第5章程序设计2013资料.ppt

,5.1梯形图的编程规则,1.梯形图梯形图中常用的图形符号有：,2.梯形图中的网络和能流（1）网络,5.1梯形图的编程规则,一个网络中只能有一个独立电路，它们是触点和线圈或功能块的有序排列。,（2）能流任何一个编程元件都有输入/输出能量流简称能流。梯形图的每个网络起始于左母线，然后是触点的串、并联，接着是线圈或功能块，最后是右母线梯形图中的编程元件按从左到右、自上而下的顺序排列。,5.1梯形图的编程规则,3.梯形图的基本语法（1）每个编程元件的线圈和它的触点必须用同一编号，每个元件触点的使用次数没有限制，但线圈只能出现一次。（2）触点可以任意串联或并联，但线圈只能并联而不能串联。（3）触点应画在水平方向的支路上，不能画在纵向支路上，,5.1梯形图的编程规则,（4）线圈不能直接与左母线相连。如果需要，可以通过特殊内部标志位存储器SM0.0（该位始终为ON）来连接，也不能将触点画在线圈的右边。,5.1梯形图的编程规则,（5）避免双线圈输出。在梯形图中，如果同一个线圈使用了两次或多次，称为“双线圈输出”。,5.1梯形图的编程规则,8,(6)应把串联多的电路块尽量放在最上边，把并联多的电路块尽量放在最左边，这样一是节省指令，二是美观。,5.1梯形图的编程规则,4.使能输入与使能输出如果功能块在EN（Enablein，使能输入）处有能流而且指令执行无错误，则ENO（EnableOutput，使能输出）将能流传递给下一个编程元件，如果指令执行有错误，能流在出现错误的功能块终止。ENO可以作为下一个功能块的的EN输入，当几个功能块串联在一行中时，只有前一个功能块被正确执行，后一个功能块才能被执行。,5.1梯形图的编程规则,LDI0.1MOVBVB50,AC0AENOSWAPAC0,ENO是LAD中指令盒的布尔能流输出端，如果指令盒的能流输入有效，指令执行没有错误，ENO就置位。,5.2典型控制功能的程序设计,1.电动机的基本控制程序（1）启动、停止和保持电路,？,(2)电动机的正、反转控制程序,5.2典型控制功能的程序设计,设置了“触点联锁”和“按钮联锁”。该控制程序经过简单的变化，还可以得到优先控制程序。,2.定时器应用程序（1）瞬时接通/延时断开电路,5.2典型控制功能的程序设计,（2）延时接通/延时断开电路,5.2典型控制功能的程序设计,（3）闪烁电路该电路实际上就是一个时钟电路，其时钟周期可以通过改变定时器的设定值进行调节。,5.2典型控制功能的程序设计,2.计数器应用程序（1）长延时电路程序中的SM0.1为初始化脉冲，在PLC上电时，用它完成对计数器的复位。输入信号I0.1用于完成对计数器的外部复位操作。并联的C21触点则用于完成自复位功能。,5.2典型控制功能的程序设计,（2）计数器的扩展电路为什么要进行计数器的扩展？输入信号I0.1作为计数器的外部公共复位信号。C20和C21的常开触点与I0.1并联则用于完成自复位功能。最后总的计数值是多少？,5.2典型控制功能的程序设计,（3）扫描周期测量电路,5.2典型控制功能的程序设计,记录从I0.3接通到Q0.2被置位所需时间t。设T为程序扫描周期，t是从I0.3接通开始计数到Q0.2被置位所需时间，N为计数器设定值，则扫描周期T=t/2N=t/（210000）。,5.3PLC程序的经验设计法,经验设计法的设计步骤一般可按以下几步进行：（1）分析控制要求，选择控制方法；（2）分析系统有哪些输入信号和输出信号，选定输入设备、输出设备及PLC型号，进行I/O端子的地址分配；（3）设计控制程序；（4）调试程序并检查是否满足控制要求，如果不满足则修改和完善程序，直到完全达到控制要求。,5.3PLC程序的经验设计法,例5-1运料小车自动控制的程序设计（1）控制要求,5.3PLC程序的经验设计法,（2）I/O端子的地址分配,5.3PLC程序的经验设计法,（3）程序设计与分析常闭触点I0.3和I0.4用于到达限位时电机的自动停止。I0.1和I0.2的常闭触点用于按钮互锁。Q0.0和Q0.1的常闭触点用于线圈互锁。T37和T38的常开触点用于小车的自动往复控制。停止按钮SF1（I0.0）用于工作周期结束时，停止小车的运行，或者紧急停止运行。,5.3PLC程序的经验设计法,例5-2报警电路的程序设计（1）控制要求当故障发生时，报警指示灯闪烁（周期为2s），报警电铃或蜂鸣器响。操作人员知道故障发生后，按消铃按钮，将电铃关掉，同时报警指示灯由闪烁变为长亮。