顺序控制第三章

1、第三章第三章 开关量控制装置及应用开关量控制装置及应用第一节 继电器逻辑控制原理及实例一、常用控制电器及符号二、继电器原理线路图绘制的一般原则三、典型应用线路图3-1 报警线路 图3-2 联锁控制电路 图3-3 顺序启动线路 图3-4 备用电源自动投入电路 图3-5 电动门控制电路 图3-6 高压用电动机控制电路第二节 可编程序控制器定义和应用综述一、可编程控制器的特点二、可编程序控制器的分类三、编程语言四、编程工具第三章第三章 开关量控制装置及应用开关量控制装置及应用第三节 可编程序控制器工作过程和I/O接线图3-7 PLC的构成框图一、可编程序控制器的工作过程图3-8 PLC扫描过程 图3

2、-9 PLC用户程序工作过程二、可编程序控制器的I/O接线图3-10 直流输入电路图3-11 继电器输出单元三、可编程序控制器的I/O接口的抗干扰设计图3-12 输入漏电流的处理 图3-13 输出漏电流的处理 图3-14 输出冲击电流的处理 图3-15 感性负载的浪涌抑制器 图3-16 输出负载的抗干扰第三章第三章 开关量控制装置及应用开关量控制装置及应用第四节 可编程序控制器的软件及编程语言一、梯形图（Ladder diagram）图3-17 继电器逻辑图（a）和梯形图（b） 二、语句表（Instruction list）与图3-17对应的语句表编程语言：三、功能模块图（Function b

3、lock diagram）图3-18 功能模块图示例 图3-19 功能块图的不同图例 四、顺序功能图语言（Sequential function chart）图3-20 顺序功能图示例五、结构文本（Structured text）步序步序指令符号指令符号元件号元件号步序步序指令符号指令符号元件号元件号1LDX14OUTY12ORY15LDIX33ANIX2（与非）6OUTY2第三章第三章 开关量控制装置及应用开关量控制装置及应用第五节 可编程序控制器的梯形图编程和实例一、梯形图语言图3-21 梯形图的构成和规则 图3-22 梯形图的实例二、梯形图的基本要求表3-2 接点的特性表3-3 线圈的特

4、性 图3-23 计时的表示方式三、梯形图的顺序控制功能图3-24 线圈记忆的方法表3-4 顺序运算功能 表3-5 数值运算功能表3-6 逻辑运算功能表3-7 数据处理运算功能表3-8 程序控制功能 第三章第三章 开关量控制装置及应用开关量控制装置及应用第五节 可编程序控制器的梯形图编程和实例四、梯形图的标准五、与继电器电路图的比较图3-25 移位寄存器图3-26 把梯形图看作继电器回路图六、梯形图的缺点七、应用实例图3-27 PLC设计应用步骤 图3-28 燃油炉示意图 图3-29 启动过程流程 图3-30 停止和异常状态监视流程图3-31 水位超限保护框图 表3-10 I/O点编号的分配图3

5、-32 SFC与STL指令 图3-33 采用步进指令编制的程序第三章第三章 开关量控制装置及应用开关量控制装置及应用第六节 顺序功能图结构及应用 一、SFC的思考方法图3-34 典型自动化系统框图二、应用规则和结构图3-35 SFC的基本图形图3-36 单序列结构图3-37 选择结构表3-11 多分支和并行结构的规则图3-38 当型循环结构图3-39 直到型循环结构图3-40 层次化图3-41 重复使用同一序列图3-42 宏观化图3-43 并行分割三、应用实例图3-44 SFC表达示例图3-45 SFC表达管理进程示例第三章第三章 开关量控制装置及应用开关量控制装置及应用第七节 顺序功能图结构

