第12讲PLC的开关逻辑控制

1、机电系统的微机控制机电系统的微机控制哈工大（威海）船舶学院哈工大（威海）船舶学院2PLC控制系统的设计第12讲34 一、一、PLC控制系统设计的基本步骤控制系统设计的基本步骤 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的输入信号，是模拟量还是开关量信号的输入信号，是模拟量还是开关量信号，用什么方式来获取信号；，用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5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

2、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；控制要求等；了解哪些量需要监控、报警、显示，是否需要故障诊了解哪些量需要监控、报警、显示，是否需要故障诊断，需要哪些保护措施等；断，需要哪些保护措施等；了解是否有通信连网要求等。了解是否有通信连网要求等。 一、一、PLC控制系统设计的基本步骤控制系统设计的基本步骤 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6 2. 确定系统总体设计方案确定系统总体设计方案在了解控制要求的基础上，确定电气控制总体方案。在了解控制要求的基础上，确定电气控制总体方

3、案。 确定主回路所需的各电器，确定输入、输出元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；件的种类和数量； 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，并参照其他要输出点数，并参照其他要求选择合适的求选择合适的PLC机型。机型。7 4确定确定PLC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，经比较后选择根据控制要求，拟订几个设计方案，经比较后选择出最佳

4、编程方案。出最佳编程方案。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，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。理地连接起来。 5设计应用程序设计应用程序8 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，使程序满足控制要求。改，使程序满足控制要求。在开始制作控制柜及控制盘之前，要画出电气控制在开始制作控制柜及控制盘之前，要画出电气控制主回路电路图。主回路电路图。 7制做电气控制柜和控制盘制做电气控制柜

5、和控制盘要全面地考虑各种保护、连锁措施等问题。要全面地考虑各种保护、连锁措施等问题。在控制柜布置和敷线时，要采取有效的措施抑制各在控制柜布置和敷线时，要采取有效的措施抑制各种干扰信号。种干扰信号。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。9 8连机调试程序连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藏了故障隐患。目性而隐藏了故障隐患。程序调试完毕，必须运行实际一段时间，以确认程程序调试完毕，必须运行实际一段时间，以确认程序是否真正达到控制要求。序是否真正达到控制要求。 9编写技术文件编写技术文件整

6、理程序清单并保存程序，编写元件明细表，整理电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，编写控制系统说明书等。写控制系统说明书等。11 二、二、PLC的应用程序的应用程序 1应用程序的内容应用程序的内容应能最大限度地满足控制要求。应能最大限度地满足控制要求。（1）初始化程序。）初始化程序。将某些数据区清零；使某些数据区恢复所需数据；将某些数据区清零；使某些数据区恢复所需数据；对某些输出位置位对某些输出位置位/复位；显示某些初始状态等。复位；显示某些初始状态等。 初始化程序可以为系统启动作好必要的准备，如

7、：初始化程序可以为系统启动作好必要的准备，如：应用程序还应包括以下内容：应用程序还应包括以下内容：12（2）检测、故障诊断、显示程序。）检测、故障诊断、显示程序。这些内容可以在程序设计基本完成时再进行添加。这些内容可以在程序设计基本完成时再进行添加。有时，它们也是相对独立的程序段。有时，它们也是相对独立的程序段。（3）保护、连锁程序。其作用为：）保护、连锁程序。其作用为： 杜绝由于非法操作等引起的逻辑混乱，保证系统安杜绝由于非法操作等引起的逻辑混乱，保证系统安全、可靠地运行。全、可靠地运行。 通常在通常在PLC外部也要设置连锁和保护措施。外部也要设置连锁和保护措施。 1应用程序的内容应用程序的

8、内容13 2应用程序的质量应用程序的质量（1）程序的）程序的正确性正确性。 正确的程序必须能经得起系统运行实践的考验。正确的程序必须能经得起系统运行实践的考验。（2）程序的）程序的可靠性可靠性。能保证系统在正常和非正常（短时掉电、某些被能保证系统在正常和非正常（短时掉电、某些被控量超标、某个环节有故障等）情况下都能安全可控量超标、某个环节有故障等）情况下都能安全可靠地运行。靠地运行。能保证在出现非法操作（如按动或误触动了不该能保证在出现非法操作（如按动或误触动了不该动作的按钮等）情况下不至于出现系统失控。动作的按钮等）情况下不至于出现系统失控。14（3）参数的易调整性好。）参数的易调整性好。经

