可编程控制器编程方法及应用

第六章 可编程控制器的编程方法及应用梯 形 图 的 基 本 电 路梯 形 图 的 经 验 设 计 法根 据 继 电 器 电 路 图 设 计 梯 形 图 的 方 法梯 形 图 的 顺 序 控 制 设 计 法顺 序 控 制 梯 形 图 的 编 程 方 式 梯形图的基本电路n起动、保持和停止电路n三相异步电动机正反转控制电路n定时器、计数器应用程序n常闭触点输入信号的处理 起动、保持和停止电路 三相异步电动机正反转控制电路 定时器、计数器应用程序n定时范围的扩展n闪烁电路n延时接通/断开电路 定时范围的扩展n FX系列的定时器最长时时间为32676.7s.n设定时器T0和C0的设定值分别为KT和KC，对于100ms定时器，总的定时时间为： n T=0.1 KT KC 闪烁电路 延时接通/断开电路 常闭触点输入信号的处理 梯形图的经验设计法n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，不断地修改和完善梯形图。n自动往返控制的梯形图设计n时序控制电路的设计方法。 自动往返控制的梯形图设计n按下正转起动按钮X0或反转起动按钮X1后，设备的运动部件在左限位开关X3和右限位开关X4之间不停地循环往返，直到按下停止按钮X2. 时序控制电路的设计方法。n时序控制电路n用多个定时器n来控制输出继n电器的工作。n要求：按下X0n后，Y0和Y1按 n左图时序工作。 根据继电器电路图设计梯形图的方法n 将 继 电 器 电 路 图 转 换 为 功 能 相 同 的 可 编 程序 控 制 器 的 外 部 接 线 图 和 梯 形 图 的 步 骤n 举 例n 根 据 继 电 器 电 路 图 设 计 PLC外 部 接 线 图 和梯 形 图 时 的 注 意 事 项 将继电器电路图转换为功能相同的可编程序控制器的步骤n 1、 了 解 和 熟 悉 被 控 设 备 的 工 艺 过 程 和 机 械 的动 作 情 况 ， 分 析 继 电 器 电 路 图 ， 掌 握 控 制 系 统的 工 作 原 理 。n 2、 确 定 PLC的 输 入 信 号 和 输 出 负 载 ， 以 及 对应 的 梯 形 图 中 的 输 入 继 电 器 和 输 出 继 电 器 的 元件 号 ， 画 出 PLC的 外 部 接 线 图 。n 3、 确 定 与 继 电 器 电 路 图 的 中 间 继 电 器 、 时 间继 电 器 对 应 的 梯 形 图 中 辅 助 继 电 器 和 定 时 器 的元 件 号 。 n 4、 根 据 对 应 关 系 画 出 梯 形 图 。 三相异步电动机起动和加速控制电路图 根据继电器电路图设计PLC外部接线图和梯形图时的注意事项n 应 遵 守 梯 形 图 语 言 中 的 语 言 规 定n 设 置 中 间 单 元n 尽 量 减 少 PLC的 输 入 信 号 和 输 出 信 号n 设 置 软 件 和 硬 件 自 锁n 在 串 联 电 路 中 单 个 触 点 放 在 右 边 ， 在 并 联 电路 中 单 个 触 点 放 在 下 面 ， 以 便 减 少 使 用 的 指令 条 数。 n 注 意 外 部 负 载 的 电 源 匹 配。 梯形图的顺序控制设计法n用经验法设计存在的问题n顺序控制设计法 用经验法设计存在的问题。n设计方法很难掌握，设计周期长。n装置交付使用后维修困难。 顺序控制设计法 顺序控制，是按照生产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顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。 顺序控制设计法又称步进控制设计法。 顺序控制设计法最基本的思路 顺序控制设计法的本质 顺序功能图 顺序控制设计法最基本的设计思路n是将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为步（Step）,并用编程元件来代表各步。n步是根据输出量的状态变化来划分的，在任何一步内，各输出量的ON/OFF状态不变，但相邻两步输出量总的状态是不同的。 顺序控制设计法的本质n经验设计是试图用输入信号X直接控制输出信号Y。n顺序控制设计法则是用输入量X控制代表各步的编程元件，再用它们控制输出量Y。n步是根据输出量Y的状态划分的。 顺序功能图n概述n步n有向连线与转换条件n顺序功能图的基本结构n顺序功能图中转换实现的基本规则n绘制顺序功能图时的注意事项 顺序功能图概述n顺序功能图（Sequential function chart）又叫做状态转移图或功能表图。n顺序功能图主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作（或命令）组成 步n用矩形方框表示步，方框中用数字或代表该步的编程元件的元件号作为步的编号。初始步与步对应的动作或命令活动步 与步对应的动作或命令 有向连线与转换条件n有向连线n转换：用有向连线上与有向连线垂直的短划线来表示，转换将相邻两步分隔开。