数字量控制系统梯形图程序设计方法概要学习教案

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1、数字量控制系统梯形图程序设计数字量控制系统梯形图程序设计(chn x sh j)方法概要方法概要第一页，共66页。4.1 梯形图的经验梯形图的经验(jngyn)设计法设计法开关量控制系统（例如继电器控制系统）又称为数字量控制系统。开关量控制系统（例如继电器控制系统）又称为数字量控制系统。可以用设计继电器电路图的方法来设计比较简单的数字量控制系统的梯形图，即在一些典型电路的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，不断可以用设计继电器电路图的方法来设计比较简单的数字量控制系统的梯形图，即在一些典型电路的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，不断(bdun)地修改和完善梯形图。有时需要多次反复

2、地调试和修改梯形图，增加一些中间编程元件和触点，最后才能得到一个较为满意的结果。地修改和完善梯形图。有时需要多次反复地调试和修改梯形图，增加一些中间编程元件和触点，最后才能得到一个较为满意的结果。这种方法没有普遍的规律可循，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、设计的质量与设计者的经验有很大的关系，所以称为经验设计法，可以用于比较简单的梯形图设计。这种方法没有普遍的规律可循，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、设计的质量与设计者的经验有很大的关系，所以称为经验设计法，可以用于比较简单的梯形图设计。第1页/共66页第二页，共66页。主电路主电

3、路(dinl)继电器控制电路继电器控制电路起保停电路起保停电路(dinl)和置位复位电路和置位复位电路(dinl)4.1 梯形图的经验梯形图的经验(jngyn)设计法设计法梯形图中的基本电路梯形图中的基本电路KML1L3L2FU1KMQSSB2FU2KMM3FRFRSB1第2页/共66页第三页，共66页。PLC外部外部(wib)接线图接线图时序时序(sh x)图图4.1 梯形图的经验设计梯形图的经验设计(shj)法法梯形图中的基本电路梯形图中的基本电路起保停电路和置位复位电路起保停电路和置位复位电路第3页/共66页第四页，共66页。4.1 梯形图的经验设计法梯形图的经验设计法梯形图中的基本梯形

4、图中的基本(jbn)电路电路置位复位置位复位(f wi)(f wi)电路电路I0.0Q0.0I0.1Q0.0SR 起保停电路与置位复位电路是后面要重点介绍起保停电路与置位复位电路是后面要重点介绍(jisho)(jisho)的顺序控制设计法的基本电路的顺序控制设计法的基本电路 在实际电路中，起动信号和停止信号可能由多个触点组成的串并联电路提供。在实际电路中，起动信号和停止信号可能由多个触点组成的串并联电路提供。I0.0I0.1Q0.0Q0.0起保停电路起保停电路起保停电路和置位复位电路起保停电路和置位复位电路第4页/共66页第五页，共66页。继电器控制电路继电器控制电路主电路主电路(dinl)4

5、.1 梯形图的经验设计梯形图的经验设计(shj)法法梯形图中的基本电路梯形图中的基本电路三相三相(sn xin)异步电动机的正反转控制电路异步电动机的正反转控制电路第5页/共66页第六页，共66页。硬件硬件(yn jin)互锁互锁4.1 梯形图的经验设计梯形图的经验设计(shj)法法梯形图中的基本电路梯形图中的基本电路PLC外部外部(wib)接线图接线图功能名触点(物理)I/O接口正转按钮SB2I0.0反转按钮SB3I0.1停止按钮SB1I0.2热继电器FRI0.2正转线圈KM1Q0.0反转线圈KM2Q0.1三相异步电动机的正反转控制电路三相异步电动机的正反转控制电路第6页/共66页第七页，共

6、66页。软件软件(run jin)互锁互锁4.1 梯形图的经验梯形图的经验(jngyn)设计法设计法梯形图中的基本电路梯形图中的基本电路按钮互锁按钮互锁梯形图梯形图三相三相(sn xin)异步电动机的正反转控制电路异步电动机的正反转控制电路第7页/共66页第八页，共66页。4.1 梯形图的经验设计法梯形图的经验设计法梯形图中的基本梯形图中的基本(jbn)电路电路三相三相(sn xin)异步电动机的正反转控制电路异步电动机的正反转控制电路如果没有硬件互锁，从正转切到反转，由于切换过程中电感如果没有硬件互锁，从正转切到反转，由于切换过程中电感(din n)的延时作用，可能会出现原来接通的接触器的主

7、触点还未断弧，另一个接触器的主触点已经合上的现象，从而造成甲流电流瞬间短路的故障。的延时作用，可能会出现原来接通的接触器的主触点还未断弧，另一个接触器的主触点已经合上的现象，从而造成甲流电流瞬间短路的故障。此外此外 ，如果没有硬件互锁，且因为主电路电流过大或接触器质量不好，某一接触器的主触点被断电时产生的电弧熔焊而被粘结，其线圈断电后主触点仍然是接通的，这时如果另一个接触器的线圈通电，也会造成三相电源短路故障。，如果没有硬件互锁，且因为主电路电流过大或接触器质量不好，某一接触器的主触点被断电时产生的电弧熔焊而被粘结，其线圈断电后主触点仍然是接通的，这时如果另一个接触器的线圈通电，也会造成三相电

