第6章_可编程控制器系统设计与应用详细

1、PLC应用1本章教学内容 6.1 PLC控制系统设计 6.2 PLC控制系统硬件配置 6.3 PLC控制系统软件设计 6.4 PLC应用程序的典型环节及设计技巧 6.5 PLC在工业控制中的应用6.6 提高PLC控制系统可靠性的措施 2本章学习要求、重点、难点学习要求了解PLC控制系统设计的一般原则与步骤、硬件配置、软件设计方法以及提高系统可靠性的措施掌握PLC应用程序的典型环节及设计技巧掌握PLC在工业控制中的基本应用本章重点PLC应用程序的典型环节及设计技巧PLC在工业控制中的基本应用本章难点程序阅读理解。36.1.1 PLC控制系统设计的基本原则6.1.2 PLC控制系统设计的内容6.1

2、.3 PLC控制系统设计的一般步骤46.1.1 PLC控制系统设计的基本原则可编程控制系统设计时应遵循以下原则：l最大限度的满足被控对象的要求； l在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、实用及维护方便；l保证系统的安全可靠； l考虑生产发展和工艺改进的要求，在选型时应留有适当的余量。 56.1.2 PLC控制系统设计的内容 PLC控制系统设计的主要内容有：l分析控制对象，明确设计任务和要求； l选定PLC的型号，对控制系统的硬件进行配置；l选择所需的输入/输出模块，编制PLC的输入/输出分配表和输入/输出端子接线图;l根据系统设计要求编写程序规格要求说明书，再用相应的编程语言进行程

3、序设计；l设计操作台、电气柜、选择所需的电器元件；l编写设计说明书和操作使用说明书。66.1.3 PLC控制系统设计的一般步骤 PLC的结构和工作方式与一般微机和继电器相比各有特点，其具体设计步骤如下： l详细了解被控对象的生产工艺过程，分析控制要求。l根据控制要求确定所需的用户输入/输出设备。l选择PLC类型。l分配PLC的I/O点，设计I/O连接图。lPLC软件设计，同时可进行控制台的设计和现场施工。l系统调试，固化程序，交付使用。76.1.3 PLC控制系统设计的一般步骤8图图8-1 PLC控制系统设计步骤控制系统设计步骤分析评估分析评估控制对象控制对象PLC机器选型和机器选型和I/O设

4、备选择设备选择编制程序编制程序电气系统电气系统安装安装I/O地址分配地址分配联机调试联机调试现场安装现场安装调试调试用户使用用户使用6.2.1 PLC的选型6.2.2 I/ O地址分配6.2.3 响应时间96.2 PLC控制系统硬件配置 硬件系统设计主要包括PLC及外围线路的设计、电气线路的设计和抗干扰措施的设计等内容。 随着PLC功能的不断提高和完善，PLC几乎可以完成工业控制领域的所有任务。但PLC还是有它最适合的应用场合，所以在接到一个控制任务后，要分析被控对象的控制过程和要求，看看用什么控制装备（PLC、单片机、DCS或工控机IPC等）来完成该任务最合适。 106.2.1 PLC的选型

5、 当确定由PLC来完成控制后，设计者接下来要解决两个主要问题：l PLC容量的选择：首先要对控制任务进行详细的分析，把所有的I/O点找出来，包括开关量I/O和模拟量I/O以及这些I/O点的性质。然后对用户存储器容量进行估算。 lPLC机型的选择：由于生产PLC的厂家众多，实现的功能虽基本相同，但性能、价格和编程语言却有较大差别，一般应从功能方面、价格方面和售后服务等几个方面考虑。 116.2.2 I/O地址分配 输入输出信号在PLC接线端子上的地址分配是进行PLC控制系统设计的基础。对软件设计来说，I/O地址分配以后才可进行编程；对控制柜及PLC的外围接线来说，只有I/O地址确定以后，才可以绘

6、制电气接线图、装配图，让装配人员根据线路图和安装图安装控制柜。在进行I/O地址分配时最好把I/O点的名称、代码和地址以表格的形式列写出来。如下表所示：12输入信号输入信号输出信号输出信号停止按钮停止按钮SF1I0.0正转接触器正转接触器QA1Q0.1起动按钮起动按钮SF2I0.1反转接触器反转接触器QA2Q0.2点动按钮点动按钮SF3I0.26.2.3 响应时间 对于过程控制，扫描周期和响应时间必须认真考虑。PLC顺序扫描的工作方式，使它不能可靠地接收持续时间小于扫描周期的输入信号。总之，PLC的处理速度应满足实时控制的要求。选定PLC及其扩展模块（如需要的话）和分配完I/O地址后，硬件设计的

7、主要内容就是完成电气控制系统原理图的设计、电气控制元器件的选择和控制柜的设计。136.3.1 经验设计法6.3.2 逻辑设计法6.3.3 顺序功能图法146.3.1 经验设计法 在一些典型的控制环节和电路的基础上，根据被控制对象对控制系统的具体要求，凭经验进行选择、组合。有时为了得到一个满意的设计结果，需要进行多次反复地调试和修改，增加一些辅助触点和中间编程元件。 经验设计法对于一些比较简单的控制系统的设计是比较奏效的，可以收到快速、简单的效果。但是，由于这种方法主要是依靠设计人员的经验进行设计，所以对设计人员的要求也比较高，特别是要求设计者有一定的实践经验。156.3.2 逻辑设计法 工业电

