梯形图的设计方法

PLC控制系统设计第四章回到主目录

熟练掌握梯形图的基本电路，并能够灵活应用；熟练掌握梯形图程序的设计方法：逻辑设计法、时序设计法、经验设计法、顺序设计法、继电器控制电路转换设计法。掌握多种工作方式系统的设计。基本要求§4-1梯形图的基本电路§4-4梯形图的时序设计方法§4-6梯形图的顺序控制设计方法§4-3梯形图的逻辑设计方法§4-2梯形图的经验设计方法§4-5继电器控制电路转换设计法§4-7多种工作方式系统的程序设计§4-2梯形图的经验设计方法

有一些简单的梯形图可以借鉴电气控制原理图的设计，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，进行修改和完善，得到符合控制要求的梯形图。这种方法没有普遍的规律可以遵循，设计所用的时间，设计的质量与编程者的经验有很大的关系，所以这种设计方法叫做经验设计法。例1：送料小车自动控制系统的梯形图设计控制要求：小车在ST1处装料，15s后装料结束，开始右行，碰到行程开关ST2后停下来卸料，10s后左行，碰到行程开关ST1又停下来装料，这样不停的循环工作。在左行和右行过程中，按下停止按钮SB3小车停止运行。ST1ST2右左装料处卸料处装料15s卸料10s（1）.控制按钮设置一个右行启动按钮SB1；一个左行启动按钮SB2；一个停止按钮SB3。（2）.I/O分配输入输出按钮及行程开关PC输入端子号输出设备名称PC输出端子号右行启动按钮SB100000右行接触器01000左行启动按钮SB200001左行接触器01001停止按钮SB300002装料电磁阀01002右端行程开关ST200003卸料电磁阀01003左端行程开关ST100004（3）.梯形图设计（A）.小车的左行、右行是典型的双向控制电路，先画出双向控制电路。（B）.考虑行程开关的作用。小车没有到位行程开关不动作，小车到位行程开关动作，则相应的小车运行应停止。0100001001000010100001001000020000001000右行左行000000000200001010010100001001000010100001001000020000001000右行左行000000000200001010010000300004（C）.考虑装料、卸料小车右行→ST2（00003）动作→停止右行→卸料10S→左行小车左行→

ST3（00004）动作→停止左行→装料15S→右行故用00003控制TIM000延时10S，卸料，卸料完成左行用00004控制TIM001延时15S，装料，装料完成右行按下停止按钮SB3（00002），全部停止00003TIM000#01000100300004TIM001#015001002卸料装料TIM000TIM0010000300004000000000200001010010100001001000010100001001000020000001000右行左行例2：两处送料小车的自动控制系统梯形图设计小车在ST1处装料，在ST3、ST2处轮流卸料。小车右行第一次碰到ST3时停下卸料，第二次碰到ST3时不停，到ST2时停下卸料。（1）.控制按钮设置一个右行启动按钮SB1；一个左行启动按钮SB2；一个停止按钮SB3。装料15s卸料10sST1ST3ST2左装料处卸料处卸料处000040000500003右卸料10s输入输出按钮及行程开关PC输入端子号输出设备名称PC输出端子号右行启动按钮SB100000右行接触器01000左行启动按钮SB200001左行接触器01001停止按钮SB300002装料电磁阀01002右端行程开关ST200003卸料电磁阀01003左端行程开关ST100004中间位行程开关ST300005（2）.I/O分配（3）.梯形图设计小车左行、卸料过程与上例相同，故梯形图相同。右行过程多了一个条件，即ST3，右行过程中，ST2或ST3动作，停止右行。而且卸料过程小车不能右行也不能左行。右行增加中间位置ST3（00005）卸料时不能左行、右行0000500003TIM000#01000100300004TIM001#015001002卸料装料TIM000TIM0010100100004000000000500002000010100001001000010100001001000020000001000右行左行000030100001001小车要在ST2、ST3处轮流卸料，就需要记住上次卸料位置，下次卸料时应在另一位置。第一次卸料在00005处，第二次卸料应在00003处。用简单的起停保梯形图实现。20000200000000500003考虑左行过程中00005不起作用，故应串入01001的常闭触点，所以对以上梯形图做修改如下。2000020000000050000301001200000000500003TIM000#01000100300004TIM001#015001002卸料装料TIM000TIM0010100100004000000000500002000010100001001000010100001001000020000001000右行左行0000301000010010000300005010012000020000例3：电机优先启动控制控制要求：5个电机M1~M5顺序启动（每级电机都有启动、停止按钮）。（1）.I/O分配输入：5个启动按钮SB1~SB5：00000、00002、00004、00006、000085个停止按钮SB6~SB10：00001、00003、00005、00007、00009输出：5个控制电机的接触器KM1~KM5：01000~~01004（2）.梯形图设计起停保梯形图：01000010000000000001依次肌串联勒即构轧成顺陪序启滚动电测路0100201003010040100101000010000000000001010010000200003010020000400005010030000600007010040000800009返回§4嫩-3梯形印图的逻俱辑设框计方响法①根据施控制虹功能裙，将泪输入虑与输跳出信费号之饲间建押立起恋逻辑掌函数幼关系泳（可型先列何出逻岂辑状啄态表霉）；②对上鞭述所蜘得的绕逻辑决函数泛进行炸化简夺或变亩换；③对化惜简后往的函象数，植利用PL敲C的逻厅辑指雷令实寒现其耕函数斧关系扎（作双出I/雪O分配凑，画洽出PL置C梯形临图）小；逻辑逝设计寺法的科基本苏步骤④添加归特殊姿要求近的程沙序。⑤上机债调试山程序搏，进套行修依改和鉴完善侵。例：扬三个挺开关序控制富一个获灯设计然三个谷开关余控制粮一个兄灯，滔任何迫一个监开关峰都可梯以改诱变灯箭的状冻态，床即控斧制灯猜的亮岂或灭乐。（1）.星I沈/O分配输入坑：三呈个开兼关：00厅00院0~销00民00螺2；输出尽：络灯护：01削00击0

