可编程序控制器4(梯形图设计)讲解课件

1、第四章 梯形图设计 PLC原理及应用梯形图程序设计方法4.1 梯形图的基本电路4.2 定时器与计数器应用4.3 梯形图经验设计方法4.4 根据继电器电路图设计梯形图4.5 开关表法设计梯形图4.6 顺序控制设计方法与顺序功能图4.1 梯形图的基本电路一. 启停保持电路二. 连锁控制三. 步进顺序控制四. 集中分散控制五. 交流电机启、停、正反转一、启动，保持，停止关断优先二、连锁控制1、不能同时产生的运动2、一个运动为另一个运动的发生条件X1 运动1X5 X2 X4运动4 运动2 X3运动3X5三、步进顺序控制X00分散X01集中X1 总停 Y1 单机1X10 启动X11 停止 Y2 单机2X

2、20 启动X21 停止四、集中分散控制五、交流电机启、停、正反转1、减压启动380VACKM1LR2R1KM3KM2KM1KM2KM3五、交流电机启、停、正反转2.*/启动KM1LKM2KM3KM3KM2KM1五、交流电机启、停、正反转3、能耗制动380VACKM2KM1KM1MKM2R五、交流电机启、停、正反转4、按速度原则能耗制动KM1MKM3RKM2KM1 正转KM2 反转KM3 制动正转速度继电器反转速度继电器5、反接制动MKM2KM1五、交流电机启、停、正反转反转速度继电器正转速度继电器KM1 正转KM2 反转制动4.2 定时器与计数器应用1. 接通延时定时器2. 断开延时定时器4.

3、2 定时器与计数器应用1. 5s前， 读 =1,写 =12. 时间为5s的周期读 =1,写 =03. 5s后第一周期，读 =0,写 =14. 5s后第二周期，读 =1,写 =13. 脉冲电路4. 定时器与定时器的串接使用4.2 定时器与计数器应用5. 定时器与计数器的串接使用（长延时电路）4.2 定时器与计数器应用6. 计数器与计数器的串接使用4.2 定时器与计数器应用7. 可调占空比的脉冲发生器4.2 定时器与计数器应用T20Y20T214s2sM1启动5s后M2启动,M2启动5s,M3启动,M1停M3运行5s后M2停,M3运行10sM1启动，M3停如此循环8. 三台电机顺序启动M1M2M3

4、5s5s10s5s4.2 定时器与计数器应用4.2 定时器与计数器应用4.2 定时器与计数器应用4.3梯形图的经验设计方法在PLC发展初期，程序设计时在一些典型电路的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求下，不断修改和完善梯形图，反复调试和修改程序，增加辅助元件，最后得到一个满意的结果。1) I/O分配输入: 右行启动按钮SB1 X0 左行启动按钮SB2 X1 停止按钮SB3 X2 右端行程开关ST2 X3 左端行程开关ST1 X4输出： 右行接触器 Y0 左行接触器 Y1 装料电磁阀 Y2 卸料电磁阀 Y3 送料小车在限位开关x4处装料，10s后装料结束，开始右行，碰到x3后停下来卸料，1

5、5s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。4.3梯形图的经验设计方法2)经验发设计梯形图4.3梯形图的经验设计方法输入: 右行启动按钮SB1 X0 左行启动按钮SB2 X1 停止按钮SB3 X2 右端行程开关ST2 X3 左端行程开关ST1 X4 中间行程开关ST3 X5输出： 右行接触器 Y0 左行接触器 Y1 装料电磁阀 Y2 卸料电磁阀 Y3小车仍然在限位开关x4处装料，并在x5和x3处轮流卸料。小车在次工作循环中的两次右行都要碰到x5，第一次碰到它时停下卸料第二次碰到它时继续前进，因此应设置一个具有记忆功能的编程元件，区分是第一次还是第二次碰到x5。

6、4.3梯形图的经验设计方法4.3梯形图的经验设计方法4.4 根据继电器电路图设计梯形图设计步骤：了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械动作情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统工作原理确定PLC的输入输出负载，画出PLC的外部接线图建立继电器电路图中中间继电器、时间继电器与PLC元件的对应表根据上述对应关系设计梯形图注意事项：遵守梯形图语言的语法习惯尽量减少PLC的输入输出信号适当地设置中间单元外部负载与PLC的连接4.4 根据继电器电路图设计梯形图A+0=AA+B=B+AA=AA+1=1AB=BAA(A+B)=AA0=0(A+B)+C=A+(B+C)A+AB=AA1=A(AB) C=A(BC)

7、(A+B)(A+B)=AA+A=1A(B+C)=(AB)+(AC)AB+AB=AAA=0A+(BC)=(A+B) (A+C)A+AB=A+BA+A=AA+B=ABA(A+B)=ABAA=AAB=A+B1-4公理，56补定理，78重复定理，910交换定理，1112结合律，1314分配律，1516对偶定理，17二重非定理，1819吸收律， 2021合并律，2223消因律4.5 开关表法梯形图设计方法确认系统循环所需的的顺序步骤列表说明每一步骤的输入和输出的状态（开关表）辨识并加注输出变化的步骤构造输出布尔方程将布尔方程转化为梯形图4.5 开关表法梯形图设计方法PLC控制一条装配线的传送带，工作循环

