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1、项目三 PLC步进顺控指令的编程与应用,任务一 自动运料小车控制系统设计 任务二 全自动洗衣机控制系统的设计 任务三 电动机顺序启停控制,任务一 自动运料小车控制系统的设计,经验设计法与顺序设计法的区别 顺序功能图 顺序功能图到步进梯形图的转换,任务提出,图3-1所示为自动运料小车运行控制系统示意图，其控制要求如下： 小车由电动机驱动，电动机正转时小车前进，反转后退。初始时，小车停于左端，左限位开关SQ2压合。 按下开始按钮，小车开始装料。10s后装料结束，小车前进至右端，压合右限位开关SQ1，小车开始卸料。 8s后卸料结束，小车后退至左端，压合SQ2，小车停于初始位置。 具有短路保护和过载保
2、护等必要的保护措施。,图3-1 运料小车示意图,区别 顺序控制：就是按照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，生产过程的各个执行机构自动有序地进行操作。 顺序控制设计法的流程：首先根据系统的工艺过程，画出顺序功能图，然后根据顺序功能图画出梯形图。,一、经验设计法与顺序控制设计法,知识链接,二、顺序功能图,1、运料小车工艺过程分析,图3-7 运料小车运动过程方框图,知识链接,二、顺序功能图,2、顺序功能图的构成 步：a、概念 b、在PLC中步的表示方式：S0.0S31.7 c、初始步（一般用双线方框表示）：每个顺序功能图中至少有一个初始步 d、活动步：步处于活动状
3、态时，相应的动作被执行；处于不活动状态时，相应的非存储型动作被停止。 与步对应的动作或命令：动作和命令用矩形框来表示，矩形图应与相应步的符号相邻。 【举例】一个步后有多个动作的表示方式,知识链接,有向连线：代表活动步的先后次序。一般步的习惯进展方向是从上到下或从左到右。如果在这两个方向上的有向箭头可以省略。不是，则必须注明进展方向。 转换：用有向连线与垂直于有向连线的短画线来表示，转换将相邻两步分隔开。 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，使用得最多的是布尔代数表达式。,二、顺序功能图,知识链接,二、顺序功能图,运料小车
4、控制系统的顺序功能图,图3-7 运料小车运动过程方框图,知识链接,绘制顺序功能图的注意事项： 两个步之间必须用一个转换隔开，两个步绝对不能直接相连。 两个转换之间必须用一个步隔开，两个转换也不能直接相连。 初始步不可少。 在顺序功能图中一般应有步和有向线组成的闭环，即在一次工艺过程的全部操作后，应从最后一步返回初始步，系统停留在初始状态单周期操作或者从最后一步返回下一工作周期开始运行的第一步进入循环工作状态。 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。一般初始步可以考虑采用初始化脉冲SM0.1来激活。,二、顺序功能图,知识链接,三、顺序功能图到步进梯形图的转换,（
5、1）顺序控制指令的介绍,知识链接,（2）顺控指令的使用说明,三、顺序功能图到步进梯形图的转换,知识链接,三、顺序功能图到步进梯形图的转换,知识链接,（3）顺控指令使用注意事项 在使用顺序控制指令时应注意： 步进控制指令SCR只对状态元件S有效。为了保证程序的可靠运行，驱动状态元件S的信号应采用短脉冲。 当输出需要保持时，可使用S/R指令。 不能把同一编号的状态元件用在不同的程序中，例如，如果在主程序中使用S0.1，则不能在子程序中再使用。 在SCR段中不能使用JMP和LBL指令。即不允许跳入或跳出SCR段，也不允许在SCR段内跳转。可以使用跳转和标号指令在SCR段周围跳转。 不能在SCR段中使
6、用FOR、NEXT和END指令。 在状态发生转移后，所有SCR段的元器件一般都要复位，如果希望继续输出，可使用置位/复位指令。 在使用功能图时，状态器的编号可以不按顺序编排。,三、顺序功能图到步进梯形图的转换,知识链接,（4）学生练习,三、顺序功能图到步进梯形图的转换,知识链接,任务实施,进行I/O分配,画出工艺过程框图 画出顺序功能图 利用顺控指令转换成梯形图或语句表 进行I/O接线 输入梯形图 调试（在线监控，观察输入输出时序变化） 思考：如果小车要求反复循环，应如何修改梯形图？调试呢？,任务实施,学生练习,小车在初始状态时停在中间位置，限位开关X1为ON，按下启动按钮X0，小车按如图3-
