PLC控制系统设计概述

《PLC控制系统设计概述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PLC控制系统设计概述（103页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、12PLC控制系统设计概述控制系统设计概述逻逻 辑辑 设设 计计 法法时时 序序 图图 设设 计计 法法经经 验验 设设 计计 法法顺顺 序序 控控 制制 设设 计计 法法继电器控制电路转换设计法继电器控制电路转换设计法多种工作方式系统的程序设计多种工作方式系统的程序设计3PLC控制系统设计概述控制系统设计概述 一、一、PLC控制系统设计的基本步骤控制系统设计的基本步骤 1.对控制任务作深入的调查研究对控制任务作深入的调查研究弄清哪些是弄清哪些是PLC的输入信号，是模拟量还是开的输入信号，是模拟量还是开关量信号，用什么方式来获取信号；关量信号，用什么方式来获取信号；哪些是哪些是PLC的输出信号

2、，通过什么执行元件去的输出信号，通过什么执行元件去驱动负载；驱动负载；弄清整个工艺过程和欲完成的控制内容，；弄清整个工艺过程和欲完成的控制内容，；4了解运动部件的驱动方式，是液压、气了解运动部件的驱动方式，是液压、气动还是电动；动还是电动；了解系统是否有周期运行、单周期运行、了解系统是否有周期运行、单周期运行、手动调整等控制要求等；手动调整等控制要求等；了解哪些量需要监控、报警、显示，是了解哪些量需要监控、报警、显示，是否需要故障诊断，需要哪些保护措施等；否需要故障诊断，需要哪些保护措施等；了解是否有通信连网要求等。了解是否有通信连网要求等。5 2.确定系统总体设计方案确定系统总体设计方案在深

3、入了解控制要求的基础上，确定电气控制总在深入了解控制要求的基础上，确定电气控制总体方案。体方案。确定主回路所需的各电器，确定输入、输出元确定主回路所需的各电器，确定输入、输出元件的种类和数量；件的种类和数量；3.确定系统的确定系统的硬件构成硬件构成 确定保护、报警、显示元件的种类和数量；确定保护、报警、显示元件的种类和数量；计算所需计算所需PLC的输入的输入/输出点数，并参照其他要输出点数，并参照其他要求选择合适的求选择合适的PLC机型。机型。6 4确定确定PLC的输入的输入/输出点分配输出点分配确定各输入确定各输入/输出元件并作出输出元件并作出PLC的的I/O分配表。分配表。根据控制要求，拟

4、订几个设计方案，经比较后根据控制要求，拟订几个设计方案，经比较后选择出最佳编程方案。选择出最佳编程方案。当控制系统较复杂时，可分成多个相对独立的当控制系统较复杂时，可分成多个相对独立的子任务，分别对各子任务进行编程，最后将各子子任务，分别对各子任务进行编程，最后将各子任务的程序合理地连接起来。任务的程序合理地连接起来。5设计应用程序设计应用程序7 6应用程序的调试应用程序的调试编写的程序必须先进行模拟调试。经过反复调试和修编写的程序必须先进行模拟调试。经过反复调试和修改，使程序满足控制要求。改，使程序满足控制要求。在开始制作控制柜及控制盘之前，要画出电气控制在开始制作控制柜及控制盘之前，要画出

5、电气控制主回路电路图。主回路电路图。7制做电气控制柜和控制盘制做电气控制柜和控制盘要全面地考虑各种保护、连锁措施等问题。要全面地考虑各种保护、连锁措施等问题。在控制柜布置和敷线时，要采取有效的措施抑制各在控制柜布置和敷线时，要采取有效的措施抑制各种干扰信号。种干扰信号。要注意解决防尘、防静电、防雷电等问题。要注意解决防尘、防静电、防雷电等问题。8 8连机调试程序连机调试程序调试前要制定周密的调试计划，以免由于工作的盲调试前要制定周密的调试计划，以免由于工作的盲目性而隐藏了故障隐患。目性而隐藏了故障隐患。程序调试完毕，必须运行实际一段时间，以确认程程序调试完毕，必须运行实际一段时间，以确认程序是

6、否真正达到控制要求。序是否真正达到控制要求。9编写技术文件编写技术文件整理程序清单并保存程序，编写元件明细表，整理电整理程序清单并保存程序，编写元件明细表，整理电气原理图及主回路电路图，整理相关的技术参数，编气原理图及主回路电路图，整理相关的技术参数，编写控制系统说明书等。写控制系统说明书等。9 二、二、PLC的应用程序的应用程序 1应用程序的内容应用程序的内容应能最大限度地满足控制要求。应能最大限度地满足控制要求。（1）初始化程序。）初始化程序。将某些数据区清零；使某些数据区恢复所需数据；将某些数据区清零；使某些数据区恢复所需数据；对某些输出位置位对某些输出位置位/复位；显示某些初始状态等。

7、复位；显示某些初始状态等。初始化程序可以为系统启动作好必要的准备，如：初始化程序可以为系统启动作好必要的准备，如：应用程序还应包括以下内容：应用程序还应包括以下内容：10（2）检测、故障诊断、显示程序。）检测、故障诊断、显示程序。这些内容可以在程序设计基本完成时再进行添加。这些内容可以在程序设计基本完成时再进行添加。有时，它们也是相对独立的程序段。有时，它们也是相对独立的程序段。（3）保护、连锁程序。其作用为：）保护、连锁程序。其作用为：杜绝由于非法操作等引起的逻辑混乱，保证系统安杜绝由于非法操作等引起的逻辑混乱，保证系统安全、可靠地运行。全、可靠地运行。通常在通常在PLC外部也要设置连锁和保

