可编程控制器应用.ppt

1、后一页,返回,可编程控制器原理与应用,后一页,返回,第3章 西门子小型可编程控制器S7-200,3.3.8使用起保停电路设计顺序控制梯形图方法,返回,后一页,前一页,这样编程方法很容易掌握，用它可以迅速地设计出任意复杂的数字量控制系统的梯形图。它使用有记忆功能的电路（起保停电路）来控制代表步的存储器位。 根据顺序功能图，使用起保停电路设计梯形图时,可以用存储器位M来代表步。某一步为活动步时,对应的存储器位为1,某一转换实现时,该转换的后续步变为活动步,前级步变为不活动步。对应顺序功能图中的每一步都由一段起保停梯形图程序与之对应，可把这当成“公式”(图3.58) ，把所有步都写完了，程序就编完了

2、。,返回,后一页,前一页,1. 单序列的编程方法 起保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令，任何一种可编程序控制器的指令系统都有这一类指令，因此这是一种通用的编程方法，可以用于任意型号的PLC。图3.59是顺序功能图。工作期间可以分为3步，分别用M0.1 M0.2、M0.3来代表这3步，另外还应设置用M0.0来代表的等待起动的初始步。,返回,后一页,前一页,返回,后一页,前一页,起动按钮I0.1和行程开关I0.2、I0.3、I0.4的常开触点是各步之间的转换条件。 设计起保停电路的关键是找出它的起动条件和停止条件。根据转换实现的基本规则，转换实现的条件是它的前级步为活动步并且满足相应的转换条件

3、。步M0.1变为活动步的条件是步M0.0为活动步，且二者之间的转换条件I0.1=1。在起保停电路中，则应将代表前级步的M0.0的常开触点和代表转换条件的I0.1的常开触点串联后，作为控制M0.1的起动电路。 当M0.1和I0.2的常开触点均闭合时，步M0.2变为活动步，这时步M0.1应变为不活动步，因此可以将M0.2=1作为使存储器位M0.1变为OFF的条件，即将M0.2的常闭触点与M0.1的线圈串联。,返回,后一页,前一页,上述的逻辑关系可以用逻辑代数式表示为： M0.1=(M0.0 * I0.0+M0.1) M0.2 根据上述的编程方法和顺序功能图，很容易画出梯形图。以初始步M0.0为例，

4、由顺序功能图可知，M0.3是它的前级步，二者之间的转换条件为I0.4的常开触点。所以应将M0.3和I0.4的常开触点串联，作为M0.0的起动电路。可编程序控制器开始运行时应将M0.0置为1，否则系统无法工作，故将仅在第一个扫描周期接通的SM0.1的常开触点与起动电路并联，起动电路还并联了M0.0的自保持触点。后续步M0.1的常闭触点与M0.0的线圈串联，M0.1为1时M0.0的线圈“断电”，初始步变为不活动步。,返回,后一页,前一页,下面介绍设计梯形图的输出电路部分的方法。由于步是根据输出变量的状态变化来划分的，它们之间的关系极为简单，可以分为两种情况来处理： 某一输出量仅在某一步中为ON，例

5、如图3.59中的Q0.1就属于这种情况，可以将它的线圈与对应步的存储器位M0.2的线圈并联。 也许会认为，既然如此，不如用这些输出来代表该步，例如用Q0.1代替M0.2。当然这样做可以节省一些编程元件，但是存储器位M是完全够用的，多用一些不会增加硬件费用，在设计和输入程序时也多花不了多少时间。,返回,后一页,前一页,全部用存储器位来代表步具有概念清楚、编程规范、梯形图易于阅读和查错的优点。 某一输出在几步中都为ON，应将代表各有关步的存储器位的常开触点并联后，驱动该输出的线圈。图3.59中Q0.0在M0.1-M0.2这2步中均应工作，所以用M0.1-M0.2的常开触点组成的并联电路来驱动Q0.

6、0的线圈。 2. 选择序列的编程方法 ( 1 )选择序列的分支的编程方法 图3.60中步M0.0之后有一个选择序列的分支，设M0.0为活动步，当它的后续步M0.1或M0.2变为活动步时，它都应变为不活动步(M0.0变为0状态)，所以应将M0.1和M0.2的常闭触点与M0.0的线圈串联。,返回,后一页,前一页,如果某一步的后面有一个由N条分支组成的选择序列，该步可能转换到不同的N步去，则应将这N个后续步对庐的存储器位的常闭触点与该步的线圈串联，作为结束该步的条件。 ( 2 )选择序列的合并的编程方法 图3.60中，步M0.3之前有一个选择序列的合并，当步M0.1为活动步(M0.1为1)并巳转换条

