plc編程原則及應(yīng)用實(shí)例

第一節(jié)PLC的編程原則輸入/輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等器件的觸點(diǎn)可以多次重復(fù)使用，無(wú)需復(fù)雜的程序結(jié)構(gòu)來(lái)減少觸點(diǎn)的使用次數(shù)。梯形圖每一行都是從左母線開(kāi)始，線圈終止于右母線。觸點(diǎn)不能放在線圈的右邊。

接點(diǎn)和線圈的順序：

正確程序

錯(cuò)誤程序

PLC的編程及應(yīng)用除步進(jìn)程序外，任何線圈、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、高級(jí)指令等不能直接與左母線相連。如果需要任何時(shí)候都被執(zhí)行的程序段，可以通過(guò)特殊內(nèi)部常閉繼電器或某個(gè)內(nèi)部繼電器的常閉觸點(diǎn)來(lái)連接。4.在程序中，不允許同一編號(hào)的線圈兩次輸出。下面的梯形圖是不允許的。利用內(nèi)部特殊繼電器實(shí)現(xiàn)常閉輸出

利用內(nèi)部繼電器常閉接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)常閉輸出

不允許出現(xiàn)橋式電路。

注意：觸點(diǎn)應(yīng)畫在水平線上，不能畫在垂直分支上。程序的編寫順序應(yīng)按自上而下、從左至右的方式編寫。為了減少程序的執(zhí)行步數(shù)，程序應(yīng)為“左大右小，上大下小”。如：錯(cuò)誤的橋式電路

橋式電路的替代電路

不符合上大下小的電路，共5步

符合上大下小的電路，共4步

不符合左大右小的電路，共5步

符合左大右小的電路，共4步

7.梯形圖的邏輯關(guān)系應(yīng)簡(jiǎn)單、清楚，便于閱讀檢查和輸入程序。

邏輯關(guān)系不夠清楚的梯形圖改畫后的梯形圖

第二節(jié)PLC基本編程電路

AND運(yùn)算電路

OR運(yùn)算例如：在鍋爐控制過(guò)程中，無(wú)論是水罐的壓力過(guò)高，還是水溫過(guò)高都要產(chǎn)生聲光報(bào)警。

AND電路，Y0接受X1和X2的AND運(yùn)算結(jié)果AND擴(kuò)展電路，Y0接受塊1和塊2的AND運(yùn)算結(jié)果

例如：只有當(dāng)設(shè)備的狀態(tài)為就緒狀態(tài)，并且按下“開(kāi)始”按扭，設(shè)備才能開(kāi)始工作。OR擴(kuò)展電路，Y1接受的是塊1和塊2的OR運(yùn)算結(jié)果

OR電路，Y1接受的是X1和X2的OR運(yùn)算結(jié)果

起動(dòng)和復(fù)位（停止）控制結(jié)構(gòu)

采用輸出繼電器的自鎖電路采用keep指令的自鎖電路

互鎖電路

互鎖電路用于不允許同時(shí)動(dòng)作的兩個(gè)繼電器的控制，如電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制。

互鎖控制電路

五、分頻電路

當(dāng)按下X0時(shí)，內(nèi)部繼電器R0接通一個(gè)掃描周期，輸出Y0接通。當(dāng)X0第二個(gè)脈沖到來(lái)時(shí)，內(nèi)部繼電器R1接通，常閉觸點(diǎn)R1打開(kāi)從而使Y0斷開(kāi)，如此反復(fù)，使Y0的頻率為X0頻率的一半。二分頻電路

六、時(shí)間控制電路時(shí)間電路主要用于延時(shí)、定時(shí)和計(jì)數(shù)控制等。時(shí)間控制電路既可以用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)也可以用其他方式實(shí)現(xiàn)。采用計(jì)數(shù)器的長(zhǎng)延時(shí)電路

經(jīng)過(guò)30×40分鐘后，計(jì)數(shù)器CT121有輸出，常開(kāi)接點(diǎn)C121閉合，輸出繼電器Y0接通。七、其他電路1、單脈沖電路單脈沖往往是信號(hào)發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生的，其寬度就是PLC掃描一遍用戶程序所需的時(shí)間，即一個(gè)掃描周期。在實(shí)際應(yīng)用中，常用單脈沖電路來(lái)控制系統(tǒng)的啟動(dòng)、復(fù)位、計(jì)數(shù)器的清零等。