输入输出开关1开关2开关3灯0000000010000201000（2）.设计课梯形销图每个依开关繁由两株个状迟态：瞧接通榆或断请开，旷以0和1表示脑；灯陶有两搞个状静态：歼亮或脱灭，宫以0或1表示跑。如图码为三赏个开邪关控专制一属个灯裤的真枯值表追，一谊共有8种组末合，骆分为床两组铺，奇评数个1为1组，收由4种组紫合对摄应灯锄亮；宅偶数够个1为另拉一组匹，由4个组长合，处对应雷灯灭抬。显匙然，熊任何幼一个迟开关秩状态爽的改孔变都炸可以蛙把组进合从修一组返改到萝另一熔组，杏从而默实现宅所要绵求的抢控制它。输入输出0000000001000020100000000011010101101001101011001111三个绸开关敌控制风一个奸灯的延真值沾表（3）逻吸辑表榴达式皱为：（4）梯愧形图01齿00素0=金00陷00础0·0趁00盏01少·0魔00搞02糟+00区00病0·溪00恶00村1·达00止00筹2+淋00汉00阁0·叉00砌00物1·漆00膛00朽2+0愁00狡00粉·0公00术01恶·0拳00君0200瓜00责100杀00矩200洞00升201野00御000百00确100破00梨000约00往000渴00筝200务00翁100显00韵000怒00疯200警00明100没00难0例：赞通风绸机监缘瑞视系既统设计员一个约通风枕机监酿视系臣统监框视三邮个通级风机硬的运惕行情纯况要求肤：两鱼个或瞧两个妈以上夸通风鼓机运睬转：粥信号闭灯持圆续亮一个学通风淡机运否转：脉信号断灯以0.筛5H废z频率强闪烁三个蒜通风必机都洗不运您转：雹信号惜灯以2H衡z频率锦闪烁用一晚个控榆制开俗关控截制系怠统工黎作：屑开关专闭合滚：系汇统工阁作开关样断开勇：系季统不向工作分析柜控制抚要求刮可知娘：反映精每台须风机倡运行役状态绍的信胖号是PL园C的输融入信娃号；要用PL妙C的输盖出信漂号来缎控制貌指示宿灯的判亮、吧灭。（1）.牢I详/O分配输入就：三胞个通宅风机决的状爸态：00饱00怎0~守00错00秤2；控遇制开鲁关：00阻00另3输出听：信嫩号灯01阻00拨0

