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1、第第 5 5 部分部分 PLCPLC程序的设计程序的设计授课教师：李授课教师：李 建建 兴兴 （E-mailE-mail：lijxlijxfjutfjut. .eduedu. .cncn）（福建工程学院电子信息与电气工程系）（福建工程学院电子信息与电气工程系） 可编程序控制器（可编程序控制器（PLCPLC）应用技术应用技术5.3 PLC程序的经验设计法 5.3.1 概述n n 基本思路：基本思路：在已有的些典型梯形图的基础上，根据被控对 象对控制的要求，通过多次反复地调试和修改梯形图，增 加中间编程元件和触点，以得到一个较为满意的程序。n n 基本特点：基本特点：没有普遍的规律可以遵循，设计所
2、用的时间、 设计的质量与编程者的经验有很大的关系。n n 适用场合：适用场合：可用于逻辑关系较简单的梯形图程序设计。n n 基本步骤：基本步骤：分析控制要求、选择控制原则；设计主令和检测元件，确定输入输出设备；设计执行元件的控制程序；检查修改和完善程序。 5.3 PLC程序的经验设计法 5.3.2 例1-送料小车自动控制的梯形图程序设计 n n 控制要求：控制要求：说明：X4处装料，20s后装料结束，开始右行，碰到X3后 停下卸料，25s后左行，碰到X4后又停下装料，这样不停 地循环工作。按钮X0和X1分别用来起动小车右行和左行。5.3 PLC程序的经验设计法 5.3.2 例1-送料小车自动控
3、制的梯形图程序设计n n 设计思路设计思路 ：以众所周知的电动机正反转控制的梯形图为基础，设 计出的小车控制梯形图。为使小车自动停止，将X3和X4的 常闭触点分别与Y0和Y1的线圈串联。为使小车自动起动， 将控制装、卸料延时的定时器T0和T1的常开触点，分别与 手动起动右行和左行的X0、X1的常开触点并联，并用两个 限位开关对应的X4和X3的常开触点分别接通装料、卸料电 磁阀和相应的定时器。 5.3 PLC程序的经验设计法 5.3.2 例1-送料小车自动控制的梯形图程序设计n n 程序说明程序说明5.3 PLC程序的经验设计法 5.3.3 例2-两处卸料小车自动控制的梯形图程序设计 n n 控
4、制要求控制要求说明：小车仍然在限位开关X4处装料，但在X5和X3两处 轮流卸料。 5.3 PLC程序的经验设计法 5.3.3 例2-两处卸料小车自动控制的梯形图程序设计n n 程序设计程序设计5.3 PLC程序的经验设计法 5.3.4 总结n 经验设计法对于一些比较简单程序设计是比较奏效的，可以 收到快速、简单的效果。 n 经验设计法没有规律可遵循，具有很大的试探性和随意性， 往往需经多次反复修改和完善才能符合设计要求，设计的结 果往往不很规范，因人而异。n 特点：考虑不周、设计麻烦、设计周期长；梯形图的可读性 差、系统维护困难。5.4 PLC程序的顺控设计法 5.4.1 概述n n 顺序控制
5、系统：顺序控制系统：如果一个控制系统可以分解成几个独立的控制动作，且这些动作 必须严格按照一定的先后次序执行才能保证生产过程的正常运行， 也称为步进控制系统。n n 顺序控制设计法顺序控制设计法就是针对顺序控制系统的一种专门的设计方法。这种设计方法很 容易被初学者接受，对于有经验的工程师，也会提高设计的效率， 程序的调试、修改和阅读也很方便。PLC的设计者们为顺序控制系统的程序编制提供了大量通用和专 用的编程元件，开发了专门供编制顺序控制程序用的功能表图，使 这种先进的设计方法成为当前PLC程序设计的主要方法。5.4 PLC程序的顺控设计法 5.4.2 顺控设计法的设计步骤 n n 步的划分步
6、的划分 n n 转换条件的确定转换条件的确定 n n 功能表图的绘制功能表图的绘制 n n 梯形图的编制梯形图的编制 5.4 PLC程序的顺控设计法 5.4.2 顺控设计法的设计步骤n n 步的划分步的划分n 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，并且用编程元件来代表各步。 n 步是根据PLC输出状态的变化来划分的，在任何一步内， 各输出状态不变，但是相邻步之间输出状态是不同的。5.4 PLC程序的顺控设计法 5.4.2 顺控设计法的设计步骤n n 步的划分步的划分n 步也可根据被控对象工作状态的变化来划分，但被控对象 工作状态的变化应该是由PLC输出状态变化引起的
7、。否则 就不能这样划分，例如从快进到工进与PLC输出无关，那 么快进和工进只能算一步。 5.4 PLC程序的顺控设计法 5.4.2 顺控设计法的设计步骤n n 转换条件的确定转换条件的确定n 使系统由当前步转入下一步的信号称为转换条件。n 转换条件可能是外部输入信号，如按钮、指令开关、限位 开关的接通/断开等，也可能是PLC内部产生的信号，如定 时器、计数器触点的接通/断开等，n 转换条件也可能是若干个信号的与、或、非逻辑组合。5.4 PLC程序的顺控设计法 5.4.2 顺控设计法的设计步骤n n 功能表图的绘制功能表图的绘制根据以上分析和被控对象工作内容、步骤、顺序和控 制要求画出功能表图。
8、绘制功能表图是顺序控制设计法中 最为关键的一步。功能表图又称做状态转移图，它是描述控制系统的控制 过程、功能和特性的一种图形。功能表图不涉及所描述控制功能的具体技术，是一种通 用的技术语言，可用于进一步设计和不同专业的人员之间 进行技术交流。各个PLC厂家都开发了相应的功能表图，各国家也都制 定了国家标准。我国1986年颁布了功能表图国家标准（ GB6988.6-86）。 5.4 PLC程序的顺控设计法 5.4.2 顺控设计法的设计步骤n n 梯形图的编制梯形图的编制根据功能表图，按某种编程方式写出梯形图程序。如果PLC支持功能表图语言，则可直接使用该功能表图 作为最终程序。5.4 PLC程序
