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毕业设计（论文）-中国论文教育学院 plc编程论文plc交通灯论文PLC程序设计编程技巧摘 要： PLC梯形图程序设计是可编控制器应用教学中最关键的问题，本文就结合三菱控制实例介绍PLC程序设计步骤、经验设计法及顺序功能图相结合的编程技巧。 关键词： PLC 设计步骤 编程技巧 可编程控制器是以微处理器为基础的新型工业控制装置，它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各类机械或生产过程。梯形图程序设计是可编控制器应用中最关键的问题，也是高职学生难以掌握和接受的问题，在教学当中总是会有许多学生遇到PLC程序设计时无从下手的问题。其实只要掌握方法，理清每个控制系统的设计思路，再难的设计项目也能设计出来。我结合教学经验谈谈PLC教学中的程序设计技巧。 一、程序设计步骤 1.分析被控对象及控制工艺要求，确定控制方案，确定系统外部输入设备和输出设备的个数，以确定PLC的I/O点数。 2.对系统进行端口分配，并画出PLC的I/O接线图。 3.编写梯形图。 4.将梯形图转换成指令表后传送到PLC控制装置，并根据端口分配连好外部接线。 5.对程序进行修改和调试，直到满足控制要求。 以上是PLC控制系统设计的步骤，学生往往不按这样的步骤来执行，常常导致端口与程序中的编程元件不对应。其中梯形图的设计是系统程序设计的重点，也是学生难以掌握的难点，下面就以上PLC程序设计步骤结合三菱的控制案例进行PLC程序设计技巧的说明。 二、系统设计案例说明 1.液体混合控制控制要求 （1）按下启动按钮后，电磁阀Y1、Y2打开，注入液体A与B，液面高度为L2时（此时L2和L3均为ON），停止注入（YI、Y2为OFF）；同时开启液体C的电磁阀Y3（Y3为ON），注入液体C，当液面升至L1时（L1为ON），停止注入（Y3为OFF）；并同时开启搅拌机M，搅拌时间为10s，之后自动开始加热，当温度达到要求时（手动操作），电磁阀Y4开启（ON），排出液体，当液面高度降至L3时（L3为OFF），再延时5s，Y4关闭。接着，电磁阀Y1、Y2打开，重新注入液体A与B，如此循环动作，直到按下停止按钮。 （2）按下停止按钮后，系统完成当前的操作后，停止在初始状态，按启动按钮后可以重新开始工作。 （3）当Y1、Y2及Y3阀门分别得电30s后，液面仍没有变化，表明Y1、Y2和Y3出现故障，这时要求指示灯HL1、HL2分别闪烁报警，5s后将系统立即关闭停止报警并回到初始状态。 2.设计原理分析 为了用PLC控制器来实现任务，PLC需要6个输入点，8个输出点，输入输出点分配如下。 （1）端口分配。端口分配对于初学者来说是一个难点，他们往往对输入和输出设备分不清楚，其实只要记住输入只是控制系统得以运行的条件就可以了。有开关量和模拟量，常见的设备有：按钮、开关、行程开关、限位开关、光电开关、液位继电器、压力继电器等。而输出就是控制系统控制过程当中的一些动作，常见的设备有控制电机的接触器、电磁阀、信号指示灯、蜂鸣器、加热器等。只有端口分配完成并正确之后，我们才可以利用PLC内的编程元件对控制系统进行完整的控制。本例的端口分配表如下： 根据以上端口分配设计出相应的外部I/O接线图即可进行外部接线。 （2）梯形图设计。PLC程序设计的方法很多，但我们教学当中常用的就是经验设计法和顺序功能图的设计方法。其中经验设计法是在典型电路的基础上面进行修改而达到控制要求的方法，故这种方法具有很大的试探性和随意性，通常用于简单控制系统的设计。而顺序功能图的设计法是按照控制系统工艺流程，用转换条件控制代表各步的编程元件，让它们的状态按一定的顺序变化，然后用代表各步的编程元件去控制PLC的各输出继电器的设计方法。这种设计方法对于设计复杂的控制系统比较简单，容易被学生所接受。 此实例根据控制要求的分析，这是一个典型的混合物生产工艺过程，可采用顺序功能图来设计，但是其中有一些特殊的情况，如在控制过程当中需要按停止按钮，而系统必须要等加工过程全部完成才能停止运行；出现系统故障时要灯光闪烁报警等问题。我们可以采用经验设计法来结合实现。 第一步顺序功能图设计。根据控制要求（1），首先将液体混合装置进行混合的这个工作周期分成注AB液体、注C液体、搅拌、加热、排出液体、延时排液等6个阶段完成，再加上初始步骤，一共有7步完成，这个我们可以采用顺序功能图的单序列列出。但控制要求（3）有注A、B液体和C液体故障时分别闪烁报警延时返回的两种特殊情况，故有二条支路返回，从而构成了选择序列顺序功能图。再找到每个步之间的转换条件，根据液体混合过程当中转换实现的条件和转换要完成的操作的内容，设计出顺序功能图。以下是采用S编程的步进设计法来实现的，只要将该顺序功能图转换成步进梯形图即可。 经验设计法设计系统停止电路和闪烁电路。在控制要求中，停止按钮X4的按下并不是按顺序进行的，在任何时候都可能按下停止按钮，而且不管什么时候按下停止按钮都要等到当前工作周期结束后才能响应。而停止按钮X4的操作不能在顺序功能图中直接反映出来，因为停止按钮是瞬时信号，必须采用具有记忆功能的电路将该停止停号保存起来，故这里采用了M0的自锁电路（梯形图如下），可以用M0的常开常闭触点间接表示出来。如果系统中要求按下停止按钮后立即停止，按下启动按钮后能从该步运行的话，也可采用此电路中的M0的常闭触点与每步的步进触点相连即可实现此功能。 系统中的闪烁电路可以在闪烁步骤中串入PLC内部提供的时钟脉冲特殊辅助继电器常开触点M8013来实现。 编写梯形图。将的顺序功能图转换成步进的梯形图，再将的梯形图放到的梯形图的前面，这样，顺序设计法和经验设计法设计的梯形图就有机的结合在一起共同实现混合液体装置的控制过程。我们常常会碰到类似的复杂系统，往往用一种方法不能实现控制要求，我们不妨采用顺序功能图与经验设计结合的方法来实现。 （4）接线并运行调试。在编程软件上画出梯形图并传送入PLC内部，根据端口分配连接好外部接线。按控制要求顺序进行调试和修改，直到系统功能得以实现。 三、结语 本文结合PLC控制系统的设计步骤对PLC程序设计进行了大概的分析，教会初学者掌握程序设计的基本设计思路，在混合液体装置的梯形图设计中，合理地采用了学生易接受的顺序控制设计法和经验设计法结合的设计方法，使设计程序更完善、更简单、直观。虽然这只是PLC教学众多实例中的一个，但它具有代表性，包含了PLC教学当中程序设计的全过程及常用设计方法。通过这个实例起到举一反三、触类旁通的作用，帮助初学者克服PLC程序设