数字量控制系统梯形图程序设计方法课件

2024/6/251第第 4 章章 数字量控制系统梯形图程序设计方法数字量控制系统梯形图程序设计方法2024/6/2524.1 梯形图的经验设计法梯形图的经验设计法开关量控制系统（例如继电器控制系统）又称为数字量控制系统。开关量控制系统（例如继电器控制系统）又称为数字量控制系统。可可以以用用设设计计继继电电器器电电路路图图的的方方法法来来设设计计比比较较简简单单的的数数字字量量控控制制系系统统的的梯梯形形图图，即即在在一一些些典典型型电电路路的的基基础础上上，根根据据被被控控对对象象对对控控制制系系统统的的具具体体要要求求，不不断断地地修修改改和和完完善善梯梯形形图图。有有时时需需要要多多次次反反复复地地调调试试和和修修改改梯梯形形图图，增增加加一一些些中中间间编编程程元元件件和和触触点点，最最后后才才能能得到一个较为满意的结果。得到一个较为满意的结果。这这种种方方法法没没有有普普遍遍的的规规律律可可循循，具具有有很很大大的的试试探探性性和和随随意意性性，最最后后的的结结果果不不是是唯唯一一的的，设设计计所所用用的的时时间间、设设计计的的质质量量与与设设计计者者的的经经验验有有很很大大的的关关系系，所所以以称称为为经经验验设设计计法法，可可以以用用于于比比较较简简单单的的梯形图设计。梯形图设计。2024/6/253主电路主电路继电器控制电路继电器控制电路起保停电路和置位复位电路起保停电路和置位复位电路4.1 梯形图的经验设计法梯形图的经验设计法梯形图中的基本电路梯形图中的基本电路KML1L3L2FU1KMQSSB2FU2KMM3FRFRSB12024/6/254PLC外部接线图外部接线图时序图时序图4.1 梯形图的经验设计法梯形图的经验设计法梯形图中的基本电路梯形图中的基本电路起保停电路和置位复位电路起保停电路和置位复位电路2024/6/2554.1 梯形图的经验设计法梯形图的经验设计法梯形图中的基本电路梯形图中的基本电路置位复位电路置位复位电路I0.0Q0.0I0.1Q0.0SR 起起保保停停电电路路与与置置位位复复位位电电路路是是后后面面要要重重点点介介绍绍的的顺顺序序控控制制设设计计法的基本电路法的基本电路 在在实实际际电电路路中中，起起动动信信号号和和停停止止信信号号可可能能由由多多个个触触点点组组成成的的串串并联电路提供。并联电路提供。I0.0I0.1Q0.0Q0.0起保停电路起保停电路起保停电路和置位复位电路起保停电路和置位复位电路2024/6/256继电器控制电路继电器控制电路主电路主电路4.1 梯形图的经验设计法梯形图的经验设计法梯形图中的基本电路梯形图中的基本电路三相异步电动机的正反转控制电路三相异步电动机的正反转控制电路2024/6/257硬件互锁硬件互锁4.1 梯形图的经验设计法梯形图的经验设计法梯形图中的基本电路梯形图中的基本电路PLC外部接线图外部接线图功能名触点(物理)I/O接口正转按钮SB2I0.0反转按钮SB3I0.1停止按钮SB1I0.2热继电器FRI0.2正转线圈KM1Q0.0反转线圈KM2Q0.1三相异步电动机的正反转控制电路三相异步电动机的正反转控制电路2024/6/258软件互锁软件互锁4.1 梯形图的经验设计法梯形图的经验设计法梯形图中的基本电路梯形图中的基本电路按钮互锁按钮互锁梯形图梯形图三相异步电动机的正反转控制电路三相异步电动机的正反转控制电路2024/6/2594.1 梯形图的经验设计法梯形图的经验设计法梯形图中的基本电路梯形图中的基本电路三相异步电动机的正反转控制电路三相异步电动机的正反转控制电路如如果果没没有有硬硬件件互互锁锁，从从正正转转切切到到反反转转，由由于于切切换换过过程程中中电电感感的的延延时时作作用用，可可能能会会出出现现原原来来接接通通的的接接触触器器的的主主触触点点还还未未断断弧弧，另另一一个个接接触触器器的的主主触触点点已已经经合合上上的的现现象象，从从而而造造成成甲甲流流电电流流瞬瞬间短路的故障。间短路的故障。此此外外，如如果果没没有有硬硬件件互互锁锁，且且因因为为主主电电路路电电流流过过大大或或接接触触器器质质量量不不好好，某某一一接接触触器器的的主主触触点点被被断断电电时时产产生生的的电电弧弧熔熔焊焊而而被被粘粘结结，其其线线圈圈断断电电后后主主触触点点仍仍然然是是接接通通的的，这这时时如如果果另另一一个个接接触触器的线圈通电，也会造成三相电源短路故障。器的线圈通电，也会造成三相电源短路故障。2024/6/2510按按下下右右行行起起动动按按钮钮或或左左行行起起动动按按钮钮后后，要要求求小小车车在在两两个个限限位位开开关关之之间间不不停停地地循循环环往往返返，按按下下停停止止按按钮钮后后，电电动动机机断断电电，小小车车停停止止运行。运行。可在三相异步电动机正反转控制的基础上设计。可在三相异步电动机正反转控制的基础上设计。主电路相同。主电路相同。