PLC實(shí)例與解析

1、第7章PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)例本章要點(diǎn)PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟及常用的設(shè)計(jì)方法應(yīng)用舉例PLC的裝配、檢測和維護(hù)7.1 應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述在了解了 PLC的基本工作原理和指令系統(tǒng)之后，可以結(jié)合實(shí)際進(jìn)行PLC的設(shè)計(jì)，PLC的設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分，PLC設(shè)計(jì)的基本原則是：1 .充分發(fā)揮PLC的控制功能，最大限度地滿足被控制的生產(chǎn)機(jī)械或生產(chǎn)過程的控制要 求。2 .在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、簡單，維修方便。3 .保證控制系統(tǒng)安全可靠。4 .考慮到生產(chǎn)發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選用PLC時(shí)，在I/O點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量上適當(dāng)留有余 地。5 .軟件設(shè)計(jì)主要是指編寫程序，要求程序結(jié)構(gòu)清楚，可讀

2、性強(qiáng)，程序簡短，占用內(nèi)存少， 掃描周期短。7.2 PLC應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7.2.1 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)步驟1. PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，進(jìn)行工藝分析，并確定控制方案，它是設(shè)計(jì)的依據(jù)。(2)選擇輸入設(shè)備(如按鈕、開關(guān)、傳感器等)和輸出設(shè)備(如繼電器、接觸器、指示 燈等執(zhí)行機(jī)構(gòu))。(3)選定PLC的型號(包括機(jī)型、容量、I/O模塊和電源等)。(4)分配PLC的I/O點(diǎn)，繪制PLC的I/O硬件接線圖。(5)編寫程序并調(diào)試。(6)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的操作臺(tái)、電氣控制柜等以及安裝接線圖。(7)編寫設(shè)計(jì)說明書和使用說明書。2.設(shè)計(jì)步驟(1)工藝分析深入了解控制對象的工藝過程、工作

3、特點(diǎn)、控制要求，并劃分控制的各個(gè)階段，歸納各 個(gè)階段的特點(diǎn)，和各階段之間的轉(zhuǎn)換條件，畫出控制流程圖或功能流程圖。(2)選擇合適的PLC類型在選擇PLC機(jī)型時(shí)，主要考慮下面幾點(diǎn)：1功能的選擇。對于小型的PLC主要考慮I/O擴(kuò)展卞g塊、A/D與D/A模塊以及指令功能 (如中斷、PID等)。2I/O點(diǎn)數(shù)的確定。統(tǒng)計(jì)被控制系統(tǒng)的開關(guān)量、模擬量的I/O點(diǎn)數(shù)，并考慮以后的擴(kuò)充(一 般加上10%20%的備用量)，從而選擇PLC的I/O點(diǎn)數(shù)和輸出規(guī)格。3內(nèi)存的估算。 用戶程序所需的內(nèi)存容量主要與系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)、控制要求、程序結(jié)構(gòu) 長短等因素有關(guān)。一般可按下式估算：存儲(chǔ)容量 =開關(guān)量輸入點(diǎn)數(shù)x 10+開關(guān)量輸

4、出點(diǎn)數(shù)x 8+ 模擬通道數(shù)x 100+定時(shí)器/計(jì)數(shù)器數(shù)量x 2+通信接口個(gè)數(shù)x 300+備用量。(3)分配I/O點(diǎn)。分配PLC的輸入/輸出點(diǎn)，編寫輸入/輸出分配表或畫出輸入/輸出端 子的接線圖，接著就可以進(jìn)行 PLC程序設(shè)計(jì)，同時(shí)進(jìn)行控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工。(4)程序設(shè)計(jì)。 對于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，畫出控制流程圖或功能 流程圖，然后設(shè)計(jì)出梯形圖，再根據(jù)梯形圖編寫語句表程序清單，對程序進(jìn)行模擬調(diào)試和修 改，直到滿足控制要求為止。(5)控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工。設(shè)計(jì)控制柜及操作臺(tái)的電器布置圖及安裝接線圖；設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)各部分的電氣互鎖圖；根據(jù)圖紙進(jìn)行現(xiàn)場接線，并檢查。(

5、6)應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試。如果控制系統(tǒng)由幾個(gè)部分組成，則應(yīng)先作局部調(diào)試，然后再進(jìn) 行整體調(diào)試；如果控制程序的步序較多，則可先進(jìn)行分段調(diào)試，然后連接起來總調(diào)。(7)編制技術(shù)文件。技術(shù)文件應(yīng)包括：可編程控制器的外部接線圖等電氣圖紙，電器布 置圖，電器元件明細(xì)表，順序功能圖，帶注釋的梯形圖和說明。7.2.2 PLC的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試1. PLC的硬件設(shè)計(jì)PLC硬件設(shè)計(jì)包括：PLC及外圍線路的設(shè)計(jì)、電氣線路的設(shè)計(jì)和抗干擾措施的設(shè)計(jì)等。選定PLC的機(jī)型和分配I/O點(diǎn)后，硬件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是電氣控制系統(tǒng)的原理圖的設(shè) 計(jì)，電氣控制元器件的選擇和控制柜的設(shè)計(jì)。 電氣控制系統(tǒng)的原理圖包括主電路和控制電路。

