PLC例题.doc

4.1.2 经验法设计实例实例1：洗衣机控制电路1 控制要求按下起动按钮X0，电动机按照停止20S、正转20S、停止20S、反转20S的顺序循环工作，直至按下停止按钮X1。2控制分析Y0控制电动机的转动和停止，Y1控制电动机的正转与反转，停止时间由T0设定，转动时间由T1设定。电路由以下典型环节组成：（1）自保电路：（2）振荡电路：以自保电路的输出M0作为输入，其输出Y0决定了电动机的停止和转动；（3）分频电路：以Y0为输入，Y1为输出，Y1为ON时电动机正转，反之，电动机反转。3梯形图程序设计出梯形图程序，如图4-1-1所示。 图4-1-1 洗衣机控制梯形图实例2：小车自动往返控制1 控制要求按下右行起动按钮X0或左行起动按钮X1后，小车在左限位开关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。2控制分析小车右行的条件是按下右行起动按钮X0和左限位X3动作；小车左行的条件是按下起动按钮X1或右限位动作。小车的左右行是两个相反的动作，实际上是两个加互锁的起保停电路。3梯形图程序小车自动往返控制梯形图，如图4-1-2所示。 图4-1-2 小车自动往返控制梯形图实例3：运料小车两处卸料控制1控制要求两处卸料小车运行路线示意图如图4-1-3所示。小车在限位开关X4处装料，20s后装料结束，开始右行，碰到X5后停下卸料，25s后左行，碰到X4后又停下装料，25s后右行，碰到X3后停下卸料，25s后左行，碰到X4后又停下装料，这样不停地循环工作。按钮X0和X1分别用来起动小车右行和左行，按下停止按钮小车立即停止。 图4-1-3 两处卸料小车运行路线示意图2设计思路 以电动机正反转控制的梯形图为基础，设计出运料小车两处卸料控制梯形图。小车在第一次碰到X5和碰到X3时都应停止右行，所以将它们的常闭触点与Y0的线圈串联。其中X5的触点并联了中间元件M100的触点，使X5停止右行的作用受到M100的约束，M100的作用是记忆X5是第几次被碰到，它只在小车第二次右行经过X5时起作用。为了利用PLC已有的输入信号，用起保停电路来控制M100，它的起动条件和停止条件分别是小车碰到限位开关X5和X3，即M100在示意图 中虚线、所示路线内为ON，在这段时间内M100的常开触点将Y0控制电路中X5常闭触点短接，因此小车第二次经过X5时不会停止右行。为了实现两处卸料，将X3和X5的触点并联后驱动Y3和T1。调试时发现小车从X3开始左行，经过X5时M100也被置位，使小车下一次右行到达X5时无法停止运行，因此在M100的起动电路中串入Y1的常闭触点。另处还发现小车往返经过X5时，虽然不会停止运动，但是出现了短暂的卸料动作，为此将Y1和Y0的常闭触点与Y3的线圈串联，就可解决这个问题。3两处卸料小车控制梯形图两处卸料小车控制梯形图，如图4-1-4所示。 图4-1-4 两处卸料小车梯形图2单序列起保停电路编程方式应用举例如图4-4-3所示是某小车运动的示意图。设小车在初始位置时停在右边，限位开关X2为ON。按下起动按钮X3后，小车左行，碰到限位开关X1时，变为右行，右行碰到限位开关X2后变为左行，碰到限位开关X0时变为右行，返回起始位置后停止运行。 图 4-4-3 小车运动示意图小车运动一个工作周期可以分为一个初始步和左行、右行、第二次左行、第二次右行4个运动步，分别用M0M4来代表这5步。起动按钮X3、限位开关X0X2的常开触点是各步之间转换条件。左行为Y0，右行为Y1。根据以上分析，画出顺序功能图4-4-4所示。 根据上述的编程方法和顺序功能图，很容易画出梯形图如图4-4-5所示。图4-4-4中步M1的前级步为M0，该步前面的转换条件为X3，所以M1的起动电路由M0和X3的常开触点串联而成，起动电路还并联了M1的自保持触点。步M1的后续步是步M2，所以应将M2的常闭触点与M1的线圈串联，作为控制M1起保停电路的停止电路。M2为ON时，其常闭触点断开，使M1线圈“断电”。