8、护措施。外部也要设置连锁和保护措施。11 2应用程序的质量应用程序的质量（1）程序的正确性。）程序的正确性。正确的程序必须能经得起系统运行实践的考验。正确的程序必须能经得起系统运行实践的考验。（2）程序的可靠性。）程序的可靠性。能保证系统在正常和非正常（短时掉电、某些被能保证系统在正常和非正常（短时掉电、某些被控量超标、某个环节有故障等）情况下都能安全可控量超标、某个环节有故障等）情况下都能安全可靠地运行。靠地运行。能保证在出现非法操作（如按动或误触动了不该能保证在出现非法操作（如按动或误触动了不该动作的按钮等）情况下不至于出现系统失控。动作的按钮等）情况下不至于出现系统失控。12（3）参数的

9、易调整性好。）参数的易调整性好。经常修改的参数，在程序设计时必须考虑怎样编写经常修改的参数，在程序设计时必须考虑怎样编写才能易于修改。才能易于修改。（4）程序结构简练。）程序结构简练。简练的程序，可以减少程序扫描时间、提高简练的程序，可以减少程序扫描时间、提高PLC对对输入信号的响应速度。输入信号的响应速度。（5）程序的可读性好。）程序的可读性好。13逻逻 辑辑 设设 计计 法法 根据控制功能，将输入与输出信号之间建立起根据控制功能，将输入与输出信号之间建立起逻辑函数关系（可先列出逻辑状态表）；逻辑函数关系（可先列出逻辑状态表）；对上述所得的逻辑函数进行化简或变换；对上述所得的逻辑函数进行化简

10、或变换；对化简后的函数，利用对化简后的函数，利用PLC的逻辑指令实现其的逻辑指令实现其函数关系（作出函数关系（作出I/O分配，画出分配，画出PLC梯形图）；梯形图）；逻辑设计法的基本步骤逻辑设计法的基本步骤 添加特殊要求的程序。添加特殊要求的程序。上机调试程序，进行修改和完善。上机调试程序，进行修改和完善。14 逻逻 辑辑 设设 计计 法法 举举 例例 之一之一某系统中有某系统中有3台通风机，欲用一台指示灯显示通风机台通风机，欲用一台指示灯显示通风机的各种运行状态。的各种运行状态。要求：要求：2台及台及2台以上风机开机时，指示灯常亮；若台以上风机开机时，指示灯常亮；若只有一个台开机时，指示灯以

11、只有一个台开机时，指示灯以0.5Hz的频率闪烁；全的频率闪烁；全部停机时，指示灯以部停机时，指示灯以2Hz的频率闪烁。用一个开关控的频率闪烁。用一个开关控制系统的工作。制系统的工作。分析控制要求可知：分析控制要求可知：反映台风机运行状态的信号是反映台风机运行状态的信号是PLC的输入信号；的输入信号；要用要用PLC的输出信号来控制指示灯的亮、灭。的输出信号来控制指示灯的亮、灭。15 对逻辑关系简单的控制，可以直接进行对逻辑关系简单的控制，可以直接进行I/O分配。分配。I/O分配为如下：分配为如下：输输 入入 输输 出出 风机风机1 风机风机2风机风机3 控制开关控制开关 指示灯指示灯 00000

12、 00001 00002 00003 0100016用辅助继电器用辅助继电器2000020002表示指示灯的几种状态。表示指示灯的几种状态。输输 入入 输输 出出 00000 00001 00002 20000 20001 20002 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0由表可看出：由表可看出：20001=2000020002常亮常亮2 Hz闪闪0.5 Hz闪闪风机风机1风机风机3风机风机2设开机为设开机为1、停为、停为0；指示灯亮和闪为；指

13、示灯亮和闪为1，灭为，灭为0。20000=00000 00001 00002+00000 00001 00002 00000 00001 00002 +00000 00001 0000220002=00000 00001 0000217 将将2000020002的逻辑表达式化简：的逻辑表达式化简：化简得：化简得：20000=00000 00001+00000 00002+00001 0000220002=00000 00001 0000220001=20000 2000220000=00000 00001 00002+00000 00001 00002 00000 00001 00002 +0

14、0000 00001 0000218设计梯形图程序设计梯形图程序20002=00000000010000220000 =00000 00001 +00000 00002 +00001 0000220001=2000020002常亮常亮控制开关控制开关2 Hz闪闪0.5 Hz闪闪00003 00001 000022000020002200010100000000 00002 00000 00001 00000 00001 0000220000 2000220001 TIM00020002 TIM002 TIM001 TIM000#0010 TIM001#0010 TIM00020000a TIM

15、003#0003 TIM002 TIM002#0002 TIM003a19 逻逻 辑辑 设设 计计 法法 举举 例例 之二之二 某系统中有某系统中有4台通风机，欲用两台指示灯显示通台通风机，欲用两台指示灯显示通风机的各种运行状态。风机的各种运行状态。要求：要求：3台及台及3台以上风机开机时，绿灯常亮；两台台以上风机开机时，绿灯常亮；两台开机时，绿灯以开机时，绿灯以5Hz的频率闪烁；一台开机时，红灯的频率闪烁；一台开机时，红灯以以5Hz的频率闪烁；全部停机时，红灯常亮。的频率闪烁；全部停机时，红灯常亮。分析控制要求得知：分析控制要求得知：反映各台风机运行状态的信号是反映各台风机运行状态的信号是P

16、LC的输入信号；的输入信号；要用要用PLC的输出信号来控制各指示灯的亮、灭。的输出信号来控制各指示灯的亮、灭。上述几种运行情况可分开考虑，以简化程序设计。上述几种运行情况可分开考虑，以简化程序设计。20 本例，用本例，用A、B、C、D表示表示4台通风机，红灯为台通风机，红灯为F1，绿灯为绿灯为 F2；设灯亮为；设灯亮为“1”、灯灭为、灯灭为“0”；风机开为风机开为“1”、停为、停为“0”。1.1.红灯（红灯（F1）常亮的程序设计）常亮的程序设计当当4台风机都不开机时，红灯常亮，其台风机都不开机时，红灯常亮，其逻辑关系可列表为：逻辑关系可列表为：由表可得函数：由表可得函数：F1=A B C D

