梯形图程序的设计方法

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1、 PLC原理及应用1-1PLCPLC原理及应用原理及应用 多多 媒媒 体体 教教 案案第第5 5章章 梯形图程序的设计方法梯形图程序的设计方法PLC原理及应用1-2第第5 5章章 梯形图程序的设计方法梯形图程序的设计方法重点内容重点内容 1 1、梯形图设计基本方法、梯形图设计基本方法2 2、顺序功能图的绘制、顺序功能图的绘制授课时数授课时数 8 89 9课时课时（重点，见书（重点，见书P52P52第第4 4章）章）PLC原理及应用1-35.15.1 梯形图的基本电路梯形图的基本电路 一、一、起动、保持和停止电路起动、保持和停止电路 二、二、三相异步电动机正反转控制电路三相异步电动机正反转控制电

2、路 三、三、定时器和计数器的典型应用程序定时器和计数器的典型应用程序 四、四、常闭触点输入信号的处理常闭触点输入信号的处理 主要内容:PLC原理及应用1-4一、一、起动、保持和停止电路起动、保持和停止电路 PLC原理及应用1-5二、三相异步电动机正反转控制电路二、三相异步电动机正反转控制电路 PLC原理及应用1-6问题探讨：问题探讨：为什么要互锁电路？互锁电路的设计基为什么要互锁电路？互锁电路的设计基 本思路是什么？本思路是什么？PLC原理及应用1-7三、定时器和计数器的典型应用程序 1、定时、计数范围的扩展 PLC中一个定时器或一个计数器的定时、计数范围都是有限的。若想实现长时间定时或大范围

3、计数，可采用两个或两个以上的定时器或计数器级联起来。举例见书举例见书P54P54。 2 2、闪烁电路、闪烁电路（产生周期性方波脉冲）（产生周期性方波脉冲） 说明说明: :1) 1)X00X00要为要为” ”1”1”态态2)T02)T0、T1T1以以100ms100ms为单位为单位 PLC原理及应用1-8问题探讨问题探讨: :1、若要求自动产生周期性脉冲,电路应如何改? 去掉控制X0即可2 2、若要产生如图、若要产生如图5-55-5所示脉冲，电路应如何设计？所示脉冲，电路应如何设计？PLC原理及应用1-93 3、单脉冲电路、单脉冲电路 相当于数字电路中的单稳态电路（来一个脉冲，产生一个（来一个脉

4、冲，产生一个方波）方波）。设计一个从X00的上升沿开始产生一个脉冲宽度等于T0的设定值的单脉冲电路。关键关键: :因为只有当因为只有当M0=0M0=0时，时，T0T0才复位，要使才复位，要使M0=0M0=0，X00X00必必 需先等于需先等于“ “0”0”，这样才能保证只产生一个脉冲。，这样才能保证只产生一个脉冲。分析图5-7(b) 所示电路工作原 理。PLC原理及应用1-104 4、接通、接通/ /断开延时电路断开延时电路 当当X00=1X00=1时，时，Y00Y00延时延时9 9秒接通，当秒接通，当X00=0X00=0时，时，Y00Y00延时延时5 5秒断开。秒断开。 PLC原理及应用1-

5、11四、常闭触点输入信号的处理 前面在介绍梯形图设计方法时实际上有一个前提：就是假设输入的开关量均由外部常开触点提供，这时梯形图中的触点 类型与电路图完全对应。 若采用常闭若采用常闭触点，这时梯形触点，这时梯形图中的触点类型图中的触点类型与电路图刚好相与电路图刚好相 反，见图反，见图5-95-9所示所示。 PLC原理及应用1-125.2 5.2 梯形图的经验设计方法梯形图的经验设计方法 前言：前言：沿用了设计继电器电路图的方法来设计梯形图。此法没有普遍的规律可以遵循普遍的规律可以遵循，具有很大的试探 性和随意性，最后的结果不是唯一的最后的结果不是唯一的。 PLC原理及应用1-13例例5-15-