6、 控制電路中包括PLC的I/O接線和自動(dòng)、手動(dòng)部分的詳細(xì)連接等。電器元件的選擇主要是根 據(jù)控制要求選擇按鈕、開關(guān)、傳感器、保護(hù)電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。2. PLC的軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)初始化程序、主程序、子程序、中斷程序、故障應(yīng)急措施和輔助 程序的設(shè)計(jì)，小型開關(guān)量控制一般只有主程序。首先應(yīng)根據(jù)總體要求和控制系統(tǒng)的具體情況， 確定程序的基本結(jié)構(gòu)，畫出控制流程圖或功能流程圖，簡單的可以用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)，復(fù)雜的系 統(tǒng)一般用順序控制設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)。3. 軟件硬件的調(diào)試調(diào)試分模擬調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試。軟件設(shè)計(jì)好后一般先作模擬調(diào)試。模擬調(diào)試可以通過仿真軟件來代替PLC硬件在計(jì)算機(jī)上調(diào)試程序。如果有PLC的硬

7、件，可以用小開關(guān)和按鈕模擬 PLC的實(shí)際輸入信號(如起動(dòng)、 停止信號)或反饋信號(如限位開關(guān)的接通或斷開)，再通過輸出模塊上各輸出位對應(yīng)的指示 燈，觀察輸出信號是否滿足設(shè)計(jì)的要求。需要模擬量信號I/O時(shí)，可用電位器和萬用表配合進(jìn)行。在編程軟件中可以用狀態(tài)圖或狀態(tài)圖表監(jiān)視程序的運(yùn)行或強(qiáng)制某些編程元件。硬件部分的模擬調(diào)試主要是對控制柜或操作臺(tái)的接線進(jìn)行測試?？稍诓僮髋_(tái)的接線端子 上模擬PLC外部的開關(guān)量輸入信號，或操作按鈕的指令開關(guān)，觀察對應(yīng)PLC輸入點(diǎn)的狀態(tài)。用編程軟件將輸出點(diǎn)強(qiáng)制 ON/OFF,觀察對應(yīng)的控制柜內(nèi)PLC負(fù)載(指示燈、接觸器等)的 動(dòng)作是否正常，或?qū)?yīng)的接線端子上的輸出信號的狀態(tài)

8、變化是否正確。聯(lián)機(jī)調(diào)試時(shí)，把編制好的程序下載到現(xiàn)場的 PLC中。調(diào)試時(shí)，主電路一定要斷電，只對 控制電路進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。通過現(xiàn)場的聯(lián)機(jī)調(diào)試，還會(huì)發(fā)現(xiàn)新的問題或?qū)δ承┛刂乒δ艿母倪M(jìn)。7.2.3 PLC程序設(shè)計(jì)常用的方法PLC程序設(shè)計(jì)常用的方法主要有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、繼電器控制電路轉(zhuǎn)換為梯形圖法、邏輯設(shè) 計(jì)法、順序控制設(shè)計(jì)法等。1 .經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(shí)需增加一些輔助觸點(diǎn)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(jì)所用的時(shí)間和設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有很 大的關(guān)系，所以稱為經(jīng)驗(yàn)設(shè)

9、計(jì)法。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法用于較簡單的梯形圖設(shè)計(jì)。應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法必 須熟記一些典型的控制電路，如起保停電路、脈沖發(fā)生電路等，這些電路在前面的章節(jié)中已 經(jīng)介紹過。2 .繼電器控制電路轉(zhuǎn)換為梯形圖法繼電器接觸器控制系統(tǒng)經(jīng)過長期的使用，已有一套能完成系統(tǒng)要求的控制功能并經(jīng)過驗(yàn) 證的控制電路圖，而PLC控制的梯形圖和繼電器接觸器控制電路圖很相似，因此可以直接將 經(jīng)過驗(yàn)證的繼電器接觸器控制電路圖轉(zhuǎn)換成梯形圖。主要步驟如下：(1)熟悉現(xiàn)有的繼電器控制線路。(2)對照PLC的I/O端子接線圖，將繼電器電路圖上的被控器件(如接觸器線圈、指 示燈、電磁閥等)換成接線圖上對應(yīng)的輸出點(diǎn)的編號，將電路圖上的輸入裝置(如傳感器、