4.1 梯形图的经验设计法梯形图的经验设计法举例举例小车自动往返控制程序的设计小车自动往返控制程序的设计KM2Q0.1KM1Q0.0I0.3 SQ1I0.4 SQ22024/6/25114.1 梯形图的经验设计法梯形图的经验设计法举例举例 I0.0I0.1 I0.4 I0.2Q0.0I0.3I0.1I0.0 I0.3I0.2Q0.1Q0.0Q0.1Q0.0I0.4Q0.1PLC的外部接线图的外部接线图小车自动往返的梯形图小车自动往返的梯形图KM2Q0.1KM1Q0.0I0.3 SQ1I0.4 SQ2小车自动往返控制程序的设计小车自动往返控制程序的设计2024/6/2512I0.0I0.1 I0.4 I0.2Q0.0I0.3I0.1I0.0 I0.3I0.2Q0.1Q0.0Q0.1Q0.0I0.4Q0.1此梯形图存在的问题此梯形图存在的问题:在两端点处不能可靠停车在两端点处不能可靠停车4.1 梯形图的经验设计法梯形图的经验设计法举例举例小车自动往返控制程序的设计小车自动往返控制程序的设计2024/6/2513PLC的外部接线同上。的外部接线同上。小小车车开开始始时时停停在在左左边边，左左限限位位开开关关的的常常开开触触点点闭闭合合。要要求求按按下下列列顺序控制小车：顺序控制小车：(1)按下右行起动按钮，小车开始右行。按下右行起动按钮，小车开始右行。(2)走到右限位开关处，小车停止运行，延时走到右限位开关处，小车停止运行，延时8s后开始左行。后开始左行。(3)回到左限位开关处，小车停止运动。回到左限位开关处，小车停止运动。4.1 梯形图的经验设计法梯形图的经验设计法举例举例较复杂的小车自动运行控制程序的设计较复杂的小车自动运行控制程序的设计2024/6/25144.1 梯形图的经验设计法梯形图的经验设计法举例举例KM2Q0.1KM1Q0.0I0.3 SQ1I0.4 SQ2I0.0I0.1I0.4I0.2Q0.0I0.3I0.1I0.0I0.3I0.2Q0.1Q0.0Q0.1Q0.0M2.0Q0.1I0.4DB1TONTimeIN QPT ETT#8SM2.0此图与控制要求不相符?较复杂的小车自动运行控制程序的设计较复杂的小车自动运行控制程序的设计2024/6/2515I0.0I0.1I0.4I0.2Q0.0I0.3I0.1I0.0I0.3I0.2Q0.1Q0.0Q0.1Q0.0M2.0Q0.1I0.4DB1TONTimeIN QPT ETT#8SM2.04.1 梯形图的经验设计法梯形图的经验设计法举例举例KM2Q0.1KM1Q0.0I0.3 SQ1I0.4 SQ2较复杂的小车自动运行控制程序的设计较复杂的小车自动运行控制程序的设计2024/6/25164.1 梯形图的经验设计法梯形图的经验设计法总结总结1、确定、确定PLC的输入的输入/和输出信号和输出信号2、画、画PLC的外部接线图的外部接线图 启动启动/停止一般使用停止一般使用常开按钮常开按钮 互锁使用互锁使用常闭开关常闭开关3、梯形图、梯形图4、注意互锁环节、注意互锁环节功能名触点(物理)I/O接口正转按钮SB2I0.0反转按钮SB3I0.1停止按钮SB1I0.2热继电器FRI0.2正转线圈KM1Q0.0反转线圈KM2Q0.12024/6/25174.2 顺序控制设计法与顺序功能图顺序控制设计法与顺序功能图所所谓谓顺顺序序控控制制，就就是是按按照照生生产产工工艺艺预预先先规规定定的的顺顺序序，在在各各个个输输入入信信号号的的作作用用下下，根根据据内内部部状状态态和和时时间间的的顺顺序序，在在生生产产过过程程中中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。各个执行机构自动地有秩序地进行操作。顺顺序序功功能能图图(Sequential Function Chart，SFC)是是描描述述控控制制系系统统的的控控制制过过程程、功功能能和和特特点点的的一一种种图图形形，也也是是设设计计PLC的的顺顺序序控控制程序的有力工具。制程序的有力工具。顺顺序序功功能能图图是是IEC 61131-3居居首首位位的的编编程程语语言言，有有的的PLC为为用用户户提提供供了了顺顺序序功功能能图图语语言言，例例如如S7-300/400的的S7 Graph语语言言，在在编程软件中生成顺序功能图后便完成了编程工作。编程软件中生成顺序功能图后便完成了编程工作。S7-1200 PLC没没有有配配备备顺顺序序功功能能图图语语言言，但但可可以以用用SFC来来描描述述系系统的功能，根据它来设计梯形图程序。统的功能，根据它来设计梯形图程序。2024/6/25184.2 顺序控制设计法与顺序功能图顺序控制设计法与顺序功能图顺序功能图四要素顺序功能图四要素(1)步步用矩形框表示各步，框内是步的编号用矩形框表示各步，框内是步的编号(2)有向连线有向连线连接步与步，箭头的方向表示步的转换方向连接步与步，箭头的方向表示步的转换方向(3)转换与转换条件转换与转换条件标注在步与步之间的短横线旁标注在步与步之间的短横线旁(4)动作动作各步需要完成的动作各步需要完成的动作2024/6/2519小小车车刚刚开开始始停停在在最最左左边边，限限位位开开关关I0.2为为1状状态态。