6、1：送料小车自动控制系统的梯形图设计：送料小车自动控制系统的梯形图设计 如图5-10所示：送料小车在限位开关X04处装料，10秒后装 料结束，开始右行，碰到限位开关X03后停下来卸料，15秒后左 行，这样不停地循环工作，直到按下停止按钮X02。按钮X00和 X01分别用来启动小车右行和左行。（可根据电动机正反转控制梯形图的基础上设计） PLC原理及应用1-14分析：分析：采用启保停电路采用启保停电路 1 1、右行启动条件：、右行启动条件：装料结束（装料结束（T0T0定时器：定时器：1010秒）或按下启动右行按钮秒）或按下启动右行按钮X00X00。一、右行控制一、右行控制因此因此，启动条件为：（

7、启动条件为：（X0+T0X0+T0） 2 2、右行停止条件：、右行停止条件：1 1）按下停止按钮）按下停止按钮X02X02；2 2）碰到限位开关）碰到限位开关X03X03；（右行越限控制）（右行越限控制）3 3）正反转控制）正反转控制互锁条件：采用对方元件的常闭触点。采用对方元件的常闭触点。因此因此，停止条件为：停止条件为：3 3、自保持条件：、自保持条件：采用本输出元件的常开触点采用本输出元件的常开触点PLC原理及应用1-151 1、左行启动条件：、左行启动条件：卸料结束（卸料结束（T1T1定时器：定时器：1515秒）或按下启动左行按钮秒）或按下启动左行按钮X01X01。二、左行控制二、左行

8、控制因此因此，启动条件为：（启动条件为：（X01+T1X01+T1） 2 2、左行停止条件：、左行停止条件：1 1）按下停止按钮）按下停止按钮X02X02；2 2）碰到限位开关）碰到限位开关X04X04；（左行越限控制）（左行越限控制）3 3）正反转控制）正反转控制互锁条件：采用对方元件的常闭触点。：采用对方元件的常闭触点。因此因此，停止条件为：停止条件为：3 3、自保持条件：、自保持条件：采用本输出元件的常开触点采用本输出元件的常开触点PLC原理及应用1-16三、定时器三、定时器 采用T0、T1，它们都是以100ms为单位。T0控制装料（Y3），T1控制卸料（Y4）。 五、安全措施五、安全措

9、施 硬件、软件互锁硬件、软件互锁请设计梯形图程序，并画出外部接线四、驱动设备四、驱动设备 KM1KM1、KM2KM2：控制右行、左行的接触器：控制右行、左行的接触器KM3KM3、KM4KM4：控制装料、卸料：控制装料、卸料PLC原理及应用1-17PLC原理及应用1-18PLC原理及应用1-19问题探讨：问题探讨：1、在装料和卸料时不能使系统停止工作。应解决？ 解决办法：解决办法：1 1）在装料和卸料回路中串入）在装料和卸料回路中串入X02X02触点（触点（SB3SB3应具有自保持功应具有自保持功能能) )。2 2）或采用主控指令。）或采用主控指令。 2 2、若系统突然停电，供电恢复后，要求系统

10、在原来的工作、若系统突然停电，供电恢复后，要求系统在原来的工作基础上继续工作，应如何改正电路？基础上继续工作，应如何改正电路？解决办法：解决办法：应采用有自保持功能的元件（如定时器采用应采用有自保持功能的元件（如定时器采用 FX2NFX2N系列累系列累计定时器计定时器或改用有自保持功能的计数器实现）或改用有自保持功能的计数器实现） PLC原理及应用1-205 5. .3 3 根据继电器电路图设计梯形图的方法根据继电器电路图设计梯形图的方法 一、概述PLC目前主要用来作开关量控制，为便于电气技术人员使用，设计了与继电器电路图极为相似的梯形图语言。如果用PLC改造继电器控制系统，只需将继电器电路图

11、“翻译”成梯形图，即用PLC的硬件和梯形图软件来实现继电器控制系统功能。 PLC原理及应用1-21二、基本方法二、基本方法 1、基本思路： 1）可以将PLC想象成继电器控制系统中的控制箱；2）用PLC的外部接线图描述这个控制箱的外部接线，梯形图是这个控制箱的内部“接线图”。可以想象：输入继电器和输出继电器是这个控制箱与外部世界联系的“中间继电器”，输入继电器的触点想象成对应的外部输入器件的触点，输出继电器的线圈想象成对应的外部负载的线圈。 PLC原理及应用1-222 2、步骤：、步骤： 3 3）确定与继电器电路图中的中间继电器、时间继电器对应）确定与继电器电路图中的中间继电器、时间继电器对应的

