第8章 PLC控制系統(tǒng)程序設計方法.ppt

1、第8章 PLC控制系統(tǒng)程序設計方法,8.1 PLC程序設計的基本要求 8.2 程序設計方法 8.3 PLC控制系統(tǒng)實例,8.1 PLC程序設計的基本要求,編制一個較好的PLC控制程序一般應注意以下幾個方面。 1) 正確性 2) 可靠性 3) 合理性 4) 可讀性 5) 可塑性,8.2 程序設計方法,8.2.1 邏輯設計法,基礎: 邏輯代數(shù)、化簡 方法: 利用輸入輸出之間的信號狀態(tài)表系統(tǒng)工作時序圖 邏輯變量：輸入信號的通、斷狀態(tài) 邏輯函數(shù)：輸出元件的通、斷電狀態(tài) 適用: 主要對開關量進行控制的系統(tǒng),1三相異步電動機可逆控制線路 圖8-1(a)所示是三相異步電動機可逆控制線路。該線路在繼電接觸器控

2、制線路中已做過介紹。根據(jù)電路的控制要求，可畫出如圖8-1(b)所示的線路工作時序圖，由時序圖可看出線路中各器件動作的相互次序和因果關系。,圖8-1 三相異步電動機可逆控制線路及工作時序圖 (a) 三相異步電動機可逆控制線路；(b) 工作時序圖,對線路的控制系統(tǒng)來說，輸入信號共有4個，分別為SB1、SB2、SB3和FR，而輸出信號則是KM1和KM2?？紤]到系統(tǒng)中的自鎖和互鎖，得KM1、KM2的邏輯函數(shù)為,表8-1 I/O分配表,此例中，F(xiàn)R作輸入觸點使用,根據(jù)邏輯函數(shù)表達式及I/O分配表得出其梯形圖如圖8-2所示。,圖8-2 三相異步電動機可逆控制線路梯形圖,由梯形圖可得程序指令表如下：,2感應

3、式交通信號燈自動控制 當PLC各輸出信號按照一定的時間順序發(fā)生變化時，可采用時序圖設計程序。通過繪制各輸出信號和輸入信號之間的關系和順序，理順各狀態(tài)轉換的時刻和轉換條件，清理出輸出和輸入的邏輯關系，從而完成控制系統(tǒng)梯形圖的編制。以下是十字路口感應式交通信號燈自動控制系統(tǒng)的設計示例。 假設有一個車流量大的主干線與一個車流量小的支線相交叉的十字路口，為了較有效地提高該路口的車輛通行能力，避免因支線綠燈放行期間造成主干線車輛積壓過多，計劃采用感應式控制方式，以緩解上述矛盾。主干線及支線的來往車輛通過埋設在停車線附近的四個方向的車輛檢測器A1、A2、B1、B2檢測，如圖8-8所示。,圖8-8 十字路口

4、信號燈示意圖,1) 控制要求 (1) 啟動該系統(tǒng)后(開機)，主干線方向為綠燈亮，支線方向為紅燈亮。若支線無車輛通過，則該狀態(tài)一直保持。一旦支線有車到達路口，則檢測器B1或B2檢測到車輛到達6 s后，使主干線綠燈滅，黃燈亮，延遲4 s后變?yōu)榧t燈亮。同時，支線由紅燈亮變?yōu)榫G燈亮。 (2) 當支線綠燈亮后，若主干線無車輛通過路口，則支線綠燈延時25 s后自動變?yōu)辄S燈亮，延時4 s后轉為紅燈亮。同時，主干線由紅燈變?yōu)榫G燈。 (3) 在支線綠燈延時期間，如主干線已積壓三輛車，則當檢測器A1或A2檢測到第三輛車到達時，停止支線綠燈延時，立刻變?yōu)辄S燈亮，維持4 s后又變?yōu)榧t燈亮。此時，主干線由紅燈亮變?yōu)榫G燈

5、亮。重復上述循環(huán)。,2) 系統(tǒng)設計分析 (1) 確定I/O點數(shù)。根據(jù)控制要求可知，輸入信號有5個，即啟動信號和4個方向的車輛檢測信號。輸出信號有6個，即主干線(東西方向)紅、黃、綠燈及支線(南北方向)紅、黃、綠燈。 從定時角度來看，南北方向(支線)綠燈需要一個最大定時值為25 s的定時器，南北、東西兩個方向的黃燈各需一個4 s的定時器，一個檢測到南北方向來車后延時6 s的定時器，一個記錄東西方向積壓車輛數(shù)的計數(shù)器。由于最大定時值皆未超過定時器的預置值范圍，故總共需4個定時器、2個計數(shù)器。,表8-3 I/O分配表,(2) 燈色狀態(tài)及定時時序圖。按照控制要求，可繪出該時序圖如圖8-9所示。因為當支