9、常修改的参数，在程序设计时必须考虑怎样编写经常修改的参数，在程序设计时必须考虑怎样编写才能易于修改。才能易于修改。（4）程序结构简练。）程序结构简练。 简练的程序，可以减少程序扫描时间、提高简练的程序，可以减少程序扫描时间、提高PLC对对输入信号的响应速度。输入信号的响应速度。（5）程序的可读性好。）程序的可读性好。 2应用程序的质量应用程序的质量16 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，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，

10、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。17 逻逻 辑辑 设设 计计 法法 举举 例例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；若只有一个台开机时，指示灯以只有一个台开机时，指示灯以0

11、.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。用一个开关控的频率闪烁。用一个开关控制系统的工作。制系统的工作。分析控制要求可知：分析控制要求可知：反映风机运行状态的信号是反映风机运行状态的信号是PLC的的输入信号输入信号；要用要用PLC的的输出输出信号来信号来控制指示灯的亮、灭控制指示灯的亮、灭。18 对逻辑关系简单的控制，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 0.00 0.01 0.020.03 100

12、.0019用内部用内部W区的继电器区的继电器20.0020.02表示指示灯的几种状态。表示指示灯的几种状态。 输输 入入 输输 出出 00000 00001 00002 20.00 20.01 20.02 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 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：20.01=20.0020.02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

13、。20.00= 0.00 00.01 00.02 + 00.00 00.01 00.02 00.00 00.01 00.02 + 00000 00001 0000220.02= 00.00 00.01 00.0220 将将20.0020.02的逻辑表达式化简：的逻辑表达式化简：化简得：化简得： 20.00=00.00 00.01+ 00.00 00.02 + 00.01 00.0220.02=00.00 00.01 00.0220.01=20.00 20.0220.00= 00.00 00.01 00.02 + 00.00 00.01 00.02 00.00 00.01 00.02 + 00.

14、00 00.01 00.0221设计梯形图程序设计梯形图程序20.02=00.0000.0100.0220.00 = 00.00 00.01 + 00.00 00.02 + 00.01 00.0220.01=20.0020.02常亮常亮控制开关控制开关2 Hz闪闪0.5 Hz闪闪00.03 0.01 0.02w20.00w20.02w20.01010000.00 0.02 0.00 0.01 0.00 0.01 0.02w20.00 w20.02w20.01 TIM000w20.02 TIM002 TIM001 TIM000 #0010 TIM001 #0010 TIM000w20.00a T

15、IM003 #0003 TIM002 TIM002 #0002 TIM003a23若若PLC各输出信号的状态变化有一定的时间各输出信号的状态变化有一定的时间顺序，可由时序图入手进行程序设计。顺序，可由时序图入手进行程序设计。 (1) 根据各输入、输出信号之间的时序关系，画出输根据各输入、输出信号之间的时序关系，画出输入和输出信号的工作时序图。入和输出信号的工作时序图。 (2) 把时序图划分成若干个区段，确定各区段的时间把时序图划分成若干个区段，确定各区段的时间长短。找出区段间的分界点，弄清分界点处各输出长短。找出区段间的分界点，弄清分界点处各输出信号状态的转换关系和转换条件。信号状态的转换关系

16、和转换条件。一般方法为：一般方法为：24 (3) 确定所需的定时器个数，分配定时器号，确定确定所需的定时器个数，分配定时器号，确定各定时器的设定值。各定时器的设定值。 (4) 明确各定时器开始定时和定时到两个时刻各输明确各定时器开始定时和定时到两个时刻各输出信号的状态。最好作一个状态转换明细表出信号的状态。最好作一个状态转换明细表 。 (5) 作作PLC的的I/O分配表。分配表。 (6) 根据时序图、状态转换明细表和根据时序图、状态转换明细表和I/O分配表，画分配表，画出出PLC梯形图。梯形图。 (7) 作模拟实验，进一步修改、完善程序。作模拟实验，进一步修改、完善程序。25 时序图设计法举例

17、时序图设计法举例图为十字路口上的红、黄、绿图为十字路口上的红、黄、绿交通信号灯。绿灯亮放行、红交通信号灯。绿灯亮放行、红灯亮禁行。灯亮禁行。 控制要求：控制要求： 放行时间：南北方向为放行时间：南北方向为30秒，东西方向为秒，东西方向为20秒。秒。禁行预告：欲禁行方向的黄灯和欲放行方向的红灯禁行预告：欲禁行方向的黄灯和欲放行方向的红灯 以以5Hz的频率闪烁的频率闪烁5秒，秒， 5秒后另一个方向放行。秒后另一个方向放行。 只用一个控制开关对系统进行运行控制。只用一个控制开关对系统进行运行控制。南南北北西西东东26（1）分析控制要求，确定输入和输出信号。）分析控制要求，确定输入和输出信号。原则：在

