开关量控制系统梯形图.ppt

1、1,2,方法一,3,方法二,4,4.1梯形图的经验设计法 4.2根据继电器电路图设计梯形图的方法 4.3顺序控制设计法与顺序功能图,本章主要内容,第四章 开关量控制系统梯形图程序设计方法,5,本章学习要求,学习要求： 1、熟练掌握经验法设计梯形图，特别是时序控制系统梯形图设计法； 2、熟练掌握顺序控制设计法即顺序功能图设计法。 3、了解根据继电器原理图设计梯形图 重点、难点内容： 1、利用梯形图的经验设计法进行中等复杂程度的实际控制要求，特别是时序逻辑电路和软硬件互锁的应用； 2、能够熟练的根据控制要求画出其顺序功能图。,6,4.1梯形图的经验设计法 4.2根据继电器电路图设计梯形图的方法 4

2、.3顺序控制设计法与顺序功能图,本章主要内容,第四章 开关量控制系统梯形图程序设计方法,7,4.1梯形图的经验设计法,1基本方法 经验法是在一些典型电路的基础上，根据控制系统的具体要求，经过多次反复地调试、修改和完善，最后才能得到一个较为满意的结果。用经验法设计时，可以参考一些基本电路的梯形图或以往的一些编程经验。,8,4.1梯形图的经验设计法,2设计步骤 （1）在准确了解控制要求后，合理地为控制系统中的信号分配I/O接口，并画出I/O分配图 （2）对于一些控制要求比较简单的输出信号，可直接写出它们的控制条件，依起保停电路的编程方法完成相应输出信号的编程；对于控制条件较复杂的输出信号，可借助辅

3、助继电器来编程。 对于较复杂的控制，要正确分析控制要求，确定各输出信号的关键控制点。在以空间位置为主的控制中，关键点为引起输出信号状态改变的位置点；在以时间为主的控制中，关键点为引起输出信号状态改变的时间点。,9,4.1梯形图的经验设计法,确定了关键点后，用起保停电路的编程方法或基本电路的梯形图，画出各输出信号的梯形图。 （3）在完成关键点梯形图的基础上，针对系统的控制要求，画出其他输出信号的梯形图。 （4）在此基础上，审查以上梯形图，更正错误，补充遗漏的功能，进行最后的优化。,10,4.1梯形图的经验设计法,3经验法的应用实例一互锁 用经验法设计三相异步电动机正反转控制的梯形图。 控制要求为

4、：若按正转按钮SB2，正转接触器KM1得电，电动机正转；若按反转按钮SB3，反转接触器KM2得电，电动机反转；若按停止按钮SB1或热继电器动作，正转接触器KM1或反转接触器KM2失电，电动机停止。,11,4.1梯形图的经验设计法,12,解：（1）根据以上控制要求，可画出其I/O分配图，如下图：,220V ,SB1,SB2,SB3,FR,X0,X1,X2,X3,Y0,Y1,COM,COM,KM1,FU3,KM2,4.1梯形图的经验设计法,13,（2）根据控制要求编写梯形图： 正转接触器KM1得电的条件、失电的条件； 反转接触器KM2得电的条件、失电的条件。 因此，可用两个起保停电路叠加,4.1梯

5、形图的经验设计法,14,4.1梯形图的经验设计法,15,4.1梯形图的经验设计法,讨论： 1、梯形图中的按钮互锁 2、外部接线图中的硬件互锁 3、热继电器的联接,16,4.1梯形图的经验设计法,线圈前增加对方的常闭触点作电气软互锁。,17,I/O分配图，如下图：,4.1梯形图的经验设计法,18,I/O分配图，如下图：,4.1梯形图的经验设计法,1、手动复位热继电器 2、自动复位热继电器,19,另外，可用SET、RST指令进行编程，若按正转按钮X1，正转接触器Y1置位并自保持；若按反转按钮X2，反转接触器Y2置位并自保持；在此基础上再增加对方的常闭触点作电气软互锁。,4.1梯形图的经验设计法,2

6、0,4.1梯形图的经验设计法,21,4.1梯形图的经验设计法,4经验法的应用实例二 用经验法设计钻削加工时刀架的运动梯形图。 控制要求为：刀架开始时在限位开关X4处，按下启动按钮X0，刀架左行，开始钻削加工，到达限位开关X3所在位置时停止进给，钻头继续转动，进行无进给切削，6s后定时器T0的定时时间到，刀架自动返回起始位置。,22,刀架,Y0,Y1,X3,X4,初始位置：X4 1、钻削加工 2、无进给切削 3、返回起始位置,23,解：（1）根据以上控制要求，可画出其I/O分配图，如下图：,4.1梯形图的经验设计法,进给,返回,24,（2）分析控制要求：刀架开始在限位开关X4处 刀架左行即进给的

