第五章-梯形圖程序的設(shè)計(jì)方法

第五章梯形圖程序的設(shè)計(jì)方法5-1梯形圖設(shè)計(jì)基本規(guī)則與技巧一、基本規(guī)則注意幾點(diǎn)：(1)線圈位置；(2)串接和并接多的電路處理；(3)雙線圈處理；**(4)常閉接點(diǎn)處理。a.停止按鈕；b.熱繼電器常閉接點(diǎn)好不好串接和并接多的電路處理雙線圈問(wèn)題X0Y0X1Y0X0Y0X1第五章梯形圖程序的設(shè)計(jì)方法

5-2梯形圖的基本電路

X1X2Y1Y1一、起動(dòng)、保持和停止電路（起保停）X1X2Y1FU5-2梯形圖的基本電路二、三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路(具有電氣連鎖）1.繼電邏輯控制線路KM2SB1SB3KHQFRM3

~SB2KM1KM2KM1KM2KM1KM2KM15-2梯形圖的基本電路2.PLC控制硬件接線圖X0Y0X1Y1X2COMCOM1SB1SB2SB3KM1KM2KM2KM1FR負(fù)載電源正轉(zhuǎn)啟動(dòng)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)停止5-2梯形圖的基本電路3.梯形圖設(shè)計(jì)

X0X2X1Y1Y0Y0

X1X2X0Y0Y1Y1正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)三、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用程序RSTC0

X2T0T0K600

X2

T0C0K60

C0Y0X2Y01h定時(shí)范圍的擴(kuò)展5-2梯形圖的基本電路三、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用程序閃爍電路

X0T1T0K20

T0T1

K30Y0X0T0T1Y0

2S3S2S3S2S三、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用程序接通/斷開(kāi)延時(shí)電路

Y1X0T1K70

T0T1Y1

X0T0K90Y1X0Y1

T0的常開(kāi)觸點(diǎn)T1的常開(kāi)觸點(diǎn)9S7S四、常閉觸點(diǎn)輸入信號(hào)的處理X0X1COMPLCX0X1COMPLC

X0X1Y1Y1

X0X1Y1Y1五.其它PLC控制基本電路

---------（硬件及其梯圖控制程序設(shè)計(jì))兩臺(tái)電機(jī)順序起動(dòng)連鎖控制線路自動(dòng)限位控制線路自動(dòng)循環(huán)控制線路減壓起動(dòng)控制線路反接制動(dòng)、雙速電機(jī)變速（P176-182)5-3梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法在一些典型電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的具體要求，不斷修改和完善梯形圖，多次反復(fù)調(diào)試和修改梯形圖的設(shè)計(jì)方法。特點(diǎn)（1）具有試探性和隨意性（2）最后的結(jié)果不是唯一的（3）設(shè)計(jì)所用的時(shí)間和質(zhì)量因設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)而異

1、設(shè)計(jì)實(shí)例一送料小車在限位開(kāi)關(guān)X4處裝料，10S后結(jié)束然后右行，碰到X3后停下來(lái)卸料，15S后左行，碰到X4后，又停下來(lái)裝料，這樣不停地循環(huán)工作，直到按下停機(jī)按鈕。Y0右行Y1左行X4X3

1、設(shè)計(jì)實(shí)例一X0X1X2X3Y1Y0X1X0X2X4Y0Y1T0Y0T1Y1X4Y2X3Y3T0K100T1K150右行左行裝料卸料送料小車自動(dòng)控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)

2、設(shè)計(jì)實(shí)例二兩處卸料的小車自動(dòng)控制系統(tǒng)梯形圖的設(shè)計(jì)Y0右行Y1左行X4X3X5I/O定義X0-右行X1-左行X2-停止X3-右限X4-左限1X5-左限2T0-T1-M100-Y0-Y1-Y2-Y3-兩處卸料小車的自動(dòng)控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)X1X0X2X4Y0Y1卸料X0X5X1X2X3Y1Y0T0Y0T1Y1右行左行X4Y2X3Y3T0K100裝料T1K150M100Y1Y0

X5Y1X3M100

M100

5-4根據(jù)繼電器電路設(shè)計(jì)梯形圖方法原先使用的繼電器控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的使用和考驗(yàn)，已經(jīng)被證明是符合控制要求的系統(tǒng)。因此，可以根據(jù)繼電器電路圖來(lái)設(shè)計(jì)梯形圖。在運(yùn)用該方法設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意，繼電器是并行工作的，而PLC是串行工作的。