8、如下：按下低速启动按钮，系统低速启动电机通电，低速运行然后按下高速启动按钮，系统高速启动电机通电，高速运行然后按下低速启动按钮，系统转入低速运行任何情况按下停止按钮，系统停止4.5 开关表法梯形图设计方法输入输出状态X1X2X0Y1Y2S0.停止状态000001.低速启动100102.低速运行000103.高速启动010014.高速运行00001 5.变速10010Y11=X1,Y10=Y2+X0 Y21=Y1X2,Y20=X1+X0Y1=(X1+Y1) (Y2+X0) = (X1+Y1) Y2 X0Y2=(Y1X2+Y2) (X1+X0) = (Y2+Y1 X2) X1 X014.5 开关表

9、法梯形图设计方法用经验法设计存在的问题:设计方法很难掌握，设计周期长。装置交付使用后维修困难。4.6 顺序控制设计方法与顺序功能图 顺序控制，是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。 顺序控制设计法又称步进控制设计法。 4.6 顺序控制设计方法与顺序功能图顺序控制设计法最基本的设计思路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（Step）,并用编程元件(S,M)来代表各步。步是根据输出量的状态变化来划分的，在任何一步内，各输出量的ON/OFF状态不变，但相邻两步输出量总的状态是不同的。(

10、P64图4.17)使系统进入下一步的的信号称为转换条件。顺序控制设计法的本质经验设计是试图用输入信号X直接控制输出信号Y。顺序控制设计法则是用输入量X控制代表各步的编程元件M（S），再用它们控制输出量Y。步是根据输出量Y的状态划分的，M(S)与Y之间的逻辑关系较简单顺序功能图概述顺序功能图（Sequential function chart）又叫做状态转移图或功能表图。顺序功能图主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作（或命令）组成顺序功能图示例引例: 如图所示台车自动往返系统工况示意图MSQ2(X2)SQ1(X1)SQ3(X3)前进(Y1)后退(Y2)SB(X0)启动MMMMMMMMMMMM

11、MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM 为编程的需要，设置输入、输出端口配置如表所示。 输入设备 端口号 输出设备 端口号 启动SB X00 电机正转 Y01 中限位SQ1 X01 电机反转 Y02 右限位SQ3 X03 左限位SQ2 X02 顺序功能图示例 流程图中的每一步，可用一个状态来表示，由此绘出图所示的台车流程图的顺序功能图。分配状态的元件如下：初始状态 S0 前进(工序一) S20后退(工序二) S21 延时(工序三) S22再前进(工序四) S23 再后退(工序五) S24 注意：虽然S20与S23、S21与S24，功能相同，但它们是顺序功能

12、图中的不同工序，也就是不同状态，故编号也不同。顺序功能图示例台车流程图的顺序功能图顺序功能图示例SBS20SQ1SQ2T0SQ3SQ2M8002X0X1S21X2S22S23X3S24X2Y1Y2Y2Y1T0K50Y1Y2Y2Y1S0有向连线转换转换条件步动作初始步 步用矩形方框表示步，方框中用数字或代表该步的编程元件的元件号作为步的编号。与步对应的动作或命令动作顺序动作的存储性 (1) 驱动负载。状态可以驱动M、Y、T、S等线圈。可以直接驱动和用置位SET指令驱动，也可以通过触点联锁条件来驱动。 (2) 指定转移的目的地。状态转移的目的地由连接状态之间的线段指定，线段所指向的状态即为指定转移

13、的目的地。步的功能 (3) 给出转移条件。状态转移的条件用连接两状态之间的线段上的短线来表示。当转移条件得到满足时，转移的状态被置位，而转移前的状态(转移源)自动复位。有向连线与转换条件有向连线转换：用有向连线上与有向连线垂直的短划线来表示，转换将相邻两步分隔开。转换条件：是与转换相关的逻辑命题，转换条件可以用文字语言、布尔代数表达式可图形符号标注在表示转换的短线的旁边。顺序功能图的基本结构 单序列 选择序列 并行序列顺序功能图中转换实现的基本规则转换实现条件:1）该转换所有的前一级步都是活动步。2）相应的转换条件得到满足。转换实现应完成的操作:1）使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续一步都变 为活动步。2）使所有由有向连线与相应转换符号相连的前一级步都变 为不活动步。绘制顺序功能图时的注意事项两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。两个转换也不能直接相连，必须用步将它们隔开。顺序功能图中的初始步一般对应于系统等待起动的初始状态，这一步是必不可少的。顺序功能图应有由步和有向连线组成的闭环。在单序列中，只有当某一步的前级步是活动步时，该步才有可能变成活动步。必须用初始化脉冲的常开触点作为转换条件，将初始步预置为活动步。选择并行分支与汇合顺