18、满足控制要求的原则：在满足控制要求的前提下，应尽量少占用前提下，应尽量少占用PLC的的I/O点数。点数。对本例，由控制开关输入的信号是输入信号；指示灯对本例，由控制开关输入的信号是输入信号；指示灯的亮、灭由的亮、灭由PLC的输出信号控制。的输出信号控制。由于同方向的同色灯在同一时间亮、灭，可将同色灯由于同方向的同色灯在同一时间亮、灭，可将同色灯并联，用一个输出信号控制。这样只占并联，用一个输出信号控制。这样只占6个输出点。个输出点。南南北北西西东东27（2）画出各方向三色灯的工作时序图。）画出各方向三色灯的工作时序图。 5s 5s 南北黄灯南北黄灯南北绿灯南北绿灯 30 s 30 s 5s东西

19、红灯东西红灯 5s 20s 20 s东西绿灯东西绿灯东西黄灯东西黄灯 5s 5s南北红灯南北红灯 20 s 5s 20 s 5s 启启 动动 t0 t1 t2 t3 t4 一个循环一个循环 一个循环一个循环（3）由时序图分析各输出信号之间的时间关系。）由时序图分析各输出信号之间的时间关系。红灯和红灯和l另一方向绿灯常亮的时间相同（另一方向绿灯常亮的时间相同（30s/ 20s） ；黄灯和红灯闪烁的时；黄灯和红灯闪烁的时间相同（间相同（5s） 。28一个循环有一个循环有4个时间分界点：个时间分界点：t1 、 t2 、 t3 、 t4 。在这在这4个分界点处信号灯的状态将发生变化。个分界点处信号灯的

20、状态将发生变化。 5s 5s 南北黄灯南北黄灯南北绿灯南北绿灯 30 s 30 s 5s东西红灯东西红灯 5s 20s 20 s东西绿灯东西绿灯东西黄灯东西黄灯 5s 5s南北红灯南北红灯 20 s 5s 20 s 5s 启启 动动 t0 t1 t2 t3 t4 （4）确定信号灯的状态转换点。）确定信号灯的状态转换点。29 用用TIM000TIM003 4个定时器控制信号灯的状态转换。个定时器控制信号灯的状态转换。（5）确定定时器的个数及编号。）确定定时器的个数及编号。 5s 5s 南北黄灯南北黄灯南北绿灯南北绿灯 30 s 30 s 5s东西红灯东西红灯 5s 20s 20 s东西绿灯东西绿

21、灯东西黄灯东西黄灯 5s 5s南北红灯南北红灯 20 s 5s 20 s 5s 启启 动动 t0 t1 t2 t3 t4 TIM000TIM001TIM002TIM00330（6）列出定时器的功能明细表。）列出定时器的功能明细表。 5s 5s 南北黄灯南北黄灯南北绿灯南北绿灯 30 s 30 s 5s东西红灯东西红灯 5s 20s 20 s东西绿灯东西绿灯东西黄灯东西黄灯 5s 5s南北红灯南北红灯 20 s 5s 20 s 5s 启启 动动 t0 t1 t2 t3 t4 TIM000TIM001TIM002TIM003 定时器定时器 t0 t1 t2 t3 t4TIM000(通电延时通电延时

22、OFF控制控制 )开始定时。开始定时。(为南为南/北绿北绿灯、东灯、东/西西红灯亮定时）红灯亮定时）TIM000ON。南南/北绿灯北绿灯灭，南灭，南/北北黄、东西红黄、东西红灯开始闪。灯开始闪。 ON ON开始下一个开始下一个循环的定时。循环的定时。31 5s 5s 南北黄灯南北黄灯南北绿灯南北绿灯 30 s 30 s 5s东西红灯东西红灯 5s 20s 20 s东西绿灯东西绿灯东西黄灯东西黄灯 5s 5s南北红灯南北红灯 20 s 5s 20 s 5s 启启 动动 t0 t1 t2 t3 t4 TIM000TIM001TIM002TIM003 定时器定时器 t0 t1 t2 t3 t4TIM

23、000(定时定时30 s )开始定时。开始定时。(为南为南/北绿北绿灯、东西红灯、东西红灯亮定时）灯亮定时）TIM000ON。南南/北绿灯北绿灯灭，南灭，南/北北黄、东西红黄、东西红灯开始闪。灯开始闪。 ON ON开始下一个开始下一个循环的定时。循环的定时。TIM001(定时定时35 s )开始定时。开始定时。继续定时。继续定时。TIM001ON。闪烁的灯灭，闪烁的灯灭，东西绿、南东西绿、南北红灯亮。北红灯亮。 ON开始下一个开始下一个循环的定时。循环的定时。32 定时器定时器 t0 t1 t2 t3 t4TIM000定时定时30秒秒开始定时。开始定时。南北绿、东南北绿、东西红灯开始西红灯开始

