PLC自動(dòng)藥片裝瓶控制

1、 計(jì)電系 10級(jí) 20102121036云南大學(xué)滇池學(xué)院學(xué)年論文論文題目PLC automatic control pills bottling machine programming學(xué)生姓名：沈汛 指導(dǎo)老師：謝汝生學(xué)號(hào)：20102121036 參考文獻(xiàn)：S7-200 plc 編程及應(yīng)用專(zhuān)業(yè)：電子信息工程 2013年6月2日PLC automatic control pills bottling machine programming目錄Summary.1Plc Outline2PLC Basic structure & Classification2PLC Working Principle

2、5PLC Programming language 6S7-200 PLC Programming components & instruction set7PLC design Approach9PLC design Approach12Summary 下文主要介紹PLC的一些東西，其中有PLC概述，基本結(jié)構(gòu)分類(lèi)，特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域，工作原理，編程語(yǔ)言，指令，和梯形圖設(shè)計(jì)基本方法。其中重點(diǎn)介紹了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)“自動(dòng)藥片裝瓶機(jī)控制”的實(shí)驗(yàn)相關(guān)。 Article mainly introduces the PLC some of the things, including description of P

3、LC, the basic structure of the classification, characteristics and application field, the working principle of programming language, instructions, and the ladder diagram design basic method. Which focus on innovation experiment automatic pill bottle filling machine control are related to the experim

4、ent.關(guān)鍵字 可編程邏輯控制器PLC（Programmable Logic Controller）自動(dòng)控制（automatic control）藥片裝瓶機(jī)（The pill bottle filling machine）順序功能圖（Sequential Function Chart，SFC）梯形圖簡(jiǎn)稱（LAD） 0Plc Outline可編程序控制器（Programmable Logic Controller，PLC），是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。它出現(xiàn)于60年代末的美國(guó)，當(dāng)時(shí)的目的是用來(lái)取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能。PLC的基本設(shè)計(jì)思想是把計(jì)算機(jī)功能完善、

5、靈活、通用等優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，控制器的硬件是標(biāo)準(zhǔn)的、通用的。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用對(duì)象，將控制內(nèi)容編成軟件寫(xiě)入控制器的用戶程序存儲(chǔ)器內(nèi)?？刂破骱捅豢貙?duì)象連接方便。隨著科技的飛速發(fā)展，如今Plc的應(yīng)用面更廣、功能更強(qiáng)大、使用更方便，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，PLc在民用和家庭自動(dòng)化的應(yīng)用也得到了迅速的發(fā)展。PLc的應(yīng)用面之廣、普及程度之高，是其他計(jì)算機(jī)控制設(shè)備無(wú)法比擬的。PLC Basic structure & Classification Plc主要由cpu模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成，如下圖 Plc的特殊功能模塊用

6、來(lái)完成某些特殊的任務(wù)。1中央處理單元（CPU）在PLC中CPU按系統(tǒng)程序賦予的功能，指揮PLC有條不紊地進(jìn)行工作，歸納起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面：1） 接收從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)。2） 診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。3） 通過(guò)輸入接口接收現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映象寄有器或數(shù)據(jù)寄存器中。4） 從存儲(chǔ)器逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)解釋后執(zhí)行。5） 根據(jù)執(zhí)行的結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映象寄存器的內(nèi)容，通過(guò)輸出單元實(shí)現(xiàn)輸出控制。有些PLC還具有制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。 2存儲(chǔ)器PLC的存儲(chǔ)器包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器兩種。系統(tǒng)存儲(chǔ)器用于存放PLC的系統(tǒng)程序，用戶存

7、儲(chǔ)器用于存放PLC的用戶程序?，F(xiàn)在的PLC一般均采用可電擦除的E2PROM存儲(chǔ)器來(lái)作為系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。2. 輸入/輸出單元PLC提供了多種操作電平和驅(qū)動(dòng)能力的I/O接口，有各種各樣功能的I/O接口供用戶選用。I/O接口的主要類(lèi)型有：數(shù)字量（開(kāi)關(guān)量）輸入、數(shù)字量（開(kāi)關(guān)量）輸出、模擬量輸入、模擬量輸出等。4通信接口 PLC配有各種通信接口，這些通信接口一般都帶有通信處理器。PLC通過(guò)這些通信接口可與監(jiān)視器、打印機(jī)、其它PLC、計(jì)算機(jī)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信。PLC與打印機(jī)連接，可將過(guò)程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打印；與監(jiān)視器連接，可將控制過(guò)程圖像顯示出來(lái)；與其它PLC連接，可組成多機(jī)系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)更

