第5章梯形图程序的设计方法

1、 plc原理及应用原理及应用1-1-1-1 1 1 plc原理及应用原理及应用1-1-1-2 2 2 plc原理及应用原理及应用1-1-1-3 3 3主要内容: plc原理及应用原理及应用1-1-1-4 4 4fxon-24mrkmy00com0comx00x01（a） 外部接线图 5-1 起保停电路y00x00x01（b） 梯形图y00x00x01y00（c） 时序图sb1sb2ac220v：（）主要特点 具有“记忆”功能 “自锁”或“自保持”功能 主要特点 具有“记忆”功能 “自锁”或“自保持”功能 、在实际电路中,起动和停止信号可能有由多个触点组成的串 在实际电路中,起动和停止信号可能有

2、由多个触点组成的串 。并联电路提供 并联电路提供 plc原理及应用原理及应用1-1-1-5 5 5图 5-2 异步电动机正反转控制电路(继电器实现)(继电器实现)fu1frsb3sb2sb1km1km2km1sb3km2km2sb2km1frmkm1km2380vfu2acb互锁互锁电路电路防止相间短路防止相间短路 km1:正转控制 km1:正转控制交流接触器交流接触器 km2:反转控制 km2:反转控制交流接触器交流接触器 fr :热继电器 fr :热继电器 sb1: 停止点动 sb1: 停止点动控制按钮控制按钮 sb2: 正转控制 sb2: 正转控制，点动按钮 点动按钮 sb3: 反转控制

3、 sb3: 反转控制。点动按钮 点动按钮 plc原理及应用原理及应用1-1-1-6 6 6 硬硬件件互互锁锁 图5-3 异步电动机正反转控制外部接线及梯形图正转（b） 梯形图x00x02y00y00x01y01x01x02y01y01x00y00反转（a） 外部接线图fxon-24mrcomx00x01sb2sb3sb1x02km1y00km2km2y01km1frcom1com0a ac c2 22 20 0v v 软软件件互互锁锁 plc原理及应用原理及应用1-1-1-7 7 7三、定时器和计数器的典型应用程序三、定时器和计数器的典型应用程序 1、定时、计数范围的扩展、定时、计数范围的扩展

4、 plc中一个定时器或一个计数器的定时、计数范围都是有限的。若想实现长时间定时或大范围计数，可采用两个或两个以上的定时器或计数器级联起来。 图 5-4 闪烁电路（a） 时序图x00y000.3s0.2sx00t1t0 k2t1 k3y00t0（b） 梯形图 plc原理及应用原理及应用1-1-1-8 8 81、若要求自动产生周期性脉冲、若要求自动产生周期性脉冲,电路应如何改电路应如何改? 去掉控制去掉控制x0x0即可即可图 5-5时序图x00y000.3s0.2s图 5-6x00t1t0 k2t1 k3y00t0梯形图t0 plc原理及应用原理及应用1-1-1-9 9 9 相当于数字电路中的单稳

5、态电路相当于数字电路中的单稳态电路。设计一个从。设计一个从x00的上升沿开始产生一个脉冲宽度等于的上升沿开始产生一个脉冲宽度等于t0的设定值的单脉冲电路。的设定值的单脉冲电路。图 5-7 单脉冲电路（b） 梯形图m0t0m0x00m0t0 k2y00m0t0（a） 时序图x00y000.2s0.2s 分析图分析图5-7(b)所示电路工作原所示电路工作原理。理。 plc原理及应用原理及应用1-1-1-101010图 5-8 接通/断开延时电路（a） 梯形图x00t0 k90y00t0t1y00t1 k50x00y00延时9s（b） 时序图x00y00t0延时5st1 plc原理及应用原理及应用1

