简单的梯形图可以借鉴电气控制原理图的设计，有一些简单的梯形图可以借鉴电气控制原理图的设计，即在一些典型电路的基础上，根据被控对象对控制系统的具即在一些典型
13、电路的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，进行修改和完善，得到符合控制要求的梯形图。这体要求，进行修改和完善，得到符合控制要求的梯形图。这种方法没有普遍的规律可以遵循，设计所用的时间，设计的种方法没有普遍的规律可以遵循，设计所用的时间，设计的质量与编程者的经验有很大的关系，所以这种设计方法叫做质量与编程者的经验有很大的关系，所以这种设计方法叫做经验设计法经验设计法。8.3 PLC程序设计方法程序设计方法 根据控制功能，将输入与输出信号之间建立起逻辑根据控制功能，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）；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
14、；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的逻辑指令实现其函数的逻辑指令实现其函数关系（作出关系（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。二、逻辑设计法二、逻辑设计法 在继电器控制电路的基础上，经过转换，将继电器控制设在继电器控制电路的基础上，经过转换，将继电器控制设计成计成PLC控制。控制。关于转换的几个问题关于转换的几个问题 1各种继电器、接触器、电磁阀、电磁铁等的转换各种继电器、接触器、电磁
15、阀、电磁铁等的转换 这些电器的线圈是这些电器的线圈是PLC的执行元件，要为它们分配相应的的执行元件，要为它们分配相应的PLC输出继电器号。输出继电器号。中间继电器可以用中间继电器可以用PLC的内部辅助继电器来代替。的内部辅助继电器来代替。三、继电器控制电路转换设计法三、继电器控制电路转换设计法 2常开、常闭按钮的转换常开、常闭按钮的转换 用用PLC控制时，启动和停车一般都用常开按钮。控制时，启动和停车一般都用常开按钮。使用常开和常闭按钮时，使用常开和常闭按钮时，PLC的梯形图画法不同。的梯形图画法不同。I0.0Q0.0I0.1I0.0Q0.0I0.1SB2I0.0I0.1Q0.0COMCOM
16、SB1PLCKMSB2I0.0I0.1Q0.0COMCOM SB1PLCKM启动启动停车停车启动启动停车停车Q0.0（）Q0.0（）一般热继电器触点不接入一般热继电器触点不接入PLC中，而接在中，而接在PLC外外部的起动控制电路中。部的起动控制电路中。4.时间继电器的处理时间继电器的处理时间继电器可用时间继电器可用PLC的定时器代替。的定时器代替。3热继电器的处理热继电器的处理 PLC定时器有接通延时、断开延时、保持型接通延定时器有接通延时、断开延时、保持型接通延时三种，可以通过编程设计出所需的时间控制。时三种，可以通过编程设计出所需的时间控制。用用PLC的定时器实现延时的定时器实现延时接通接
17、通的控制举例的控制举例 触点触点KA闭合后延时接通闭合后延时接通KM的控制。的控制。KTKMKA KTT37通电延通电延时型时型M0.1TONINPTT37()Q0.2 用用PLC的定时器实现延时的定时器实现延时断开断开的控制举例的控制举例 触点触点KA闭合后延时断开闭合后延时断开KM的控制。的控制。KTKMKA KT()TONM0.1T37INPTT37Q0.2 顺序控制设计法是针对顺序控制系统的专门设计方法。开顺序控制设计法是针对顺序控制系统的专门设计方法。开发了专门供编制顺序控制程序的顺序功能图。这种方法与经验发了专门供编制顺序控制程序的顺序功能图。这种方法与经验法相比有许多优点：法相比
