数字量控制系统梯形图设计方法演示文稿

数字量控制系统梯形图设计方法演示文稿目前一页\总数五十一页\编于二十一点提纲经验设计法顺序控制设计法与顺序功能图基于顺序功能图的梯形图设计方法目前二页\总数五十一页\编于二十一点继电器控制线路（上篇）转换法先设计继电器控制线路转换成梯形图语言起保停电路按下起动按钮（I0.0）后放开—自锁按下停止按钮（I0.1）后放开—停止5.1经验设计法图4-1a起保停电路I0.0I0.1Q0.0Q0.0目前三页\总数五十一页\编于二十一点4.1经验设计法起保停电路-置位复位指令可以用S指令和R指令来实现。图4-1b置位复位电路I0.0Q0.0I0.1Q0.1SR起保停电路与置位复位电路是后面要重点介绍的顺序控制设计法的基本电路在实际电路中，起动信号和停止信号可能由多个触点组成的串、并联电路提供。目前四页\总数五十一页\编于二十一点图4-2三相异步电动机的正反转控制电路右行左行停车4.1经验设计法目前五页\总数五十一页\编于二十一点L1L2L3FU1FU2KM1KM2SB2SB3SB1KM1KM2UVWQS松开SB1KM2KM1FRKM1KM2FRM3~SB3SB25.1经验设计法目前六页\总数五十一页\编于二十一点图4-3PLC的外部接线图将继电器电路转换为梯形图确定PLC的输入信号和输出信号。画PLC的外部接线图启动/停止一般使用常开按钮互锁使用常闭开关4.1经验设计法功能名触点(物理)I/O接口正转按钮SB2I0.0反转按钮SB3I0.1停止按钮SB1I0.2热继电器FRI0.2正转线圈KM1Q0.0反转线圈KM2Q0.1目前七页\总数五十一页\编于二十一点I0.0I0.1I0.2Q0.1Q0.0Q0.0I0.1I0.0I0.2Q0.0Q0.1Q0.1图4-4梯形图将继电器电路转换为梯形图控制线路图>>梯形图注意互锁环节4.1经验设计法目前八页\总数五十一页\编于二十一点拓展案例1： 按下右行起动按钮SB2或左行起动按钮SB3后，小车在两个限位开关之间不停地循环往返，按下停止按钮SB1后，电动机断电，小车停止运动。KM2Q0.1KM1Q0.0I0.3SQ1I0.4SQ24.1经验设计法目前九页\总数五十一页\编于二十一点拓展案例1：

4.1经验设计法I0.0I0.1I0.4I0.2Q0.0I0.3I0.1I0.0I0.3I0.2Q0.1Q0.0Q0.1Q0.0I0.4Q0.1图4-5PLC的外部接线图图4-6小车自动往返的梯形图KM2Q0.1KM1Q0.0I0.3SQ1I0.4SQ2目前十页\总数五十一页\编于二十一点拓展案例2： 小车开始时停在左边，左限位开关SQ1的常开触点闭合。要求按下列顺序控制小车： （1）按下右行起动按钮，小车开始右行。 （2）走到右限位开关处，小车停止运动，延时8s 后开始左行。 （3）回到左限位开关处，小车停止运动。4.1经验设计法KM2Q0.1KM1Q0.0I0.3SQ1I0.4SQ2目前十一页\总数五十一页\编于二十一点I0.0I0.1I0.4I0.2Q0.0I0.3I0.1I0.0I0.3I0.2Q0.1Q0.0Q0.1Q0.0M2.0Q0.1I0.4DB1TONTimeINQPTETT#8SM2.0图4-7梯形图4.1经验设计法目前十二页\总数五十一页\编于二十一点4.1经验设计法——总结将继电器电路转换为梯形图确定PLC的输入/和输出信号。画PLC的外部接线图启动/停止一般使用常开按钮互锁使用常闭开关控制线路图>>梯形图注意互锁环节I0.0I0.1I0.2Q0.1Q0.0Q0.0I0.1I0.0I0.2Q0.0Q0.1Q0.1功能名触点(物理)I/O接口正转按钮SB2I0.0反转按钮SB3I0.1停止按钮SB1I0.2热继电器FRI0.2正转线圈KM1Q0.0反转线圈KM2Q0.1目前十三页\总数五十一页\编于二十一点提纲经验设计法顺序控制设计法与顺序功能图基于顺序功能图的梯形图设计方法目前十四页\总数五十一页\编于二十一点4.2顺序控制设计法与顺序功能图动力头控制的顺序功能图目前十五页\总数五十一页\编于二十一点顺序控制设计法首先根据系统的工艺过程，画出顺序功能图然后根据顺序功能图编写梯形图程序。部分PLC提供了顺序功能图编程语言，用户在编程软件中生成顺序功能图后便完成了编程工作，如西门子S7-300/400PLC中的S7Graph编程语言。容易被初学者接受，对于有经验的工程师，也会提高设计的效率，程序的调试、修改和阅读也很方便。4.2顺序控制设计法与顺序功能图目前十六页\总数五十一页\编于二十一点4.2S7-1200的编程语言——国际标准IEC61131是PLC的国际标准，其中第三部分IEC61131-3是PLC的编程语言标准。IEC61131-3是世界上第一个，也是至今唯一的工业控制系统的编程语言标准。IEC61131-3的5种编程语言：指令表(InstructionList)结构文本(StructuredText,ST)梯形图(LadderDiagram,LD)功能块图(FunctionBlockDiagram,FBD)顺序功能图(SequentialFunctionChart,SFC)IEC-国际电工委员会，InternationalElectrotechnicalCommission目前十七页\总数五十一页\编于二十一点I0.3I0.1I0.2组合机床动力头运动示意图4.2顺序控制设计法与顺序功能图目前十八页\总数五十一页\编于二十一点步-Step将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，每个阶段称为步。