6、-1-1-111111四、常闭触点输入信号的处理四、常闭触点输入信号的处理 前面在介绍梯形图设计方法时实际上有一个前提：就是假设输入的开关量均由外部常开触点提供，这时梯形图中的触点类型与电路图完全对应。 plc原理及应用原理及应用1-1-1-121212 沿用了设计继电器电路图的方法来设计梯形图。此法没有，具有很大的试探性和随意性，。 plc原理及应用原理及应用1-1-1-131313 如图5-10所示：送料小车在限位开关x04处装料，10秒后装料结束，开始右行，碰到限位开关x03后停下来卸料，15秒后左行，这样不停地循环工作，直到按下停止按钮x02。按钮x00和x01分别用来启动小车右行和左

7、行。（可根据电动机正反转控制梯形图的基础上设计） x04x03y00y01图 5- 10 送料小车示意图卸料装料右行左行 plc原理及应用原理及应用1-1-1-141414，互锁条件：，03010102xyxx plc原理及应用原理及应用1-1-1-151515，互锁条件，04000002xyxx plc原理及应用原理及应用1-1-1-161616 采用t0、t1，它们都是以100ms为单位。t0控制装料（y3），t1控制卸料（y4）。 请设计梯形图程序，并画出外部接线 plc原理及应用原理及应用1-1-1-171717图 5-11 小车送料自动控制梯形图右行x00x02y00t0x03x01

8、 y01y00左行x01x02y01t1x04x00 y00y01y04t1 k150x03卸料y03t0 k100x04装料 plc原理及应用原理及应用1-1-1-181818图5-12小车送料自动控制外部接线fxon-24mrcomx00x01sb1sb2sb3x02s1s2x03x04km1y00km2y01com1km3y03km4y04com3右行左行卸料装料com0km1km2 plc原理及应用原理及应用1-1-1-1919191、在装料和卸料时不能使系统停止工作。应解决？、在装料和卸料时不能使系统停止工作。应解决？ plc原理及应用原理及应用1-1-1-202020一、概述一、概

9、述 plc目前主要用来作开关量控制，为便于电气技术人员使用，设计了与继电器电路图极为相似的梯形图语言。 如果用plc改造继电器控制系统，只需将继电器电路图“翻译”成梯形图，即用plc的硬件和梯形图软件来实现继电器控制系统功能。 plc原理及应用原理及应用1-1-1-2121211 1、基本思路：、基本思路： 1 1）可以将）可以将plcplc想象成继电器控制系统中的控制箱；想象成继电器控制系统中的控制箱； 2 2）用用plcplc的外部接线图描述这个控制箱的外部接线，梯形的外部接线图描述这个控制箱的外部接线，梯形图是这个控制箱的内部图是这个控制箱的内部“接线图接线图”。可以想象：输入继电器和可

10、以想象：输入继电器和输出继电器是这个控制箱与外部世界联系的输出继电器是这个控制箱与外部世界联系的“中间继电器中间继电器”，输入继电器的触点想象成对应的外部输入器件的触点，输出继输入继电器的触点想象成对应的外部输入器件的触点，输出继电器的线圈想象成对应的外部负载的线圈。电器的线圈想象成对应的外部负载的线圈。 plc原理及应用原理及应用1-1-1-222222 plc原理及应用原理及应用1-1-1-232323 1、应遵守语法规则、应遵守语法规则 3、梯形图的优化设计、梯形图的优化设计 4、尽量减少、尽量减少plc的输入和输出信号的输入和输出信号 5、为防止造成电源短路事故，应采用异步电动机正反转

11、的、为防止造成电源短路事故，应采用异步电动机正反转的外部联锁电路外部联锁电路 6、外部负载的额定电压。、外部负载的额定电压。plc输出模块一般最高只能驱动输出模块一般最高只能驱动额定电压额定电压ac220的负载的负载 plc原理及应用原理及应用1-1-1-242424一、用经验法设计梯形图存在的问题一、用经验法设计梯形图存在的问题 1、设计方法很难掌握，设计周期长。 2、装置交付使用后，维修困难。 plc原理及应用原理及应用1-1-1-252525 步：是根据输出量的状态变化来划分的，在一个步：是根据输出量的状态变化来划分的，在一个步内，各输出量的步内，各输出量的“0/1”状态不变，但相邻两步