18、有许多优点：（1）简单易学，设计周期短；）简单易学，设计周期短；（2）规律性强，克服了经验法的试探性和随意性；）规律性强，克服了经验法的试探性和随意性；（3）程序结构清晰，可读性强。）程序结构清晰，可读性强。四、顺序控制设计法四、顺序控制设计法 如果控制系统可以如果控制系统可以分解为几个独立的控制动作分解为几个独立的控制动作，且动作必，且动作必须严格按照一定的须严格按照一定的先后次序先后次序执行，这样的控制系统称为执行，这样的控制系统称为顺序控顺序控制系统，或步进控制系统制系统，或步进控制系统。1234装料装料右行右行卸料卸料左行左行启动启动15秒后秒后碰到碰到SQ210秒后秒后碰到碰到SQ1
19、（一）顺序功能图（一）顺序功能图1.顺序功能图顺序功能图(Sequential Function Chart,SFC)是描述控制系统过程、功能和特性是描述控制系统过程、功能和特性的一种图形，利用它可以很方便的设计的一种图形，利用它可以很方便的设计顺序控制梯形图。顺序功能图又叫功能顺序控制梯形图。顺序功能图又叫功能表图、状态转换图、状态图。表图、状态转换图、状态图。顺序功能图不涉及控制功能的具体顺序功能图不涉及控制功能的具体技术，是一种通用的语言，是技术，是一种通用的语言，是IEC首选首选编程语言。编程语言。顺顺序序功功能能图图用矩形框表示，框内的数字为步的编号。用矩形框表示，框内的数字为步的编
20、号。用矩形框表示，框内的文字或符号表示动作内容，该框用矩形框表示，框内的文字或符号表示动作内容，该框应与相应的步的符号相连。应与相应的步的符号相连。连接各步矩形框成为活动步的先后顺序，表示转换方向连接各步矩形框成为活动步的先后顺序，表示转换方向步与步之间用转换条件隔开，用与有向连线垂直的短线步与步之间用转换条件隔开，用与有向连线垂直的短线表示，并在短线边用文字、表达式或符号说明。表示，并在短线边用文字、表达式或符号说明。步步动作动作有向连线有向连线转换条件转换条件转换条件：转换条件：与转换相关的逻辑条件，可以用文字语言、布尔代与转换相关的逻辑条件，可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号标注在
21、转换的短线旁边。数表达式或图形符号标注在转换的短线旁边。步步与系统的初始状态相对应的步称为初始步。用双线框表示，与系统的初始状态相对应的步称为初始步。用双线框表示，至少应该有一个初始步。至少应该有一个初始步。系统正处于某一步所在的阶段，进行相应的动作，则该步处系统正处于某一步所在的阶段，进行相应的动作，则该步处于活动状态，称该步为于活动状态，称该步为“活动步活动步”。初始步初始步活动步活动步2.2.顺序功能图的基本结构顺序功能图的基本结构1）单序列结构）单序列结构 由一系列相继激活的步组成，每一步的后面仅由一系列相继激活的步组成，每一步的后面仅有一个转换条件，每一个转换条件后面仅有一步。有一个
22、转换条件，每一个转换条件后面仅有一步。123abc2）选择序列结构（分支结构）选择序列结构（分支结构）某一步的后面有几个转换条件，当满足不同的转换条件时，某一步的后面有几个转换条件，当满足不同的转换条件时，转向不同的步。转向不同的步。活动状态进展方向习惯上活动状态进展方向习惯上从上到下或从左到右从上到下或从左到右，有，有向连线箭头可向连线箭头可省略省略。A）分支结构）分支结构132abc4B）分支合并结构）分支合并结构423abc1选择序列的开始称为选择序列的开始称为分支分支。转换符号。转换符号只能标在只能标在水平连线之下水平连线之下。在转移时在转移时一般只允许一般只允许选择选择一个一个序列。
23、序列。选择序列的结束称为选择序列的结束称为合并合并。几个选。几个选择序列合并到一个公共序列时，用择序列合并到一个公共序列时，用需要重新组合的序列相同数量的转需要重新组合的序列相同数量的转换符号和水平连线来表示。转换符换符号和水平连线来表示。转换符号只允许标在号只允许标在水平联系之上水平联系之上。3）并行序列结构）并行序列结构 当转换条件满足时，几个序列同时被激活，这些序列称为当转换条件满足时，几个序列同时被激活，这些序列称为并行序列并行序列。为了强调转换的同步实现，水平线用。为了强调转换的同步实现，水平线用双线双线表示。表示。A）并行序列分支结构）并行序列分支结构B）并行序列合并结构）并行序列
