项目三PLC步进顺控指令的编程

1、项目三项目三 PLC步进顺控指令的编程与应用步进顺控指令的编程与应用 任务一 自动运料小车控制系统设计任务二 全自动洗衣机控制系统的设计任务三 按钮式人行道交通灯控制系统的设计任务四 电动机顺序启停控制任务一任务一 自动运料小车控制系统的设计自动运料小车控制系统的设计l经验设计法与顺序设计法的区别l顺序功能图l顺序功能图到步进梯形图的转换任务提出 图3-1所示为自动运料小车运行控制系统示意图，其控制要求如下：u 小车由电动机驱动，电动机正转时小车前进，反转后退。初始时，小车停于左端，左限位开关SQ2压合。u 按下开始按钮，小车开始装料。10s后装料结束，小车前进至右端，压合右限位开关SQ1，小

2、车开始卸料。u 8s后卸料结束，小车后退至左端，压合SQ2，小车停于初始位置。u具有短路保护和过载保护等必要的保护措施。图3-1 运料小车示意图n区别n顺序控制：就是按照工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，生产过程的各个执行机构自动有序地进行操作。n顺序控制设计法的流程顺序控制设计法的流程：首先根据系统的工艺过程，画出顺序功能图，然后根据顺序功能图画出梯形图。一、经验设计法与顺序控制设计法知识链接知识链接二、顺序功能图1、运料小车工艺过程分析 图3-7 运料小车运动过程方框图知识链接知识链接二、顺序功能图 2、顺序功能图的构成 n 步：步：a、概念 b、在PL

3、C中步的表示方式：S0.0S31.7 c、初始步（一般用双线方框表示）：每个顺序功能图中每个顺序功能图中至少有一个初始步至少有一个初始步 d、活动步：步处于活动状态时，相应的动作被执行；处于不活动状态时，相应的非存储型动作被停止。n与步对应的动作或命令：与步对应的动作或命令：动作和命令用矩形框来表示，矩形图应与相应步的符号相邻。【举例】一个步后有多个动作的表示方式知识链接知识链接n有向连线：有向连线：代表活动步的先后次序。一般步的习惯进展方向是从上到下或从左到右。如果在这两个方向上的有向箭头可以省略。不是，则必须注明进展方向。 n转换：转换：用有向连线与垂直于有向连线的短画线来表示，转换将相邻

4、两步分隔开。n转换条件：转换条件：是与转换相关的逻辑命题，转换条件可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号标注在表示转换的短线的旁边，使用得最多的是布尔代数表达式。 二、顺序功能图知识链接知识链接二、顺序功能图运料小车控制系统的顺序功能图 图3-7 运料小车运动过程方框图知识链接知识链接绘制顺序功能图的注意事项：绘制顺序功能图的注意事项：n两个步之间必须用一个转换隔开，两个步绝对不能直接相连。n两个转换之间必须用一个步隔开，两个转换也不能直接相连。n初始步不可少。n在顺序功能图中一般应有步和有向线组成的闭环，即在一次工艺过程的全部操作后，应从最后一步返回初始步，系统停留在初始状态单周期操作或者

5、从最后一步返回下一工作周期开始运行的第一步进入循环工作状态。n在顺序功能图中，只有当某一步的前级步是活动步时，该步才有可能变成活动步。一般初始步可以考虑采用初始化脉冲SM0.1来激活。二、顺序功能图知识链接知识链接三、顺序功能图到步进梯形图的转换（1）顺序控制指令的介绍LADSTL说明LSCR n步开始指令，为步开始的标志该步的状态元件的位置1时，执行该步。SCRT n步转移指令，使能有效时，关断本步，进入下一步。该指令由转换条件的接点起动，n为下一步的顺序控制状态元件。n=0.031.7。SCRE步结束指令，为步结束的标志。知识链接知识链接（2）顺控指令的使用说明 三、顺序功能图到步进梯形图

