PLC應(yīng)用技術(shù)：課題三 順序控制指令應(yīng)用

1、任務(wù)1 汽車自動(dòng)清洗機(jī)PLC控制,任務(wù)2 小車自動(dòng)往返PLC控制,任務(wù)3 自動(dòng)門PLC控制,任務(wù)4 按鈕式人行橫道交通燈PLC控制,任務(wù)1 汽車自動(dòng)清洗機(jī)PLC控制,學(xué)習(xí)目標(biāo),1掌握順序控制設(shè)計(jì)法的步驟。 2熟悉順序功能圖的組成要素及基本結(jié)構(gòu)形式。 3掌握以位存儲(chǔ)器M代表步的單序列順序功能圖的繪制方法。 4掌握使用啟保停電路配合邏輯設(shè)計(jì)法將單序列順序功能圖改畫(huà)為梯形圖的方法。 5掌握使用順序控制設(shè)計(jì)法和啟保停電路設(shè)計(jì)單序列順序控制系統(tǒng)的方法,工作任務(wù),本任務(wù)就是應(yīng)用順序控制設(shè)計(jì)法，設(shè)計(jì)汽車自動(dòng)清洗機(jī)PLC控制系統(tǒng),工作任務(wù),任務(wù)要求： （1）按下啟動(dòng)按鈕，噴淋閥門打開(kāi)，同時(shí)清洗機(jī)開(kāi)始移動(dòng)。當(dāng)檢

2、測(cè)到汽車到達(dá)刷洗位置時(shí)，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)刷，刷洗汽車。當(dāng)檢測(cè)到汽車離開(kāi)清洗機(jī)時(shí)，清洗機(jī)停止移動(dòng)，旋轉(zhuǎn)刷停止旋轉(zhuǎn)，噴淋閥門關(guān)閉。按下停止按鈕時(shí)，汽車清洗機(jī)在任何時(shí)候都可以停止所有的動(dòng)作。 （2）具有短路保護(hù)等必要的保護(hù)措施。 （3）用PLC控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)此系統(tǒng)的功能,任務(wù)分析,本任務(wù)屬于一種典型的順序控制系統(tǒng)，用PLC來(lái)控制時(shí)，如果采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法（包括功能添加法）來(lái)設(shè)計(jì)，則設(shè)計(jì)過(guò)程會(huì)比較繁瑣。對(duì)于象這種較復(fù)雜的順序控制系統(tǒng)，一般多采用順序控制設(shè)計(jì)法進(jìn)行設(shè)計(jì)。 本任務(wù)主要采用順序控制設(shè)計(jì)法，根據(jù)以編程元件M代表步的單序列結(jié)構(gòu)順序功能圖，通過(guò)使用啟保停電路的編程方法進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。與本任務(wù)相關(guān)的知識(shí)有：順序控

3、制設(shè)計(jì)法、順序功能圖、用啟保停電路實(shí)現(xiàn)的單序列的編程方法等,相關(guān)知識(shí),一、順序控制設(shè)計(jì)法 所謂順序控制，就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間的順序，在生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)而有序地進(jìn)行工作。 如果一個(gè)控制系統(tǒng)可以分解成幾個(gè)獨(dú)立的控制動(dòng)作，且這些動(dòng)作必須嚴(yán)格按照一定的先后次序執(zhí)行才能保證生產(chǎn)過(guò)程的正常運(yùn)行，這種系統(tǒng)叫做順序控制系統(tǒng)，也稱為步進(jìn)控制系統(tǒng),順序控制設(shè)計(jì)法是一種專門針對(duì)順序控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，它是根據(jù)順序功能圖，以步為核心，從起始步開(kāi)始一步一步地完成程序設(shè)計(jì)。 1順序控制設(shè)計(jì)法的步驟 順序控制設(shè)計(jì)法的步驟一般可分為步的劃分、轉(zhuǎn)換條件的確定、順序