24、合并结构132bac4d423a1当 步当 步 1 为 活为 活动 步，且动 步，且a=1时，步时，步2、3、4同时激同时激活，步活，步 1 变变为不活动步。为不活动步。当步当步1、2、3都为活动步，都为活动步，且且a=1时，时，4被激活，同被激活，同时步时步1、2、3变为不活动变为不活动步。步。在表示同步的水平双线之在表示同步的水平双线之上上，只允，只允许有一个转换符号。许有一个转换符号。在表示同步的水平双线之在表示同步的水平双线之下下，只允，只允许有一个转换符号。许有一个转换符号。绘制顺序功能图的注意事项：绘制顺序功能图的注意事项：I两个步绝对不能直接相连两个步绝对不能直接相连，必须用一个
25、转换将他们隔开。，必须用一个转换将他们隔开。I两个转换也不能直接相连两个转换也不能直接相连，必须用一个步将他们隔开。，必须用一个步将他们隔开。I顺序功能图中的初始步一般对应于系统等待起动的顺序功能图中的初始步一般对应于系统等待起动的初始状态初始状态，初始步，初始步可能没有输出处于可能没有输出处于ON状态，但初始步是状态，但初始步是必不可少必不可少的。的。I自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程，因此在顺序功能图中自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程，因此在顺序功能图中一般应有步和有向连线组成的一般应有步和有向连线组成的闭环闭环。I在顺序功能图中，只有当某一步的前在顺序功能图中，只有当某一
26、步的前级级步是活动步时，该步才有可能步是活动步时，该步才有可能变成活动步。变成活动步。3.顺序控制设计法中梯形图编程方式顺序控制设计法中梯形图编程方式1）使用起保停电路的编程方式）使用起保停电路的编程方式Si-1CiSi+1SiSi步步Si 的前级步是的前级步是Si-1，后级步是，后级步是Si+1，Ci 是该步的转换条件是该步的转换条件 前级步前级步Si-1是活动的，是活动的，Si-1=1，且它们之间的转换条件，且它们之间的转换条件Ci 成立，成立，Ci=1 时，时，则步则步Si 变为活动步。变为活动步。由于由于Ci 信号为短信号，所以用信号为短信号，所以用Si 的常开触点实现自锁。的常开触点
27、实现自锁。当后续步当后续步Si+1 变为活动步时，变为活动步时，Si 应断开，所以应断开，所以Si+1 的常闭触点应与的常闭触点应与Si的的线圈相串联线圈相串联。（）Si-1SiSi+1CiCi+1 单系列起保停电路编程单系列起保停电路编程 例例.锅炉鼓风机与引风机工作流程如下：按下起锅炉鼓风机与引风机工作流程如下：按下起动按钮动按钮I0.0，引风机开始工作并保持（，引风机开始工作并保持（Q0.0为为ON）；）；12s后鼓风机开始工作并保持（后鼓风机开始工作并保持（Q0.1为为ON）；按下停止按钮）；按下停止按钮I0.1，鼓风机停止工作，鼓风机停止工作，10s后引风机停止工作。后引风机停止工作
28、。工作时序图工作时序图I0.0起动起动I0.1停机停机引风机引风机鼓风机鼓风机12s10sQ0.0Q0.1M0.0M0.1M0.2M0.3 顺序功能图顺序功能图SM0.1M0.0I0.0M0.1M0.2M0.3Q0.0T37Q0.0Q0.1Q0.0T38T37I0.1T38梯梯形形图图（）M0.3T38M0.1M0.0SM0.1M0.0（）M0.0I0.0M0.2M0.1M0.1TONINPTT37+120（）M0.1T37M0.3M0.2M0.2（）Q0.1（）M0.2I0.1M0.0M0.3M0.3T38+100M0.1M0.2M0.3TONINPT（）Q0.0 选择系列分支的编程方法选择
