PLC电气控制技术课件第4章【PLC控制系统梯形图的编程与设计】

1、第4章 PLC控制系统的设计4.1 概 述-PLC控制系统设计的步骤4.2 逻辑设计法4.3 时序图设计法4.4 经验设计法4.5 顺序控制设计法4.6 继电器控制电路图转换设计法4.1.1 PLC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了解系统的生产工艺过程；环节、各环节之间的联系、分解、工艺流程图。了解系统的控制要求；输入信号、输出信号、开关量、模拟量、执行元件、驱动方式、全自动、半自动、是否有手动控制要求、监控、报警、显示、保护等。4.1 概 述4.1.1 PLC控制系统设计的基本步骤2确定系统总体设计方案 考虑选用可编程序控制器作为主控机是否是最佳方案，可以从以下几个方面进行

2、考虑： 输入输出以数字量为主，没有或有少量模拟量时，易采用PLC ； 流程较复杂，用传统顺序控制系统难以实现控制要求时； 要求安全性和可靠性高，并以控制为主时应选用PLC。4.1.1 PLC控制系统设计的基本步骤3根据控制要求选择PLC机型，确定输入/输出元件 用户应综合考虑系统要求和财力等因素，要选择性能价格比高的PLC,选配合适的输入输出器件。 具体考虑以下几方面：1)PLC的扫描速率及CPU性能 以开关量为主的项目，一般PLC的扫描速率足以满足要求； 有模拟量或有要求快速响应的设备，必须选配扫描速率高的PLC，这主要取决于PLC的中央处理器模块。 针对状态快速变化设备选择具有快速响应专用

3、模块的PLC。4.1.1 PLC控制系统设计的基本步骤2)确定PLC容量，选择IO模块 PLC容量包含两部分：IO容量及内存容量 IO容量： 开关量： I/O容量=（输入点数+输出点数）*（1.11.15 ） 内存容量： 要根据控制流程的复杂程度和系统中IO总数以及编程的水平进行估计。 内存容量= (开关量IO点总数）*（1015）+ 模 拟 量 回 路 数 *100 *1.25输入模块 交、直流、电压、距离远近。注意以下几个问题： 根据现场设备与模块之间的距离选择电压的大小. 高密度的输入模块如32点或64点，同时接通点数不得超过60； 为了提高控制系统的可靠性，必须考虑门槛电平的大小。输出

4、模块 选择输出模块主要考虑驱动能力和负载特性。 1.可控硅输出模块：开闭频繁、电感性低功率因数的负载。 2.继电器输出模块：适用于电压范围大，导通压降小的场合。价格便宜但使用寿命短，响应速度慢。 3.晶体管输出模块：无触点开关，使用寿命长，响应速度快。 4.输出模块的电流额定值必须大于负载电流额定值。4确定PLC的输入/输出点分配 对系统中的全部IO点确定名称、分配IO模块的端子。 合理地进行IO分配，是进行程序设计、系统调试的前提。输入点功能（名称）输出点功能（名称）IO分配表5设计应用程序6应用程序的调试7制做电气控制柜和控制盘8联机调试程序9编写技术文件 程序清单、编写元器件明细表、 绘

5、制电气原理图、主回路电路图、 整理技术参数、编写控制说明书等。对控制任务作深入的调查研究2确定系统总体设计方案3根据控制要求确定输入/输出元件，选择PLC机型4确定PLC的输入/输出点分配5设计应用程序6应用程序的调试7制做电气控制柜和控制盘8联机调试程序9编写技术文件 设计步骤小结：逻 辑 设 计 法 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）； 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PLC的逻辑指令实现其函数关系（作出I/O分配，画出PLC梯形图）； 逻辑设计法的基本步骤 添加特殊要求的程序。 上机调试程序，进行修改和完善。 逻 辑 设

6、计 法 举 例 之一某系统中有3台通风机，欲用一台指示灯显示通风机的各种运行状态。 要求：2台及2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0.5Hz的频率闪烁；全部停机时，指示灯以2Hz的频率闪烁。用一个开关控制系统的工作。分析控制要求可知：反映通风机运行状态及控制系统工作的信号是PLC的输入信号；用PLC的输出信号来控制一台指示灯的工作情况。 对逻辑关系简单的控制，可以直接进行I/O分配。I/O分配为如下： 输 入 输 出 风机1风机2风机3 控制开关 指示灯 00000 00001 00002 00003 01000用辅助继电器2000020002表示指示灯的几种状态。

