梯形图的设计方法.ppt

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 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 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 C 考虑装料 卸料 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 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10s 卸料10s 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 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 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 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 依次串联即构成顺序启动电路 返回 4 3梯形图的逻辑设计方法 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 例 三个开关控制一个灯 设计三个开关控制一个灯 任何一个开关都可以改变灯的状态 即控制灯的亮或灭 1 I O分配 输入 三个开关 00000 00002 输出 灯 01000 2 设计梯形图 每个开关由两个状态 接通或断开 以0和1表示 灯有两个状态 亮或灭 以0或1表示 如图为三个开关控制一个灯的真值表 一共有8种组合 分为两组 奇数个1为1组 由4种组合对应灯亮 偶数个1为另一组 由4个组合 对应灯灭 显然 任何一个开关状态的改变都可以把组合从一组改到另一组 从而实现所要求的控制 三个开关控制一个灯的真值表 3 逻辑表达式为 4 梯形图 01000 00000 00001 00002 00000 00001 00002 00000 00001 00002 00000 00001 00002 00001 00002 00002 01000 00001 00000 00000 00002 00001 00000 00002 00001 00000 例 通风机监视系统 设计一个通风机监视系统监视三个通风机的运行情况要求 两个或两个以上通风机运转 信号灯持续亮一个通风机运转 信号灯以0 5Hz频率闪烁三个通风机都不运转 信号灯以2Hz频率闪烁用一个控制开关控制系统工作 开关闭合 系统工作开关断开 系统不工作 分析控制要求可知 反映每台风机运行状态的信号是PLC的输入信号 要用PLC的输出信号来控制指示灯的亮 灭 1 I O分配 输入 三个通风机的状态 00000 00002 控制开关 00003输出 信号灯01000 2 梯形图设计 3 真值表 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 则20001可以用20000和20002表示 两式相乘再整理 0 5Hz信号产生电路 2Hz信号产生电路 2Hz闪 0 5Hz闪 控制开关 把以上梯形图组合起来 即构成本题的梯形图 常亮 返回 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 由式 1 可画出梯形图如下 ABCDF100001 2 绿灯 F2 常亮的程序设计 ABCDF20111110111110111110111111 能引起绿灯常亮的情况有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 根据式 3 画梯形图 3 红灯 F1 闪烁的程序设计 ABCDF100011001010100110001 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 根据式 5 画梯形图 25501产生5Hz的脉冲 4 绿灯 F2 闪烁的程序设计 ABCDF200111010110110110011010111001 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 根据式 7 画梯形图如下 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 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 下面以红灯的程序为例说明合并的方法 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 4 4梯形图的时序设计方法 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 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 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 2 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 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 4 确定信号灯的状态转换点 用TIM000 TIM0034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 TIM000 TIM001 TIM002 TIM003 6 列出定时器的功能明细表 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 南北黄 东西红闪5秒定时 东西黄 南北红闪5秒定时 东西绿 南北红亮20秒定时 南北绿 东西红亮30秒定时 系统启动 返回 在继电器控制电路的基础上 经过转换 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 4 5继电器控制电路转换设计法 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 启动 停车 启动 停车 一般热继电器触点不接入PLC中 而接在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 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 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 调整电路连接的方法 线圈K接通的条件为 或