順序邏輯控制的PLC程序設(shè)計講解ppt課件.ppt

PLC原理及應(yīng)用 1 PLC原理與應(yīng)用第9講 講解內(nèi)容 8順序邏輯控制的PLC程序設(shè)計8 1PLC程序設(shè)計的一般步驟8 2用基本邏輯操作指令實現(xiàn)順序邏輯控制學(xué)習(xí)說明 本講是學(xué)習(xí)PLC程序設(shè)計知識 重點掌握 1PLC程序設(shè)計的步驟2什么是狀態(tài) 狀態(tài)的表示方法 狀態(tài)編碼 狀態(tài)變量 狀態(tài)與狀態(tài)變量的關(guān)系式3狀態(tài)方程與輸出方程的列寫原則 2 8順序邏輯控制的PLC程序設(shè)計8 1PLC程序設(shè)計的一般步驟 進(jìn)行PLC控制設(shè)計時必須做好以下3方面基礎(chǔ)工作 調(diào)研 1 了解系統(tǒng)的概況 包括系統(tǒng)的控制目標(biāo) 控制方案 控制規(guī)模 整體功能 具體功能 控制精度 I O種類和數(shù)量 是否需要通訊 通訊內(nèi)容與方式 是否需要顯示 顯示內(nèi)容與方式 操作方式 等等 應(yīng)盡量對系統(tǒng)有一個全面的了解 2 熟悉使用的PLC的類型 功能 編程語言和指令系統(tǒng) 能熟練地操作編程器和控制器 3 根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求 設(shè)備 器件條件 工藝過程 結(jié)合采用的PLC的功能強(qiáng)弱 確定PLC在整個控制系統(tǒng)中所承擔(dān)的工作任務(wù) 3 PLC設(shè)計主要有以下幾個步驟 PLC設(shè)計主要有以下幾個步驟 1 根據(jù)PLC擔(dān)負(fù)的任務(wù) 明確PLC的輸入輸出信號的種類和數(shù)量 編制輸入輸出信號表 2 制定控制結(jié)構(gòu)框圖 選擇控制方案 3 按選定的方案 制定相應(yīng)的圖表 4 編寫PLC梯形圖程序 5 編寫PLC語句程序 6 程序調(diào)試和修改 7 編制程序使用說明書和其他文件 4 8 2用基本邏輯操作指令實現(xiàn)順序邏輯控制 PLC程序設(shè)計常用的方法主要有經(jīng)驗設(shè)計法 繼電器控制電路轉(zhuǎn)換為梯形圖法 邏輯設(shè)計法 順序控制設(shè)計法等 1 經(jīng)驗設(shè)計法 經(jīng)驗設(shè)計法即在一些典型的控制電路程序的基礎(chǔ)上 根據(jù)被控制對象的具體要求 進(jìn)行選擇組合 并多次反復(fù)調(diào)試和修改梯形圖 有時需增加一些輔助觸點和中間編程環(huán)節(jié) 才能達(dá)到控制要求 這種方法沒有規(guī)律可遵循 設(shè)計所用的時間和設(shè)計質(zhì)量與設(shè)計者的經(jīng)驗有很大的關(guān)系 所以稱為經(jīng)驗設(shè)計法 2 繼電器控制電路轉(zhuǎn)換為梯形圖法 用PLC的外部硬件接線和梯形圖軟件來實現(xiàn)繼電器控制系統(tǒng)的功能 3 順序控制設(shè)計法 根據(jù)功能流程圖 以步為核心 從起始步開始一步一步地設(shè)計下去 直至完成 此法的關(guān)鍵是畫出功能流程圖 5 1 經(jīng)驗設(shè)計法 步驟分解梯形圖程序輸入信號邏輯組合使用輔助元件和輔助觸點使用定時器和計數(shù)器使用功能指令畫互鎖條件畫保護(hù)條件 6 例 起動 保持和停止電路 這些梯形圖均能實現(xiàn)啟動 保持和停止的功能 圖a c是利用輸出Y10 P0020 常開觸點實現(xiàn)自鎖保持圖b d是利用SET RST指令實現(xiàn)自鎖保持 7 2 繼電器控制電路轉(zhuǎn)換為梯形圖法 用PLC改造繼電器控制系統(tǒng)時 