10、 按鈕開關(guān)、行程開關(guān)等)觸點(diǎn)都換成對應(yīng)的輸入點(diǎn)的編號。(3)將繼電器電路圖中的中間繼電器、定時(shí)器，用PLC的輔助繼電器、定時(shí)器來代替。(4)畫出全部梯形圖，并予以簡化和修改。這種方法對簡單的控制系統(tǒng)是可行的，比較方便，但較復(fù)雜的控制電路，就不適用了?！纠?-1】圖7-1為電動(dòng)機(jī)Y/減壓起動(dòng)控制主電路和電氣控制的原理圖。(1)工作原理如下：按下啟動(dòng)按鈕 SB2,KM1 KM3 KT通電并自保，電動(dòng)機(jī)接成 Y型起 動(dòng)，2s后，KT動(dòng)作，使KM3斷電，KM21電吸合，電動(dòng)機(jī)接成型運(yùn)行。按下停止按扭 SB1, 電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。圖7-1電動(dòng)機(jī)Y/減壓起動(dòng)控制主電路和電氣控制的原理圖(2) I/ O分配輸

11、入停止按鈕SB1: I0.0起動(dòng)按鈕SB2: I0.1過載保護(hù)FR: I0.2KM1 : Q0.0KM3 : Q0.2輸出KM2 : Q0.1(3)梯形圖程序圖7-2 例1梯形圖程序轉(zhuǎn)換后的梯形圖程序如圖7-2所示。按照梯形圖語言中的語法規(guī)定簡化和修改梯形圖 為了簡化電路，當(dāng)多個(gè)線圈都受某一審并聯(lián)電路控制時(shí)，可在梯形圖中設(shè)置該電路控制的存 儲(chǔ)器的位，如M0.0O簡化后的程序如圖7-3所示。圖7-3例1簡化后的梯形圖程序3.邏輯設(shè)計(jì)法邏輯設(shè)計(jì)法是以布爾代數(shù)為理論基礎(chǔ)，根據(jù)生產(chǎn)過程中各工步之間的各個(gè)檢測元件(如 行程開關(guān)、傳感器等)狀態(tài)的變化，列出檢測元件的狀態(tài)表，確定所需的中間記憶元件，冉 列出

12、各執(zhí)行元件的工序表，然后寫出檢測元件、中間記憶元件和執(zhí)行元件的邏輯表達(dá)式，再 轉(zhuǎn)換成梯形圖。該方法在單一的條件控制系統(tǒng)中，非常好用，相當(dāng)于組合邏輯電路，但和時(shí) 間有關(guān)的控制系統(tǒng)中，就很復(fù)雜。下面將介紹一個(gè)交通信號燈的控制電路?！纠?-2】用PLC構(gòu)成交通燈控制系統(tǒng)。(1)控制要求：如圖7-4所示，起動(dòng)后，南北紅燈亮并維持 25s。在南北紅燈亮的同時(shí)， 東西綠燈也亮，1s后，東西車燈即甲亮。到20s時(shí)，東西綠燈閃亮，3s后熄滅，在東西綠燈 熄滅后東西黃燈亮，同時(shí)甲滅。黃燈亮 2s后滅東西紅燈亮。與此同時(shí)，南北紅燈滅，南北綠 燈亮。1s后，南北車燈即乙亮。南北綠燈亮了 25s后閃亮，3s后熄滅，同

13、時(shí)乙滅，黃燈亮2s 后熄滅，南北紅燈亮，東西綠燈亮，循環(huán)。圖7-4交通燈控制示意圖(2) I/O分配東西紅燈：Q0.3 東西黃燈：Q0.4 東西綠燈：Q0.5 東西車燈：Q0.77-5所示。輸入輸出起動(dòng)按鈕：I0.0南北紅燈：Q0.0南北黃燈：Q0.1南北綠燈：Q0.2南北車燈：Q0.6（3）程序設(shè)計(jì)根據(jù)控制要求首先畫出十字路口交通信號燈的時(shí)序圖，如圖起動(dòng)I0.0東西綠燈Q0.5東西車燈甲Q0.7 東西黃燈Q0.4 東西紅燈Q0.3 南北綠燈Q0.2南北車燈乙Q0.6 南北黃燈Q0.1南北紅燈Q0.0圖7-5十字路口交通信號燈的時(shí)序圖根據(jù)十字路口交通信號燈的時(shí)序圖，用基本邏輯指令設(shè)計(jì)的信號燈控

