第五章-梯形图程序的设计方法

第五章梯形图程序的设计方法5-1梯形图设计基本规则与技巧一、基本规则注意几点：(1)线圈位置；(2)串接和并接多的电路处理；(3)双线圈处理；**(4)常闭接点处理。a.停止按钮；b.热继电器常闭接点好不好串接和并接多的电路处理双线圈问题X0Y0X1Y0X0Y0X1第五章梯形图程序的设计方法

5-2梯形图的基本电路

X1X2Y1Y1一、起动、保持和停止电路（起保停）X1X2Y1FU5-2梯形图的基本电路二、三相异步电动机正反转控制电路(具有电气连锁）1.继电逻辑控制线路KM2SB1SB3KHQFRM3

~SB2KM1KM2KM1KM2KM1KM2KM15-2梯形图的基本电路2.PLC控制硬件接线图X0Y0X1Y1X2COMCOM1SB1SB2SB3KM1KM2KM2KM1FR负载电源正转启动反转启动停止5-2梯形图的基本电路3.梯形图设计

X0X2X1Y1Y0Y0

X1X2X0Y0Y1Y1正转反转三、定时器和计数器的应用程序RSTC0

X2T0T0K600

X2

T0C0K60

C0Y0X2Y01h定时范围的扩展5-2梯形图的基本电路三、定时器和计数器的应用程序闪烁电路

X0T1T0K20

T0T1

K30Y0X0T0T1Y0

2S3S2S3S2S三、定时器和计数器的应用程序接通/断开延时电路

Y1X0T1K70

T0T1Y1

X0T0K90Y1X0Y1

T0的常开触点T1的常开触点9S7S四、常闭触点输入信号的处理X0X1COMPLCX0X1COMPLC

X0X1Y1Y1

X0X1Y1Y1五.其它PLC控制基本电路

---------（硬件及其梯图控制程序设计)两台电机顺序起动连锁控制线路自动限位控制线路自动循环控制线路减压起动控制线路反接制动、双速电机变速（P176-182)5-3梯形图的经验设计法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，不断修改和完善梯形图，多次反复调试和修改梯形图的设计方法。特点（1）具有试探性和随意性（2）最后的结果不是唯一的（3）设计所用的时间和质量因设计者的经验而异

1、设计实例一送料小车在限位开关X4处装料，10S后结束然后右行，碰到X3后停下来卸料，15S后左行，碰到X4后，又停下来装料，这样不停地循环工作，直到按下停机按钮。Y0右行Y1左行X4X3

1、设计实例一X0X1X2X3Y1Y0X1X0X2X4Y0Y1T0Y0T1Y1X4Y2X3Y3T0K100T1K150右行左行装料卸料送料小车自动控制系统的梯形图设计

2、设计实例二两处卸料的小车自动控制系统梯形图的设计Y0右行Y1左行X4X3X5I/O定义X0-右行X1-左行X2-停止X3-右限X4-左限1X5-左限2T0-T1-M100-Y0-Y1-Y2-Y3-两处卸料小车的自动控制系统梯形图设计X1X0X2X4Y0Y1卸料X0X5X1X2X3Y1Y0T0Y0T1Y1右行左行X4Y2X3Y3T0K100装料T1K150M100Y1Y0

X5Y1X3M100

M100

5-4根据继电器电路设计梯形图方法原先使用的继电器控制系统经过长期的使用和考验，已经被证明是符合控制要求的系统。因此，可以根据继电器电路图来设计梯形图。在运用该方法设计时应注意，继电器是并行工作的，而PLC是串行工作的。

在分析和设计梯形图时可以将输入继电器的触点想象成对应的外部输入器件的触点或电路，将输出继电器的线圈想象成对应的外部负载的线圈。外部负载的线圈除了受梯形图的控制外，还可能受到外部触点的控制。5-4根据继电器电路设计梯形图方法步骤：（1）了解被控设备的工艺过程和机械的动作情况，根据继电器的电路图分析和掌握控制系统的工作原理（2）确定PLC的输入信号和输出负载，画出PLC的外部接线图继电器电路图中的交流接触器和电磁阀等执行机构用PLC的输出继电器来控制，它们的线圈接在PLC的输出端。按钮、控制开光、限位开关、接近开关等用来给PLC提供控制命令和反馈信号，它们的触点接在PLC的输出端。继电器电路图中的继电器和时间继电器的功能用PLC内部的辅助继电器和定时器完成，他们与PLC的输入继电器和输出继电器无关。画出PLC的外部接线图后，同时也确定了PLC的各输入信号和输出负载对应的输入继电器和输出继电器的元件号。（3）确定与继电器电路图的时间继电器、中间继电器对应的梯形图中的辅助继电器和定时器的元件号第2步和第3步建立了继电器电路图中的元件和梯形图中的元件的对应关系，为梯形图的设计打下基础。（4）根据上述对应关系画出梯形图程序1HKTAZQAZFJZZJ2HKZZJZFJFQAZZJZFJ

