plc可编程序控制器应用实例（梯形图＋解析）.doc

教 师 教 案可编程序控制器的应用实例91 PLC在十字路口交通信号灯控制系统中的应用911控制要求十字路口交通灯的设置如下：东西方向车流量较小，南北方向的车流量较大。因此南北方向的放行(绿灯亮)时间较长为30s，东西方向的放行(绿灯亮)时间为20s。当东西(或南北)方向的绿灯灭时，该方向的黄灯与另一方向的红灯一起以1Hz的频率闪烁3s，以提醒司机和行人的注意。然后，立即开始另一个方向的放行。用一个控制开关(双向开关)对系统进行启停控制。912 I/O分配首先建立十字路口交通灯的变量表如表所示。 十字路口交通灯的变量表PLC地址数据类型变量名I00BOOL启停开关Q40BOOL南北绿灯Q41BOOL南北黄灯Q42BOOL南北红灯Q43BOOL东西绿灯Q44BOOL东西绿灯Q45BOOL东西绿灯913控制程序设计分析：从时序图中可以看出，需要使用四个定时器，T1-T4，定时时间分别为：30s、3s、20s、和3s。这里用脉冲定时器来实现定时器的循环启动(T1启动T2，T2启动T3，T3启动T4，T4反过来启动T1)。至于1Hz的闪烁频率则通过时间存储器M05来实现(M0设置为时钟存储字节)。时钟存储字节的第5位能产生频率为1Hz的脉冲。在T1时间段南北绿灯亮。在T2时间段南北黄灯亮，并且闪烁，所以可以通过T2和M05的串联实现。在T3时间段是南北红灯持续亮，在T4时间段南北红灯闪烁。南北红灯的控制为：首先将T4与M05的串联，再通过T3与之并联来实现。东西方向交通灯的编程思路同南北方向的交通灯。交通灯梯形图程序如图所示。备 注 交通灯梯形图程序 92 PLC在节日彩灯控制系统中的应用921控制要求用PLC实现对节日彩灯的控制，结构简单，变幻形式多样、价格低。彩灯形式及变幻尽管花样繁多，但其负载不外乎三种：长通类负载、变幻类负载及流水类负载。长通类负载是指彩灯中用以照明或起衬托底色作用之类的负载，其特点是只要彩灯投入工作，则这类负载长期接通。变幻类负载则指某些在整个工作过程中定时进行花样变换的负载，如字形的变换，色彩的变幻或位置的变幻之类，其特点是定时通断，但频率不高。流水、闪烁类负载则指变幻速度快，犹如行云流水、星光闪烁、万马奔腾，其特点虽也是定时通断，但频率较高（通常间隔几十毫秒至几百毫秒）。 对于长通类负载，其控制十分简单，只需一次接通或断开。而对变幻类及流水、闪烁类负载的控制，则是按预定节拍产生一个“环形分配器”（一般可用SHRB、ROL-W产生），有了环形分配器，彩灯就能得到预设频率和预设花样的闪亮信号。彩灯就可实现花样的变幻。通常先根据花样变幻的规律例出动作时序表，再按预设彩灯变幻花样在表中“打点”，然后再依据动作时序表输出即可。921控制程序设计本例所选彩灯变幻花样为跳闪方式：1隔1跳2，回跳1，隔1跳2，回跳1。其动作时序表如表所示。 节日彩灯动作时序表 即本例的节拍是16位，输出是8位，环形分配器由ROL-W产生彩灯闪烁频率固定为1Hz，如果需要现场改变频率，则T33的PT端需采用VWZ写入。节日彩灯控制的梯形图如图所示。 节日彩灯控制的梯形图93 PLC在自动送料车控制系统中的应用931控制要求如图所示，当小车处于后端时，按下起动按钮，小车向前运行，行至前端压下前限位开关，翻斗门打开装货，7s后，关闭翻斗门，小车向后运行，行至后端，压下后限位开关，打开小车底门卸货，5s后底门关闭，完成一次动作。要求控制送料小车的运行，并具有以下几种运行方式： 1）手动操作：用各自的控制按钮，一一对应地接通或断开各负载的工作方式。 2）单周期操作：按下起动按钮，小车往复运行一次后，停在后端等待下次起动。3）连续操作：按下起动按钮，小车自动连续往复运动。 送料小车控制示意图932 IO分配及外部接线图 IO分配及外部接线图如图所示。