12、输出状态不变，但相邻两步输出量总的状态是不同的。量总的状态是不同的。 plc原理及应用原理及应用1-1-1-262626 。这些信号可能是：1）外部输入信号，2）plc内部产生的信号，3）若干个信号的与、或、非逻辑组合。 顺序控制设计法用 plc原理及应用原理及应用1-1-1-272727 是用输入量x控制代表各步的编程元件（如m、s等），再用它们控制输出量。因此，m或s与y之间具有很简单的“与”逻辑关系，输出电路的设计极为简单。此法具有简单、规范、通用的优点。如图5-13所示。控制电路输出电路xmy图图5-13信号关系图信号关系图梯形图xy图(a)经验设计法图(b)顺序控制法 plc原理及应

13、用原理及应用1-1-1-282828一、概述一、概述 顺序功能图（sfc）又称状态转移图或功能表图：它不涉及所描述的控制功能的具体技术，是一种通用的技术语言。 组成：主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作（或命令）组成。 ：图中用矩形方框表示。方框中用代表该步的编程元件号作为步的编号。它是根据输出量的状态变化来划分的。 plc原理及应用原理及应用1-1-1-292929被控系统：在某一步中要完成某些动作。被控系统：在某一步中要完成某些动作。施控系统：在某一步中则要向被控系统发出某些命令。施控系统：在某一步中则要向被控系统发出某些命令。 动作：用矩形框中的文字或符号表示。该矩形框应与相应动作：

14、用矩形框中的文字或符号表示。该矩形框应与相应的步的符号相连。的步的符号相连。 plc原理及应用原理及应用1-1-1-303030m201m200图(a) 步图(b)初始步5动作a动作baba图(c)、动作 有向连线 转换条件表示方法图 5-14、步 动作 有向连线 转换条件表示方法4、活动步、活动步 当系统正处于某一步所在的阶段，称该步为活动步。步处于活动状态时，相应的动作被执行；处于不活动状态时，相应的非存贮型动作被停止执行。 plc原理及应用原理及应用1-1-1-313131 1、有向连线（、有向连线（）：步的活）：步的活动状态的进展按有向连线规定的路线和方向进行。从上动状态的进展按有向连

15、线规定的路线和方向进行。从上至下或从左至右可以省略箭头。至下或从左至右可以省略箭头。 plc原理及应用原理及应用1-1-1-3232321、单序列、单序列 有单序列有单序列 、选择序列、并行序列等三种结构。选择序列、并行序列等三种结构。（a）1285nm11p（c）96511efg（ b ）图 5-15单序列与选择序列453ed单序列选择分支选择合并 plc原理及应用原理及应用1-1-1-333333 当转换的实现导致n个序列同时激活。转换符号只能标在水平连线之上。，转换符号只能标在水平连线之下。 图 5-16 并行序列（a）6438e（b）853d7并行分支并行合并 plc原理及应用原理及应

16、用1-1-1-3434341 1、转换实现的条件、转换实现的条件 plc原理及应用原理及应用1-1-1-353535 plc原理及应用原理及应用1-1-1-363636 plc原理及应用原理及应用1-1-1-373737快进工进快退x3x1 x2运动示意图图 5-17 plc原理及应用原理及应用1-1-1-383838 4、根据分析画出控制系统的时序图或状态表，然后画出顺序功能图。 1、步的划分、步的划分-根据输出量的状态变化来划分，并用编程根据输出量的状态变化来划分，并用编程元件（元件（m、s）代表各步。注意，一个控制系统必须有一个初）代表各步。注意，一个控制系统必须有一个初始步。始步。3、动作、动作-各步内所进行的操作。各步内所进行的操作。 plc原理及应用原理及应用1-1-1-393939m8002x0x1x2x3初始m200快进m201工进m202快退m203y0y1y2时序图图 5-18转换条件步步的的划划分分动动作作 plc原理及应用原理及应用1-1-1-4040401初始步 m200x3=1无 等待启动状态 2快进步 m201x0=1y0=1y1=1按