7、条件：按下启动按钮X0 进给停止的条件：到达限位开关X3或按下停止按钮X2 刀架返回的条件： 无进给切削停止即6s后或按下返回启动按钮X1 返回停止的条件：到达限位开关X4，或按下停止按钮X2,4.1梯形图的经验设计法,25,4.1梯形图的经验设计法,26,T0：无进给切削时间，是从刀架到达左限位开关X3处时开始计时10s (2) 过载保护X10,4.1梯形图的经验设计法,优化梯形图： 按钮互锁： Y0与Y1 的互锁，刀架不会同时左行和右行；X0与X1的互锁，实现进给和返回间控制,27,按照PLC的外部接线图全为常开触点设计梯形图,4.1梯形图的经验设计法,如果配线图中的热继电器的常闭触点接到

8、PLC的输入端，梯形图如何？,28,本节小结,小结：熟练掌握基本电路的梯形图在实际开关量逻辑控制梯形图中的应用，即运用经验法进行梯形图的编辑。特别是时序逻辑电路和软硬件互锁的应用,习题：P62：1，3, 5,29,The End,30,4.2根据继电器电路图设计梯形图的方法,继电器 电路图,PLC外部 接线图,梯形图,继电控制系统的正确性，与PLC原理的相似性,PLC控制箱：外部接线图描述外部接线，梯形图是内部电路图，梯形图中的输入、输出继电器是“接口继电器”,31,2设计步骤 （1）了解和掌握被控设备的工作原理、工艺过程和机械动作情况。 （2）确定PLC的输入信号和输出负载，画出PLC的外部

9、接线图。,4.2根据继电器电路图设计梯形图的方法,（2）确定PLC的输入信号和输出负载，画出PLC的外部接线图。,按钮、操作开关、行程开关、压力继电器等触点接在PLC的输入端； 交流接触器和电磁阀等执行机构用PLC的输出继电器控制。 继电器电路图的中间继电器、时间继电器对应的梯形图中的辅助继电器（M）和定时器（T）。,PLC的外部输入电路中可以接常开触点或常闭触点，也可以接触点组成的串并联电路,32,2设计步骤 （1）了解和掌握被控设备的工作原理、工艺过程和机械动作情况。 （2）确定PLC的输入信号和输出负载，画出PLC的外部接线图。 （3）根据上述对应关系画出PLC的梯形图。 （4）根据被控

10、设备的工艺过程和机械的动作情况以及梯形图编程的基本规则，优化梯形图，使梯形图既符合控制要求，又具有合理性、条理性和可靠性。,4.2根据继电器电路图设计梯形图的方法,33,3转换法的应用实例 试将该继电器电路图转换为功能相同的PLC的外部接线图和梯形图。,4.2根据继电器电路图设计梯形图的方法,34,三相异步电动机正反转控制的继电器电路图,(1)熟悉电动机的正反转控制电路,35,(2)PLC输入输出(I/O)点的确定与分配,36,(3)PLC控制电动机外部接线图,37,(4)电动机正反转的继电器电路图所对应的梯形图：,38,(5)根据梯形图的编程规则优化梯形图：,39,(5)根据梯形图的编程规则

11、优化梯形图：,40,根据继电器电路图设计PLC外部接线图和梯形图时的注意事项,应遵守梯形图语言中的语言规定 设置中间单元、分离复杂电路 尽量减少PLC的输入信号和输出信号 设置软件和硬件自锁 注意外部负载的电源匹配。,梯形图的优化、热继电器过载信号处理等。,41,本节小结,小结：了解根据继电器原理图到梯形图的转换方法。,习题：无,42,The End,43,用经验法设计存在的问题 顺序控制设计法,4.2梯形图的顺序控制设计法,44,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。,45,顺序控制设计法,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

12、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。,46,电动机循环正反转控制， 其控制要求为：电动机正转3s，暂停2s，反转3s，暂停2s，如此循环5个周期，然后自动停止；运行中，可按停止按钮停止，热继电器动作也应停止。,电动机循环正反转控制实际上是一个顺序控制。 整个控制过程可分为如下6个工序（也叫阶段）：复位、正转、暂停、反转、暂停、计数；,顺序控制设计法,47,(1)每个阶段又分别完成如下的工作（也叫动作）：初始复位、停止复位、热保护复位，正转、延时，暂停、延时，反转、延时，暂停、延时，计数； (2)各个阶段之间只要条件成立

13、就可以过渡（也叫转移）到下一阶段。,电动机循环正反转控制的工作流程图,48,顺序控制设计法,顺序控制设计法最基本的思路 顺序功能图,49,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。,顺序控制设计法最基本的设计思路,50,概述 顺序功能图的基本结构 顺序控制设计法的本质 顺序功能图中转换实现的基本规则 绘制顺序功能图时的注意事项,顺序功能图,51,顺序功能图概述,顺序功能图（Sequential function char

14、t）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,52,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。,初始步 与步对应的动作或命令 活动步,步,53,与步对应的动作或命令,54,步,动作,有向连线与转换条件,55,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、布尔代数表达式或图形符号标注在表示转换的短线的旁边。,56,顺序功能图的基本结构,单序列 选择序列 并行序列 举例,57,顺序功能图例,58,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，再用它们控制输出量Y。 步是根据输出量Y的状态划分的。,顺序控制设计法的本质,59,顺序功能图中转换实现的基本规则,转换实现条件（两个） 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。 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。,60,绘制顺序功能图时的注意事