在分析和設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)可以將輸入繼電器的觸點(diǎn)想象成對(duì)應(yīng)的外部輸入器件的觸點(diǎn)或電路，將輸出繼電器的線圈想象成對(duì)應(yīng)的外部負(fù)載的線圈。外部負(fù)載的線圈除了受梯形圖的控制外，還可能受到外部觸點(diǎn)的控制。5-4根據(jù)繼電器電路設(shè)計(jì)梯形圖方法步驟：（1）了解被控設(shè)備的工藝過(guò)程和機(jī)械的動(dòng)作情況，根據(jù)繼電器的電路圖分析和掌握控制系統(tǒng)的工作原理（2）確定PLC的輸入信號(hào)和輸出負(fù)載，畫出PLC的外部接線圖繼電器電路圖中的交流接觸器和電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)用PLC的輸出繼電器來(lái)控制，它們的線圈接在PLC的輸出端。按鈕、控制開(kāi)光、限位開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)等用來(lái)給PLC提供控制命令和反饋信號(hào)，它們的觸點(diǎn)接在PLC的輸出端。繼電器電路圖中的繼電器和時(shí)間繼電器的功能用PLC內(nèi)部的輔助繼電器和定時(shí)器完成，他們與PLC的輸入繼電器和輸出繼電器無(wú)關(guān)。畫出PLC的外部接線圖后，同時(shí)也確定了PLC的各輸入信號(hào)和輸出負(fù)載對(duì)應(yīng)的輸入繼電器和輸出繼電器的元件號(hào)。（3）確定與繼電器電路圖的時(shí)間繼電器、中間繼電器對(duì)應(yīng)的梯形圖中的輔助繼電器和定時(shí)器的元件號(hào)第2步和第3步建立了繼電器電路圖中的元件和梯形圖中的元件的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為梯形圖的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。（4）根據(jù)上述對(duì)應(yīng)關(guān)系畫出梯形圖程序1HKTAZQAZFJZZJ2HKZZJZFJFQAZZJZFJ

1ZPK1JPK

ZDCZZJ

SJZFJ

TASDJ1ZPKSDJ

2ZPK

ZSAZFCZZC1JPKZZCZFC

ZDC

FSA

ZZCZFC

SDJ

SJ2DSC1DSC

SJ1DSC2DSCZZJZFJ主軸正轉(zhuǎn)主軸反轉(zhuǎn)主軸制動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)主軸反轉(zhuǎn)主軸低速主軸高速2JPKGSK正轉(zhuǎn)啟動(dòng)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)繼電器控制電路圖X0COM1X1COM2X2X3X4X5Y0X6Y1X7Y2Y3X10Y4COM正轉(zhuǎn)起動(dòng)反轉(zhuǎn)起動(dòng)正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)主軸停止速度繼電器速度變換主軸速度變換進(jìn)給速度變換接通高速ZQAFQAZSAFSATASDJ1ZPK2ZPK2ZPK2JPKGSKFX0S---30MR2HK1HKRJZZCZFCZFCZZC1DSC2DSC2DSC1DSCZDC主軸正轉(zhuǎn)主軸反轉(zhuǎn)主軸低速主軸高速主軸制動(dòng)返回

X0X4M201M200主軸正轉(zhuǎn)M200

X1X4M200M201主軸反轉(zhuǎn)

