plc编程原则与应用实例

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1、第一节 PLC的编程原则 输入/输出继电器、内部辅助继电器、定时器、计数器等器件的触点可以多次重复使用，无需复杂的程序结构来减少触点的使用次数。 梯形图每一行都是从左母线开始，线圈终止于右母线。触点不能放在线圈的右边。 接点和线圈的顺序：,正确程序,错误程序,PLC的编程及应用,除步进程序外，任何线圈、定时器、计数器、高级指令等不能直接与左母线相连。如果需要任何时候都被执行的程序段，可以通过特殊内部常闭继电器或某个内部继电器的常闭触点来连接。 4. 在程序中，不允许同一编号的线圈两次输出。下面的梯形图是不允许的。,利用内部特殊继电器 实现常闭输出,利用内部继电器常闭接点 实现常闭输出,不允许出

2、现桥式电路。 注意：触点应画在水平线上，不能画在垂直分支上。 程序的编写顺序应按自上而下、从左至右的方式编写。为了减少程序的执行步数，程序应为“左大右小，上大下小”。如：,错误的桥式电路,桥式电路的替代电路,不符合上大下小的电路，共5步,符合上大下小的电路，共4步,不符合左大右小的电路，共5步,符合左大右小的电路，共4步,7.梯形图的逻辑关系应简单、清楚，便于阅读检查和输入程序。,逻辑关系不够清楚的梯形图,改画后的梯形图,第二节 PLC基本编程电路 AND运算电路 OR运算 例如：在锅炉控制过程中，无论是水罐的压力过高，还是水温过高都要产生声光报警。,AND电路，Y0接受X1和X2 的AND运

3、算结果,AND扩展电路，Y0接受块1和块2 的AND运算结果,例如：只有当设备的状态为就绪状态，并且按下“开始” 按扭，设备才能开始工作。,OR扩展电路，Y1接受的是块1 和块2的OR运算结果,OR电路，Y1接受的是X1 和X2的OR运算结果,起动和复位（停止）控制结构 采用输出继电器的自锁电路 采用keep指令的自锁电路,互锁电路 互锁电路用于不允许同时动作的两个继电器的控制，如电机的正反转控制。,互锁控制电路,五、分频电路,当按下X0时，内部继电器R0接通一个扫描周期，输出Y0接通。当X0第二个脉冲到来时，内部继电器R1接通，常闭触点R1打开从而使Y0断开，如此反复，使Y0的频率为X0频率

4、的一半。,二分频电路,六、时间控制电路 时间电路主要用于延时、定时和计数控制等。时间控制 电路既可以用定时器实现也可以用其他方式实现。,采用计数器的长延时电路,经过3040分钟后，计数器CT121有输出，常开接点C121闭合，输出继电器Y0接通。,七、其他电路,1、单脉冲电路 单脉冲往往是信号发生变化时产生的，其宽度就是PLC扫描一遍用户程序所需的时间，即一个扫描周期。在实际应用中，常用单脉冲电路来控制系统的启动、复位、计数器的清零等。,用输出继电器编写的单脉冲电路图,利用定时器编写的单脉冲电路 （R0每隔3秒产生一次脉冲， 其脉宽为一个扫描周期）,2.分支电路 分支电路主要用于一个控制电路导

5、致几个输出的情况。 例如，开动吊车的同时打开警示灯。 下图中，当X0闭合后，线圈Y1、Y2同时得电。,3、闪光电路,闪光电路是一种实用电路，既可以控制灯光的闪烁频率，也可以控制灯光的通断时间比，还可以控制其他负载，如电铃、蜂鸣器等。下图是两个用定时器实现的闪光电路。,闪光电路,顺序控制 顺序控制在各种控制系统中占有重要的位置。以小车往复运动控制为例。 小车初始状态停在中间（行程开关X0被压下，其常开触点闭合），如图所示。按下起动按钮（X3闭合），小车开始按照图示方向往复运动，需要停止时，按下停止按钮（X4闭合），小车运行到中间位置时自动停止。这里所有的按钮和行程开关均以常开触点连接到输入继电器