14、制的梯形圖如圖7-6所示。分析如下：首先，找出南北方向和東西方向燈的關(guān)系：南北紅燈亮（滅）的時(shí)間=東西紅燈滅（亮）的時(shí)間，南北紅燈亮25S （T37計(jì)時(shí)）后，東西紅燈亮30S （T41計(jì)時(shí)）后。其次，找出東西方向的燈的關(guān)系：東西紅燈亮30S后滅（T41復(fù)位）一東西綠燈平光亮20S （T43計(jì)時(shí)）后一東西綠燈閃光3S （T44計(jì)時(shí)）后，綠燈滅一東西黃燈亮2s （T42計(jì)時(shí)）。再其次，找出南北向燈的關(guān)系：南北紅燈亮25S（T37計(jì)時(shí)）后滅一南北綠燈平光25S （T38 計(jì)時(shí)）后一南北綠燈閃光3S （T39計(jì)時(shí)）后，綠燈滅一南北黃燈亮 2S （T40計(jì)時(shí)）。最后找出車燈的時(shí)序關(guān)系：東西車燈是在南北紅

15、燈亮后開始延時(shí)（T49計(jì)時(shí)）1S后，東西車燈亮，直至東西綠燈閃光滅（T44延時(shí)到）；南北車燈是在東西紅燈亮后開始延時(shí)（T50 計(jì)時(shí)）1S后，南北車燈亮，直至南北綠燈閃光滅（T39延時(shí)到）。根據(jù)上述分析列出各燈的輸出控制表達(dá)式：東西紅燈：Q0.3=T37南北紅燈 Q0.0=M0.0T3東西綠燈：Q0.5=Q0.0 T43+T43 T44 T59南北綠燈 Q0.2=Q0.3 T38+T38 T39 T59東西黃燈：Q0.4=T44 丁42南北黃燈Q0.1=T39 T40東西車燈：Q0.7=T49 T44南北車燈Q0.6=T50 T39罔牯1 起動(dòng)電路10. DMQ.IT圈第2MQ0)南北紅燈計(jì)時(shí)M

16、Q0141T37IN TON同烙11法西紅燈137013TI()RS 12 東西爆燈t平光和閃光)00,0743Q0.5TII / IrC ：1431加TS9* 1| -PT網(wǎng)羯3 東西燈燈計(jì)時(shí)137T I+300網(wǎng)絡(luò)4東西凝燈平光計(jì)時(shí)T37T43In ton200-PTPita 13東西赫燈亮后延時(shí)13QOQ U3149閩拈5東西蛹燈閃進(jìn)計(jì)時(shí)T43T44TO TUFT*30-同悟東西黃燈計(jì)時(shí)T44T IT42陶基1號東西黃燈144T42Q0.4III ( IC)阿拈16南北綠燈(平光和閃光】口值 138QQ2TI_I，Irs)1MO. 21R)1圖7-10 置位、復(fù)位指令編制的梯形圖3使用移

17、位寄存器指令編程的方法單流程的功能流程圖各步總是順序通斷，并且同時(shí)只有一步接通，因此很容易采用移位 寄存器指令實(shí)現(xiàn)這種控制。對于圖7-8所示的功能流程圖，可以指定一個(gè)兩位的移位寄存器， 用M0.1、M0.2代表有輸出的兩步，移位脈沖由代表步狀態(tài)的中間繼電器的常開接點(diǎn)和對應(yīng) 的轉(zhuǎn)換條件組成的串聯(lián)支路并聯(lián)提供，數(shù)據(jù)輸入端（DATA）的數(shù)據(jù)由初始步提供。對應(yīng)的梯 形圖程序如圖7-11所示。在梯形圖中將對應(yīng)步的中間繼電器的常閉接點(diǎn)串聯(lián)連接，可以禁止 流程執(zhí)行的過程中移位寄存器 DATA端置“1”，以免產(chǎn)生誤操作信號，從而保證了流程的順 利執(zhí)行。SMD.O M0.1T T，lI10.2MD.2 MQQ，

18、IC )網(wǎng)拈210.2TTTHMA1圈皓3MDIM場4MD2M0.1Q0,0TIC)圖7-11移位寄存器指令編制的梯形圖4使用順序控制指令的編程方法使用順序控制指令編程，必須使用 S狀態(tài)元件代表各步，如圖7-12所示。圖如圖7-13所示。其對應(yīng)的梯形S0.0S0.1S0.2SM0.1I0.0I0.1Q0.0Q0.0I0.2圖7-12用S狀態(tài)元件代表各步T H網(wǎng)明1SM01TIC ：)圈為2J-I用第3IQ.Q 50.1T IC 時(shí))H有8Ysee) 忖第950.2-I SCRRft 10SmOiO qqiTI-C)網(wǎng)場11IQ2SO.OTIGcaO國絡(luò)&fsc 町冏鉆5SO.1 5LR內(nèi)絡(luò)6S