6、及应用 一、采用具有保持功能 指令或闩锁继电器指令的编程方法图3-46 采用具有保持功能的指令实现带循环的单序列 图3-47 采用具有保持功能的指令实现带循环的选择序列 图3-48 采用具有保持功能的指令实现带循环的并行序列 二、采用辅助继电器代替S状态寄存器的编程方法图3-49 采用辅助继电器实现带循环的单序列 图3-50 采用辅助继电器实现带循环的选择序列 图3-51 采用辅助继电器实现带循环的并行序列 三、采用辅助继电器代替S状态寄存器的方法实现带循环的并行序列图3-52 采用以转换条件为依据实现带循环的单序列 图3-53 采用以转换条件为依据实现带循环的选择序列 图3-54 采用以转换

7、条件为依据实现带循环的并行序列 四、采用移位寄存器的编程方法图3-55 采用移位寄存器的方法实现带循环的单序列 图3-1 报警线路 1KA1X11KA1HLX22KA11KA22KA23KA13KA22KA2HL2SB1SB3KAHA图3-2 联锁控制电路 M2M12#输料皮带1#输料皮带1FU1KM35 M1FRM11FR1KM11KM2SB1SB2FU2KM24 M2FRM22FR2KM14SB3SB1KM22KMQ图3-3 顺序启动线路 1FU1KM24 M1FR1MYV2SB1SB2FU2KM1-3 M2FR1SP1KA1HL1KM2KM1KM11FRP1KA2IKA12SP2KA2H

8、LP2KA12KA22FR2M图3-4 备用电源自动投入电路 1FU1KM132FU2KM131QK2QK2KM41KM1KM42KM1#电源2#电源至用电设备图3-5电动门控制电路 MK5K4K3QK2K1S7S5S3S6S4T闭锁K4K3K3K2K4K1闭锁K3K4K5L1 L2 L3NS3HRS8K3K4S4HGK1S1自动启动K7K2S2自动停止K8K6S3S4S5S6S4K6故障信号故障信号Q电动机保护开关（自动控制开关）；M三相交流电机；HR红色信号灯；HG绿色信号灯；T降压变压器；S1、S2开阀、关阀按钮；S3、S4开阀和关阀到位行程开关；S5、S6开阀和关阀方向力矩开关；S7温

9、度开关；K1、K2开阀和关阀中间继电器；K3、K4开阀和关阀接触器；K5热继电器；K6延时继电器；K7、K8开阀和关阀的自动/手动切换继电器的转换触点；AB 图3-6 高压用电动机控制电路 保护回路Q1.3K4K5.2(V)K5.3S1K1K2K6.3HGR1K6.4闪光信号K6.5K6.6HRR2K3S2S3K5.4Q1.2Q1.4K5.1(I)K8S2S1K2K3K6.8K6.1K6.2K6.7K7Q1.5Q1高压用控制电动机油断路器；Q1.1断路器Q1的合闸线圈（图中未画出）；Q1.2断路器Q1的分闸线圈；Q1.3、Q1.4、Q1.5表明断路器Q1状态的动开或动闭触电；S1、S2手动合闸

10、、分闸双联按钮；S3就地事故按钮；K1联锁合闸按钮；K2、K3程控装置来合闸、分闸双联触电；K4合闸接触器；K5.1、K5.2防跳跃继电器K5的电流线圈和电压线圈；K5.3、K5.4防跳跃继电器K5的触点；K6.1、K6.2双位继电器K6的启动线圈和复归线圈；K6.3K6.8双位继电器K6的触点；K7事故继电器；K8联锁分闸触点；HR红色信号灯；HG绿色信号灯；R1、R2不动作限流电阻图3-7 PLC的构成框图 图3-8 PLC扫描过程 图3-9 PLC用户程序工作过程 输入端子输出端子输入映像寄存器输出映像寄存器输出锁存电路X1Y1X2Y1X3Y2输入采样程序执行输出刷新读读读写图3-10