输入输出风机1风机2风机3控制开关

指示灯000000001000020000301000200022000101000两个或两个以上通风机运转一个通风机运转三个通风机都不运转20000200002000120002灯亮灯以0.5Hz频率闪亮灯以2Hz频率闪亮0.5Hz信号2Hz信号（2）.梯形电图设朝计（3）.真值化表输入输出000000000100002200002000120002000001001010010010011100100010101100110100111100两个大或两坊个以庆上通福风机知运转速：20000=00000·00001·00002+00000·00001·00002+00000·00001·00002+00000·00001·00002=00000·00001+00000·00002+00001·00002一个计通风野机运营转：20001=00000·00001·00002+00000·00001·00002+00000·00001·00002三个老通风穴机都区不运四转：20002=00000·00001·0000220001=20000·20002则20馅00梅1可以波用20靠00霜0和20员00抗2表示纯：（两熊式相尝乘再五整理僻）0.兽5H属z信号盼产生惩电路2H盐z信号寻产生杏电路TIM001TIM000#0010TIM001#0010TIM000TIM003TIM002#0003TIM003#0002TIM0021S1Sf=0.5Hz0.3S0.2Sf=2Hz2刷Hz苹闪0.损5饮Hz倡闪控制径开关把以行上梯糕形图柜组合器起来射，即恳构成捕本题袋的梯妙形图2000020002000000000100000000020000220000000010000300000000010000220000200022000120002TIM00220001TIM00001000TIM001TIM000#0010TIM001#0010TIM000TIM003TIM002#0003TIM003#0002TIM002END（01）常亮返回逻复辑霞设蛋计异法清举庆例岂之二某系仁统中悼有4台通夫风机钻，欲烟用两辞台指万示灯霉显示贸通风斧机的竟各种待运行劲状态剑。要求搜：3台及3台以热上风活机开自机时违，绿运灯常瓣亮；衣两台芽开机可时，咐绿灯部以5H所z的频窑率闪苍烁；请一台帜开机器时，潮红灯臭以5H辩z的频喇率闪跌烁；辆全部缎停机遣时，纽奉红灯并常亮巴。分析蒜控制铃要求谋得知厌：反映偏各台聋风机揪运行嘴状态贺的信叮号是PL王C的输访入信够号；要用PL题C的输羊出信经号来嫁控制斜各指持示灯你的亮基、灭沉。上述沫几种影运行帅情况林可分斥开考负虑，眯以简低化程鹿序设笨计。本例迷，用A、B、C、D表示4台通卵风机袄，红貌灯为F1，绿灯质为F2；设灯盯亮为激“1”、灯电灭为颂“0”；命风机贤开为胃“1”、停蛛为“0”。1.红灯系（F1）常亮筝的程悼序设钉计当4台风影机都飘不开闭机时律，红掠灯常惰亮，灵其逻疤辑关栽系可舞列表油为：由表丈可得争函数坡：F1=ABCD（1）ABCDF1由式蹈（1）可唉画出贞梯形怕图如壁下：A耻B般C散D镰F套10袍0塘0行0旦12.绿灯歼（F2）常亮尾的程掏序设乱计A腊B呀C锅D杜F捐20陪1捕1养1狮11齐0杠1拥1信11补1叮0迟1康11概1量1素0垫11羞1捆1办1敬1能引鸡起绿央灯常紫亮的鉴情况吉有5种，辩列逻膝辑状刃态表欠如下芳：由此片得逻挪辑函趣数为件：将式巧（2）化弊简为选：F2团=朽A卸B（岭D+劣C）舅+C虫D（装A+纷B）芦（姐3）F2=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD（2）根据享式（3）画伴梯形呼图：F2CABDACDB3.红灯虫（F1）闪烁获的程鼻序设梁计A典B蓄C既D圾F揪10射0现0澡1逢10想0版1炕0当10跳1脖0的0劳11樱0粱0窄0信1根据统红灯品闪烁规的情服况列甚表如借下（设闪备烁为体“1”）：由表跃得逻盆辑函划数为捕：将式闯（4）化薯简为崭：F1=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD（4）根据影式（5）画规梯形厉图：F1CDAB25501CDABCDABF1=AB（CD+CD）+CD（AB+AB）（5）25乳50驴1产生5H能z的脉伐冲4.绿灯愤（F2）闪烁归的程挽序设聚计A湿B写C唱D灭F愧20染0松1啄1泰10产1剂0峰1酷10悄1该1朽0室11锄0养0糕1纯10同1样0洗11央1训0骨0粘1根据威绿灯祥闪烁钻的情音况列畜表如完下（设闪碗烁为粗“1”）：由此共得逻稳辑函福数为匀：将式荣（6）化蜡简为连：F2=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD（6）F2=（AB+AB)(CD+CD）+ABCD+ABCD（7）F2=（AB+AB)(CD+CD）+ABCD+ABCD（7）根据墓式（7）画岛梯形嫌图如绕下：F2ABCD25501ABCDABCDABCD5.根据原所选危用的PL寨C机型耗，作杰出I/假O分配费表。捕用PL牺C的I/疯O点编选号替钳换梯杆形图脆中的纺变量危。（1）作I/舍O分配深表（悲本例私使用扩的PL妥C是CP姨M1粮A）：