29、系列分支的编程方法 SM0.1M0.0I0.0M0.1M0.2Q0.0Q0.1I0.1I0.3I0.2（）M0.2I0.3M0.1M0.0SM0.1M0.0（）M0.0I0.0M0.2M0.1M0.1（）M0.1I0.1M0.0M0.2（）Q0.1I0.2M0.0M0.2（）Q0.0M0.2如果某步后面有一个由如果某步后面有一个由N条分支组成的选择序列，该步可能转到不同的条分支组成的选择序列，该步可能转到不同的N步步中去，应将这中去，应将这N个后续步对应的辅助继电器的常闭触点与该步的线圈串联，个后续步对应的辅助继电器的常闭触点与该步的线圈串联，作为结束该步条件。作为结束该步条件。2）以转换为中
30、心的编程方式）以转换为中心的编程方式MX.Y-1MX.YIX.YIX.Y+11SMX.Y-1IX.Y（）MX.Y1R（）MX.Y-11S（）1R（）SM0.1SM0.0（）1M0.0I0.0M0.1M0.01S（）1R（）M0.2M0.1M0.1T371S（）1R（）M0.3M0.2M0.2I0.11S（）1R（）M0.0M0.3M0.3T38TONINPTT37+120M0.1M0.2Q0.1（）TONINPTT38+100M0.3M0.1Q0.0（）M0.2M0.3SM0.1M0.0I0.0I0.3M0.1M0.2M0.3Q0.0Q0.1Q0.1Q0.2I0.1I0.2I0.3某组合机床动
31、力头在初始位置时停在最左边，限位某组合机床动力头在初始位置时停在最左边，限位开关开关I0.3为为1状态状态。按下启动按钮。按下启动按钮I0.0，动力头进给，动力头进给运动如图，工作一个循环后，返回并停运动如图，工作一个循环后，返回并停在初始位置。在初始位置。I0.3I0.2I0.1快进工进快退1S（）1R（）SM0.1SM0.0（）1M0.0I0.0M0.1M0.01S（）1R（）M0.2M0.1M0.1I0.1I0.31S（）R（）M0.3M0.2M0.2I0.211S（）R（）M0.0M0.3M0.31I0.3（）Q0.0M0.1Q0.2M0.3Q0.1M0.1（）（）M0.2S7-200
32、系列系列PLC的编程软件有三条顺序控制继电器指令，结合的编程软件有三条顺序控制继电器指令，结合顺序控制继电器顺序控制继电器S，即可用功能图的方法进行编程。，即可用功能图的方法进行编程。梯形图（梯形图（LAD）语句表（语句表（STL）说明说明SCRS bitLSCR S bit步进开始指令，为步进开始的标志，当步进开始指令，为步进开始的标志，当该步的状态元件置该步的状态元件置1 1时，执行该步时，执行该步（）SCRTSCRT S bitS bit步进转移指令，使能有效时，关断该步步进转移指令，使能有效时，关断该步进入下一步进入下一步SCRE（）SCRE步进结束指令，为步结束的标志步进结束指令，为
33、步结束的标志顺序控制指令的操作对象为顺序控制指令的操作对象为顺序控制继电器顺序控制继电器S，S也称状态器。也称状态器。S范围范围S0.0S31.7。这里使用的是。这里使用的是S的的位信息位信息。3）使用）使用SCR指令的顺序控制梯形图设计方法指令的顺序控制梯形图设计方法 从从LSCR指令开始到指令开始到SCRE指令结束的所有指令结束的所有指令组成一个顺序控制继电器（指令组成一个顺序控制继电器（SCR）段。）段。LSCR指令标记指令标记SCR段的开始，当该段状态器置位时，允段的开始，当该段状态器置位时，允许该许该SCR段工作，段工作，SCR段必须以段必须以SCRE指令结束。指令结束。当当SCRT
34、指令输入端有效时，一方面置位下一个指令输入端有效时，一方面置位下一个SCR段的段的状态器使下一个状态器使下一个SCR段开始工作；另一方面又同时使该段状态段开始工作；另一方面又同时使该段状态器复位，该段停止工作。器复位，该段停止工作。SCR程序段功能：程序段功能：I驱动处理：驱动处理：即在该段状态器有效时，要做什么工作，有时也可以不做即在该段状态器有效时，要做什么工作，有时也可以不做任何工作。任何工作。I指定转移条件和目标：指定转移条件和目标：即满足什么条件后状态转移到何处。即满足什么条件后状态转移到何处。I转移源自动复位功能：转移源自动复位功能：状态发生转移后，置位下一个状态的同时，自状态发生