1ZPK1JPK

ZDCZZJ

SJZFJ

TASDJ1ZPKSDJ

2ZPK

ZSAZFCZZC1JPKZZCZFC

ZDC

FSA

ZZCZFC

SDJ

SJ2DSC1DSC

SJ1DSC2DSCZZJZFJ主轴正转主轴反转主轴制动主轴正转主轴反转主轴低速主轴高速2JPKGSK正转启动反转启动反转点动正转点动继电器控制电路图X0COM1X1COM2X2X3X4X5Y0X6Y1X7Y2Y3X10Y4COM正转起动反转起动正转点动反转点动主轴停止速度继电器速度变换主轴速度变换进给速度变换接通高速ZQAFQAZSAFSATASDJ1ZPK2ZPK2ZPK2JPKGSKFX0S---30MR2HK1HKRJZZCZFCZFCZZC1DSC2DSC2DSC1DSCZDC主轴正转主轴反转主轴低速主轴高速主轴制动返回

X0X4M201M200主轴正转M200

X1X4M200M201主轴反转

M201M200X4X6Y4主轴制动、M201X10T0K50梯形图X4X6Y0Y1Y4X2X5X5Y4X3M202M202M202M202M200X4Y1Y0X7M200M201X4Y0Y1X5T0Y3Y2T0Y2Y3主轴正转主轴反转主轴低速主轴高速速度变换返回在将继电器电路图转换为梯形图时，应注意以下问题：（1）设计梯形图的基本原则继电器电路时一种纯硬件电路，为了节约硬件成本，设计的基本原则是尽量少用元件和触点。而梯形图是一种软件，是PLC的程序，编程时如果多用一些梯形图的辅助元件（如M、T、C等）和触点，不会增加成本，对系统的运行速度几乎没有影响。因此在设计梯形图时应力求结构清晰，易于理解。（2）分离交织在一起的电路（3）中间单元的设置若多个线圈都受到某一触点串并联电路的复杂电路的控制，为了简化电路，在梯形图中可以设置用该电路控制的辅助继电器来控制以后各步的线圈。（4）尽量减少PLC的输入信号和输出信号PLC的价格与I/O点数有关，减少输入/输出信号的点数是降低成本的主要措施。减少输入/输出信号的点数的方法在后面将做出详细的介绍。（5）软件互锁与硬件互锁在前面例子的梯形图中，正转/反转、低速/高速之间都设有软件互锁，而在PLC的接口电路中也设置了硬件互锁。这样就可以实现两个运动的相互约束。（6）梯形图电路的优化设计为了减少语句表指令条数，在串联电路中，单个触点应放在电路的右边，在并联电路中，单个触点要放在电路块的最下面。减少输入点的办法：①某些具有相同性能和功能的输入触点可以串联或并联后再输入PLC，这样它们只占用PLC的一个输入点。②某些功能比较简单，与系统控制部分关系不大的输入信号可放在PLC之外，如用于过载保护的热继电器。③若系统具有两种不同的工作方式，这两种工作方式又不会同时出现，一种方式工作时使用的输入点，在另一种方式是不会被使用，那么这个输入点可以被另一种方式工作时使用，即分时复用，如手动/自动。5-5梯形图的顺序控制设计法一、用经验设计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。二、顺序控制设计法的基本思想所谓顺序控制，就是按照生产工艺要求，在输入信号的作用下，根据内部的状态和时间顺序控制生产过程有序地进行。使用顺序控制设计法师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画出梯形图。顺序功能图是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，也是设计PLC控制程序的有力工具。顺序功能图主要由步、有向线段、转换、转换条件和动作（或命令）组成。5-5梯形图的顺序控制设计法二、顺序控制设计法的基本思想步转换转换条件有向线段动作或命令将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段STEP使系统由前级步进入下一步的信号称为转换条件每一步所完成的工作M1M2M3M4M8002X1·X3T0X2T1X1动作初始步转换条件转换步Y2T0Y1Y3T1Y0有向连线右行M0装料卸料X3T0X2T1M0.X1M1.Y2M2.Y1M3.Y3M4.Y08s10sY1Y0料斗Y2X2X1卸料处装料处送料小车开始停在右侧限位开关X1处，按下启动按钮X3，Y2变为ON，打开储料斗的闸门，开始装料，同时用定时器T0定时，8s后关闭储料斗的闸门，Y2变为OFF，Y1变为ON，开始左行；碰到限位开关X2后停下来卸料，Y1变为OFF，Y3变为ON，同时定时器T1定时；10s后Y3变为OFF，Y0变为ON，开始右行，碰到限位开关X1后返回初始状态，Y0变为OFF，小车停止运行。根据Y0-Y3的ON/OFF状态的变化，显然一个工作周期可以分为装料、左行、卸料和右行这4步，另外还设有等待启动的初始步，分别用M0-M4来代表这5步。左上角是小车的空间示意图；左下部分是有关编程元件的时序图；右边是描述系统的顺序功能图，图中用矩形框表示步，框中可用数字表示该步的编号，一般用该步的编程元件的元件号作为步的编号，例如M0等。初始步是与系统初始状态相对应的步，一般是系统等待启动命令的相对静止的状态。初始步用双线方框表示，每一个顺序功能图至少应有一个初始步。当系统正处于某一步所在的阶段是，该步处于活动状态，称该步为活动步。步处于活动状态是，相应的动作被执行；处于不活动状态时，相应的非存储型动作被停止执行。注意：在顺序功能图中一定要分清哪些动作是存储型的，哪些动作是非存储型的。