24、亮亮ON且保持。且保持。南北绿灯灭；南南北绿灯灭；南北黄、东西北黄、东西红灯开始闪红灯开始闪 ON ON开始下一个循开始下一个循环的定时环的定时TIM001定时定时35秒秒 开始定时开始定时 继续定时继续定时ON且保持。且保持。南北黄、东西红南北黄、东西红灯灭；灯灭；东西绿、南北红东西绿、南北红灯亮灯亮 ON开始下一个循开始下一个循环的定时环的定时 TIM002定时定时55秒秒 开始定时开始定时 继续定时继续定时 继续定时继续定时ON且保持。且保持。东西绿灯灭；东西绿灯灭；东西黄、南北红东西黄、南北红灯开始闪灯开始闪开始下一个循开始下一个循环的定时环的定时TIM003定时定时60秒秒 开始定时

25、开始定时 继续定时继续定时 继续定时继续定时 继续定时继续定时ON，随即复位，随即复位且开始下一个循且开始下一个循环的定时。环的定时。33 输输 入入 输输 出出 控制开关控制开关 南北绿灯南北绿灯南北黄灯南北黄灯南北红灯南北红灯 东西绿灯东西绿灯东西黄灯东西黄灯 东西红灯东西红灯 00.00 01000 01001 01002 01003 01004 01005（6）根据定时器功能明细表和）根据定时器功能明细表和I/O分配，画出分配，画出PLC的的梯形图。梯形图。 （7）作）作PLC的的I/O分配表。分配表。本例要求用一个控制开关进行控制。这里将全部程序本例要求用一个控制开关进行控制。这里将

26、全部程序放在指令放在指令IL/ILC 之间，用之间，用00.00作为指令作为指令IL的执行条的执行条件，即可实现控制要求。件，即可实现控制要求。34 IL( 02 )00000TIM000 # 0300TIM003 TIM001 # 0350TIM002 # 0550TIM003 # 0600TIM00001000系统启动系统启动南北绿南北绿/东西东西红亮红亮30秒定时秒定时南北黄南北黄/东西东西红闪红闪5秒定时秒定时东西绿东西绿/南北南北红亮红亮20秒定时秒定时东西黄、南北东西黄、南北红闪红闪5秒定时秒定时TIM000 P_0_5s TIM001 ILC( 03 ) END(01)01000

27、01005010010100301004TIM002 P_0_5s TIM003TIM001 TIM00201001010030100201004南北绿亮南北绿亮30秒秒东西红亮东西红亮30秒秒东西绿亮东西绿亮20秒秒南北红亮南北红亮20秒秒南北黄闪南北黄闪5秒秒东西红闪东西红闪5秒秒东西黄闪东西黄闪5秒秒南北红闪南北红闪5秒秒36经验设计法的基础是：具有继电器控制的设计经验设计法的基础是：具有继电器控制的设计经验，熟练掌握经验，熟练掌握PLC指令的功能。指令的功能。 典型控制电路包括：典型控制电路包括：电动机的启保停控制、正电动机的启保停控制、正/反转反转控制、点动控制、控制、点动控制、 Y

28、- -启动控制、几台电动机的连启动控制、几台电动机的连锁控制、异地控制、掉电保持等等。锁控制、异地控制、掉电保持等等。 一、典型控制电路的一、典型控制电路的PLC程序设计程序设计所谓设计经验，是指能熟练掌握典型继电器控所谓设计经验，是指能熟练掌握典型继电器控制电路的设计思路，并能将这种设计思路移植制电路的设计思路，并能将这种设计思路移植到到PLC程序设计中。程序设计中。37 1. 启保停控制程序启保停控制程序0.020.03KEEP100.00100.0100.00.02 0.030.020.03SET 100.00RESET 100.00（a）（b）（c）下图是常用的启保停下图是常用的启保停

29、PLC控制程序。控制程序。要区别不同场合，采用不同的启保停控制程序。要区别不同场合，采用不同的启保停控制程序。38 2. 电动机正反转控制程序电动机正反转控制程序 下面是正反转控制的程序设计下面是正反转控制的程序设计(尚有其他方案尚有其他方案)。为确保运行可靠为确保运行可靠,要采取软、硬件两种互锁措施。要采取软、硬件两种互锁措施。100.010.020.00100.01100.020.01100.02100.020.02100.01SB30.00 100.010.01 100.020.02COM COMSB1 220VSB2DC24VKM1KM2PLCKHKM1KM2正转启动正转启动反转启动反