8、源短路故障。第8页/共66页第九页，共66页。按下右行起动按钮或左行起动按钮后，要求小车在两个限位开关之间不停地循环往返，按下停止按钮后，电动机断电，小车停止运行。按下右行起动按钮或左行起动按钮后，要求小车在两个限位开关之间不停地循环往返，按下停止按钮后，电动机断电，小车停止运行。可在三相可在三相(sn xin)异步电动机正反转控制的基础上设计。异步电动机正反转控制的基础上设计。主电路相同。主电路相同。4.1 梯形图的经验梯形图的经验(jngyn)设计法设计法举例举例小车小车(xioch)自动往返控制程序的设计自动往返控制程序的设计KM2Q0.1KM1Q0.0I0.3 SQ1I0.4 SQ2第

9、9页/共66页第十页，共66页。4.1 梯形图的经验梯形图的经验(jngyn)设计法设计法举例举例I0.0I0.1 I0.4 I0.2Q0.0I0.3I0.1I0.0 I0.3I0.2Q0.1Q0.0Q0.1Q0.0I0.4Q0.1PLC的外部的外部(wib)接线图接线图小车小车(xioch)(xioch)自动往返的梯形自动往返的梯形图图KM2Q0.1KM1Q0.0I0.3 SQ1I0.4 SQ2小车自动往返控制程序的设计小车自动往返控制程序的设计第10页/共66页第十一页，共66页。I0.0I0.1 I0.4 I0.2Q0.0I0.3I0.1I0.0 I0.3I0.2Q0.1Q0.0Q0.1

10、Q0.0I0.4Q0.1此梯形图存在此梯形图存在(cnzi)的问题的问题:在两端点处不能可靠停车在两端点处不能可靠停车4.1 梯形图的经验设计梯形图的经验设计(shj)法法举例举例小车小车(xioch)自动往返控制程序的设计自动往返控制程序的设计第11页/共66页第十二页，共66页。PLC的外部接线同上。的外部接线同上。小车开始时停在左边，左限位开关的常开触点闭合小车开始时停在左边，左限位开关的常开触点闭合(b h)。要求按下列顺序控制小车：。要求按下列顺序控制小车：(1)按下右行起动按钮，小车开始右行。按下右行起动按钮，小车开始右行。(2)走到右限位开关处，小车停止运行，延时走到右限位开关处

11、，小车停止运行，延时8s后开始左行。后开始左行。(3)回到左限位开关处，小车停止运动。回到左限位开关处，小车停止运动。4.1 梯形图的经验设计梯形图的经验设计(shj)法法举例举例较复杂的小车自动运行较复杂的小车自动运行(ynxng)控制程序的设计控制程序的设计第12页/共66页第十三页，共66页。4.1 梯形图的经验设计梯形图的经验设计(shj)法法举例举例KM2Q0.1KM1Q0.0I0.3 SQ1I0.4 SQ2I0.0I0.1I0.4I0.2Q0.0I0.3I0.1I0.0I0.3I0.2Q0.1Q0.0Q0.1Q0.0M2.0Q0.1I0.4DB1TONTimeIN QPT ETT#

12、8SM2.0此图与控制(kngzh)要求不相符?较复杂的小车自动较复杂的小车自动(zdng)运行控制程序的设计运行控制程序的设计第13页/共66页第十四页，共66页。I0.0I0.1I0.4I0.2Q0.0I0.3I0.1I0.0I0.3I0.2Q0.1Q0.0Q0.1Q0.0M2.0Q0.1I0.4DB1TONTimeIN QPT ETT#8SM2.04.1 梯形图的经验梯形图的经验(jngyn)设计法设计法举例举例KM2Q0.1KM1Q0.0I0.3 SQ1I0.4 SQ2较复杂的小车较复杂的小车(xioch)自动运行控制程序的设计自动运行控制程序的设计第14页/共66页第十五页，共66页

13、。4.1 梯形图的经验设计梯形图的经验设计(shj)法法总结总结1、确定、确定PLC的输入的输入/和输出信号和输出信号2、画、画PLC的外部接线图的外部接线图 启动启动(qdng)/停止一般使用常开按钮停止一般使用常开按钮 互锁使用常闭开关互锁使用常闭开关3、梯形图、梯形图4、注意互锁环节、注意互锁环节功能名触点(物理) I/O接口正转按钮SB2I0.0反转按钮SB3I0.1停止按钮SB1I0.2热继电器FRI0.2正转线圈KM1Q0.0反转线圈KM2Q0.1第15页/共66页第十六页，共66页。4.2 顺序控制设计顺序控制设计(shj)法与顺序功能图法与顺序功能图所谓所谓(suwi)顺序控制

14、，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秩序地进行操作。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秩序地进行操作。顺序功能图顺序功能图(Sequential Function Chart，SFC)是描述控制系统的控制过程、功能和特点的一种图形，也是设计是描述控制系统的控制过程、功能和特点的一种图形，也是设计PLC的顺序控制程序的有力工具。的顺序控制程序的有力工具。顺序功能图是顺序功能图是IEC 61131-3居首位的编程语言，有的居首位的

15、编程语言，有的PLC为用户提供了顺序功能图语言，例如为用户提供了顺序功能图语言，例如S7-300/400的的S7 Graph语言，在编程软件中生成顺序功能图后便完成了编程工作。语言，在编程软件中生成顺序功能图后便完成了编程工作。S7-1200 PLC没有配备顺序功能图语言，但可以用没有配备顺序功能图语言，但可以用SFC来描述系统的功能，根据它来设计梯形图程序。来描述系统的功能，根据它来设计梯形图程序。第16页/共66页第十七页，共66页。4.2 顺序控制设计法与顺序功能顺序控制设计法与顺序功能(gngnng)图图顺序顺序功能功能(gngnng)图四要素图四要素(1)步步用矩形框表示各步，框内是

