輕松學(xué)習(xí)PLC順序控制設(shè)計(jì)法課件

一、順序控制設(shè)計(jì)法

1.概述

用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)PLC梯形圖，對(duì)于一般電路的設(shè)計(jì)，編程容易，但用于復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，編程很困難，修改也不順利，往往“牽一發(fā)而動(dòng)全身”，花了很長(zhǎng)時(shí)間還得不到一個(gè)滿意的效果。順序控制設(shè)計(jì)法即可輕松解決這一難題。

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)地有秩序地進(jìn)行操作。

順序控制設(shè)計(jì)法是將系統(tǒng)工作的一個(gè)周期分為若干個(gè)順序連接的階段，這些階段稱之為步。如液壓工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)有四步：原位、快進(jìn)、工進(jìn)、快退。將此四步畫出流程圖如圖1所示。2.流程圖（也稱為順序邏輯圖）液壓工作臺(tái)流程圖的繪制：用位存儲(chǔ)器M代表步，用開關(guān)觸點(diǎn)作轉(zhuǎn)換條件。原位快進(jìn)工進(jìn)快退圖1工作臺(tái)流程圖

2.1流程圖的組成要素主要由步、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件、有向連接和動(dòng)作等要素組成。步：在流程圖中用矩形框表示，框內(nèi)的數(shù)字是該步的編號(hào)，通常用PLC的位存儲(chǔ)器來(lái)代表各步；初始步：與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的步稱為初始步，初始步用雙線方框表示。活動(dòng)步：系統(tǒng)正處于某一步所在的階段時(shí)．該步處于活動(dòng)狀態(tài)。有向連接、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件：步與步用有向連線連接，并用轉(zhuǎn)換(短線）將各步分開。轉(zhuǎn)換條件用邏輯表示，即“1”表示轉(zhuǎn)換條件成立，“0”表示轉(zhuǎn)換條件不成立。實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換必須具備兩個(gè)條件：前級(jí)是活動(dòng)步，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件應(yīng)成立。有向連線：從上到下或從左至右的連接線。轉(zhuǎn)換：用有向連線上的短劃線來(lái)表示，以此將相鄰兩步隔開。轉(zhuǎn)換條件：用于控制流程圖程序，可以用文字語(yǔ)言、布爾代數(shù)表達(dá)式或圖形符號(hào)標(biāo)注在表示轉(zhuǎn)換的短線的旁邊。2.2流程圖基本結(jié)構(gòu)單序列：其結(jié)構(gòu)如圖1所示，這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由一系列按順序排列相繼激活的步組成，每一步只有一個(gè)轉(zhuǎn)換，每一個(gè)轉(zhuǎn)換之后只有一步。選擇序列：這種形式有開始與結(jié)束之分，開始為分支，結(jié)束為合并，如圖2所示。圖中4步為活動(dòng)步，當(dāng)條件a成立，則4步向5步轉(zhuǎn)移；當(dāng)條件b成立，則4步向7步轉(zhuǎn)移。如6步為活動(dòng)步，條件d成立，則6步向11步轉(zhuǎn)移；如8步為活動(dòng)步，條件e成立，則8步向11步轉(zhuǎn)換。4579861110圖2a選擇分支圖2b選擇合并cbadef2.2流程圖的基本結(jié)構(gòu)并列序列：開始為分支，結(jié)束為合并，如圖3所示。當(dāng)3步為活動(dòng)步，且轉(zhuǎn)換條件a成立（a=1)，則4、6步同時(shí)變?yōu)榛顒?dòng)步，而3步變?yōu)椴换顒?dòng)步；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。4、6步被激活后，每個(gè)序列的活動(dòng)步是獨(dú)立的。雙線上的5、7步都為活動(dòng)步時(shí)，且轉(zhuǎn)換條件d成立，即10步為活動(dòng)步，5、7步為不活動(dòng)步。3465710abcd圖32.2流程圖的基本結(jié)構(gòu)④子步序列在順序功能圖中，某一步可以包含一系列子步和轉(zhuǎn)換，如圖4所示，圖中2步包含有2.1、2.2、2.3、2.4步，設(shè)計(jì)功能圖時(shí)可先畫出總體順序功能圖，然后畫出詳細(xì)的子步結(jié)構(gòu)圖，這樣可避免設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。22.12.22.32.4aɡabcefɡ圖42.2流程圖的基本結(jié)構(gòu)⑤跳步、重復(fù)、循環(huán)序列：圖a中當(dāng)3步為活動(dòng)步，如轉(zhuǎn)換條件f成立，則跳過(guò)4、5兩步，直接進(jìn)入6步。b圖中當(dāng)6步為活動(dòng)步，如d不成立，f成立，則重返回到5步，直至d成立，重復(fù)結(jié)束，進(jìn)入7步。C圖中在序列結(jié)束后，3步為活動(dòng)步，如條件f成立，則直接回到0步，形成系統(tǒng)循環(huán)。345604516273a跳步b重復(fù)c循環(huán)abcdefabcdefabcdf二、順序控制法的程序編制1.單序列的編程方法例1：一臺(tái)鍋爐要求先開引風(fēng)機(jī)，經(jīng)延時(shí)5秒后再啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)；停機(jī)時(shí)先停鼓風(fēng)機(jī)，5秒后再停引風(fēng)機(jī)。按工作要求作出時(shí)序圖并設(shè)計(jì)出如圖6所示的流程圖。圖6初始脈沖激活M0.0用SB1啟動(dòng)按鈕激活M0.1，Q0.0輸出，啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)用T37延時(shí)5秒激活M0.2，啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)用SB2停止按鈕激活M0.3停止鼓風(fēng)機(jī)用T38延時(shí)5秒停引風(fēng)機(jī)1.1鍋爐鼓風(fēng)機(jī)程序編制