8、大規(guī)?？刂?。 與計(jì)算機(jī)連接，可組成多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制與管理相結(jié)合。遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)也必須配備相應(yīng)的通信接口模塊。5智能接口模塊智能接口模塊是一獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它有自己的CPU、系統(tǒng)程序、存儲(chǔ)器以及與PLC系統(tǒng)總線相連的接口。它作為PLC系統(tǒng)的一個(gè)模塊，通過(guò)總線與PLC相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并在PLC的協(xié)調(diào)管理下獨(dú)立地進(jìn)行工作。PLC的智能接口模塊種類(lèi)很多，如：高速計(jì)數(shù)模塊、閉環(huán)控制模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、中斷控制模塊等。6. 電源 PLC配有開(kāi)關(guān)電源，以供內(nèi)部電路使用。與普通電源相比，PLC電源的穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)。對(duì)電網(wǎng)提供的電源穩(wěn)定度要求不高，一般允許電源電壓在其額定值15% 的范

9、圍內(nèi)波動(dòng)。許多PLC還向外提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于對(duì)外部傳感器供電。7. 其它外部設(shè)備除了以上所述的部件和設(shè)備外，PLC還有許多外部設(shè)備，如EPROM寫(xiě)入器、外存儲(chǔ)器、人/機(jī)接口裝置等。EPROM寫(xiě)入器是用來(lái)將用戶程序固化到EPROM存儲(chǔ)器中的一種PLC外部設(shè)備。為了使調(diào)試好用戶程序不易丟失，經(jīng)常用EPROM寫(xiě)入器將PLC內(nèi)RAM保存到EPROM中。PLC內(nèi)部的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器稱為內(nèi)存儲(chǔ)器。有時(shí)可用外部的磁帶、磁盤(pán)和用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器作成的存儲(chǔ)盒等來(lái)存儲(chǔ)PLC的用戶程序，這些存儲(chǔ)器件稱為外存儲(chǔ)器。外存儲(chǔ)器一般是通過(guò)編程器或其它智能模塊提供的接口，實(shí)現(xiàn)與內(nèi)存儲(chǔ)器之間相互傳送用戶程序。人/機(jī)接口裝置是

10、用來(lái)實(shí)現(xiàn)操作人員與PLC控制系統(tǒng)的對(duì)話。最簡(jiǎn)單、最普遍的人/機(jī)接口裝置由安裝在控制臺(tái)上的按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、撥碼開(kāi)關(guān)、指示燈、LED顯示器、聲光報(bào)警器等器件構(gòu)成。對(duì)于PLC系統(tǒng)，還可采用半智能型CRT人/機(jī)接口裝置和智能型終端人/機(jī)接口裝置。半智能型CRT人/機(jī)接口裝置可長(zhǎng)期安裝在控制臺(tái)上，通過(guò)通信接口接收來(lái)自PLC的信息并在CRT上顯示出來(lái)；而智能型終端人/機(jī)接口裝置有自己的微處理器和存儲(chǔ)器，能夠與操作人員快速交換信息，并通過(guò)通信接口與PLC相連，也可作為獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)接入PLC網(wǎng)絡(luò)。 可編程序控制器PLC的分類(lèi) PLC產(chǎn)品種類(lèi)繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。對(duì)PLC的分類(lèi)，通常根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式的不同、

11、功能的差異和I/O點(diǎn)數(shù)的多少等進(jìn)行大致分類(lèi)。 1按結(jié)構(gòu)形式分類(lèi) 根據(jù)PLC的結(jié)構(gòu)形式，可將PLC分為整體式和模塊式兩類(lèi)。 （1） 整體式PLC 整體式PLC是將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)， 具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低的特點(diǎn)。小型PLC一般采用這種整體式結(jié)構(gòu)。整體式PLC由不同I/O點(diǎn)數(shù)的基本單元（又稱主機(jī)）和擴(kuò)展單元組成?；締卧獌?nèi)有CPU、I/O接口、與I/O擴(kuò)展單元相連的擴(kuò)展口，以及與編程器或EPROM寫(xiě)入器相連的接口等。擴(kuò)展單元內(nèi)只有I/O和電源等，沒(méi)有CPU。基本單元和擴(kuò)展單元之間一般用扁平電纜連接。整體式PLC一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制