16、步的编号用矩形框表示各步，框内是步的编号(2)有向连线有向连线连接步与步，箭头的方向表示步的转换方向连接步与步，箭头的方向表示步的转换方向 (3)转换与转换条件转换与转换条件标注在步与步之间的短横线旁标注在步与步之间的短横线旁(4)动作动作各步需要各步需要(xyo)完成的动作完成的动作第17页/共66页第十八页，共66页。小车刚开始停在最左边，限位开关小车刚开始停在最左边，限位开关I0.2为为1状态。按下起动按钮，状态。按下起动按钮，Q0.0变为变为1状态，小车右行。碰到右限位开关状态，小车右行。碰到右限位开关I0.1时，时，Q0.0变为变为0状态，状态，Q0.1变为变为1状态，小车改为左行。

17、返回起始位置状态，小车改为左行。返回起始位置(wi zhi)时，时，Q0.1变为变为0状态，小车停止运行，同时状态，小车停止运行，同时Q0.2变为变为1状态，使制动电磁铁线圈通电，接通延时定时器开始工作。定时时间到，制动电磁阀线圈断电，系统返回初始状态。状态，使制动电磁铁线圈通电，接通延时定时器开始工作。定时时间到，制动电磁阀线圈断电，系统返回初始状态。4.2 顺序顺序(shnx)控制设计法与顺序控制设计法与顺序(shnx)功能图功能图顺序顺序(shnx)功能图四要素功能图四要素第18页/共66页第十九页，共66页。4.2 顺序顺序(shnx)控制设计法与顺序控制设计法与顺序(shnx)功能图

18、功能图顺序顺序(shnx)功能图四要素功能图四要素第19页/共66页第二十页，共66页。4.2 顺序控制设计顺序控制设计(shj)法与顺序功能图法与顺序功能图顺序功能图四要顺序功能图四要素素第20页/共66页第二十一页，共66页。顺序控制设计法将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段（步，顺序控制设计法将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段（步，Step）。）。用编程元件用编程元件(例如位存储器例如位存储器M)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，在任何步是根据输出量的状态变化来划分的，在任何(rnh)一步之内，各输出量的一步之内，各输出量的ON/OFF状态不

19、变，但是相邻两步输出量的状态是不同的。状态不变，但是相邻两步输出量的状态是不同的。步的这种划分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简单的逻辑关系。步的这种划分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简单的逻辑关系。步步4.2 顺序顺序(shnx)控制设计法与顺序控制设计法与顺序(shnx)功能图功能图顺序顺序(shnx)功能图四要素功能图四要素第21页/共66页第二十二页，共66页。步步系统的初始状态相对应的步称之为初始步。系统的初始状态相对应的步称之为初始步。初始状态一般是系统等待起动的相对静止的状态。每个顺序功能图都必须有一个初始步。顺序功能图中初始步用双线方框表示

20、。初始状态一般是系统等待起动的相对静止的状态。每个顺序功能图都必须有一个初始步。顺序功能图中初始步用双线方框表示。控制系统当前控制系统当前(dngqin)处在某一阶段时，该步处于活动状态，称该步为处在某一阶段时，该步处于活动状态，称该步为“活动步活动步”，步处于活动状态时，相应的动作被执行，其状态元件的值为，步处于活动状态时，相应的动作被执行，其状态元件的值为1（ON）。处于不活动状态，则停止执行。）。处于不活动状态，则停止执行。4.2 顺序控制设计顺序控制设计(shj)法与顺序功能图法与顺序功能图顺序功能图四要顺序功能图四要素素第22页/共66页第二十三页，共66页。有向连线有向连线在在SF

21、C中，随着时间的推移和转换条件的实现，将会发生步的活动状态的进展，这种进展按有向连线规定的路线和方向进行。中，随着时间的推移和转换条件的实现，将会发生步的活动状态的进展，这种进展按有向连线规定的路线和方向进行。在画在画SFC时，将代表各步的方框按它们成为活动步的先后次序顺序排列，并用有向连线将它们连接起来。时，将代表各步的方框按它们成为活动步的先后次序顺序排列，并用有向连线将它们连接起来。步的活动状态习惯的进展是从上到下或从左到右，在这两个方向有向连线上的箭头步的活动状态习惯的进展是从上到下或从左到右，在这两个方向有向连线上的箭头(jintu)可以省略。可以省略。如果不是上述的方向，则应在有向

22、连线上用箭头如果不是上述的方向，则应在有向连线上用箭头(jintu)注明进展方向。注明进展方向。4.2 顺序控制设计顺序控制设计(shj)法与顺序功能图法与顺序功能图顺序功能图四顺序功能图四要素要素第23页/共66页第二十四页，共66页。转换与转换条件转换与转换条件转换用有向连线上和有向连线相垂直转换用有向连线上和有向连线相垂直(chuzh)的短划线表示，将相邻两步分隔开。的短划线表示，将相邻两步分隔开。使当前步进到下一个步的信号，称为转换条件。可以是输入信号，按钮信号；也可是使当前步进到下一个步的信号，称为转换条件。可以是输入信号，按钮信号；也可是PLC内部信号，如时间继电器的信号，计数器的

23、信号等。内部信号，如时间继电器的信号，计数器的信号等。转换条件可以是多个信号的与、或、非的组合，也可以是信号的上升沿或下降沿，分别用转换条件可以是多个信号的与、或、非的组合，也可以是信号的上升沿或下降沿，分别用和和表示。表示。转换条件直接标示在表示转换的短线旁边转换条件直接标示在表示转换的短线旁边(pngbin)，较多使用布尔代数表达式。，较多使用布尔代数表达式。4.2 顺序控制设计顺序控制设计(shj)法与顺序功能图法与顺序功能图顺序功能图四顺序功能图四要素要素第24页/共66页第二十五页，共66页。每一步可以每一步可以(ky)完成不同的动作。完成不同的动作。动作分为存储型和非存储型：如动作