按按下下起起动动按按钮钮，Q0.0变变为为1状状态态，小小车车右右行行。碰碰到到右右限限位位开开关关I0.1时时，Q0.0变变为为0状状态态，Q0.1变变为为1状状态态，小小车车改改为为左左行行。返返回回起起始始位位置置时时，Q0.1变变为为0状状态态，小小车车停停止止运运行行，同同时时Q0.2变变为为1状状态态，使使制制动动电电磁磁铁铁线线圈圈通通电电，接接通通延延时时定定时时器器开开始始工工作作。定定时时时时间间到到，制制动动电电磁阀线圈断电，系统返回初始状态。磁阀线圈断电，系统返回初始状态。4.2 顺序控制设计法与顺序功能图顺序控制设计法与顺序功能图顺序功能图四要素顺序功能图四要素2024/6/25204.2 顺序控制设计法与顺序功能图顺序控制设计法与顺序功能图顺序功能图四要素顺序功能图四要素2024/6/25214.2 顺序控制设计法与顺序功能图顺序控制设计法与顺序功能图顺序功能图四要素顺序功能图四要素2024/6/2522顺顺序序控控制制设设计计法法将将系系统统的的一一个个工工作作周周期期划划分分为为若若干干个个顺顺序序相相连连的阶段（步，的阶段（步，Step）。）。用编程元件用编程元件(例如位存储器例如位存储器M)来代表各步。来代表各步。步步是是根根据据输输出出量量的的状状态态变变化化来来划划分分的的，在在任任何何一一步步之之内内，各各输输出量的出量的ON/OFF状态不变，但是相邻两步输出量的状态是不同的。状态不变，但是相邻两步输出量的状态是不同的。步步的的这这种种划划分分使使代代表表各各步步的的编编程程元元件件的的状状态态与与各各输输出出量量的的状状态态之间有着简单的逻辑关系。之间有着简单的逻辑关系。步步4.2 顺序控制设计法与顺序功能图顺序控制设计法与顺序功能图顺序功能图四要素顺序功能图四要素2024/6/2523步步系统的初始状态相对应的步称之为系统的初始状态相对应的步称之为初始步初始步。初初始始状状态态一一般般是是系系统统等等待待起起动动的的相相对对静静止止的的状状态态。每每个个顺顺序序功功能能图都必须有一个初始步。顺序功能图中初始步用双线方框表示。图都必须有一个初始步。顺序功能图中初始步用双线方框表示。控控制制系系统统当当前前处处在在某某一一阶阶段段时时，该该步步处处于于活活动动状状态态，称称该该步步为为“活活动动步步”，步步处处于于活活动动状状态态时时，相相应应的的动动作作被被执执行行，其其状状态态元元件件的值为的值为1（ON）。处于不活动状态，则停止执行。）。处于不活动状态，则停止执行。4.2 顺序控制设计法与顺序功能图顺序控制设计法与顺序功能图顺序功能图四要素顺序功能图四要素2024/6/2524有向连线有向连线在在SFC中中，随随着着时时间间的的推推移移和和转转换换条条件件的的实实现现，将将会会发发生生步步的的活活动状态的进展，这种进展按有向连线规定的路线和方向进行。动状态的进展，这种进展按有向连线规定的路线和方向进行。在在画画SFC时时，将将代代表表各各步步的的方方框框按按它它们们成成为为活活动动步步的的先先后后次次序序顺顺序排列，并用有向连线将它们连接起来。序排列，并用有向连线将它们连接起来。步步的的活活动动状状态态习习惯惯的的进进展展是是从从上上到到下下或或从从左左到到右右，在在这这两两个个方方向有向连线上的箭头可以省略。向有向连线上的箭头可以省略。如果不是上述的方向，则应在有向连线上用箭头注明进展方向。如果不是上述的方向，则应在有向连线上用箭头注明进展方向。4.2 顺序控制设计法与顺序功能图顺序控制设计法与顺序功能图顺序功能图四要素顺序功能图四要素2024/6/2525转换与转换条件转换与转换条件转转换换用用有有向向连连线线上上和和有有向向连连线线相相垂垂直直的的短短划划线线表表示示，将将相相邻邻两两步步分隔开。分隔开。使使当当前前步步进进到到下下一一个个步步的的信信号号，称称为为转转换换条条件件。可可以以是是输输入入信信号号，按按钮钮信信号号；也也可可是是PLC内内部部信信号号，如如时时间间继继电电器器的的信信号号，计计数数器器的信号等。的信号等。转转换换条条件件可可以以是是多多个个信信号号的的与与、或或、非非的的组组合合，也也可可以以是是信信号号的的上升沿或下降沿，分别用上升沿或下降沿，分别用 和和 表示。表示。转转换换条条件件直直接接标标示示在在表表示示转转换换的的短短线旁边，较多使用布尔代数表达式。线旁边，较多使用布尔代数表达式。4.2 顺序控制设计法与顺序功能图顺序控制设计法与顺序功能图顺序功能图四要素顺序功能图四要素2024/6/2526每一步可以完成不同的动作。每一步可以完成不同的动作。动动作作分分为为存存储储型型和和非非存存储储型型：如如Q0.0，Q0.1，Q0.2均均为为非非存存储储型型，在在对对应应的的步步为为活活动动步步时时为为1，为为不不活活动动步步时时为为0。步步与与它它的的非存储性动作的波形相同。