17、（1）A B C DF1由式（由式（1）可画出梯形图如下：）可画出梯形图如下：A B C D F1 0 0 0 0 121 2.绿灯（绿灯（F2）常亮的程序设计）常亮的程序设计 A B C D F2 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1能引起绿灯常亮的情况有能引起绿灯常亮的情况有5种，列逻辑状态表如下：种，列逻辑状态表如下：由此得逻辑函数为：由此得逻辑函数为：将式（将式（2）化简为：）化简为：F2=AB（D+C）+CD（A+B）（3）F2=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD （2）根据式（根据式（3）画梯形图：）画梯形

18、图：F2 C A BDA C DB22 3.红灯（红灯（F1）闪烁的程序设计）闪烁的程序设计A B C D F1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1根据红灯闪烁的情况列表如下（根据红灯闪烁的情况列表如下（设闪烁为设闪烁为“1”1”）：）：由表得逻辑函数为：由表得逻辑函数为：将式（将式（4）化简为：）化简为：F1=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD（4）根据式（根据式（5）画梯形图：）画梯形图：F1C D A B 25501 C DA B C DA BF1=AB（CD+CD）+CD（AB+AB）（）（5）25501产生产生5Hz的脉冲的脉冲23 4

19、.绿灯（绿灯（F2）闪烁的程序设计）闪烁的程序设计A B C D F20 0 1 1 10 1 0 1 10 1 1 0 11 0 0 1 11 0 1 0 11 1 0 0 1根据绿灯闪烁的情况列表如下（根据绿灯闪烁的情况列表如下（设闪烁为设闪烁为“1”1”）：）：由此得逻辑函数为：由此得逻辑函数为：将式（将式（6）化简为：）化简为：F2=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD（6）F2=（AB+AB)(CD+CD）+AB CD+AB CD （7）24F2=（AB+AB)(CD+CD）+AB CD+AB CD （7）根据式（根据式（7）画梯形图如下：）画梯形图如下：F2

20、A B C D 25501 A B C DA B C DA B C D25 5.根据所选用的根据所选用的PLC机型，作出机型，作出I/O分配分配表。用表。用PLC的的I/O点编号替换梯形图中的变量。点编号替换梯形图中的变量。（1）作）作I/O分配表（本例使用的分配表（本例使用的PLC是是CPM1A）：）：输输 入入 输输 出出 A B C D F1 F2 00101 00102 00103 00104 01101 01102（2）将上面各梯形图中的）将上面各梯形图中的A、D、C、D、F1、F2用用 表中的表中的PLC输入输入/输出点编号替换。输出点编号替换。作其梯形图如下：作其梯形图如下：A

21、B C DF100101 00102 00103 0010401101F1=A B C D26 下面以红灯的程序为例说明合并的方法。下面以红灯的程序为例说明合并的方法。00101 00102 00103 00104F1F100103 00104 00101 00102 25501 00103 0010400101 00102 00103 0010400101 00102 6.综合几个综合几个梯形图，得出最后的程序。梯形图，得出最后的程序。两张图的合并应作如图处理。两张图的合并应作如图处理。照此处理绿灯及整个照此处理绿灯及整个程序。程序。红灯的程序红灯的程序7.上机调试程序，进上机调试程序，进一

22、步修改、完善。一步修改、完善。27时时 序序 图图 设设 计计 法法若若PLC各输出信号的状态变化有一定的时间各输出信号的状态变化有一定的时间顺序，可由时序图入手进行程序设计。顺序，可由时序图入手进行程序设计。(1)根据各输入、输出信号之间的时序关系，画出输根据各输入、输出信号之间的时序关系，画出输入和输出信号的工作时序图。入和输出信号的工作时序图。(2)把时序图划分成若干个区段，确定各区段的时间把时序图划分成若干个区段，确定各区段的时间长短。找出区段间的分界点，弄清分界点处各输出长短。找出区段间的分界点，弄清分界点处各输出信号状态的转换关系和转换条件。信号状态的转换关系和转换条件。一般方法为

23、：一般方法为：28 (3)确定所需的定时器个数，分配定时器号，确定确定所需的定时器个数，分配定时器号，确定各定时器的设定值。各定时器的设定值。(4)明确各定时器开始定时和定时到两个时刻各输明确各定时器开始定时和定时到两个时刻各输出信号的状态。最好作一个状态转换明细表出信号的状态。最好作一个状态转换明细表。(5)作作PLC的的I/O分配表。分配表。(6)根据时序图、状态转换明细表和根据时序图、状态转换明细表和I/O分配表，画分配表，画出出PLC梯形图。梯形图。(7)作模拟实验，进一步修改、完善程序。作模拟实验，进一步修改、完善程序。29 时序图设计法举例时序图设计法举例图为十字路口上的红、黄、绿

24、图为十字路口上的红、黄、绿交通信号灯。绿灯亮放行、红交通信号灯。绿灯亮放行、红灯亮禁行。灯亮禁行。控制要求：控制要求：放行时间：南北方向为放行时间：南北方向为30秒，东西方向为秒，东西方向为20秒。秒。禁行预告：欲禁行方向的黄灯和欲放行方向的红灯禁行预告：欲禁行方向的黄灯和欲放行方向的红灯 以以5Hz的频率闪烁的频率闪烁5秒，秒，5秒后另一个方向放行。秒后另一个方向放行。只用一个控制开关对系统进行运行控制。只用一个控制开关对系统进行运行控制。南南北北西西东东30（1）分析控制要求，确定输入和输出信号。）分析控制要求，确定输入和输出信号。原则：在满足控制要求的原则：在满足控制要求的前提下，应尽量