將繼電器電路圖轉(zhuǎn)換為具有相同功能的PLC外部硬件接線圖和梯形圖 例如 電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路 繼電 接觸器控制回路 主回路 8 1 PLC的I O點的確定與分配 9 2 PLC控制電動機(jī)正反轉(zhuǎn)外部接線圖 10 3 程序編制 起動正轉(zhuǎn) 起動反轉(zhuǎn) 過載保護(hù) 急停 急停 過載保護(hù) 起動反轉(zhuǎn) 起動正轉(zhuǎn) 電氣互鎖 機(jī)械聯(lián)鎖 11 M1 M2 M3 X1 X2 圖4 28使用起保停電路控制步 使用起保停電路的編程方法 3 順序控制設(shè)計法 網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂 12 M1 M2 M3 X1 X2 使用以轉(zhuǎn)換為中心控制步 使用以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法 13 例 14 15 X0 X1 X2 液壓進(jìn)給裝置運動示意圖 Y0 NO OFF OFF Y1 X3 液壓油缸 案例功能圖順序控制設(shè)計法 液壓進(jìn)給裝置運動控制 16 X0 X1 X2 單序列結(jié)構(gòu)液壓進(jìn)給裝置運動示意圖 Y0 OFF ON OFF X3 液壓油缸 輸出點y0有效 活塞桿向左運行 左行示意 17 X0 X1 X2 單序列結(jié)構(gòu)液壓進(jìn)給裝置運動示意圖 Y1 ON OFF OFF X3 液壓油缸 輸出點y1有效 活塞桿向右運行 右行示意 18 X0 X1 X2 單序列結(jié)構(gòu)液壓進(jìn)給裝置運動示意圖 Y1 ON OFF OFF X3 液壓油缸 Y0 控制開關(guān) 轉(zhuǎn)換條件 限位開關(guān) 限位開關(guān) 限位開關(guān) 按鈕開關(guān) 起動 輔助繼電器 M0M1M2M3M4 19 X0 X1 X2 單序列結(jié)構(gòu)液壓進(jìn)給裝置運動示意圖 Y0 ON OFF OFF X3 進(jìn)給裝置順序動作要求 Y1 初始狀態(tài) 活塞桿置右端 開關(guān)X2為ON 輔助繼電器M0為ON 1 按下啟動按鈕X3 開關(guān)Y0 M1為ON 左行 2 碰到限位開關(guān)X1時 M2 Y1為ON 右行 3 碰到限位開關(guān)X2時 M3 Y0為ON 左行 4 碰到限位開關(guān)X0時 M4 Y1為ON 右行 5 碰到限位開關(guān)X2時 停止 X1 M2Y1 X2 M3Y0 X0 M4Y1 20 圖4 20 b 單序列結(jié)構(gòu)順序功能圖 單序列結(jié)構(gòu)順序功能圖繪制 M8002 M1 M2 M3 M4 X3 X1 X2 X0 X2 Y0 Y1 Y0 Y1 左行 右行 右行 左行 M0 初始步 起動 21 單序列結(jié)構(gòu)梯形圖繪制 圖4 20 a 運動示意圖 圖4 20 c 單序列結(jié)構(gòu)梯形圖 M0 初始 22 單序列結(jié)構(gòu)梯形圖 23 8 2 1設(shè)計順序邏輯控制程序的思路 思路1 人們往往按控制要求的思路 把輸出和輸入直接對應(yīng)起來進(jìn)行設(shè)計 這樣做往往因為輸入條件不夠 顧此失彼 而不能順利完成設(shè)計 即使設(shè)計出來 也沒有一定規(guī)律可循 該思路不可取 思路2 就是通過中間量把輸入和輸出聯(lián)系起來 先建立合適的中間變量 設(shè)計出中間變量與輸入的關(guān)系 再設(shè)計出輸出與中間變量的關(guān)系 實際上就找到了輸出和輸入的關(guān)系 完成了設(shè)計任務(wù) 用這種方法設(shè)計PLC程序 