6、線車輛檢測器B1或B2檢測到來車后延時6 s，所以使主干線由綠燈轉變?yōu)辄S燈亮。該6 s的延時應由B1或B2輸入的信號啟動定時器TIM000來實現(xiàn)，但在TIM000定時期間，檢測信號消失后，TIM000會復位。為了防止復位，圖8-9中采用了鎖存指令(KEEP 2000)形成鎖存繼電器。,支線綠燈最長延續(xù)25 s，在此期間若主干線積壓車輛不夠3輛，則當延遲時間到后，才由綠燈轉為黃燈亮。假若積壓車輛已夠3輛，則不管綠燈延遲25 s是否到，在第三輛車到時，立即強迫將綠燈轉變?yōu)辄S燈亮。處理這一問題的關鍵，是當支線綠燈亮時應為啟動車輛計數(shù)器作好準備。一旦主干線方向的傳感器A1或A2發(fā)出有車信號，就能立即啟

7、動車輛計數(shù)器開始計數(shù)。因此，主干線來車計數(shù)器的啟動條件應為支線綠燈亮和主干線車輛傳感器A1或A2的輸出信號。只要車輛計數(shù)器計到第3輛來車，就有信號輸出，不管綠燈是否延時夠25 s，就迫使其關閉而轉為黃燈亮。圖8-9中虛線所示即為這種情況。 整個系統(tǒng)的燈色轉換條件及定時時序如圖8-9中箭頭所示。由圖8-9可得出各定時器控制條件及燈色轉換控制條件。,圖8-9 系統(tǒng)時序圖,(3) 定時器、計數(shù)器控制條件及燈色轉換控制條件。具體描述如下： 定時器、計數(shù)器控制條件： 將B1、B2檢測器產(chǎn)生的檢測信號通過上升沿微分指令DIFU產(chǎn)生鎖存信號，放在鎖存器20000中。,.,.,(4) 繪制梯形圖。,圖8-10

8、 感應式交通信號燈自動控制梯形圖,(5) 編寫程序表。程序表如下：,邏輯設計法歸納如下： 用不同的邏輯變量來表示各輸入/輸出信號，并設定對應輸入/輸出信號各種狀態(tài)時的邏輯值； 詳細分析控制要求，明確各輸入/輸出信號個數(shù)，合理選擇機型； 根據(jù)控制要求，列出狀態(tài)表或畫出時序圖； 由狀態(tài)表或時序圖寫出相應的邏輯函數(shù)，并進行化簡； 根據(jù)化簡后的邏輯函數(shù)畫出梯形圖，列出指令表； 上機調(diào)試，使程序滿足要求。,功能表圖,8.2.2 順序控制設計法,1順序控制設計法的功能表圖與梯形圖 對那些按動作的先后順序進行工作的系統(tǒng)，非常適宜使用順序控制設計法編程。順序控制設計法規(guī)律性很強，雖然編出的程序偏長，但程序結構

9、清晰，可讀性好。 在用順序控制設計法編程時，可根據(jù)系統(tǒng)的工作順序繪制出功能表圖。通過功能表圖來表現(xiàn)系統(tǒng)各工作步的功能、步與步之間的轉換順序及其轉換條件。 現(xiàn)以簡單的控制為例來說明功能表圖的組成。,某動力頭的運動狀態(tài)有三種，即快進工進快退。各狀態(tài)的轉換條件為：快進到一定位置，壓限位開關SQ1則轉為工進；工進到一定位置，壓限位開關SQ2則轉為快退；退回原位壓限位開關SQ3，動力頭自動停止運行。對這樣的控制過程畫出的功能表圖如圖8-11所示。 功能表圖是由步、有向連線、轉換條件和動作內(nèi)容說明等組成的。用矩形框表示各步，框內(nèi)的數(shù)字是步的編號。,圖8-11 動力頭控制功能表圖,1) 單序列結構 單序列結

10、構的功能表圖沒有分支，每個步后只有一個步，步與步之間只有一個轉換條件。,2) 選擇序列結構 圖8-12(a)是選擇序列結構的功能表圖。選擇序列的開始稱為分支，如圖8-12(a)的步1之后有三個分支(或更多)，各選擇分支不能同時執(zhí)行。例如，當步1為活動步且條件a滿足時，轉向步2；當步1為活動步且條件b滿足時，轉向步3；當步1為活動步且條件c滿足時，轉向步4。無論步1轉向哪個分支，當其后續(xù)步成為活動步時，步1自動變?yōu)椴换顒硬健?若已選擇了轉向某一個分支，則不允許另外幾個分支的首步成為活動步，所以應該使各選擇分支之間連鎖。 選擇序列的結束稱為合并。在圖8-12(a)中，不論哪個分支的最后一步成為活動