25、少占用前提下，应尽量少占用PLC的的I/O点数。点数。对本例，由控制开关输入的信号是输入信号；指示灯对本例，由控制开关输入的信号是输入信号；指示灯的亮、灭由的亮、灭由PLC的输出信号控制。的输出信号控制。由于同方向的同色灯在同一时间亮、灭，可将同色灯由于同方向的同色灯在同一时间亮、灭，可将同色灯并联，用一个输出信号控制。这样只占并联，用一个输出信号控制。这样只占6个输出点。个输出点。南南北北西西东东31（2）画出各方向三色灯的工作时序图。）画出各方向三色灯的工作时序图。5s 5s 南北黄灯南北黄灯南北绿灯南北绿灯 30 s 30 s 5s东西红灯东西红灯 5s 20s 20 s东西绿灯东西绿灯

26、东西黄灯东西黄灯 5s 5s南北红灯南北红灯 20 s 5s 20 s 5s 启启 动动 t0 t1 t2 t3 t4 一个循环一个循环 一个循环一个循环（3）由时序图分析各输出信号之间的时间关系。）由时序图分析各输出信号之间的时间关系。红灯和绿灯常亮的时间相同（红灯和绿灯常亮的时间相同（30s/20s）；黄灯和红灯闪烁的；黄灯和红灯闪烁的时间相同（时间相同（5s）。32一个循环有一个循环有4个时间分界点：个时间分界点：t1、t2、t3、t4。在这在这4个分界点处信号灯的状态将发生变化。个分界点处信号灯的状态将发生变化。5s 5s 南北黄灯南北黄灯南北绿灯南北绿灯 30 s 30 s 5s东西

27、红灯东西红灯 5s 20s 20 s东西绿灯东西绿灯东西黄灯东西黄灯 5s 5s南北红灯南北红灯 20 s 5s 20 s 5s 启启 动动 t0 t1 t2 t3 t4 （4）确定信号灯的状态转换点。）确定信号灯的状态转换点。33 用用TIM000TIM003 4个定时器控制信号灯的状态转换。个定时器控制信号灯的状态转换。（5）确定定时器的个数及编号。）确定定时器的个数及编号。5s 5s 南北黄灯南北黄灯南北绿灯南北绿灯 30 s 30 s 5s东西红灯东西红灯 5s 20s 20 s东西绿灯东西绿灯东西黄灯东西黄灯 5s 5s南北红灯南北红灯 20 s 5s 20 s 5s 启启 动动 t

28、0 t1 t2 t3 t4 TIM000TIM001TIM002TIM00334（6）列出定时器的功能明细表。）列出定时器的功能明细表。5s 5s 南北黄灯南北黄灯南北绿灯南北绿灯 30 s 30 s 5s东西红灯东西红灯 5s 20s 20 s东西绿灯东西绿灯东西黄灯东西黄灯 5s 5s南北红灯南北红灯 20 s 5s 20 s 5s 启启 动动 t0 t1 t2 t3 t4 TIM000TIM001TIM002TIM003 定时器定时器 t0 t1 t2 t3 t4TIM000(通电延时通电延时OFF控制控制)开始定时。开始定时。(为南为南/北绿北绿灯、东灯、东/西西红灯亮定时）红灯亮定时

29、）TIM000ON。南南/北绿灯北绿灯灭，南灭，南/北北黄、东西红黄、东西红灯开始闪。灯开始闪。ON ON开始下一个开始下一个循环的定时。循环的定时。35 5s 5s 南北黄灯南北黄灯南北绿灯南北绿灯 30 s 30 s 5s东西红灯东西红灯 5s 20s 20 s东西绿灯东西绿灯东西黄灯东西黄灯 5s 5s南北红灯南北红灯 20 s 5s 20 s 5s 启启 动动 t0 t1 t2 t3 t4 TIM000TIM001TIM002TIM003 定时器定时器 t0 t1 t2 t3 t4TIM000(定时定时30 s)开始定时。开始定时。(为南为南/北绿北绿灯、东西红灯、东西红灯亮定时）灯亮

30、定时）TIM000ON。南南/北绿灯北绿灯灭，南灭，南/北北黄、东西红黄、东西红灯开始闪。灯开始闪。ON ON开始下一个开始下一个循环的定时。循环的定时。TIM001(定时定时35 s)开始定时。开始定时。继续定时。继续定时。TIM001ON。闪烁的灯灭，闪烁的灯灭，东西绿、南东西绿、南北红灯亮。北红灯亮。ON开始下一个开始下一个循环的定时。循环的定时。36 定时器定时器 t0 t1 t2 t3 t4TIM000定时定时30秒秒开始定时。开始定时。南北绿、南北绿、东西红灯东西红灯开始亮开始亮ON且保持。且保持。南北绿灯灭；南北绿灯灭；南北黄、东西南北黄、东西红灯开始闪红灯开始闪 ON ON开始

31、下一个开始下一个循环的定时循环的定时TIM001定时定时35秒秒 开始定时开始定时 继续定时继续定时ON且保持。且保持。南北黄、东南北黄、东西红灯灭；西红灯灭；东西绿、南东西绿、南北红灯亮北红灯亮 ON开始下一个开始下一个循环的定时循环的定时 TIM002定时定时55秒秒 开始定时开始定时 继续定时继续定时 继续定时继续定时ON且保持。且保持。东西绿灯灭；东西绿灯灭；东西黄、南北东西黄、南北红灯开始闪红灯开始闪开始下一个开始下一个循环的定时循环的定时TIM003定时定时60秒秒 开始定时开始定时 继续定时继续定时 继续定时继续定时 继续定时继续定时ON，随即复，随即复位 且 开 始 下位 且