12、梯形图中的辅助继电器和定时器的元件号。的梯形图中的辅助继电器和定时器的元件号。 1 1）了解和熟悉被控对象的工艺流程，掌握控制系统的工）了解和熟悉被控对象的工艺流程，掌握控制系统的工作原理。作原理。2 2）确定）确定PLCPLC的输入信号和输出负载，以及它们对应的梯形的输入信号和输出负载，以及它们对应的梯形图中的输入继电器和输出继电器的元件号，画出图中的输入继电器和输出继电器的元件号，画出PLCPLC的外部接线的外部接线图。图。4 4）画出梯形图。）画出梯形图。PLC原理及应用1-23三、注意事项三、注意事项 （见书（见书P60P60）梯形图与继电器电路图的区别：梯形图是一种软件，是梯形图与继

13、电器电路图的区别：梯形图是一种软件，是PLCPLC图形化程序。在继电器电路图中，各继电器可以同时工作（称为图形化程序。在继电器电路图中，各继电器可以同时工作（称为 并行工作），而并行工作），而PLCPLC是串行工作的。是串行工作的。1、应遵守语法规则2 2、合理设置中间单元，以简化电路、合理设置中间单元，以简化电路3、梯形图的优化设计4、尽量减少PLC的输入和输出信号5、为防止造成电源短路事故，应采用异步电动机正反转的外部联锁电路6、外部负载的额定电压。PLC输出模块一般最高只能驱动 额定电压AC220的负载PLC原理及应用1-245 5. .4 4 梯形图的顺序控制设计方法梯形图的顺序控制设

14、计方法一、用经验法设计梯形图存在的问题 1、设计方法很难掌握，设计周期长。2、装置交付使用后，维修困难。 二、顺序控制设计法（又称步进控制设计法）二、顺序控制设计法（又称步进控制设计法） 1 1、定义：、定义： 就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，各个执行机构在生产过程中根据外部输入信号、内部状态和下，各个执行机构在生产过程中根据外部输入信号、内部状态和 时间顺序，自动而有序地进行操作。时间顺序，自动而有序地进行操作。 PLC原理及应用1-252 2、最基本的思路：、最基本的思路： 将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相联

15、的阶段（称将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相联的阶段（称为步），并用编程元件（为步），并用编程元件（MM或或S S）来代表各步。）来代表各步。 步：是根据输出量的状态变化来划分的，在一个步内，各输出量的“0/1”状态不变，但相邻两步输出量总的状态是不同的。 最关键的问题是最关键的问题是-步的划分步的划分PLC原理及应用1-263 3、转换条件：、转换条件： 使系统由当前步进入下一步的信号。实现活动步的转移使系统由当前步进入下一步的信号。实现活动步的转移。 这些信号可能是：1）外部输入信号，2）PLC内部产生的信号 ，3）若干个信号的与、或、非逻辑组合。 顺序控制设计法用转换条件控制代表各步

16、的编程元转换条件控制代表各步的编程元件，让它们的状态按一定的顺序变化，然后用代表各步件，让它们的状态按一定的顺序变化，然后用代表各步 的编程元件去控制输出继电器。的编程元件去控制输出继电器。 PLC原理及应用1-27三、顺序控制设计法的本质三、顺序控制设计法的本质 是用输入量X控制代表各步的编程元件（如M、S等），再用它们控制输出量。因此，M或S与Y之间具有很简单的“与”逻辑关系，输出电路的设计极为简单。此法具有简单、规范、通 用的优点。如图5-13所示。经验设计法实际上是试图用输入信号经验设计法实际上是试图用输入信号X X直接控制输出信号直接控制输出信号Y Y顺序控制设计法的本质：顺序控制设计法的本质：PLC原理及应用1-285 5. .5