12、單元等，使其功能得以擴(kuò)展。 （2） 模塊式PLC 模塊式PLC是將PLC各組成部分，分別作成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。模塊式PLC由框架或基板和各種模塊組成。模塊裝在框架或基板的插座上。這種模塊式PLC的特點(diǎn)是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴(kuò)展和維修。大、中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。 還有一些PLC將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成所謂疊裝式PLC。疊裝式PLC其CPU、電源、I/O接口等也是各自獨(dú)立的模塊，但它們之間是靠電纜進(jìn)行聯(lián)接，并且各模塊可以一層層地疊裝。這樣，不但系統(tǒng)可以靈活配置，還可

13、做得體積小巧。 2按功能分類(lèi) 根據(jù)PLC所具有的功能不同，可將PLC分為低檔、中檔、高檔三類(lèi)。 （1） 低檔PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機(jī)控制系統(tǒng)。 （2） 中檔PLC 除具有低檔PLC的功能外，還具有較強(qiáng)的模擬量輸入輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還可增設(shè)中斷控制、PID控制等功能，適用于復(fù)雜控制系統(tǒng)。 （3） 高檔PLC 除具有中檔機(jī)的功能外，還增加了帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根

14、運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)的運(yùn)算、制表及表格傳送功能等。高檔PLC機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過(guò)程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化。 3按I/O點(diǎn)數(shù)分類(lèi) 根據(jù)PLC的I/O點(diǎn)數(shù)的多少，可將PLC分為小型、中型和大型三類(lèi)。 (1) .小型PLCI/O點(diǎn)數(shù) 2048點(diǎn)；多CPU，16位、32位處理器，用戶存儲(chǔ)器容量816K 如：S7-400 德國(guó)西門(mén)子公司 GE- GE公司 C-2000 立石公司 K3 三菱公司等 PLC Working Principle工作方式：周期循環(huán)掃描 掃描過(guò)程圖如下工作過(guò)程：自診斷，輸入采樣，程序掃描，輸出刷新幾個(gè)階段。掃描周期：T=自檢時(shí)間+讀入一

15、點(diǎn)時(shí)間輸入點(diǎn)數(shù)+程序步數(shù)運(yùn)算速度+輸出一時(shí)間輸出點(diǎn)數(shù)工作過(guò)程示意圖如下PLC Programming language 在國(guó)際電工委員會(huì)公布的IEC 61131第三部分編程語(yǔ)言中詳細(xì)地說(shuō)明了語(yǔ)法，語(yǔ)義和下屬五種編程語(yǔ)言（1） . 順序功能圖（Sequential Function Chart，SFC）。（2） . 梯形圖（Ladder Diagram，LD）。（3） . 功能模塊（Function Block Diagram，F(xiàn)BD）。（4） . 指令表（Instruction List，IL）（5） . 結(jié)構(gòu)文本（Structured Text，ST）。順序功能圖 指描述控制系統(tǒng)的控制過(guò)程、

16、功能和特性的一種圖形，主要由步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和動(dòng)作（或命令）組成。它具有簡(jiǎn)單、直觀等特點(diǎn)，是設(shè)計(jì)PLC順序控制程序的一種有力工具。 順序控制功能圖設(shè)計(jì)法是指用轉(zhuǎn)換條件控制代表各步的編程元件，讓它們的狀態(tài)按一定的順序變化，然后用代表各步的編程元件去控制PLC的各輸出繼電器。 梯形圖 梯形圖是使用得最多的PLC圖形編程語(yǔ)言。梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的電路圖相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠熟悉繼電器控制的技術(shù)人員掌握，特別適用于數(shù)字量邏輯控制。有時(shí)把梯形圖稱為電路或程序。梯形圖的最基本元素是個(gè)接觸點(diǎn) (contact) 。接觸點(diǎn)只有兩種狀態(tài): 開(kāi)路或閉路。開(kāi)路時(shí)電流將無(wú)法流過(guò)此接觸點(diǎn)

