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1、任务3 自动门控制系统设计与装调,任务2 液体自动混合装置控制系统设计与装调,任务1 送料小车三地自动往返循环控制系统设计与装调,任务4 十字路口交通灯控制系统设计与装调,任务1 送料小车三地自动往返循环控制系统设计与装调,1.掌握步进逻辑公式设计法的含义。 2.能用步进逻辑公式设计法进行步进顺序控制系统的设计。 3.能根据控制要求画出程序分步图，并能灵活地运用步进逻辑公式设计法，完成小车三地自动往返循环控制的梯形图程序设计。 4.能正确安装、调试送料小车三地自动往返循环控制系统的控制线路。,在实际生产中往往会遇到设备工作台或送料小车的多地自动往返循环控制的情况，如图所示为送料小车三地自动往返
2、循环控制工作画面。,送料小车三地自动往返循环控制工作示意图,本任务的主要内容是，运用步进逻辑公式设计法，用PLC控制系统实现对送料小车三地自动往返循环的控制。其控制要求如下： （1）小车在初始位置时停止在原料库，若按下启动按钮SB2，5s后送料小车载着加工原料前往加工车间，途中经过成品库撞压行程开关SQ3，但送料小车不停下，直到加工车间撞压行程开关SQ2后，送料小车停下自动卸料并装上成品，5s后送料小车返回。,（2）当送料小车返回成品库时，撞压行程开关SQ3，小车停下5 s后，将产品卸下，然后空车返回加工车间，到达加工车间撞压行程开关SQ2后，送料小车停下将废品装车，5 s后装上废品的送料小车
3、返回原料库；在返回途中经过成品库，撞压行程开关SQ3，但送料小车没有停下，直到到达原料库撞压行程开关SQ1后，送料小车停下自动卸下废品，并装上原料，5 s后送料小车继续下一个循环进行送料，如此自动循环下去。 （3）如需小车停下，只要按下停止按钮SB1即可实现。,一、顺序控制设计法 顺序控制设计法是用输入信号控制代表各步的编程元件(如辅助继电器M 和状态继电器S)，再用它们控制输出信号。步是根据输出信号的状态来划分的。顺序控制设计法是一种先进的设计方法，很容易被初学者接受，程序的调试、修改和阅读也很容易，并且大大缩短了设计周期，提高了设计效率。,步进控制设计法主要分为步进逻辑公式设计法、顺序功能
4、图设计法两大类，其中顺序功能图设计法又有三种不同的基本结构形式的编程设计方法即单序列结构编程设计法、选择序列结构编程设计法和并行序列结构编程设计法。本任务主要介绍步进逻辑公式设计法。,二、步进逻辑公式设计法 步进逻辑公式设计法就是利用步进逻辑公式，列出每个程序步的逻辑代数式后，再利用“启保停”电路，通过PLC的基本指令，画出每个程序步的梯形图的方法。,1. 程序步 全部有关输出状态保持不变的一段时间区域称为一个程序步，只要有一个输出状态发生变化就转入下一步。在本任务中的送料小车自动往复运行的循环控制线路中，控制系统的输出信号为KM1和KM2，输入信号由两个启动按钮和一个停止按钮发出，反馈信号由
5、行程开关控制发出。 注意：每个程序步都是前一步压动行程开关或按下按钮（转换条件）产生的，而每一步的消失又都是因后一步的出现而消失的。,二、步进逻辑公式设计法 1. 程序步 全部有关输出状态保持不变的一段时间区域称为一个程序步，只要有一个输出状态发生变化就转入下一步。在本任务送料小车自动往返运行的循环控制线路中，控制系统的输出信号为正转信号KM1和反转信号KM2，输入信号由两个启动按钮和一个停止按钮发出，反馈信号由行程开关控制发出。,2. 步进逻辑公式 关于该公式的说明如下： （1）假设i表示第i 程序步(本步)，i-1表示第i-1程序步(前一步)，i+1表示第i+1程序步(后一步)，M 表示辅