输入输出ABCDF1F2001010010200103001040110101102（2）将考上面天各梯译形图非中的A、D、C、D、F1、F2用表中猫的PL售C输入/输出坊点编诉号替鹅换。作其塔梯形裂图如闻下：ABCDF10010100102001030010401101F1=ABCD下面好以红梢灯的栋程序层为例州说明围合并姨的方妹法。00101

001020010300104F1F1001030010400101001022550100103001040010100102001030010400101001026.综合维几个梯形贤图，丧得出棉最后禽的程罗序。两张阻图的伯合并代应作秆如图猫处理仇。照此量处理谜绿灯服及整尾个程医序。红灯仆的程骂序7.上机节调试竿程序绍，进晓一步写修改司、完页善。§4嘱-4梯形伪图的时赴序设佩计方膝法若PL星C各输朱出信哲号的伏状态匀变化骨有一术定的缘瑞时间茂顺序告，可谋由时许序图花入手饰进行歼程序匀设计歇。(1播)根据指各输葬入、偿输出稀信号孙之间续的时窄序关吉系，降画出篮输入将和输捎出信蜂号的彼工作侨时序妹图。(2魔)把时筋序图抖划分霞成若米干个黄区段需，确仅定各登区段删的时护间长粮短。柿找出迷区段荒间的席分界罩点，么弄清张分界决点处弱各输耻出信谜号状揭态的勒转换瞧关系骂和转浴换条插件。一般胁方法吉为：(3颠)确定各所需巴的定幻玉时器狼个数顿，分决配定蔑时器梢号，君确定卸各定赴时器炊的设接定值旺。(4疮)明确欠各定赔时器稻开始帜定时宿和定好时到数两个馅时刻录各输信出信嘱号的朽状态盼。最森好作员一个裙状态铁转换锤明细丧表并。(5治)作PL煌C的I/崖O分配卫表。(6合)根据乐时序烈图、毫状态项转换井明细宰表和I/辉O分配丽表，星画出PL智C梯形旧图。(7渡)作模忘拟实燥验，宁进一等步修炉改、培完善萍程序纲。时序扰图设金计法守举例图为任十字委路口尊上的篮红、看黄、认绿交茧通信伴号灯馅。绿兽灯亮仇放行始、红戴灯亮杜禁行肿。控制日要求颈：①.放行成时间殖：南币北方捎向为30秒，旋东西钓方向筋为20秒。②.禁行吸预告弄：欲桃禁行备方向耍的黄元灯和摇欲放更行方拿向的代红灯以5H侄z的频译率闪带烁5秒，5秒后趟另一源个方驾向放喇行。③.只用僵一个幻玉控制登开关禽对系渐统进黄行运盼行控乘制。南北西东（1）分督析控陷制要喇求，似确定屿输入析和输评出信环号。原则捎：在堆满足醉控制奔要求次的前辩提下尸，应问尽量凝少占匆用PL倾C的I/额O点数陕。对本劈燕例，朴由控筋制开泥关输绘入的军信号璃是输眼入信两号；五指示舒灯的芝亮、凑灭由PL拌C的输脂出信舒号控壮制。由于裙同方推向的缠同色略灯在汉同一散时间演亮、元灭，显可将图同色脊灯并蒙联，保用一鹅个输阿出信职号控倍制。丑这样假只占6个输箱出点病。南北西东（2）画铸出各脊方向滴三色念灯的集工作萝时序糊图。5s5s南北黄灯南北绿灯30s30s5s东西红灯5s20s20s东西绿灯东西黄灯5s5s南北红灯20s5s20s5s启动t0t1t2t3t4一个循环一个循环（3）由粉时序用图分鹊析各观输出深信号古之间隆的时绞间关示系。红灯冠和绿帖灯常招亮的唯时间莫相同厉（30挂s/旱20摧s）阴；黄灯妈和红章灯闪逢烁的泻时间网相同级（5s）睡。一个公循环茫有4个时侧间分杆界点念：t1、t2、t3、t4。在这4个分芳界点雀处信抛号灯文的状贡态将好发生夫变化梳。5s5s南北黄灯南北绿灯30s30s5s东西红灯5s20s20s东西绿灯东西黄灯5s5s南北红灯20s5s20s5s启动t0t1t2t3t4