n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、布尔代数表达式可图形符号标注在表示转换的短线的旁边。 顺序功能图的基本结构n单序列n选择序列n并行序列n子步n举例 子步 顺序功能图例 顺序功能图中转换实现的基本规则n转换实现条件（两个）n 1）该转换所有的前级步都是活动步。n 2）相应的转换条件得到满足。n转换实现应完成的操作n 1）使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步。 n 2）使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。 绘制顺序功能图时的注意事项n 两 个 步 绝 对 不 能 直 接 相 连 ， 必 须 用 一 个 转 换 将它 们 隔 开 。n 两 个 转 换 也 不 能 直 接 相 连 ， 必 须 用 下 步 将 它 们隔 开 。n 顺 序 功 能 图 中 的 初 始 步 一 般 对 应 于 系 统 等 待 起动 的 初 始 状 态 ， 这 一 步 是 必 不 可 少 的 。n 顺 序 功 能 图 应 有 由 步 和 有 向 连 线 组 成 的 闭 环。n 在 单 序 列 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 。 必 须 用 初 始 化脉 冲 的 常 开 触 点 作 为 转 换 条 件 ， 将 初 始 步 预 置为 活 动 步 。 顺序控制梯形图的编程方式n 根 据 系 统 的 顺 序 功 能 图 设 计 梯 形 图 的 方 式 ， 称为 顺 序 控 制 梯 形 图 的 编 程 方 式 。n 在 个 人 计 算 机 中 用 的 PLC编 程 语 言 ， 可 由 顺 序功 能 图 直 接 生 成 指 令 表 程 序 等 。 也 可 由 梯 形 图或 指 令 表 生 产 成 顺 序 功 能 图 对 系 统 进 行 监 控 。n 顺 序 控 制 梯 形 图 的 编 程 方 式 主 要 有 ：n 使 用 STL指 令 的 编 程 方 式 n 使 用 起 保 停 电 路 的 编 程 方 式n 以 转 换 为 中 心 的 编 程 方 式n 仿 STL指 令 的 编 程 方 式n 自 动 /手 动 程 序 的 转 换 自动/手动程序的转换为便 于将顺序功能图转换为梯形图，最好用代表各步的编程元件的元件号作为步的代号 使用STL指令的编程方式n为便于将顺序功能图转换为梯形图，用代表各步的编程元件号作为步的代号。在STL指令编程中，用PLC状态编程元件S代表各步。FX2N系列PLC的状态S0S9用于初始步， S10S19用于返回原， S20S499是通用状态， S500S899有断电保持功能， S900S999用于报警。n STL指令的特点n单序列的编程方式 n选择序列的编程方式n并行序列的编程方式n举例 STL指令的特点1 STL指令的特点2n STL触 点 除 了 在 并 行 序 列 的 合 并 电 路 外 则 与 左 侧 母 线 相连 的 常 开 触 点 ， 当 某 一 步 为 活 动 步 时 相 应 的 STL触 点 接通 ， 该 步 的 负 载 被 接 通 。n 与 STL触 点 相 连 的 触 点 应 使 用 LD或 LDI指 令 (RET)n STL触 点 可 以 直 接 驱 动 或 通 过 别 的 触 点 驱 动 Y. M.S.Tn 由 于 CPU只 执 行 活 动 步 对 应 的 电 路 块 ， 使 用 STL指 令 允许 双 线 圈 输 出 ， 即 同 一 编 程 元 件 的 一 个 线 圈 可 用 不 同 的STL触 点 驱 动 。 n STL触 点 驱 动 电 路 中 不 能 用 MC或 MCI指 令 。n 在 中 断 和 子 程 序 中 ， 不 能 使 用 STL指 令 。 单序列的编程方式小车的初始位置为最左端，X0为ON 选择、并行序列的编程方式n选择序列的分支的编程方式n选择序列的合并编程方式 STL编程举例 STL编程举例 使用起保停电路的编程方式n根据顺序功能图，用辅助继电器M代表各步，使用有记忆（或保持）功能的电路（起保停电路）来控制代表各步的辅助继电器。n单序列的编程方式n选择序列的编程方式n并行序列的编程方式n例子 单序列的编程方式 单序列的编程方式S0S21S22 S23 选择、并行序列 选择序列的编程方式n 分 支 ：如某一步后面有一个由N步分支组成的选择序列，则该步的的结束条件为：这N个后续步对应的辅助继电器的常闭触点与该步线圈的串联。n 合 并 ：如某步之前有N个转换，则代表该步的辅助继电器的起动电路由N条支路并联而成，各支路由某一前级步对应的辅助继电器的常开触点与相应的转换条件对应的触点或电路串联而成。 并行序列的编程方式n概述n仅有两步的闭环的处理 举例