8、气控制线路中，有不少都是通过继电器等电器元件来实现，因此，用“0”和“1”两种取值的逻辑代数设计电器控制线路是完全可以的，用逻辑设计法设计PLC应用程序的一般步骤如下：l列出执行元件动作节拍表；l绘制电气控制系统的状态转移图；l进行系统的逻辑设计；l编写程序；l对程序检测、修改和完善。166.3.3 顺序功能图法 顺序功能图法是首先根据系统的工艺流程设计顺序功能图，然后再依据顺序功能图设计顺序控制程序。在顺序功能图中，实现转换时使前级步的活动结束而使后续步的活动开始，步之间没有重叠。 顺序控制继电器（SCR）指令是基于顺序功能图（SFC）的编程方式，专门用于编制顺序控制程序。使用它必须依据顺序

9、功能图进行编程。 17本节小结：在编程语言的选择上，用梯形图编程还是用语句表编程或使用功能图编程，这主要取决于以下几点： l有些PLC使用梯形图编程不是很方便，则可以使用语句表编程，但是梯形图总比语句表直观。l经验丰富的人员可以使用语句表直接编程，就像使用汇编语言一样。 l如果是清晰的单顺序、选择顺序或并发顺序的控制任务，则最好用顺序功能图来设计。186.4.1 应用程序的典型环节6.4.2 PLC控制程序设计技巧196.4.1 应用程序的典型环节 复杂的控制程序往往是由一些基本环节有机地组合在一起而成。应该首先掌握这些基本环节的程序设计方法，然后再由简到难设计复杂的程序。常用的典型环节：20

10、l电动机的起动与停止电动机的起动与停止控制程序；控制程序；l具有点动具有点动功能的电动功能的电动机机起动、停止控制程起动、停止控制程序；序；l电动机的正、反转控电动机的正、反转控制程序制程序；l通电禁止输出程序通电禁止输出程序l灯光闪烁控制程序灯光闪烁控制程序l报警控制程序报警控制程序l时钟程序时钟程序l脉脉宽调控程序宽调控程序l分频程序等分频程序等6.4.1 应用程序的典型环节1.电动机的直接起动与停止控制程序 21主电路主电路控制电路控制电路-QA1L1L2L3-SF2-QA1-FA4-FA5-QA1-SF1-BB1-BB1-FA1.3-QB1-MA1M3启动按钮启动按钮停止停止按钮按钮自

11、锁触头自锁触头过载保护过载保护表表8-1 I/O分配表分配表 输入信号输入信号输出信号输出信号停止按钮停止按钮SF1I0.1接触器接触器QA1Q0.1启动按钮启动按钮SF2I0.2电动机起动与停止电动机起动与停止I/O接线图接线图 -SF1-SF2-QA1-BB1DC24V1L1MQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3I0.0I0.1I0.2I0.3浪涌浪涌保护保护6.4.1 应用程序的典型环节1.电动机的直接起动与停止控制程序 22停止停止优先优先梯形图梯形图-SF1-SF2-QA1-BB1DC24V【注注】如果如果Q0.1驱动能力不够，驱动能力不够，则需要加中间继电器。以后同。则需要加中间继电器

12、。以后同。停止按钮停止按钮SF1采用采用常闭触头常闭触头I0.2I0.1Q0.1Q0.1软件自锁软件自锁I0.2I0.1Q0.1Q0.1起动起动优先梯形图优先梯形图 软件自锁软件自锁【注意注意】常闭按纽常闭按纽在编程中的在编程中的变化变化1L1MQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3I0.0I0.1I0.2I0.3I0.2=OFFI0.2=ON I0.1=OFFI0.1=ON Q0.1=OFFQ0.1=ONQ0.1=OFFQ0.1=ONMA1M3起动起动停止停止6.4.1 应用程序的典型环节1.电动机的直接起动与停止控制程序 23停止按钮停止按钮SF1采用采用常开触头常开触头如果你愿意，起动按钮也可

13、以采用常闭触头，如果你愿意，起动按钮也可以采用常闭触头，对应程序中的触点也换成常闭触头。这体现对应程序中的触点也换成常闭触头。这体现了了PLC的灵活性。但这样做并不一定合适。的灵活性。但这样做并不一定合适。-SF1-SF2-QA1-BB1DC24VI0.2I0.1Q0.1Q0.1软件自锁软件自锁1L1MQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3I0.0I0.1I0.2I0.3I0.2=OFFI0.2=ON I0.1=OFFI0.1=ON Q0.1=OFFQ0.1=ONQ0.1=OFFQ0.1=ONMA1M3停止停止优先优先梯形图梯形图I0.2I0.1Q0.1Q0.1起动起动优先梯形图优先梯形图 软件自锁

14、软件自锁【注意注意】常开按常开按纽纽在编程中的在编程中的变化变化起动起动停止停止6.4.1 应用程序的典型环节1.电动机的直接起动与停止控制程序利用置位、复位指令设计电动机起动、停止程序24停止按钮停止按钮SF1采用采用常开触头常开触头节能，延长节能，延长SF1寿命寿命I0.2Q0.1S1网络网络 1 起动起动I0.1Q0.1R1网络网络 2 停止停止-SF1-SF2-QA1-BB1DC24V1L1MQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3I0.0I0.1I0.2I0.3电动机起停控制电动机起停控制网络网络 1 起动起动LD I0.2S Q0.1, 1网络网络 2 停止停止LD I0.1R Q0.1,

15、 16.4.1 应用程序的典型环节2. 具有点动功能电动机直接起动、停止控制程序25主电路主电路控制电路控制电路M3-MA1-QA1L1L2L3-SF2-QA1-FA4三相三相异步电动机长动异步电动机长动+点动启动点动启动电路电路-QA1-SF1-QB1-FA13-SF3-BB1点动点动长动长动启动启动按钮按钮停止停止按钮按钮选择选择开关开关自锁自锁触头触头表表8-2 I/O分配表分配表 输入信号输入信号输出信号输出信号停止按钮停止按钮SF1I0.0接触器接触器QA1Q0.1启动按钮启动按钮SF2I0.1点动按钮点动按钮SF3I0.2-BB1I/O接线图接线图 -SF1-SF3-QA1-BB1