6、的接线端。,第8章 PLC的设计原则及方法,1.系统设计的基本原则 （1）完全满足被控对象的工艺要求。 （2）在满足控制要求和技术指标的前提下，尽量使控制系统简单、经济。 （3）控制系统要安全可靠。 （4）在设计时要给控制系统的容量和功能预留一定的裕度，便于以后的调整和扩充。,2.设计内容,（1）根据被控对象的特性及用户的要求，拟定PLC控制系统的技术条件和设计指标，并写出详细的设计任务书，作为整个控制系统设计的依据。 （2）参考相关产品资料，选择开关种类、传感器类型、电气传动形式、继电器/接触器的容量以及电磁阀等执行机构。 （3）选择PLC的型号及程序存储器容量，确定各种模块的数量。 （4）

7、绘制PLC的输入/输出端子接线图。 （5）设计PLC控制系统的监控程序。 （6）输入程序并调试，根据设计任务书进行测试，提交测试报告。 （7）根据要求设计电气柜、模拟显示盘和非标准电器元部件。 （8）编写设计说明书和使用说明书等设计文档。,PLC编程实例 电动机正反转控制 系统结构 利用PLC控制一台异步电动机的正反转。,要求： 黄按钮按下：电机正转 蓝按钮按下：电机反转 红按钮按下：电机停止,PLC的 I/O点的确定与分配 系统编程分析和实现,电机正反转控制PLC的I/O点分配表,电机初步正转控制电路,电机初步正反转控制电路,系统要求电机不可以同时进行正转和反转，如下图所示利用互锁电路可以实

8、现。 利用正转按钮来切断反转的控制通路；利用反转按钮来切断正转的控制通路。,电机正反转的互锁电路,电机正反转的切换电路,当按下红按钮时，无论在此之前电机的转动状态如何，都停止电机的转动。 利用红色按钮同时切断正转和反转的控制通路。,电机正反转的最终控制程序,二、 有三台电动机，按下启动按钮SB1后，M1启动，延时30秒后， M2启动，延时40秒后，M3启动，运行30分钟后，三台电动机 全部停车，在运行过程中按下停止按钮SB2三台电动机全部停车， 试用PLC设计其控制程序。,三、多台电动机顺序启动与逆序停止控制,某工业控制中有4台电动机，要求按规定的时间顺序启动，逆序关断。启动和关断用同一个按钮

9、控制。启动时每隔15秒启动一台电动机，直到4台电动机全部启动运行。关断时按逆序进行，每隔20秒停一台电动机，直到4台电动机全都停止。4台电动机顺序启动与逆序停止控制的时序如下图所示。,根据控制要求，系统共需5个I/O点：一个输入点和4个输出点。I/O点的分配如下表所示。,4台电动机顺序启动与逆序停止控制的I/O点分配表,由于4台电动机的启动和停止都要按着一定的时间间隔顺序执行，可以采用步进指令并结合定时器进行程序设计。又因为启动和停止这两级程序中都要对同一输出继电器进行控制，因此，不能采用OT指令，而采用了SET和RST指令，以满足对同一输出继电器的重复操作。梯形图程序如左图所示。,四、设备顺

10、序启动-循环控制,设某工件加工过程共需4道工序36秒才能完成。工件加工过程的时序如下图所示。4道工序的加工设备分别由输出继电器Y0、Y1、Y2和Y3启动。当闭合运行控制开关X0后，输出继电器Y0接通，延时6s后，Y1接通，同时关断Y0；再延时8s后，Y2接通，同时关断Y1；又延时10s后，最后Y3接通，同时关断Y2；Y3接通并保持12s后，Y0又接通，同时Y3关断。可见该工件的加工控制是顺序控制，当第4道工序加工完毕后，又回到第一道工序重新执行，以后周而复始。这里X0为一自锁按钮，X0为ON时，启动并运行；X0为OFF时停机。试编写该工件的加工程序。,某工件加工过程时序图,某工件加工PLC控制

11、的I/O点分配表,控制系统共需5个I/O点：一个输入点和4个输出点。根据题意和加工过程时序图，本例给出了三种不同的编程方法。,方法1：,上图利用4个定时器的串联来实现4道工序的分级定时控制。一个循环内总的控制时间为6s+8s+10s+12s=36s。当X0闭合时，通过定时器的通断依次启动下一道工序同时关闭上一道工序，循环往复，直至X0断开，停止运行。,方法2：,上图是利用1个定时器结合比较指令实现的。用1个定时器设置全过程时间，并用3条比较指令来判断和启动各道工序。定时器的预定值为总加工时间36秒(K360)，当X0闭合后，Y0通电，进行第一道工序，6秒后其经过值寄存器EV的值减为K300，Y