19、MaO QO.Otei唱招710.1口.之TI-C圖7-13用順序控制指令編程(2)選擇分支及編程方法選擇分支分為兩種，如圖7-14為選擇分支開始，7-15為選擇分支結(jié)束。選擇分支開始指：一個(gè)前級步后面緊接著若干個(gè)后續(xù)步可供選擇，各分支都有各自的轉(zhuǎn) 換條件，在圖中則表示為代表轉(zhuǎn)換條件的短劃線在各自分支中。選擇分支結(jié)束，又稱選擇分支合并，是指：幾個(gè)選擇分支在各自的轉(zhuǎn)換條件成立時(shí)轉(zhuǎn)換 到一個(gè)公共步上。在圖7-14中，假設(shè)2為活動(dòng)步，若轉(zhuǎn)換條件a=1,則執(zhí)行工步3;如果轉(zhuǎn)換條件b=1,則 執(zhí)行工步4;轉(zhuǎn)換條件c=1,則執(zhí)行工步5。即哪個(gè)條件滿足，則選擇相應(yīng)的分支，同時(shí)關(guān)斷 上一步2。一般只允許選擇其

20、中一個(gè)分支。在編程時(shí)，若圖 7-14中的工步2、3、4、5分別用 M0.0、M0.1、M0.2、M0.3 表示，則當(dāng) M0.1、M0.2、M0.3 之一為活動(dòng)步時(shí)，都將導(dǎo)致 M0.0=0 , 所以在梯形圖中應(yīng)將 M0.1、M0.2和M0.3的常閉接點(diǎn)與 M0.0的線圈串聯(lián)，作為關(guān)斷 M0.0 步的條件。圖7-14選擇分支開始圖7-15選擇分支結(jié)束在圖7-15中，如果步6為活動(dòng)步，轉(zhuǎn)換條件d=1,則，則工步6向工步9轉(zhuǎn)換；如果步 7為活動(dòng)步，轉(zhuǎn)換條件e=1,則工步7向工步9轉(zhuǎn)換；如果步8為活動(dòng)步，轉(zhuǎn)換條件f=1,則 工步8向工步9轉(zhuǎn)換。若圖7-15中的工步6、7、8、9分別用M0.4、M0.5、

21、M0.6、M0.7表 示，則M0.7 (工步9)的起動(dòng)條件為：M0.4 d+ M0.5 e+ M0.6 f,在梯形圖中，則為 M0.4的 常開接點(diǎn)串聯(lián)與d轉(zhuǎn)換條件對應(yīng)的觸點(diǎn)、M0.5的常開接點(diǎn)串聯(lián)與e轉(zhuǎn)換條件對應(yīng)的觸點(diǎn)、 M0.6的常開接點(diǎn)串聯(lián)與f轉(zhuǎn)換條件對應(yīng)的觸點(diǎn)，三條支路并聯(lián)后作為M0.7線圈的起動(dòng)條件?！纠?-4】根據(jù)圖7-16所示的功能流程圖，設(shè)計(jì)出梯形圖程序。1使用起保停電路模式的編程對應(yīng)的狀態(tài)邏輯關(guān)系為：M 0.0 =(SM0.1 M 0.3 *I 0.4 M 0.0) *M0.1 * M 0.2M 0.1 =(M 0.0M0.0 M 0.1) * M 0.3M 0.2 = (M

22、0.0 I0.2 M 0.2) * M 0.3M 0.3 =(M0.1 40.1 M 0.2 I 0.3) *M0.0Q0.0 = M0.1Q0.1 = M 0.2Q0.2 = M0.3對應(yīng)的梯形圖程序如圖7-17所示。2使用置位、復(fù)位指令的編程對應(yīng)的梯形圖程序如圖7-18所示。3使用順序控制指令的編程對應(yīng)的功能流程圖如圖7-19所示。對應(yīng)的梯形圖程序如圖7-20所示MD.lMO.O)困塔3網(wǎng)絡(luò)1SiMQl MODTIC，)1網(wǎng)絡(luò)2MQ.QTI-IRSS3MO.OMIO I0L2 M0.3M0.2TI_IHH H-C)wa 2T I同拈4MQ1101MQ.O MO 3-II-IHH dC)M0

23、.2103TI_IH悶絡(luò)5M0.100.0TIC)M0.2Q0.1TI-C)H7MD.3 m2TI2 S0.2II-0皿)聞為10SQ2SCR-網(wǎng)用11SMO.O QQ1TI-()網(wǎng)語121口3S0.3TI_心切同鉆13YCRe)網(wǎng)絡(luò)5Y占哨 阿的6S0.1h GCR網(wǎng)給7SMO WQ-II-C)冏皓8iai so. aT I Gcr0用第14$03-5CR15SMO.D QOi 上TI_C)同拈1EI04 SttOTIg)WH 17YmRe)圖7-20例7-4用順序控制指令的編程(3)并行分支及編程方法并行分支也分兩種，圖7-21a為并行分支的開始，圖7-21b為并行分支的結(jié)束，也稱為合 并