933控制程序设计 自动操作的功能流程图和梯形图：自动运行方式的功能流程图如图55所示。当在PLC进入RUN状态前就选择了单周期或连续操作方式时，程序一开始运行初始化脉冲SM01，使S00置位为1，此时若小车在后限位开关处，且底门关闭，I02常开触点闭合，Q03常闭触点闭合，按下起动按钮，I00触点闭合，则进入S01，关断S00，Q00线圈得电，小车向前运行：小车行至前限位开关处，I01触点闭合，进入S02，关断S01，Q01线圈得电，翻斗门打开装料，7s后，T 37触点闭合进入S0 3，关断S02（关闭翻斗门），Q02线圈得电，小车向后行进，小车行至后限位开关处，I02触点闭合，关断S03（小车停止），进入S04，Q03线圈得电，底门打开卸料，5s后T38触点闭合。若为单周期运行方式，I04触点接通，再次进入S00，此时如果按下起动按钮，I00触点闭合，则开始下一周期的运行：若为连续运行方式，I05触点接通，进入S01，Q00线圈得电，小车再次向前行进，实现连续运行。将该功能流程图转换为梯形图，如图所示。 自动操作的功能流程图自动操作的步进梯形图94 PLC在机械手控制系统中的应用941控制要求 机械手控制示意图按起动按钮后，传送带A运行直到光电开关PS检测到物体，才停止，同时机械手下降。下降到位后机械手夹紧物体，2s后开始上升，而机械手保持夹紧。上升到位左转（注：此处以机械手为主体，定左右），左转到位下降，下降到位机械手松开，2s后机械手上升。上升到位后，传送带B开始运行，同时机械手右转，右转到位，传送带B停止，此时传送带A运行直到光电开关PS再次检测到物体，才停止，如此循环。 机械手的上升、下降和左转、右转的执行，分别由双线圈二位电磁阀控制汽缸的运动控制。当下降电磁阀通电，机械手下降，若下降电磁阀断电，机械手停止下降，保持现有的动作状态。当上升电磁阀通电时，机械手上升。同样左转右转也是由对应的电磁阀控制。夹紧放松则是由单线圈的二位电磁阀控制汽缸的运动来实现，线圈通电时执行夹紧动作，断电时执行放松动作。并且要求只有当机械手处于上限位时才能进行左右移动，因此在左右转动时用上限条件作为联锁保护。由于上下运动，左右转动采用双线圈两位电磁阀控制，两个线圈不能同时通电，因此在上下、左右运动的电路中需设置互锁环节。为了保证机械手动作准确，机械手上安装了限位开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4，分别对机械手进行下降、上升、左转、右转等动作的限位，并给出动作到位的信号。 光电开关PS负责检测传送带A上的工件是否到位，到位后机械手开始动作。942 IO分配 输入 输出 起动按钮： l00 上升YV1：Q01 停止按钮： l05 下降YV2：Q02 上升限位SQl01 左转YV3：Q03 下降限位SQ2：l02 右转YV4：Q04 左转限位SQ3：l03 夹紧YV5：Q05 右转限位SQ4：l04 传送带A：Q06 光电开关PS： l06 传送带B：Q07943控制程序设计 根据控制要求先设计出功能流程图，如图所示。根据功能流程图再设计出梯形图程序，如图所示。流程图是一个按顺序动作的步进控制系统，在本例中采用移位寄存器编程方法。用移位寄存器M101M111位，代表流程图的各步，两步之间的转换条件满足时，进入下一步。移位寄存器的数据输入端DATA（M100）由M101M111各位的常闭接点、上升限位的标志位Ml1、右转限位的标志位Ml4及传送带A检测到工件的标志位Ml6串联组成，即当机械手处于原位，各工步未起动时，着光电开关PS检测到工件，则M100置1，这作为输入的数据，同时这也作为第一个移位脉冲信号。以后的移位脉冲信号由代表步位状态中间继电器的常开接点和代表处于该步位的转换条件接点串联支路依次并联组成。