7、输 入 输 出 00000 00001 00002 20000 20001 20002 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：20001=2000020002常亮2 Hz闪0.5 Hz闪风机1风机3风机2设开机为1、停为0 ；指示灯亮和闪为1，灭为0。20000= 00000 00001 00002 + 00000 00001 00002 00000 00001 00002 + 00000 00001 0000220002= 000

8、00 00001 00002 要求：2台及2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0.5Hz的频率闪烁；全部停机时，指示灯以2Hz的频率闪烁。 将2000020002的逻辑表达式化简：化简得： 20000=00000 00001+ 00000 00002 + 00001 0000220002=00000 00001 0000220001=20000 2000220000= 00000 00001 00002 + 00000 00001 00002 00000 00001 00002 + 00000 00001 00002设计梯形图程序20002=00000000010000

9、220000 = 00000 00001 + 00000 00002 + 00001 0000220001=2000020002常亮控制开关2 Hz闪0.5 Hz闪 TIM003 #0003 TIM002 TIM002 #0002 TIM003a原变量用常开接点表示，反变量用常闭接点表示。 逻 辑 设 计 法 举 例 之二 某系统中有4台通风机，欲用两台指示灯显示通风机的各种运行状态。要求：3台及3台以上风机开机时，绿灯常亮；两台开机时，绿灯以5Hz的频率闪烁；一台开机时，红灯以5Hz的频率闪烁；全部停机时，红灯常亮。分析控制要求得知：反映各台风机运行状态的信号是PLC的输入信号；要用PLC的

10、输出信号来控制各指示灯的亮、灭。上述几种运行情况可分开考虑，以简化程序设计。 本例，用A、B、C、D表示4台通风机，红灯为F1，绿灯为 F2；设灯亮为“1”、灯灭为“0”； 风机开为“1”、停为“0” 。 1. 红灯（F1）常亮的程序设计当4台风机都不开机时，红灯常亮，其逻辑关系可列表为：由表可得函数：F1 = A B C D （1）A B C DF1由式（1）可画出梯形图如下： A B C D F1 0 0 0 0 1 2. 绿灯（F2）常亮的程序设计 A B C D F2 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1能引起绿灯常亮的情况

11、有5种，列逻辑状态表如下：由此得逻辑函数为：将式（2）化简为：F2 = AB（D+C）+CD（A+B） （3）F2 = ABCD + ABCD + ABCD+ ABCD + ABCD （2）根据式（3）画梯形图：F2 C A BDA C DB 3. 红灯（F1）闪烁的程序设计A B C D F1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1根据红灯闪烁的情况列表如下（设闪烁为“1” ）：由表得逻辑函数为：将式（4）化简为：F1 = ABCD + ABCD + ABCD + ABCD （4）根据式（5）画梯形图：F1C D A B 25501 C DA B C

12、DA BF1 = AB（CD + CD）+ CD（AB + AB）（5）25501产生5Hz的脉冲 4. 绿灯（F2）闪烁的程序设计A B C D F20 0 1 1 10 1 0 1 10 1 1 0 11 0 0 1 1 0 1 0 11 1 0 0 1根据绿灯闪烁的情况列表如下（设闪烁为“1” ）：由此得逻辑函数为：将式（6）化简为：F2 = ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD （6）F2 = （AB + AB)(CD + CD）+ AB CD + AB CD （7）F2 = （AB + AB)(CD + CD）+ AB CD + AB CD

13、（7） 根据式（7）画梯形图如下：F2 A B C D 25501 A B C DA B C DA B C D 5. 根据所选用的PLC机型，作出I/O分配表。用PLC的I/O点编号替换梯形图中的变量。（1）作I/O分配表（本例使用的PLC是CPM1A）： 输 入 输 出 A B C D F1 F2 00101 00102 00103 00104 01101 01102（2）将上面各梯形图中的A、D、C、D、F1、F2用 表中的PLC输入/输出点编号替换。作其梯形图如下：A B C DF100101 00102 00103 0010401101F1 = A B C D 下面以红灯的程序为例说明

14、合并的方法。00101 00102 00103 00104F1F100103 00104 00101 00102 25501 00103 0010400101 00102 00103 0010400101 00102 6. 综合几个梯形图，得出最后的程序。两张图的合并应作如图处理。照此处理绿灯及整个程序。 红灯的程序7. 上机调试程序，进一步修改、完善。红灯常亮红灯闪烁时 序 图 设 计 法若PLC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。 (1) 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。 (2) 把时序图划分成若干个区段，确定各区段的时间长