11、直流输入电路 CCOMLEDR2R1内部电路PLC24VDC图3-11 继电器输出单元 COMLEDR输出锁存器PLC负载内部电路图3-12 输入漏电流的处理 传感器输入电源PLC泄放电阻R图3-13 输出漏电流的处理 负载电源PLCCOMOUT泄放电阻R负载图3-14 输出冲击电流的处理 负 载 电 源PLCCOMOUT负 载 电 源PLCCOMOUT泄 放 电 阻R泄 放 电 阻R(a)(b)图3-15 感性负载的浪涌抑制器 图3-16 输出负载的抗干扰负载负载交流电源时：C：0.5F20%,min耐压：最小1500VR：5030%,0.5w直流电源时：选择一个二极管，其击穿电压和额定电流

12、取决于负载(a)(b)1KA1KA1S1S2SQ2KMX1X2Y1Y2X3Y1图3-17 继电器逻辑图（a）和梯形图（b） 图3-18 功能模块图示例 X1X2X3Y1Y2图3-19 功能块图的不同图例 &AND=ORNOT与门电路 或门电路 非门电路 图3-20 顺序功能图示例 步1步2步3动作（或命令）1动作（或命令）2转换条件1转换条件2图3-21 梯形图的构成和规则 I1Q1I5Q2I7I12I2I3I6I10I8I13I4I11I9Q3接点、线、线圈的粗线部表示ON状态图3-22 梯形图的实例 表3-2 触点的特性 类型符号动作a接点b接点正方向变化检测接点负方向变化检测接点XXXP

13、XNa接点ONOFFX10ON10OFFb接点X1100接点右接点右T1100接点右接点右T注：T：控制周期变化检测接点用于记忆接点左侧的状态表3-3 线圈的特性 图3-23 计时 图3-24 记忆 表3-4 顺序运算功能 顺序运算功能内 容1逻辑运算信号与、或、非及串行、并行的执行2输出把逻辑运算结果送到外部输出或内存3置位与复位只在信号变化时把输出置位（开）、复位（关）4移位把ON、OFF信号顺序送到移位寄存器5脉冲（微分）检测信号的上升沿、下降沿变化6主控制程序的块切换7计时根据计时器计时8计数由计数器记录信号变化的次数表3-5 数值运算功能数值运算功能内 容1四则运算加减乘除的固定小数

14、点或浮点小数的运算2加、减指定运算对象的内容加1或减13函数运算三角函数、对数、开方运算4PID运算模拟量数值化的比例（P）、积分（I）、微分（D）运算5求补运算二进制的正负数间的符号变换6比较运算判定数值间的大于、小于、等于7常数产生产生二进制数、十六进制数、BCD码8码制变换二进制数和BCD码变换图3-25 移位寄存器 图3-26 把梯形图看作继电器回路图时 2100634175891011101图3-27 PLC设计应用步骤 符合设计要求？确定控制任务和设计要求PC机型的选择控制流程的设计安装、配线等软件设计及调试联机调试交付使用调整软、硬件是否图3-28 燃油炉示意图 图3-29 启动

15、过程流程 图3-30 停止和异常状态监视流程 图3-31 水位超限保护框图 表3-10 I/O点编号的分配输入设备输入点编号输出设备输出点编号启动按钮X0燃油预热器接触器Y0停止按钮X1鼓风机接触器Y1蒸汽压力开关X2点火变压器接触器Y2水位上限开关X3瓦斯阀Y3水位下限开关X4喷油泵接触器Y4图3-32 SFC与STL指令 图3-33 采用步进指令编制的程序 控控制制装装置置控控制制对对象象（机机械械、传传感感器器、传传动动装装置置）操作者指令原材料指令报告报警产品图3-34 典型自动化系统框图 图3-35 SFC的基本图形03c命令A04d命令B命令A命令B(a)(b)图3-36 单序列结

16、构 图3-37 选择结构 表3-11 多分支和并行结构的规则 图3-38 当型循环结构图3-39 直到型循环结构 图3-40 层次化图3-41 重复使用同一序列图3-42 宏观化图3-43 并行分割 图3-44 SFC表达示例 图3-45 SFC表达管理进程示例 图3-46 采用具有保持功能的指令实现带循环的单序列 图3-47 采用具有保持功能的指令实现带循环的选择序列 图3-48 采用具有保持功能的指令实现带循环的并行序列 图3-49 采用辅助继电器实现带循环的单序列 图3-50 采用辅助继电器实现带循环的选择序列 图3-51 采用辅助继电器实现带循环的并行序列 图3-52 采用以转换条件为