PLC开始运行时应将初始步M0置为ON，否则系统无法工作，故将初始化脉冲M8002的常开触点与M0的起动电路（由M4和X2的常开触点串联而成）并联。 图4-4-4 小车运动顺序功能图 图4-4-5 小车运动梯形图（1）自动门控制要求自动门控制示意图如图4-4-8所示。当有人靠近自动门时，红外感应器X0为ON，高速开门（Y0），碰到开门减速开关X1时，变为低速开门（Y1）。碰到开门极限开关X2时电动机停止转动，开始延时。若在0.5s内红外感应器检测到无人，高速关门（Y2）。碰到关门减速开关X3时，改为低速关门（Y3），碰到关门极限开关X4时电动机停止转动。在关门期间若感应器检测到有人，停止关门，T1延时0.5s后自动转换为高速开门 。 图4-4-8 自动门控制示意图（1） 分析系统工作过程，画出顺序功能图如图4-4-9所示。 图4-4-9 自动门控制顺序功能图（3）根据顺序功能图，画出自动门控制系统起保停梯形图如图4-4-10所示。在上图中，步M4之后有一个选择序列的分支，当它的后续步M5、M6变为活动步时，它应变为不活动步，所以需将M5和M6的常闭触点串联电路作为步M4的停止条件。同样，M5之后也有一个选择序列的分支，处理方法同上。在步M1之前有一个选择序列的合并，当它的前级步M0为活动步且转换条件X0满足，或M6为活动步且转换条件T1满足，步M1都要变为活动步，即控制M1的起保停电路的起动条件就为M0和X0的常开触点串联电路、M6和T1的常开触点串联电路的并联。 图4-4-10 自动门控制起保停编程方式梯形图 2 并行序列起保停编应用实例（1）按钮式人行横道交通灯控制要求 按钮式人行横道交通灯控制工作示意图，如图4-4-13 所示。未按动按钮时，汽车通行，即车道绿灯Y3亮，人行横道红灯Y5亮；当有行人想过马路，就按动按钮。当按下按钮X0（或X1）后，车道交通灯将从绿灯Y3亮5s绿灯闪3s黄灯Y2亮3s红灯亮20s，当车道红灯亮时，人行横道从红灯Y5亮转为绿灯Y6亮，15 s以后，人行道绿灯开始闪烁，闪烁5 s后转入车道绿灯亮，人行横道红灯亮。图4-4-13 按钮式人行横道交通灯控制工作示意图（2）分析工作过程，画出顺序功能图如图4-4-14所示。 图4-4-14 按钮式人行横道交通灯控制顺序功能图（3）根据顺序功能图，以起保停编程方式画出梯形图如图4-4-15所示。 图4-4-15 按钮式人行横道交通灯控制起保停编程方式梯形图2单序列以转换为中心的编程方式举例仍以图4-4-3运动小车为例。设小车在初始位置时停在右边，限位开关X2为ON。按下起动按钮X3后，小车左行，碰到限位开关X1时，变为右行，右行碰到限位开关X2后变为左行，碰到限位开关X0时变为右行，返回起始位置后停止运行。分析工作过程，画出顺序功能图如图4-4-19所示。采用以转换为中心的编程方式，根据顺序功能图，画出梯形图如图4-4-20所示。图4-4-19 小车运动顺序功能图 图4-4-20小车运动以转换为中心梯形图（二）选择序列以转换为中心的编程方式及应用1选择序列以转换为中心的编程方式如果某一转换与选择序列的分支、合并无关，那么它的前级步和后续步都只有一个，需要置位和复位的辅助继电器也只有一个，故对选择序列的分支与合并的编程方法实际上与单序列的编程方法完全相同。2选择序列以转换为中心的编程方式应用举例（1）自动门控制系统控制要求仍以图4-4-8所示自动门控制系统为例。当有人靠近自动门时，红外感应器X0为ON，高速开门（Y0），碰到开门减速开关X1时，变为低速开门（Y1）。碰到开门极限开关X2时电动机停止转动，开始延时。若在0.5s内红外感应器检测到无人，高速关门（Y2）。碰到关门减速开关X3时，改为低速关门（Y3），碰到关门极限开关X4时电动机停止转动。在关门期间若感应器检测到有人，停止关门，T1延时0.5s后自动转换为高速开门 。（2）分析工作过程，画出自动门控制系统顺序功能图如图4-4-21所示。图4-4-21 自动门控制顺序功能图（3）根据顺序功能图和以转换为中心的编程方式，画出自动门控制系统梯形图如图4-4-22所示。 