（4）确类定信薪号灯状的状臂态转献换点员。用TI坊M0攻00挨~T澡IM剧00巷3遇4个定盾时器粱控制嫩信号浇灯的孟状态隔转换句。（5）确业定定抬时器火的个亩数及堆编号舌。5s5s南北黄灯南北绿灯30s30s5s东西红灯5s20s20s东西绿灯东西黄灯5s5s南北红灯20s5s20s5s启动t0t1t2t3t4

TI着M0详00TI刮M0尊01TI罗M0辜02TI服M0冷03（6）列观出定捕时器今的功置能明享细表卫。5s5s南北黄灯南北绿灯30s30s5s东西红灯5s20s20s东西绿灯东西黄灯5s5s南北红灯20s5s20s5s启动t0t1t2t3t4

TIM000TIM001TIM002TIM003定时器t0t1t2t3t4TIM000(通电延时OFF控制)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。5s5s南北黄灯南北绿灯30s30s5s东西红灯5s20s20s东西绿灯东西黄灯5s5s南北红灯20s5s20s5s启动t0t1t2t3t4

TIM000TIM001TIM002TIM003定时器t0t1t2t3t4TIM000(定时30s)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。ONON开始下一个循环的定时。TIM001(定时35s)开始定时。继续定时。TIM001ON。闪烁的灯灭，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ONON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黄灯南北红灯东西绿灯东西黄灯东西红灯00000010000100101002010030100401005（6）根羡据定擦时器形功能捐明细愈表和I/锹O分配潮，画展出PL雕C的梯羊形图由。（7）作PL蚀C的I/脚O分配缠表。本例颜要求唐用一扁个控轻制开站关进疲行控冤制。顷这里咸将全许部程仆序放烈在指灯令IL筐/I搁LC之间脆，用00轮00军0作为封指令IL的执梁行条莲件，梯即可诱实现设控制标要求赏。南北限黄/东西红闪5秒定善时东西捐黄、猫南北红闪5秒定妖时东西弱绿/南北红亮20秒定牛时南北吴绿/东西红亮30秒定重时IL(02)00000TIM000#0300TIM003TIM001#0350TIM002#0550TIM003#0600TIM00001000系统洪启动TIM00025501TIM001ILC(03)END(01)0100001005010010100301004TIM00225501TIM003TIM001TIM00201001010030100201004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秒南北绿亮30秒东西红亮30秒返回在继询电器凤控制嫁电路趁的基瘦础上桌，经喉过转淘换，星将继积电器阀控制俯设计匀出PL焦C控制吵。关于扶转换体的几赞个问宽题1．各赌种继助电器矿、接共触器烈、电矩磁阀拖、电煤磁铁侮等的响转换这些相电器垫的线祥圈是PL扩C的执厚行元醒件，煌要为揉它们刺分配蛇相应纲的PL踏C输出挡继电不器号秀。中间座继电筝器可踏以用PL睬C的内锐部辅谷助继间电器臣来代址替。§4莲-5继电具器控藏制电宰路转事换设初计法2．常般开、掠常闭岂按钮祥的转捆换用PL冶C控制巷时，象启动丸和停锣车一榜般都塌用常腥开按法钮。使用诊常开脂和长胀闭按堡钮时苍，PL机C的梯跪形图叫画法控不同您。0000001000010000000100000010000100000001SB2000000000101000COMCOM~

SB1PLCKMSB2000000000101000COMCOM~

SB1PLCKM启动停车启动停车一般铲热继赶电器屈触点涝不接末入PL冒C中，硬而接役在PL垂C外部去的启辰动控鲜制电伸路中谢。4.时间也继电狗器的独处理●时酱间继戚电器溜可用PL敌C的定霉时器鼻代替贵。3．热钉继电是器的器处理●PL依C定时尿器的脚触点柜只有透接通熟延时叙闭合念和接悬通延