24、分为存储型和非存储型：如Q0.0，Q0.1，Q0.2均为非存储型，在对应的步为活动步时为均为非存储型，在对应的步为活动步时为1，为不活动步时为，为不活动步时为0。步与它的非存储性动作的波形相同。步与它的非存储性动作的波形相同。动作动作(dngzu)4.2 顺序顺序(shnx)控制设计法与顺序控制设计法与顺序(shnx)功能图功能图顺序顺序(shnx)功能图四要素功能图四要素第25页/共66页第二十六页，共66页。4.2 顺序控制设计法与顺序功能顺序控制设计法与顺序功能(gngnng)图图SFC的基的基本结构本结构单序列单序列(xli)三种基本三种基本(jbn)结构：单序列，选择序列，并行序列结

25、构：单序列，选择序列，并行序列单序列结构的功能表图没有分支，每个步后只有一个步，步与步之间只有单序列结构的功能表图没有分支，每个步后只有一个步，步与步之间只有一个转换条件一个转换条件。不是指一个信号，它可能是多个信号的不是指一个信号，它可能是多个信号的与与、或或等逻辑关系的组合！等逻辑关系的组合！第26页/共66页第二十七页，共66页。4.2 顺序顺序(shnx)控制设计法与顺序控制设计法与顺序(shnx)功能图功能图SFC的基本结构的基本结构选择序列选择序列(xli)与并行序列与并行序列(xli)共同点：都有分支和合并共同点：都有分支和合并不同点：不同点：选择序列中各选择分支不能同时执行。若

26、已选择了转向某一分支，则不允许另外几个选择序列中各选择分支不能同时执行。若已选择了转向某一分支，则不允许另外几个(j )分支的首步成为活动步。所以各分支之间要互锁。分支的首步成为活动步。所以各分支之间要互锁。并行序列中各分支的首步同时被激活变成活动步。用双线来表示其分支的开始和合并，以示区别。转换条件放在双线之上并行序列中各分支的首步同时被激活变成活动步。用双线来表示其分支的开始和合并，以示区别。转换条件放在双线之上(之下之下)。第27页/共66页第二十八页，共66页。4.2 顺序控制设计法与顺序功能顺序控制设计法与顺序功能(gngnng)图图SFC转转换实现的基本规则换实现的基本规则转换转换

27、(zhunhun)实现的条件实现的条件(1) 该转换该转换(zhunhun)所有的前级步都是活动步；所有的前级步都是活动步；(2) 相应的转换相应的转换(zhunhun)条件得到满足。条件得到满足。转换转换(zhunhun)实现应完成的操作实现应完成的操作(1) 使该转换使该转换(zhunhun)所有的后续步都变为活动步；所有的后续步都变为活动步；(2) 使该转换使该转换(zhunhun)所有的前级步都变为不活动步。所有的前级步都变为不活动步。第28页/共66页第二十九页，共66页。绘制顺序功能图的注意事项绘制顺序功能图的注意事项(1) 两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。两个步

28、绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。(2) 两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。(3) 初始初始(ch sh)步对应于系统等待起动的初始步对应于系统等待起动的初始(ch sh)状态，初始状态，初始(ch sh)步必不可少。步必不可少。(4) 步和有向连线一般应组成闭环。步和有向连线一般应组成闭环。完成一次工艺过程的全部操作之后，在单周期工作方式下，应从最后一步返回初始完成一次工艺过程的全部操作之后，在单周期工作方式下，应从最后一步返回初始(ch sh)步，系统停留在初始步，系统停留在初始(ch sh)状态；在连续循环工作方式下

29、，应从最后一步返回下一工作周期开始运行的第一步。状态；在连续循环工作方式下，应从最后一步返回下一工作周期开始运行的第一步。4.2 顺序控制设计顺序控制设计(shj)法与顺序功能图法与顺序功能图SFC转换实转换实现的基本规则现的基本规则第29页/共66页第三十页，共66页。4.2 顺序控制设计法与顺序功能图顺序控制设计法与顺序功能图SFC转换转换(zhunhun)实现的基本规则实现的基本规则顺序控制设计顺序控制设计(shj)法的本质法的本质经验经验(jngyn)设计法设计法 顺序控制设计法顺序控制设计法顺序控制设计法用输入量顺序控制设计法用输入量I控制代表各步的编程元件控制代表各步的编程元件M，

30、再用它们控制输出，再用它们控制输出Q。步是根据。步是根据Q的状态划分的，的状态划分的，M与与Q之间有很简单的之间有很简单的“或或”关系，输出电路的设计很简单。关系，输出电路的设计很简单。任何复杂系统的控制电路，设计方法是通用的。任何复杂系统的控制电路，设计方法是通用的。所以顺序控制设计法相比经验设计法，具有简单、规范、通用的特点。所以顺序控制设计法相比经验设计法，具有简单、规范、通用的特点。第30页/共66页第三十一页，共66页。(1) 分析控制要求，将控制过程分成若干个工作步，明确每个工作步的功能，弄清步的转换是单向进行还是多向进行，确定分析控制要求，将控制过程分成若干个工作步，明确每个工作