6、助继电器的线圈或触点，X表示按钮或行程开关。用逻辑代数书写时，Mi在等号的左端出现表示辅助继电器线圈的符号，Mi在等号的右端出现表示辅助继电器触点的符号。,（2）第i程序步用逻辑代数书写的过程为每一步Mi的产生都是由前一步压动行程开关或按下按钮（转换条件）Xi产生，则 产生后应该有一段时间区域保持不变，故应该有自保（自锁），则： 每一步的消失都是随后一步的出现而消失：,3. 逻辑代数方程式转换成梯形图的方法 将逻辑代数方程式转换成梯形图的方法是根据逻辑代数方程式，利用“启保停”电路，通过PLC的基本指令，画出对应的梯形图。,一、分配输入点和输出点，写出I/O地址分配表,二、绘制PLC接线图,三
7、、设计梯形图程序 1. 程序步的划分 控制系统的输出信号为KM1和KM2，输入信号由1个正转启动按钮、1个反转启动按钮和1个停止按钮发出，反馈信号由3个行程开关(SQ1、SQ2和SQ3)发出。,送料小车运行程序分步图,2. 列出本任务控制的逻辑代数方程式 根据步进逻辑公式可列出如下方程组：,由于行程开关SQ1、SQ2、SQ3 是小车的反馈输入信号，若分别用X003、X004 和X005所代替，则上述方程组可转换成下列方程组：,当要结束这组循环时，则必须增加停止按钮SB1 (X000)来使系统停止工作。因此，逻辑代数方程组需再次修改为：,由于KM1得电，送料小车向右运行；而KM2得电，送料小车向
8、左运行，所以程序步与KM1和KM2之间的函数为：,考虑到送料小车正反转的切换都是通过延时5s后开始的，假设正转延时定时器为T1，反转延时定时器为T2，那么程序步与定时器T1和T2之间的函数关系为：,分别将输出继电器Y000 (KM1)、Y001 (KM2)和停止按钮SB1 (X000)及定时器T1、T2带入KM1和KM2的函数表达式，可得送料小车向左和向右运行的逻辑代数方程组为：,3. 将逻辑代数方程式转换成梯形图程序,四、程序输入及仿真运行 1. 程序输入,送料小车三地自动往返循环控制的梯形图,2. 仿真运行 利用软元件逻辑测试法进行送料小车三地自动往返循环控制系统梯形图程序的模拟仿真运行。
9、 五、线路安装与调试,程序调试步骤及运行情况记录表,传 感 器 1. 传感器的定义 传感器是一种检测装置，通常由敏感元件和转换元件组成，它酷似人类的“五官” （即视觉、嗅觉、味觉、听觉和触觉），能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信号，按一定规律变换成电信号或其他所需形式的信号输出，满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。,2. 常用传感器,光电式接近开关,电感式接近开关,电容式接近开关,常见的几种传感器实物图 a)力传感器 b)温度传感器 c)液位传感器 d)气体传感器 e)湿度传感器,3. 接近开关的图形符号 接近开关的文字符号是SQ，图形符号如图所示。,4. 接近开关的接
10、线,双出线接近开关的接线 a)无感应物 b)有感应物,任务2 液体自动混合装置控制系统设计与装调,1.掌握状态继电器的功能及步进顺控指令的功能及应用，熟悉顺序功能图及其编程方法。 2.掌握单序列结构顺序功能图的画法，并能通过顺序功能图进行步进顺序控制系统的设计。,3.能根据控制要求画出单序列结构顺序功能图，并能灵活地使用步进顺控指令将其转换成梯形图，完成液体自动混合装置控制系统的程序设计。 4.能采用顺序功能图输入法进行编程，并通过仿真软件采用软元件测试法进行仿真，完成安装调试。,液体自动混合装置在医药、食品、化工等行业中应用非常广泛。,液体自动混合装置的示意图,（1）初始状态 液体自动混合装
11、置投入运行前，电磁阀YV1、YV2关闭，容器为放空关闭状态。 （2）周期操作 按下启动按钮SB1，液体自动混合装置开始按如下顺序工作： 1）电磁阀YV1打开，液体A 流入容器，液位上升。 2）当液位上升到SL2时，SL2导通，关闭电磁阀YV1；同时打开电磁阀YV2，液体B开始流入容器。,3）当液位上升到SL1时，关闭电磁阀YV2，搅拌电动机开始搅拌。 4）搅拌电动机工作20s后停止搅拌，混合液阀门打开，放出混合液体。 5）当液位下降到SL3时，开始计时，且装置继续放液，将容器放空，计时满20s后，混合液阀门关闭，自动开始下一个周期。 （3）停止操作 当按下停止按钮SB2后，液体混合装置在完成当
