S7-200PLC教程第5章.ppt

1、第5章 数字量控制系统梯形图设计方法5.1 梯形图的经验设计法与继电器电路转换法5.1.1 梯形图的经验法设计法 1 启动、保持和停止 可编程控制器的基本逻辑控制功能是基于继电接触器控制系统而设计的，而控制功能的实现是由应用程序来完成的，而用户程序是由使用者根据可编程控制器生产厂家所提供的编程语言并结合所要实现的控制任务而设计的。梯形图便是诸多编程语言中较常用的一种类型，它是以图形符号及图形符号在图中的相互关系表示控制关系的编程语言，是从继电器电路图演变而来。,梯形图（b）称为启-保-停电路。这个名称主要来源于图中的自保持触点Q0.0。并联在 I0.0常开触点上的Q0.0常开触点的作用是当钮S

2、B1松开，输入继电器I0.0断开时，线圈Q0.0仍然能保持接通状态。工程中把这个触点叫做“自保持触点”。启-保-停电路是梯形图中最典型的单元，它包含了梯形图程序的全部要素。它们是： (1) 事件,每一个梯形图支路都针对一个事件。事件输出线圈（或功能框）表示，本例中为Q0.0。 (2)事件发生的条件, 梯形图支路中除了线圈外还有触点的组合，使线圈置1的条件既是事件发生的条件，本例中为起动按钮I0.0置 1 。 (3) 事件得以延续的条件, 触点组合中使线圈置1得以持久的条件。本例中为与I0.0并联的Q0.0的自保持触点。 (4) 使事件终止的条件, 触点组合中使线圈置0中断的条件。本例中为I0.

3、1的常闭触点断开。,2 应用可编程控制器实现异步电动机的Y/启动控制 （1） 继电器接触器实现的 Y/降压控制电路 由电机及拖动基础可知，三相交流异步电动机起动时电流较大，一般是额定电流的（ 5 7 ）倍。故对于功率较大的电动机，应采用降压起动方式， Y/ 降压起动是常用的方法之一。 起动时，定子绕组首先接成星形，待转速上升到接近额定转速时，再将定子绕组的接线换成三角形，电动机便进入全电压正常运行状态。图5-4（a），（b）为继电器接触器实现的 Y/降压控制电路。 它是根据起动过程中的时间变化，利用时间继电器来控制 Y/ 的换接的。由（ a）图知，工作时，首先合上刀开关QS，当接触器KM1及K

4、M2 接通时，电动机Y形起动。当接触器KM1及KM3接通时，电动机形运行。 线路中 KM2和KM3的常闭触点构成电气互锁，保证电动机绕组只能接成一种形式，即Y形或形，以防止同时连接成Y形及形而造成电源短路。,图5-4 异步电动机Y/降压起动控制电路图,（2）可编程控制器的硬件配置 本模块所需的硬件及输入/输出端口分配如下图所示。由图可见，本模块除可编程控制器(要增加输入输出点数)、SB1、SB2、FR之外还增添了两个接触器KM2、KM3，其中，SB1为起动按钮，SB2为停止按钮，FR为热继电器的常开触点，KM1为主电源接触器，KM3为形运行接触器，KM2为Y形起动接触器。,图5-5 异步电动机

5、Y/降压起动的PLC控制电路图,（3）软件设计本模块的软件设计除应用前述的部分基本指令及软元件之外，还新增软元件定时器T40。可编程控制的梯形图程序如下图所示。,图5-6 异步电动机Y/降压起动PLC控制的梯形图程序,工作过程分析如下：按下启动按钮 SB1 时，输入继电器I0.0的常开触点闭合，如果没有故障，输出继电器Q0.0接通，并通过Q0.0的常闭触点自锁，接触器KM 1 得电吸合，接着Q0.1接通，接触器KM2得电吸合，电动机在Y形接线方式下起动；同时定时器T40开始计时，延时8秒后T40 动作,使Q0.1断开，Q0.1断开后，KM2失电，使输出继电器Q0.2接通，接触器KM3得电，电动

6、机在形接线方式下运行。 若要使电动机停止，按下SB2按钮或过载保护（FR）动作，不论电动机是起动或运行情况下都可使输出继电器断开，电动机停止运行。,在梯形图中，将Q0.1和Q0.2的常闭触点分别与对方的线圈串联，可以保证它们不会同时为ON,因此KM2和KM3的线圈不会同时通电，这种安全措施是通过程序控制来实现的，这叫“程序互锁”。 但是程序互锁还只能保证PLC输出模块中与Q0.1和Q0.2相对应的硬件继电器的常开触点不会同时接通，由于控制电动机主回路的接触器在切换过程中电感的延时作用，可能会出现一个接触器的主触点还未断弧，另一个的主触点已经合上的现象，从而造成瞬间短路事故。这时可以在PLC的外

7、部输出回路中，将KM2和KM3的辅助常闭触点串联在对方接触器线圈的回路中（如图5-5所示）。这种安全措施叫做“硬件互锁”。,3. 应用可编程控制器实现异步电动机的正反转控制,4. 应用可编程控制器 实现异步电动机的正 反转控制,5.1.2 根据继电器电路图设计梯形图 液压动力滑台开始停在最左边，在自动模式,开关SA闭合。按下起动按钮SB1(I0.0)，YV11和YV2的线圈通电，快进；碰到中限位开关变为工进，YV2的线圈断电；碰到右限位开关暂停8s，YV11的线圈断电；时间到时快退，YV12的线圈通电；返回初始位置时YV12的线圈断电，停止运动。,注意事项 1. 应遵守梯形图语言中的语法规定

8、2适当分离继电器电路图中的某些电路。 3尽量减少PLC的输入信号和输出信号 4时间继电器的处理。 5设置中间单元。 6设立外部联锁电路。 7外部负载的额定电压。,5.2 顺序控制设计法与顺序功能图 5.2.1 顺序控制设计法 顺序控制设计法将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段（步，Step），用编程元件(例如M)来代表各步。划分步的原则。 5.2.2 步与动作 5.2.3 有向连线与转换,当系统正处于某一步所在的阶段时，该步处于活动状态，称该步为“活动步”。,5.2.4 顺序功能图的基本结构,5.2.5 顺序功能图中转换实现的基本规则 1转换实现的条件 (1) 该转换所有的前级步都是

9、活动步； (2) 相应的转换条件得到满足。 2. 转换实现应完成的操作 (1) 使该转换所有的后续步都变为活动步； (2) 使该转换所有的前级步都变为不活动步。 绘制顺序功能图的注意事项 (1) 两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。 (2) 两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。 (3) 初始步对应于系统等待起动的初始状态，初始步是必不可少的。 (4) 步和有向连线一般应组成闭环。 顺序控制设计法的本质,5.3 使用起保停电路的顺序控制梯形图编程方法 5.3.1 设计顺序控制梯形图的一些基本问题 1程序的基本结构 2执行自动程序的初始状态 3双线圈问题 4设计顺序控制程序的基本方法 用存储器位M来代表步，顺序控制程序分为控制电路和输出电路两部分。 5.3.2 单序列的编程方法 1控制电路的编程方法 起保停电路的起动电路只能接通一个扫描周期，必须