17、,但是閉路時(shí)電流將能通過(guò)它流向下一個(gè)元素。 最簡(jiǎn)單的接觸點(diǎn)是需要外力(比如人的手指)才可以改變狀態(tài)的開(kāi)關(guān)。限位開(kāi)關(guān)則是被安置在移動(dòng)機(jī)械設(shè)備不同位置的小開(kāi)關(guān), 當(dāng)機(jī)械設(shè)備移動(dòng)時(shí)便會(huì)將相應(yīng)地點(diǎn)的限位開(kāi)關(guān)設(shè)為開(kāi)路或閉路狀態(tài)。 功能塊圖 這是一種類(lèi)似于數(shù)字邏輯電路的編程語(yǔ)言，有數(shù)字電路基礎(chǔ)的人很容易掌握。 該編程語(yǔ)言用類(lèi)似與門(mén)、或門(mén)的方框來(lái)表示邏輯運(yùn)算關(guān)系，方框的左側(cè)為邏輯運(yùn)算的輸入變量，右側(cè)為輸出變量，輸入、輸出端的小圓圈表示“非”運(yùn)算，信號(hào)是自左向右流動(dòng)的。 象SFC一樣，功能塊圖FBD也是一種圖形語(yǔ)言，在FBD中也允許嵌入別的語(yǔ)言（如梯形圖、指令表和結(jié)構(gòu)文本）。指令表 由若干條指令組成的程序叫做

18、指令表程序，有的廠家將指令稱為語(yǔ)句 可編程序控制器的指令是一種與微機(jī)的匯編語(yǔ)言中的指令相似的助記符表達(dá)式，但是小型可編程序控制器的指令系統(tǒng)比匯編語(yǔ)言的簡(jiǎn)單得多， 指令表程序較難閱讀，其中的邏輯關(guān)系很難一眼看出，所以在設(shè)計(jì)時(shí)一般使用梯形圖語(yǔ)言。如果使用簡(jiǎn)易編程器，則必須將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表后再寫(xiě)入可編程序控制器，這種轉(zhuǎn)換的規(guī)則是很簡(jiǎn)單的。在用戶程序存儲(chǔ)器中，指令按步序號(hào)順序排列 。不同廠家生產(chǎn)的PLC所使用的指令助記符是不同的。結(jié)構(gòu)文本 結(jié)構(gòu)文本（ST）是為IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建的一種專(zhuān)用的高級(jí)編程語(yǔ)言，受過(guò)計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言訓(xùn)練的人將會(huì)發(fā)現(xiàn)用它來(lái)編制控制邏輯是很容易的。 與梯形圖相比，ST有兩

19、個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)，其一是能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，其二是非常簡(jiǎn)潔和緊湊，用ST編制極其復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算程序可能只占一頁(yè)紙 。S7-200 PLC Programming components & instruction set S7-200的編程軟件我們用STEP 7 - MicroWIN V4.0 SP6；仿真軟件有很多非官方的都可以用。指令系統(tǒng)1觸點(diǎn)、線圈指令及雙線圈 邏輯取及線圈驅(qū)動(dòng)指令為“LD”、“LDN”和“=”。LD（Load）：取指令。用于網(wǎng)絡(luò)塊邏輯運(yùn)算開(kāi)始的常開(kāi)觸點(diǎn)與母線的連接。LDN（Load Not）：取反指令。用于網(wǎng)絡(luò)塊邏輯運(yùn)算開(kāi)始的常閉觸點(diǎn)與母線的連接。=（Out）：線圈驅(qū)動(dòng)指令

20、。2置位及復(fù)位指令 S(Set):置位指令 、R(Reset):復(fù)位指令 置位即置1，復(fù)位即置0。置位和復(fù)位指令可以將位存儲(chǔ)區(qū)的某一位開(kāi)始的一個(gè)或多個(gè)（最多可達(dá)255個(gè)）同類(lèi)存儲(chǔ)器位置1或置0。這兩條指令在使用時(shí)需指明三點(diǎn)：操作性質(zhì)、開(kāi)始位和位的數(shù)量。3脈沖生成指令脈沖生成指令為EU(Edge Up)、ED(Edge Down). 4. 立即指令立即指令是為了提高PLC對(duì)輸入/輸出的響應(yīng)速度而設(shè)置的，它不受PLC循環(huán)掃描工作方式的影響，允許對(duì)輸入輸出點(diǎn)進(jìn)行快速直接存取。5. 邏輯堆棧操作指令S7-200系列PLC使用一個(gè)9層堆棧來(lái)處理所有邏輯操作。堆棧是一組能夠存儲(chǔ)和取出數(shù)據(jù)的暫存單元，其特點(diǎn)