4、功能圖的繪制、梯形圖的編制等4步。 （1）步的劃分 （2）轉(zhuǎn)換條件的確定 （3）順序功能圖的繪制 （4）梯形圖的編制 2順序控制設(shè)計(jì)法與經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的區(qū)別,二、順序功能圖 1順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)形式 （1）單序列結(jié)構(gòu) （2）選擇序列結(jié)構(gòu) （3）并行序列結(jié)構(gòu) 2順序功能圖的編程方法,三、用啟保停電路實(shí)現(xiàn)的單序列的編程方法 概括地說(shuō)，根據(jù)順序功能圖使用啟保停電路的編程方法來(lái)畫(huà)梯形圖，要從步的處理和輸出電路兩方面來(lái)考慮。 1步的處理 邏輯設(shè)計(jì)法就是應(yīng)用邏輯代數(shù)對(duì)控制系統(tǒng)及其控制要求進(jìn)行邏輯分析，寫(xiě)出邏輯函數(shù)表達(dá)式，再根據(jù)邏輯函數(shù)表達(dá)式設(shè)計(jì)梯形圖程序的方法。 邏輯設(shè)計(jì)法的使用方法。 （1）邏輯函數(shù)表達(dá)式

5、。 （2）邏輯設(shè)計(jì)法的使用步驟,2輸出電路 由于步是根據(jù)輸出量的狀態(tài)變化劃分的，它們之間的關(guān)系極為簡(jiǎn)單，可以分為兩種情況來(lái)處理： （1）如果某一輸出量?jī)H在某一步中為ON時(shí)，一種方法是將它們的線圈分別與對(duì)應(yīng)的位存儲(chǔ)器的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)；另一種方法是將它們的線圈分別與對(duì)應(yīng)的位存儲(chǔ)器并聯(lián)。此處都使用位存儲(chǔ)器不會(huì)增加硬件費(fèi)用，在設(shè)計(jì)和鍵入程序時(shí)也不會(huì)花費(fèi)很多時(shí)間。全部用位存儲(chǔ)器來(lái)代表步具有概念清楚、編程規(guī)范、梯形圖易于閱讀和查錯(cuò)的優(yōu)點(diǎn)。 （2）某一輸出繼電器在幾步中都為ON，應(yīng)將代表各有關(guān)步的位存儲(chǔ)器的常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)后，驅(qū)動(dòng)該輸出繼電器線圈,任務(wù)實(shí)施,一、I/O地址分配,二、繪制PLC控制線路圖,三、設(shè)計(jì)梯

6、形圖程序 1創(chuàng)建及保存項(xiàng)目 2編輯符號(hào)表 3編寫(xiě)并輸入梯形圖程序,四、線路安裝 五、運(yùn)行及調(diào)試程序 六、整理技術(shù)文件,知識(shí)拓展,一、順序功能圖的由來(lái) 在法國(guó)的TE（Telemecanique）公司研制的Grafcet的基礎(chǔ)上，1978年法國(guó)公布了用于工業(yè)過(guò)程文件編制的法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)Afcet，第二年公布了功能圖（Function Chart）的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)Grafcet，它提供了所謂的步（Step）和轉(zhuǎn)換（Transition）這兩種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，這樣可以將系統(tǒng)劃分為簡(jiǎn)單的單元，并定義出這些單元之間的順序關(guān)系。 1994年5月公布的IEC可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)（IEC1131）中，順序功能圖被確定為可編程序控

7、制器位居首位的編程語(yǔ)言。我國(guó)也在1986年頒布了順序功能圖的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB6988.6-1986,知識(shí)拓展,二、只有兩步的閉環(huán)的處理 三、采用啟保停電路的選擇序列、并行序列的編程方法 1選擇序列的編程方法 2并行序列的編程方法 四、以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法 1.單序列的編程方法 2選擇序列的編程方法 3并行序列的編程方法,任務(wù)1 初識(shí)PLC,學(xué)習(xí)目標(biāo),任務(wù)2 小車自動(dòng)往返PLC控制,1掌握SCR指令的功能及使用方法。 2掌握以編程元件S代表步的單序列順序功能圖的繪制方法。 3掌握使用SCR指令將單序列順序功能圖改畫(huà)為梯形圖的方法。 4掌握使用SCR指令設(shè)計(jì)單序列順序控制系統(tǒng)的方法,工作任務(wù),本任務(wù)