11、步，當轉換條件滿足時，都要轉向步5。,圖8-12 選擇序列與并行序列功能表圖 (a) 選擇序列結構；(b) 并行序列結構,3) 并行序列結構,圖8-13 步程序的結構,2用順序控制設計法編寫程序 用順序控制設計法編程的基本步驟如下： (1) 分析控制要求，將控制過程分成若干個工作步，明確每個工作步的功能，弄清步的轉換是單向進行還是多向進行，確定步的轉換條件(可能是多個信號的“與”、“或”等邏輯組合)。必要時可畫一個工作流程圖，它對理順整個控制過程的進程以及分析各步的相互聯(lián)系有很大作用。 (2) 為每個步設定控制位。控制位最好使用同一個通道的若干連續(xù)位。若用定時器/計數(shù)器的輸出作為轉換條件，則應

12、確定各定時器/計數(shù)器的編號和設定值。,(3) 確定所需輸入和輸出點的個數(shù)，選擇PLC機型，作出I/O分配。 (4) 在前兩步的基礎上，畫出功能表圖。 (5) 根據(jù)功能表圖畫梯形圖。 (6) 添加某些特殊要求的程序。,3用順序控制設計法編程實例,圖8-14 電液控制系統(tǒng)動力頭工作流程圖,控制要求如下： (1) 系統(tǒng)啟動后，兩個動力頭便同時開始按流程圖中的工作步順序運行。從它們都退回原位開始延時10 s后，又同時開始進入下一個循環(huán)的運行。 (2) 若斷開控制開關，各動力頭必須將當前的運行過程結束(即退回原位)后才能自動停止運行。 (3) 各動力頭的運動狀態(tài)取決于電磁閥線圈的通、斷電，它們的對應關系

13、如表8-4和表8-5所示。表中的“+”表示該電磁閥的線圈通電，“-”表示該電磁閥的線圈不通電。,表8-6 I/O分配表,圖8-15 電液控制系統(tǒng)動力頭的控制功能表圖,圖8-16 電液控制系統(tǒng)動力頭控制梯形圖,根據(jù)梯形圖可得程序表如下：,對梯形圖的工作過程說明如下： (1) 在PLC上電后的第一個掃描周期，25315為ON，使初始步20000為ON，為系統(tǒng)啟動作好準備。 (2) 在一個循環(huán)過程結束時，兩個動力頭一起在原位停留10 s后，步20000自動成為活動步，以使系統(tǒng)進入下一個循環(huán)的過程，所以將TIM000(原位等待定時器)的常開觸點與25315并聯(lián)。 (3) 因為步20001和步20006

14、是兩個并行序列的首步，所以這兩個步的活動條件都是20000和00000的“與”。在一個循環(huán)的過程結束且20000成為活動步時，由于00000始終為ON，從而使步20001和步20006自動成為活動步，并開始重復前一個循環(huán)的過程。,(4) 當兩個動力頭都回到原位且等待步20005和20009都成為活動步時，TIM000才開始計時。在定時時間到且步20000成為活動步時，等待步20005和20009才變?yōu)椴换顒硬剑?(5) 對應每一個工作步，要對控制相關電磁閥的輸出位進行置位或復位。例如，在20001成為活動步時，要將01002和01003置位(電磁閥YV2、YV3線圈通電)，使1號動力頭快進；在

15、等待步20005和20009為活動步時，將相關電磁閥線圈的輸出位進行復位，以保證下一個循環(huán)時動力頭不會發(fā)生錯誤的動作。例如，在20005成為活動步時，將01006和01003復位，使1號動力頭進入等待狀態(tài)；在20009成為活動步時，將01006和01007復位，使2號動力頭進入等待狀態(tài)。,順序控制設計法有一定的規(guī)律可循，所編寫的程序易讀，易檢查，易修改，是常用的設計方法之一。使用順序控制設計法的關鍵有三條：一是理順動作順序，明確各步的轉換條件；二是準確地畫出功能表圖；三是根據(jù)功能表圖正確地畫出相應的梯形圖，最后再根據(jù)某些特殊功能要求，添加部分控制程序。要想用好順序控制設計法，重要的是熟練掌握功

16、能表圖的畫法，以及根據(jù)功能表圖畫出相應梯形圖的方法。,8.2.3 繼電器控制電路圖轉換設計法 1對各種繼電器和電磁閥等的處理 在繼電器控制系統(tǒng)中，大量使用了各種控制電器，例如交直流接觸器、電磁閥、電磁鐵、中間繼電器等。交直流接觸器、電磁閥、電磁鐵的線圈是執(zhí)行元件，要為它們分配相應的PLC輸出繼電器號。中間繼電器可以用PLC內(nèi)部的輔助繼電器來代替。,2對常開按鈕和常閉按鈕的處理 在繼電器控制電路中，一般啟動用常開按鈕，停車用常閉按鈕。用PLC控制時，啟動和停車一般都用常開按鈕。盡管使用哪種按鈕都可以，但是畫出的PLC梯形圖卻不同。 圖8-17(a)和(b)中，SB1是啟動按鈕，SB2是停車按鈕，