31、步的功能，弄清步的转换是单向进行还是多向进行，确定(qudng)步的转换条件步的转换条件(可能是多个信号的可能是多个信号的“与与”、“或或”等逻辑组合等逻辑组合)。可画一个工作流程图，对理顺整个控制过程的进程以及分析各步的相互联系有很大作用。可画一个工作流程图，对理顺整个控制过程的进程以及分析各步的相互联系有很大作用。(2) 为每个步设定控制位。控制位最好使用位存储器为每个步设定控制位。控制位最好使用位存储器M的若干连续位。若用定时器的若干连续位。若用定时器/计数器的输出作为转换条件，则应为定时器计数器的输出作为转换条件，则应为定时器/计数器指定输出位。计数器指定输出位。(3) 确定确定(qu

32、dng)所需输入和输出点，作出所需输入和输出点，作出I/O分配。分配。(4) 在前两步的基础上，画出顺序功能图。在前两步的基础上，画出顺序功能图。(5) 根据功能图画梯形图。根据功能图画梯形图。(可以采用起保停或置位复位电路可以采用起保停或置位复位电路)(6) 添加某些特殊要求的程序。添加某些特殊要求的程序。4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计基本基本(jbn)步骤步骤第31页/共66页第三十二页，共66页。包括初始化电路、转换电路和输出电路。包括初始化电路、转换电路和输出电路。初始化电路：在初始化电路：在OB1中仅在首次扫描中仅在首次扫描(somio)循环时为循环时为

33、1状态的状态的M1.0将初始步对应的编程元件将初始步对应的编程元件M4.0置置1，其余各步的编程元件置，其余各步的编程元件置0，为转换的实现做好准备。可采用如下两种方式。，为转换的实现做好准备。可采用如下两种方式。如果如果MB4没有设置保持功能，起动时被自动清零，则可以删除没有设置保持功能，起动时被自动清零，则可以删除MOVE指令或指令或RESET_BF指令。指令。4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计(shj)将顺序功能图转将顺序功能图转换为梯形图换为梯形图第32页/共66页第三十三页，共66页。4.3 基于顺序基于顺序(shnx)功能图的梯形图设计功能图的梯形图设计将

34、顺序将顺序(shnx)功能图转换为梯形图功能图转换为梯形图转换电路：转换条件满足后可以实现转换，即所有的后续步都变为活动步，所有的前级步都变为不活动步。梯形图与转换实现的基本规则之间有严格的对应转换电路：转换条件满足后可以实现转换，即所有的后续步都变为活动步，所有的前级步都变为不活动步。梯形图与转换实现的基本规则之间有严格的对应(duyng)关系。关系。转换电路实现：置位复位指令，起保停电路转换电路实现：置位复位指令，起保停电路输出电路：用代表步的存储器位的常开触点或它们的并联电路来驱动输出位线圈。输出电路：用代表步的存储器位的常开触点或它们的并联电路来驱动输出位线圈。第33页/共66页第三十

35、四页，共66页。置位和复位置位和复位(f wi)指令指令起保停电路起保停电路(dinl)Ci：各步的转换条件（：各步的转换条件（I区的外部输入信号区的外部输入信号(xnho)、PLC内部定时器内部定时器/计数器输出等）计数器输出等）转换电路转换电路输出电路输出电路4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计将顺序功能图转换为梯形图将顺序功能图转换为梯形图第34页/共66页第三十五页，共66页。4.3 基于顺序功能基于顺序功能(gngnng)图的梯形图设计图的梯形图设计将顺序功能将顺序功能(gngnng)图转换为梯形图图转换为梯形图并行并行(bngxng)序列转换举例序列转换举例

36、第35页/共66页第三十六页，共66页。转换转换(zhunhun)电路电路4.3 基于顺序基于顺序(shnx)功能图的梯形图设计功能图的梯形图设计将顺序将顺序(shnx)功能图转换为梯形图功能图转换为梯形图选择选择(xunz)与并行序列转换举例与并行序列转换举例第36页/共66页第三十七页，共66页。转换转换(zhunhun)电路电路4.3 基于顺序基于顺序(shnx)功能图的梯形图设计功能图的梯形图设计将顺序将顺序(shnx)功能图转换为梯形图功能图转换为梯形图选择与并行选择与并行(bngxng)序列转换举例序列转换举例第37页/共66页第三十八页，共66页。输出输出(shch)电路电路4.

37、3 基于基于(jy)顺序功能图的梯形图设计顺序功能图的梯形图设计将顺序功能图转将顺序功能图转换为梯形图换为梯形图选择与并行序列选择与并行序列(xli)转换举例转换举例第38页/共66页第三十九页，共66页。4.3 基于顺序功能基于顺序功能(gngnng)图的梯形图设计图的梯形图设计应用举例应用举例小车小车运行控制系统运行控制系统转换转换(zhunhun)电路电路输出输出(shch)电路电路顺序功能图顺序功能图第39页/共66页第四十页，共66页。1) I0.0 启动，快速移动启动，快速移动2) I0.1 触发后，进入触发后，进入(jnr)工速工速3) I0.2 触发后，退回起点触发后，退回起点

38、 4) I0.3 触发后，停止触发后，停止I0.3I0.1I0.24.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用应用(yngyng)举例举例组合机床动力头控制系统组合机床动力头控制系统第40页/共66页第四十一页，共66页。转换转换(zhunhun)电路电路输出输出(shch)电路电路采用采用(ciyng)置位复位电路置位复位电路4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例组合机床动力头控制系统组合机床动力头控制系统初始化电路初始化电路第41页/共66页第四十二页，共66页。转换转换(zhunhun)电路电路输出输出(shch)电路电路采用采用