用輸出繼電器編寫的單脈沖電路圖利用定時(shí)器編寫的單脈沖電路（R0每隔3秒產(chǎn)生一次脈沖，其脈寬為一個(gè)掃描周期）

2.分支電路

分支電路主要用于一個(gè)控制電路導(dǎo)致幾個(gè)輸出的情況。例如，開(kāi)動(dòng)吊車的同時(shí)打開(kāi)警示燈。下圖中，當(dāng)X0閉合后，線圈Y1、Y2同時(shí)得電。3、閃光電路

閃光電路是一種實(shí)用電路，既可以控制燈光的閃爍頻率，也可以控制燈光的通斷時(shí)間比，還可以控制其他負(fù)載，如電鈴、蜂鳴器等。下圖是兩個(gè)用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)的閃光電路。

閃光電路順序控制順序控制在各種控制系統(tǒng)中占有重要的位置。以小車往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制為例。小車初始狀態(tài)停在中間（行程開(kāi)關(guān)X0被壓下，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合），如圖所示。按下起動(dòng)按鈕（X3閉合），小車開(kāi)始按照?qǐng)D示方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，需要停止時(shí)，按下停止按鈕（X4閉合），小車運(yùn)行到中間位置時(shí)自動(dòng)停止。這里所有的按鈕和行程開(kāi)關(guān)均以常開(kāi)觸點(diǎn)連接到輸入繼電器的接線端。第8章PLC的設(shè)計(jì)原則及方法1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則（1）完全滿足被控對(duì)象的工藝要求。（2）在滿足控制要求和技術(shù)指標(biāo)的前提下，盡量使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。（3）控制系統(tǒng)要安全可靠。（4）在設(shè)計(jì)時(shí)要給控制系統(tǒng)的容量和功能預(yù)留一定的裕度，便于以后的調(diào)整和擴(kuò)充。2.設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）根據(jù)被控對(duì)象的特性及用戶的要求，擬定PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)條件和設(shè)計(jì)指標(biāo)，并寫出詳細(xì)的設(shè)計(jì)任務(wù)書，作為整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。（2）參考相關(guān)產(chǎn)品資料，選擇開(kāi)關(guān)種類、傳感器類型、電氣傳動(dòng)形式、繼電器/接觸器的容量以及電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（3）選擇PLC的型號(hào)及程序存儲(chǔ)器容量，確定各種模塊的數(shù)量。（4）繪制PLC的輸入/輸出端子接線圖。（5）設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的監(jiān)控程序。（6）輸入程序并調(diào)試，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書進(jìn)行測(cè)試，提交測(cè)試報(bào)告。（7）根據(jù)要求設(shè)計(jì)電氣柜、模擬顯示盤和非標(biāo)準(zhǔn)電器元部件。（8）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書和使用說(shuō)明書等設(shè)計(jì)文檔。PLC編程實(shí)例電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

利用PLC控制一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。要求：黃按鈕按下：電機(jī)正轉(zhuǎn)藍(lán)按鈕按下：電機(jī)反轉(zhuǎn)紅按鈕按下：電機(jī)停止PLC的I/O點(diǎn)的確定與分配

系統(tǒng)編程分析和實(shí)現(xiàn)

電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制PLC的I/O點(diǎn)分配表

PLC點(diǎn)名稱連接的外部設(shè)備功能說(shuō)明X0紅按鈕停止命令X1黃按鈕電機(jī)正轉(zhuǎn)命令X2藍(lán)按鈕電機(jī)反轉(zhuǎn)命令Y0正轉(zhuǎn)繼電器控制電機(jī)正轉(zhuǎn)Y1反轉(zhuǎn)繼電器控制電機(jī)反轉(zhuǎn)電機(jī)初步正轉(zhuǎn)控制電路

電機(jī)初步正反轉(zhuǎn)控制電路

系統(tǒng)要求電機(jī)不可以同時(shí)進(jìn)行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，如下圖所示利用互鎖電路可以實(shí)現(xiàn)。利用正轉(zhuǎn)按鈕來(lái)切斷反轉(zhuǎn)的控制通路；利用反轉(zhuǎn)按鈕來(lái)切斷正轉(zhuǎn)的控制通路。電機(jī)正反轉(zhuǎn)的互鎖電路電機(jī)正反轉(zhuǎn)的切換電路