30、转启动停车按钮停车按钮正转接触器正转接触器 反转接触器反转接触器 触点互锁触点互锁 触点互锁触点互锁 39 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必须有硬件必须有硬件互锁互锁!启动按钮启动按钮停车按钮停车按钮注意注意20000的的作用！作用！400100101000000030100101000000000

31、10010000200001 4. 电动机顺序启电动机顺序启/停控制程序停控制程序 下面是两台电动机顺序启下面是两台电动机顺序启/停控制的程序设计停控制的程序设计(尚有其他方案尚有其他方案)。启动时，只有电动机启动时，只有电动机M1启动启动(01000 ON)、电动机、电动机M2才可能启动才可能启动(01001 ON)；停止时，只有；停止时，只有M1先停、先停、 M2才可能停。才可能停。 输输 入入 输输 出出M1启动启动 00000KM1 01000M1停车停车 00001KM2 01001M2启动启动 00002M2停车停车 00003410100000002000002000000001

32、2000020000 5. 电动机既可长动、又可点动的控制程序电动机既可长动、又可点动的控制程序 下面是电动机长下面是电动机长/点动控制的程序点动控制的程序(尚有其他方案尚有其他方案)。 输输 入入 输输 出出点动按钮点动按钮SB1 00000 KM 01000长动按钮长动按钮SB2 00001停车按钮停车按钮SB3 00002长动长动: 按一下按一下SB2。点动点动: 按住按住SB1不放不放,电动机转动电动机转动,释放释放SB1电动机停转。电动机停转。停车停车: 按一下按一下SB3。42 6. 电动机异地控制程序电动机异地控制程序 下面是电动机在三地启下面是电动机在三地启/停控制的程序停控制

33、的程序(尚有其他方案尚有其他方案)。 输输 入入 输输 出出甲地启甲地启/停停SB1 00000KM 01000乙地启乙地启/停停SB2 00001丙地启丙地启/停停SB2 00002本例，各地电动机的启动和停车都共用一个按钮。本例，各地电动机的启动和停车都共用一个按钮。2000020000DIFD(14) 20000KEEP0100001000000030000100002无论在何地，第一次按动按钮是启动电动机，第二次无论在何地，第一次按动按钮是启动电动机，第二次按动按钮就是停车。按动按钮就是停车。43 7. 掉电保持程序掉电保持程序常用方法：常用方法：使用使用KEEP指令以及指令以及SET

34、、RESET等指令编写程序等指令编写程序，并用保持继电器，并用保持继电器HR的某一位作输出；的某一位作输出；将系统的运行状态或参数存放在具有掉电保持功能将系统的运行状态或参数存放在具有掉电保持功能的的DM区等。区等。除了上述各种典型程序外，脉冲发生器程序、分频器除了上述各种典型程序外，脉冲发生器程序、分频器程序、优先权程序等，最好能学习掌握。程序、优先权程序等，最好能学习掌握。44u 经验法编程举例经验法编程举例在两处往返装料在两处往返装料/卸料的小车，工作过程如图。卸料的小车，工作过程如图。ST1ST3ST2右右左左装料处装料处卸料处卸料处卸料处卸料处要求：小车单数次运行要求：小车单数次运行

35、时，在时，在ST3卸料。偶数卸料。偶数次运行时，次运行时，ST3处不卸处不卸，而在，而在ST2处卸料。处卸料。装料装料15s 、卸料、卸料10s。 输输 入入 输输 出出右行启动右行启动SB1 00000右行右行KM 01000左行启动左行启动SB2 00001左行左行KM 01001停车按钮停车按钮SB3 00002装料装料KM 01002行程开关行程开关ST1 00004卸料卸料KM 01003行程开关行程开关ST2 00003行程开关行程开关ST3 00005 I/O分配表分配表45010000000200000010000000101001010010000500002 00003 0

36、0001 0100120000TIM001000040000001000TIM00001000000030100101003TIM000 #0100000050000401002TIM001 #01500000520000200000100100003右行右行左行左行卸料卸料装料装料右行启动右行启动左行启动左行启动ST3ST1ST3ST2进进退退装料装料卸料卸料卸料卸料ST2ST1 系统程序系统程序000040000500003单数次运行单数次运行46010000000200000010000000101001010010000500002 00003 00001 0100120000TIM0

37、01000040000001000TIM00001000000030100101003TIM000 #0100000050000401002TIM001 #01500000520000200000100100003右行右行左行左行卸料卸料装料装料右行启右行启左行启左行启ST3ST1ST3ST2进进退退装料装料卸料卸料卸料卸料ST2ST1偶数次运行偶数次运行00004000050000348功能表图是顺序控制设计法的重要的工具。功能表图是顺序控制设计法的重要的工具。 1. 功能表图的组成功能表图的组成 一、功能表图一、功能表图下面以某动力头的控制为例来说明功能表图的组成。下面以某动力头的控制为例