用起保停電路方式編程：SM0.1初始脈沖起動(dòng)M0.0并自鎖。當(dāng)按下按鈕SB1，I0.0閉合，M0.1得電使Q0.0輸出，啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)。啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)的同時(shí)定時(shí)器T37計(jì)時(shí)5秒，T37點(diǎn)閉合，M0.2得電使Q0.1輸出，即延時(shí)5秒啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)。停機(jī)時(shí)，按下SB2，I0.1閉合，M0.3得電，其常閉點(diǎn)打開，使Q0.1和M0.2均失電，鼓風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行。定時(shí)器T38計(jì)時(shí)5秒，其常閉點(diǎn)打開，Q0.0斷電，停止引風(fēng)機(jī)。T38例2：機(jī)床動(dòng)力頭運(yùn)行控制

某機(jī)床動(dòng)力頭在初始狀態(tài)時(shí)停止在最左邊，限位開關(guān)I0.3閉合，為1狀態(tài)，按下啟動(dòng)按鈕I0.0，動(dòng)力頭快進(jìn)，運(yùn)行至中段，行程開關(guān)I0.1閉合，轉(zhuǎn)為工進(jìn)，進(jìn)行加工到位時(shí)，I0.2閉合，動(dòng)力頭快退，返回原位。按工作要求畫出示意圖并設(shè)計(jì)如圖7所示的流程圖，用M0.0~M0.3作步，每步驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的Q0.0~Q0.2；用開關(guān)觸點(diǎn)作轉(zhuǎn)換條件。

圖71.2用S/R指令編制動(dòng)力頭控制程序初始脈沖SM0.1給M0.0置位，按下啟動(dòng)按鈕I0.0閉合，M0.1置位，M0.0復(fù)位，Q0.0輸出，動(dòng)力頭快進(jìn)；運(yùn)行至中段，I0.1閉合，M0.2置位，M0.1復(fù)位，Q0.1輸出，動(dòng)力頭轉(zhuǎn)為工進(jìn)，動(dòng)力頭加工到位，I0.2閉合，M0.3置位M0.2復(fù)位，Q0.2輸出，動(dòng)力頭快退；④至原位時(shí)，I0.3閉合，M0.0置位，M0.3復(fù)位，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。2.