15、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。一般方法为： (3) 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。 (4) 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 。 (5) 作PLC的I/O分配表。 (6) 根据时序图、状态转换明细表和I/O分配表，画出PLC梯形图。 (7) 作模拟实验，进一步修改、完善程序。 时序图设计法举例图为十字路口上的红、黄、绿交通信号灯。绿灯亮放行、红灯亮禁行。 控制要求： 放行时间：南北方向为30秒，东西方向为20秒。禁行预告：欲禁行方向的黄灯和欲放行方向的红灯 以5Hz的频率闪烁5秒

16、， 5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。南北西东（1）分析控制要求，确定输入和输出信号。原则：在满足控制要求的前提下，应尽量少占用PLC的I/O点数。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PLC的输出信号控制。由于同方向的同色灯在同一时间亮、灭，可将同色灯并联，用一个输出信号控制。这样只占6个输出点。南北西东（2）画出各方向三色灯的工作时序图。 5s 5s 南北黄灯南北绿灯 30 s 30 s 5s东西红灯 5s 20s 20 s东西绿灯东西黄灯 5s 5s南北红灯 20 s 5s 20 s 5s 启 动 t0 t1 t2 t3 t4 一个循环 一个循

17、环（3）由时序图分析各输出信号之间的时间关系。红灯和绿灯常亮的时间相同（30s/ 20s） ；黄灯和红灯闪烁的时间相同（5s） 。一个循环有4个时间分界点：t1 、 t2 、 t3 、 t4 。在这4个分界点处信号灯的状态将发生变化。 5s 5s 南北黄灯南北绿灯 30 s 30 s 5s东西红灯 5s 20s 20 s东西绿灯东西黄灯 5s 5s南北红灯 20 s 5s 20 s 5s 启 动 t0 t1 t2 t3 t4 （4）确定信号灯的状态转换点。 用TIM000TIM003 4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。 5s 5s 南北黄灯南北绿灯 30 s 30

18、s 5s东西红灯 5s 20s 20 s东西绿灯东西黄灯 5s 5s南北红灯 20 s 5s 20 s 5s 启 动 t0 t1 t2 t3 t4 TIM000TIM001TIM002TIM003（6）列出定时器的功能明细表。 5s 5s 南北黄灯南北绿灯 30 s 30 s 5s东西红灯 5s 20s 20 s东西绿灯东西黄灯 5s 5s南北红灯 20 s 5s 20 s 5s 启 动 t0 t1 t2 t3 t4 TIM000TIM001TIM002TIM003 定时器 t0 t1 t2 t3 t4TIM000(通电延时OFF控制 )开始定时。(为南/北绿灯、东/西红灯亮定时）TIM000

19、ON。南/北绿灯灭，南/北黄、东西红灯开始闪。 ON ON开始下一个循环的定时。 5s 5s 南北黄灯南北绿灯 30 s 30 s 5s东西红灯 5s 20s 20 s东西绿灯东西黄灯 5s 5s南北红灯 20 s 5s 20 s 5s 启 动 t0 t1 t2 t3 t4 TIM000TIM001TIM002TIM003 定时器 t0 t1 t2 t3 t4TIM000(定时30 s )开始定时。(为南/北绿灯、东西红灯亮定时）TIM000ON。南/北绿灯灭，南/北黄、东西红灯开始闪。 ON ON开始下一个循环的定时。TIM001(定时35 s )开始定时。继续定时。TIM001ON。闪烁的

20、灯灭，东西绿、南北红灯亮。 ON开始下一个循环的定时。 定时器 t0 t1 t2 t3 t4TIM000定时30秒开始定时南北绿、东西红灯开始亮ON且保持。南北绿灯灭；南北黄、东西红灯开始闪 ON ON开始下一个循环的定时TIM001定时35秒 开始定时 继续定时ON且保持。南北黄、东西红灯灭；东西绿、南北红灯亮 ON开始下一个循环的定时 TIM002定时55秒 开始定时 继续定时 继续定时ON且保持。东西绿灯灭；东西黄、南北红灯开始闪开始下一个循环的定时TIM003定时60秒 开始定时 继续定时 继续定时 继续定时ON，随即复位且开始下一个循环的定时。 输 入 输 出 控制开关 南北绿灯南北