M201M200X4X6Y4主軸制動(dòng)、M201X10T0K50梯形圖X4X6Y0Y1Y4X2X5X5Y4X3M202M202M202M202M200X4Y1Y0X7M200M201X4Y0Y1X5T0Y3Y2T0Y2Y3主軸正轉(zhuǎn)主軸反轉(zhuǎn)主軸低速主軸高速速度變換返回在將繼電器電路圖轉(zhuǎn)換為梯形圖時(shí)，應(yīng)注意以下問(wèn)題：（1）設(shè)計(jì)梯形圖的基本原則繼電器電路時(shí)一種純硬件電路，為了節(jié)約硬件成本，設(shè)計(jì)的基本原則是盡量少用元件和觸點(diǎn)。而梯形圖是一種軟件，是PLC的程序，編程時(shí)如果多用一些梯形圖的輔助元件（如M、T、C等）和觸點(diǎn)，不會(huì)增加成本，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行速度幾乎沒(méi)有影響。因此在設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)應(yīng)力求結(jié)構(gòu)清晰，易于理解。（2）分離交織在一起的電路（3）中間單元的設(shè)置若多個(gè)線圈都受到某一觸點(diǎn)串并聯(lián)電路的復(fù)雜電路的控制，為了簡(jiǎn)化電路，在梯形圖中可以設(shè)置用該電路控制的輔助繼電器來(lái)控制以后各步的線圈。（4）盡量減少PLC的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)PLC的價(jià)格與I/O點(diǎn)數(shù)有關(guān)，減少輸入/輸出信號(hào)的點(diǎn)數(shù)是降低成本的主要措施。減少輸入/輸出信號(hào)的點(diǎn)數(shù)的方法在后面將做出詳細(xì)的介紹。（5）軟件互鎖與硬件互鎖在前面例子的梯形圖中，正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)、低速/高速之間都設(shè)有軟件互鎖，而在PLC的接口電路中也設(shè)置了硬件互鎖。這樣就可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的相互約束。（6）梯形圖電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)為了減少語(yǔ)句表指令條數(shù)，在串聯(lián)電路中，單個(gè)觸點(diǎn)應(yīng)放在電路的右邊，在并聯(lián)電路中，單個(gè)觸點(diǎn)要放在電路塊的最下面。減少輸入點(diǎn)的辦法：①某些具有相同性能和功能的輸入觸點(diǎn)可以串聯(lián)或并聯(lián)后再輸入PLC，這樣它們只占用PLC的一個(gè)輸入點(diǎn)。②某些功能比較簡(jiǎn)單，與系統(tǒng)控制部分關(guān)系不大的輸入信號(hào)可放在PLC之外，如用于過(guò)載保護(hù)的熱繼電器。③若系統(tǒng)具有兩種不同的工作方式，這兩種工作方式又不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，一種方式工作時(shí)使用的輸入點(diǎn)，在另一種方式是不會(huì)被使用，那么這個(gè)輸入點(diǎn)可以被另一種方式工作時(shí)使用，即分時(shí)復(fù)用，如手動(dòng)/自動(dòng)。5-5梯形圖的順序控制設(shè)計(jì)法一、用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)梯形圖存在的問(wèn)題（1）設(shè)計(jì)方法很難掌握，設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)。（2）裝置交付使用后維修困難。二、順序控制設(shè)計(jì)法的基本思想所謂順序控制，就是按照生產(chǎn)工藝要求，在輸入信號(hào)的作用下，根據(jù)內(nèi)部的狀態(tài)和時(shí)間順序控制生產(chǎn)過(guò)程有序地進(jìn)行。使用順序控制設(shè)計(jì)法師首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過(guò)程，畫出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖。順序功能圖是描述控制系統(tǒng)的控制過(guò)程、功能和特性的一種圖形，也是設(shè)計(jì)PLC控制程序的有力工具。順序功能圖主要由步、有向線段、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和動(dòng)作（或命令）組成。5-5梯形圖的順序控制設(shè)計(jì)法二、順序控制設(shè)計(jì)法的基本思想步轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換條件有向線段動(dòng)作或命令將系統(tǒng)的一個(gè)工作周期劃分為若干個(gè)順序相連的階段STEP使系統(tǒng)由前級(jí)步進(jìn)入下一步的信號(hào)稱為轉(zhuǎn)換條件每一步所完成的工作M1M2M3M4M8002X1·X3T0X2T1X1動(dòng)作初始步轉(zhuǎn)換條件轉(zhuǎn)換步Y(jié)2T0Y1Y3T1Y0有向連線右行M0裝料卸料X3T0X2T1M0.X1M1.Y2M2.Y1M3.Y3M4.Y08s10sY1Y0料斗Y2X2X1卸料處裝料處送料小車開(kāi)始停在右側(cè)限位開(kāi)關(guān)X1處，按下啟動(dòng)按鈕X3，Y2變?yōu)镺N，打開(kāi)儲(chǔ)料斗的閘門，開(kāi)始裝料，同時(shí)用定時(shí)器T0定時(shí)，8s后關(guān)閉儲(chǔ)料斗的閘門，Y2變?yōu)镺FF，Y1變?yōu)镺N，開(kāi)始左行；碰到限位開(kāi)關(guān)X2后停下來(lái)卸料，Y1變?yōu)镺FF，Y3變?yōu)镺N，同時(shí)定時(shí)器T1定時(shí)；10s后Y3變?yōu)镺FF，Y0變?yōu)镺N，開(kāi)始右行，碰到限位開(kāi)關(guān)X1后返回初始狀態(tài)，Y0變?yōu)镺FF，小車停止運(yùn)行。根據(jù)Y0-Y3的ON/OFF狀態(tài)的變化，顯然一個(gè)工作周期可以分為裝料、左行、卸料和右行這4步，另外還設(shè)有等待啟動(dòng)的初始步，分別用M0-M4來(lái)代表這5步。左上角是小車的空間示意圖；左下部分是有關(guān)編程元件的時(shí)序圖；右邊是描述系統(tǒng)的順序功能圖，圖中用矩形框表示步，框中可用數(shù)字表示該步的編號(hào)，一般用該步的編程元件的元件號(hào)作為步的編號(hào)，例如M0等。初始步是與系統(tǒng)初始狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的步，一般是系統(tǒng)等待啟動(dòng)命令的相對(duì)靜止的狀態(tài)。初始步用雙線方框表示，每一個(gè)順序功能圖至少應(yīng)有一個(gè)初始步。當(dāng)系統(tǒng)正處于某一步所在的階段是，該步處于活動(dòng)狀態(tài)，稱該步為活動(dòng)步。步處于活動(dòng)狀態(tài)是，相應(yīng)的動(dòng)作被執(zhí)行；處于不活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的非存儲(chǔ)型動(dòng)作被停止執(zhí)行。注意：在順序功能圖中一定要分清哪些動(dòng)作是存儲(chǔ)型的，哪些動(dòng)作是非存儲(chǔ)型的。