12、1通电，启动第二道工序，同时停止第一道工序。依次类推。图中每个输出支路都串联了运行控制开关X0，以便随时停止每道工序的加工。,方法3：,上图是利用1个计数器结合比较指令实现的。不过使用计数器时必须结合时钟脉冲继电器，这里借助于0.1秒时钟脉冲继电器进行定时控制，再结合比较指令，进行顺序和循环控制，以完成工件的加工。,五、房间灯的控制 现在一些宾馆和家庭客厅中的装饰灯，是利用一个开关来实现不同的控制组合。 例如，房间内有1，2，3号三个灯 按动一下开关，三个灯全亮； 再按一下，1，3号灯亮，2号灭； 再按一下，2号灯亮，1，3号灭； 再按一下全部灭。 此控制是利用按动开关次数来控制各个灯的亮、灭

13、，故可以用计数器来实现计数式顺序控制。,房间灯控制PLC的I/O点分配表,房间灯计数式顺序控制程序,这里使用R9013是程序初始化的需要。一进入程序，就把十进制数3赋给SV100。从这以后R9013就不起作用了。 在程序中使用微分指令是使X0具有非自锁按钮的作用。 初始状态： EV100=3，R3通 Y1、Y2、Y3不通，3个灯全灭； 第一次接通X0：EV100=2，R2通 Y1、Y2、Y3全通，3个灯全亮； 第二次接通X0：EV100=1，R1通 Y1和Y3通，Y2断，故2号灭，1号和3号灯亮； 第三次接通X0：EV100=0，R0通 Y2通，Y1和Y3断，故2号亮， 1号和3号灯灭。 EV

14、100=0时，若再次闭合X0，则计数器复位，灯全灭，程序从头开始重复以上过程。,六、多地点控制 要求：在三个不同的地方分别用三个开关控制一盏灯，任何一地的开关动作都可以使灯的状态发生改变，即不管开关是开还是关，只要有开关动作则灯的状态就发生改变。,三地控制一盏灯I/O分配,利用数字电路中组合逻辑电路的设计方法，使编程者有章可循。 规定：输入量为逻辑变量，输出量为逻辑函数；常开触点为原变量，常闭触点为反变量。这样就可以把继电控制的逻辑关系变成数字逻辑关系。,三地控制一盏灯逻辑函数真值表,真值表按照每相邻两行只允许一个输入变量变化的规则排列。即三个开关中的任意一个开关状态的变化，都会引起输出Y0由

15、“1”变到“0”，或由“0”变到“1”。 由真值表写出输出与输入之间的逻辑函数关系式：,可设计出梯形图程序如下图所示：,三地控制一盏灯程序（2）,使用高级指令可使程序更加简单。下图为应用高级指令F132编写的控制程序。,三地控制一盏灯程序（3）,上面的程序只要开关动作(不管开关是接通还是断开)，即将Y0求反。程序中每一开关使用了两个微分指令，既可检测上升沿又可检测下降沿，十分巧妙地实现了控制要求。 对于这种编程方式，无论多少个地方，只要在梯形图中多加几个输入触点和几条微分指令就可实现控制要求。,从这个程序中不难发现其编程规律，并能很容易地把它扩展到四地、五地甚至更多地点的控制。但其设计方法完全

16、靠设计者的经验，初学者不易掌握。,三地控制一盏灯程序（1）,七、易拉罐自动生产线计数控制 在易拉罐自动生产线上，常常需要统计出每小时生产的易拉罐数量。罐装好的易拉罐饮料一个接一个不断地经过计数装置。假设计数装置上有一感应传感器，每当一听饮料经过时，就会产生一个脉冲。 要求：编制程序将一天24小时中每小时生产的数量统计出来。,易拉罐计数控制PLC的I/O点分配表,易拉罐生产数量计数控制梯形图如下：,R9013： 对程序初始化。 DT0DT3：存放一天24小时每小时生产罐的数量； SV： 记录每小时内的时间。 IX作为地址修正值，当F35指令的操作数地址发生移动时，移动量为IX中的值。 如：当IX=0时，F35指令将DT0的内容加1；当IX=10时，则将DT10的内容加1。,八、查找最大数 上例中，一天24小时内每小时生产的易拉罐数已分别存储在数据寄存器DT0DT23中。编程找出其中最大的数，存入DT24中，并将最大数