32、开 始 下一 个 循 环 的一 个 循 环 的定时。定时。37 输输 入入 输输 出出 控制开关控制开关 南北绿灯南北绿灯南北黄灯南北黄灯南北红灯南北红灯 东西绿灯东西绿灯东西黄灯东西黄灯 东西红灯东西红灯 00000 01000 01001 01002 01003 01004 01005（6）根据定时器功能明细表和）根据定时器功能明细表和I/O分配，画出分配，画出PLC的的梯形图。梯形图。（7）作）作PLC的的I/O分配表。分配表。本例要求用一个控制开关进行控制。这里将全部程序本例要求用一个控制开关进行控制。这里将全部程序放在指令放在指令IL/ILC 之间，用之间，用00000作为指令作为指

33、令IL的执行条的执行条件，即可实现控制要求。件，即可实现控制要求。38 IL(02)00000TIM000#0300TIM003 TIM001#0350TIM002#0550TIM003#0600TIM00001000系统启动系统启动南北绿南北绿/东西东西红亮红亮30秒定时秒定时南北黄南北黄/东西东西红闪红闪5秒定时秒定时东西绿东西绿/南北南北红亮红亮20秒定时秒定时东西黄、南北东西黄、南北红闪红闪5秒定时秒定时TIM000 25501 TIM001 ILC(03)END(01)0100001005010010100301004TIM002 25501 TIM003TIM001 TIM0020

34、1001010030100201004南北绿亮南北绿亮30秒秒东西红亮东西红亮30秒秒东西绿亮东西绿亮20秒秒南北红亮南北红亮20秒秒南北黄闪南北黄闪5秒秒东西红闪东西红闪5秒秒东西黄闪东西黄闪5秒秒南北红闪南北红闪5秒秒39经经 验验 设设 计计 法法经验设计法的基础是：具有继电器控制的设计经验设计法的基础是：具有继电器控制的设计经验，熟练掌握经验，熟练掌握PLC指令的功能。指令的功能。典型控制电路包括：电动机的启保停控制、正典型控制电路包括：电动机的启保停控制、正/反转反转控制、点动控制、控制、点动控制、Y-启动控制、几台电动机的连启动控制、几台电动机的连锁控制、异地控制、掉电保持等等。锁

35、控制、异地控制、掉电保持等等。一、典型控制电路的一、典型控制电路的PLC程序设计程序设计所谓设计经验，是指能熟练掌握典型继电器控所谓设计经验，是指能熟练掌握典型继电器控制电路的设计思路，并能将这种设计思路移植制电路的设计思路，并能将这种设计思路移植到到PLC程序设计中。程序设计中。40 1.启保停控制程序启保停控制程序0000200003KEEP 01000 010000100000002 000030000200003SET 01000RESET 01000（a）（b）（c）下图是常用的启保停下图是常用的启保停PLC控制程序。控制程序。要区别不同场合，采用不同的启保停控制程序。要区别不同场合

36、，采用不同的启保停控制程序。41 2.电动机正反转控制程序电动机正反转控制程序 下面是正反转控制的程序设计下面是正反转控制的程序设计(尚有其他方案尚有其他方案)。为确保运行可靠为确保运行可靠,要采取软、硬件两种互锁措施。要采取软、硬件两种互锁措施。01001000020000001001010020000101002010020000201001SB300000 0100100001 0100200002COM COMSB1 220VSB2DC24VKM1KM2PLCKHKM1KM2正转启动正转启动反转启动反转启动停车按钮停车按钮正转接触器正转接触器 反转接触器反转接触器 触点互锁触点互锁 触

37、点互锁触点互锁 42 00000 00001IL(02)ILC（03）20000 2000001001TIM001TIM001 0100101002YSV1TIM0010100200000 0100100001 01002COM COMSB1 220VSB2DC24VKM1KM2PLCKHKM1KM2 3.电动机电动机Y-启动控制程序启动控制程序 下面是电动机下面是电动机Y-启动控制的程序设计启动控制的程序设计(尚有其他方案尚有其他方案).必须有硬必须有硬件互锁件互锁!启动按钮启动按钮停车按钮停车按钮注意注意20000的作用！的作用！430100101000000030100101000000

38、00010010000200001 4.电动机顺序启电动机顺序启/停控制程序停控制程序 下面是两台电动机顺序启下面是两台电动机顺序启/停控制的程序设计停控制的程序设计(尚有其他方案尚有其他方案)。启动时，只有电动机启动时，只有电动机M1启动启动(01000 ON)、电动机、电动机M2才可能启动才可能启动(01001 ON)；停止时，只有；停止时，只有M1先停、先停、M2才可能停。才可能停。输输 入入 输输 出出M1启动启动 00000KM1 01000M1停车停车 00001KM2 01001M2启动启动 00002M2停车停车 00003440100000002000002000000001

39、2000020000 5.电动机既可长动、又可点动的控制程序电动机既可长动、又可点动的控制程序 下面是电动机长下面是电动机长/点动控制的程序点动控制的程序(尚有其他方案尚有其他方案)。输输 入入 输输 出出点动按钮点动按钮SB1 00000 KM 01000长动按钮长动按钮SB2 00001停车按钮停车按钮SB3 00002长动长动:按一下按一下SB2。点动点动:按住按住SB1不放不放,电动机转动电动机转动,释放释放SB1电动机停转。电动机停转。停车停车:按一下按一下SB3。45 6.电动机异地控制程序电动机异地控制程序 下面是电动机在三地启下面是电动机在三地启/停控制的程序停控制的程序(尚有

40、其他方案尚有其他方案)。输输 入入 输输 出出甲地启甲地启/停停SB1 00000KM 01000乙地启乙地启/停停SB2 00001丙地启丙地启/停停SB2 00002本例，各地电动机的启动和停车都共用一个按钮。本例，各地电动机的启动和停车都共用一个按钮。2000020000DIFD(14)20000KEEP0100001000000030000100002无论在何地，第一次按动按钮是启动电动机，第二次无论在何地，第一次按动按钮是启动电动机，第二次按动按钮就是停车。按动按钮就是停车。46 7.掉电保持程序掉电保持程序常用方法：常用方法：使用使用KEEP指令以及指令以及SET、RESET等指令