6、的转换LD SM0.1 S S0.0,1LSCR S0.0LD I0.0SCRT S0.1SCRELSCR S0.1LD SM0.0= Q0.0LD I0.1SCRT S0.2SCRELSCR S0.2LD SM0.0= Q0.1LD I0.2SCRT S0.3SCRELSCR S0.3LD SM0.0= Q0.2LD I0.3SCRT S0.0SCRE知识链接知识链接三、顺序功能图到步进梯形图的转换知识链接知识链接（3）顺控指令使用注意事项 在使用顺序控制指令时应注意： 步进控制指令SCR只对状态元件S有效。为了保证程序的可靠运行，驱动状态元件S的信号应采用短脉冲。当输出需要保持时，可使用S

7、/R指令。不能把同一编号的状态元件用在不同的程序中，例如，如果在主程序中使用S0.1，则不能在子程序中再使用。在SCR段中不能使用JMP和LBL指令。即不允许跳入或跳出SCR段，也不允许在SCR段内跳转。可以使用跳转和标号指令在SCR段周围跳转。不能在SCR段中使用FOR、NEXT和END指令。在状态发生转移后，所有SCR段的元器件一般都要复位，如果希望继续输出，可使用置位/复位指令。在使用功能图时，状态器的编号可以不按顺序编排。三、顺序功能图到步进梯形图的转换知识链接知识链接（4）学生练习三、顺序功能图到步进梯形图的转换知识链接知识链接任务实施n进行进行I/O分配分配输入输出输入继电器电路元

8、件作用输出继电器电路元件作用I0.0SB1启动按钮Q0.1KM2小车前进（右行）I0.1SQ1右限位Q0.3KM4小车后退（左行）I0.2SQ2左限位Q0.0KM1装料Q0.2KM3卸料n画出工艺过程框图画出工艺过程框图n画出顺序功能图画出顺序功能图n利用顺控指令转换成梯形图或语句表利用顺控指令转换成梯形图或语句表n进行进行I/O接线接线n输入梯形图输入梯形图n调试（在线监控，观察输入输出时序变化）调试（在线监控，观察输入输出时序变化）n思考：如果小车要求反复循环，应如何修改思考：如果小车要求反复循环，应如何修改梯形图？调试呢？梯形图？调试呢？ 任务实施学生练习 小车在初始状态时停在中间位置，

9、限位开关X1为ON，按下启动按钮X0，小车按如图3-14所示的顺序运动，最后返回并停在初始位置。分别用经验设计法与顺序控制设计法设计控制系统的梯形图，并调试程序。思考与练习u 用顺序控制设计法设计如图3-15要求的输入输出关系的顺序功能图和梯形图，并调试程序。l顺序功能图的结构类型l带有分支的顺序功能图到步进梯形图的转化l全自动洗衣机控制系统的设计任务二任务二 全自动洗衣机控制系统的设计全自动洗衣机控制系统的设计n单序列n选择性分支与汇合n并行的分支与汇合n分支与汇合的组合一、顺序功能图的结构类型顺序功能图的结构类型 知识链接知识链接知识链接知识链接带有选择分支与汇合的顺序功能图 带有并行分支

10、与汇合的顺序功能图 可供选择的分支在分支时，检查分支前面的转移条件：I0.0、I0.3、I0.6，哪一个为“真”，则为“真”的分支执行，且每次只可执行一条分支。且每次只可执行一条分支。而在可供选择分支的汇合采用各分支自动转移到新的状态，即I0.2转移（SCRT）到S0.7，I0.5转移（SCRT）到S0.7，I1.0转移（SCRT）到S0.7。 当一个控制状态流分成多分支时，所有的分所有的分支控制状态流必须同时激活支控制状态流必须同时激活。当多个控制流产生的结果相同时，可以把这些控制流合并成一个控制流，即并行分支的汇合。在合并控制流时，所有的分支控制流必须都是完成所有的分支控制流必须都是完成了

11、的。在转移条件满足时才能转移到下一个了的。在转移条件满足时才能转移到下一个状态。状态。 知识链接知识链接 图3-19 分支与汇合的组合二、带有分支的顺序功能图到梯带有分支的顺序功能图到梯 形图的转换形图的转换知识链接知识链接1、编程原则与编程方法n 编程原则：先集中进行分支状态处理，再集中进行汇合状态处理。n 编程方法：分支状态处理，应先进行分支状态的驱动处理，再按分支的顺序进行转移处理。汇合状态处理，应先进行汇合前状态（分支状态汇合状态之间的中间状态）的处理（含这些状态的驱动和转移），再依分支顺序进行由各分支到汇合状态的转移（各分支最后一个状态到汇合状态的转移）。知识链接知识链接2、举例知识