图4-4-21 自动门控制以转换为中心的梯形图（三）并行序列以转换为中心的编程方式及应用1并行序列以转换为中心的编程方式图4-4-22中，在步M10之后有一个并行序列的分支，当M10是活动步，并且转换条件X10满足时，步M11、M12、M13应同时变为活动步，需将M10和X10的常开触点串联，作为使M11、M12、M13同时置位和使M10复位的条件。图4-4-22 并行序列分支以转换为中心的编程方式图4-4-23中，在步M23之前有一个并行序列的合并，该转换实现的条件是所有的前级步M20、M21、M22都是活动步，并且转换条件X11满足，需将和X11的常开触点串联，作为步M23置位和M20、M21、M22复位的条件。图4-4-23 并行序列合并以转换为中心的编程方式如图4-4-24所示，转换的上面是并行序列的合并，转换的下面是并行序列的分支，该转换实现的条件是所有的前级步M3、M5都是活动步，并且转换条件X1满足，所以，应将步M3、M5和X1常开触点串联电路作为使步M4、M6置位和使M3、M5复位的条件。 图4-4-24 以转换为中心的同步实现2并行序列以转换为中心的编程方式应用实例（1）按钮式人行横道交通灯控制要求 仍以图4-4-13按钮式人行横道交通灯控制为例。未按动按钮时，汽车通行，即车道绿灯Y3亮，人行横道红灯Y5亮；当有行人想过马路，就按动按钮。当按下按钮X0（或X1）后，车道交通灯将从绿灯Y3亮5s绿灯闪3s黄灯Y2亮3s红灯亮20s，当车道红灯亮时，人行横道从红灯Y5亮转为绿灯Y6亮，15 s以后，人行道绿灯开始闪烁，闪烁5 s后转入车道绿灯亮，人行横道红灯亮。 （2）分析工作过程，画出顺序功能图如图4-4-25所示。 图4-4-25 按钮式人行横道交通灯控制顺序功能图（3）根据顺序功能图和以转换为中心的编程方式，画出梯形图如图4-4-26所示。 图4-4-26 按钮式人行横道交通灯控制以转换为中心编程方式梯形图某自动小车在起动前位于导轨的中部，如图4-4-28所示。某一个工作周期的控制工艺要求如下： 按下起动按钮SB，小车电机M正转，小车前进，碰到限位开关SQ1后，小车电机反转，小车后退。小车后退碰到限位开关SQ2后，小车电机M停转，小车停车，停5s，小车第二次前进，碰到限位开关SQ3，再次后退。当后退再次碰到限位开关SQ2时，小车停止。图4-4-29 自动小车示意图 为设计本控制系统的梯形图，先进行I/O分配及PLC内部软元件确定。输入启动按钮SBX0输入限位开关SQ1X1输入限位开关SQ2X2输入限位开关SQ3X3内部软元件定时器T0输出小车正转（前进）Y1输出小车反转（前进）Y2运用状态编程思想设计状态转移图的方法和步骤如下：1、将整个过程按任务要求分解，其中的每个工序均对应一个状态，并分配状态元件如下。 状态1初始状态S0状态2前进S20状态3后退S21状态4停车5SS22状态5再前进S23状态6再后退S24注意：虽然 S20与S23，S21与S24，功能相同，但它们是顺序功能图中的不同工序，也就是不同状态，故编号也不同。 2、弄清每个状态的功能、作用S0初始状态PLC上电激活此步，为系统工作做好准备S20前进输出Y1，驱动电动机M正转S21后退输出Y2，驱动电动机M反转S22停车5S定时器T0，设定为5s，延时时间到T0动作S23再前进输出Y1，驱动电动机M正转S24再后退输出Y2，驱动电动机M反转各状态的功能是通过 PLC驱动其各种负载来完成的。负载可由状态元件直接驱动，也可由其他软元件触点的逻辑组合驱动，如图4-4-29所示。（a）直接驱动（b）软元件组合驱动图4-4-29 负载的驱动 3、 找出每个状态的转移条件，即在什么条件将下将某个状态“激活”。S0 S20X0S20 S21X1S21 S22X2S22 S23T0S23 S24X3S24 S0X2状态的转移条件可以是单一的，也可以有多个元件的串、并联组合。如图4-4-30所示。 （a）单一条件（b）转移的组合条件图4-4-30 状态的转移条件 经过以上三步，可得到小车往返控制的状态转移图如图4-4-31所示。 图4-4-31 自动小车状态转移图4