7、14所示的顺序运动，最后返回并停在初始位置。分别用经验设计法与顺序控制设计法设计控制系统的梯形图，并调试程序。,思考与练习,用顺序控制设计法设计如图3-15要求的输入输出关系的顺序功能图和梯形图，并调试程序。,顺序功能图的结构类型 带有分支的顺序功能图到步进梯形图的转化 顺序控制程序应用举例 全自动洗衣机控制系统的设计,任务二 全自动洗衣机控制系统的设计,单序列 选择性分支与汇合 并行的分支与汇合 分支与汇合的组合,一、顺序功能图的结构类型,知识链接,知识链接,带有选择分支与汇合的顺序功能图,带有并行分支与汇合的顺序功能图,可供选择的分支在分支时，检查分支前面的转移条件：I0.0、I0.3、I
8、0.6，哪一个为“真”，则为“真”的分支执行，且每次只可执行一条分支。而在可供选择分支的汇合采用各分支自动转移到新的状态，即I0.2转移（SCRT）到S0.7，I0.5转移（SCRT）到S0.7，I1.0转移（SCRT）到S0.7。,当一个控制状态流分成多分支时，所有的分支控制状态流必须同时激活。当多个控制流产生的结果相同时，可以把这些控制流合并成一个控制流，即并行分支的汇合。在合并控制流时，所有的分支控制流必须都是完成了的。在转移条件满足时才能转移到下一个状态。,知识链接,图3-19 分支与汇合的组合,二、带有分支的顺序功能图到梯 形图的转换,知识链接,1、编程原则与编程方法 编程原则：先集
9、中进行分支状态处理，再集中进行汇合状态处理。 编程方法：分支状态处理，应先进行分支状态的驱动处理，再按分支的顺序进行转移处理。汇合状态处理，应先进行汇合前状态（分支状态汇合状态之间的中间状态）的处理（含这些状态的驱动和转移），再依分支顺序进行由各分支到汇合状态的转移（各分支最后一个状态到汇合状态的转移）。,知识链接,2、举例,知识链接,知识链接,三、顺序控制程序应用举例,举例1：液体混合控制 图3-21所示是某一液体混合装置，SL1、SL2、SL3分别为高水位、中水位、低水位三个液面传感器，在其各自被液体淹没时为ON，反之为OFF。阀YVl、阀YV2和阀YV3为液体A、液体B和混合液体的电磁阀
10、，线圈通电时打开，线圈断电时关闭。开始时容器是空的，各阀门均关闭，各传感器均为OFF。按下起动按钮后，打开阀YVl，液体A流入容器，中限位SL2开关变为ON时，关闭阀YVl，打开阀YV2，液体B流入容器。,三、顺序控制程序应用举例,当液面到达上限位SL1开关时，关闭阀YV2，电动机M开始运行，搅动液体，60s后停止搅动，打开阀YV3，放出混合液，当液面降至下限位SL3开关之后再过5s，容器放空，关闭阀YV3，打开阀YVl，又开始下一周期的操作。按下停止按钮，在当前工作周期的操作结束后，才停止操作（停在初始状态）。 试用PLC实现液体混合装置控制系统。,三、顺序控制程序应用举例,（1）I/O点分
11、配,三、顺序控制程序应用举例,（2）顺序功能图,三、顺序控制程序应用举例,举例2：按钮式交通灯控制 在道路交通管理上有许多按钮式人行道交通灯，如图3-23所示。在正常情况下，汽车通行，即Q0.3绿灯亮，Q0.5红灯亮；当行人想过马路，就按按钮。当按下按钮I0.0（或I0.1）之后，主干道交通灯将从绿（5s）绿闪（3s）黄（3s）红（20s），当主干道红灯亮时，人行道从红灯亮转为绿灯亮，15s以后，人行道绿灯开始闪烁，闪烁5s后转入主干道绿灯亮，人行道红灯亮。 试利用PLC控制按钮式人行道交通灯，用并行序列的顺序功能图编程。,三、顺序控制程序应用举例,三、顺序控制程序应用举例,（1）I/O点分配
