数字量控制系统梯形图程序设计方法.ppt

沈阳航空工业学院 自动控制系 第 1 页 计算机测控技术与应用 数字量控制系统梯形图程序设计方法 自动化学院 张海军 第四部分 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 2 页 可编程序控制器 第四部分 数字量控制系统梯形图程序设计方法 4.1 梯形图的经验设计法 4.2 根据继电器电路图设计梯形图的方法 4.3 顺序控制设计法与顺序功能图 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 3 页 可编程序控制器 4.1 梯形图的经验设计法 数字量控制系统 开关量控制系统 继电器控制系统 经验设计法：试探性、随意性 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 4 页 可编程序控制器 “经验”是依据设计者经验进行设计的方法，主要基 于以下几点： PLC编程的根本点是找出符合控制要求的系统各个输 出的工作条件，这些条件又总是以机内各种器件的逻辑 关系出现的。 梯形图的基本模式是启-保-停电路，每一个启-保-停 电路一般只针对一个输出，这个输出可以是实际输出， 也可是中间变量。 梯形图编程中常使用一些约定俗成的基本环节，它们 都有一定的功能，可以像积木一样在许多地方应用，如 延时环节、振荡环节、互锁环节等。 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 5 页 可编程序控制器 例 搅拌控制系统程序设计 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 6 页 可编程序控制器 上图所示为一搅拌控制系统，由一个模拟量液位传感器- 变送器来检测液位的高低，并进行液位显示。现要求对A、B 两种液体原料按等比例混合，请编写控制程序，控制要求如 下： 按起动按钮后系统自动运行，首先打开进料泵1，开始加 入液料A当液位达到50%后，则关闭进料泵1，打开进料泵2 ，开始加入液料B当液位达到100%后，则关闭进料泵2，起 动搅拌器搅拌10s后，关闭搅拌器，开启放料泵当液料放 空后，关闭放料泵。打开进料泵1循环进行 。按停止按 钮，系统应立即停止运行。 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 7 页 可编程序控制器 液体混合搅拌器的控制 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 8 页 可编程序控制器 液体混合搅拌器的控制 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 9 页 可编程序控制器 液体混合搅拌器PLC控制接线图 启动 停止 低液位 中液位 高液位 泵1 泵2 泵3 搅拌电机 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 10 页 可编程序控制器 液体混合搅拌器的PLC控制梯形图程序 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 11 页 可编程序控制器 液体混合搅拌器的PLC控制梯形图程序 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 12 页 可编程序控制器 液体混合搅拌器的PLC控制梯形图程序 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 13 页 可编程序控制器 液体混合搅拌器的PLC控制梯形图程序 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 14 页 可编程序控制器 液体混合搅拌器的PLC控制梯形图程序 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 15 页 可编程序控制器 液体混合搅拌器的PLC控制梯形图程序 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 16 页 可编程序控制器 ST1ST2 4.2 根据继电器电路图设计梯形图的方法 小车自动往返运动的继电器控制线路 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 17 页 可编程序控制器 小车自动往返运动的PLC外部接线图（1） 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 18 页 可编程序控制器 小车自动往返运动的PLC梯形图程序（1） 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 19 页 可编程序控制器 小车自动往返运动的PLC外部接线图（2） 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 20 页 可编程序控制器 4.3 顺序控制设计法与顺序功能图 【顺序控制】： 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 据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地 有秩序地进行操作。 【顺序功能图】： 描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，是一种通 用的技术语言。 顺序控制顺序功能图PLC梯形图 4.3.1 顺序控制设计法 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 21 页 可编程序控制器 4.3.1 顺序控制设计法 例：锅炉引风机与鼓风机控制。 