39、(ciyng)起保停电起保停电路路4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例组合机床动力头控制系统组合机床动力头控制系统第42页/共66页第四十三页，共66页。PLC上电系统启动1号快进2号快进1号工进2号快退1号工进2号工进1号快退原位等待快进到位压SQ1快进到位压SQ5工进到位压SQ2工进位压SQ6工进到位压SQ3退到原位压SQ4退到原位压SQ0工作工作(gngzu)流程图流程图4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用应用(yngyng)举例举例电电液动力头控制系统液动力头控制系统第43页/共66页第四十四页，共66页。(1) 系统

40、启动后，两个动力头便同时开始按流程图中的工作步顺序运行系统启动后，两个动力头便同时开始按流程图中的工作步顺序运行(ynxng)。从它们都退回原位开始延时。从它们都退回原位开始延时10s后，又同时开始进入下一个循环的运行后，又同时开始进入下一个循环的运行(ynxng)。(2) 若断开控制开关，各动力头必须将当前的运行若断开控制开关，各动力头必须将当前的运行(ynxng)过程结束过程结束(即退回原位即退回原位)后才能自动停止运行后才能自动停止运行(ynxng)。(3) 各动力头的运动状态取决于电磁阀线圈的通、断电，对应关系如表所示。各动力头的运动状态取决于电磁阀线圈的通、断电，对应关系如表所示。“

41、+”表示该电磁阀的线圈通电，表示该电磁阀的线圈通电，“-”表示不通电。表示不通电。 1号动力号动力(dngl)头头2号动力号动力(dngl)头头4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例电液动力头控制系统电液动力头控制系统工作要求工作要求第44页/共66页第四十五页，共66页。I/O分配分配(fnpi)表表4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例电液动力电液动力(dngl)头控制系统头控制系统第45页/共66页第四十六页，共66页。顺序顺序(shnx)功能图功能图 M2.0M2.1M2.2M2.3M2.4M2.5Q0.2、Q

42、0.3Q0.1、Q0.2Q0.2、Q0.3、Q0.4Q0.1、Q0.3M3.1M3.2M3.3M3.4Q0.5、Q0.6Q0.5、Q0.7Q0.6、Q0.7M1.0I1.0I0.0I0.3I0.2I0.1I0.4I0.6I0.5延时延时10S，定时器输出，定时器输出(shch)位位M4.0 快进快进快退快退快进快进工进工进工进工进工进工进快退快退原位等待原位等待(dngdi)原位等待原位等待4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例电液动力头控制系统电液动力头控制系统第46页/共66页第四十七页，共66页。转换转换(zhunhun)电路电路初始化初始化1号动力

43、号动力(dngl)头头4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例电液动力电液动力(dngl)头控制系统头控制系统第47页/共66页第四十八页，共66页。转换转换(zhunhun)电路电路-续续2号动力号动力(dngl)头头并行并行(bngxng)分支合并分支合并两个动力头都在原位等待步两个动力头都在原位等待步转换条件满足，即定时转换条件满足，即定时10s到达到达4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例电液动力头控制系统电液动力头控制系统第48页/共66页第四十九页，共66页。输出输出(shch)电路电路(1号动力头号动力头)

44、输出电路输出电路(dinl)(2号动力头号动力头)4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用应用(yngyng)举举例例电液动力头控制系统电液动力头控制系统第49页/共66页第五十页，共66页。4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例专用钻床专用钻床(zun chung)控制系统控制系统第50页/共66页第五十一页，共66页。4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例专用专用(zhunyng)钻床控制系统钻床控制系统钻头钻头(zun tu)上限位上限位起动起动(q dn)夹紧夹紧已夹紧已夹紧钻大孔钻大孔

45、钻小孔钻小孔大孔钻完大孔钻完大钻头上升大钻头上升上限位上限位等待等待钻小孔钻小孔小孔钻完小孔钻完小钻头上升小钻头上升上限位上限位等待等待大小钻头都大小钻头都在等待在等待计数未到计数未到旋转旋转计数已到计数已到松开松开转换电路转换电路转换电路转换电路-续续1第51页/共66页第五十二页，共66页。4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用应用(yngyng)举举例例专用钻床控制系统专用钻床控制系统旋转旋转(xunzhun)旋转旋转(xunzhun)到位到位松开松开松开到位松开到位钻大孔钻大孔钻小孔钻小孔回初始步回初始步转换电路转换电路-续续2输出电路输出电路第52页/共66

46、页第五十三页，共66页。某包装机，当光电开关某包装机，当光电开关I0.0检测到空包装箱放在指定位置时，按下启动按钮检测到空包装箱放在指定位置时，按下启动按钮I0.1，包装机按下面的动作顺序开始运行：，包装机按下面的动作顺序开始运行：（1）料斗）料斗Q0.0打开，物料落进包装箱。当箱中物料达到规定重量时，重量检测开关打开，物料落进包装箱。当箱中物料达到规定重量时，重量检测开关I0.2动作，使料斗关闭，并启动封箱机动作，使料斗关闭，并启动封箱机Q0.1对包装箱进行对包装箱进行5s的封箱处理。封箱机用单线圈的电磁阀控制。的封箱处理。封箱机用单线圈的电磁阀控制。（2）当搬走处理好的包装箱，再搬上一个）