41、编写程序，等指令编写程序，并用保持继电器并用保持继电器HR的某一位作输出；的某一位作输出；将系统的运行状态或参数存放在具有掉电保持功能将系统的运行状态或参数存放在具有掉电保持功能的的DM区等。区等。除了上述各种典型程序外，脉冲发生器程序、分频器除了上述各种典型程序外，脉冲发生器程序、分频器程序、优先权程序等，最好能熟练掌握。程序、优先权程序等，最好能熟练掌握。47 二、经验法编程举例二、经验法编程举例在两处往返装料在两处往返装料/卸料的小车，工作过程如图。卸料的小车，工作过程如图。ST1ST3ST2右右左左装料装料处处卸料卸料处处卸料卸料处处要求：小车单数次运行要求：小车单数次运行时，在时，在

42、ST3卸料。偶数卸料。偶数次运行时，次运行时，ST3处不卸，处不卸，而在而在ST2处卸料。处卸料。装料装料15s、卸料、卸料10s。输输 入入 输输 出出右行启动右行启动SB1 00000右行右行KM 01000左行启动左行启动SB2 00001左行左行KM 01001停车按钮停车按钮SB3 00002装料装料KM 01002行程开关行程开关ST1 00004卸料卸料KM 01003行程开关行程开关ST2 00003行程开关行程开关ST3 00005 I/O分配表分配表48010000000200000010000000101001010010000500002 00003 00001 010

43、0120000TIM001000040000001000TIM00001000000030100101003TIM000#0100000050000401002TIM001#01500000520000200000100100003右行右行左行左行卸料卸料装料装料右行启动右行启动左行启动左行启动ST3ST1ST3ST2进进退退装料装料卸料卸料卸料卸料ST2ST1 系统程序系统程序000040000500003单数次运行单数次运行49010000000200000010000000101001010010000500002 00003 00001 0100120000TIM00100004000

44、0001000TIM00001000000030100101003TIM000#0100000050000401002TIM001#01500000520000200000100100003右行右行左行左行卸料卸料装料装料右行启右行启左行启左行启ST3ST1ST3ST2进进退退装料装料卸料卸料卸料卸料ST2ST1偶数次运行偶数次运行00004000050000350顺顺 序序 控控 制制 设设 计计 法法功能表图是顺序控制设计法的重要的工具。功能表图是顺序控制设计法的重要的工具。1.功能表图的组成功能表图的组成 一、功能表图一、功能表图下面以某动力头的控制为例来说明功能表图的组成。下面以某动力

45、头的控制为例来说明功能表图的组成。动力头的运动有三种状态：快进动力头的运动有三种状态：快进工进工进快退。快退。各状态的转换条件为：各状态的转换条件为：快进结束压限位开关快进结束压限位开关ST1则转为工进；则转为工进；工进结束压限位开关工进结束压限位开关ST2则转为快退；则转为快退；退回原位压退回原位压ST3自动停止。自动停止。51矩形框表示各步，框内矩形框表示各步，框内数字是步的号。初始步用数字是步的号。初始步用双线框。双线框。功能表图的组成：功能表图的组成：步、有向连线、转换条步、有向连线、转换条件、动作说明。件、动作说明。1 1启动启动压压ST1ST1 2 2压压ST2ST2 3 3 工进

46、工进车停原位车停原位 快退快退 快进快进压压ST3ST3 4 4控制动力头的功能表图如图所示。控制动力头的功能表图如图所示。正在执行的步叫活动步，正在执行的步叫活动步，当前一步为活动步且转换当前一步为活动步且转换条件满足时，启动下一步条件满足时，启动下一步并终止前一步。并终止前一步。52 2.功能表图的类型功能表图的类型(1)单序列结构单序列结构 1 1启动启动压压ST1ST1 2 2压压ST2ST2 3 3 工进工进车停原位车停原位 快退快退 快进快进压压ST3ST3 4 4 单序列单序列单序列单序列没有分支没有分支选择序列选择序列并行序列并行序列每个步后只有一个步每个步后只有一个步各步间需

47、要转换条件各步间需要转换条件后一步成为活动步时，后一步成为活动步时，前一步变为不活动步。前一步变为不活动步。53(2)选择序列结构选择序列结构 序列的开始称为分支，各分支不能同时执行。序列的开始称为分支，各分支不能同时执行。分支分支1分支分支3当前一步为活动步、且当前一步为活动步、且转换条件满足时，才能转转换条件满足时，才能转向下一步。向下一步。后一步成为活动步时，后一步成为活动步时，前一步变为不活动步。前一步变为不活动步。若选择转向某个分支，其他若选择转向某个分支，其他分支的首步不能成为活动步。分支的首步不能成为活动步。ab cdefj 1 4 2 6 8ghi 5 3 7分支分支254 选

48、择序列的结束称为合并。选择序列的结束称为合并。当某个分支的最后一步成为活动步、且转换条当某个分支的最后一步成为活动步、且转换条件满足，时都要转向合并步件满足，时都要转向合并步。ab cdefj 1 4 2 6 8ghi 5 3 755eac 1b 2 3d 4 7 6 5 8(3)并行序列结构并行序列结构并行序列的开始用双线表示，并行序列的开始用双线表示，转换条件放在双线之上。转换条件放在双线之上。当并行序列首步为活动步且当并行序列首步为活动步且条件满足时，各分支首步同时条件满足时，各分支首步同时变为活动步。变为活动步。并行序列的结束称为合并，并行序列的结束称为合并，用双线表示并行序列的合并，