17、K是交流接觸器。圖8-17(a)中的停車用常開按鈕，對應梯形圖中的00001是常閉觸點；圖8-17(b)中的停車用常閉按鈕，對應梯形圖中的00001是常開觸點。在轉換時這一點要務必注意。,圖8-17 按鈕與梯形圖的對應關系 (a) 常開按鈕對應的梯形圖； (b) 常閉按鈕對應的梯形圖,3對熱繼電器觸點的處理 若PLC的輸入點較多，則熱繼電器的常閉觸點可占用PLC的輸入點(參見圖8-1、8-2)；若輸入點較少，則熱繼電器的信號可不輸入PLC中，而是接在PLC外部的控制電路中。,4對時間繼電器的處理 物理的時間繼電器可分為通電延時型和斷電延時型兩種。通電延時型時間繼電器，其延時動作的觸點有通電延時

18、閉合和通電延時斷開兩種；斷電延時型時間繼電器延時動作的觸點有斷電延時閉合和斷電延時斷開兩種。用 PLC控制時，時間繼電器可以用 PLC的定時器/計數(shù)器來代替。PLC定時器的觸點只有接通延時閉合和接通延時斷開兩種，均為通電延時，但通過編程，可以設計出滿足要求的時間控制程序。,圖8-18 通電延時接通的控制 (a) 繼電接觸器控制線路；(b) 控制梯形圖,5處理電路的連接順序 在轉換成PLC的梯形圖時，為了能方便轉換，一般要把繼電器控制電路圖做一點調(diào)整。 例如將圖8-19(a)轉換成PLC梯形圖時，要先對圖8-19(a)中電路圖的部分接線進行調(diào)整。線圈KM2和KM3之間連接著常開觸點KM2，由于P

19、LC的梯形圖不允許有這種結構，因此應對這種接線圖進行調(diào)整。由于KM3接通的條件有兩個，其一是KM2接通，其二是時間繼電器的常開觸點KT閉合，兩者具一即可，因此，應將KM2的常開觸點與KT的延時閉合的常開觸點并聯(lián)作為KM3的接通條件。根據(jù)這個原則，畫出調(diào)整后的控制電路如圖8-19(b)所示。對圖8-19(b)的電路做I/O分配，如表8-7所示，KM3用20000來代替，時間繼電器用TIM000來代替。由I/O分配畫出PLC的梯形圖如圖8-19(c)所示。,表8-7 I/O分配表,圖8-19 控制電路接線的調(diào)整 調(diào)整前的繼電器控制電路；(b) 調(diào)整后的繼電器控制電路； (c) PLC控制梯形圖,8

20、.2.4 PLC經(jīng)驗控制與基本環(huán)節(jié),1. 定時器/計數(shù)器擴展 例1：定時器的擴展。 一個定時器的最大定時時間是999.9 s，但通過幾個定時器串聯(lián)或定時器與計數(shù)器串聯(lián)的方式則可獲得更長的定時時間。圖8-20以TIM000的常開觸點作為定時器TIM001的執(zhí)行時間，（兩個定時器級聯(lián)）就可實現(xiàn)定時器容量的擴展。 延時時間=SV1*0.1+SV2*0.1=(SV1+SV2)*0.1，兩初值相加,圖8-20 定時器的擴展,應用示例：作業(yè)第13題，燈閃爍（亮一秒，滅一秒）,例2：定時器與計數(shù)器的串聯(lián)。 在圖8-21中，當00000接通時，定時器TIM000啟動，經(jīng)SV1*0.1S后產(chǎn)生輸出信號，使內(nèi)部輔

21、助繼電器20000線圈帶電；繼而其常開觸點接通，使計數(shù)器CNT001對定時輸出信號進行計數(shù)，其常閉觸點斷開，將TIM000復位。此后，又重新啟動，延時SV1*0.1S后，又產(chǎn)生一輸出信號，計數(shù)器CNT001再對它計數(shù)；同時TIM000又自動復位后再啟動，直到計數(shù)器CNT001達到計數(shù)值SV2時，使01000接通帶電。這樣，從00000接通到01000產(chǎn)生輸出為止，延遲的時間為定時器與計數(shù)器二者預置值的乘積。 計數(shù)器的復位脈沖采用特殊輔助繼電器25315，它在程序運行開始后，僅在第一個掃描周期接通，用作計數(shù)器的初始復位。,圖8-21 定時器與計數(shù)器的串聯(lián) (a) 梯形圖；(b) 工作波形,說明：

22、 1、（定時器+計數(shù)器級聯(lián)）：延時時間=SV1*0.1*SV2 ，兩初值相乘。 2、注意此例中介紹的定時器自動復位后再啟動的方法，即中間繼電器20000常閉觸點的運用。 3、同時，在20000上可以得到一個連續(xù)的脈沖信號，脈沖周期為SV1 *0.1秒，每個周期內(nèi)高電平時間為一個掃描周期ST。,例3：循環(huán)計數(shù)器容量的擴展。 在圖8-22中，CNTR000的常開觸點連到CNT001的計數(shù)脈沖輸入端，可以構成大容量的循環(huán)計數(shù)器。例如，CNTR000指令的HR00中若為#9999，CNT001的SV為#1000，則每經(jīng)過100001000 s，CNT001的輸出就會ON一次。請注意CNT和CNTR的編