47、当搬走处理好的包装箱，再搬上一个(y )空箱时（均为人工搬），又重复上述过程。空箱时（均为人工搬），又重复上述过程。（3）当成品包装箱满）当成品包装箱满50个时，包装机自动停止运行。个时，包装机自动停止运行。按上述要求，提出所需的控制电器元件，选择按上述要求，提出所需的控制电器元件，选择PLC机型，做机型，做I/O分配，画出顺序功能图、分配，画出顺序功能图、PLC外部的接线图和控制电路的主电路图，设计一个外部的接线图和控制电路的主电路图，设计一个(y )满足要求的梯形图程序。满足要求的梯形图程序。4.3 基于顺序基于顺序(shnx)功能图的梯形图设计功能图的梯形图设计应用举例应用举例包包装机控

48、制系统装机控制系统第53页/共66页第五十四页，共66页。工作工作(gngzu)过程分析过程分析:光电开关光电开关I0.0检测到空包装箱检测到空包装箱重量检测开关重量检测开关I0.2，物料，物料达到规定重量达到规定重量 停止运行停止运行按下启动按钮按下启动按钮I0.1料斗关闭料斗关闭启动封箱机启动封箱机Q0.1启动启动定时器定时器1延时延时5S停止封箱机停止封箱机加法计数值加法计数值+1记满记满50等待启动等待启动料斗料斗Q0.0打开打开重复重复,下一个周期下一个周期未记满未记满50 4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计(shj)应用举例应用举例包包装机控制系统装机控制

49、系统第54页/共66页第五十五页，共66页。2) 2) 系统设计分析系统设计分析 按照控制要求，输入按照控制要求，输入(shr)(shr)点有点有3 3个，即光电检测开关、启动按钮、重量检测开关。输出点共个，即光电检测开关、启动按钮、重量检测开关。输出点共2 2个，即料斗和封箱机。个，即料斗和封箱机。 I/O分配(fnpi)表 输入输入输出输出光电检测开关光电检测开关I0.0料斗料斗Q0.0启动按钮启动按钮I0.1封箱机封箱机Q0.1重量检测开关重量检测开关I0.24.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用应用(yngyng)举例举例包装机控制系统包装机控制系统第55页/

50、共66页第五十六页，共66页。M2.0M1.0光电开关（光电开关（I0.0）初始初始(ch sh)位位置置M2.1等待等待(dngdi)启动启动M2.2料斗料斗(lio du)打开打开M2.3料斗关闭料斗关闭启动封箱启动封箱开始定开始定时时M2.4（定时（定时M3.0）停止封箱停止封箱记数记数+1Q0.0Q0.1 、启动启动5S定时定时加法计数器加法计数器+1启动按钮（启动按钮（I0.1）重量开关（重量开关（I0.2）记数未满记数未满50，计数，计数M3.1 0顺序功能图顺序功能图4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例包装机控制系统包装机控制系统第56页/

51、共66页第五十七页，共66页。4.3 基于顺序功能基于顺序功能(gngnng)图的梯形图设计图的梯形图设计应用举例应用举例液液体混合自动控制系统体混合自动控制系统M混合液X3X2X1HIL液体 B液体 A电动机控制控制(kngzh)(kngzh)装置示意图装置示意图 按下启动按钮，按下启动按钮，X1打开，液体打开，液体A流入容器。当液面上升到流入容器。当液面上升到I时，传感器时，传感器I输出信号，关闭输出信号，关闭X1阀门，阀门阀门，阀门X2打开，液体打开，液体B流入容器。液面继续上升到流入容器。液面继续上升到H时，传感器时，传感器H发出信号，关闭发出信号，关闭X2阀门，同时启动电动机阀门，同

52、时启动电动机M，开始搅拌。搅拌均匀后，开始搅拌。搅拌均匀后(设设6s)，停止，停止(tngzh)搅动，打开放液阀搅动，打开放液阀X3，开始放出混合液体。当液面下降到，开始放出混合液体。当液面下降到L时，时，L从接通变为断开。经过从接通变为断开。经过3s后，混合液放完，将后，混合液放完，将X3关闭，开始下一周期。关闭，开始下一周期。在工作过程中，若按下停止在工作过程中，若按下停止(tngzh)按钮，则在完成当前混合操作处理后，才停止按钮，则在完成当前混合操作处理后，才停止(tngzh)操作操作(停在初始状态停在初始状态)。 第57页/共66页第五十八页，共66页。题意要求：按下停止按钮，并不立即

53、停止程序题意要求：按下停止按钮，并不立即停止程序(chngx)(chngx)，而需等待所有流程走完。，而需等待所有流程走完。编程思路：停止按钮只影响编程思路：停止按钮只影响X1X1的打开。的打开。H:按下启动按下启动(qdng)按钮按钮延时延时6S L:延时延时3S工作工作(gngzu)过程分析过程分析:X1打开打开I:X1关闭关闭X2打开打开X2关闭关闭M启动启动启动启动定时器定时器1M停止停止X3打开打开启动定时器启动定时器2开始定时开始定时X3关闭，关闭，开始下一个周期开始下一个周期4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例液体混合自动控制系统液体混合自

54、动控制系统第58页/共66页第五十九页，共66页。I/O分配分配(fnpi)表表 输入输入输出输出启动启动按钮按钮I0.0电磁阀电磁阀X1Q0.0停止停止按钮按钮I0.1电磁阀电磁阀X2Q0.1H传传感器感器I0.2电磁阀电磁阀X3Q0.2I传传感器感器I0.3电动机电动机MQ0.5L传传感器感器I0.44.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用应用(yngyng)举例举例液液体混合自动控制系统体混合自动控制系统外部外部(wib)(wib)连接图连接图 I0.0I0.1I0.3I0.2I0.41M2LQ0.0Q0.1Q0.2Q0.51L启动启动停止停止HILDC24VAC