8、就是應(yīng)用SCR指令的編程方法，設(shè)計(jì)小車自動(dòng)往返PLC控制系統(tǒng),小車自動(dòng)往返控制裝置示意圖,工作任務(wù),任務(wù)要求： （1）按下啟動(dòng)按鈕SB，小車電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，小車第一次前進(jìn)，碰到限位開(kāi)關(guān)SQ1后電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，小車后退。小車后退碰到限位開(kāi)關(guān)SQ2后，小車電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，小車停10s后，小車第二次前進(jìn)，碰到限位開(kāi)關(guān)SQ3，再次后退。小車第二次后退碰到限位開(kāi)關(guān)SQ2時(shí)，小車停止。 （2）具有短路保護(hù)等必要的保護(hù)措施。 （3）用PLC控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)此系統(tǒng)的功能,任務(wù)分析,根據(jù)上述任務(wù)要求，可以這樣設(shè)計(jì)任務(wù)： 啟動(dòng)系統(tǒng)，可以用一個(gè)啟動(dòng)按鈕SB控制；小車的前進(jìn)、后退由電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路實(shí)現(xiàn)，分別用接觸器KM1、KM

9、2控制，并且小車前進(jìn)、后退應(yīng)有聯(lián)鎖控制功能；小車行走的三個(gè)位置分別用限位開(kāi)關(guān)SQ1、SQ2、SQ3控制；另外，小車第一次后退然后停10s，需要在程序中用到編程元件定時(shí)器T。 其中，啟動(dòng)按鈕SB、三個(gè)位置分別用限位開(kāi)關(guān)SQ1、SQ2、SQ3屬于輸入元件，產(chǎn)生控制指令，應(yīng)與PLC的輸入端子相連接；而前進(jìn)、后退接觸器KM1、KM2屬于被控對(duì)象（或負(fù)載），即輸出元件，應(yīng)與PLC的輸出端子相連接,任務(wù)分析,本任務(wù)主要采用順序控制設(shè)計(jì)法，根據(jù)以編程元件S代表步的單序列結(jié)構(gòu)的順序功能圖，通過(guò)使用SCR指令進(jìn)行梯形圖的編程設(shè)計(jì)。 與本任務(wù)相關(guān)的知識(shí)有：順序控制繼電器S、SCR指令、使用SCR指令的單序列的編程

10、方法以及單序列順序控制系統(tǒng)編程實(shí)例等,相關(guān)知識(shí),一、順序控制繼電器S 順序控制繼電器S又稱狀態(tài)元件或狀態(tài)繼電器，與SCR指令配合使用，用于組織設(shè)備的順序操作，以實(shí)現(xiàn)順序控制。順序控制繼電器S可以按位、字節(jié)、字或雙字來(lái)存取，編址范圍S0.0S31.7，共256位，采用八進(jìn)制編號(hào)（S0.0S0.7、S1.0S1.7、S31.0S31.7,相關(guān)知識(shí),順序控制繼電器S的使用規(guī)則如下： 1SCR指令的操作數(shù)只能是順序控制繼電器S。順序控制繼電器S可以用于主程序、子程序或中斷程序中，但不能重復(fù)使用。 2如果順序控制繼電器S沒(méi)有被SCR指令調(diào)用，它也可作為位存儲(chǔ)器使用。 二、SCR指令 S7-200中的順序

11、控制繼電器S專門用于順序控制程序。順序控制程序被SCR指令劃分為L(zhǎng)SCR與SCRE指令之間的若干個(gè)SCR段，一個(gè)SCR段對(duì)應(yīng)于順序功能圖中的一步。 SCR指令包括LSCR指令、SCRT指令和SCRE指令。 三、使用SCR指令的單序列的編程方法,任務(wù)實(shí)施,一、I/O地址分配,二、繪制PLC控制線路圖,三、設(shè)計(jì)梯形圖程序 1創(chuàng)建及保存項(xiàng)目 2編輯符號(hào)表 3編寫(xiě)并輸入梯形圖程序,1）編寫(xiě)梯形圖程序 1）采用啟保停電路設(shè)計(jì)PLC梯形圖程序,2）輸入梯形圖 四、線路安裝 五、運(yùn)行及調(diào)試程序 六、整理技術(shù)文件,任務(wù)3 自動(dòng)門PLC控制,學(xué)習(xí)目標(biāo),1掌握以編程元件S代表步的選擇序列順序功能圖的繪制方法。 2