23、號方法。,圖8-22 循環(huán)計數(shù)器容量的擴展,說明： 1、將瞬動的按鈕輸入 持續(xù)的穩(wěn)定信號。 等效指令:SET(RESET) 此外：采用KEEP指令，用來保持基于兩個執(zhí)行條件指定位的狀態(tài)，其可代表兩個開關狀態(tài)（啟動、停止），或常用于兩個輸入量控制同一個繼電器地址的場合。 2、計數(shù)器指令CNT、CNTR的脈沖輸入端常需加入 ，1S時鐘脈沖，如此即可將計數(shù)器 定時器，若為多級串聯(lián)擴展，只需加在第一級，后級的CP輸入端為前級的輸出。 3、延時時間=(SV1+1)*1S*SV2，前級為循環(huán)計數(shù)器 CNTR。,4、此例中通過計數(shù)器自復位的運用，可實現(xiàn)每隔，輸出ON一次 （ON一個掃描周期 TS）。 而循環(huán)

24、計數(shù)器CNTR本身具有循環(huán)輸出的功能。 （ 計數(shù)器有復位端，使用時可以比定時器更加靈活） 5、注意CNT和CNTR的編號方法：指令中為CNT和CNTR，但如果表示常開常閉觸點，則都是CNT*。,例4：試設計一控制電路，使其從啟動開始，每經(jīng)1 min、1 h和24 h后各輸出一控制信號。 分析：為了實現(xiàn)這一要求，可以采用計數(shù)器對內(nèi)部產(chǎn)生1s脈沖的特殊輔助繼電器25502進行預值計數(shù)來實現(xiàn)。 其梯形圖如圖8-23所示，圖中利用CNT010產(chǎn)生1 min的信號，由CNT011和CNT012串聯(lián)形成1 h的信號，把CNT010、CNT011和CNT012三者串聯(lián)起來就可得到24 h的信號輸出。,圖8-

25、23 計數(shù)器擴展,2. 移位及傳送控制 PLC中的移位寄存器可單方向移動，移動量是固定的，且具有先進先出的特點，故利用移位寄存器可構成各種移位與傳送控制電路，滿足生產(chǎn)的實際需要。例如，節(jié)日的彩燈移位控制、工業(yè)生產(chǎn)裝配線的自動控制等，皆屬這種類型的控制。 例5：燈光移位控制電路。 若有12個燈，要求啟動程序后，從第一個燈開始亮，然后每秒向前移一個燈，至第12個燈亮后，又重復從第一個燈開始亮，如此不斷循環(huán)。其梯形圖及工作波形圖如圖8-24所示。,圖8-24 燈光移位控制電路 (a) 梯形圖程序；(b) 工作波形圖,系統(tǒng)程序表如下：,說明： 1、01000決定一盞燈移位，若改為01001，可實現(xiàn)雙燈

26、移位，若改為01002，可實現(xiàn)三燈移位。 2、01012決定了共有12個燈參與循環(huán)移位，如果改為 01013，則有13盞燈。 3、思考，若題目要求燈數(shù)大于或者等于16，如何實現(xiàn) ？ 4、課后308頁習題16，亦可實現(xiàn)循環(huán)移位。 分析兩者算法的區(qū)別：本例為先移位，后改變IN端輸入的狀態(tài)；習題中為先確定（改變）IN的狀態(tài)，后移位。,例6：裝配生產(chǎn)線控制電路。 假設有一裝配生產(chǎn)線共有16個工作位置，可完成對某零件的裝配、焊接、夾緊、上螺母、油漆、貼商標等工作，該生產(chǎn)線的示意圖如圖8-25所示。為了避免無零件裝入時機械空操作，在第一個位置上裝有傳感器，用來檢查是否有零件裝入。該生產(chǎn)線每5秒鐘移動一個工

27、位，在2、4、6、8、10、12、14和16號位置上分別完成8個不同的操作，而3、5、7、9、11、13、15、17號位置僅用于傳送零件。當允許工作信號產(chǎn)生時，該生產(chǎn)線投入工作；當無零件裝入或發(fā)出停止信號時，各種操作均不執(zhí)行。其I/O分配表如表8-8所示。,圖8-25 裝配生產(chǎn)線示意圖,表8-8 I/O分配表,將生產(chǎn)線的16個工位看作移位寄存器的16位，要求零件在生產(chǎn)線上從一個工位移到另一個工位需5 s，故移位寄存器每移一位也需5 s。因此，移位寄存器的SP脈沖應是一個5 s的脈沖發(fā)生器。裝配生產(chǎn)線控制梯形圖如圖8-26所示。 當允許工作信號產(chǎn)生時，00000接通，啟動定時器TIM 000，每