非存储性动作的波形相同。动作动作4.2 顺序控制设计法与顺序功能图顺序控制设计法与顺序功能图顺序功能图四要素顺序功能图四要素2024/6/25274.2 顺序控制设计法与顺序功能图顺序控制设计法与顺序功能图SFC的基本结构的基本结构单序列单序列三种基本结构：单序列，选择序列，并行序列三种基本结构：单序列，选择序列，并行序列单序列结构的功能表图没有分支，每个步后只单序列结构的功能表图没有分支，每个步后只有一个步，步与步之间只有有一个步，步与步之间只有一个转换条件一个转换条件。不是指一个信号，它可能是多个信号的不是指一个信号，它可能是多个信号的与与、或或等逻辑关系的组合！等逻辑关系的组合！2024/6/25284.2 顺序控制设计法与顺序功能图顺序控制设计法与顺序功能图SFC的基本结构的基本结构选择选择序列与并行序列序列与并行序列共同点：都有分支和合并共同点：都有分支和合并不同点：不同点：选择序列选择序列中各选择分支不能中各选择分支不能同时执行。若已选择了转向同时执行。若已选择了转向某一分支，则不允许另外几某一分支，则不允许另外几个分支的首步成为活动步。个分支的首步成为活动步。所以各分支之间要互锁。所以各分支之间要互锁。并行序列并行序列中各分支的首步同中各分支的首步同时被激活变成活动步。用双时被激活变成活动步。用双线来表示其分支的开始和合线来表示其分支的开始和合并，以示区别。转换条件放并，以示区别。转换条件放在双线之上在双线之上(之下之下)。2024/6/25294.2 顺序控制设计法与顺序功能图顺序控制设计法与顺序功能图SFC转换实现的基本规则转换实现的基本规则转换实现的条件转换实现的条件(1)该转换所有的前级步都是活动步；该转换所有的前级步都是活动步；(2)相应的转换条件得到满足。相应的转换条件得到满足。转换实现应完成的操作转换实现应完成的操作(1)使该转换所有的后续步都变为活动步；使该转换所有的后续步都变为活动步；(2)使该转换所有的前级步都变为不活动步。使该转换所有的前级步都变为不活动步。2024/6/2530绘制顺序功能图的注意事项绘制顺序功能图的注意事项(1)两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。(2)两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。(3)初始步对应于系统等待起动的初始状态，初始步必不可少。初始步对应于系统等待起动的初始状态，初始步必不可少。(4)步和有向连线一般应组成闭环。步和有向连线一般应组成闭环。完完成成一一次次工工艺艺过过程程的的全全部部操操作作之之后后，在在单单周周期期工工作作方方式式下下，应应从从最最后后一一步步返返回回初初始始步步，系系统统停停留留在在初初始始状状态态；在在连连续续循循环环工工作方式下，应从最后一步返回下一工作周期开始运行的第一步。作方式下，应从最后一步返回下一工作周期开始运行的第一步。4.2 顺序控制设计法与顺序功能图顺序控制设计法与顺序功能图SFC转换实现的基本规则转换实现的基本规则2024/6/25314.2 顺序控制设计法与顺序功能图顺序控制设计法与顺序功能图SFC转换实现的基本规则转换实现的基本规则顺序控制设计法的本质顺序控制设计法的本质经验设计法经验设计法 顺序控制设计法顺序控制设计法顺顺序序控控制制设设计计法法用用输输入入量量I控控制制代代表表各各步步的的编编程程元元件件M，再再用用它它们们控控制制输输出出Q。步步是是根根据据Q的的状状态态划划分分的的，M与与Q之之间间有有很很简简单单的的“或或”关系，输出电路的设计很简单。关系，输出电路的设计很简单。任何复杂系统的控制电路，设计方法是通用的。任何复杂系统的控制电路，设计方法是通用的。所所以以顺顺序序控控制制设设计计法法相相比比经经验验设设计计法法，具具有有简简单单、规规范范、通通用用的特点。的特点。2024/6/2532(1)分分析析控控制制要要求求，将将控控制制过过程程分分成成若若干干个个工工作作步步，明明确确每每个个工工作作步步的的功功能能，弄弄清清步步的的转转换换是是单单向向进进行行还还是是多多向向进进行行，确确定定步步的的转转换换条条件件(可可能能是是多多个个信信号号的的“与与”、“或或”等等逻逻辑辑组组合合)。可可画画一一个个工工作作流流程程图图，对对理理顺顺整整个个控控制制过过程程的的进进程程以以及及分分析析各各步的相互联系有很大作用。步的相互联系有很大作用。(2)为为每每个个步步设设定定控控制制位位。控控制制位位最最好好使使用用位位存存储储器器M的的若若干干连连续续位位。若若用用定定时时器器/计计数数器器的的输输出出作作为为转转换换条条件件，则则应应为为定定时时器器/计数器计数器指定输出位。指定输出位。(3)确定所需输入和输出点，作出确定所需输入和输出点，作出I/O分配。分配。(4)在前两步的基础上，画出顺序功能图。在前两步的基础上，画出顺序功能图。(5)根据功能图画梯形图。根据功能图画梯形图。