16、DC24V1L1MQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3I0.0I0.1I0.2I0.3-SF26.4.1 应用程序的典型环节2. 具有点动功能电动机直接起动、停止控制程序26网络网络 1I0.1M2.0Q0.1Q0.1I0.0I0.2I0.2M2.0网络网络 2停止按钮停止按钮SF1采用采用常闭触头常闭触头起、停、点动控制起、停、点动控制梯形图程序梯形图程序如果停止按钮如果停止按钮SF1采用常开触头，则需将程序中的采用常开触头，则需将程序中的I0.0触点换成常闭触点。触点换成常闭触点。软件自锁软件自锁-SF1-SF3-QA1-BB1DC24V1L1MQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3I0.0I0.1

17、I0.2I0.3-SF2I0.2=ONI0.2=OFFI0.1=ONI0.1=OFF M2.0=ONM2.0=OFF I0.0=ONI0.0=OFF Q0.1=ONQ0.1=OFFI0.2=ONI0.2=OFF M2.0=ONM2.0=OFFQ0.1=ONQ0.1=OFF软继电器软继电器M2.0的作用的作用：防止点动时防止点动时Q0.1自锁。自锁。起动起动停止停止点动点动软继电器软继电器M2.0的作用的作用：防止点动时防止点动时Q0.1自锁。自锁。6.4.1 应用程序的典型环节3. 电动机的正、反转控制程序27-FA1.3-QA2-QA1-BB1-MA1L1L2L3-QB1-QA1-QA1-F

18、A4-SF2-QA2-FA5-BB1-QA2-SF3-SF1M3-QA1-QA2不能直接换向不能直接换向 表表8-3 I/O分配表分配表 输入信号输入信号输出信号输出信号停止按钮停止按钮SF1I0.0正转接触器正转接触器QA1Q0.1正转按钮正转按钮SF2I0.1反转接触器反转接触器QA2Q0.2反转按钮反转按钮SF3I0.2电动机可逆运行方向的切换是通过两个电动机可逆运行方向的切换是通过两个接触器接触器QA1 、QA2的的切换来实现的。切换时切换来实现的。切换时要改变要改变电电源的相序。在设计程序时，必须防止由于电源源的相序。在设计程序时，必须防止由于电源换相所引起的短路换相所引起的短路事故

19、（正、反转直接切换事故（正、反转直接切换时），时），例如，由正向例如，由正向运转切换到运转切换到反向运转反向运转时，时，当正转接触器当正转接触器QA1断开断开时，由于其主触点内瞬时，由于其主触点内瞬时产生的时产生的电弧，使这个触点电弧，使这个触点仍处于接通状态仍处于接通状态，不能立即断开，如果不能立即断开，如果这时使反转这时使反转接触器接触器QA2闭闭合合，就会使电源短路。，就会使电源短路。因此，必须因此，必须在在完全完全没有没有电弧电弧的情况下的情况下才能使反转的接触器闭合。才能使反转的接触器闭合。由于由于PLC内部内部处理过程中，同一元件的常开、处理过程中，同一元件的常开、常闭触点的切换没

20、有时间的延迟，因此常闭触点的切换没有时间的延迟，因此必须采必须采用用防止电源短路的方法防止电源短路的方法，下页所，下页所示梯形图中，示梯形图中，采用采用定时器定时器T37、T38分别分别作为正转、反转作为正转、反转切换切换的延迟时间，从而防止了切换时发生电源短路的延迟时间，从而防止了切换时发生电源短路故障。故障。联锁触头联锁触头自锁触头自锁触头6.4.1 应用程序的典型环节3. 电动机的正、反转控制程序 28-SF2-SF3-QA1-BB1DC24V-SF1-QA2正转、反转、停止控制正转、反转、停止控制I/O接线图接线图-QA2-QA1硬件硬件互锁互锁必须必须正转软件自锁正转软件自锁软件互锁

21、软件互锁软件互锁软件互锁软件互锁软件互锁软件互锁软件互锁I0.0I0.1M0.0M0.0I0.2T37Q0.1反转软件自锁反转软件自锁M0.1M0.0I0.2M0.1I0.1M0.0M0.1IN TONPT 100ms10T37M0.1T38Q0.2IN TONPT 100ms10T38防止向正转防止向正转切换时电源切换时电源短路短路防止防止向反转向反转切换时电源切换时电源短路短路正转正转反转反转程序设置了切换延时，所以可直接程序设置了切换延时，所以可直接切换正、反转（不需要先停止）切换正、反转（不需要先停止）1L1MQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3I0.0I0.1I0.2I0.3正转正转停止

22、停止反转反转I0.0=OFFI0.0=ONI0.1=OFFI0.1=ONI0.2=OFFI0.2=ONM0.1=OFFM0.1=ON M0.0=OFFM0.0=ONM0.0=OFFM0.0=ONI0.2=OFFI0.2=ONI0.1=OFFI0.1=ONM0.0=OFFM0.0=ON M0.1=OFFM0.1=ONM0.1=OFFM0.1=ONM0.0=OFFM0.0=ON+0=T37+10=T37+0=T38+10=T38T37=OFFT37=ONT38=OFFT38=ONQ0.2=OFFQ0.2=ONQ0.1=OFFQ0.1=ONM0.1=OFFM0.1=ON正转起动正转起动反转起动反转起

23、动6.4.1 应用程序的典型环节4. 通电禁止输出程序设备在运行中，因停电或故障跳闸而停止运行是常有的事。在复电时，有些设备是不允许自动恢复工作的，否则可能发生严重事故。在这种场合必须采用通电禁止输出程序，如下页所示。 291L1MQ1.0Q1.1Q1.2Q1.3I1.0I1.1I1.2I1.3DC24V -SF12L2MQ2.0Q2.1Q2.2Q2.3I2.0I2.1I2.2I2.3-SF3-SF4DC24V -SF2输入信号输入信号输出信号输出信号允许按钮允许按钮SF1启动按钮启动按钮SF2启动按钮启动按钮SF3启动按钮启动按钮SF4I1.0I2.0I2.1I2.3Q1.0Q1.1Q1.2

