PLC第八章 PC控制系统设计

1、PC控制系统设计的一般步骤：控制系统设计的一般步骤：n（1）深入了解控制要求，确定控制的操作方式、应完成的动作。n（2）确定所需的信号输入元件、输出执行元件，据此确定PC的I/O点数。进行I/O点的分配。n（3）选定PC型号。n（4）绘制PC外部接线图，设计控制系统的主电路。n（5）设计PC控制程序。n（6）模拟调试。n（7）制作控制柜。n（8）进行现场调试。n（9）编制技术文件。本章主要内容第八章第八章 PC控制系统设计控制系统设计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

2、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 n4移位寄存器的应用举例1启保停电路启保停电路1启保停电路启保停电路-电机的启动、保持、停止控制电机的启动、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双向控制电路双向控制电路2双向控制电路双向控制电路-电机的正反转控制电机的正反转控制说明：双向

3、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n 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）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

4、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）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）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）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。 4移位寄存器的应用举例移位寄存器的应用举例在自动生产线上的

5、应用在自动生产线上的应用彩灯控制彩灯控制 1）在自动生产线上的应用）在自动生产线上的应用说明：生产线有5个工位，0号工位是检查站，4号工位是剔除站。产品经过检查站检查是否合格。当不合格产品移到4号工位时，剔除不合格产品 。PLCPLC如何编程？如何编程？ SFT指令的功能示意图指令的功能示意图SFT指令的功能示意图指令的功能示意图当复位端R为OFF时，在移位脉冲端SP由OFFON的上升沿时，E到St通道中的所有位依次左移一位。当复位端R为ON时，从St到E通道中的所有位将置为OFF，此时移位脉冲端和数据输入端无效。 自动线梯形图自动线梯形图自动线梯形图自动线梯形图2）彩灯控制）彩灯控制 2）彩

6、灯控制）彩灯控制 条件为ON,则执行中间程序。右移左移25313为常ON25314为常OFF25315在第一个扫描周期ON，后OFF第二部分、经验设计第二部分、经验设计第二部分、第二部分、梯形图的经验设计方法梯形图的经验设计方法n有一些简单的梯形图可以借借鉴鉴继电器控制的电路图来设计，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体要求，进行修改和改善，得到符合控制要求的梯形图。因此把这种设计方法叫做经验设计方法 。梯形图的经验设计例题梯形图的经验设计例题梯形图的经验设计例题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

7、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例1 送料小车送料小车自动控制系统的梯形图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) 设计梯形图设计梯形图I/O分配分配I/OI/O分配分配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

8、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例2 两处卸料的小车两处卸料的小车自动控制系统梯形图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) 设计梯形图设计梯形图I/O分配分配I/OI/O分配分配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0100

9、0 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例3 电机优先启动控制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/OI/O分配分配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、0000

10、3、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。梯形图设计梯形图设计 例例4 通风机监视通风机监视例例4 通风机监视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。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0.5Hz的频率闪烁；如果三个通风机都不运转，信号灯就以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，开关断开时，系统不工作，信号

11、灯熄灭。 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) 设计梯形图设计梯形图控制策略控制策略控制策略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。I/O分配分配I/OI/O分配分配输入：风机状态13 0000000002 控制开关：00003输出：信号灯：01000梯形图设计梯形图设计梯形图设计梯形图设计 I/O分配：分配：输入：风机状态13 0000000002 控制开关：00003输出：信号灯：01000第三部分第三部分 顺序控制顺序控制 第三部分第三部分 梯形图的顺序梯形图的顺序 控制设计方法控制设计方法 n1顺序控制的特点顺序控制的特点n2功能表

12、图及其对应的梯形图功能表图及其对应的梯形图n3. 顺序控制程序设计举例顺序控制程序设计举例 n4. 具有多工作方式的系统的编程举例具有多工作方式的系统的编程举例 顺序控制的特点顺序控制的特点1顺序控制的特点顺序控制的特点送料小车自动控制系统的工作过程规律性强、时序清晰规律性强、时序清晰2.功能表图功能表图2功能表图及其对应的梯形图功能表图及其对应的梯形图 n功能表的组成：步+转向条件+有向连线+动作 （功能表图又叫状态转移图、状态图或流程图） n功能表图的结构n功能表图的结构对应的梯形图功能表图的结构2.1 功能表图的结构 1）单序列结构）单序列结构 单序列由一系列相继激活的步组成。每一步的后

13、面仅有一个转换条件，每一个转换条件后面仅有一步。 选择序列结构选择序列结构2.1 功能表图的结构 1）单序列结构）单序列结构 单序列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。 2）选择序列结构）选择序列结构 选择序列的开始称为分支。某一步的后面有几个步，当满足不同的转换条件时，转向不同的步。并行序列结构并行序列结构2.1 功能表图的结构 1）单序列结构）单序列结构 单序列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。 2）选择序列结构）选择序列结构 选择序列的开始称为分支。某一步的后面有几个步，当满足不同的转换条件

14、时，转向不同的步。3 3）并行序列结构）并行序列结构 并行序列的开始称为分支。当转换的实现导致几个序列同时激活时，这些序列称为并行序列。 2.2 功能表图综合结构功能表图综合结构2.2 功能表图综合结构2.3 功能表图对应的梯形图功能表图对应的梯形图步20000为起始步，它的前面有2条分支 功能表图对应的梯形图步20001的后面有3条并行序列的分支 功能表图对应的梯形图步20006是单序列的步，步20005、步20007为其前级步和后续步 功能表图对应的梯形图步20009的后面有2条选择序列的分支 功能表图对应的梯形图步20012的前面有2条选择序列的分支 功能表图对应的梯形图步20015的前

15、面有3条选择序列的分支 3 顺序控制程序设计举例顺序控制程序设计举例3 顺序控制程序设计举例顺序控制程序设计举例例一例一 一动力头进给运动一动力头进给运动 1）I/O分配 2）画出功能表图 3）设计梯形图功能表图功能表图功能表图功能表图梯形图梯形图梯形图梯形图例2例2 两处送料小车的控制1）I/O分配2）画出功能表3）设计梯形图功能表图功能表图功能表图功能表图1）I/O分配2）画出功能表3）设计梯形图梯形图梯形图梯形图梯形图例3例3 用传送带传送 长物体的控制系统 1）I/O分配2）画出功能表图3）设计梯形图功能表图功能表图功能表图功能表图梯形图梯形图梯形图梯形图例4例4 一剪板机的控制1）I

16、/O分配2）画出功能表3）设计梯形图功能表图功能表图功能表图功能表图1）I/O分配2）画出功能表3）设计梯形图梯形图梯形图梯形图梯形图4. 多工作方式4. 具有多工作方式的系统举例送料小车的控制系统 示意图如下：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系统的4 4种工作方式种工作方式 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、单步工作的单周期、连续、单步工作的功能表图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) )自动程序自动程序3)公用程序公用程序3) )公用程序公用程序n说明：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以及代表