5-5梯形图的顺序控制设计法二、顺序控制设计法的基本思想梯形图XY经验设计法控制电路XY输出电路顺序控制设计法5-6顺序控制设计中的功能表图绘制又叫做状态转移图或顺序功能图，它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形。功能表图（FunctionChart）M200M201M202M203Y0Y1Y1Y2M8002X0X1X2X3一、概述举例X3X1X2快进工进快退工作时序图

M8002X0X1X2X3初始快进工进快退初始M200M201M202M203Y0Y1Y25-6顺序控制设计中的功能表图绘制二、顺序功能图的基本结构345de单序列51196defmnp51196选择序列单序列有一系列的相继激活的步组成，每一步的后面仅有一个转换，每一个转换的后面只有一个步。选择序列的开始为分支，转换符号只能标在转换符号之下。如果步5是活动步，并且转换条件d=1，将发生步5—步6的进展。如果e=1,则有步5—步9的进展。在选择序列中各序列是相互排斥的，其中的任何两个序列波都不允许同时执行。选择序列的结束成为合并，几个选择序列合并到一个公共序列时，用需要重新组合的序列相同数量的转换符号和水平连线来表示。转换符号只允许标在水平连线上。如果步6是活动步，并且转换条件m=1,将发生步6—步5的进展；如果步11是活动步且转换条件p=1,则会发生步11—步5的进展。5-6顺序控制设计中的功能表图绘制二、顺序功能图的基本结构5119651196de并行序列并行序列的开始称为分支，当转换的实现导致几个序列同时激活时，这些序列称为并行序列。当步5是活动步，且e=1时，步6、步9和步11同时变为活动步，同时步5变为不活动步。为了强调转换的同步实现，水平线采用双线表示。步6、步9和步11被同时激活后，每个序列中活动步的进展将是独利的。在表示同步的水平双线之上，只允许有一个转换符号。并行序列用来表示系统的几个同时工作的独立部分的工作情况。并行序列的结束称为合并，在表示同步的水平双线之下，只允许有一个转换符号。当直接连在双线上的所有前级步（步6、步9和步11）都处于活动状态，并且转换条件d=1时，才会发生步6、步9和步11到步5的进展，即步6、步9和步11同时变为不活动步，而步5变为活动步。5-6顺序控制设计中的功能表图绘制二、顺序功能图的基本结构2.12.22.3dc2.42.5bdfga2ag子步5-6顺序控制设计中的功能表图绘制二、顺序功能图的基本结构举例钻孔卸工件返回返回装工件返回这是一个三工位钻床的工作台的俯视图三个工位分别完成：（1）送料(装工件）（2）钻孔