28、5 s使其常開觸點接通一次，從而使20000繼電器每5 s輸入一個信號作為移位寄存器的時鐘脈沖。在正常倩況下，零件連續(xù)不斷地在位置1裝入，由傳感器檢測的零件裝入信號作為移位寄存器的輸入信號，在時鐘脈沖的作用下在IR 210中被逐位移動，每移動一位需5 s，正好與零件每移一個工位經(jīng)過的時間一樣。因此，當?shù)谝粋€零件裝入信號產(chǎn)生時，使21000置1，5s后移至21001位，使01001接通，執(zhí)行操作1，此時零件也正好移到第二工位，從而完成操作1。以后每經(jīng)10 s移動兩位，恰好執(zhí)行一種操作。當信號移到通道的最后一位時，執(zhí)行最后一種操作。,如果沒有零件裝入，則傳感器無信號輸入移位寄存器，故通道IR 21

29、0各位皆為零，則各種操作均不執(zhí)行。同理，當發(fā)出停止信號后，移位寄存器被復位，各種操作也不執(zhí)行。 由這一控制電路的基本思路出發(fā)，可以設計出檢測產(chǎn)品、剔除次品、統(tǒng)計班產(chǎn)量、統(tǒng)計日產(chǎn)量等控制電路。,圖8-26 裝配生產(chǎn)線控制梯形圖,3液體混合自動控制系統(tǒng)設計及調(diào)試,圖8-27 液體混合自動控制裝置示意圖,1) 控制要求 按下啟動按鈕，X1打開，液體A流入容器。當液面上升到I時，傳感器I輸出信號，將液體A的閥門關閉，液體B閥門打開。液面繼續(xù)上升到H時，傳感器H發(fā)出信號，將液體B的閥門關閉，同時啟動電動機M，開始攪拌。攪拌均勻后(設1分鐘)，停止攪動，打開放液閥，開始放出混合液體。當液面下降到L時，L從

30、接通變?yōu)閿嚅_。經(jīng)過3 s后，混合液放完，將放液閥X3關閉，開始下一周期。在工作過程中，若按下停止按鈕，則在完成當前混合操作處理后，才停止操作(停在初始狀態(tài))。,工作過程分析: X1關閉 X2關閉 X1打開 啟動M X2 打開 啟動CNT047 停止M 啟動定時器TIM001 X3打開 X3關閉，開始下一周期 說明： 1、題意要求：按下停止按鈕，并不立即停止程序 ，而需等待所有流程走完。 編程思路：停止按鈕只影響X1的打開 。 2、如何實現(xiàn)自動循環(huán)，開始下一周期？ 編程思路：3S 定時時間到，TIM001的運用。,H:,按下啟動按鈕,I:,延時1分鐘,L:,延時3S,2) 系統(tǒng)設計 按照控制要求

31、，輸入點有5個，即一個啟動按鈕、一個停止按鈕和三個液面指示傳感信號。輸出點共4個，即3個電磁閥X1、X2和X3，一臺電動機M。因該系統(tǒng)所需程序容量不大，故仍選用小型機控制?，F(xiàn)以CPM1A機為例，實現(xiàn)上述控制。I/O分配見表8-9。,表8-9 I/O分配表,圖8-28 液體混合自動控制裝置連接示意圖,系統(tǒng)程序表如下：,3) 輸入程序 在PROGRAM方式下，將程序輸入 PLC內(nèi)。 4) 調(diào)試及修改程序 在MONITOR方式下調(diào)試程序。調(diào)試時，用20000、20001、20002、20003、20004的狀態(tài)來模擬啟動，停止，H、I、L的信號狀態(tài)，輸入/輸出可暫不作任何連接。調(diào)試時各狀態(tài)情況如下：

32、 (1) 初始狀態(tài)。20000、20001、20002、20003、20004均為OFF，01000、01001、01002、01003、01008也均為OFF。 (2) 啟動操作。強制20000為ON，再為OFF(相當于按一下啟動按鈕)。這時01000燈亮，相當于X1打開，模擬液體注入容器。,(3) 液面上升到L。強置20004為ON，模擬液面上升到L。 (4) 液面上升到I。強置20003為ON，模擬液面上升到I。這時01000燈滅，01001燈亮，相當于X1關閉，X2打開，即表示液體A停止注入，液體B注入容器。 (5) 液面上升到H。強置20002為ON，模擬液面上升到H。這時01001

33、滅，01008亮，相當于X2關閉，M啟動工作。此時液體B停止注入，開始攪勻液體。經(jīng)過1 min延遲，01008滅，01002亮，表示攪動停止，開始放混合液體。 (6) 液面下降。強置20002為OFF，20003為OFF，表示液面繼續(xù)下降。 (7) 液面下降到L。強置20004為OFF，表示液面下降到L，開始放余液。經(jīng)3s后，01002滅，01000亮，相當于剩余液體放完，液體A又重新注入，表明下一循環(huán)開始。,功能表圖,8.3 PLC控制系統(tǒng)實例,8.3.1 機械手的PLC控制,圖8-30 機械手動作示意圖 (a) 機械手動作示意圖；(b) 機械手操作盤示意圖,1機械手的工作方式 (1) 單周