以输出的变化来划分阶段(步)4.2顺序控制设计法与顺序功能图目前十九页\总数五十一页\编于二十一点4.2顺序控制设计法与顺序功能图初始步步与步对应的动作/命令转换条件有向连线目前二十页\总数五十一页\编于二十一点

活动步当系统正处于某一步所在的阶段时，称该步处于活动状态，即该步为“活动步”通常通过编程元件的位状态(M)来表征步的状态。步处于活动状态时，执行相应的动作。与步对应的动作或命令系统每一步中输出的状态或者执行的操作标注为步对应的动作或命令，用矩形框中的文字或符号表示M0.0动作A动作BM0.0动作A动作B4.2顺序控制设计法与顺序功能图目前二十一页\总数五十一页\编于二十一点有向连线有向连线表明步的转换过程，即系统输出状态的变化过程有向连线的方向若是从上到下或从左至右，则有向连线上的箭头可以省略；否则应在有向连线上用箭头注明步的进展方向转换条件系统由当前步进入下一步的信号外部输入信号，如按钮，开关的变化PLC内部的信号，如定时器、计数器等多个信号的逻辑组合(P79，图4-11)4.2顺序控制设计法与顺序功能图目前二十二页\总数五十一页\编于二十一点顺序功能图的基本结构单序列选择序列并列序列4.2顺序控制设计法与顺序功能图目前二十三页\总数五十一页\编于二十一点绘制顺序功能图的基本规则1．转换实现的条件在顺序功能图中，步的活动状态的进展是由转换的实现来完成的。转换实现必须同时满足两个条件：