24、6.4.1 应用程序的典型环节4. 通电禁止输出程序SM0.3：特殊存储器位。PLC上电进入RUN状态时，SM0.3接通一个扫描周期。控制过程：PLC上电进入RUN状态时，SM0.3接通一个扫描周期，使M1.0置1，M1.0的常闭触点切断了输出线圈Q1.0、Q1.1、Q1.2的控制逻辑，故输出被禁止。只有按下允许工作的按钮SF1（接I1.0）时，M1.0被复位，输出线圈Q1.0、Q1.1、Q1.2才有可能输出。30SM0.3M1.0I2.1I1.0M1.0网络网络 1上电上电RUN时禁止时禁止网络网络 2允许起动允许起动网络网络 3起动控制起动控制S1R1M1.0I2.0Q1.0Q1.1I2.

25、3Q1.2SM0.3=OFFSM0.3=ONM1.0=ONM1.0=OFFI1.0=OFFI1.0=ONM1.0=OFFM1.0=ON I2.0=OFF Q1.0=OFFI2.1=OFFI2.3=OFFQ1.1=OFFQ1.2=OFFM1.0=ONM1.0=OFF6.4.1 应用程序的典型环节5. 闪烁电路控制程序闪烁电路也称为振荡电路，一般用在报警、光特效等场合。闪烁电路实际上就是一个时钟电路。它可以是等间隔的通断，也可以是不等间隔的通断。右图及下页所示为一个典型闪烁电路的接线、程序及时序图。在该例中，当I0.0有效时， T37就会产生一个1s通、2s断的闪烁信号。Q0.0和T37一样，输出

26、闪烁信号。31I/O接线图接线图 SF1启动按钮启动按钮L+1MQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3I0.0I0.1I0.2I0.3-PG1DC24V-SF1DC24V6.4.1 应用程序的典型环节5. 闪烁电路控制程序32I0.0=ONT38Q0.0IN TONPT 100ms+10T38IN TONPT 100ms+20T37T37网络网络 1 断开断开2s网络网络 2 接通接通1s1s2s2sI0.0T37位位T38位位Q0.0I/O接线图接线图 SF1启动按钮启动按钮I0.0=OFFI0.0T38=OFFT38=ON+0=T37+20=T37+0=T38+10=T38T37=ONT37=O

27、FFQ0.0=ONQ0.0=OFF动画演示动画演示闪烁闪烁电路控制程序电路控制程序网络网络 1 断开断开2s/ 网络注释网络注释LD I0.0AN T38TON T37, +20网络网络 2 接通接通1sLD T37TON T38, +10= Q1.0L+1MQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3I0.0I0.1I0.2I0.3-PG1DC24V-SF1DC24V6.4.1 应用程序的典型环节5. 闪烁电路控制程序在实际的程序设计中，如果电路中用到闪烁功能，往往直接用两个定时器组成闪烁电路控制程序，如右图所示。该程序在PLC上电RUN时，就开始工作。什么时候使用到闪烁功能时，把T37的常开触点(或常

28、 闭 触 点 ) 串 联 上 即 可（参见下面的报警控制）。通断的时间值可以根据需要任意设定。33T38IN TONPT 100ms+20T38IN TONPT 100ms+20T37T37网络网络 1 断开断开2s网络网络 2 接通接通2s闪烁闪烁电路控制程序电路控制程序网络网络 1 断开断开2s/ 网络注释网络注释LDN T38TON T37, +20网络网络 2 接通接通2sLD T37TON T38, +202s2sT37位位T38位位1个扫描周期个扫描周期6.4.1 应用程序的典型环节6. 报警电路控制程序 报警是电气自动控制中不可缺少的重要环节，标准的报警功能应该是声光报警。当故障

29、发生时，报警指示灯闪烁，报警电铃或蜂鸣器响。操作人员知道故障发生后，按消铃按钮，把电铃关掉，报警指示灯从闪烁变为长亮。故障消失后，报警灯熄灭。另外还应设置试灯、试铃按钮，用于平时检测报警指示灯和电铃的好坏。示例程序：输入/输出信号地址分配如表所示。34输入信号输入信号I0.0 故障信号故障信号I1.0 消铃按钮消铃按钮I1.1 测试按钮测试按钮输出信号输出信号Q0.0 报警灯报警灯Q0.7 报警铃报警铃I/O分配表分配表6.4.1 应用程序的典型环节6. 报警电路控制程序35M3-MA1-QA1L1 L2 L3三相三相异步电动机长动异步电动机长动+点动启动电路点动启动电路+报警电路报警电路+消

30、铃电路消铃电路+试铃电路试铃电路-QB1-BB1-FA1I/O接线图接线图 -SF1-SF3-QA1DC24V-BB1-SF2-PG11L1MQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3I0.0I0.1I0.2I0.3I1.0I1.1Q0.7-PG2-BB1-SF4-SF5停止停止 长动长动 点点动动故障故障消铃消铃试试铃铃硬件保护硬件保护软件保护及报警软件保护及报警6.4.1 应用程序的典型环节6. 报警电路控制程序36T38IN TONPT 100ms+20T38IN TONPT 100ms+10T37T37网络网络 1 闪烁闪烁程序程序网络网络 2网络网络 4 故障消铃逻辑故障消铃逻辑I1.0I0.