24、。并行分支的開始是指當(dāng)轉(zhuǎn)換條件實(shí)現(xiàn)后，同時(shí)使多個(gè)后續(xù)步激活。為了強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)換的同步 實(shí)現(xiàn)，水平連線用雙線表示。在圖7-21a中，當(dāng)工步2處于激活狀態(tài)，若轉(zhuǎn)換條件e=1,則工 步3、4、5同時(shí)起動(dòng)，工步2必須在工步3、4、5都開啟后，才能關(guān)斷。并行分支的合并是 指：當(dāng)前級步6、7、8都為活動(dòng)步，且轉(zhuǎn)換條件f成立時(shí)，開通步9,同時(shí)關(guān)斷步6、7、8?！纠?-5】根據(jù)圖7-22所示的功能流程圖，設(shè)計(jì)出梯型圖程序。圖7-21b并行分支結(jié)束圖7-21a并行分支開始圖7-21并行分支圖7-22例7-5題圖1使用起保停電路模式的編程，對應(yīng)的梯形圖程序如圖7-23所示楣第5M0.6 MQ5圖7-23例7-5用起保停

25、電路模式的編程2使用置位、復(fù)位指令的編程，對應(yīng)的梯形圖程序如圖7-24所示。網(wǎng)齡1SM0,1M0,0T I，)1同第6 M0.3 Mft52 4T I I f)網(wǎng)拈2M0.0ID.0M0.1TIIK)1M0.01網(wǎng)格3Mftl1(X1MQ2K s )1M0 4Y，)1MCT同事7MCI6網(wǎng)格口MQ.1用絡(luò)4MD.2HQ3 PM0 2S1國第5MD.410.3M0.5 OM0.4(R)1M0.3-C R )1MOISY R)1ao.oTI()同等9 皿 Q0.1 T I ) HftIOMa 3Q0.2TI()網(wǎng)電iiMDfl QD.3TI-()Pia 12MD.5 qo.j-II-)圖7-24

26、例7-5用置位、復(fù)位指令的編程3使用順序控制指令的編程對應(yīng)的功能流程圖如圖 7-25所示。對應(yīng)的梯形圖程序如圖7-26所示。圖7-25例7-5題圖nftiSMAl SQOT ID怛第250.0SCR-10 0T卜怛絡(luò)4$01(5CRT)周野9SJ2-ST網(wǎng)絡(luò)1。SMOIQ0.1T I )10.2E0,3TIC 羽。網(wǎng)培12SCRE)fife 21EMOlO Q(H-IIc)R*22(scfeJR423S0.3 SCL5 IQ 4 SaSTI-II-IHK s)1sasYD1S0L51冏珞13S03Ht924SO.G-?nr網(wǎng)絡(luò)5SOil-SCRAUGSMQO Q(1QT I )w絡(luò)？iai s

27、u?- Htscrt)sen-(sort)再絡(luò)14SMQ.O口Q2TI-C)網(wǎng)絡(luò)15scre)同博16SO J5PIS 25SM0 0 。時(shí)TI-()同第2E血 5 SDOIICRT)M4 27(screJ圖7-26例7-5用用順序控制指令的編程(4)循環(huán)、跳轉(zhuǎn)流程及編程方法在實(shí)際生產(chǎn)的工藝流程中，若要求在某些條件下執(zhí)行預(yù)定的動(dòng)作，則可用跳轉(zhuǎn)程序。若需要重復(fù)執(zhí)行某一過程，則可用循環(huán)程序。如圖 7-27所示。跳轉(zhuǎn)流程：當(dāng)步2為活動(dòng)步時(shí)，若條件f=1,則跳過步3和步4,直接激活步5。循環(huán)流程：當(dāng)步5為活動(dòng)步時(shí)，若條件e=1,則激活步2,循環(huán)執(zhí)行。編程方法和選擇流程類似，不再詳細(xì)介紹。需要注意的是：

28、轉(zhuǎn)換是有方向的，若轉(zhuǎn)換的順序是從上到下，即為正常順序，可以省略箭頭。若轉(zhuǎn)換的順序從下到上，箭頭不能省略。只有兩步的閉環(huán)的處理。在順序功能圖中只有兩步組成的小閉環(huán)如圖 7-28a所示，因?yàn)镸0.3既是M0.4的前級步，又是它的后續(xù)步，所以對應(yīng)的用起保停電路模式設(shè)計(jì)的梯形圖程序如圖7-28b所示。從梯形圖中圖7-27循環(huán)、跳轉(zhuǎn)流程可以看出，M0.4線圈根本無法通電。解決的辦 法是：在小閉環(huán)中增設(shè)一步，這一步只起短延時(shí)(00.1s)作用，由于延時(shí)取得很短，對系統(tǒng)的運(yùn)行不會(huì)有什么影響，如圖 7-28c所示。I0.5(c)(b)圖7-28只有兩步的閉環(huán)的處理7.2.4 PLC程序設(shè)計(jì)步驟PLC程序設(shè)計(jì)一