34、期方式。 機械手在原位壓左限位開關和上限位開關，按一次操作按鈕則機械手開始下降，下降到左工位壓動下限位開關后自停； 機械手夾緊工件后開始上升，上升到原位壓動上限位開關后自停； 機械手開始右行直至壓動右限位開關后自停； 機械手下降，下降到右工位壓動下限位開關(兩個工位用一個下限位開關)后自停； 機械手放松工件后開始上升，直至壓動上限位開關后自停(兩個工位用一個上限位開關)； 機械手開始左行，直至壓動左限位開關后自停。至此一個周期的動作結束，再按一次操作按鈕則開始下一個周期的運行。單周期方式工作過程如圖8-31所示。,圖8-31 單周期方式工作過程示意圖,(2) 連續(xù)方式。啟動后機械手反復運行上述

35、每個周期的動作過程，即周期性連續(xù)運行。 (3) 單步方式。每按一次操作按鈕，機械手完成一個工作步。例如，按一次操作按鈕，機械手開始下降，下降到左工位壓動下限位開關自停，欲使之運行下一個工作步，必須再按一次操作按鈕。 以上三種工作方式屬于自動控制方式。 (4) 手動方式。按下按鈕則機械手開始一個動作，松開按鈕則停止該動作。,2做I/O分配表,表8-10 I/O分配表,3機械手工作圖表 在進行程序設計之前，先畫出機械手單周期方式工作圖表，如圖8-32(a)所示。圖中能清楚地看到機械手每一步的動作內(nèi)容及步間的轉換關系。通過工作圖表可得出應用程序的總體方案。 應用程序的總體方案如圖8-32(b)所示，

36、程序分為兩大塊，即手動和自動兩部分。當選擇開關撥到手動方式時，輸入點00103為ON，其常開觸點接通，開始執(zhí)行手動程序；當選擇開關撥在單步、單周期或連續(xù)方式時，輸入點00103斷開，其常閉觸點閉合，開始執(zhí)行自動程序。至于執(zhí)行自動方式的哪一種，則取決于方式選擇開關是撥在單步、單周期還是連續(xù)的位置上。,圖8-32 單周期方式工作圖表及總體設計方案 (a) 單周期方式工作圖表；(b) 總體設計方案,1) 手動控制程序梯形圖,圖8-33 機械手的手動控制程序梯形圖,由梯形圖得程序指令表如下：,對圖8-33所示的機械手的手動控制程序分析如下： (1) 上升/下降控制(工作方式選擇開關撥在手動位)。手動控

37、制機械手的上升/下降、左/右行、工件的夾緊/放松操作，是通過方式開關、操作和停車按鈕的配合來完成的。 若要進行機械手升/降操作，則要把選擇開關撥在升/降位，使00100接通。 下降操作為：按下操作按鈕時，輸入點00000接通，01000(下降電磁閥線圈)接通，使機械手下降，松開按鈕則機械手停。當按住操作按鈕不放時，機械手下降到位壓動下限位開關00003時自停。 上升操作為：按下停車按鈕時，輸入點00001接通，01001(上升電磁閥線圈)接通，使機械手上升，松開按鈕時機械手停。當按住停車按鈕不放時，機械手上升到位壓動上限位開關00004后自停。,(2) 夾緊/放松控制(工作方式選擇開關撥在手動

38、位)。只有機械手停在左或右工位且下限位開關00003受壓(其常開觸點接通)時，夾緊/放松的操作才能進行。把動作選擇開關撥在夾緊/放松位，輸入點00101接通。 若機械手停在左工位且此時有工件，則當按住操作按鈕時，開始如下動作： 01002被置位，機械手開始夾緊工件； 01006為ON，夾緊動作指示燈亮，表示正在進行夾緊的動作；, TIM002開始夾緊定時。當定時時間到且夾緊動作指示燈滅時，方可松開按鈕，此時01002仍保持接通狀態(tài)，TIM002被復位。 若機械手停在右工位且夾有工件，則當按住停車按鈕時，開始如下動作： 01002被復位，機械手開始放松工件； 01007為ON使放松動作指示燈亮，

39、表示正在進行放松的動作； TIM003開始放松定時。當定時時間到且放松動作指示燈滅時，方可以松開按鈕，此時01002仍保持斷開狀態(tài)，TIM003復位。,(3) 左/右行控制(工作方式選擇開關撥在手動位)。把動作選擇開關撥在左/右位，使輸入點00102接通。 右行的操作為：按住操作按鈕 00000，01003(右行電磁閥線圈)得電使機械手右行，松開按鈕則機械手停。當按住操作按鈕不放時，機械手右行。右行到位壓動右限位開關00005時自停。 左行的操作為：按住停車按鈕00001，01004(左行電磁閥線圈)得電使機械手左行，松開按鈕則機械手停。當按住停車按鈕不放時，機械手左行。左行到位壓動左限位開關