31、0M0.0M0.0网络网络 5 故障报警电铃故障报警电铃I0.0M0.0Q0.7I1.1网络网络 3 故障报警灯故障报警灯T37I0.0Q0.0M0.0I1.1正常状态正常状态消铃按钮消铃按钮I1.0测试按钮测试按钮I1.1报警灯报警灯Q0.0报警铃报警铃Q0.71s2s报警状态报警状态消铃状态消铃状态测试测试状态状态故障解除故障解除故障信号故障信号I0.06.4.1 应用程序的典型环节6. 报警电路控制程序双故障报警电路在实际应用系统中，可能出现多种故障，这时的报警控制程序需将前述单故障报警控制程序适当地组合起来。一般采用一种故障对应于一个报警指示灯，但公用一个电铃。下面分析一个有两种故障的

32、报警电路控制程序。输入/输出信号地址的分配如下表所示。控制程序如下页所示。在该程序的设计中，关键是当任何一种故障发生时，按消铃按钮后，不能影响其他故障发生时报警电铃的正常鸣响。37输入信号输入信号输出信号输出信号故障信号故障信号1故障信号故障信号2消铃按钮消铃按钮测试按钮测试按钮I0.0I0.1I1.0I1.1故障故障1报警灯报警灯故障故障2报警灯报警灯报警电铃报警电铃Q0.0Q0.1Q0.7I/O分配表分配表6.4.1 应用程序的典型环节6. 报警电路控制程序38T38IN TONPT 100ms+20T38IN TONPT 100ms+10T37T37网络网络 1 闪烁程序闪烁程序网络网络

33、 2网络网络 4 故障故障2消铃逻辑消铃逻辑I1.0I0.1M0.1M0.1网络网络 5 报警电铃报警电铃I0.0M0.0Q0.7网络网络 4 故障故障2报警灯报警灯T37I0.1Q0.1M0.1I1.1网络网络 3 故障故障1报警灯报警灯T37I0.0Q0.0M0.0I1.1网络网络 5 故障故障1消铃逻辑消铃逻辑I1.0I0.0M0.0M0.0I0.1M0.1I1.1两种故障的报警电路两种故障的报警电路控制程序控制程序报报警灯和消铃逻辑程序各自独立警灯和消铃逻辑程序各自独立两故障信两故障信号号并联并联故障故障1故障故障2消铃消铃测试测试警铃警铃警灯警灯1警灯警灯2测试测试测试测试故障故障1

34、故障故障2消铃消铃故障故障1故障故障26.4.1 应用程序的典型环节7. 高精度时钟程序（精度取决于PLC时钟电路）基本思路：l用秒脉冲特殊存储器位SM0.5作为秒发生器，位SM0.5每1秒钟提供一个脉冲信号。l用计数器C51对SM0.5的脉冲信号计数，每计到60次（即1分钟）时计数器位置“1”，发出一个分计数脉冲，并自复位。l用计数器C52对C51的分计数脉冲计数，每计到60次（即1小时）时计数器位置“1”，发出一个时计数脉冲，并自复位。l用计数器C53对C52的小时计数脉冲计数，每计到24次（即1天）时 ，计数器位置“1”，使计数器C53自复位，重新从0开始计数。l输入信号I0.1、I0.

35、2用于时钟设置，即通过外部按钮提供计数脉冲，用以调整分和 时。396.4.1 应用程序的典型环节7. 高精度时钟程序 40高高精度时钟精度时钟梯形图梯形图程序程序 输入信号输入信号I0.1、I0.2用于时钟设置，即通用于时钟设置，即通过外部按钮提供计数过外部按钮提供计数脉冲，用以调整分和脉冲，用以调整分和 时时。(本本例例中只能向中只能向上调整上调整分分和时，不能和时，不能向 下 调 整 。 利 用向 下 调 整 。 利 用CTUD计数器可实现计数器可实现向上向上/向下调整。）向下调整。）网络网络 1 秒计数器，模拟秒针秒计数器，模拟秒针SM0.5C51CU CTURPV+60C51网络网络

36、3 时计数器，模拟时针时计数器，模拟时针C52I0.2CU CTURPVC53C53+24网络网络 2 分分计数器，模拟分针计数器，模拟分针C51I0.1CU CTURPVC52C52+60SM0.5：用于提供：用于提供1s时钟脉冲。每时钟脉冲。每1s钟产钟产生一个脉冲，该脉冲接通生一个脉冲，该脉冲接通0.5s，关断，关断0.5s。 0.5s0.5sSM0.5+0=C51+3=C51+1=C51+2=C51+4=C51+5=C51+6=C51+7=C51+8=C51+9=C51+10=C51+11=C51+12=C51+13=C51+14=C51+15=C51+16=C51+17=C51+18

37、=C51+19=C51+20=C51+21=C51+22=C51+23=C51+24=C51+25=C51+26=C51+27=C51+28=C51+29=C51+30=C51+31=C51+32=C51+33=C51+34=C51+35=C51+36=C51+37=C51+38=C51+39=C51+40=C51+41=C51+42=C51+43=C51+44=C51+45=C51+46=C51+47=C51+48=C51+49=C51+50=C51+51=C51+52=C51+53=C51+54=C51+55=C51+56=C51+57=C51+58=C51+59=C51+60=C51+1

38、=C52+60=C52+24=C53+1=C53+0=C52+0=C536.4.1 应用程序的典型环节8. 脉冲宽度可控可调控制程序在输入信号（示例中I0.0作为输入）宽度不规范的情况下，要求在每一个输入信号的上升沿产生一个宽度固定的脉冲输出（本例从Q0.0输出），该脉冲宽度可以调节。如果输入信号的两个上升沿之间的距离小于该脉冲宽度，则忽略输入信号的第二个上升沿。下页图所示为该电路的程序及时序图。该例子使用了上升沿检测指令和S/R指令。关键是找出Q0.0的开启和关断条件，使I0.0的宽度不论是大于还是小于2s，都可使Q0.0的宽度为2s。定时器T37的计时输入逻辑在上升沿之间的宽度小于该脉冲宽