29、般分為以下幾個(gè)步驟:1 .程序設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作程序設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作就是要了解控制系統(tǒng)的全部功能、規(guī)模、控制方式、輸入/輸出信號的種類和數(shù)量、是否有特殊功能的接口、與其它設(shè)備的關(guān)系、通信的內(nèi)容與方式等，從而 對整個(gè)控制系統(tǒng)建立一個(gè)整體的概念。接著進(jìn)一步熟悉被控對象，可把控制對象和控制功能 按照響應(yīng)要求、信號用途或控制區(qū)域分類，確定檢測設(shè)備和控制設(shè)備的物理位置，了解每一 個(gè)檢測信號和控制信號的形式、功能、規(guī)模及之間的關(guān)系。2 .設(shè)計(jì)程序框圖根據(jù)軟件設(shè)計(jì)規(guī)格書的總體要求和控制系統(tǒng)的具體情況，確定應(yīng)用程序的基本結(jié)構(gòu)、按 程序設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)繪制出程序結(jié)構(gòu)框圖，然后再根據(jù)工藝要求，繪出各功能單元的功能流程圖。3

30、 .編寫程序根據(jù)設(shè)計(jì)出的框圖逐條地編寫控制程序。編寫過程中要及時(shí)給程序加注釋。4 .程序調(diào)試調(diào)試時(shí)先從各功能單元入手，設(shè)定輸入信號，觀察輸出信號的變化情況。各功能單元調(diào) 試完成后，再調(diào)試全部程序，調(diào)試各部分的接口情況，直到滿意為止。程序調(diào)試可以在實(shí)驗(yàn) 室進(jìn)行，也可以在現(xiàn)場進(jìn)行。如果在現(xiàn)場進(jìn)行測試，需將可編程控制器系統(tǒng)與現(xiàn)場信號隔離, 可以切斷輸入/輸出模板的外部電源，以免引起機(jī)械設(shè)備動(dòng)作。程序調(diào)試過程中先發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤, 后進(jìn)行糾錯(cuò)?；驹瓌t是“集中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，集中糾正錯(cuò)誤”。5 .編寫程序說明書在說明書中通常對程序的控制要求、程序的結(jié)構(gòu)、流程圖等給以必要的說明，并且給出 程序的安裝操作使用步驟等。7

31、.3應(yīng)用舉例7.3.1 機(jī)械手的模擬控制圖7-29為傳送工件的某機(jī)械手的工作示意圖，其任務(wù)是將工件從傳送帶 A搬運(yùn)到傳送帶Bo1 .控制要求按起動(dòng)按鈕后，傳送帶 A運(yùn)行直到光電開關(guān)PS檢測到物體，才停止，同時(shí)機(jī)械手下降。 下降到位后機(jī)械手夾緊物體，2s后開始上升，而機(jī)械手保持夾緊。上升到位左轉(zhuǎn)，左轉(zhuǎn)到位 下降，下降到位機(jī)械手松開，2s后機(jī)械手上升。上升到位后，傳送帶 B開始運(yùn)行，同時(shí)機(jī)械 手右轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)到位，傳送帶 B停止，此時(shí)傳送帶A運(yùn)行直到光電開關(guān)PS再次檢測到物體， 才停止循環(huán)。機(jī)械手的上升、下降和左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的執(zhí)行，分別由雙線圈二位電磁閥控制汽缸的運(yùn)動(dòng)控 制。當(dāng)下降電磁閥通電，機(jī)械手下降，

32、若下降電磁閥斷電，機(jī)械手停止下降，保持現(xiàn)有的動(dòng) 作狀態(tài)。當(dāng)上升電磁閥通電時(shí)，機(jī)械手上升。同樣左轉(zhuǎn) /右轉(zhuǎn)也是由對應(yīng)的電磁閥控制。夾緊 /放松則是由單線圈的二位電磁閥控制汽缸的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，線圈通電時(shí)執(zhí)行夾緊動(dòng)作，斷電時(shí) 執(zhí)行放松動(dòng)作。并且要求只有當(dāng)機(jī)械手處于上限位時(shí)才能進(jìn)行左 /右移動(dòng)，因此在左右轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 用上限條件作為聯(lián)鎖保護(hù)。由于上下運(yùn)動(dòng)，左右轉(zhuǎn)動(dòng)采用雙線圈兩位電磁閥控制，兩個(gè)線圈 不能同時(shí)通電，因此在上/下、左/右運(yùn)動(dòng)的電路中須設(shè)置互鎖環(huán)節(jié)。為了保證機(jī)械手動(dòng)作準(zhǔn)確，機(jī)械手上安裝了限位開關(guān) SQ1、SQ2、SQ3、SQ4,分別對機(jī) 械手進(jìn)行下降、上升、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等動(dòng)作的限位，并給出動(dòng)作到位的信

