CH數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計方法

1、沈陽航空工業(yè)學(xué)院 自動控制系第 1 頁計算機測控技術(shù)與應(yīng)用數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計方法數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計方法自動化學(xué)院 張海軍第七講第七講沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 2 頁電氣控制和PLC 數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計方法數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計方法7.1 梯形圖的經(jīng)驗設(shè)計法7.2 根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計梯形圖的方法7.3 順序控制設(shè)計法與順序功能圖沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 3 頁電氣控制和PLC7.17.1 梯形圖的經(jīng)驗設(shè)計法梯形圖的經(jīng)驗設(shè)計法數(shù)字量控制系統(tǒng)數(shù)字量控制系統(tǒng) 開關(guān)量控制系統(tǒng)開關(guān)量控制系統(tǒng) 繼電器控制系統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)經(jīng)驗設(shè)計法：試探性、隨意性經(jīng)驗設(shè)計法

2、：試探性、隨意性沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 4 頁電氣控制和PLC“經(jīng)驗經(jīng)驗”是依據(jù)設(shè)計者經(jīng)驗進行設(shè)計的方法，主要基是依據(jù)設(shè)計者經(jīng)驗進行設(shè)計的方法，主要基于以下幾點：于以下幾點：PLC編程的根本點是找出符合控制要求的系統(tǒng)各個輸出的工作條件，這些條件又總是以機內(nèi)各種器件的邏輯關(guān)系出現(xiàn)的。梯形圖的基本模式是啟-保-停電路，每一個啟-保-停電路一般只針對一個輸出，這個輸出可以是實際輸出，也可是中間變量。梯形圖編程中常使用一些約定俗成的基本環(huán)節(jié)，它們都有一定的功能，可以像積木一樣在許多地方應(yīng)用，如延時環(huán)節(jié)、振蕩環(huán)節(jié)、互鎖環(huán)節(jié)等。沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 5 頁電氣控制和PLC 攪拌器 進料泵

3、 1 進料泵 2 液位 傳感器+變送器 放料泵 啟動 停止 100% 50% 0% 液位顯示 料 C 料 A 料 B 起動 例例 攪拌控制系統(tǒng)程序設(shè)計攪拌控制系統(tǒng)程序設(shè)計沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 6 頁電氣控制和PLC 上圖所示為一攪拌控制系統(tǒng)，由一個模擬量液位傳感器上圖所示為一攪拌控制系統(tǒng)，由一個模擬量液位傳感器- -變送器來檢測液位的高低，并進行液位顯示?，F(xiàn)要求對變送器來檢測液位的高低，并進行液位顯示?，F(xiàn)要求對A A、B B兩種液體原料按等比例混合，請編寫控制程序，控制要求兩種液體原料按等比例混合，請編寫控制程序，控制要求如下：如下： 按起動按鈕后系統(tǒng)自動運行，首先打開進料泵按起動按

4、鈕后系統(tǒng)自動運行，首先打開進料泵1 1，開始，開始加入液料加入液料AA當(dāng)液位達到當(dāng)液位達到50%50%后后，則關(guān)閉進料泵，則關(guān)閉進料泵1 1，打開進料，打開進料泵泵2 2，開始加入液料，開始加入液料BB當(dāng)液位達到當(dāng)液位達到100%100%后后，則關(guān)閉進料泵，則關(guān)閉進料泵2 2，起動攪拌器起動攪拌器攪拌攪拌10s10s后，關(guān)閉攪拌器，開啟放料泵后，關(guān)閉攪拌器，開啟放料泵當(dāng)液當(dāng)液料放空后料放空后，關(guān)閉放料泵。打開進料泵，關(guān)閉放料泵。打開進料泵11循環(huán)進行循環(huán)進行 。按停。按停止按鈕，系統(tǒng)應(yīng)將本周期完成后停止運行。止按鈕，系統(tǒng)應(yīng)將本周期完成后停止運行。 沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 7 頁電氣控制

5、和PLC液體混合攪拌器的控制液體混合攪拌器的控制沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 8 頁電氣控制和PLC液體混合攪拌器的控制液體混合攪拌器的控制沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 9 頁電氣控制和PLC液體混合攪拌器液體混合攪拌器PLCPLC控制接線圖控制接線圖啟動啟動停止停止低液位低液位中液位中液位高液位高液位泵泵1泵泵2泵泵3攪拌電機攪拌電機沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 10 頁電氣控制和PLC液體混合攪拌器的液體混合攪拌器的PLCPLC控制梯形圖程序控制梯形圖程序沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 11 頁電氣控制和PLC液體混合攪拌器的液體混合攪拌器的PLCPLC控制梯形圖程序控制梯形圖程序沈