39、度时，后来的上升沿脉冲无效。T37在计时到后产生一个信号复位Q0.0，然后自复位。该例中，通过调节T37设定值PT的大小，就可控制Q0.0的宽度。该宽度不受I0.0接通时间长短的影响。416.4.1 应用程序的典型环节8. 脉冲宽度可控可调控制程序 42网络网络 1 检测并输出脉冲检测并输出脉冲I0.0Q0.0PS1M0.0网络网络 2 控制输出脉冲宽度控制输出脉冲宽度M0.0T37M0.1M0.1IN TONPT 100ms+20T37网络网络 3 复位输出脉冲复位输出脉冲T37Q0.0R12sI0.0Q0.02s2s无效脉冲无效脉冲调节脉冲调节脉冲宽度宽度 设计思路设计思路p 利用上升沿检

40、测指令检测输入脉冲；利用上升沿检测指令检测输入脉冲；p 利用置位利用置位/复位指令产生输出脉冲；复位指令产生输出脉冲；p 利用定时器指令控制输出脉冲宽度。利用定时器指令控制输出脉冲宽度。p 利用内部储存位利用内部储存位M0.1锁住输入脉冲锁住输入脉冲来控制定时器计时。来控制定时器计时。p 利用定时器位利用定时器位的的常闭触点实现定时常闭触点实现定时器自复位。器自复位。脉冲宽度可控制电路控制程序脉冲宽度可控制电路控制程序6.4.1 应用程序的典型环节9. 分频电路控制程序u在许多控制场合，需要对控制信号进行分频。u分频：将输入信号的频率降低到1/n倍后作为输出信号，即输出信号频率是输入信号频率的

41、1/n倍。u倍频：将输入信号的频率提高到n倍后作为输出信号，即输出信号频率是输入信号频率的n倍。u下面以二分频（即输出信号频率是输入信号频率的1/2）为例来说明用PLC实现分频。436.4.1 应用程序的典型环节9. 分频电路控制程序44网络网络 1 输出输出Q0.0上升沿触发脉冲上升沿触发脉冲I0.1M0.0网络网络 4 控制控制Q0.0的输出脉冲宽度的输出脉冲宽度M0.0M0.2Q0.0Q0.0网络网络 2 使使M0.0脉冲宽度仅为一个扫描周期脉冲宽度仅为一个扫描周期I0.1M0.1分频分频电路电路控制程序之一控制程序之一M0.1网络网络 3 输出输出Q0.0下降沿下降沿触发触发脉冲脉冲M

42、0.0M0.2Q0.0输入信号输入信号I0.1M0.0M0.1M0.2输出信号输出信号Q0.0宽度为一个宽度为一个扫描周期扫描周期宽度为一个宽度为一个扫描周期扫描周期I0.1=OFFI0.1=ONM0.1=OFFM0.1=ONM0.0=OFFM0.0=ONI0.1=OFFI0.1=ONM0.1=OFFM0.1=ONM0.0=OFFM0.0=ONQ0.0=OFFQ0.0=ONM0.2=OFFM0.2=ONM0.0=OFFM0.0=ON M0.2=OFFM0.2=ONQ0.0=OFFQ0.0=ONQ0.0=OFFQ0.0=ON6.4.1 应用程序的典型环节9. 分频电路控制程序45网络网络 1 输

43、出输出Q0.0上升沿触发上升沿触发脉冲脉冲I0.1M0.0网络网络 3 控制控制Q0.0输出脉冲宽度输出脉冲宽度M0.0M0.1Q0.0Q0.0分频分频电路电路控制程序之二控制程序之二网络网络 2 输出输出Q0.0下降沿触发下降沿触发脉冲脉冲M0.0M0.1Q0.0P输入信号输入信号I0.1M0.0M0.1输出信号输出信号Q0.0宽度为一个扫宽度为一个扫描周期描周期6.4.2 PLC控制程序设计技巧1. 减少输入点的方法（1）用二极管隔离的分组输入法46u当控制系统具有当控制系统具有手动和手动和自自动两种动两种工作工作方式时，由于方式时，由于手动与手动与自动不是自动不是同时发生同时发生的的，因

44、此手动和自动输入，因此手动和自动输入开关可公用相同的输入点，开关可公用相同的输入点，以节省以节省PLC输入点。输入点。u要这样做，硬件电路应该要这样做，硬件电路应该有适当的隔离。有适当的隔离。u右图所右图所示，示，SF7是手动是手动/自自动转换开关，二极管动转换开关，二极管的作的作用用是隔离，以避免产生意是隔离，以避免产生意外，外，保证信号的正确保证信号的正确输入。输入。 -SF1-SF7自动自动手动手动-SF3-SF5-SF2-SF4-SF61MI0.0I0.1I0.2 I0.3 I0.4PLC6.4.2 PLC控制程序设计技巧1. 减少输入点的方法：（2）触点合并输入法两地控制示例I/O接

45、线图15:15:59:59:565647继电继电-接触器控制方法接触器控制方法l多地点控制多地点控制：在多个：在多个地点或位置控制同一地点或位置控制同一台设备（电动机），台设备（电动机），包括起动、停止等控包括起动、停止等控制。制。l多地点控制电路设计多地点控制电路设计规律规律：起动开关：起动开关并联并联；停止开关停止开关串联串联。-FA1.3-QAM3-MA-QB-BBL1 L2 L3-BB-SF1-SF2-SF3-SF4-QA-QA-FA4-FA5地点地点1地点地点2地点地点1地点地点2M3停止停止开开关串联关串联起动开起动开关并联关并联6.4.2 PLC控制程序设计技巧1. 减少输入点的