21、黄灯南北红灯东西绿灯东西黄灯东西红灯 00000 01000 01001 01002 01003 01004 01005（6）根据定时器功能明细表和I/O分配，画出PLC的梯形图。 （7）作PLC的I/O分配表。本例要求用一个控制开关进行控制。这里将全部程序放在指令IL/ILC 之间，用00000作为指令IL的执行条件，即可实现控制要求。 IL( 02 )00000TIM000 # 0300TIM003 TIM001 # 0350TIM002 # 0550TIM003 # 0600TIM00001000系统启动南北绿/东西红亮30秒定时南北黄/东西红闪5秒定时东西绿/南北红亮20秒定时东西黄、

22、南北红闪5秒定时TIM000 25501 TIM001 ILC( 03 ) END(01)0100001005010010100301004TIM002 25501 TIM003TIM001 TIM00201001010030100201004南北绿亮30秒东西红亮30秒东西绿亮20秒南北红亮20秒南北黄闪5秒东西红闪5秒东西黄闪5秒南北红闪5秒时序图设计法小结（1）分析PLC的输入和输出信号，以作为选择PLC机型的依据之一。（2）为了弄清各灯之间亮、灭的时间关系，根据控制要求，可以先画出各方向三色灯的工作时序图。（3）由时序图分析各输出信号之间的时间关系。（4）各个时间区段必须用若干个定时器

23、来控制，为了明确各定时器的职责，以便于理顺各色灯状态转换的准确时间，最好列出定时器的功能明细表。（5）进行PLC的I/O分配。（6）根据定时器功能明细表和I/O分配，画出的梯形图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PLC指令的功能。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到PLC程序设计中。4.4 梯形图的经验设计方法适用范围： 简单的梯形图程序或复杂系统的某一局部程序。特点： 按设计者的经验和习惯的思路进行设计,因此没有 规律可遵循，具有很大的试探性和随意性，需经反复修改完善才能符合设计要求，所以设计的结果因人而异。 1. 启保停控制

24、程序0000200003KEEP 01000 010000100000002 000030000200003SET 01000RESET 01000（a）（b）（c）下图是常用的启保停PLC控制程序。要区别不同场合，采用不同的启保停控制程序。 典型控制电路包括：电动机的启保停控制、正/反转控制、点动控制、 Y-启动控制、几台电动机的连锁控制、异地控制、掉电保持等等。 一、典型控制电路的PLC程序设计 2. 电动机正反转控制程序 下面是正反转控制的程序设计(尚有其他方案)。为确保运行可靠,要采取软、硬件两种互锁措施。0100100002000000100101002000010100201002

25、0000201001SB300000 0100100001 0100200002COM COMSB1 220VSB2DC24VKM1KM2PLCKHKM1KM2正转启动反转启动停车按钮正转接触器 反转接触器 触点互锁 触点互锁 010010100000003010010100000000010010000200001 3. 电动机顺序启/停控制程序 下面是两台电动机顺序启/停控制的程序设计(尚有其他方案)。启动时，只有电动机M1启动(01000 ON)、电动机M2才可能启动(01001 ON)；停止时，只有M2先停、 M1才可能停。 输 入 输 出M1启动 00000KM1 01000M1停车

26、 00001KM2 01001M2启动 00002M2停车 0000301000000020000020000000012000020000 4. 电动机既可长动、又可点动的控制程序 下面是电动机长/点动控制的程序(尚有其他方案)。 输 入 输 出点动按钮SB1 00000KM 01000长动按钮SB2 00001停车按钮SB3 00002长动: 按一下SB2。点动: 按住SB1不放,电动机转动,释放SB1电动机停转。停车: 按一下SB3。 5. 电动机异地控制程序 下面是电动机在三地启/停控制的程序(尚有其他方案)。 输 入 输 出甲地启/停SB1 00000KM 01000乙地启/停SB2

27、 00001丙地启/停SB2 00002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，第二次按动按钮就是停车。 6. 掉电保持程序常用方法：使用KEEP指令以及SET、RESET等指令编写程序，并用保持继电器HR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的DM区等。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，最好能熟练掌握。梯形图的经验设计例题例1 送料小车自动控制系统例2 两处卸料的小车自动控制系统例3 电机优