在M100线圈回路中，串联M101M11，1各位的常闭接点，是为了防止机械手在还没有回到原位的运行过程中移位寄存器的数据输入端再次置1，因为移位寄存器中的“1”信号在M101M111之间依次移动时，各步状态位对应的常闭接点总有一个处于断开状态。当“1”信号移到M112时，机械手回到原位，此时移位寄存器的数据输入端重新置1，若起动电路保持接通（M00=1），机械手将重复工作。当按下停止按钮时，使移位寄存器复位，机械手立即停止工作。若按下停止按钮后机械手的动作仍然继续进行，直到完成一周期的动作后，回到原位时才停止工作，需要修改程序。 机械手流程图 机械手梯形图95 PLC在自动螺纹加工控制系统中的应用951控制要求图所示为自动攻螺机简图，其中1SQ、2SQ和3SQ是检测滑台运行位置的行程开关，4SQ、5SQ是检测丝锥运行位置的行程开关，KTI是丝锥运行到终点时的电动机能耗制动开关。滑台的运动是由3个电磁阀打开和关闭油路控制，丝锥的运动是由一台电动机进行正反转控制。初始位置为：滑台处于原位1SQ，丝锥处于原位4SQ处。自动攻螺机简图当按下起动按钮后，第一个电磁阀打开，油压将滑台快速推进到2SQ，此时第二个电磁阀打开，滑台变为慢速前进。到3SQ时，吸合电动机接触器，丝锥正转前进。到达终点5SQ后电动机被制动停止。之后丝锥反转并后退到4SQ，并再次能耗制动电动机。此时第三个电磁阀打开，油压将滑台快速推回到原位。图所示是自动攻螺机工序图。 自动攻螺机工序图952 I/O分配自动攻螺机变量表如表所示。PLC输入地址变量名PLC输出地址变量名I00（1SQ）滑台原位Q40电磁阀1动作（滑台快进）I01（2SQ）滑台变速Q41电磁阀2动作（滑台慢进）I02（3SQ）滑台终点Q42电磁阀1动作（滑台快退）I03（4SQ）丝锥原位Q43接触器1动作（丝锥正转）I04（5SQ）丝锥终点Q44接触器2动作（丝锥反转I10启动按钮953控制程序设计自动攻螺机基本控制梯形图如图所示。说明：在程序的Network1和Network2和Network5中加人了丝锥在原位的约束条仵，同时加人滑台快退的互锁条件；在Network3和Network4中加人丝锥正、反转之间的互锁；在Network5中，加人滑台快进的互锁条件。 自动攻螺机基本控制梯形图96 PLC在专用钻床控制系统中的应用961控制要求如图所示为专用钻床加工系统示意图，它是用来加工零件的。需加工的零件为圆盘状零件，其上均匀分布了3个大孔和3个小孔。钻床自动运行的初始状态为：两个钻头在最上位，上限位开关I03和I05为ON。工作过程为：加紧工件，大小钻头开始向下钻孔，至规定的深度后，钻头向上提升并等待，此时工件旋转120后，开始加工第二对孔。当3对孔加工完后，松开工件，回到初始状态。钻孔的孔数用减计数器来控制，计数器设定初值为3。 专用钻床加工系统示意图962控制程序设计分析：两个钻头向下钻孔和钻头提升的过程用并行序列来表示，在零件没有加工完毕之前，需要重复加工过程；在完成加工后，系统返回初始步。这个过程因为有分支，所以可以用选择序列来表示。钻床加工输出电路的梯形图程序如图所示，专用钻床加工系统的顺序功能图所示， 钻床加工控制电路的梯形图程序如图所示。钻床加工输出电路的梯形图程序专用钻床加工系统的顺序功能图钻床加工控制电路的梯形图程序97 PLC在水塔水位控制系统中的应用971控制要求用PLC构成水塔水位控制系统，如图所示。在模拟控制中，用按钮SB来模拟液位传感器，用L1、L2指示灯来模拟抽水电动机。按下SB4，水池需要进水，灯L2亮：直到按下SB3，水池水位到位，灯L2灭；按SB2，表示水塔水位低需进水，灯L1亮，进行抽水；直到按下SB1，水塔水位到位，灯L1灭，过2s后，水塔放完水后重复上述过程即可。 水塔水位控制系统972 IO分配 输入 输出 SB1： l01 L1： Q0l SB2： l02 L2： Q02 SB3： l03 SB4