21、是“先進(jìn)后出”。每一次進(jìn)行入棧操作，新值放入棧頂，棧底值丟失；每一次進(jìn)行出棧操作，棧頂值彈出，棧底值補(bǔ)進(jìn)隨機(jī)數(shù)。邏輯堆棧指令主要用來(lái)完成對(duì)觸點(diǎn)進(jìn)行的復(fù)雜連接。 S7-200中把ALD、OLD、LPS、LRD、LPP指令都?xì)w納為棧操作指令。6. 定時(shí)器指令（1）種類(lèi)：系統(tǒng)提供3種類(lèi)型定時(shí)器：TON、TONR和TOF。（2）分辨率與定時(shí)時(shí)間的計(jì)算精度等級(jí)：?jiǎn)挝粫r(shí)間的時(shí)間增量稱為分辨率S。有3個(gè)等級(jí)：1ms、10ms和100ms，定時(shí)器定時(shí)時(shí)間T的計(jì)算：T=PTS。（3） 定時(shí)器的編號(hào)：用名稱和常數(shù)編號(hào)（最大255）7. 計(jì)數(shù)器指令 計(jì)數(shù)器用來(lái)累計(jì)輸入脈沖的次數(shù),在實(shí)際應(yīng)用中用來(lái)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)或完成

22、復(fù)雜的邏輯控制任務(wù)。8. 結(jié)束指令結(jié)束指令分為有條件結(jié)束指令END和無(wú)條件結(jié)束指令MEND。兩條指令在梯形圖中以線圈形式編程。指令不含操作數(shù)。執(zhí)行完結(jié)束指令后，系統(tǒng)結(jié)束主程序，返回到主程序起點(diǎn)。9.停止指令STOP STOP指令有效時(shí)，可以使主機(jī)CPU的工作方式由RUN切換到STOP，從而立即中止用戶程序的執(zhí)行。STOP指令在梯形圖中以線圈形式編程。指令不含操作數(shù)。 STOP指令可以用在主程序、子程序和中斷程序中。STOP和END指令通常在程序中用來(lái)對(duì)突發(fā)緊急事件進(jìn)行處理，以避免實(shí)際生產(chǎn)中的重大損失。PLC design Approach 一.梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 可以用設(shè)計(jì)繼電器電路圖的方法來(lái)

23、設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單的數(shù)字量系統(tǒng)的梯形圖，即在一些典型電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的具體要求，不斷的修改和完善梯形圖。有時(shí)需要多次反復(fù)的調(diào)試和修改梯形圖，增加一些中間編程元件和觸點(diǎn)，最后才能得到一個(gè)滿意的結(jié)果。 這種方法沒(méi)有普遍的規(guī)律可循，具有很大的隨意性和試探性，最后的結(jié)果不是唯一的，設(shè)計(jì)所用的時(shí)間、設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有很大的關(guān)系，所以有人把這種設(shè)計(jì)法叫做經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，它可以用于較為簡(jiǎn)單的梯形圖的設(shè)計(jì)。步驟1. 分解梯形圖程序。2. 輸入信號(hào)邏輯組合。3. 使用輔助元件和輔助觸點(diǎn)。4. 使用定時(shí)器和計(jì)數(shù)器。5. 使用功能指令。6. 畫(huà)互鎖條件。7. 畫(huà)保護(hù)條件。2 根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形

24、圖的方法PLC使用與繼電器電路圖極為相似的梯形圖語(yǔ)言，如果用PLC改造繼電器控制系統(tǒng)，根據(jù)繼電器電路圖來(lái)設(shè)計(jì)梯形圖是一條捷徑。這是因?yàn)樵械睦^電器控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用和考驗(yàn)，已經(jīng)被證明能完成系統(tǒng)要求的控制功能，而繼電器電路又與梯形圖有很多相似之處，因此可以將繼電器電路圖“翻譯”成梯形圖，即用PLC的外部硬件接線圖和梯形圖程序來(lái)實(shí)現(xiàn)繼電器系統(tǒng)的功能。 這種設(shè)計(jì)方法一般不需要改動(dòng)控制面板，保持了系統(tǒng)原有的外部特性，操作人員不用改變長(zhǎng)期形成的工作習(xí)慣。 在分析PLC控制系統(tǒng)的功能時(shí)，可以將PLC想象成一個(gè)繼電器控制系統(tǒng)中的控制箱，其外部接線圖描述了控制箱的外部接線，梯形圖是這個(gè)控制箱的內(nèi)部的線路