(可以采用起保停或置位复位电路可以采用起保停或置位复位电路)(6)添加某些特殊要求的程序。添加某些特殊要求的程序。4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计基本步骤基本步骤2024/6/2533包括包括初始化电路、转换电路和输出电路初始化电路、转换电路和输出电路。初初始始化化电电路路：在在OB1中中仅仅在在首首次次扫扫描描循循环环时时为为1状状态态的的M1.0将将初初始始步步对对应应的的编编程程元元件件M4.0置置1，其其余余各各步步的的编编程程元元件件置置0，为为转转换的实现做好准备。可采用如下两种方式。换的实现做好准备。可采用如下两种方式。如如果果MB4没没有有设设置置保保持持功功能能，起起动动时时被被自自动动清清零零，则则可可以以删删除除MOVE指令或指令或RESET_BF指令。指令。4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计将顺序功能图转换为梯形图将顺序功能图转换为梯形图2024/6/25344.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计将顺序功能图转换为梯形图将顺序功能图转换为梯形图转换电路：转换电路：转换条件满足后可以实现转换，即所有的后续步都转换条件满足后可以实现转换，即所有的后续步都变为活动步，所有的前级步都变为不活动步。梯形图与转换实变为活动步，所有的前级步都变为不活动步。梯形图与转换实现的基本规则之间有严格的对应关系。现的基本规则之间有严格的对应关系。转换电路实现：置位复位指令，起保停电路转换电路实现：置位复位指令，起保停电路输出电路：输出电路：用代表步的存储器位的常开触点或它们的并联电路用代表步的存储器位的常开触点或它们的并联电路来驱动输出位线圈。来驱动输出位线圈。2024/6/2535置位和复位指令置位和复位指令起保停电路起保停电路Ci：各各步步的的转转换换条条件件（I区区的的外外部部输输入入信信号号、PLC内内部部定定时时器器/计计数器输出等）数器输出等）转换电路转换电路输出电路输出电路4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计将顺序功能图转换为梯形图将顺序功能图转换为梯形图2024/6/25364.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计将顺序功能图转换为梯形图将顺序功能图转换为梯形图并行序列转换举例并行序列转换举例2024/6/2537转换电路转换电路4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计将顺序功能图转换为梯形图将顺序功能图转换为梯形图选择与并行序列转换举例选择与并行序列转换举例2024/6/2538转换电路转换电路4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计将顺序功能图转换为梯形图将顺序功能图转换为梯形图选择与并行序列转换举例选择与并行序列转换举例2024/6/2539输出电路输出电路4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计将顺序功能图转换为梯形图将顺序功能图转换为梯形图选择与并行序列转换举例选择与并行序列转换举例2024/6/25404.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例小车运行控制系统小车运行控制系统转换电路转换电路输出电路输出电路顺序功能图顺序功能图2024/6/25411)I0.0 启动，快速移动启动，快速移动2)I0.1 触发后，进入工速触发后，进入工速3)I0.2 触发后，退回起点触发后，退回起点 4)I0.3 触发后，停止触发后，停止I0.3I0.1I0.24.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例组合机床动力头控制系统组合机床动力头控制系统2024/6/2542转换电路转换电路输出电路输出电路采用置位复位电路采用置位复位电路4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例组合机床动力头控制系统组合机床动力头控制系统初始化电路初始化电路2024/6/2543转换电路转换电路输出电路输出电路采用起保停电路采用起保停电路4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例组合机床动力头控制系统组合机床动力头控制系统2024/6/2544工作流程图工作流程图4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例电液动力头控制系统电液动力头控制系统2024/6/2545(1)系系统统启启动动后后，两两个个动动力力头头便便同同时时开开始始按按流流程程图图中中的的工工作作步步顺顺序序运运行行。