12、掌握使用SCR指令將選擇序列順序功能圖改畫(huà)為梯形圖的方法。 3掌握使用SCR指令設(shè)計(jì)選擇序列順序控制系統(tǒng)的方法,工作任務(wù),本任務(wù)就是應(yīng)用SCR指令的編程方法，設(shè)計(jì)自動(dòng)門PLC控制系統(tǒng),高樓大廈里的自動(dòng)門,圖3-3-2 自動(dòng)門工作示意圖,工作任務(wù),任務(wù)要求： （1）開(kāi)門控制。當(dāng)有人靠近自動(dòng)門時(shí)，感應(yīng)器SQ0檢測(cè)到信號(hào)，執(zhí)行高速開(kāi)門動(dòng)作。當(dāng)門開(kāi)到一定位置，碰到開(kāi)門減速開(kāi)關(guān)SQ1，變?yōu)榈退匍_(kāi)門。當(dāng)碰到開(kāi)門極限開(kāi)關(guān)SQ2時(shí)，門打開(kāi)到位，并開(kāi)始延時(shí)。若在4s內(nèi)感應(yīng)器檢測(cè)到無(wú)人，即轉(zhuǎn)為關(guān)門動(dòng)作。 （2）關(guān)門控制。先高速關(guān)門，當(dāng)門關(guān)到一定位置碰到關(guān)門減速開(kāi)關(guān)SQ3時(shí)，改為低速關(guān)門，碰到關(guān)門極限開(kāi)關(guān)SQ4時(shí)停

13、止。在關(guān)門期間若感應(yīng)器檢測(cè)到有人（SQ0動(dòng)作），停止關(guān)門，并延時(shí)1s后自動(dòng)轉(zhuǎn)換為高速開(kāi)門。 （3）具有短路保護(hù)等必要的保護(hù)措施,任務(wù)分析,根據(jù)上述任務(wù)要求，可以這樣設(shè)計(jì)任務(wù)： 感應(yīng)器SQ0，可以用一個(gè)光電開(kāi)關(guān)代替；開(kāi)門減速開(kāi)關(guān)SQ1、開(kāi)門極限開(kāi)關(guān)SQ2、關(guān)門減速開(kāi)關(guān)SQ3、關(guān)門極限開(kāi)關(guān)SQ4分別用一個(gè)限位開(kāi)關(guān)代替；高速開(kāi)門、低速開(kāi)門、高速關(guān)門、低速關(guān)門分別用接觸器KM0、KM1、KM2、KM3控制；另外，門打開(kāi)到位并開(kāi)始延時(shí)4s和關(guān)門期間若感應(yīng)器檢測(cè)到有人，停止關(guān)門并延時(shí)1s，分別都需要在程序中用到編程元件定時(shí)器T。 其中，感應(yīng)器SQ0、四個(gè)限位開(kāi)關(guān)SQ1、SQ2、SQ3、SQ4屬于輸入元件，

14、產(chǎn)生控制指令，應(yīng)與PLC的輸入端子相連接；而高速開(kāi)門、低速開(kāi)門、高速關(guān)門、低速關(guān)門接觸器KM0、KM1、KM2、KM3屬于被控對(duì)象（或負(fù)載），即輸出元件，應(yīng)與PLC的輸出端子相連接,任務(wù)分析,本任務(wù)主要采用順序控制設(shè)計(jì)法，根據(jù)以編程元件S代表步的選擇性序列結(jié)構(gòu)的順序功能圖，通過(guò)使用SCR指令進(jìn)行梯形圖的編程設(shè)計(jì)。與本任務(wù)相關(guān)的知識(shí)有：選擇性序列的編程方法、選擇性序列順序控制系統(tǒng)編程實(shí)例等,相關(guān)知識(shí),一、選擇性序列的編程方法 1選擇序列分支開(kāi)始的編程方法 在步S0.0之后有一個(gè)選擇序列的分支。當(dāng)步S0.0為活動(dòng)步，并且轉(zhuǎn)換條件I0.0得到滿足時(shí)，后續(xù)步S0.1將變?yōu)榛顒?dòng)步，S0.0變?yōu)椴换顒?dòng)步。