35、转移后，置位下一个状态的同时，自动复位原状态。动复位原状态。单系列顺序功能图使用单系列顺序功能图使用SCR指令编程指令编程 SM0.1S0.0I0.0S0.1S0.2S0.3Q0.0T37Q0.0Q0.1Q0.0T38T37I0.1T381S（）S0.0SCRS0.0SCRT（）S0.1I0.0SCRE（）SCRSM0.0S0.11SQ0.0（）TONINPT+120T37SCRT（）S0.2T37SCRE（）SCRS0.2（）Q0.1SM0.0SCRT（）S0.3I0.1SCRE（）SCRSM0.0S0.3TONINPT+100T38SCRT（）S0.0T38SCRE（）1RQ0.0（）锅炉
36、鼓风机与引锅炉鼓风机与引风机顺序功能图风机顺序功能图SM0.1 选择、并行系列顺序功能图使用选择、并行系列顺序功能图使用SCR指令编程指令编程 SM0.1S0.0I0.0S0.1S0.3S0.4Q0.1S0.2Q0.3S1.0Q0.4S0.5I0.1I0.2I0.5Q0.2I0.3I0.4S0.6Q0.5S0.7I0.6Q0.6=1I1.0生产实际中，对具有多流程的工作要生产实际中，对具有多流程的工作要进行进行流程选择或分支选择流程选择或分支选择，即从一个，即从一个步可能转入多个可能的步中的某一个，步可能转入多个可能的步中的某一个，但不允许多路分支同时执行。到底进但不允许多路分支同时执行。到底
37、进入入 哪一个分支，取决于控制流前面的哪一个分支，取决于控制流前面的转移条件哪个首先真。转移条件哪个首先真。一个顺序控制状态流同时分成两个或一个顺序控制状态流同时分成两个或多个不同分支控制状态，称为多个不同分支控制状态，称为并行序并行序列或并发分支列或并发分支。所有并行分支必须同。所有并行分支必须同时激活。即从一个步同时转入后续的时激活。即从一个步同时转入后续的两个或多个步，当多个控制流产生的两个或多个步，当多个控制流产生的结果相同时，可以把这些控制流合并结果相同时，可以把这些控制流合并成一个，即成一个，即并行序列的合并并行序列的合并。选择序列选择序列并行序列并行序列1S（）SCRS0.0SC
38、RTS0.1I0.0SCRE（）SCRSM0.0S0.1Q0.1（）SCRTS0.3I0.1SCRE（）SCRS0.2SM0.1S0.08R（）S0.1（）SCRTS0.2I0.2（）（）SCRS0.3SM0.0（）Q0.2（）SCRTS0.3I0.3（）SCRE（）SCRS0.4SM0.0（）Q0.3SCRTS0.4I0.4SCRE（）（）SCRTS0.6SM0.0（）Q0.4SCRS0.6SCRE（）SCRS1.0SM0.0（）Q0.5SCRTS0.7I0.6SCRE（）S0.5（）S0.7（）（）1RS0.51SS1.0（）1RS0.7（）SCRTS0.5I0.5SM0.0（）Q0.6S
39、CRTS0.0（）I1.0SCRE（）（二）用顺序控制设计法编写用户程序（二）用顺序控制设计法编写用户程序 用顺序控制设计法编程的基本步骤：用顺序控制设计法编程的基本步骤：1.根据控制要求将控制过程分成若干个工作步。根据控制要求将控制过程分成若干个工作步。明确每个工作步的功能，弄清步的转换是单向进行（单序列）明确每个工作步的功能，弄清步的转换是单向进行（单序列）还是多向进行（选择或并行序列）；还是多向进行（选择或并行序列）；确定各步的转换条件（可能是多个信号的确定各步的转换条件（可能是多个信号的“与与”、“或或”等等逻辑组合）。逻辑组合）。必要时可画一个工作流程图，它有助于理顺整个控制过程的必