設(shè)計者可以順利地設(shè)計出結(jié)果正確的PLC程序 順序控制邏輯設(shè)計法 24 按時序機(jī)理論對順序邏輯控制分析 根據(jù)控制要求 準(zhǔn)確地確定內(nèi)部狀態(tài) 建立狀態(tài)表或狀態(tài)圖 按照時序機(jī)模型得到狀態(tài)方程 得到輸出方程 做出控制電路圖或PLC梯形圖 按時序機(jī)模型的方法設(shè)計實現(xiàn)順序邏輯控制的PLC程序的關(guān)鍵 關(guān)鍵之一 是準(zhǔn)確地確定控制系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài) 關(guān)鍵之二 是怎樣表達(dá)這些內(nèi)部狀態(tài) 25 8 2 2采用時序機(jī)模型設(shè)計順序邏輯控制PLC程序的步驟 下面給出使用基本邏輯指令 觸點的串并聯(lián) 設(shè)計順序邏輯控制PLC程序的步驟1 分析所給系統(tǒng) 確定PLC輸入變量 信號 和輸出變量 信號 并分配具體的存儲單元 2 分析所給系統(tǒng) 確定內(nèi)部狀態(tài) 并對狀態(tài)進(jìn)行編碼 3 畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 列狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表 4 寫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換邏輯式 即狀態(tài)方程 5 寫出輸出方程 6 給狀態(tài)變量分配存儲單元 7 按狀態(tài)方程 輸出方程編寫PLC梯形圖程序和語句程序 即完成主邏輯控制程序的設(shè)計 8 按檢測方面的需要 編寫輔助邏輯控制程序 26 8 2 3狀態(tài)和狀態(tài)變量的確定 主要討論狀態(tài)和狀態(tài)變量的確定和狀態(tài)方程 輸出方程的列寫1 什么是 狀態(tài) 在一個時間段上系統(tǒng)維持不變的行為 就稱為 狀態(tài) 也可以稱一個行為維持不變的時間段為一個 狀態(tài) 2 狀態(tài)的表示方法 狀態(tài)編碼 我們設(shè)計開關(guān)電路和PLC程序 一般應(yīng)根據(jù)控制要求 首先確定狀態(tài)數(shù)m 然后確定狀態(tài)變量數(shù)n 對于順序邏輯控制 在這里給出一個實用的編碼方案 這個編碼方案采用菱形結(jié)構(gòu) 27 狀態(tài)與狀態(tài)變量關(guān)系與菱形結(jié)構(gòu)編碼方案 狀態(tài)與狀態(tài)變量關(guān)系 菱形結(jié)構(gòu) 含缺角菱形結(jié)構(gòu) 狀態(tài)數(shù)m和狀態(tài)變量n的關(guān)系是 是大于或等于的最小整數(shù) 菱形結(jié)構(gòu)編碼方案的優(yōu)點是 一個狀態(tài)變量在一個控制過程中只ON一次 OFF一次 使編程簡化 也滿足即時輸出指令對于給定的輸出繼電器在程序中只出現(xiàn)一次的要求 便于按邏輯段編程且規(guī)律性很強(qiáng) 最后一個狀態(tài) 所有的狀態(tài)變量都取0值 這滿足了一般控制電路停機(jī)斷電的要求 28 例6 2 1 M 6 狀態(tài) 6個狀態(tài)分別是S1 S2 S3 S6 其編碼是 n 3 狀態(tài)變量 Q1Q2Q3 29 例8 2 2 M 8 8個狀態(tài)分別是S1 S2 S3 S8 其編碼是 n 4 Q1Q2Q3Q4 30 例8 2 3 M 5 5個狀態(tài)分別是S1 S2 S3 S5 其編碼是 n 3 Q1Q2Q3 31 8 2 4狀態(tài)方程的列寫 舉例說明 例8 2 4 設(shè)有8個狀態(tài) 即m 8 