49、用双线表示并行序列的合并，转换条件放在双线之下。转换条件放在双线之下。分支分支2分支分支1当各分支的末步都为活动步、且条件满足时，将同时当各分支的末步都为活动步、且条件满足时，将同时转换到合并步，且各末步都变为不活动步。转换到合并步，且各末步都变为不活动步。分支分支356 B1Si B2 Si+1 SiSi-1Si+1SiCi Si+1Si+2Si+1SiCi+13.功能表图与梯形图的对应关系功能表图与梯形图的对应关系 步程序的梯形图结构如图。步程序的梯形图结构如图。每个步有一个控制位，当某每个步有一个控制位，当某步的控制位为步的控制位为ON时，该步成时，该步成为活动步为活动步(激活下一步的条

50、件之激活下一步的条件之一一)，同时与该步对应的程序开，同时与该步对应的程序开始执行；始执行；当转换条件满足时当转换条件满足时(激活下一激活下一步的条件之二步的条件之二)，则下一步的控，则下一步的控制位为制位为ON，而上一步的控制，而上一步的控制位变为位变为OFF，上一步对应的程，上一步对应的程序停止执行。序停止执行。57由于转换条件常是短信号，由于转换条件常是短信号，因此每步要加自锁。因此每步要加自锁。当后续步成为活动步时，前当后续步成为活动步时，前一步要变为不活动步。一步要变为不活动步。B1Si B2 Si+1 SiSi-1Si+1SiCi Si+1Si+2Si+1SiCi+1 必须将常闭触

51、点必须将常闭触点Si+1和和Si+2与与前一步的控制位线圈串联。前一步的控制位线圈串联。当某一步成为活动步时，其当某一步成为活动步时，其控制位为控制位为ON，可以利用这个，可以利用这个ON信号实现相应的控制。信号实现相应的控制。58 4.根据功能表图画根据功能表图画PLC梯形图梯形图 由功能表图画梯形图：由功能表图画梯形图：(1)初始步初始步20000的梯形图的梯形图 步步20000是两个分支的合并步是两个分支的合并步 20000成为活动步的条件是：成为活动步的条件是：或或00000为为ON，或步，或步20008为活动为活动步且步且HR0001为为ON；20000成为不活动步的条件是：成为不活

52、动步的条件是：20000TIM00400001TIM00100000CNT00200002CNT003HR0000HR0001 20004TIM000 20001 20002 20005 20003 20006 20007 2000820001和和20004成为活动步。成为活动步。根据上述分析，画出梯形图如下根据上述分析，画出梯形图如下59(2)步步20001的梯形图的梯形图2000820000000002000020001HR0001 20000TIM00400001TIM00100000CNT00200002CNT003HR0000HR0001 20004TIM000 20001 2000

53、2 20005 20003 20006 20007 20008 它是单序列的首步它是单序列的首步 20001成为活动步的条件是：成为活动步的条件是：步步20000活动且条件活动且条件00001为为ON 20001成为不活动步的条件是：成为不活动步的条件是：步步20002成为活动步。成为活动步。步步20000的梯形图的梯形图60 20000TIM00400001TIM00100000CNT00200002CNT003HR0000HR0001 20004TIM000 20001 20002 20005 20003 20006 20007 200082000020001200012000200001

54、(3)步步20004的梯形图的梯形图 它是选择序列的开始步它是选择序列的开始步 20004成为活动步的条件是：成为活动步的条件是：步步20000活动、且活动、且00001为为ON。20004成为不活动步的条件是：成为不活动步的条件是：步步20002、20003与与20001相似。相似。步步20005或步或步20007成为活动步成为活动步。步步20001的梯形图的梯形图61 20000TIM00400001TIM00100000CNT00200002CNT003HR0000HR0001 20004TIM000 20001 20002 20005 20003 20006 20007 20008(4

55、)步步20005的梯形图的梯形图 20005成为活动步的条件是：成为活动步的条件是：步步20004活动、且活动、且TIM001 ON。20005成为不活动步的条件是：成为不活动步的条件是：步步20006或步或步20007成为活动步成为活动步。200002000420004200050000120007 步步20004的梯形图的梯形图62 20000TIM00400001TIM00100000CNT00200002CNT003HR0000HR0001 20004TIM000 20001 20002 20005 20003 20006 20007 20008(5)步步20006的梯形图的梯形图 2

56、0006成为活动步的条件是：成为活动步的条件是：步步20006是选择分支的合并。是选择分支的合并。20006成为不活动步的条件：成为不活动步的条件：20008成为活动步。成为活动步。20005200042000520007TIM001 20006或步或步20005活动且条件活动且条件00002为为O N，或，或 2 0 0 0 7 活 动 且 条 件活 动 且 条 件HR0000为为ON。步步20005的梯形图的梯形图63 20000TIM00400001TIM00100000CNT00200002CNT003HR0000HR0001 20004TIM000 20001 20002 20005

57、 20003 20006 20007 20008(6)步步20008的梯形图的梯形图 20008成为活动步的条件是：成为活动步的条件是：步步20008是并行序列的合并。是并行序列的合并。20008成为不活动步的条件：成为不活动步的条件：20000成为活动步。成为活动步。步步20003和和20006均为活动步、均为活动步、且转换条件且转换条件TIM004为为ON。200052000620006200072000800002HR0000 步步20006的梯形图的梯形图64 步步20008的梯形图的梯形图 20000TIM00400001TIM00100000CNT00200002CNT003HR0

58、000HR0001 20004TIM000 20001 20002 20005 20003 20006 20007 20008掌握了由功能表图画梯形图掌握了由功能表图画梯形图的方法，就可以使用顺序控的方法，就可以使用顺序控制设计法编写应用程序。制设计法编写应用程序。20008200032000820000TIM0042000665 二、用顺序控制设计法编写用户程序二、用顺序控制设计法编写用户程序 用顺序控制设计法编程的基本步骤：用顺序控制设计法编程的基本步骤：（1）根据控制要求将控制过程分成若干个工作步。）根据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明确