5-5梯形圖的順序控制設(shè)計(jì)法二、順序控制設(shè)計(jì)法的基本思想梯形圖XY經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法控制電路XY輸出電路順序控制設(shè)計(jì)法5-6順序控制設(shè)計(jì)中的功能表圖繪制又叫做狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖或順序功能圖，它是描述控制系統(tǒng)的控制過(guò)程、功能和特性的一種圖形。功能表圖（FunctionChart）M200M201M202M203Y0Y1Y1Y2M8002X0X1X2X3一、概述舉例X3X1X2快進(jìn)工進(jìn)快退工作時(shí)序圖

M8002X0X1X2X3初始快進(jìn)工進(jìn)快退初始M200M201M202M203Y0Y1Y25-6順序控制設(shè)計(jì)中的功能表圖繪制二、順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)345de單序列51196defmnp51196選擇序列單序列有一系列的相繼激活的步組成，每一步的后面僅有一個(gè)轉(zhuǎn)換，每一個(gè)轉(zhuǎn)換的后面只有一個(gè)步。選擇序列的開(kāi)始為分支，轉(zhuǎn)換符號(hào)只能標(biāo)在轉(zhuǎn)換符號(hào)之下。如果步5是活動(dòng)步，并且轉(zhuǎn)換條件d=1，將發(fā)生步5—步6的進(jìn)展。如果e=1,則有步5—步9的進(jìn)展。在選擇序列中各序列是相互排斥的，其中的任何兩個(gè)序列波都不允許同時(shí)執(zhí)行。選擇序列的結(jié)束成為合并，幾個(gè)選擇序列合并到一個(gè)公共序列時(shí)，用需要重新組合的序列相同數(shù)量的轉(zhuǎn)換符號(hào)和水平連線來(lái)表示。轉(zhuǎn)換符號(hào)只允許標(biāo)在水平連線上。如果步6是活動(dòng)步，并且轉(zhuǎn)換條件m=1,將發(fā)生步6—步5的進(jìn)展；如果步11是活動(dòng)步且轉(zhuǎn)換條件p=1,則會(huì)發(fā)生步11—步5的進(jìn)展。5-6順序控制設(shè)計(jì)中的功能表圖繪制二、順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)5119651196de并行序列并行序列的開(kāi)始稱為分支，當(dāng)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)導(dǎo)致幾個(gè)序列同時(shí)激活時(shí)，這些序列稱為并行序列。當(dāng)步5是活動(dòng)步，且e=1時(shí)，步6、步9和步11同時(shí)變?yōu)榛顒?dòng)步，同時(shí)步5變?yōu)椴换顒?dòng)步。為了強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)換的同步實(shí)現(xiàn)，水平線采用雙線表示。步6、步9和步11被同時(shí)激活后，每個(gè)序列中活動(dòng)步的進(jìn)展將是獨(dú)利的。在表示同步的水平雙線之上，只允許有一個(gè)轉(zhuǎn)換符號(hào)。并行序列用來(lái)表示系統(tǒng)的幾個(gè)同時(shí)工作的獨(dú)立部分的工作情況。并行序列的結(jié)束稱為合并，在表示同步的水平雙線之下，只允許有一個(gè)轉(zhuǎn)換符號(hào)。當(dāng)直接連在雙線上的所有前級(jí)步（步6、步9和步11）都處于活動(dòng)狀態(tài)，并且轉(zhuǎn)換條件d=1時(shí)，才會(huì)發(fā)生步6、步9和步11到步5的進(jìn)展，即步6、步9和步11同時(shí)變?yōu)椴换顒?dòng)步，而步5變?yōu)榛顒?dòng)步。5-6順序控制設(shè)計(jì)中的功能表圖繪制二、順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)2.12.22.3dc2.42.5bdfga2ag子步5-6順序控制設(shè)計(jì)中的功能表圖繪制二、順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)舉例鉆孔卸工件返回返回裝工件返回這是一個(gè)三工位鉆床的工作臺(tái)的俯視圖三個(gè)工位分別完成：（1）送料(裝工件）（2）鉆孔