選擇序列的編程方法例1：液體攪拌器的編程液體攪拌器工作原理打開A閥，向容器注入液體A,至中位停止A閥，開B閥注入液體B，至高位停止B閥，開動(dòng)攪拌器電機(jī)M，運(yùn)行6分鐘，停止攪拌，開混閥C卸放混液體，至低位延時(shí)5秒鐘，開始下一個(gè)循環(huán)。按工作要求畫出流程圖。用M0.0~M0.5作步，用開關(guān)觸點(diǎn)作轉(zhuǎn)換條件。液體攪拌器梯形圖程序

用SM0.1初始脈沖給M0.0置位M0.4置位，Q0.3輸出開混閥，待液體卸放至低位T38開始計(jì)時(shí)5秒后，進(jìn)行第二次循環(huán)計(jì)時(shí)到6分，T37點(diǎn)閉合M0.4置位，停止攪拌器液體B注入至高位，I0.1閉合，M0.3置位關(guān)B閥，Q0.2輸出開攪拌，T37計(jì)時(shí)6分鐘液體至中位，I0.0閉合，M0.2置位其常閉點(diǎn)打開，Q0.0失電，關(guān)A閥；同時(shí)Q0.1輸出，開B閥按啟動(dòng)按鈕I0.3閉合，M0.1置位、Q0.0輸出，開A閥，注入A液體；2.選擇序列的編程方法例2：按下面的流程圖用起保停電路方式編制梯形圖程序

3.并行序列分支的編程

例1：鉆床大小鉆頭同時(shí)鉆孔鉆床工作原理一鉆床用兩個(gè)鉆頭同時(shí)鉆兩個(gè)孔，按下啟動(dòng)按鈕I0.0，工件被夾緊后兩個(gè)鉆頭同時(shí)開始工作，鉆到限位開關(guān)I0.2和I0.4所設(shè)定的深度時(shí)分別上行?；氐较尬婚_關(guān)I0.3和I0.5設(shè)定的位置，停止上行。到位后，工件被松開，加工結(jié)束，系統(tǒng)返回初始狀態(tài)。

畫出流程圖，再設(shè)計(jì)梯形圖程序。用M0.0~M0.7作為步，用開關(guān)觸點(diǎn)作轉(zhuǎn)換條件。同步轉(zhuǎn)換用雙線。

雙鉆頭工作程序用起保停電路方式編程用SM0.1置位M0.0并自鎖按啟動(dòng)按鈕I0.0置位M0.1和Q0.0，夾緊工件壓力I0.1閉合給M0.2、Q0.1置位大鉆頭向下鉆孔，鉆到位時(shí)I0.2閉合，M0.3、Q0.2置位鉆頭向上運(yùn)行上升到位I0.3閉合，M0.4置位，Q0.2復(fù)位，鉆頭停止壓力I0.1閉合，M0.5、Q0.3置位小鉆頭向下鉆孔鉆到位時(shí)，I0.4閉合，給M0.6、Q0.4置位，鉆頭上升上升到位，I0.5閉合，M0.7置位，Q0.4復(fù)位，鉆頭停止3.并行序列的編程方法

例2：剪板機(jī)控制程序編制工作原理：按下啟動(dòng)按鈕I1.0剪板機(jī)啟動(dòng)，板料右行到位I0.3閉合，壓鉗下行，當(dāng)壓力開關(guān)I0.4動(dòng)作，剪刀下行到位，I0.2動(dòng)作表示已剪完；此時(shí)壓鉗上升到位I0.0動(dòng)作，剪刀上升到位I0.1動(dòng)作，如剪完10塊，則進(jìn)行下一次循環(huán)。設(shè)計(jì)流程圖，用M0.0~M0.7作步，用開關(guān)觸點(diǎn)作轉(zhuǎn)換條件，同步轉(zhuǎn)換用雙線。

剪板機(jī)控制程序34三、使用SCR指令的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法

1.順序控制繼電器指令順序控制繼電器S專門用于編制順序控制程序。SCR指令又分為若干個(gè)SCR段，一個(gè)SCR段對(duì)應(yīng)于順序功能圖中的一步。

指令SCR：表示一個(gè)SCR段即順序功能圖中的步的開始。

指令SCRE：表示SCR段的結(jié)束。

指令SCRT:表示SCR段之間的轉(zhuǎn)換，即步的活動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。使用SCR時(shí)有如下的限制：不能在不同的程序中使用相同的s位；不能在SCR段中使用JMP及LBL指令，即不允許用跳轉(zhuǎn)的方法跳人或跳出SCR段；不能在SCR段中使用FOR、NEXT和END指令。2.用SCR指令編制程序