46、方法：（2）触点合并输入法两地控制示例I/O接线图48M3-MA1-QA1L1L2 L3-QB1-BB1-FA13I/O分配表分配表 输入信号输入信号输出信号输出信号甲、乙两地停止按钮甲、乙两地停止按钮SF1、SF2I0.0接触器接触器QA1Q0.5甲、乙两地起动按钮甲、乙两地起动按钮SF3、SF4I0.1串联只能使串联只能使用常闭触点用常闭触点全部使用常开触点全部使用常开触点并联只能使并联只能使用常开触点用常开触点教材教材P229图图8-19有误，有误，缺缺电源。电源。I/O接线图接线图单输入单输入 -SF1-SF2I0.0I0.1-QA1Q0.0Q0.11L1MPLC-BB1-SF3-SF

47、4I0.2I0.3Q0.5I0.0I0.1-QA1Q0.0Q0.11L1MPLC-BB1-SF3-SF4-SF1-SF2Q0.5I/O接线图接线图合并输入合并输入 6.4.2 PLC控制程序设计技巧（2）触点合并输入法两地控制示例控制程序49网络网络 1 电动机起动电动机起动/停止程序停止程序I0.1I0.0Q0.5Q0.5梯形图程序梯形图程序注意按钮触点与注意按钮触点与软件触点的常闭、软件触点的常闭、常开关系。常开关系。网络网络 1 电动机起动电动机起动/停止程序停止程序I0.2I0.0Q0.5I0.3Q0.5I0.1两地两地停止停止按钮在按钮在软件中串联软件中串联；两两地启动按钮地启动按钮

48、在在软软件并联。件并联。两地按钮在硬件两地按钮在硬件中并、串联中并、串联-SF1-SF2I0.0I0.1-QA1Q0.0Q0.11L1MPLC-BB1-SF3-SF4I0.2I0.3Q0.5I/O接线图接线图单输入单输入 I0.0I0.1-QA1Q0.0Q0.11L1MPLC-BB1-SF3-SF4-SF1-SF2Q0.5I/O接线图接线图合并输入合并输入 6.4.2 PLC控制程序设计技巧1. 减少输入点的方法（3） 单按钮启、停控制程序50单按钮起停控制梯形图程序单按钮起停控制梯形图程序 p 只用只用一个一个按钮按钮SF1，通通过软件编程，实现起动过软件编程，实现起动与停止的控制与停止的控

49、制。p 如右图所如右图所示，示，I0.0接起接起动动/停止按钮停止按钮SF1。第一。第一次按下次按下SF1时时Q1.0接通，接通，第二次第二次按下按下SF1时时Q1.0断开，断开，第三次按下第三次按下SF1时时Q1.0又又接通，接通，第四次第四次按下按下SF1时时Q1.0又断又断开，开，。单次接通，偶。单次接通，偶次断开。次断开。 网络网络 1 停止停止I0.0M1.0P网络网络 2 起动起动I0.0Q1.0Q1.0单单按钮启、停控制程序按钮启、停控制程序Q1.0M1.0PI0.0=OFFI0.0=ONQ1.0=OFFQ1.0=ON M1.0=OFFM1.0=ONI0.0=OFFI0.0=ON

50、M1.0=OFFM1.0=ON Q1.0=OFFQ1.0=ONQ1.0=OFFQ1.0=ON输入信号输入信号I0.0M1.0输出信号输出信号Q1.06.4.2 PLC控制程序设计技巧2. 减少输出点的方法51p 对于两个通断状态完全相对于两个通断状态完全相同的负载，可将它们并联同的负载，可将它们并联后共用一个后共用一个PLC的输出点，的输出点，如右图如右图所所示。示。p 两两个负载并联共用一个输个负载并联共用一个输出点，应注意两个输出负出点，应注意两个输出负载电流总和不能大于输出载电流总和不能大于输出端子端子的带载的带载能力。能力。 p 由于信号灯负载电流很小，由于信号灯负载电流很小，故信号灯

51、故信号灯常与被指示的负常与被指示的负载载并联，并联，这样可少这样可少占用占用PLC的一的一个输出点。个输出点。M3-MA1-QA1L1L2 L3-QB1-BB1-FA13-SF1-SF2I0.0I0.1-QA1-PG1Q0.0Q0.11L1MPLC单单输出输出法法 -BB1-SF1-SF2I0.0I0.1-QA1-PG1Q0.0Q0.11L1MPLC并联并联输出法输出法 -BB16.4.2 PLC控制程序设计技巧2. 减少输出点的方法52单输出法梯形图程序单输出法梯形图程序网络网络 1 电动机起动电动机起动/停止程序停止程序I0.0I0.1Q0.0Q0.0Q0.1网络网络 1 电动机起动电动机

52、起动/停止程序停止程序I0.0I0.1Q0.0Q0.0并联输出法梯形图程序并联输出法梯形图程序-SF1-SF2I0.0I0.1-QA1-PG1Q0.0Q0.11L1MPLC并联并联输出法输出法 -BB1-SF1-SF2I0.0I0.1-QA1-PG1Q0.0Q0.11L1MPLC单单输出输出法法 -BB16.5.1 4台电动机的顺序启、停控制6.5.2 电动机Y-减压启动控制6.5.3 节日彩灯的PLC 控制6.5.4 十字路口交通信号灯的PLC 控制6.5.5 造纸厂碱回收蒸发工段PLC 控制（略）536.5.1 四台电动机的顺序启、停控制现有四台电动机M1、M2、M3、M4，要求四台电动机