故障排除后，报警灯熄灭。为了平时检查报警指示灯和电铃是否正常，还设置了试灯和试铃按钮。,5.3PLC程序的经验设计法,（2）I/O端子的地址分配输入信号：I0.0为故障输入信号；I1.0为消铃按钮；I1.1为试灯和试铃按钮。输出信号：Q0.0为报警指示灯；Q0.7为报警电铃。（3）程序设计与分析,5.3PLC程序的经验设计法,例5-3液体混合装置的程序设计（1）控制要求,按下起动按钮SF1后，MB1打开，液体A流入容器，中限位开关变为“1”时，关闭MB1，打开MB2，液体B流入容器；当液面到达上限位开关时，关闭MB2，电机MA开始运行；电机搅拌液体，6S后停止搅拌，打开MB3，放出混合液体；当液面降至下限位开关之后再放空2S，容器放空，关闭MB3，又打开MB1，开始下一周期的操作。按下停止按钮SF2，在当前工作周期的操作结束后，才停止操作，返回并停留在初始状态。,5.3PLC程序的经验设计法,（2）I/O端子的地址分配输入信号：I0.0接起动按钮SF1；I0.1为下限位传感器；I0.2为中限位传感器；I0.3为上限位传感器；I0.4接停止按钮SF2。输出信号：Q0.1接液体A电磁阀MB1；Q0.2接液体B电磁阀MB2；Q0.4接搅拌电机MA的接触器；Q0.3接混合液体电磁阀MB3。,5.3PLC程序的经验设计法,（3）程序设计与分析其控制过程是按照先放液体A，再放液体B，然后电机搅拌，最后放混合液体这4步顺序进行的。根据电动机启保停电路的梯形图并进行改进。,抢答显示系统主持人一个开关控制三个抢答桌。主持人说出题目后，谁先按按钮谁桌子上的灯即亮，这时主持人按复位按钮后，灯才熄灭，否则灯一直亮着。三个抢答桌上的灯是这样安排的：1）儿童组：桌上有两个按钮，并联连接，无论按哪一个灯都亮。2）中学生组：桌上一个按钮，一按灯即亮。3）成人组：桌上有两个按钮，串联连接，两个同时按下灯才亮。当主持人将开关（SW）处于闭合状态时，10秒之内若有人抢答按按钮，电铃响，以示竞赛者得到一次幸运机会。,5.3PLC程序的经验设计法,输入信号（7个）儿童组：I0.0，I0.1；中学生组：I0.2；成人组：I0.3，I0.4；主持人：复位I0.5，计时开始开关（SW）I0.6；输出信号（4个）儿童组灯：Q0.1；中学生组灯：Q0.2；成人组灯：Q0.3；电铃：Q0.4;,5.3PLC程序的经验设计法,抢答显示系统梯形图控制程序,顺序启动，顺序停止,5.4PLC程序的顺序控制设计法,5.4.1顺序控制设计法的设计步骤1.步的划分顺序控制设计法的基本思想是将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为步或状态，并且用PLC内部元件M或S来代替各步的逻辑状态。例如：,步由输出状态的变化来划分。在任何一步之内，各输出量的0/1状态不变。,初始步系统初始状态对应初始步，用双线方框表示。每个功能图至少有一个初始步，等待起动命令的相对静坐状态。活动步当系统正处于某一工作步时，该步处于活动状态，称为“活动步”。,2.确定转换条件转换条件：使当前工作步转入下一步的信号。,5.4PLC程序的顺序控制设计法,转换条件可以是：外部输入信号，如按钮、限位开关等信号的通断状态；内部产生的信号，如定时器和计数器位信号的通断状态；多个触点通过与、或、非逻辑组合后产生的输出信号。,3.绘制顺序功能图顺序功能图又称为功能流程图或状态转移图，它能完整地描述控制系统的工作过程、功能和特性。4.编制梯形图对于S7-200系列的PLC，需要根据顺序功能图选择某种编程方式编制出梯形图程序。,5.4PLC程序的顺序控制设计法,5.4.2顺序功能图的绘制1.步与动作步在顺序功能图中用矩形框来表示，方框内标注该步的编号或名称。具体编程时用位存储器M或顺序控制继电器S代表各步。,5.4PLC程序的顺序控制设计法,初始步动作活动步静止步保持型的动作非保持型的动作,2.有向连线、转换和转换条件表示各步的方框按变成活动步的先后顺序排列，并用有向连线将各步连接起来。转换是用有向连线上与之垂直的短划线来表示，转换将相邻两步分隔开。两步之间的转换是依靠转换条件来实现的。活动步的变化通常按从上到下或从左到右的方向进展。否则应在有向连线上用箭头标注活动步的转移方向。,5.4PLC程序的顺序控制设计法,有向连线,转换,3.顺序功能图的基本结构,5.4PLC程序的顺序控制设计法,（1）单序列结构,组成：由一系列相继激活的步组成。