38、来说明功能表图的组成。动力头的运动有三种状态：快进动力头的运动有三种状态：快进工进工进快退。快退。各状态的转换条件为：各状态的转换条件为：快进结束压限位开关快进结束压限位开关ST1则转为工进；则转为工进；工进结束压限位开关工进结束压限位开关ST2则转为快退；则转为快退；退回原位压退回原位压ST3自动停止。自动停止。49矩形框表示各步，框内数字矩形框表示各步，框内数字是步的号。初始步用双线框。是步的号。初始步用双线框。功能表图的组成：功能表图的组成： 步、有向连线、转换条件、步、有向连线、转换条件、动作说明。动作说明。 1 1启动启动压压ST1ST1 2 2压压ST2ST2 3 3 工进工进车停

39、原位车停原位 快退快退 快进快进压压ST3ST3 4 4控制动力头的功能表图如图所示。控制动力头的功能表图如图所示。正在执行的步叫活动步，当正在执行的步叫活动步，当前一步为活动步且转换条件满前一步为活动步且转换条件满足时，启动下一步并终止前一足时，启动下一步并终止前一步。步。 50 2. 功能表图的类型功能表图的类型(1) 单序列结构单序列结构 1 1启动启动压压ST1ST1 2 2压压ST2ST2 3 3 工进工进车停原位车停原位 快退快退 快进快进压压ST3ST3 4 4 单序列单序列单序列单序列没有分支没有分支选择序列选择序列并行序列并行序列每个步后只有一个步每个步后只有一个步各步间需要

40、转换条件各步间需要转换条件后一步成为活动步时，后一步成为活动步时，前一步变为不活动步。前一步变为不活动步。51(2) 选择序列结构选择序列结构 序列的开始称为分支，各分支不能同时执行。序列的开始称为分支，各分支不能同时执行。分支分支1分支分支3当前一步为活动步、且当前一步为活动步、且转换条件满足时，才能转转换条件满足时，才能转向下一步。向下一步。后一步成为活动步时，后一步成为活动步时，前一步变为不活动步。前一步变为不活动步。若选择转向某个分支，其他若选择转向某个分支，其他分支的首步不能成为活动步。分支的首步不能成为活动步。ab cdefj 1 4 2 6 8ghi 5 3 7分支分支252 选

41、择序列的结束称为合并。选择序列的结束称为合并。当某个分支的最后一步成为活动步、且转换条当某个分支的最后一步成为活动步、且转换条件满足，时都要转向合并步。件满足，时都要转向合并步。ab cdefj 1 4 2 6 8ghi 5 3 753eac 1b 2 3d 4 7 6 5 8(3) 并行序列结构并行序列结构并行序列的开始用双线表示，转并行序列的开始用双线表示，转换条件放在双线之上。换条件放在双线之上。当并行序列首步为活动步且条件当并行序列首步为活动步且条件满足时，各分支首步同时变为活动满足时，各分支首步同时变为活动步。步。并行序列的结束称为合并，用双并行序列的结束称为合并，用双线表示并行序列

42、的合并，转换条件线表示并行序列的合并，转换条件放在双线之下。放在双线之下。分支分支2分支分支1当各分支的末步都为活动步、且条件满足时，将同时转换到合当各分支的末步都为活动步、且条件满足时，将同时转换到合并步，且各末步都变为不活动步。并步，且各末步都变为不活动步。分支分支354 B1Si B2 Si+1 SiSi-1Si+1SiCi Si+1Si+2Si+1SiCi+13. 功能表图与梯形图的对应关系功能表图与梯形图的对应关系 步程序的梯形图结构如图。步程序的梯形图结构如图。每个步有一个控制位，当某每个步有一个控制位，当某步的控制位为步的控制位为ON时，该步成时，该步成为活动步为活动步(激活下一

43、步的条件之激活下一步的条件之一一)，同时与该步对应的程序开，同时与该步对应的程序开始执行；始执行；当转换条件满足时当转换条件满足时(激活下一激活下一步的条件之二步的条件之二)，则下一步的控，则下一步的控制位为制位为ON，而上一步的控制，而上一步的控制位变为位变为OFF，上一步对应的程，上一步对应的程序停止执行。序停止执行。55由于转换条件常是短信号，由于转换条件常是短信号，因此每步要加自锁。因此每步要加自锁。当后续步成为活动步时，前当后续步成为活动步时，前一步要变为不活动步。一步要变为不活动步。 B1Si B2 Si+1 SiSi-1Si+1SiCi Si+1Si+2Si+1SiCi+1 必须