6、陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 12 頁電氣控制和PLC液體混合攪拌器的液體混合攪拌器的PLCPLC控制梯形圖程序控制梯形圖程序沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 13 頁電氣控制和PLC液體混合攪拌器的液體混合攪拌器的PLCPLC控制梯形圖程序控制梯形圖程序沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 14 頁電氣控制和PLC液體混合攪拌器的液體混合攪拌器的PLCPLC控制梯形圖程序控制梯形圖程序沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 15 頁電氣控制和PLC液體混合攪拌器的液體混合攪拌器的PLCPLC控制梯形圖程序控制梯形圖程序沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 16 頁電氣控制和PLC三電機順序啟動控制三電機順序啟動控

7、制三電機相隔三電機相隔5s5s啟動，各運行啟動，各運行10s10s停止，循環(huán)往復(fù)。停止，循環(huán)往復(fù)。電機電機1 1（0.10.1）電機電機2 2（0.20.2）電機電機3 3（0.30.3）輸入器件輸入器件I0.1I0.1：工作開始：工作開始輸出器件輸出器件Q0.1-Q0.3Q0.1-Q0.3機內(nèi)其他器機內(nèi)其他器件件M10.1M10.1：開關(guān)上升沿繼電器；：開關(guān)上升沿繼電器；M10.2M10.2：計數(shù)器：計數(shù)器清零清零M20.1M20.1：5s5s脈沖中間繼電器；脈沖中間繼電器；T37T37：形成振蕩：形成振蕩脈沖脈沖C1-C4C1-C4：計數(shù)器：計數(shù)器I0.1I0.1C1C1C2C2C3C3C

8、4C4沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 17 頁電氣控制和PLC例例5 5 三電機順序啟動控制三電機順序啟動控制沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 18 頁電氣控制和PLC例例5 5 三電機順序啟動控制三電機順序啟動控制沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 19 頁電氣控制和PLC例例5 5 三電機順序啟動控制三電機順序啟動控制沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 20 頁電氣控制和PLC沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 21 頁電氣控制和PLC作業(yè)作業(yè)1、畫出下列語句對應(yīng)的梯形圖LD I0.0 = Q1.0O I1.2AN I1.3O M10.0LD Q1.2A I0.5O M100.2ALDON M10.3沈

9、陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 22 頁電氣控制和PLC2、畫出下列語句對應(yīng)的梯形圖LD I0.3 A M10.5A I0.5 OLD LD I0.3 A M10.2AN I0.2 = Q0.0OLD LD M10.2A Q0.3LD I1.0AN Q1.3OLDALDLD M100.3沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 23 頁電氣控制和PLC3 3、畫出下列梯形圖對應(yīng)的指令表、畫出下列梯形圖對應(yīng)的指令表沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 24 頁電氣控制和PLCST1ST27.2 7.2 根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計梯形圖的方法根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計梯形圖的方法小車自動往返運動的繼電器控制線路小車自動往返運動

10、的繼電器控制線路沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 25 頁電氣控制和PLC小車自動往返運動的小車自動往返運動的PLCPLC外部接線圖（外部接線圖（1 1）沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 26 頁電氣控制和PLC小車自動往返運動的小車自動往返運動的PLCPLC梯形圖程序（梯形圖程序（1 1）沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 27 頁電氣控制和PLC小車自動往返運動的小車自動往返運動的PLCPLC外部接線圖（外部接線圖（2 2）沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 28 頁電氣控制和PLC7.37.3 順序控制設(shè)計法與順序功能圖順序控制設(shè)計法與順序功能圖【順序控制】：按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個輸入信

11、號的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時間的順序，在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構(gòu)自動地有秩序地進行操作?！卷樞蚬δ軋D】：描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形，是一種通用的技術(shù)語言。順序控制順序控制順序功能圖順序功能圖PLCPLC梯形圖梯形圖7.3.1 7.3.1 順序控制設(shè)計法順序控制設(shè)計法沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 29 頁電氣控制和PLC7.3.1 7.3.1 順序控制設(shè)計法順序控制設(shè)計法例：鍋爐引風(fēng)機與鼓風(fēng)機控制。 要求：按動啟動按鈕后，應(yīng)先開引風(fēng)機，延時12秒后再開鼓風(fēng)機。按停止按鈕后，應(yīng)先停鼓風(fēng)機，10秒后再停引風(fēng)機。沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 30 頁電氣控制和PLC7.3.1 7.

12、3.1 順序控制設(shè)計法順序控制設(shè)計法例：鍋爐引風(fēng)機與鼓風(fēng)機控制。 要求：按動啟動按鈕后，應(yīng)先開引風(fēng)機，延時12秒后再開鼓風(fēng)機。按停止按鈕后，應(yīng)先停鼓風(fēng)機，10秒后再停引風(fēng)機。啟動停止引風(fēng)機鼓風(fēng)機狀態(tài)1狀態(tài)2狀態(tài)3I0.0I0.1Q0.1Q0.0沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 31 頁電氣控制和PLC順順序序控控制制設(shè)設(shè)計計法法啟動停止引風(fēng)機鼓風(fēng)機狀態(tài)1狀態(tài)2狀態(tài)3I0.0I0.1Q0.1Q0.0M0.0M0.1M0.3M0.2沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 32 頁電氣控制和PLC7.3.1 7.3.1 順序控制設(shè)計法順序控制設(shè)計法順序功能圖組成元素：1.步2.有向連線3.轉(zhuǎn)換4.轉(zhuǎn)換條件5.