55、220VMDC24VX1X2X3第59页/共66页第六十页，共66页。顺序顺序(shnx)功能图功能图4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例液体混合液体混合自动自动(zdng)控制系统控制系统M2.0M1.0I0.0 I0.1M2.1I（I0.3）M2.2M2.3H（I0.2）M2.4定时到（定时到（M3.0）L（I0.4）Q0.0 X1开开Q0.1 X2开开Q0.5 ，启动，启动 6S定时定时Q0.2 X3开开M2.5定时到（定时到（M3.1）启动启动3S定时定时 第60页/共66页第六十一页，共66页。4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的

56、梯形图设计(shj)应用举例应用举例交通灯信交通灯信号控制系统号控制系统信号灯受到起动开关控制，当起动开关接通时信号灯系统开始工作，先南北红灯亮，东西绿灯亮；当起动开关断开信号灯受到起动开关控制，当起动开关接通时信号灯系统开始工作，先南北红灯亮，东西绿灯亮；当起动开关断开(dun ki)时，所有信号灯熄灭。时，所有信号灯熄灭。南北红灯亮维持南北红灯亮维持15s。在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持。在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持10s。到。到10s时，东西绿灯闪亮，闪亮三次（一次时，东西绿灯闪亮，闪亮三次（一次/秒）后熄灭。在东西绿灯熄灭同时东西黄灯亮，并维持秒）后熄灭。在东西绿灯熄

57、灭同时东西黄灯亮，并维持2s后东西黄灯熄灭，东西红灯亮。同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。后东西黄灯熄灭，东西红灯亮。同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。东西红灯亮维持东西红灯亮维持15s。南北绿灯亮维持。南北绿灯亮维持10s，然后闪亮三次（一次，然后闪亮三次（一次/秒）后熄灭，同时南北黄灯亮，维持秒）后熄灭，同时南北黄灯亮，维持2s后熄灭，同时，南北红灯亮，东西绿灯亮，开始下一个周期的动作。后熄灭，同时，南北红灯亮，东西绿灯亮，开始下一个周期的动作。第61页/共66页第六十二页，共66页。TL1 TL1 南北绿灯控制信号南北绿灯控制信号(xnho) TL4 (xnho) TL4 东西绿灯控制信号东西绿灯控

58、制信号(xnho)(xnho)TL2 TL2 南北黄灯控制信号南北黄灯控制信号(xnho) TL5 (xnho) TL5 东西黄灯控制信号东西黄灯控制信号(xnho)(xnho)TL3 TL3 南北红灯控制信号南北红灯控制信号(xnho) TL6 (xnho) TL6 东西红灯控制信号东西红灯控制信号(xnho)(xnho)4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用应用(yngyng)举举例例交通灯信号控制系统交通灯信号控制系统第62页/共66页第六十三页，共66页。注意：注意：本实验本实验(shyn)(shyn)中采用转换开关控制，而不是按钮。中采用转换开关控制，而不是

59、按钮。起动开关闭合起动开关闭合延时延时2S2S 开始下一个周期开始下一个周期延时延时10S10S南北红灯南北红灯东西绿灯东西绿灯启动启动定时器定时器1南北红灯南北红灯东西绿灯闪亮东西绿灯闪亮启动启动定时器定时器2延时延时3S3S南北红灯南北红灯东西黄灯东西黄灯启动启动定时器定时器3东西红灯东西红灯南北绿灯南北绿灯启动启动定时器定时器4延时延时10S10S东西红灯东西红灯南北绿灯闪亮南北绿灯闪亮启动启动定时器定时器5延时延时3S3S东西红灯东西红灯南北黄灯南北黄灯启动启动定时器定时器6延时延时2S2S 4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例交通灯交通灯信号信

60、号(xnho)控制系统控制系统第63页/共66页第六十四页，共66页。I/O分配(fnpi)表 输入输入输出输出控制开关控制开关I0.0南北绿灯南北绿灯TL1Q0.1南北黄灯南北黄灯TL2Q0.2南北红灯南北红灯TL3Q0.3东西绿灯东西绿灯TL4Q0.4东西黄灯东西黄灯TL5Q0.5东西红灯东西红灯TL6Q0.64.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例交通灯交通灯信号信号(xnho)控制系统控制系统第64页/共66页第六十五页，共66页。M2.0M1.0开关开关(kigun)（I0.0）初始初始(ch sh)位置位置M2.1南北红灯南北红灯(hn dn)东

61、西绿灯东西绿灯M2.2南北红灯南北红灯东西绿灯闪亮东西绿灯闪亮M2.3南北红灯南北红灯东西黄东西黄灯灯M2.4M3.2 （定时）（定时）东西红灯东西红灯南北绿灯南北绿灯Q0.3 ，Q0.4，启动，启动10s定时定时Q0.3 ，Q0.4，启动，启动3s定时定时Q0.3 ，Q0.5，启动，启动2s定时定时Q0.6，Q0.1，启动，启动10s定时定时M2.5Q0.6 ON，Q0.1 ，启动，启动3s定时定时东西红灯东西红灯南北绿灯闪亮南北绿灯闪亮M3.0 （定时）（定时）M3.1 （定时）（定时）M3.3 （定时）（定时）M3.4 （定时）（定时）M3.5 （定时）（定时）M2.6Q0.6 ，Q0.2，启动，启动2s定时定时东西红灯东西红灯南北黄灯南北黄灯顺序功能图顺序功能图4.3 基于顺序功能图的梯形图设计基于顺序功能图的梯形图设计应用举例应用举例交通灯信号控制系统交通灯信号控制系统第65页/共66页第六十六页，共66页。