从从它它们们都都退退回回原原位位开开始始延延时时10s后后，又又同同时时开开始始进进入入下下一一个个循环的运行。循环的运行。(2)若若断断开开控控制制开开关关，各各动动力力头头必必须须将将当当前前的的运运行行过过程程结结束束(即即退退回回原位原位)后才能自动停止运行。后才能自动停止运行。(3)各各动动力力头头的的运运动动状状态态取取决决于于电电磁磁阀阀线线圈圈的的通通、断断电电，对对应应关关系系如表所示。如表所示。“+”表示该电磁阀的线圈通电，表示该电磁阀的线圈通电，“-”表示不通电。表示不通电。1号动力头号动力头2号动力头号动力头4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例电液动力头控制系统电液动力头控制系统工作要求工作要求2024/6/2546I/O分配表分配表4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例电液动力头控制系统电液动力头控制系统2024/6/2547顺序功能图顺序功能图 M2.0M2.1M2.2M2.3M2.4M2.5Q0.2、Q0.3Q0.1、Q0.2Q0.2、Q0.3、Q0.4Q0.1、Q0.3M3.1M3.2M3.3M3.4Q0.5、Q0.6Q0.5、Q0.7Q0.6、Q0.7M1.0I1.0I0.0I0.3I0.2I0.1I0.4I0.6I0.5延时延时10S，定时器输出位，定时器输出位M4.0 快进快进快退快退快进快进工进工进工进工进工进工进快退快退原位等待原位等待原位等待原位等待4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例电液动力头控制系统电液动力头控制系统2024/6/2548转换电路转换电路初始化初始化1号动力头号动力头4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例电液动力头控制系统电液动力头控制系统2024/6/2549转换电路转换电路-续续2号动力头号动力头并行分支合并并行分支合并两个动力头都在原位等待步两个动力头都在原位等待步转换条件满足，即定时转换条件满足，即定时10s到达到达4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例电液动力头控制系统电液动力头控制系统2024/6/2550输出电路输出电路(1号动力头号动力头)输出电路输出电路(2号动力头号动力头)4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例电液动力头控制系统电液动力头控制系统2024/6/25514.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例专用钻床控制系统专用钻床控制系统2024/6/25524.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例专用钻床控制系统专用钻床控制系统钻头上限位钻头上限位起动起动夹紧夹紧已夹紧已夹紧钻大孔钻大孔钻小孔钻小孔大孔钻完大孔钻完大钻头上升大钻头上升上限位上限位等待等待钻小孔钻小孔小孔钻完小孔钻完小钻头上升小钻头上升上限位上限位等待等待大大小小钻钻头头都在等待都在等待计数未到计数未到旋转旋转计数已到计数已到松开松开转换电路转换电路转换电路转换电路-续续12024/6/25534.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例专用钻床控制系统专用钻床控制系统旋转旋转旋转到位旋转到位松开松开松开到位松开到位钻大孔钻大孔钻小孔钻小孔回初始步回初始步转换电路转换电路-续续2输出电路输出电路2024/6/2554某某包包装装机机，当当光光电电开开关关I0.0检检测测到到空空包包装装箱箱放放在在指指定定位位置置时时，按按下启动按钮下启动按钮I0.1，包装机按下面的动作顺序开始运行：，包装机按下面的动作顺序开始运行：（1）料料斗斗Q0.0打打开开，物物料料落落进进包包装装箱箱。当当箱箱中中物物料料达达到到规规定定重重量量时时，重重量量检检测测开开关关I0.2动动作作，使使料料斗斗关关闭闭，并并启启动动封封箱箱机机Q0.1对包装箱进行对包装箱进行5s的封箱处理。封箱机用单线圈的电磁阀控制。的封箱处理。封箱机用单线圈的电磁阀控制。（2）当当搬搬走走处处理理好好的的包包装装箱箱，再再搬搬上上一一个个空空箱箱时时（均均为为人人工工搬搬），又重复上述过程。，又重复上述过程。（3）当成品包装箱满）当成品包装箱满50个时，包装机自动停止运行。个时，包装机自动停止运行。