28、先启动控制例1 送料小车例1 送料小车自动控制系统的梯形图设计步骤：1）理解控制策略2）I/O分配3) 设计梯形图I/O分配输入：右行启动按钮 左行启动按钮 停止按钮 右端行程开关 左端行程开关输出：右行接触器 左行接触器 装料电磁阀 卸料电磁阀装料15s卸料10sI/O分配1）I/O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 例2 两处卸料的小车 I/O分配输入

29、：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例2 两处往返装料/卸料的小车，工作过程如图。ST1ST3ST2右左装料处卸料处卸料处要求：小车单数次运行时，在ST3卸料。偶数次运行时，ST3处不卸，而在ST2处卸料。装料15s 、卸料10s。 输 入 输 出右行启动SB1 00000右行KM 01000左行启动SB2 00001左行KM 01001停车按钮SB3 00002装料KM 01002行

30、程开关ST1 00004卸料KM 01003行程开关ST2 00003行程开关ST3 00005 I/O分配表01000000020000001000000010100101001000050000200003000010100120000TIM001000040000001000TIM00001000000030100101003TIM000 #0100000050000401002TIM001 #01500000520000200000100100003右行左行卸料装料右行启动左行启动ST3ST1ST3ST2进退装料卸料卸料ST2ST1 系统程序000040000500003单数次运行01

31、000000020000001000000010100101001000050000200003000010100120000TIM001000040000001000TIM00001000000030100101003TIM000 #0100000050000401002TIM001 #01500000520000200000100100003右行左行卸料装料右行启左行启ST3ST1ST3ST2进退装料卸料卸料ST2ST1偶数次运行000040000500003例3 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

32、，后级电机也都停。I/O分配1）I/O分配输入： 5个启动按钮SB1SB5 00000、00002、00004 、 00006、00008 5个停止按钮SB6SB10 00001、00003、00005、00007、00009输出： 5个控制电机的接触器 KM1KM5 0100001004输入：5个启动按钮SB1SB5 00000、00002、00004 、 00006、00008 5个停止按钮SB6SB10 00001、00003、00005、00007、00009输出:5个控制电机的接触器 KM1KM5 01000010044.5 梯形图的顺序控制设计方法 1顺序控制的特点2功能表图及其对

33、应的梯形图3. 顺序控制程序设计举例 顺序控制的特点1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2.功能表图2功能表图及其对应的梯形图 功能表的组成：又叫状态转移图、状态图或流程图。步+转向条件+有向连线+动作功能表图的结构正在执行的步叫活动步，当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步。 内容：功能表图的结构功能表图的结构对应的梯形图2.1 功能表图的结构 1）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。 选择序列结构后一步成为活动步时，前一步变为不活动步。2）选择序列结构 选择序列的开始称为分支。某

34、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。并行序列结构当前一步为活动步、且转换条件满足时，才能转向下一步。后一步成为活动步时，前一步变为不活动步。 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、且转换条件满足时，都要转向合并步。ab cdefj 1 4 2 6 8ghi 5 3 7eac 1b 2 3d 4 7 6 5 83) 并行序列结构并行序列的开始用双线表示，转换条件放在双线之上。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步。并行序列的结束称为合并，用双线表示并行序列的合并，转换条件放在双线之下。分支2分支1当各分支的末步都为活动步、且条件满足时

35、，将同时转换到合并步，且各末步都变为不活动步。分支3 B1Si B2 Si+1 SiSi-1Si+1SiCi Si+1Si+2Si+1SiCi+12.2 功能表图与梯形图的对应关系 步程序的梯形图结构如图。每个步有一个控制位，当某步的控制位为ON时，该步成为活动步(激活下一步的条件之一)，同时与该步对应的程序开始执行；当转换条件满足时(激活下一步的条件之二)，则下一步的控制位为ON，而上一步的控制位变为OFF，上一步对应的程序停止执行。由于转换条件常是短信号，因此每步要加自锁。当后续步成为活动步时，前一步要变为不活动步。 B1Si B2 Si+1 SiSi-1Si+1SiCi Si+1Si+2

36、Si+1SiCi+1 必须将常闭触点Si+1和Si+2与前一步的控制位线圈串联。当某一步成为活动步时，其控制位为ON，可以利用这个ON信号实现相应的控制。仅输入一个节拍的信号称为短信号。两次输入的时间间隔称为节拍。2.3 功能表图综合结构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200

37、15的前面有3条选择序列的分支 3 顺序控制程序设计举例 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：（1）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）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“与”、“或”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制过程的进程。（2）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。（3）确定所需输入和输出点，选择PLC机型，作出I/O分配。（4）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。（6）添加