12、,三、顺序控制程序应用举例,（2）顺序功能图,任务提出 任务分析 任务实施 思考与练习,四、全自动洗衣机控制系统的设计与调试,任务提出,试设计全自动洗衣机的控制系统。 波轮式全自动洗衣机的示意图如图3-16所示。其中，洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一中心安装的。外桶固定，作为盛水用，内桶可以旋转，作为脱水（甩干）用。内桶的四周有许多小孔，使内、外桶的水流相通。,任务提出,洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀控制。进水时，控制系统使进水电磁阀打开，将水注入外桶；排水时，使排水电磁阀打开将水由外桶排到机外。洗涤和脱水由同一台电机拖动，通过电磁离合器来控制，将动力传递给洗涤波轮或甩干
13、桶(内桶)。电磁离合器失电，电动机带动洗涤波轮实现正、反转，进行洗涤；电磁离合器得电，电动机带动内桶单向旋转，进行甩干(此时波轮不转)。水位高低分别是由高低水位开关进行检测。启动按钮用来启动洗衣机工作。具体控制要求如下： 启动时：首先进水，到高水位时停止进水，开始洗涤。正转洗涤15S，暂停3S后反转洗涤15S，暂停3S后再正转洗涤，如此反复3次。洗涤结束后，开始排水，当水位下降到低水位时，进行脱水(同时排水)，脱水时间为10S。这样完成一次从进水到脱水的大循环过程。 经过3次上述大循环后(第2、3次为漂洗)，进行洗衣完成报警，报警10S后结束全过程，自动停机。,任务分析,输入输出设备及I/O点
14、分配,任务分析,（2）顺序功能图的设计,（3）SFC图到步进梯形图或步进指令表的转换,任务实施,1、将输入输出设备分别连接到PLC的相应的I/O点，并连接PLC电源。硬件连接如图3-26所示。检查线路的正确性，确保无误。 2、输入如图3-25所示的梯形图或步进指令程序，进行程序调试，调试时注意动作顺序。并画出相应的控制系统的各输入输出量的时序图。,思考与练习,2、试设计一个自动门控制系统。 其硬件组成如下： 自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到位限位开关K4、开门执行结构KM1（使电动机正转）、关门执行机构KM2（使电动机反转等部件组成。 控
15、制要求： 1）当有人由内到外或由外到内通过光电探测开关K1或K2时、开门执行机构KM1动作电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。 2）自动门在开门位置停留8秒后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被启动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。 3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电探测开关K1或K2时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。 4）在门打开后的8秒等待时间内，若有人员由外到内或由内到外通过光电探测开关K1或K2时，必须重新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。,思考与练习,3、图3-31所示为剪床剪切板料示意图
16、，初始状态时，压钳和剪刀在上限位置，I0.0和I0.1为“1”状态。按下起动按钮I1.0，工作过程如下：首先板料右行（Q0.0为“1“状态）至限位开关I0.3为“1”状态，然后压钳下行（Q0.1为“1“状态并保持）。压紧板料后，压力继电器I0.4为“1“状态，压钳保持压紧，剪刀开始下行（Q0.2为“1”状态）。剪断板料后，I0.2变为“1”状态，压钳和剪刀同时上行（Q0.3和Q0.4为“1”状态，Q0.1和Q0.2为“0“状态），它们分别碰到限位开关I0.0和I0.1后，分别停止上行，均停止后，又开始下一周期的工作，剪完5块料后停止工作并停在初始状态。试画出实现此功能的PLC的外部接线图、系统的顺序功能图和梯形图，并调试程序。,任务三 电动机顺序启停控制,一、利用“启-保-停”电路由单流程的顺序功能图画出梯形图 二、使用“启-保-停”电路实现选择序列与并行序列的顺序功能图到梯形图的转换,方法：要从两方面（步的处理、输出电路）来考虑 步的处理 用位存储器来代表步，某一步为活动步时，对应的辅助继电器为ON，某一转换实现时，该转换