按按上上述述要要求求，提提出出所所需需的的控控制制电电器器元元件件，选选择择PLC机机型型，做做I/O分分配配，画画出出顺顺序序功功能能图图、PLC外外部部的的接接线线图图和和控控制制电电路路的的主主电电路图，设计一个满足要求的梯形图程序。路图，设计一个满足要求的梯形图程序。4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例包装机控制系统包装机控制系统2024/6/2555工作过程分析工作过程分析:光电开关光电开关I0.0检测到空包装箱检测到空包装箱重量检测开关重量检测开关I0.2，物料，物料达到规定重量达到规定重量 停止运行停止运行按下启动按钮按下启动按钮I0.1料斗关闭料斗关闭启动封箱机启动封箱机Q0.1启动启动定时器定时器1延时延时5S停止封箱机停止封箱机加法计数值加法计数值+1记满记满50等待启动等待启动料斗料斗Q0.0打开打开重复重复,下一个周期下一个周期未记满未记满50 4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例包装机控制系统包装机控制系统2024/6/25562)2)系统设计分析系统设计分析 按按照照控控制制要要求求，输输入入点点有有3 3个个，即即光光电电检检测测开开关关、启启动动按按钮钮、重量检测开关。输出点共重量检测开关。输出点共2 2个，即料斗和封箱机。个，即料斗和封箱机。I/O分配表 输入输入输出输出光电检测开关光电检测开关I0.0料斗料斗Q0.0启动按钮启动按钮I0.1封箱机封箱机Q0.1重量检测开关重量检测开关I0.24.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例包装机控制系统包装机控制系统2024/6/2557M2.0M1.0光电开关（光电开关（I0.0）初始位置初始位置M2.1等待启动等待启动M2.2料斗打开料斗打开M2.3料斗关闭料斗关闭启动封箱启动封箱开始定时开始定时M2.4（定时（定时M3.0）停止封箱停止封箱记数记数+1Q0.0Q0.1、启动启动5S定时定时加法计数器加法计数器+1启动按钮（启动按钮（I0.1）重量开关（重量开关（I0.2）记数未满记数未满50，计数，计数M3.1 0顺序功能图顺序功能图4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例包装机控制系统包装机控制系统2024/6/25584.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例液体混合自动控制系统液体混合自动控制系统控制装置示意图控制装置示意图 按按下下启启动动按按钮钮，X1打打开开，液液体体A流流入入容容器器。当当液液面面上上升升到到I时时，传传感感器器I输输出出信信号号，关关闭闭X1阀阀门门，阀阀门门X2打打开开，液液体体B流流入入容容器器。液液面面继继续续上上升升到到H时时，传传感感器器H发发出出信信号号，关关闭闭X2阀阀门门，同同时时启启动动电电动动机机M，开开始始搅搅拌拌。搅搅拌拌均均匀匀后后(设设6s)，停停止止搅搅动动，打打开开放放液液阀阀X3，开开始始放放出出混混合合液液体体。当当液液面面下下降降到到L时时，L从从接接通通变变为为断断开开。经经过过3s后后，混混合合液液放放完完，将将X3关关闭闭，开始下一周期。开始下一周期。在在工工作作过过程程中中，若若按按下下停停止止按按钮钮，则则在在完完成成当当前前混混合合操操作作处处理理后后，才停止操作才停止操作(停在初始状态停在初始状态)。2024/6/2559题题意意要要求求：按按下下停停止止按按钮钮，并并不不立立即即停停止止程程序序，而而需需等等待待所所有有流流程走完。程走完。编程思路：停止按钮只影响编程思路：停止按钮只影响X1 1的打开。的打开。H:按下启动按钮按下启动按钮延时延时6S L:延时延时3S工作过程分析工作过程分析:X1打开打开I:X1关闭关闭X2打开打开X2关闭关闭M启动启动启动启动定时器定时器1M停止停止X3打开打开启动定时器启动定时器2开始定时开始定时X3关闭，关闭，开始下一个周期开始下一个周期4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例液体混合自动控制系统液体混合自动控制系统2024/6/2560I/O分配表分配表 输入输入输出输出启动启动按钮按钮I0.0电磁阀电磁阀X1Q0.0停止停止按钮按钮I0.1电磁阀电磁阀X2Q0.1H传传感器感器I0.2电磁阀电磁阀X3Q0.2I传传感器感器I0.3电动机电动机MQ0.5L传传感器感器I0.44.