40、00006時自停。,2) 自動控制程序梯形圖 圖8-34是根據(jù)要求設計的自動控制程序的梯形圖，對其功能作如下分析。 (1) 連續(xù)運行方式的控制(工作方式選擇開關撥在連續(xù)位)。連續(xù)運行方式的啟動必須從原位開始。如果機械手沒停在原位，則要用手動操作讓機械手返回原位。當機械手返回原位時，原位指示燈亮。 方式選擇開關若撥在連續(xù)位，則輸入點00106接通，這可使21000置位，并使SFT的移位脈沖輸入端接通。 移位寄存器通道200是由25315或停止按鈕00001進行復位的。,圖8-34 機械手自動控制程序梯形圖,由于機械手在原位，上限位開關和左限位開關受壓，常開觸點00004和00006都閉合，因此按

41、一下操作按鈕，向移位寄存器發(fā)出第一個移位脈沖。第一次移位使20000為1，從而使01000為ON，自此機械手開始下降，且00004和00006均變?yōu)镺FF。 當機械手下降到左工位并壓動下限位開關時，00003的常開觸點閉合，于是移位寄存器移位一次。由于機械手離開了原位，且串聯(lián)在移位輸入端的常開觸點00000、00004和00006都為OFF，因此這次移位使20000變?yōu)?，而20001變?yōu)?。 20001為1的作用是：其一，使HR0000置位，01002為ON，工件夾緊動作開始；其二，使夾緊動作指示燈亮；其三，使夾緊定時器TIM000開始定時。當定時時間到(即夾緊到位)時，夾緊指示燈滅，移位寄

42、存器又移位一次，使20001變?yōu)?，20002變?yōu)?。,20002為1，使01001為ON，自此機械手開始上升。當機械手上升到原位壓上限位開關00004時，使01001斷電，上升動作停止，同時移位寄存器又移位一次，使20002變?yōu)?，而20003變?yōu)?。 20003為1，使01003為ON，自此機械手開始右移。當機械手右移到位壓右限位開關00005時，使01003斷電，右移停止，同時移位寄存器又移位一次，使20003變?yōu)?，而20004變?yōu)?。,20004為1時，若檢測到右工位沒有工件，且光電開關的常閉觸點00007接通，則使01000再次為ON，自此機械手開始下降。當機械手下降到右工位，壓動

43、下限位開關00003時，01000斷電，下降動作停止，同時移位寄存器又移位一次，使20004變?yōu)?，而20005變?yōu)?。若檢測到右工位有工件，使常閉觸點00007斷開，則機械手停在右上方不動。只有拿掉右工位的工件，機械手才開始下降。 20005為1的作用是：其一，使HR0000和01002復位，工件放松動作開始；其二，使放松動作指示燈亮；其三，放松定時器TIM001開始定時。當定時時間到(即放松到位)時，放松指示燈滅，移位寄存器又移位一次，使20005變?yōu)?，而20006變?yōu)?。,20006為1，使01001再次為ON，自此機械手開始上升。當機械手上升至壓動上限位開關00004時，01001斷

44、電，上升動作停止，同時移位寄存器又移位一次，使20006變?yōu)?，而20007變?yōu)?。,(2) 單周期運行方式的控制(方式選擇開關撥在單周期位)。由于方式選擇開關撥在單周期位時，00105接通，其常開觸點閉合，且21000復位，因此當機械手運行結束一個循環(huán)的最后一步，且20007和左限位00006為ON時，因21000已斷開而使SFT的數(shù)據(jù)輸入為0，不能使20000再置位，故只能在一個周期結束時停止運行。要想進行下一個周期的運行，必須再按一次操作按鈕。,(3) 單步運行方式的控制(方式選擇開關撥在單步位)。選擇單步方式時，SFT的移位輸入端是常開觸點00104與00000的串聯(lián)，所以按一次操作按

45、鈕發(fā)一個移位脈沖，機械手只完成一步的動作就停止。例如，當20000接通機械手下降到位時，00003被接通，但此時若不再按一下操作按鈕，則移位信號不能送到SFT的移位輸入端，因此機械手只能在一步結束時停止運行。 因此方式選擇開關撥在單步位，00104接通，其常開觸點閉合，使21000被置位。當機械手運行到一個循環(huán)的最后一步結束(即20007和00006為ON)時，由于移位輸入端的20007和21000接通，因此若再按一次操作按鈕，就能使20000再置位，即進入下一個周期的第一步。,(4) 自動方式下誤操作的禁止。連續(xù)、單周期、單步都屬于自動方式的運行。為了防止誤操作，本例編寫了相應的程序段，其原理是：在自動運行過程中，由于0100