7、件I0.1满足，或步M0.2为活动步并且转换条件I0.3满足，步M0.2都应变为活动步，即代表该步的存储器位M0.3的起动条件应为M0.1I0.1+M0.210.3，,返回,后一页,前一页,返回,后一页,前一页,对应的起动电路由两条并联支路组成，每条支路分别由M0.1、I0.1和M0.2、I0.3的常开触点串联而成(见图3.61)。 一般来说，对于选择序列的合并，如果某一步之前有N个转换(即有N条分支进入该步)，则代表该步的存储器位的起动电路由N条支路并联而成，各支路由某一前级步对应的存储器位的常开触点与相应转换条件对应的触点或电路串联而成。 3. 并行序列的编程方法 ( 1 ) 并行序列的分

8、支的编程方法 图3.60中的步M0.3之后有一个并行序列的分支，当步M0.3是活动步并且转换条件I0.4满足时，步M0.4与步M0.6应同时变为活动步，,返回,后一页,前一页,这是用M0.3和I0.4的常开触点组成的串联电路分别作为M0.4和M0.6的起动电路来实现的，与此同时，步M0.3应变为不活动步。步M0.4和M0.4是同时变为活动步的，只需将M0.4或M0.6的常闭触点与M0.3的线圈串联就行了。 ( 2 ) 并行序列的合并的编程方法 步M1.0之前有一个并行序列的合并，“=1”表示转换条件总是满足,该转换实现的条件是所有的前级步(即步M0.5和M0.7)都是活动步和转换条件为=1满足

9、。由此可知，应将M0.5和M0.7的常开触点串联，作为控制M1.0的起保停电路的起动电路。 实际上它们的工作往往不是同时结束的。为了实现各序列的同步结束，可以采用以下3种方法：,返回,后一页,前一页,(a)在各序列的末尾分别设置一个等待步，结束并行序列的转换条件为“=1”。 (b)如果可以肯定某一序列总是最后结束，它的末尾可以不设等待步，但是其他序列则应设置。 (c)各序列都不设等待步。以图3.60为例，使步M0.4和M0.6结束的转换条件分别是I0.5和I0.6，可以取消等待步M0.5和M0.7，用I0.5*I0.6代替图中的转换条件“=1”。 为了及时断开先结束的序列最后一步(步M0.3或

10、M0.6)的输出负载Q0.4和Q0.5，在梯形图中，应将转换条件I0.5和I0.6的常闭触点分别与输出Q0.4和Q0.5的线圈串联。不管采用以上哪一种处理方法，虽然顺序功能图并不完全相同，并行序列合并的编程方法却是相同,返回,后一页,前一页,任何复杂的顺序功能图都是由单序列、选择序列和并行序列组成的，掌握了单序列的编程方法和选择序列、并行序列的分支、合并的编程方法，就不难迅速地设计出任意复杂的顺序功能图描述的开关量控制系统的梯形图。 4. 仅有两步的闭环的处理,返回,后一页,前一页,返回,后一页,前一页,如果在顺序功能图中有仅由两步组成的小闭环(见图3.62)，用起保停电路设计的梯形图不能正常

11、工作。例如M0.2和10.2均为1时，M0.3的起动电路接通，但是这时与M0.3的线圈串联的M0.2的常闭触点却是断开的，所以M0.3的线圈不能“通电”。出现上述问题的根本原因在于步M0.2既是步M0.3的前级步，又是它的后续步。在小闭环中增设一步就可以解决这一问题(见图3.62)，这一步只起延时作用，延时时间可以取得很短(如0.1s)，对系统的运行不会有什么影响。,返回,后一页,前一页,应用举例,液体混合装置如图所示,上限位、下限位和中限位液位传感器被液体淹没时为1状态,阀A、阀B和阀C为电磁阀,线圈通电时打开,线圈断电时关闭。开始时容器是空的,各阀门均关闭,各传感器均为0状态。按下起动按钮

12、后,打开阀A,液体A流人容器,中限位开关变为ON时,关闭阀A,打开阀B,液体B流人容器。液面升到上限位开关时,关闭阀B,电机M开始运行,搅拌液体,60s后停止搅拌,打开阀C,放出混合液,当液面降至下限位开关之后再过5s,容器放空,关闭阀C,打开阀A，又开始下一周期的操作。按下停止按钮,当前工作周期的操作结束后,才停止操作(返回并停在初始状态)。,返回,后一页,前一页,返回,后一页,前一页,图中的M1.0用来实现在按下停止按钮后不马上停止工作,而是在当前工作周期的操作结束后,才停止运行。M1.0用起动按钮I0.3和停止按钮I0.4来控制。运行时它处于0N状态,系统完成一个周期的工作后，步M0.5到M0.1的转换条件M1.0T38满足,转到步M0.1后继续运行。按了停止按钮I0.4之后,M1.0变为OFF，要等系统完成最后一步M0.5的工作后,转换条件M1.0T38满足,才能返回初始步,系统停止运行。图5-6中步M0.5之后有一个选择序列的分支,当它的后续步M0.0或M0.1变为活动步时,它都应变为不活动步，所以应将M0.0和M0.1的常闭触点与M0.5的线圈串联。,返回,后一页,前一页,步M0.1之前有一