當(dāng)按下紅按鈕時(shí)，無(wú)論在此之前電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)如何，都停止電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。

利用紅色按鈕同時(shí)切斷正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的控制通路。電機(jī)正反轉(zhuǎn)的最終控制程序

二、有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)，按下啟動(dòng)按鈕SB1后，M1啟動(dòng)，延時(shí)30秒后，M2啟動(dòng)，延時(shí)40秒后，M3啟動(dòng)，運(yùn)行30分鐘后，三臺(tái)電動(dòng)機(jī)全部停車，在運(yùn)行過(guò)程中按下停止按鈕SB2三臺(tái)電動(dòng)機(jī)全部停車，試用PLC設(shè)計(jì)其控制程序。輸入輸出啟動(dòng)按鈕SB1X0M1電動(dòng)機(jī)Y0停止按鈕SB2X1M2電動(dòng)機(jī)Y1M3電動(dòng)機(jī)Y2三、多臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)與逆序停止控制

某工業(yè)控制中有4臺(tái)電動(dòng)機(jī)，要求按規(guī)定的時(shí)間順序啟動(dòng)，逆序關(guān)斷。啟動(dòng)和關(guān)斷用同一個(gè)按鈕控制。啟動(dòng)時(shí)每隔15秒啟動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，直到4臺(tái)電動(dòng)機(jī)全部啟動(dòng)運(yùn)行。關(guān)斷時(shí)按逆序進(jìn)行，每隔20秒停一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，直到4臺(tái)電動(dòng)機(jī)全都停止。4臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)與逆序停止控制的時(shí)序如下圖所示。

根據(jù)控制要求，系統(tǒng)共需5個(gè)I/O點(diǎn)：一個(gè)輸入點(diǎn)和4個(gè)輸出點(diǎn)。I/O點(diǎn)的分配如下表所示。PLC點(diǎn)名稱連接的外部設(shè)備功能說(shuō)明X0啟動(dòng)和停止開(kāi)關(guān)啟停控制Y0第1臺(tái)電動(dòng)機(jī)的接觸器KM1控制第1臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟停Y1第2臺(tái)電動(dòng)機(jī)的接觸器KM2控制第2臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟停Y2第3臺(tái)電動(dòng)機(jī)的接觸器KM3控制第3臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟停Y3第4臺(tái)電動(dòng)機(jī)的接觸器KM4控制第4臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟停4臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)與逆序停止控制的I/O點(diǎn)分配表

由于4臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止都要按著一定的時(shí)間間隔順序執(zhí)行，可以采用步進(jìn)指令并結(jié)合定時(shí)器進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。又因?yàn)閱?dòng)和停止這兩級(jí)程序中都要對(duì)同一輸出繼電器進(jìn)行控制，因此，不能采用OT指令，而采用了SET和RST指令，以滿足對(duì)同一輸出繼電器的重復(fù)操作。梯形圖程序如左圖所示。四、設(shè)備順序啟動(dòng)-循環(huán)控制

設(shè)某工件加工過(guò)程共需4道工序36秒才能完成。工件加工過(guò)程的時(shí)序如下圖所示。4道工序的加工設(shè)備分別由輸出繼電器Y0、Y1、Y2和Y3啟動(dòng)。當(dāng)閉合運(yùn)行控制開(kāi)關(guān)X0后，輸出繼電器Y0接通，延時(shí)6s后，Y1接通，同時(shí)關(guān)斷Y0；再延時(shí)8s后，Y2接通，同時(shí)關(guān)斷Y1；又延時(shí)10s后，最后Y3接通，同時(shí)關(guān)斷Y2；Y3接通并保持12s后，Y0又接通，同時(shí)Y3關(guān)斷。可見(jiàn)該工件的加工控制是順序控制，當(dāng)?shù)?道工序加工完畢后，又回到第一道工序重新執(zhí)行，以后周而復(fù)始。這里X0為一自鎖按鈕，X0為ON時(shí)，啟動(dòng)并運(yùn)行；X0為OFF時(shí)停機(jī)。試編寫該工件的加工程序。某工件加工過(guò)程時(shí)序圖PLC點(diǎn)名稱連接的外部設(shè)備功能說(shuō)明X0自鎖按鈕控制開(kāi)關(guān)Y0控制繼電器1工序1Y1控制繼電器2工序2Y2控制繼電器3工序3Y3控制繼電器4工序4某工件加工PLC控制的I/O點(diǎn)分配表