要求：按动启动按钮后，应先开引风机，延时12秒后再开 鼓风机。按停止按钮后，应先停鼓风机，10秒后再停引风机。 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 22 页 可编程序控制器 4.3.1 顺序控制设计法 例：锅炉引风机与鼓风机控制。 要求：按动启动按钮后，应先开引风机，延时12秒后再开 鼓风机。按停止按钮后，应先停鼓风机，10秒后再停引风机。 启动停止 引风机 鼓风机 状态1状态2状态3 I0.0 I0.1 Q0.1 Q0.0 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 23 页 可编程序控制器 顺 序 控 制 设 计 法 启动停止 引风机 鼓风机 状态1状态2状态3 I0.0 I0.1 Q0.1 Q0.0 M0.0 M0.1 M0.3 M0.2 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 24 页 可编程序控制器 4.3.1 顺序控制设计法 顺序功能图组成元素： 1.步 2.有向连线 3.转换 4.转换条件 5.动作 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 25 页 可编程序控制器 4.3.2 步与动作 顺序功能图 1. 步的基本概念 将系统的一个工作周期划分为若干个顺 序相连的阶段，称为步； 在任何一步内，各输出量的状态 不变，但相邻两步输出量的状态 是不同的； 用编程元件M和顺序控制继电器 S来代表各步； M Q 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 26 页 可编程序控制器 4.3.2 步与动作 顺序功能图 2. 初始步 n与系统初始状态相对应的步称 为初始步； n初始步用双线方框表示； n每个顺序功能图有一个初始步 3. 动作 n不表示动作之间的先后顺序； 4. 活动步 n系统处于某一步所在的阶段， 称该步为活动步； n活动步对应的动作才能执行； 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 27 页 可编程序控制器 4.3.3 有向连线与转换条件 顺序功能图 1. 有向连线 n习惯方向：上下，左右 n非习惯方向，箭头不能省略； 2. 转换条件 n外部的输入信号：按钮、开关 nPLC内部信号：定时器触点； n只有当某一步的前级步为活动 步时，该步才有可能变成活动步 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 28 页 可编程序控制器 4.3.4 顺序控制图的基本结构 1.单序列 2.选择序列 3.并行序列 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 29 页 可编程序控制器 4.3.5 转换实现的基本规则 1. 转换实现的条件：转换实现必须同时满足两个条件： （b）相应的转换条件满足； （a）该转换所有的前级步都是活动步； 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 30 页 可编程序控制器 4.3.5 转换实现的基本规则 2. 转换实现应完成的操作： （b）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； （a）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； 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 31 页 可编程序控制器 4.3.5 转换实现的基本规则 3. 绘制顺序功能图时的注意事项： （a）两步不能直接相连； （b）两个转换也不能直接相连； （b）顺序功能图是闭环； P63 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 32 页 可编程序控制器 例1：画出波形对应的顺序功能图 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 33 页 可编程序控制器 例1：画出波形对应的顺序功能图 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 34 页 可编程序控制器 例2：指出顺序功能图中的错误 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 35 页 可编程序控制器 例2：指出顺序功能图中的错误 （1）初始步应为双线框； （2）最上面的转换没有转换条件； （3）步M0.2和M0.0间没有转换条件； （4）输入I0.5不能为动作； （5）不采用Q作转换条件； （6）步M0.3后面没有转换和步； （7）最上面水平有向连线应在转换之下 1 2 3 4 5 6 7 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 36 页 可编程序控制器 例3：画出控制系统的顺序功能图 小车在初始状态时停在中间，限 位开关I0.0 为ON，按下启动按 钮I0.3，小车按图所示的顺序运 动，最后返回并停在初始位置。 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 37 页 可编程序控制器 例3：画出控制系统的顺序功能图 小车在初始状态时停在中间，限 位开关I0.0 为ON，按下启动按 钮I0.3，小车按图所示的顺序运 动，最后返回并停在初始位置。 沈阳航空工业学院 自动控制系 第 38 页 可编程序控制器 例4：画出控制系统的顺序功能图 某专用钻床用来加工圆盘状零件上均匀分布的6个孔。初始时两 个钻头在最上面的位置。 放好工件后，按下启动按钮I0.0，Q0.0变为