38、某些特殊要求的程序。 顺序控制设计举例之一某动力头工作流程如图。ST3ST1ST2快进工进快退动力头停在原位(ST3)。按一下按钮动力头启动。 输 入 输 出 启动 按钮 ST1 ST2 ST3 正转电磁阀1 正转电磁阀2 反转电磁阀00000 00001 00002 00003 01000 01001 01002 (1) 作出 I/O分配:动力头退回原位后重复上述动作。 (2) 画出动力头的功能表图。 1启动压ST3按启动按钮 2压ST1 3 快进 工进 等待压ST2 4 快退压ST3 20000启动00003 00000 20001000012000201000ON 01001ON 010

39、010000220003 0100200003正转电磁阀1正转电磁阀2正转电磁阀2反转电磁阀输入：系统启动按钮 00000 右端行程开关ST2 00002 中间行程开关ST1 00001 左端行程开关ST3 00003输出：快进接触器01000 工进接触器01001 快退接触器01002ST3ST1ST2快进工进快退 (3) 根据功能表图设计出梯形图。 20000 00000 00003 2000220003 00003 20001200002531520002 00002 200002000320001 20001 00001 20003200012000220003010012000020

40、00101000200020100220002 20000启动00003 00000 2000100001(ST1)2000201000ON 01001ON 0100100002(ST2)20003 0100200003(ST3)快进快进工进快退ST3ST1ST2快进01000工进01001快退01002 顺序控制设计举例之二用传送带传送长物体的系统结构如图示。GK1GK2皮带A皮带B为减少皮带机运行时间,两个皮带机分段工作。光电开关光电开关 工作过程: 按一下启动按钮，皮带机A运行，B停； 当物体前端接近GK1时，A与B都运行； 当物体后端离开GK1时， B 运行，A停； 当物体后端离开GK

41、2时， A与B都不运行。 输 入 输 出 启动按钮 GK1 GK2 皮带机A接触器皮带机B接触器 00002 00000 00001 01000 01001 (1) 作出 I/O分配: (2) 功能表图 200002531500002 20001000002000201000ON 01001ON 010000000020003 0100100001A运行A、B 运 行B 运行GK1GK2 (3) 设计梯形图程序。 20000 00002 2000220003 20100 20001200002531520002 00000 200002000320001 20001 00000 2000320

42、00120002200030100020000200012000220002010012000220003DIFD(14) 20100 00001GK2 200002531500002 20001000002000201000ON 01001ON 010000000020003 0100100001A运行A、B 运 行B 运行启动按钮01000GK1功能表图例3 两处往返装料/卸料的小车，工作过程如图。ST1ST3ST2右左装料处卸料处卸料处要求：小车单数次运行时，在ST3卸料。偶数次运行时，ST3处不卸，而在ST2处卸料。装料15s 、卸料10s。 输 入 输 出右行启动SB1 00000右

43、行KM 01000左行启动SB2 00001左行KM 01001停车按钮SB3 00002装料KM 01002行程开关ST1 00004卸料KM 01003行程开关ST2 00003行程开关ST3 00005 I/O分配表功能表图梯形图 输 入 输 出右行启动SB1 00000右行KM 01000左行启动SB2 00001左行KM 01001停车按钮SB3 00002装料KM 01002行程开关ST1 00004卸料KM 01003行程开关ST2 00003行程开关ST3 00005梯形图例3PLC上电系统启动1号工进I1号工进II 1号快退 1号快进 2号快进 2号工进2号快退原位等待压ST

44、1快进到位压ST2工进到位压ST3工进到位压ST0退到原位快进到位压ST5工进到位压ST6退到原位压ST4 顺序控制举例之四某控制系统中有两个动力头，工作流程图如图。1. 控制要求：（1）系统启动后，两个动力头同时开始按图中的工步顺序运行。它们都退回原位后，延时10秒，再同时进入下一个循环的运行。PLC上电系统启动1号工进I1号工进II 1号快退 1号快进 2号快进 2号工进2号快退原位等待压ST1快进到位压ST2工进到位压ST3工进到位压ST0退到原位快进到位压ST5工进到位压ST6退到原位压ST4（2）若断开控制开关，各动力头必须将当前的运行过程结束（完成所有工作步）退回原位后，才能自动停