9、的顺控设计法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制n n 功能表图的组成功能表图的组成n 主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作（命令）组 成。 5.4 PLC程序的顺控设计法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制n n 步与动作步与动作 n n 步步：矩形框表示步，方框内是该步的编号。编程时一般用 PLC内部编程元件来代表各步n n 初始步初始步：与系统的初始状态相对应的步称为初始步。初始 步用双线方框表示，每一个功能表图至少应该有一个初始 步。5.4 PLC程序的顺控设计法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制n n 步与动作步与动作 n n 动作动作：一个控制系统可以划分为被控系
10、统和施控系统。对 于被控系统，在某一步中要完成某些“动作”；对于施控系 统，在某一步中则要向被控系统发出某些“命令”，将动作 或命令简称为动作n n 动作的表示动作的表示：矩形框中的文字或符号表示，该矩形框应与 相应的步的符号相连。5.4 PLC程序的顺控设计法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制n n 步与动作步与动作n n 活动步活动步：当系统正处于某一步时，该步处于活动状态，称 该步为“活动步”。步处于活动时，相应的动作被执行。n n 保持型动作保持型动作：若为保持型动作，则该步不活动时继续执行 该动作。n n 非保持型动作非保持型动作：若为非保持型动作则指该步不活动时，动 作也停止
11、执行。n 说明：一般在功能表图中保持型的动作应该用文字或助记 符标注，而非保持型动作不要标注。5.4 PLC程序的顺控设计法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制n n 有向连线、转换与转换条件有向连线、转换与转换条件 n n 有向连线有向连线：功能表图中步的活动状态的顺序进展按有向连 线规定的路线和方向进行。活动状态的进展方向习惯上是 从上到下或从左至右，在这两个方向有向连线上的箭头可 以省略。如果不是上述的方向，应在有向连线上用箭头注 明进展方向。 n n 转换转换：转换是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。步的活动状态的进展是由转 换的实现来完成的，并与控
12、制过程的发展相对应。 n n 转换条件转换条件：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。5.4 PLC程序的顺控设计法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制n n 转换实现的基本规则转换实现的基本规则n n 转换实现的条件转换实现的条件：在功能表图中步的活动状态的进展是由 转换的实现来完成。转换实现必须同时满足两个条件： 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。n n 转换实现应完成的操作转换实现应完成的操作：转换的实现应完成两个操作： 1）使所有的后续步都变为活动步；2）使所有的前级步都变为不活动步。 5.4 PLC程序的顺控设计
13、法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制n n 例例（液压滑台）5.4 PLC程序的顺控设计法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制n n 例例（液压滑台）5.4 PLC程序的顺控设计法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制n n 功能表图的基本结构功能表图的基本结构 n n 单序列单序列：单序列由一系列相继激活的步组成，每一步的后 面仅接有一个转换，每一个转换的后面只有一个步。n n 选择序列选择序列：5.4 PLC程序的顺控设计法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制n n 功能表图的基本结构功能表图的基本结构 n n 并行序列并行序列：并行序列的开始称为分支，当转换条件的实现 导
14、致几个序列同时激活时，这些序列称为并行序列。为了 强调转换的同步实现，水平连线用双线表示。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。5.4 PLC程序的顺控设计法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制n n 功能表图的基本结构功能表图的基本结构 n n 子步子步 ：某一步可以包含一系列子步和转 换，通常这些序列表示整个系统的一个 完整的子功能。n 子步的使用使系统的设计者在总体设计时容易 抓住系统的主要矛盾，用更加简洁的方式表示 系统的整体功能和概貌，而不是一开始就陷入 某些细节之中。n 子步中还可以包含更详细的子步，这使设计方 法的逻辑性很强，可以减少设计中的错误，缩 短总体设计和查错所需要的时间。 5.4 PLC程序的顺控设计法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制n n 绘制功能表图应注意的问题绘制功能表图应注意的问题 n 两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。n 两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。n 功能表图中初始步是必不可少的。n 只有当某一步所有的前级步都是活动步时，该步才有可能 变成活动步。PLC开始进入RUN方式时各步均处于“0”状态 ，因此必须要有初始化信号，将初始步预置为活动步，否 则功能表图中永远不会出现活动步，系统将无法工作。 lijxfju