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例液体混合自动控制系统液体混合自动控制系统外部连接图外部连接图 I0.0I0.1I0.3I0.2I0.41M2LQ0.0Q0.1Q0.2Q0.51L启动启动停止停止HILDC24VAC220VMDC24VX1X2X32024/6/2561顺序功能图顺序功能图4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例液体混合自动控制系统液体混合自动控制系统M2.0M1.0I0.0 I0.1M2.1I（I0.3）M2.2M2.3H（I0.2）M2.4定时到（定时到（M3.0）L（I0.4）Q0.0 X1开开Q0.1 X2开开Q0.5，启动，启动 6S定时定时Q0.2 X3开开M2.5定时到（定时到（M3.1）启动启动3S定时定时 2024/6/25624.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例交通灯信号控制系统交通灯信号控制系统信信号号灯灯受受到到起起动动开开关关控控制制，当当起起动动开开关关接接通通时时信信号号灯灯系系统统开开始始工工作作，先先南南北北红红灯灯亮亮，东东西西绿绿灯灯亮亮；当当起起动动开开关关断断开开时时，所所有有信号灯熄灭。信号灯熄灭。南南北北红红灯灯亮亮维维持持15s。在在南南北北红红灯灯亮亮的的同同时时东东西西绿绿灯灯也也亮亮，并并维维持持10s。到到10s时时，东东西西绿绿灯灯闪闪亮亮，闪闪亮亮三三次次（一一次次/秒秒）后后熄熄灭灭。在在东东西西绿绿灯灯熄熄灭灭同同时时东东西西黄黄灯灯亮亮，并并维维持持2s后后东东西西黄黄灯灯熄熄灭灭，东西红灯亮。同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。东西红灯亮。同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。东东西西红红灯灯亮亮维维持持15s。南南北北绿绿灯灯亮亮维维持持10s，然然后后闪闪亮亮三三次次（一一次次/秒秒）后后熄熄灭灭，同同时时南南北北黄黄灯灯亮亮，维维持持2s后后熄熄灭灭，同同时时，南南北北红灯亮，东西绿灯亮，开始下一个周期的动作。红灯亮，东西绿灯亮，开始下一个周期的动作。2024/6/2563TL1 TL1 南北绿灯控制信号南北绿灯控制信号 TL4 TL4 东西绿灯控制信号东西绿灯控制信号TL2 TL2 南北黄灯控制信号南北黄灯控制信号 TL5 TL5 东西黄灯控制信号东西黄灯控制信号TL3 TL3 南北红灯控制信号南北红灯控制信号 TL6 TL6 东西红灯控制信号东西红灯控制信号4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例交通灯信号控制系统交通灯信号控制系统2024/6/2564注意：注意：本实验中采用转换开关控制，而不是按钮。本实验中采用转换开关控制，而不是按钮。起动开关闭合起动开关闭合延时延时2S2S 开始下一个周期开始下一个周期延时延时10S10S南北红灯南北红灯东西绿灯东西绿灯启动启动定时器定时器1南北红灯南北红灯东西绿灯闪亮东西绿灯闪亮启动启动定时器定时器2延时延时3S3S南北红灯南北红灯东西黄灯东西黄灯启动启动定时器定时器3东西红灯东西红灯南北绿灯南北绿灯启动启动定时器定时器4延时延时10S10S东西红灯东西红灯南北绿灯闪亮南北绿灯闪亮启动启动定时器定时器5延时延时3S3S东西红灯东西红灯南北黄灯南北黄灯启动启动定时器定时器6延时延时2S2S 4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例交通灯信号控制系统交通灯信号控制系统2024/6/2565I/O分配表 输入输入输出输出控制开关控制开关I0.0南北绿灯南北绿灯TL1Q0.1南北黄灯南北黄灯TL2Q0.2南北红灯南北红灯TL3Q0.3东西绿灯东西绿灯TL4Q0.4东西黄灯东西黄灯TL5Q0.5东西红灯东西红灯TL6Q0.64.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例交通灯信号控制系统交通灯信号控制系统2024/6/2566M2.0M1.0开关（开关（I0.0）初始位置初始位置M2.1南北红灯南北红灯东西绿灯东西绿灯M2.2南北红灯南北红灯东西绿灯闪亮东西绿灯闪亮M2.3南北红灯南北红灯东西黄灯东西黄灯M2.4M3.2（定时）（定时）东西红灯东西红灯南北绿灯南北绿灯Q0.3，Q0.4，启动，启动10s定时定时Q0.3，Q0.4，启动，启动3s定时定时Q0.3，Q0.5，启动，启动2s定时定时Q0.6，Q0.1，启动，启动10s定时定时M2.5Q0.6 ON，Q0.1，启动，启动3s定时定时东西红灯东西红灯南北绿灯闪亮南北绿灯闪亮M3.0（定时）（定时）M3.1（定时）（定时）M3.3（定时）（定时）M3.4（定时）（定时）M3.5（定时）（定时）M2.6Q0.6，Q0.2，启动，启动2s定时定时东西红灯东西红灯南北黄灯南北黄灯顺序功能图顺序功能图4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例交通灯信号控制系统交通灯信号控制系统