各狀態(tài)依次順序轉(zhuǎn)換 畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 并列寫狀態(tài)方程和輸出方程 分析 由m 8 狀態(tài)變量數(shù)n 8 2 4 m 8 至少有8個主令信號 擔(dān)負(fù)著狀態(tài)切換的任務(wù) 由于狀態(tài)由狀態(tài)變量構(gòu)成 每個狀態(tài)切換主令信號切換的是狀態(tài)變量由切換狀態(tài)變量實現(xiàn)切換狀態(tài)的目的 列寫的狀態(tài)方程是狀態(tài)變量與輸入關(guān)系的方程 32 畫 菱形結(jié)構(gòu)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 33 一 列寫狀態(tài)方程的表達(dá)式 34 35 36 畫 菱形結(jié)構(gòu)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 37 二 輸出方程的列寫 輸出方程 是表達(dá)執(zhí)行器件與狀態(tài)變量之間的邏輯關(guān)系式 輸出方程的規(guī)律性總結(jié)6個 1 如果執(zhí)行元件的兩個端點 分別與同一個狀態(tài)變量的上 下端點同線 那么執(zhí)行器件邏輯函數(shù)表達(dá)式由這個狀態(tài)變量構(gòu)成 例8 2 4 中Dl Q12 如果執(zhí)行元件的兩個端點 分別與一個狀態(tài)變量的上端點和另一個狀態(tài)變量的下端點同線 且前者的上端點高于后者的上端點 那么執(zhí)行元件的函數(shù)表達(dá)式為這兩個狀態(tài)變量的邏輯和 或式 例8 2 4 中D2 Q3 Q43 如果執(zhí)行元件的兩個端點 分別與一個狀態(tài)變量的上端點和另一個狀態(tài)變量的下端點同線 且前者的上端點低于后者的上端點 那么執(zhí)行元件邏輯函數(shù)的表達(dá)式為這兩個狀態(tài)變量的邏輯積 與式 例8 2 4 中D3 Q3 Q4 38 4 如果執(zhí)行元件的兩個端點 分別與兩個狀態(tài)變量的上端點同線 那么執(zhí)行元件的函數(shù)表達(dá)式由執(zhí)行元件上端點對應(yīng)的狀態(tài)變量和執(zhí)行元件下端點對應(yīng)的狀態(tài)變量的反變量的邏輯積 與式 構(gòu)成 5 如果執(zhí)行元件的兩個端點 分別與兩個狀態(tài)變量的下端點同線 那么執(zhí)行元件的函數(shù)表達(dá)式由執(zhí)行元件上端點對應(yīng)的狀態(tài)變量的反變量和執(zhí)行元件下端點對應(yīng)的狀態(tài)變量的邏輯積 與式 構(gòu)成 6 如果執(zhí)行元件在狀態(tài)中不連續(xù)取1 則首先對各個連續(xù)取1段按上述規(guī)則得到相應(yīng)的乘積項 再構(gòu)成和項就是執(zhí)行元件邏輯表達(dá)式 例8 2 4 中D4 39 補(bǔ)充例題 例1狀態(tài)是偶數(shù) PLC順序控制簡單設(shè)計 如圖滑臺由電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制左右運動 按急停按鈕SB1電動機(jī)停止 過載時熱繼電器FR動作電動機(jī)停止 正轉(zhuǎn)接觸器為KM1 反轉(zhuǎn)接觸器為KM2 A B C處各有行程開關(guān)SA SB SC 順序控制要求如下 1 按啟動按鈕SB0 滑臺由A點開始右行到C點 2 在C點碰行程開關(guān)SC后 滑臺左行到B點停留30秒 3 30秒到滑臺右行到C點 4 在C點碰行程開關(guān)SC后 滑臺左行到A點 碰行程開關(guān)SA后停止 根據(jù)以上要求 做 1 設(shè)計繪出電機(jī)控制主回路 