25、圖，梯形圖中的輸入位（I）和輸出位（Q）是這個(gè)控制箱與外部世界聯(lián)系的接口繼電器，這樣就可以用分析繼電器電路圖的方法來(lái)分析PLC控制系統(tǒng)。在分析時(shí)可以將梯形圖中輸入的觸點(diǎn)想象成對(duì)應(yīng)的尾部輸入器件的觸點(diǎn)，將輸出為的線圈想象成對(duì)應(yīng)的外部負(fù)載的線圈外部負(fù)載的線圈除了受梯形圖的控制外，還可以接受外部觸點(diǎn)的控制。 1）。了解和熟悉被控制設(shè)備的工藝過(guò)程和機(jī)械的動(dòng)作情況，根據(jù)繼電器電路圖分析和掌握控制系統(tǒng)的工作原理，這樣才能做到在設(shè)計(jì)和調(diào)試控制系統(tǒng)時(shí)心中有數(shù)。2）。確定PLC的輸入信號(hào)和輸出負(fù)載，以及與它們對(duì)應(yīng)的梯形圖中的輸入位和輸出位的地址，畫(huà)出PLC的外部接線圖。3）。確定于繼電器電路圖的中間繼電器 時(shí)間

26、繼電器對(duì)應(yīng)的梯形圖中的韋存儲(chǔ)器（M）和定時(shí)器（T）的地址。這倆步建立了繼電器電路圖中的元件的地址之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。4）。根據(jù)上述對(duì)應(yīng)關(guān)系畫(huà)出梯形圖。三順序控制設(shè)計(jì)法與順序功能圖 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)間順序，在生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地有序的進(jìn)行操作。使用順序控制設(shè)計(jì)法時(shí)首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過(guò)程，畫(huà)出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖畫(huà)出梯形圖。有的PLC為用戶提供了順序功能圖語(yǔ)言，再編程軟件中生成順序功能圖后便完成了編程工作這事一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，很容易被初學(xué)者接受，對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的工程師，也會(huì)提高設(shè)計(jì)的效率，程序的調(diào)試、修改和閱讀也很方

27、便。 順序功能圖（sequential function chart）是描述控制系統(tǒng)的控制過(guò)程、功能和特性的一種圖形，也是設(shè)計(jì)PLC的順序控制程序的有力工具。 順序功能圖并不涉及所描述的控制功能的具體技術(shù)，它是一種通用的技術(shù)語(yǔ)言，可以供進(jìn)一步設(shè)計(jì)和不同人員之間進(jìn)行的技術(shù)交流之用。 順序控制設(shè)計(jì)法的主要由5個(gè)部分組成：工步、有向連接、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件、命令與動(dòng)作。 工步：將一個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)工作周期分為若干個(gè)順序相連的階段，這些階段稱為步，步是根據(jù)輸出量的狀態(tài)變化來(lái)劃分的，在任何一步之內(nèi)，各輸出量的ON/OFF狀態(tài)不變，但是相鄰步的輸出量總的狀態(tài)是不同的。 有向連接：在順序功能途中隨著時(shí)間的推移和轉(zhuǎn)換

28、條件的實(shí)現(xiàn)，將會(huì)發(fā)生步的活動(dòng)狀態(tài)的進(jìn)展這種進(jìn)展按照有向連接規(guī)定的路線和方向進(jìn)行。 轉(zhuǎn)換：轉(zhuǎn)換用有向連線上與有向連線垂直的短線來(lái)表示，轉(zhuǎn)換將相鄰兩步分隔開(kāi)。 轉(zhuǎn)換條件：是系統(tǒng)由當(dāng)前活動(dòng)步進(jìn)入下一步的信號(hào)稱為轉(zhuǎn)換條件，轉(zhuǎn)換條件可以是外部信號(hào)也可以是PLC內(nèi)部產(chǎn)生的信號(hào)。 命令與動(dòng)作：對(duì)于被控系統(tǒng)，在某一步中要完成某一“動(dòng)作”，對(duì)于施控系統(tǒng)，在某一步中則要向被控系統(tǒng)發(fā)出某些“指令”。1. 順序功能圖的基本結(jié)構(gòu) 單序列：由一系列相繼激活的步組成，每一步的后面僅有一個(gè)轉(zhuǎn)換，每一個(gè)轉(zhuǎn)換的后面只有一個(gè)步，單序列沒(méi)有分支與合并。 選擇序列：選擇序列的開(kāi)始稱為分支，轉(zhuǎn)換符號(hào)只能標(biāo)在水平線之下，選擇序列的結(jié)束稱為