44、将常闭触点必须将常闭触点Si+1和和Si+2与与前一步的控制位线圈串联。前一步的控制位线圈串联。当某一步成为活动步时，其当某一步成为活动步时，其控制位为控制位为ON，可以利用这个，可以利用这个ON信号实现相应的控制。信号实现相应的控制。56 4. 根据功能表图画根据功能表图画PLC梯形图梯形图 由功能表图画梯形图：由功能表图画梯形图：(1) 初始步初始步100.00的梯形图的梯形图 步步100.00是两个分支的合并步是两个分支的合并步 100.00成为活动步的条件是：成为活动步的条件是：或或0.00为为ON，或步，或步100.08为活动步且为活动步且H0.01为为ON；100.00成为不活动步

45、的条件是：成为不活动步的条件是：100.01和和100.04成为活动步。成为活动步。根据上述分析，画出梯形图如下根据上述分析，画出梯形图如下 100.00TIM0040.01TIM0010.00CNT0020.02CNT003H0.00H0.01 100.04TIM000 100.01 100.02 100.05 100.03 100.06 100.07 100.0857(2) 步步100.01的梯形图的梯形图100.08100.000.00100.00100.01 H0.01 它是单序列的首步它是单序列的首步 100.01成为活动步的条件是：成为活动步的条件是：步步100.00活动且条件活动

46、且条件0.01为为ON 100.01成为不活动步的条件是：成为不活动步的条件是： 步步100.02成为活动步。成为活动步。 步步100.00的梯形图的梯形图 100.00TIM0040.01TIM0010.00CNT0020.02CNT003H0.00H0.01 100.04TIM000 100.01 100.02 100.05 100.03 100.06 100.07 100.0858100.00100.01100.01100.020.01(3) 步步100.04的梯形图的梯形图 它是选择序列的开始步它是选择序列的开始步 100.04成为活动步的条件是：成为活动步的条件是：步步100.00活

47、动、且活动、且0.01为为ON。 100.04成为不活动步的条件是：成为不活动步的条件是： 步步100.02、100.03与与100.01相似。相似。步步100.05或步或步100.07成为活动步成为活动步 。 步步100.01的梯形图的梯形图 100.00TIM0040.01TIM0010.00CNT0020.02CNT003H0.00H0.01 100.04TIM000 100.01 100.02 100.05 100.03 100.06 100.07 100.0859(4) 步步100.05的梯形图的梯形图 100.05成为活动步的条件是：成为活动步的条件是：步步100.04活动、且活动

48、、且TIM001 ON。 100.05成为不活动步的条件是：成为不活动步的条件是：步步100.06或步或步100.07成为活动步成为活动步 。100.00100.04100.04100.050.01100.07 步步100.04的梯形图的梯形图 100.00TIM0040.01TIM0010.00CNT0020.02CNT003H0.00H0.01 100.04TIM000 100.01 100.02 100.05 100.03 100.06 100.07 100.0860(5) 步步100.06的梯形图的梯形图 100.06成为活动步的条件是：成为活动步的条件是：步步100.06是选择分支的

49、合并。是选择分支的合并。 100.06成为不活动步的条件：成为不活动步的条件： 100.08成为活动步。成为活动步。100.05100.04100.05100.07TIM001 100.06或步或步100.05活动且条件活动且条件0.02为为ON，或，或100.07活动且条件活动且条件H0.00为为ON。 步步100.05的梯形图的梯形图 100.00TIM0040.01TIM0010.00CNT0020.02CNT003H0.00H0.01 100.04TIM000 100.01 100.02 100.05 100.03 100.06 100.07 100.0861(6) 步步20008的梯

50、形图的梯形图 20008成为活动步的条件是：成为活动步的条件是：步步20008是并行序列的合并。是并行序列的合并。 20008成为不活动步的条件：成为不活动步的条件： 20000成为活动步。成为活动步。步步20003和和20006均为活动步、且转换均为活动步、且转换条件条件TIM004为为ON。200052000620006200072000800002HR0000 步步20006的梯形图的梯形图 100.00TIM0040.01TIM0010.00CNT0020.02CNT003H0.00H0.01 100.04TIM000 100.01 100.02 100.05 100.03 100.0

51、6 100.07 100.0862 步步100.08的梯形图的梯形图掌握了由功能表图画梯形图的方掌握了由功能表图画梯形图的方法，就可以使用顺序控制设计法法，就可以使用顺序控制设计法编写应用程序。编写应用程序。100.08100.03100.08100.00TIM004100.06 100.00TIM0040.01TIM0010.00CNT0020.02CNT003H0.00H0.01 100.04TIM000 100.01 100.02 100.05 100.03 100.06 100.07 100.0863用顺序控制设计法编写用户程序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