12、链接知识链接知识链接知识链接三、举例应用 设计一个智力竞赛抢答装置，当出题人说出问题且按下按钮SB1（I0.0）后，在10s内，2个参赛者甲和乙中谁最早按下抢答按钮（按钮输入甲为I0.1，乙为I0.2），抢答有效，此时抢答桌上的灯亮3秒，答题结束，使定时器复位。10秒后抢答无效，此时定时器也复位。任务实施输入继电器作用输出继电器作用I0.0启动Q0.1甲组指示灯I0.1参赛者甲Q0.2乙组指示灯I0.2参赛者乙nI/O点的分配点的分配n画出顺序功能图画出顺序功能图n利用顺控指令转利用顺控指令转换成梯形图或语换成梯形图或语句表句表n进行进行I/O接线接线n输入梯形图输入梯形图n调试（在线监控，调

13、试（在线监控，观察输入输出时观察输入输出时序变化）序变化）任务实施l任务提出l任务分析l任务实施l思考与练习四、全自动洗衣机控制系统的设计与调试四、全自动洗衣机控制系统的设计与调试任务提出n试设计全自动洗衣机的控制系统。n波轮式全自动洗衣机的示意图如图3-16所示。其中，洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一中心安装的。外桶固定，作为盛水用，内桶可以旋转，作为脱水（甩干）用。内桶的四周有许多小孔，使内、外桶的水流相通。 任务提出n洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀控制。进水时，控制系统使进水电磁阀打开，将水注入外桶；排水时，使排水电磁阀打开将水由外桶排到机外。洗涤和脱水由同一台电机

14、拖动，通过电磁离合器来控制，将动力传递给洗涤波轮或甩干桶(内桶)。电磁离合器失电，电动机带动洗涤波轮实现正、反转，进行洗涤；电磁离合器得电，电动机带动内桶单向旋转，进行甩干(此时波轮不转)。水位高低分别是由高低水位开关进行检测。启动按钮用来启动洗衣机工作。具体控制要求如下：n启动时：首先进水，到高水位时停止进水，开始洗涤。正转洗涤15S，暂停3S后反转洗涤15S，暂停3S后再正转洗涤，如此反复3次。洗涤结束后，开始排水，当水位下降到低水位时，进行脱水(同时排水)，脱水时间为10S。这样完成一次从进水到脱水的大循环过程。n经过3次上述大循环后(第2、3次为漂洗)，进行洗衣完成报警，报警10S后结

15、束全过程，自动停机。任务分析1. 输入输出设备及输入输出设备及I/O点分配点分配输入元件输入点编号输出元件输出点编号启动按钮SB0I0.0进水电磁阀DCF1Q0.0高水位开关SQ1I0.3电机正转控制KM1Q0.1低水位开关SQ2I0.4电机反转控制KM2Q0.2排水电磁阀DCF2Q0.3脱水电磁离合器KM3Q0.4报警蜂鸣器SQ0.5初始状态指示灯HLQ0.6任务分析（2）顺序功能图的设计（3）SFC图到步进梯形图或步进指令表的转换 任务实施1、将输入输出设备分别连接到PLC的相应的I/O点，并连接PLC电源。硬件连接如图3-26所示。检查线路的正确性，确保无误。2、输入如图3-25所示的梯

16、形图或步进指令程序，进行程序调试，调试时注意动作顺序。并画出相应的控制系统的各输入输出量的时序图。 思考与练习u试设计一个自动门控制系统。其硬件组成如下：自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到位限位开关K4、开门执行结构KM1（使电动机正转）、关门执行机构KM2（使电动机反转等部件组成。控制要求：1）当有人由内到外或由外到内通过光电探测开关K1或K2时、开门执行机构KM1动作电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。2）自动门在开门位置停留8秒后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被启动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置