控制系統(tǒng)共需5個(gè)I/O點(diǎn)：一個(gè)輸入點(diǎn)和4個(gè)輸出點(diǎn)。根據(jù)題意和加工過(guò)程時(shí)序圖，本例給出了三種不同的編程方法。方法1：

上圖利用4個(gè)定時(shí)器的串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)4道工序的分級(jí)定時(shí)控制。一個(gè)循環(huán)內(nèi)總的控制時(shí)間為6s+8s+10s+12s=36s。當(dāng)X0閉合時(shí)，通過(guò)定時(shí)器的通斷依次啟動(dòng)下一道工序同時(shí)關(guān)閉上一道工序，循環(huán)往復(fù)，直至X0斷開(kāi)，停止運(yùn)行。方法2：

上圖是利用1個(gè)定時(shí)器結(jié)合比較指令實(shí)現(xiàn)的。用1個(gè)定時(shí)器設(shè)置全過(guò)程時(shí)間，并用3條比較指令來(lái)判斷和啟動(dòng)各道工序。定時(shí)器的預(yù)定值為總加工時(shí)間36秒(K360)，當(dāng)X0閉合后，Y0通電，進(jìn)行第一道工序，6秒后其經(jīng)過(guò)值寄存器EV的值減為K300，Y1通電，啟動(dòng)第二道工序，同時(shí)停止第一道工序。依次類推。圖中每個(gè)輸出支路都串聯(lián)了運(yùn)行控制開(kāi)關(guān)X0，以便隨時(shí)停止每道工序的加工。方法3：

上圖是利用1個(gè)計(jì)數(shù)器結(jié)合比較指令實(shí)現(xiàn)的。不過(guò)使用計(jì)數(shù)器時(shí)必須結(jié)合時(shí)鐘脈沖繼電器，這里借助于0.1秒時(shí)鐘脈沖繼電器進(jìn)行定時(shí)控制，再結(jié)合比較指令，進(jìn)行順序和循環(huán)控制，以完成工件的加工。五、房間燈的控制現(xiàn)在一些賓館和家庭客廳中的裝飾燈，是利用一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的控制組合。例如，房間內(nèi)有1，2，3號(hào)三個(gè)燈按動(dòng)一下開(kāi)關(guān)，三個(gè)燈全亮；再按一下，1，3號(hào)燈亮，2號(hào)滅；再按一下，2號(hào)燈亮，1，3號(hào)滅；再按一下全部滅。

此控制是利用按動(dòng)開(kāi)關(guān)次數(shù)來(lái)控制各個(gè)燈的亮、滅，故可以用計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)式順序控制。

房間燈控制PLC的I/O點(diǎn)分配表

PLC點(diǎn)名稱連接的外部設(shè)備功能說(shuō)明X0按鈕開(kāi)關(guān)命令Y1控制繼電器1控制1號(hào)燈亮滅Y2控制繼電器2控制2號(hào)燈亮滅Y3控制繼電器3控制3號(hào)燈亮滅

房間燈計(jì)數(shù)式順序控制程序

這里使用R9013是程序初始化的需要。一進(jìn)入程序，就把十進(jìn)制數(shù)3賦給SV100。從這以后R9013就不起作用了。

在程序中使用微分指令是使X0具有非自鎖按鈕的作用。

初始狀態(tài)：

EV100=3，R3通→Y1、Y2、Y3不通，3個(gè)燈全滅；

第一次接通X0：EV100=2，R2通→Y1、Y2、Y3全通，3個(gè)燈全亮；

第二次接通X0：EV100=1，R1通→Y1和Y3通，Y2斷，故2號(hào)滅，1號(hào)和3號(hào)燈亮；

第三次接通X0：EV100=0，R0通→Y2通，