17、依据实现带循环的单序列 图3-53 采用以转换条件为依据实现带循环的选择序列 图3-54 采用以转换条件为依据实现带循环的并行序列 图3-55 采用移位寄存器的方法实现带循环的单序列 微型机OMRON公司的公司的SP系列系列小型机OMRON公司的公司的CPM1A、CQM系列系列松下公司的松下公司的FP1系列系列中型机OMRON公司的公司的C200H西门子公司的西门子公司的S7-300大型机OMRON公司的公司的C1000H松下公司的松下公司的FP3COMRON公司的公司的2000H超大型机 美国美国GEGE公司的公司的90709070机，其点数可达机，其点数可达2400024000点，另外还点

18、，另外还有有80008000路的模拟量。路的模拟量。超小型PLCSPLC/uPLC 3入3出干接点式 交流输入式双极型晶体管式 晶闸管式如图所示，送料小车在限位开关X4处装料，20s后装料结束，开始右行，碰到X3后停下来卸料，25s后左行，碰到X4后又停下来装料，这样不停地循环工作，直到按下停止按钮X2。按钮X0和X1分别用来启动小车右行和左行。设小车在启动时是空车，按下左行启动按钮X1，Y1得电，小车开始左行，碰到左限位开关时，X4的常闭触点断开，使Y1失电，小车停止左行。X4的常开触点接通，使Y2和T0的线圈得电，开始装料和延时。20s后T0被复位。对右行和卸料过程的分析与上面的基本相同。

19、如果小车正在运行时按停止按钮X2，小车将停止运动，系统停止工作。表3-6 逻辑运算功能序号序号逻辑运算功能逻辑运算功能内容内容1AND数据对应位间的逻辑与2OR数据对应位间的逻辑或3Exclusive OR (XOR)数据对应间的异或数据不一致的检测4异或非数据对应间的异或的否定数据一致的检测5NOT数据各位的1和0的非表3-7 数据处理运算功能序号序号功能功能内容内容1传送把运算对象的内容（数据）传送给其他运算对象根据传送地点的不同，有输出、保存、设定等数据群的一次传送，同一数据的一次传送，1、0反转的否定传送2转移把数据群一次性向旧标号或者新编号移动3交换输入数据间两个数据的交换4检索从数

20、据群检索具有指定数据内容的对象编号，运算对象个数5计数记录数据中“1”的个数6译码把数值变换成位码7编码把位码变换成数值8置位、复位把位码变换成数值9分离使字数据变成4位一组的独立数据10结合使4位一组的数据结合成16位数据11FIFO先入先出，寄存器的读出和写入12移位字数据中位信息的左右移动13旋转字数据群的一次性左右移动14码交换英文数据的ASCII码变换及其逆变换表3-8 程序控制功能序号序号功能功能内容内容1转移把程序的执行移到指定的步骤编号2条件转移如果条件成立，则把程序的执行移往指定的步骤编号3调用子程序、返回转移到子程序，处理结束后返回4调用微机程序调用微处理器的机器语言程序5

21、循环在指定的程序区间按指定次数反复执行6切换主程序、子程序的切换7中断的许可与禁止中断许可与禁止的指令8结束宣告程序结束，进行内部处理按下启动按钮SB2,KM1、KM3、KT通电并自保，电动机接成Y型启动，2s后，KT动作，使KM3断电，KM2通电吸合，电动机接成型运行。按下停止按钮、SB1，电动机停止运行。SB1：I0.0 SB2：I0.1KM1：Q0.0 KM2：Q0.1KM3：Q0.2FR:I0.2按照梯形图语言中的语法规定简化和修改梯形图。为了简化电路，当多个线圈都受到某一串联电路控制时，可在梯形图中设置该电路控制的存储器的位，如M0.0。步进电机控制主要有三个重要参数，即转速、转过的角度和