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1、第4章 数字量控制系统梯形图程序设计方法,4.1 梯形图的经验设计法 在一些典型电路的基础上，根据被控制对象对控制系统的具体要求，不断地修改和完善梯形图。有时需要反复地调试和修改梯形图，增加一些中间编程元件和触点，最后才能得到一个比较满意的结果。 这种方法没有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，设计所用的时间、质量和设计者的经验有很大的关系。,4.1.1 有记忆功能的电路,4.1.2 定时器应用电路,图4-3 长延时电路,图4-4 闪烁电路,4.1.3 经验设计法举例,图4-5 小车自动往复运动的继电器控制电路图,4.1.3 常闭触点输入信号的处理,分析上个例题
2、中的PLC输入端I0.5处的FR的触点常开常闭情况，我们可以得出这样的结论： 为了使梯形图和继电器电路图中触点的类型相同，建议尽可能地用常开触点作为PLC地输入信号。,4.2 根据继电器电路图设计梯形图的方法 4.2.1 基本方法,“翻译” 用PLC的外部硬件接线图和梯形图程序来实现继电器系统的功能。,PLC控制箱； 梯形图控制箱内“线路图”； 输入和输出控制箱与外部的“接口继电器”。,将继电器电路图转换为功能相同的PLC的外部接线图和梯形图的步骤： 了解和熟悉被控制设备的工艺过程和机械的动作情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理。 确定PLC的输入信号和输出负载，以及与它们对应的
3、梯形图中的输入位和输出位的地址，画出PLC的外部接线图。 确定与继电器电路图的中间继电器、时间继电器对应的梯形图中的位存储器和定时器的地址。 根据上述的对应关系画出梯形图,4.2.2 注意事项 1. 应遵守梯形图语言中的语法规定 2设置中间单元 3尽量减少PLC的输入信号和输出信号 4设立外部联锁电路 5梯形图的优化设计 6外部负载的额定电压,4.3 顺序控制设计法与顺序功能图 4.3.1 顺序控制设计法 所谓顺序控制，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，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有序地进行操作。 使用顺序控制设计法时首先根据系统地工艺过程，画
4、出顺序功能图，然后根据顺序功能图设计梯形图。 顺序功能图（SFC）是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，也是设计PLC的顺序控制程序的有力工具。,4.3.2 步与动作 1步的基本概念 将系统的一个工作周期划分成若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为步（step），用编程元件（M，S）来代表各个步。 步是根据输出量的状态来划分的。 顺序设计法用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，然后用代表各步的编程元件去控制PLC的各输出位。,图4-11 波形图 图4-12 顺序功能图,2初始步 与系统的初始状态相对应的步称为初始步，初始状态一般是系统等待启动命令的相对静止的状态
5、。初始步用双线方框表示，每个顺序功能图至少对应有一个初始步。,3与步对应的动作或命令,4活动步 当系统正处在某一步所在阶段时，该步处于活动状态，称该步为“活动步”。,图4-13 顺序功能图,4.3.3 有向连线与转换条件,有向连线： 从上到下或从左至右箭头不标，反之标出。 转换： 用有向连线上与有向连线垂直的短划线来表示，将相邻两步隔开。 转换条件： 转换条件是与转换相关的逻辑命题，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。,图4-15 转换条件,SM0.1的作用： 在顺序功能图中，只有当某一步的前级步是活动步时，该步才有可能变成活动步。如果没有断电保持功能的
6、编程元件代表各步，进入RUN工作方式时，他们均处于0状态，必须用开机接通一个扫描周期的初始化脉冲SM0.1的常开触点作为转换条件，将初始步预置为活动步。,4.3.4顺序功能图的基本结构,单序列： 单序列由一些列相继激活的步组成，每一步的后面仅有一个转换，每一个转换的后面只有一个步。,选择序列： 选择序列的开始称为分支，转换符号只能标在水平连线之下；选择序列的结束称为合并，几个选择序列合并到一个公共序列时，用需要序列相同数量的转换符号和水平连线来表示，转换符号只允许标在水平连线之上。,并列序列： 用来表示系统的几个同时工作的独立部分的工作情况； 并行序列的开始称为分支（结束称为合并），当转换条件
7、的实现导致几个序列同时激活时，这些序列称为并行序列； 水平线用双线表示，水平双线之上（下）只允许有一个转换符号。,图4-16 单序列、选择序列与并行序列,复杂的顺序功能图举例：,4.3.5 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活动步。 (2) 相应的转换条件得到满足。 了解 同步实现 2转换实现应完成的操作 (1) 使所有的后续步变为活动步。 (2) 使所有的前级步变为不活动步。,图4-19 转换的同步实现,这两条规则可以用于任意结构中的转换！,3绘制顺序功能图时的注意事项 ： 两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们分隔开。 两个转换也不能直
8、接相连，必须用一个步将它们分隔开。 不要漏掉初始步。 在顺序功能图中一般应有由步和有向连线组成的闭环。自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程，一般应有由步和有向连线组成的闭环，即在完成一次工艺过程的全部操作之后，应从最后一步返回初始步，系统停留在初始状态(单周期，图4-12)，在连续循环工作方式时，将从最后一步返回下一工作周期开始运行的第一步(图4-18)。,4顺序控制设计法的本质（相对经典设计法）,图4-20 信号关系图,图4-26 改错,例题： 某专用钻床用来加工圆盘状零件上均匀分布的6个孔。开始自动运行时两个钻头在最上面的位置，限位开关I0.3和I0.5为ON。操作人员放好工件后，按下
9、启动按钮I0.0，Q0.0变为ON，工件被加紧，加紧后压力继电器I0.1为ON，Q0.1和Q0.3使两个钻头同时开始工作，分别钻到由限位开关I0.2和I0.4设定的深度时，Q0.2和Q0.4使两个钻头分别上行，升到由限位开关I0.3和I0.5设定的起始位置时，分别停止上行，设定值为3的计数器C0的当前值加1。两个都上升到位后，若没有钻完3对孔，C0的常闭触点闭合，Q0.5使工件旋转1200，旋转到位时限位开关I0.6位ON，旋转结束后又开始钻第2对孔。3对孔都钻完后，计数器的当前值等于设定值3，C0的常开触点闭合，Q0.6使工件松开，松开到位时，限位开关I0.7为ON，系统返回初始状态。画出控制系统的顺序功能图。,本章小节,学习内容回顾：,梯形图的经验设计法（记忆部分经典电路）,根据继电器电路设计梯形图的方法,顺序控制设计法与顺序功能图（重点）,作业：课后所有习题!,上交的作业:4、5 、6、10,