40、要时可画一个工作流程图，它有助于理顺整个控制过程的进程。进程。2.为每个步设置控制位，确定转换条件。为每个步设置控制位，确定转换条件。控制位最好使用同一个通道的若干连续位。控制位最好使用同一个通道的若干连续位。3.确定所需输入和输出点，选择确定所需输入和输出点，选择PLC机型，作出机型，作出I/O分分配。配。4.在前两步的基础上，画出功能表图。在前两步的基础上，画出功能表图。5.根据功能表图画梯形图。根据功能表图画梯形图。6.添加某些特殊要求的程序。添加某些特殊要求的程序。送料小车自动控制系统设计送料小车自动控制系统设计I0.2I0.3 小车启动运行后，首先小车启动运行后，首先左行左行，在到位
41、开关处，在到位开关处装料装料，10s后后装装料结束，开始料结束，开始右行右行；右行至到位开关处，停下来；右行至到位开关处，停下来卸料卸料，卸料时间，卸料时间为为5s，然后，然后再左行再左行；左行至到位开关处；左行至到位开关处再装料再装料，如此循环工作，如此循环工作，直到按下停车按钮。直到按下停车按钮。8.4 PLC应用系统设计实例应用系统设计实例送料小车控制系统输入、输出定义送料小车控制系统输入、输出定义输入地址输入地址 功能功能输出地址输出地址功能功能I0.0启动小车右行启动小车右行Q0.0小车右行小车右行I0.1启动小车左行启动小车左行Q0.1小车左行小车左行I0.2左行到位开关左行到位开
42、关Q0.2装料装料I0.3右行到位开关右行到位开关Q0.3卸料卸料I0.4停止小车运行停止小车运行()I0.1I0.0Q0.0T37Q0.0I0.3I0.4Q0.1()I0.0I0.1Q0.1T38Q0.1I0.2I0.4Q0.0I0.2()Q0.2T37INPTTONI0.3()Q0.3T38INPTTON+100+50梯梯形形图图顺序起动控制系统顺序起动控制系统SB1SB2KM1KM2KM3KM1KT1KT1KT2KT2KM3KM2KM2KM3 电动机是广泛使用的电器设电动机是广泛使用的电器设备，根据生产工艺要求，经常备，根据生产工艺要求，经常要对电动机进行起动和停止控要对电动机进行起动和
43、停止控制、正反转控制、多台电动机制、正反转控制、多台电动机顺序起动与停止控制、降压起顺序起动与停止控制、降压起动控制等。此外，为防止发生动控制等。此外，为防止发生事故，还需采用联锁保护控制。事故，还需采用联锁保护控制。在现代电气控制中，电动机控在现代电气控制中，电动机控制逻辑越来越复杂，对控制电制逻辑越来越复杂，对控制电路的可靠性要求越来越高，采路的可靠性要求越来越高，采用用PLC控制代替传统的继电器控制代替传统的继电器控制已成为重要的发展方向。控制已成为重要的发展方向。本小节以电动机的顺序起动控本小节以电动机的顺序起动控制（如右图）为例介绍如何由制（如右图）为例介绍如何由继电器电路图设计梯形
44、图。继电器电路图设计梯形图。Q0.0Q0.1Q0.2COMCOMI0.0I0.1SB1SB2KM1KM2KM3I0.1()Q0.0T37INPTTON+100Q0.0I0.0Q0.1T37()Q0.1T38INPTTON+40Q0.1I0.0Q0.2I0.0T38()Q0.2Q0.2PLC的外部接线图的外部接线图 实现电动机顺序起动的梯形图实现电动机顺序起动的梯形图例题：例题：某设备有某设备有3台电动机。按下启动按钮，台电动机。按下启动按钮，第第1台台电动机电动机M1启动；运行启动；运行4s后第后第2台电动机台电动机M2启动；启动；M2运行运行15s后第后第3台电动机台电动机M3启动；按下停止
45、按钮，启动；按下停止按钮，3台电动机全部停台电动机全部停止。在启动过程中，指示灯闪烁（亮止。在启动过程中，指示灯闪烁（亮0.5s，灭，灭0.5s）；在运行）；在运行过程中，指示灯常亮。过程中，指示灯常亮。输输 入入 输输 出出 I0.0I0.1I0.2启动启动停止停止过载保护过载保护Q0.0Q0.1Q0.2Q0.4指示灯指示灯电动机电动机1接触器接触器电动机电动机2接触器接触器电动机电动机3接触器接触器I0.0I0.1Q0.1I0.2Q0.1T37Q0.2Q0.2（）（）TONINPT+150T38T38Q0.3（）梯梯形形图图程程序序TONINPT+40T37Q0.1Q0.3Q0.3SM0.