17、时，电机停止运行。3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电探测开关K1或K2时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。4）在门打开后的8秒等待时间内，若有人员由外到内或由内到外通过光电探测开关K1或K2时，必须重新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。任务三任务三 按钮式人行道交通灯控制系统的设计按钮式人行道交通灯控制系统的设计l任务提出l任务分析l任务实施l思考与练习任务提出 在道路交通管理上有许多按钮式人行道交通灯，如图3-27所示。在正常情况下，汽车通行，即Q0.3绿灯亮，Q0.5红灯亮；当行人想过马路，就按按钮。当按下按钮I0.0（或I0.1）之后，主干道交

18、通灯将从绿（5s）绿闪（3s）黄（3s）红（20s），当主干道红灯亮时，人行道从红灯亮转为绿灯亮，15s以后，人行道绿灯开始闪烁，闪烁5s后转入主干道绿灯亮，人行道红灯亮。 试利用PLC控制按钮式人行道交通灯，用并行序列的顺序功能图编程。任务分析（1）输入输出设备及I/O点分配输入继电器作用输出继电器作用I0.0SB1按钮Q0.1主干道红灯I0.1SB2按钮Q0.2主干道黄灯Q0.3主干道绿灯Q0.5人行道红灯Q0.6人行道绿灯任务分析（2）画出输入输出时序图任务分析（3）画出顺序功能图任务分析（4）转化成步进梯形图任务实施1、将二个模拟按钮的常开触点分别接到PLC的I0.0和I0.1，将指示

19、灯分别接入PLC的输出部分（如图3-31所示），并连接PLC的电源。检查线路的正确性，确保无误。2、输入如图3-30所示的步进梯形图，进行程序调试，调试时注意动作顺序，运行后可任意按下I0.0（或者I0.1），监控观察各输出（Q0.1Q0.3、Q0.5、Q0.6）和相关定时器的变化，检查是否完成了按钮式人行道交通灯所要求的功能。 思考与练习u如图3-32所示为剪床剪切板料示意图，初始状态时，压钳和剪刀在上限位置，I0.0和I0.1为“1”状态。按下启动按钮I1.0，工作过程如下：首先板料右行(Q0.0为“1状态)至限位开关I0.3为“1”状态，然后压钳下行(Q0.1为“1状态并保持)。压紧板料

20、后，压力继电器I0.4为“1状态，压钳保持压紧，剪刀开始下行(Q0.2为“1”状态)。剪断板料后，I0.2变为“1”状态，压钳和剪刀同时上行(Q0.3和Q0.4为“1”状态，Q0.1和Q0.2为“0状态)，它们分别碰到限位开关I0.0和I0.1后，分别停止上行，均停止后，又开始下一周期的工作，剪完5块料后停止工作并停在初始状态。试画出实现此功能的PLC的外部接线图、系统的顺序功能图和梯形图，并调试程序。 任务四任务四 电动机顺序启停控制电动机顺序启停控制一、利用“启-保-停”电路由单流程的顺序功能图画出梯形图二、使用“启-保-停”电路实现选择序列与并行序列的顺序功能图到梯形图的转换n方法：要从

21、两方面（步的处理、输出电路）来考虑 步的处理步的处理 用位存储器来代表步位存储器来代表步，某一步为活动步时，对应的辅助继电器为ON，某一转换实现时，该转换的后续步变为活动步，前级步变为不活动步。由于很多转换条件都是短信号，即它存在的时间比它激活后续步为活动步的时间短，因此，应使用有记忆使用有记忆（或称保持）功能的电路（或称保持）功能的电路（如“启启-保保-停停”电路和置位复位指令电路和置位复位指令组成的电路）组成的电路）来控制代表步的位存储器。控制代表步的位存储器。动作的处理动作的处理 1）某一输出量仅在某一步中为ON，可以将他们的线圈分别与对应步的位存储器的线圈并联。 2）某一输出继电器在几步中都为ON，应将代表各有关步的辅助继电器的常开触点并联后，驱动该输出继电器的线圈 。一、利用“启-保-停”电路由单流程的顺序功能图画出梯形图 知识链接知识链接知识链接知识链接一、利用“启-保-停”电路由单流程的顺序功能图画出梯形图图3-35 用“启-保-停”电路实现鼓风机与引风机的自动控制 二、使用“启-保-停”电路实现选择序列与并行序列的顺序功能图到梯形图的转换 知识链接知识链接选择分支选择汇合并行汇合处理n二、使用