13、動作沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 33 頁電氣控制和PLC7.3.2 7.3.2 步與動作步與動作順序功能圖1. 步的基本概念將系統(tǒng)的一個工作周期劃分為若干個順序相連的階段，稱為步；在任何一步內(nèi)，各輸出量的狀態(tài)不變，但相鄰兩步輸出量的狀態(tài)是不同的；用編程元件M和順序控制繼電器S來代表各步；M Q沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 34 頁電氣控制和PLC7.3.2 7.3.2 步與動作步與動作順序功能圖2. 初始步n與系統(tǒng)初始狀態(tài)相對應(yīng)的步稱為初始步；n初始步用雙線方框表示；n每個順序功能圖有一個初始步3. 動作n不表示動作之間的先后順序；4. 活動步n系統(tǒng)處于某一步所在的階段，稱該步為活動步；

14、n活動步對應(yīng)的動作才能執(zhí)行；沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 35 頁電氣控制和PLC7.3.3 7.3.3 有向連線與轉(zhuǎn)換條件有向連線與轉(zhuǎn)換條件順序功能圖1. 有向連線n習(xí)慣方向：上下，左右n非習(xí)慣方向，箭頭不能省略；2. 轉(zhuǎn)換條件n外部的輸入信號：按鈕、開關(guān)nPLC內(nèi)部信號：定時器觸點；n只有當(dāng)某一步的前級步為活動步時，該步才有可能變成活動步沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 36 頁電氣控制和PLC7.3.4 7.3.4 順序控制圖的基本結(jié)構(gòu)順序控制圖的基本結(jié)構(gòu)1.單序列2.選擇序列3.并行序列沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 37 頁電氣控制和PLC7.3.5 7.3.5 轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則轉(zhuǎn)

15、換實現(xiàn)的基本規(guī)則1. 轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的條件：轉(zhuǎn)換實現(xiàn)必須同時滿足兩個條件：（b）相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件滿足；（a）該轉(zhuǎn)換所有的前級步都是活動步；沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 38 頁電氣控制和PLC7.3.5 7.3.5 轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則2. 轉(zhuǎn)換實現(xiàn)應(yīng)完成的操作：（b）使所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號相連的前級步都變?yōu)椴换顒硬?；（a）使所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號相連的后續(xù)步都變?yōu)榛顒硬?；沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 39 頁電氣控制和PLC7.3.5 7.3.5 轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則3. 繪制順序功能圖時的注意事項：（a）兩步不能直接相連；（b）兩個轉(zhuǎn)換也不能直接相

16、連；（b）順序功能圖是閉環(huán)；沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 40 頁電氣控制和PLC例例1 1：畫出波形對應(yīng)的順序功能圖：畫出波形對應(yīng)的順序功能圖沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 41 頁電氣控制和PLC例例1 1：畫出波形對應(yīng)的順序功能圖：畫出波形對應(yīng)的順序功能圖沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 42 頁電氣控制和PLC例例2 2：指出順序功能圖中的錯誤：指出順序功能圖中的錯誤沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 43 頁電氣控制和PLC例例2 2：指出順序功能圖中的錯誤：指出順序功能圖中的錯誤（1）初始步應(yīng)為雙線框；（2）最上面的轉(zhuǎn)換沒有轉(zhuǎn)換條件；（3）步M0.2和M0.0間沒有轉(zhuǎn)換條件；（4）輸入

17、I0.5不能為動作；（5）不采用Q作轉(zhuǎn)換條件；（6）步M0.3后面沒有轉(zhuǎn)換和步；（7）最上面水平有向連線應(yīng)在轉(zhuǎn)換之下1234567沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 44 頁電氣控制和PLC例例3 3：畫出控制系統(tǒng)的順序功能圖：畫出控制系統(tǒng)的順序功能圖小車在初始狀態(tài)時停在中間，限位開關(guān)I0.0 為ON，按下啟動按鈕I0.3，小車按圖所示的順序運動，最后返回并停在初始位置。 沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 45 頁電氣控制和PLC例例3 3：畫出控制系統(tǒng)的順序功能圖：畫出控制系統(tǒng)的順序功能圖小車在初始狀態(tài)時停在中間，限位開關(guān)I0.0 為ON，按下啟動按鈕I0.3，小車按圖所示的順序運動，最后返回并停在初始位置。 沈陽航空航天大學(xué) 自動化學(xué)院第 46 頁電氣控制和PLC例例4 4：畫出控制系統(tǒng)的順序功能圖：畫出控制系統(tǒng)的順序功