例1：小車左右運(yùn)行小車在初始位置時(shí)停在左邊，限位開關(guān)I0.2為1狀態(tài)，按下啟動(dòng)按鈕I0.0小車右行，碰到限位開關(guān)I0.1時(shí)停在該處，3秒后開始左行，碰到I0.2后停止運(yùn)行。例2:選擇序列與并行序列的順序功能圖和梯形圖3.并行序列合并的編程方法

例3：輪胎內(nèi)胎硫化機(jī)PLC控制順序功能圖硫化機(jī)的一個(gè)工作周期由初始、合模、反料、硫化、放氣和開模6步組成。在反料和硫化階段，Q0.2為1狀態(tài)，蒸汽進(jìn)入模具。在放氣階段，Q0.2為0狀態(tài)，Q0.3使放氣燈亮。反料階段可打開模具，硫化階段則不可。急停I0.0可開模。

硫化機(jī)用SCR指令設(shè)計(jì)的控制梯形圖4.具有多種工作方式的系統(tǒng)順序控制的梯形圖設(shè)計(jì)

例4：機(jī)械手編程控制工作方式設(shè)計(jì)有手動(dòng)和自動(dòng)(包括連續(xù)、單周期、單步、自動(dòng)返回初始狀態(tài)等)工作方式。手動(dòng)工作程序比較簡(jiǎn)單，一般用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)即可；自動(dòng)工作程序較為復(fù)雜，可根據(jù)系統(tǒng)的順序功能圖用順序控制法設(shè)計(jì)。程序的總體結(jié)構(gòu)圖中公用程序是無(wú)條件執(zhí)行的。方式選擇開關(guān)在不同的位置時(shí)，執(zhí)行相應(yīng)的子程序。

機(jī)械手工作示意圖和操作面板配置圖④PLC接線圖圖中輸入端I0.1~I2.7各自接入對(duì)應(yīng)的開關(guān)和按鈕等；輸出端Q0.0~Q0.4接入對(duì)應(yīng)的電磁閥。接線時(shí)應(yīng)對(duì)號(hào)入座，不可亂接。⑤使用起保停電路的編程方法

1）公用程序：用于處理各種工作方式都要執(zhí)行的任務(wù)，以及處理不同的工作方式之間相互切換。2）手動(dòng)程序：用于手動(dòng)工作方式3）自動(dòng)程序：用于自動(dòng)工作方式

梯形圖：?jiǎn)沃芷?、連續(xù)、和單步這3種工作方式主要是用“連續(xù)”標(biāo)志M0.7和“轉(zhuǎn)換允許”標(biāo)志M0.6來(lái)區(qū)分4）單步與非單步的區(qū)分M0.6的常開觸點(diǎn)接在每一個(gè)控制代表步的存儲(chǔ)器位的起動(dòng)電路中，它們斷開時(shí)禁止步的活動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。5）單周期與連續(xù)的區(qū)分連續(xù)：I2.4為1狀態(tài)。按I2.6，M0.7為1狀態(tài)，系統(tǒng)返回步M2.0,反復(fù)連續(xù)地工作下去。按I2.7，在完成當(dāng)前工作周期的全部操作后，返回初始步。單周期：M0.7為一直處于0狀態(tài)，系統(tǒng)返回并停留在初始步。⑥公共程序和手動(dòng)程序公共程序手動(dòng)程序

⑦機(jī)械手自動(dòng)控制順序功能圖和梯形圖⑧機(jī)械手控制輸出部分梯形圖專用于PLC機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，即Q0.0外接下降電磁閥；Q0.1外接夾緊電磁閥；Q0.2外接上升電磁閥；Q0.3外接右行電磁閥；Q0.4外接左行電磁閥。⑨自動(dòng)回原點(diǎn)的順序功能圖和梯形圖四、結(jié)論與論證綜上所述，順序控制設(shè)計(jì)法的編程方法是：1.按照被控