45、止运行。以确保每个循环开始时，动力头都停在原位。 1号动力头 - + - + 快退 + + + - 工进2 - - + + 工进1 - + + - 快进 YV4 YV3 YV2 YV1 动作 + + - 快退 + - + 工进 - + + 快进 YV7 YV6 YV5 动作 四个工步三个工步 2号动力头（3）各动力头的运行取决于电磁阀线圈的通、断电。 表中 +表示线圈通电，-表示不通电。PLC上电系统启动1号工进I1号工进II 1号快退 1号快进 2号快进 2号工进2号快退原位等待压ST1快进到位压ST2工进到位压ST3工进到位压ST0退到原位快进到位压ST5工进到位压ST6退到原位压ST4

46、2. 分析流程图 注意流程图中各动力头的工作步数和转换条件。 由于两个动力头退回原位的时间不同，先退回原位后的要进入等待状态。只有当两个动力头都退回原位时，定时器才开始计时，定时到，两个动力头同时进入下一个循环。 3. 作PLC的I/O分配表用CPM1A时的I/O分配： 输 入输 出 系统启动控制开关 00000 YV1线圈 010011号动力头原位限位ST0 00100 YV2线圈 010021号动力头快进限位ST1 00101 YV3线圈 010031号动力头工进I限位ST2 00102 YV4线圈 010041号动力头工进II限位ST3 00103 YV5线圈 010052号动力头原位限

47、位ST4 00104 YV6线圈 010062号动力头快进限位ST5 00105 YV7线圈 010072号动力头工进限位ST6 00106200通道中的位作控制位 01006和01007 ON 01005和01007 ON 01005和01006 ON 200000000025315TIM000快进快退工进原位等待原位等待快退 20009 20008 20007 20006 01002和01003 ON快进00101工进I00102工进II01002、01003和01004 ON0010300100001050010600104 20005 20004 20003 20002 20001 0

48、1001、01002 ON 01001和01003 ON 4. 画出功能表图1号动力头2号动力头 01006和01007 ON 01005和01007 ON 01005和01006 ON 200000000025315TIM000快进快退工进原位等待原位等待快退 20009 20008 20007 20006 01002和01003 ON快进00101工进I00102工进II01002、01003和01004 ON0010300100001050010600104 20005 20004 20003 20002 20001 01001、01002 ON 01001和01003 ON PLC上电

49、后，20000即 ON。当00000ON时系统启动。 01006和01007 ON 01005和01007 ON 01005和01006 ON 200000000025315TIM000快进快退工进原位等待原位等待快退 20009 20008 20007 20006 01002和01003 ON快进00101工进I00102工进II01002、01003和01004 ON0010300100001050010600104 20005 20004 20003 20002 20001 01001、01002 ON 01001和01003 ON 只有20005与20009都 ON时，TIM000才开

50、始计时。执行各步时的输出状态执行各步时的输出状态等待步 01006和01007 ON 01005和01007 ON 01005和01006 ON 200000000025315TIM000快进快退工进原位等待原位等待快退 20009 20008 20007 20006 01002和01003 ON快进00101工进I00102工进II01002、01003和01004 ON0010300100001050010600104 20005 20004 20003 20002 20001 01001、01002 ON 01001和01003 ON TIM000 ON，为进入下一个循环的运行作好准备。

51、等待步 01006和01007 ON 01005和01007 ON 01005和01006 ON 200000000025315TIM000快进快退工进原位等待原位等待快退 20009 20008 20007 20006 01002和01003 ON快进00101工进I00102工进II01002、01003和01004 ON0010300100001050010600104 20005 20004 20003 20002 20001 01001、01002 ON 01001和01003 ON TIM000 ON、且00000ON，进入下一个循环的运行。等待步 5. 根据功能表图作出梯形图程序

52、 阅读书中程序，考虑以下几个问题： 一个循环结束时，怎样保证两个动力头一起在原位停留10秒后再进入下一个循环的运行；步 20001 和步 20006 的启动条件都是触点 20000 和 00000 的“与”，其作用是什么；检查SET、RESET语句的操作数是否正确，其依据是什么。 初始步20000如何启动，何时变成不活动步，运行过程中怎样使步20000自动成为活动步； 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； 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； 根据某些特殊功能要求，添加部分特殊要求程序。继电器控制电路转换设计法在继电器控制电路的基础上，经过转