53、按顺序启动和顺序停止（用S7-200控制）。 l对电动机顺序启、停控制有多种方法，例如按时间原则的顺序控制，按其它条件的顺序控制（可由传感器检测这些条件并输入PLC）。控制程序也要根据顺序控制的要求采用不同的方法实现控制。l按时间原则的顺序控制程序采用定时器指令实现。l按其它条件的顺序控制程序根据PLC接收到的传感器输入信号的状态决定控制过程。l不同的程序员具体的实现方法也有所不同，例如：利用顺序控制继电器指令设计程序；利用移位寄存器指令设计程序。546.5.1 四台电动机的顺序启、停控制1. 利用顺序控制继电器指令设计程序顺序控制继电器指令（简称SCR指令）介绍举例：四台电动机M1、M2、M

54、3、M4，要求顺序启 动 和 顺 序 停 车 。 启 、 停 的 顺 序 均 为M1M2M3M4。顺序启动时的时间间隔为30s，顺序停车的时间间隔为10s。（按时间原则）l输入输出分配表如表8-5所示。lPLC的I/O接线图如图8-23所示。l四台电动机顺序启、停控制程序利用顺序控制继电器指令设计实现，梯形图程序如图8-24所示。先画出顺序功能图依据顺序功能图编写程序 556.5.1 四台电动机的顺序启、停控制1. 利用顺序控制继电器指令设计程序56表表8-5 输入输出分配输入输出分配表表输输入入信信号号停止按钮停止按钮SF1I0.0启动按钮启动按钮SF2I0.1输输出出信信号号接触器接触器Q

55、A1Q0.0接触器接触器QA2Q0.1接触器接触器QA3Q0.2接触器接触器QA4Q0.31MI0.0I0.1I0.2I0.3-QA1-BB1-QA2-BB2-QA3-BB3-QA4-BB41LQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3-SF2-SF1.PLC图图8-23 四台电机顺序启、停四台电机顺序启、停I/O接线图接线图起动起动停止停止-M1-M2-M3-M46.5.1 四台电动机的顺序启、停控制1. 利用顺序控制继电器指令设计程序57状态状态1S1.1状态状态2S1.2状态状态3S1.3状态状态4S1.4延时延时30s（T40）起动起动M2SF2按下（按下（I0.1=ON）起动起动M1Q0.1=

56、ONQ0.0=ON起动起动M3起动起动M4Q0.2=ON状态状态0起始状态起始状态Q0.0Q0.3=OFFI0.1=OFFI0.0=ON延时延时30s（T41）延时延时30s（T42）状态状态5S1.5状态状态6S1.6状态状态7S1.7状态状态8S2.0延时延时10s（T43）停止停止M2SF1按下（按下（I0.0=OFF）停止停止M1Q0.1=OFFQ0.0=OFF停止停止M3停止停止M4Q0.2=OFF延时延时10s（T44）延时延时10s（T45）Q0.3=ONQ0.3=OFFM4停止停止（Q0.3=OFF）四四台电机顺序启、台电机顺序启、停顺序功能图停顺序功能图6.5.1 四台电动机

57、的顺序启、停控制1. 利用顺序控制继电器指令设计程序58四四台电动机顺序起动、顺序停止控制程序台电动机顺序起动、顺序停止控制程序网络网络 1 初始状态初始状态当四台电动机都在停止状态，且启动按钮当四台电动机都在停止状态，且启动按钮SF2按下时，激活第一个按下时，激活第一个SCR段段LD I0.1/装入起动按钮装入起动按钮SF2状态状态AN Q0.0/判断判断M1是否停止是否停止AN Q0.1/判断判断M2是否是否停止停止AN Q0.2/判断判断M3是否是否停止停止AN Q0.3/判断判断M4是否是否停止停止S S1.1, 1 /起动按钮按下且四台电动机全停时，置起动按钮按下且四台电动机全停时，

58、置S1.1=1，/转到转到SCR段段1(S1.1)激活第激活第1个个SCR段段（起动第（起动第1台电动台电动机，并延时机，并延时30s）6.5.1 四台电动机的顺序启、停控制1. 利用顺序控制继电器指令设计程序59网络网络 2 SCR段段1：起动电动机：起动电动机M1，并延时，并延时30sLSCR S1.1/SCR段段1(S1.1)控制控制开始开始网络网络 3 LD I0.1/装入启动按钮装入启动按钮SF2状态状态S Q0.0, 1 /置位置位Q0.0=1 ， M1启动启动网络网络 4 LD Q0.0/装入装入M1状态状态TON T40, +300 /启动启动30s定时器定时器网络网络 5 L

59、D T40/装入定时器状态位装入定时器状态位SCRT S1.2/30s后后转到转到SCR段段2(S1.2)网络网络 6SCRE/SCR段段1(S1.1)结束结束SCR段段1开始开始装载装载S1.1延时延时30s3 0 s 后 激 活后 激 活 S C R 段段 2（S1.2置置1，起动第，起动第2台台电动机电动机M2），并停止），并停止本本SCR段（段（S1.1复位）复位）SCR段段1结束结束起动第起动第1台电动机台电动机M1。注意这里用的。注意这里用的是置位指令，如果用标准线圈指令，是置位指令，如果用标准线圈指令，则本段结束后，则本段结束后，Q0.0复位，不能满足复位，不能满足题目要求。下同

60、题目要求。下同6.5.1 四台电动机的顺序启、停控制1. 利用顺序控制继电器指令设计程序60网络网络 7 SCR段段2：起动电动机起动电动机M2，并延时并延时30sLSCR S1.2/SCR段段2(S1.2)控制控制开始开始网络网络 8 LD SM0.0/RUN状态下状态下SM0.0=1S Q0.1, 1 /置位置位Q0.1=1 ， M2启动启动TON T41, +300 /启动启动30s定时器定时器网络网络 9 LD T41/装入定时器状态位装入定时器状态位SCRT S1.3/30s后后转到转到SCR段段3(S1.3)网络网络 10SCRE/SCR段段2(S1.2)结束结束SCR段段2开始开