29、合并，幾個(gè)選擇序列合并到一個(gè)公共序列時(shí)，用需要重新組合的序列相同數(shù)量的轉(zhuǎn)換符號(hào)和水平線來(lái)表示，轉(zhuǎn)換符號(hào)只允許標(biāo)在水平線之上。并行序列：表示系統(tǒng)的幾個(gè)同時(shí)工作的獨(dú)立部分的工作情況，并行序列的開(kāi)始稱為分支，當(dāng)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)導(dǎo)致幾個(gè)序列同時(shí)激活時(shí)，這些序列稱為并行序列。并行序列的結(jié)束稱為合并，在表示同步的水平雙線之下，只允許有一個(gè)轉(zhuǎn)換符號(hào)。PLC design Approachplc自動(dòng)藥片裝瓶機(jī)控制在制藥車(chē)間將一定數(shù)量的藥片自動(dòng)連續(xù)地裝入到藥瓶中。系統(tǒng)控制模型如圖所示。按下按鈕S1(I0.1)、S2(I0.2)或S3(I0.3)，可選擇每瓶裝入3片、5片或7片，通過(guò)指示燈H1(Q0.1)、H2(Q0.

30、2)或H3(Q0.3)表示當(dāng)前每瓶的裝藥數(shù)量。當(dāng)選定要裝入藥瓶的裝藥數(shù)量后，接通系統(tǒng)開(kāi)關(guān)K0(I0.0)，電動(dòng)機(jī)M(Q0.0)驅(qū)動(dòng)皮帶機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，檢測(cè)到待裝藥瓶到位后位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)K1(I0.4)接通，皮帶機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)電磁閥Y(Q0.4)打開(kāi)裝有藥片的裝置后，通過(guò)光電傳感器B1(I0.5)，對(duì)進(jìn)入藥瓶的藥片進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)藥瓶中的藥片達(dá)到預(yù)先選定的數(shù)量后，電磁閥Y關(guān)閉，皮帶機(jī)重新自動(dòng)啟動(dòng)，使藥片裝瓶過(guò)程自動(dòng)連續(xù)進(jìn)行。如果當(dāng)前的裝藥過(guò)程正在進(jìn)行時(shí)，需要改變藥片裝入數(shù)量（例如由7片改為5片），則只有在當(dāng)前藥瓶裝滿后，從下一個(gè)藥瓶開(kāi)始裝入改變后的數(shù)量。如果在裝藥過(guò)程中斷開(kāi)系統(tǒng)開(kāi)關(guān)，則在當(dāng)前藥瓶裝滿后，系統(tǒng)停

31、止運(yùn)行。21I/o接口分配I0.0 系統(tǒng)開(kāi)關(guān) I0.1 開(kāi)關(guān)（三顆藥） I0.2 開(kāi)關(guān)（五顆藥）I0.3 開(kāi)關(guān)（七顆藥）I0.4 藥瓶檢測(cè) I0.5 藥片檢測(cè)Q0.0 皮帶 Q0.1 指示燈（三顆藥）Q0.2指示燈（五顆藥）Q0.3 指示燈（七顆藥）Q0.4裝藥裝置順序功能圖I0.0用以轉(zhuǎn)換為中心的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法畫(huà)出梯形圖如下：Network 1LD SM0.1S M0.0, 1Network 2 LD M0.0A I0.0S M0.1, 1R M0.0, 1Network 3 LD M0.1A I0.1A I0.4S M0.2, 1R M0.1, 1Network 4 LD M0.2A I0.5EUS M0.3, 1R M0.2, 1Network 5 LD M0.3LD M0.0CTU C3, 3Network 6 LD M0.3S M0.4, 1R M0.3, 1Network 7 LDN C3A M0.4S M0.2, 1R M0.4, 1Network 8 LD I0.