53、换，将继电器控制设计出PLC控制。 关于转换的几个问题 1各种继电器、接触器、电磁阀、电磁铁等的转换这些电器的线圈是PLC的执行元件，要为它们分配相应的PLC输出继电器号。中间继电器可以用PLC的内部辅助继电器来代替。 2常开、常闭按钮的转换 用PLC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，PLC的梯形图画法不同。 0000001000010000000100000010000100000001SB2000000000101000COMCOM SB1PLCKMSB2000000000101000COMCOM SB1PLCKM启动停车启动停车一般热继电器触点不接入PLC中，而接

54、在PLC外部的启动控制电路中。 4. 时间继电器的处理时间继电器可用PLC的定时器代替。 3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开两种。可以通过编程设计出所需的时间控制。 用PLC的定时器实现延时接通的控制举例 触点KA闭合后延时接通KM的控制。KTKMKA KT01000TIM000 SV00000TIM000通电延时型 用PLC的定时器实现延时断开的控制举例 触点KA闭合后延时断开KM的控制。KTKMKA KT01000TIM000 SV00000TIM000 5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PLC梯形图。 继电器控制电路连接顺序调

55、整的举例线圈KM2和K之间连接着常开触点KM2 。PLC的梯形图不允许有这种结构。STSB2KM1KM1 KTKM2 KKM1KM2SB1KT 调整电路连接的方法KM1 KTKM2 KSB1KM1KM1STKM2KTSB2线圈K接通的条件为：或常开触点KM2闭合、或常开触点KT闭合。可将常开触点KM2与常开触点KT并联，作为线圈K的接通条件。STSB2KM1KM1 KTKM2 KKM1KM2SB1KTKM1 KTKM2 KSB1KM1KM1STKM2KTSB2TIM 000 SV0100001000000000100101000000022000001001TIM00000001 输 入 输

56、出SB100000KM101000SB200001KM201001ST00002 将继电器控制电路转换成PLC梯形图先对图中的电器进行I/O分配。具有多种工作方式系统的程序设计 控制设备的工作方式可分为：手动、单步、单周期、连续（自动） 。手动：与点动相似,按下按钮运行、释放按钮停止；单步：启动一次只能运行一个工作步；单周期：启动一次只运行一个工作周期；连续：启动后连续地、周期性地运行一个过程。可分别设计各种工作方式的程序，最后综合起来。 多种工作方式系统的程序设计举例。小车工作方式：手动、单步、单周期、自动。ST1ST2右(01000)(01001)左(01002)装料15s 卸料10s (

57、01003)00004 00003 操 作 盘运料小车 控 制执行自动方式之前,要用手动方式将小车调回装料（ST1）处。00101单 步00102单周期手 动00100连 续0010300104右行左行00105启动停止00106001070000000001装料卸料方式选择开关单周期工作方式：方式开关拨在单周期档。小车完成一次循环回到00004即停，再启动需按00000。启动按钮 200000000000004 01002ON装料TIM00000003TIM00100004 20004 20003 20002 20001 01000 ON右行01003ON卸料 01001ON左行控制位单周期

58、方式的功能表图00101单 步00102单周期手 动00100连 续0010300104右行左行00105启动停止00106001070000000001装料卸料00101单 步00102单周期手 动00100连 续0010300104右行左行00105启动停止00106001070000000001装料卸料连续工作方式：方式开关拨在连续档。完成一次循环回到00004，自动进入下个循环的运行。 连续方式的功能表图连续状态控制 200002010000004 01002ON装料TIM00000003TIM00100004 20004 20003 20002 20001 01000 ON右行010

59、03ON卸料 01001ON左行控制位启动按钮 200000000000004 01002ON装料TIM000 0000000003 00000TIM001 0000000004 00000 20004 20003 20002 20001 01000 ON右行01003ON卸料 01001ON左行单步工作方式：方式开关拨在单步档。按一次00000，小车完成一个工作步。 单步方式的功能表图例如，按一次启动按钮00000，小车装料。装料结束(TIM000ON)即停。再按一次启动按钮00000小车右行，到达卸料处 ST2 （ 00003 ）即停。ST2再按一次启动按钮00000，小车卸料。单步、单周期和连续的功能表图可以合并成一个。单步时00101断开，每步结束时都要按启动按钮，使00000 ON20101 ON。单周期 2000000102 00000 +00101 00000 + 00103 2010000004 01002ON装料TIM000 2010100003 20101TIM001 20101 00004 20101 20004 20003 20002 20001 01000 ON右行01003ON卸料 01001ON左行自动方式单步连续201010000000101连续状态控制位(ON)程序采用指令JMP/