33、號。光電開關(guān)PS負(fù)責(zé)檢測傳送帶A上的工件是否到位，到位后機(jī)械手開始動(dòng)作。2 . I/O分配輸出上升 YV1 : Q0.1 下降 YV2 : Q0.2 左轉(zhuǎn) YV3 : Q0.3 右轉(zhuǎn) YV4 : Q0.4 夾緊 YV5 : Q0.5 傳送帶A : Q0.6 傳送帶B: Q0.7輸入起動(dòng)按鈕：I0.0停止按鈕：I0.5上升限位SQ1: I0.1下降限位SQ2: I0.2左轉(zhuǎn)限位SQ3: I0.3 右轉(zhuǎn)限位SQ4: I0.4 光電開關(guān)PS: I0.6YV1YV2YV5J夾緊；A 三日：開EPSYV4SQ1SQ2 1r 1:SQ3I*SQ4 1 );.七；怛ll.l 二、上、C: BYV3 SB1

34、SB2起動(dòng) 停止圖7-29機(jī)械手控制示意圖3 .控制程序設(shè)計(jì)根據(jù)控制要求先設(shè)計(jì)出功能流程圖，如圖7-30所示。根據(jù)功能流程圖再設(shè)計(jì)出梯形圖程序，如圖7-31所示。流程圖是一個(gè)按順序動(dòng)作的步進(jìn)控制系統(tǒng)，在本例中采用移位寄存器編 程方法。用移位寄存器M10.1M11.2位，代表流程圖的各步，兩步之間的轉(zhuǎn)換條件滿足時(shí)， 進(jìn)入下一步。移位寄存器的數(shù)據(jù)輸入端 DATA (M10.0)由M10.1M11.1各位的常閉接點(diǎn)、 上升限位的標(biāo)志位 M1.1、右轉(zhuǎn)限位的標(biāo)志位 M1.4及傳送帶A檢測到工件的標(biāo)志位 M1.6用 聯(lián)組成，即當(dāng)機(jī)械手處于原位，各工步未起動(dòng)時(shí)，若光電開關(guān)PS檢測到工件，則M10.0置1,

35、 這作為輸入的數(shù)據(jù)，同時(shí)這也作為第一個(gè)移位脈沖信號。以后的移位脈沖信號由代表步位狀 態(tài)中間繼電器的常開接點(diǎn)和代表處于該步位的轉(zhuǎn)換條件接點(diǎn)串聯(lián)支路依次并聯(lián)組成。在 M10.0線圈回路中，串聯(lián)M10.1M11.1各位的常閉接點(diǎn)，是為了防止機(jī)械手在還沒有回到原 位的運(yùn)行過程中移位寄存器的數(shù)據(jù)輸入端再次置1,因?yàn)橐莆患拇嫫髦械摹?”信號在M10.1M11.1之間依次移動(dòng)時(shí)，各步狀態(tài)位對應(yīng)的常閉接點(diǎn)總有一個(gè)處于斷開狀態(tài)。當(dāng)“1”信號移到M11.2時(shí)，機(jī)械手回到原位，此時(shí)移位寄存器的數(shù)據(jù)輸入端重新置1,若起動(dòng)電路保持接通(M0.0=1),機(jī)械手將重復(fù)工作。當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，使移位寄存器復(fù)位，機(jī)械手立即停 止工作。若按下停止按鈕后機(jī)械手的動(dòng)作仍然繼續(xù)進(jìn)行，直到完成一周期的動(dòng)作后，回到原位時(shí)才停止工作，將如何修改程序叫H 9.仃IP反H忐誨圖7-31 機(jī)械手梯形圖圖7-30機(jī)械手流程圖網(wǎng)絡(luò)1起動(dòng)回路I0.0I0.5M0.0T丁I_()M0.0TH網(wǎng)絡(luò)2上升限位標(biāo)志位10.1Q0.2M1.1TI )M0.0tnTH網(wǎng)絡(luò)5 .傳送帶A （起動(dòng)后傳送帶A運(yùn)行，直到檢測到工件后停止； 或機(jī)械手到原位后停止）MO.OM1.6Q0.6TI-I / T ）M11.1M11.2TI-I，網(wǎng)