15、當(dāng)S0.0為1時(shí)，它對(duì)應(yīng)的SCR段被執(zhí)行，此時(shí)若轉(zhuǎn)換條件I0.0為1，該程序段的指令SCRT S0.1被執(zhí)行，將轉(zhuǎn)換到步S0.1；若轉(zhuǎn)換條件I0.2的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，將執(zhí)行指令SCRT S0.2，轉(zhuǎn)換到步S0.2。其梯形圖如圖所示,2選擇序列分支合并的編程方法 在步S0.3之前有一個(gè)選擇序列的合并。當(dāng)步S0.1為活動(dòng)步且轉(zhuǎn)換條件I0.1滿足，或步S0.2為活動(dòng)步且轉(zhuǎn)換條件I0.3滿足，則步S0.3都應(yīng)變?yōu)榛顒?dòng)步。 在步S0.1和步S0.2對(duì)應(yīng)的SCR段中，分別用I0.1和I0.3的常開(kāi)觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)SCRT S0.3指令，其梯形圖如圖所示。 二、選擇性序列順序控制系統(tǒng)實(shí)例,任務(wù)實(shí)施,一、I/O地址分配

16、,二、繪制PLC硬件接線圖,三、設(shè)計(jì)梯形圖程序 1創(chuàng)建及保存項(xiàng)目 2編輯符號(hào)表 3編寫(xiě)并輸入梯形圖程序,2）輸入梯形圖 四、線路安裝及檢查 五、運(yùn)行及調(diào)試程序,六、整理技術(shù)文件,知識(shí)拓展,一、順序控制系統(tǒng)中的各種停止功能的實(shí)現(xiàn) 在順序控制系統(tǒng)中，停止功能的處理比較復(fù)雜，可分為普通停止和緊急停止兩種。 1普通停止 普通停止在此約定是指在執(zhí)行完當(dāng)前運(yùn)行周期后停止。普通停止所用的停止按鈕有時(shí)也稱之為預(yù)停按鈕。 2緊急停止 緊急停止在此約定是指立即結(jié)束當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行，所有狀態(tài)復(fù)位。緊急停止一般使用保持型輸入元件，如開(kāi)關(guān)、帶保持功能的按鈕等，并且一般使用常閉觸點(diǎn),知識(shí)拓展,二、識(shí)讀PLC梯形圖和語(yǔ)句表的

17、方法和步驟 1總體分析 （1）系統(tǒng)分析 （2）看PLC控制線路的主電路 （3）看PLC控制系統(tǒng)的I/O配置表和PLC的I/O接線圖 （4）通過(guò)PLC的I/O接線圖了解梯形圖和語(yǔ)句表 2梯形圖和語(yǔ)句表的結(jié)構(gòu)分析 3梯形圖和語(yǔ)句表的分解 4集零為整，綜合分析,任務(wù)4 按鈕式人行橫道交通燈PLC控制,學(xué)習(xí)目標(biāo),1掌握以編程元件S代表步的并行序列順序功能圖的繪制方法。 2掌握使用SCR指令將并行序列順序功能圖改畫(huà)為梯形圖的方法。 3掌握使用SCR指令設(shè)計(jì)并行序列順序控制系統(tǒng)的方法,工作任務(wù),本任務(wù)就是使用SCR指令編程，設(shè)計(jì)按鈕式人行橫道交通燈PLC控制系統(tǒng),按鈕式人行橫道交通燈示意圖,工作任務(wù),任務(wù)

18、要求： （1）若無(wú)行人過(guò)橫道（初始狀態(tài)），則車道為綠燈信號(hào)，人行橫道為紅燈信號(hào)。 （2）若有行人要過(guò)橫道，按下按鈕SB1或SB2，15s后車道響應(yīng)為黃燈，再經(jīng)5s轉(zhuǎn)為紅燈信號(hào)，表明人可以通過(guò)橫道。但為了確保安全，車道紅燈信號(hào)給出5s后才允許人行橫道綠燈亮，即人行橫道方可通行。 （3）人行橫道綠燈亮10s后，轉(zhuǎn)為綠燈閃爍信號(hào)（OFF/ON各0.5s），以提示人行橫道綠燈即將關(guān)閉。人行橫道綠燈閃爍5次后轉(zhuǎn)為紅燈信號(hào)，再經(jīng)5s后返回初始狀態(tài)。 （4）具有短路保護(hù)等必要的保護(hù)措施。 （5）用PLC控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)此系統(tǒng)的功能,任務(wù)分析,在只需要縱向行駛的交通系統(tǒng)中，常需要考慮人行橫道的設(shè)置，人行橫道的通行一般都用啟動(dòng)按鈕控制。這種車道和人行橫道同時(shí)需要進(jìn)行的控制，屬于典型的并行序列結(jié)構(gòu)的順序控制。 本任務(wù)主要采用順序控制設(shè)計(jì)法，根