46、5Q0.0（）T=1s，占空比，占空比0.5I0.1I0.2Q0.3I0.1I0.2正反转的正反转的PLC控制控制 电动机正反转控制原理图电动机正反转控制原理图3MFRFUKMFQS.3.I0.1I0.3（）Q0.1I0.4Q0.2Q0.1I0.2I0.3（）Q0.2I0.4Q0.1Q0.2I0.1I0.2I0.3I0.4PLCQ0.1Q0.2COM COMPLC的外部接线图的外部接线图 实现电动机正反实现电动机正反转控制的梯形图转控制的梯形图Y-减压起动的减压起动的PLC控制控制 SB1KM3M.3FRKMYKMKMKTKTKTKMYKMYKMKMKMI0.1I0.2I0.3MPLCQ0.1
47、Q0.2L+LI0.01M1LQ0.0Q0.3N.220V.PLC Y-控制系统接线图控制系统接线图必须有硬必须有硬件互锁件互锁!I0.1I0.2Q0.3I0.3T37Q0.3Q0.3I0.2Q0.1I0.3Q0.1（）Q0.2（）TONINPT+80Q0.2T37T37I0.2Q0.2I0.3Q0.2（）梯形图程序梯形图程序基于顺序功能图的程序设计基于顺序功能图的程序设计某组合机床动力头的进给运动过程示意图和输入、输出信某组合机床动力头的进给运动过程示意图和输入、输出信号时序图如图：号时序图如图：快进工进快退M0.0M0.1M0.2M0.3I0.0I0.1I0.2M1.0初始快进工进快退Q0
48、.0Q0.1Q0.2M1.1I0.1I0.2I0.3运动过程的顺序功能图运动过程的顺序功能图M0.0M0.1M0.2M0.3I0.0I0.1I0.2M1.0Q0.0Q0.1Q0.2Q0.1I0.3M0.3()M0.0I0.3M0.1M0.0M1.0M0.0()Q0.0I0.0M0.2M0.1()M0.1M0.1()I0.1M0.3M0.2M0.2M0.2()Q0.2I0.2M0.0M0.3()M0.3M0.1()M0.2Q0.1运动过程梯形图运动过程梯形图例题：例题：利用顺序控制指令设计电路。要求：红灯先亮，利用顺序控制指令设计电路。要求：红灯先亮，3s3s后绿灯亮，再后绿灯亮，再过过5s5s
49、黄灯亮；当红、绿、黄灯全亮黄灯亮；当红、绿、黄灯全亮2min2min后，全部熄灭。后，全部熄灭。1S（）SCRS0.1TONQ0.0SM0.0SCRE（）SCRS0.2INPT+30T37SCRTS0.2T37（）I0.1 Q0.0Q0.1Q0.2S0.11S（）TONQ0.1INPT+50T381S（）SM0.0SCRE（）SCRS0.3SCRTS0.3T38（）TONQ0.2INPT+1200T391S（）SM0.0SCRESCRS0.4SCRTS0.4T39（）（）S0.1R（）SM0.04Q0.0R3（）SCRE（）交通信号灯控制系统设计交通信号灯控制系统设计交通信号灯时序图交通信号灯
50、时序图启动/停止南北红灯东西绿灯东西黄灯东西红灯南北绿灯南北黄灯25s30s25s东西方向和南北方向绿灯不能同时亮，否则应立即发出报警信号！东西方向和南北方向绿灯不能同时亮，否则应立即发出报警信号！PLC的的I/O地址定义表地址定义表输入元件输入元件输入地址输入地址输出元件输出元件输出地址输出地址开启按钮开启按钮I0.0南北绿灯南北绿灯Q0.0停止按钮停止按钮I0.1南北黄灯南北黄灯Q0.1南北红灯南北红灯Q0.2报警信号报警信号Q0.3东西绿灯东西绿灯Q0.4东西黄灯东西黄灯Q0.5东西红灯东西红灯Q0.6Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6PLCCOMI0.0I0.1C