注意：每一步的后面仅有一个转换条件，每一个转换条件后面仅有一步。,(2)选择序列结构,选择序列的分支与合并,某一步后有若干个单一顺序等待选择，称为分支，一般只允许选择进入一个顺序，转换条件标在水平线以下。选择顺序的结束称为合并，水平线以下不再有转换直接跟着。,（3）并行序列结构,并行序列的分支与合并,并行序列的开始称为分支，当转换使几个序列同时激活时，这些序列称为并行序列。并行顺序是指在某一转移条件下，同时启动若干个顺序，并行顺序的开始和结束都用双水平线表示。,4.绘制顺序功能图的规则（1）两个步不能直接相连，必须用一个转换将它们分开。（2）两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。（3）顺序功能图中至少有一个初始步，它一般对应于系统等待起动的初始状态。（4）步与步之间的连接采用有向线段，有向线段从上向下画时，箭头可以省略；有当向线段从下向上画时，必须画上箭头，表示步的转移方向。,5.4PLC程序的顺序控制设计法,5.4.3基于起保停电路的顺序控制梯形图设计法1.基于起保停电路的编程方法,关键是找出起动条件和停止条件。转换实现的条件是它的前级步为活动步，并且满足相应的转换条件。M0.2变为活动步的条件是：,5.4PLC程序的顺序控制设计法,2.单序列的编程方法,5.4PLC程序的顺序控制设计法,图5-26彩灯控制系统的顺序功能图和梯形图,3.选择序列的编程方法,液体混合控制系统的顺序功能图和梯形图,4.并行序列的编程方法,5.4PLC程序的顺序控制设计法,5.4.4基于SCR指令的顺序控制梯形图设计法1.顺序控制继电器指令（1）装载顺序控制继电器（LoadSequenceControlRelay）指令LSCRS_bit用来表示一个SCR段的开始。（2）顺序控制继电器结束（SequenceControlRelayEnd）指令SCRE用来表示一个SCR段的结束。（3）顺序控制继电器转换（SequenceControlRelayTransition）指令SCRTS_bit用来表示SCR段之间的转换。,5.4PLC程序的顺序控制设计法,SCR指令的功能（1）驱动处理：即当该SCR程序段有效时，完成该步要求的动作；有时如果处于初始状态，也可能不做任何工作。（2）指定转移条件和目标：即指定需要满足什么条件，才能从状态为1的当前SCR程序段转移到下一个SCR程序段，也就是使下一个SCR程序段状态为1。（3）转移源自动复位功能：状态发生转移后，在置位下一个SCR程序段的同时，自动复位原来的SCR程序段。,5.4PLC程序的顺序控制设计法,SCR程序段,段的开始,段的结束,段的转换,5.4PLC程序的顺序控制设计法,SCR指令的使用说明如下：（1）顺序控制继电器指令仅对S编程元件有效，如果编程元件S不用于SCR指令，它也具有一般继电器的功能。（2）SCR段程序能否被执行取决于该S编程元件是否被置位，SCRE与下一个LSCR之间的指令逻辑不影响下一个SCR段程序的执行。（3）不能把同一个S地址用于不同程序中，例如：如果在主程序中用了S0.1，则在子程序中就不能再使用它。（4）不能在SCR段之间使用JMP和LBL指令，即不允许用跳转的方法跳入或跳出SCR段。（5）不能在SCR段中使用FOR、NEXT和END指令。（6）在状态发生转移后，所有的原来SCR段中的线圈一般也要复位，如果希望继续保存原来的输出状态，可使用置位S或复位R指令。（7）在使用功能图时，编程元件的编号可以不按顺序安排。,2.单序列的编程方法例：两条运输带顺序控制。,运输带控制的时序图和顺序功能图,运输带控制的梯形图,某小车运动的示意图如下。设小车在初始位置时停在左边，限位开关I0.2为1状态。按下启动按钮I0.0后，小车向右运动（右行），碰到限位开关I0.1后，停在该处，3s后开始左行，碰到限位开关I0.2后返回初始步，停止运行。试画出小车控制的顺序功能图并用SCR指令编写控制程序。,小车运动的示意图,小车控制的顺序功能图和梯形图,SCR指令的应用举例十字路口交通信号灯的模拟控制,十字路口交通信号灯的模拟控制,1、控制要求：当按下启动按钮时，信号灯系统按表C-1所列的控制要求开始工作，周而复始地循环动作。当按下停止按钮时，所有信号灯都熄灭。试用SCR指令和单序列编程方法设计控制程序。,十字路口交通信号灯的模拟控制,2、I/O分配本系统包含2个输入信号和6个输出信号，控制程序梯形图如图C-8所示，其I/O地址分配如下：