52、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）；（单序列）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”等逻辑组合）。等逻辑组合）。 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进程。制过程的进程。64（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

53、，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分配。分配。（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。用顺序控制设计法编写用户程序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：65 顺序控制设计举例之一顺序控制设计举例之一某动力头工作流程如图。某动力头工作流程如图。ST3ST

54、1ST2快进快进工进工进快退快退动力头停在原位动力头停在原位(ST3)。按一下按钮动力头启动。按一下按钮动力头启动。 输输 入入 输输 出出 启动启动 按钮按钮 ST1 ST2 ST3 正转正转电磁阀电磁阀1 正转正转电磁阀电磁阀2 反转反转电磁阀电磁阀0.00 0.01 0.02 0.03 100.00 100.01 100.02 (1) 作出作出 I/O分配分配:动力头退回原位后重复上动力头退回原位后重复上述动作。述动作。66 (2) 画出动力头的功能表图。画出动力头的功能表图。 1 1启动启动压压ST3ST3按启动按钮按启动按钮 2 2压压ST1ST1 3 3 快进快进 工进工进 等待等

55、待压压ST2ST2 4 4 快退快退压压ST3ST3 w20.0启动启动0.03 000 w20.10.01W20.2100.00ON 100.01ON 100.010.02W20.3 100.020.03正转正转电磁阀电磁阀1正转正转电磁阀电磁阀2正转正转电磁阀电磁阀2反转反转电磁阀电磁阀67 (3) 根据功能表图设计出梯形图。根据功能表图设计出梯形图。 w20.0 0.00 0.03 w20.2w20.3 0.03 w20.1w20.0第一循环第一循环w20.2 0.02 w20.0w20.3w20.1 w20.1 0.01 w20.3W20.1w20.2w20.3100.01w20.0w

56、20.1100.00w20.2100.02w20.2 w20.0启动启动0.03 0.00 w20.10.01(ST1)w20.2100.00ON 100.01ON 100.010.02(ST2)W20.3 100.020.03(ST3)快进快进快进快进工进工进快退快退ST3ST1ST2快进快进工进工进快退快退68 归纳顺序控制设计法：归纳顺序控制设计法： 理顺动作顺序、明确各步的转换条件，作流程图；理顺动作顺序、明确各步的转换条件，作流程图； 准确地画出功能表图；准确地画出功能表图； 根据功能表图正确地画出相应的梯形图；根据功能表图正确地画出相应的梯形图； 根据某些特殊功能要求，添加部分特殊

57、要求程序。根据某些特殊功能要求，添加部分特殊要求程序。70在继电器控制电路的基础上，经过转换，将继电在继电器控制电路的基础上，经过转换，将继电器控制设计出器控制设计出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执行元件，要为它们分配相应的的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。71 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

58、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。使用常开和长闭按钮时，使用常开和长闭按钮时，PLC的梯形图画法不同。的梯形图画法不同。 0000001000010000000100000010000100000001SB2000000000101000COMCOM SB1PLCKMSB2000000000101000COMCOM SB1PLCKM启动启动停车停车启动启动停车停车72一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外部的启外部的启动控制电路中。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

59、替。的定时器代替。 3热继电器的处理热继电器的处理 PLC定时器的触点只有接通延时闭合和接通延时断定时器的触点只有接通延时闭合和接通延时断开两种。可以通过编程设计出所需的时间控制。开两种。可以通过编程设计出所需的时间控制。73 用用PLC的定时器实现延时接通的控制举例的定时器实现延时接通的控制举例 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 KT01000TIM000 SV00000TIM000通电延时通电延时型型74 用用PLC的定时器实现延时断开的控制举例的定时器实现延时断开的控制举例 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

60、KT01000TIM000 SV00000TIM00075 5对继电器控制电路连接顺序的处理对继电器控制电路连接顺序的处理调整部分电路的连接，以方便转换成调整部分电路的连接，以方便转换成PLC梯形图。梯形图。STSB2KM1KM1 KTKM2 KKM1KM2SB1KT举例举例线圈线圈KM2和和K之之间连接着常开触间连接着常开触点点KM2 。PLC的梯形图不的梯形图不允许有这种结构允许有这种结构。76 调整电路连接的方法调整电路连接的方法KM1 KTKM2 KSB1KM1KM1STKM2KTSB2STSB2KM1KM1 KTKM2 KKM1KM2SB1KT线圈线圈K接通的条件为：或常开触点接通的