(1)该转换所有的前级步都是活动步；

(2)相应的转换条件得到满足。4.2顺序控制设计法与顺序功能图目前二十四页\总数五十一页\编于二十一点2．转换实现应完成的操作转换实现时应完成以下两个操作：（1）使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步；（2）使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。4.2顺序控制设计法与顺序功能图绘制顺序功能图的基本规则目前二十五页\总数五十一页\编于二十一点绘制顺序功能图的注意事项（1）顺序功能图中两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开；（2）顺序功能图中的初始步一般对应于系统等待启动的初始状态，不要遗漏这一步；（3）实际控制系统应能多次重复执行同一工艺过程，因此在顺序功能图中一般应有由步和有向连线组成的闭环回路，即在完成一次工艺过程的全部操作之后，应该根据工艺要求返回到初始步或下一工作周期开始运行的第一步；（4）在顺序功能图中，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。4.2顺序控制设计法与顺序功能图目前二十六页\总数五十一页\编于二十一点提纲经验设计法顺序控制设计法与顺序功能图基于顺序功能图的梯形图设计方法目前二十七页\总数五十一页\编于二十一点I0.0启动，快速移动I0.1触发后，进入工速I0.2触发后，停止并退回起点(I0.3)4.3基于顺序功能图的梯形图设计方法I0.3I0.1I0.2组合机床动力头运动示意图起保停电路置位复位指令目前二十八页\总数五十一页\编于二十一点4.3基于顺序功能图的梯形图设计方法——起保停编程转换示例M0.1(步序标志位)进入M0.1的转换条件保持M0.1为活动步M0.2激活时，M0.1不活动目前二十九页\总数五十一页\编于二十一点4.3基于顺序功能图的梯形图设计方法——起保停编程转换示例目前三十页\总数五十一页\编于二十一点4.3基于顺序功能图的梯形图设计方法——起保停起始步编程转换示例初始化标志位目前三十一页\总数五十一页\编于二十一点4.3基于顺序功能图的梯形图设计方法——起保停编程转换示例——动作(输出)由步序标志位(保存"步"的状态)统一控制输出目前三十二页\总数五十一页\编于二十一点转换条件控制步序标志部分步序标志实现输出部分优点程序结构清晰便于调试和维护4.3基于顺序功能图的梯形图设计方法——起保停目前三十三页\总数五十一页\编于二十一点I0.0启动，快速移动I0.1触发后，进入工速I0.2触发后，停止并退回起点(I0.3)4.3基于顺序功能图的梯形图设计方法I0.3I0.1I0.2组合机床动力头运动示意图起保停电路置位复位指令目前三十四页\总数五十一页\编于二十一点4.3基于顺序功能图的梯形图设计方法——置位/复位编程转换示例M0.1(步序标志位)进入M0.1的转换条件置位指令保持M0.1为活动步将M0.0复位(不活动)时间顺序更直观目前三十五页\总数五十一页\编于二十一点4.3基于顺序功能图的梯形图设计方法——置位/复位起始步编程转换示例步序标志位清0目前三十六页\总数五十一页\编于二十一点4.3基于顺序功能图的梯形图设计方法——置位/复位编程转换示例——动作(输出)由步序标志位(保存"步"的状态)统一控制输出与采用起保停电路相同目前三十七页\总数五十一页\编于二十一点4.3基于顺序功能图的梯形图设计方法——置位/复位目前三十八页\总数五十一页\编于二十一点谢谢！目前三十九页\总数五十一页\编于二十一点目前四十页\总数五十一页\编于二十一点拓展示例目前四十一页\总数五十一页\编于二十一点拓展示例目前四十二页\总数五十一页\编于二十一点目前四十三页\总数五十一页\编于二十一点目前四十四页\总数五十一页\编于二十一点目前四十五页\总数五十一页\编于二十一点目前四十六页\总数五十一页\编于二十一点目前四十七页\总数五十一页\编于二十一点

在控制右行的Q0.0的线圈回路中串联了I0.4的常闭触点，小车走到右限位开关SQ2处时，I0.4的常闭触点断开，使Q0.0的线圈断电，小车停止右行。同时I0.4的常开触点闭合，定时器TON的IN输入为1状态，开始定时。8s后定时时间到，用定时器的Q输出端控制的M2.0的常开触点闭合，使Q0.1的线圈通电并自保持，小车开始左行。离开限位开关SQ2后，I0.4的常开触点断开，定时器因为其IN输入变为0状态而被复位。小车运行到左边的起始点时，左限位开关SQ1的常开触点闭合，I0.3的常闭触点断开，使Q0.1的线圈断电，小车停止运动。

目前四十八页\总数五十一页\编于二十一点

画出PLC的外部接线图后，可以将继电器电路图“翻译”为梯形图。

图4-4中的梯形图将控制Q0.0和Q0.1的两个起保停电路分离开来，虽然多用了两个常闭触点，但是避免了使用与局域数据位有关的指令。此外，将各线圈的控制电路分离开后，电路的逻辑关系也比较清晰。随然多用了一个I0.2的常闭触点，但是并不会增加硬件成本。

图4-4中使用了Q0.0和