2 分配I O通道 設(shè)計繪出PLC輸入輸出接口控制接線 3 繪制狀態(tài)轉(zhuǎn)換表和狀態(tài)方程與輸出方程 4 畫出梯形圖和語句程序 40 解 1 電機(jī)控制主回路 41 2 I O地址分配和PLC輸入輸出接口接線 正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB0P000行程開關(guān)SAP001行程開關(guān)SBP002行程開關(guān)SCP003急停按鈕SB1P004熱保護(hù)FRP005電機(jī)控制接觸器正轉(zhuǎn)KMlP020電機(jī)控制接觸器正轉(zhuǎn)KM2P021 42 3 繪制狀態(tài)轉(zhuǎn)換表和狀態(tài)方程與輸出方程 狀態(tài)m 6 則狀態(tài)變量n 3 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 43 狀態(tài)方程 輸出方程 Q1 M001Q2 M002Q3 M003 定時器T TONT0000300S3啟動 ST Q1Q2Q3 地址設(shè)置 輔助邏輯電路設(shè)計 44 4 畫出梯形圖和語句程序 略 狀態(tài)方程 Q1 狀態(tài)方程 Q2 狀態(tài)方程 Q3 輸出方程 KM1 輸出方程 KM2 輔助邏輯電路設(shè)計 ST 45 補(bǔ)充例題 例2狀態(tài)是奇數(shù) PLC順序控制簡單設(shè)計 如圖滑臺由電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制左右運動 正轉(zhuǎn)接觸器為KM1 反轉(zhuǎn)接觸器為KM2 A B C處各有行程開關(guān)SA SB SC 順序控制要求如下滑臺BAC1 按啟動按鈕SB0 滑臺由B點開始左行到A點 2 在A點碰行程開關(guān)SA后停留30秒 3 30秒時間到 滑臺右行到C點 4 在C點碰行程開關(guān)SC后 滑臺左行到B點 碰行程開關(guān)SB后停止 根據(jù)以上要求 做 1 設(shè)計繪出電機(jī)控制主回路 2 分配I O通道 設(shè)計繪出PLC輸入輸出接口控制接線 3 繪制狀態(tài)轉(zhuǎn)換表和狀態(tài)方程與輸出方程 4 畫出梯形圖和語句程序 46 解 1 電機(jī)控制主回路 47 2 I O地址分配和PLC輸入輸出接口接線 正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB0P000行程開關(guān)SAP001行程開關(guān)SBP002行程開關(guān)SCP003急停按鈕SB1P004熱保護(hù)FRP005電機(jī)控制接觸器正轉(zhuǎn)KMlP020電機(jī)控制接觸器正轉(zhuǎn)KM2P021 48 3 繪制狀態(tài)轉(zhuǎn)換表和狀態(tài)方程與輸出方程 狀態(tài)m 5 則狀態(tài)變量n 3 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 狀態(tài)方程 輸出方程 49 地址設(shè)置 Q1 M001Q2 M002Q3 M003輔助邏輯電路設(shè)計 定時器T TONT0000300S2啟動ST 50 4 畫出梯形圖和語句程序 略 狀態(tài)方程 Q1 狀態(tài)方程 Q2 狀態(tài)方程 Q3 輸出方程 KM1 輸出方程 KM2 輔助邏輯電路設(shè)計 ST 51 練習(xí)一 下表是某順序控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 狀態(tài)是偶數(shù) 寫出相應(yīng)的狀態(tài)方程和輸出方程 做出表示狀態(tài)變量Q2的一