12、前的工作循环后才停止操作。,一、编程元件状态继电器（S）,在使用状态继电器时，需要注意以下几个方面： 1.状态继电器的编号必须在指定的类别范围内使用。 2.状态继电器与辅助继电器一样有无数的常开和常闭触点，在PLC内部可自由使用。 3.不使用步进顺控指令时，状态继电器可与辅助继电器一样使用。 4.供报警用的状态继电器可用于外部故障诊断的输出。 5.通用状态继电器和断电保持状态继电器的地址编号分配可通过改变参数来设置。,二、步进顺控指令（STL、RET） 步进顺控指令只有两条，即步进阶梯（步进开始）指令（STL）和步进返回指令（RET）。 1. 指令的助记符及功能,2. 指令使用说明 （1）ST
13、L是利用软元件对步进顺控问题进行工序步进式控制的指令。RET 指令的功能是使状态(S元件)流程结束，返回主程序。 （2）STL触点通过置位指令SET激活。当STL触点激活时，与其相连的电路接通；如果STL触点未激活，则与其相连的电路断开。 （3）STL触点与其他元件触点的意义不尽相同。STL无常闭触点，而且与其他触点无AND、OR的关系。,三、顺序功能图 1. 顺序功能图的组成要素 顺序功能图（Sequential Function Chart，SFC）又称为状态转移图、状态流程图，是描述顺序控制的框图。,（1）步及其划分 是根据PLC输出量的状态变化来划分的，在每一步内，各输出量的ON/OF
14、F 状态均保持不变。只要系统的输出量状态发生变化，系统就从原来的步进入新的步。 总之，步的划分应以PLC输出量状态的变化来划分。如果PLC输出状态没有变化，就不存在程序的变化，步的这种划分方法使代表各步的编程元件的状态与各输出量的状态之间有着极为简单的逻辑关系。,1）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。初始步用双线框表示；每一个顺序功能图至少应该有一个初始步。 2）活动步。当系统处于某一步所在的阶段时，该步处于活动状态，称该步为活动步。步处于活动状态时，相应的动作被执行。,（2）与步对应的动作（或命令） 在某一步中要完成某些“动作”，
15、“动作”是指某步活动时，PLC 向被控系统发出的命令，或被控系统应执行的动作。动作用矩形框中的文字或符号表示，该矩形框应与相应步的矩形框相连接。如果某一步有几个动作，可以用如图所示的两种画法来表示，但是并不隐含这些动作之间的任何顺序。,画法一 画法二,（3）有向连线、转换和转换条件。步与步之间用有向连线连接，并且用转换将步分隔开。步的活动状态进展是按有向连线规定的路线进行的。有向连线上无箭头标注时，其进展方向是从上而下、从左到右。如果不是上述方向，应在有向连线上用箭头注明方向。 注意：在顺序功能图中，步的活动状态的进展是由转换来实现的。转换的实现必须同时满足以下两个条件： 1）该转换所有的前级
16、步都是活动步。 2）相应的转换条件得到满足。,转换与转换条件 a)文字语言 b)布尔代数式 c)图形符号 d)逻辑符号,2. 顺序功能图的基本结构形式,顺序功能图的基本结构形式 a)单序列结构 b)选择序列结构 c)并行序列结构,四、顺序功能图的编程方法 根据控制系统的顺序功能图设计出梯形图的方法，称为顺序功能图的编程方法。顺序功能图常用的编程方法有三种：使用启保停电路的编程方法、使用置位复位指令的编程方法以及使用步进顺控指令的编程方法。,使用置位复位指令的编程方法,1. 步的控制程序设计,使用置位复位指令编程方法的两条运输带控制系统 a)工作示意图 b)顺序功能图 c)梯形图,该控制系统划分的工作步及其确定的转换条件如下： （1）初始步M0，转换条件是M8002。 （2）工作步M1，2号运输带Y001运行且定时器T0计时5s，转换条件是按下启动按钮X000。 （3）工作步M2，1、2号运输带Y000、Y001运行，转换条件是定时器T0计时5s到。 （4）工作步M3，2号运输带Y001运行且定时器T1计时