59、每个工作步的功能，弄清步的转换是单向进行（单序列）还是多向进行（选择或并行序列）；（单序列）还是多向进行（选择或并行序列）；确定各步的转换条件（可能是多个信号的确定各步的转换条件（可能是多个信号的“与与”、“或或”等逻辑组合）。等逻辑组合）。必要时可画一个工作流程图，它有助于理顺整个控必要时可画一个工作流程图，它有助于理顺整个控制过程的进程。制过程的进程。66（2）为每个步设置控制位，确定转换条件。）为每个步设置控制位，确定转换条件。控制位最好使用同一个通道的若干连续位。控制位最好使用同一个通道的若干连续位。（3）确定所需输入和输出点，选择）确定所需输入和输出点，选择PLC机型，作出机型，作出

60、I/O分配。分配。（4）在前两步的基础上，画出功能表图。）在前两步的基础上，画出功能表图。（5）根据功能表图画梯形图。）根据功能表图画梯形图。（6）添加某些特殊要求的程序。）添加某些特殊要求的程序。67 顺序控制设计举例之一顺序控制设计举例之一某动力头工作流程如图。某动力头工作流程如图。ST3ST1ST2快进快进工进工进快退快退动力头停在原位动力头停在原位(ST3)。按一下按钮动力头启动。按一下按钮动力头启动。输输 入入 输输 出出 启动启动 按钮按钮 ST1 ST2 ST3 正转正转电磁阀电磁阀1 正转正转电磁阀电磁阀2 反转反转电磁阀电磁阀00000 00001 00002 00003 0

61、1000 01001 01002 (1)作出作出 I/O分配分配:动力头退回原位后重复上动力头退回原位后重复上述动作。述动作。68(2)画出动力头的功能表图。画出动力头的功能表图。1 1启动启动压压ST3ST3按启动按钮按启动按钮 2 2压压ST1ST1 3 3 快进快进 工进工进 等待等待压压ST2ST2 4 4 快退快退压压ST3ST3 20000启动启动00003 00000 20001000012000201000ON 01001ON 010010000220003 0100200003正转正转电磁阀电磁阀1正转正转电磁阀电磁阀2正转正转电磁阀电磁阀2反转反转电磁阀电磁阀69(3)根据

62、功能表图设计出梯形图。根据功能表图设计出梯形图。20000 00000 00003 2000220003 00003 20001200002531520002 00002 200002000320001 20001 00001 2000320001200022000301001200002000101000200020100220002 20000启动启动00003 00000 2000100001(ST1)2000201000ON 01001ON 0100100002(ST2)20003 0100200003(ST3)快进快进快进快进工进工进快退快退ST3ST1ST2快进快进工进工进快退快退

63、70 顺序控制设计举例之二顺序控制设计举例之二用传送带传送长物体的系统结构如图示。用传送带传送长物体的系统结构如图示。GK1GK2皮带皮带A皮带皮带B为减少皮带机运为减少皮带机运行时间行时间,两个皮带两个皮带机分段工作。机分段工作。光光电电开开关关光光电电开开关关 工作过程工作过程:按一下启动按钮，皮带机按一下启动按钮，皮带机A运行，运行，B停；停；当物体前端接近当物体前端接近GK1时，时，A与与B都运行；都运行；当物体后端离开当物体后端离开GK1时，时，B 运行，运行，A停；停；当物体后端离开当物体后端离开GK2时，时，A与与B都不运行。都不运行。71 输输 入入 输输 出出 启动按钮启动按

64、钮 GK1 GK2 皮带机皮带机A接触器接触器皮带机皮带机B接触器接触器 00002 00000 00001 01000 01001 (1)作出作出 I/O分配分配:(2)功能表图功能表图 200002531500002 20001000002000201000ON 01001ON 010000000020003 0100100001A运行运行A、B 运运 行行B 运行运行GK1GK272(3)设计梯形图程序设计梯形图程序。20000 00002 2000220003 20100 20001200002531520002 00000 200002000320001 20001 00000 20

65、0032000120002200030100020000200012000220002010012000220003DIFD(14)20100 00001GK2 200002531500002 20001000002000201000ON 01001ON 010000000020003 0100100001A运行运行A、B 运运 行行B 运行运行启动按钮启动按钮01000GK173PLC上电上电系统启动系统启动1号工进号工进I1号工进号工进II 1号快退号快退 1号快进号快进 2号快进号快进 2号工进号工进2号快退号快退原位等待原位等待压压ST1快进到位快进到位压压ST2工进到位工进到位压压S

66、T3工进到位工进到位压压ST0退到原位退到原位快进到位快进到位压压ST5工进到位工进到位压压ST6退到原位退到原位压压ST4 顺序控制举例之三顺序控制举例之三某控制系统中有两个动力某控制系统中有两个动力头，工作流程图如图。头，工作流程图如图。1.控制要求：控制要求：（1）系统启动后，两个）系统启动后，两个动力头同时开始按图中的动力头同时开始按图中的工步顺序运行。工步顺序运行。它们都退回原位后，延时它们都退回原位后，延时10秒，再同时进入下一个秒，再同时进入下一个循环的运行。循环的运行。74PLC上电上电系统启动系统启动1号工进号工进I1号工进号工进II 1号快退号快退 1号快进号快进 2号快进号快进 2号工进号工进2号快退号快退原位等待原位等待压压ST1快进到位快进到位压压ST2工进到位工进到位压压ST3工进到位工进到位压压ST0退到原位退到原位快进到位快进到位压压ST5工进到位工进到位压压ST6退到原位退到原位压压ST4（2）若断开控制开关，）若断开控制开关，各动力头必须将当前的运各动力头必须将当前的运行过程结束（完成所有工行过程结束（完成所有工作步）退回原位后，才能作步）退回原位后