電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)(第2版)課件：PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例

PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目的：學(xué)習(xí)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，提高實(shí)際應(yīng)用的能力。學(xué)習(xí)內(nèi)容：綜合PLC硬件及軟件知識(shí)，聯(lián)系工業(yè)控制的實(shí)際，介紹小型PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法.學(xué)習(xí)要求

:（1）了解PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟。（2）掌握PLC控制系統(tǒng)硬件配置的方法。（3）掌握PLC應(yīng)用程序設(shè)計(jì)方法及其設(shè)計(jì)技巧。（4）結(jié)合工業(yè)控制中的應(yīng)用實(shí)例的設(shè)計(jì)，提高實(shí)際應(yīng)用能力。

目錄PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟PLC控制系統(tǒng)的硬件配置PLC控制系統(tǒng)梯形圖程序的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法順序功能圖法順序控制梯形圖的設(shè)計(jì)方法PLC在工業(yè)控制系統(tǒng)中的典型應(yīng)用實(shí)例9.1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)步驟最大限度地滿(mǎn)足被控對(duì)象對(duì)生產(chǎn)工藝的要求力求控制系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)應(yīng)考慮控制規(guī)模的發(fā)展和工藝的改進(jìn)一、設(shè)計(jì)原則

分析控制對(duì)象、明確設(shè)計(jì)任務(wù)和要求是整個(gè)設(shè)計(jì)的依據(jù)選定PLC的型號(hào)及所需的輸入/輸出模塊，對(duì)控制系統(tǒng)的硬件進(jìn)行配置編制PLC的輸入/輸出分配表和繪制輸入/輸出端子接線圖根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求編寫(xiě)軟件規(guī)格要求說(shuō)明書(shū)，然后再用相應(yīng)的編程語(yǔ)言(常用梯形圖)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)操作臺(tái)、電氣柜，選擇所需的電氣元件編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和操作使用說(shuō)明書(shū)二、設(shè)計(jì)內(nèi)容

三、設(shè)計(jì)步驟

PLC機(jī)型的選擇開(kāi)關(guān)量I/O模塊的選擇模擬量I/O模塊的選擇智能模塊的選擇9.2PLC控制系統(tǒng)的硬件配置一、PLC機(jī)型的選擇

性能與任務(wù)相適應(yīng)PLC的處理速度應(yīng)滿(mǎn)足實(shí)時(shí)控制的要求PLC機(jī)型盡可能統(tǒng)一指令系統(tǒng)1.性能與任務(wù)相適應(yīng)

對(duì)控制速度要求不高的開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)，選用小型PLC，如西門(mén)子公司的S7-200SMARTPLC、S7-1200PLC，三菱公司的FX2N系列對(duì)于以開(kāi)關(guān)量控制為主，帶有部分模擬量控制的應(yīng)用系統(tǒng)，應(yīng)選用帶有A/D轉(zhuǎn)換的模擬量輸入模塊和帶D/A轉(zhuǎn)換的模擬輸出模塊，配接相應(yīng)的傳感器、變送器和驅(qū)動(dòng)裝置，并且選擇運(yùn)算功能較強(qiáng)的小型PLC。

歐姆龍公司的CQM型PLC、西門(mén)子公司的S7-200SMARTPLC、S7-1200PLC在進(jìn)行小型數(shù)字、模擬混合系統(tǒng)控制時(shí)具有較高的性能價(jià)格比，實(shí)施起來(lái)也較為方便。對(duì)于比較復(fù)雜、控制功能要求較高的應(yīng)用系統(tǒng)，如需要PID調(diào)節(jié)、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能時(shí)，可選用中、大型PLC，如西門(mén)子公司的S7-1500、羅克韋爾公司CompactLogix系列等。備用量25%1.性能與任務(wù)相適應(yīng)——存儲(chǔ)器容量估算開(kāi)關(guān)量輸入元件：10~20字節(jié)/點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出元件：5~10字節(jié)/點(diǎn)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：2字節(jié)/個(gè)模擬量：100~150字節(jié)/通道通信接口：300字節(jié)以上/接口25%左右的備用量選擇CPU速度比較快的PLC，使執(zhí)行一條基本指令的時(shí)間不超過(guò)0.5μs優(yōu)化應(yīng)用軟件，縮短掃描周期采用高速響應(yīng)模塊，其響應(yīng)的時(shí)間不受PLC周期的影響，而只取決于硬件的延時(shí)2.提高PLC快速響應(yīng)的幾點(diǎn)措施3.PLC結(jié)構(gòu)合理、機(jī)型統(tǒng)一整體式結(jié)構(gòu)：?jiǎn)螜C(jī)小型控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)單、緊湊）模塊式結(jié)構(gòu)：控制規(guī)模較大的系統(tǒng)（組態(tài)靈活、易于擴(kuò)充）疊裝式結(jié)構(gòu)：中小型控制系統(tǒng)（綜合了整體式、模塊式的優(yōu)點(diǎn)）

機(jī)型統(tǒng)一，模塊通用性好，減少備件量，利于編程、維修、擴(kuò)展.

4.指令系統(tǒng)在選擇機(jī)型時(shí)，從指令方面應(yīng)注意下述內(nèi)容：1)指令系統(tǒng)的總語(yǔ)句數(shù)。

2)指令系統(tǒng)種類(lèi)。

3)指令系統(tǒng)的表達(dá)方式。

4)應(yīng)用軟件的程序結(jié)構(gòu)。二、開(kāi)關(guān)量I/O模塊的選擇

開(kāi)關(guān)量輸入模塊的選擇開(kāi)關(guān)量輸出模塊的選擇1.開(kāi)關(guān)量輸入模塊的選擇選擇工作電壓等級(jí)

選擇模塊密度

門(mén)坎電平

備用輸入點(diǎn)的設(shè)計(jì)

1）選擇工作電壓等級(jí)

選擇依據(jù)：

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)元件與模塊之間的距離來(lái)選擇。距離較遠(yuǎn)時(shí)選用較高電壓的模塊來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性，以免信號(hào)衰減后造成誤差。距離較近時(shí)選擇電壓等級(jí)低的模塊.選擇依據(jù)：分散在各處輸入信號(hào)的多少和信號(hào)動(dòng)作的時(shí)間為便于安裝、調(diào)試，按就近原則安排輸入信號(hào)常選用8點(diǎn)、16點(diǎn)的輸入模塊；對(duì)于高密度輸入模塊(32/64點(diǎn))，同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)不超過(guò)模塊總點(diǎn)數(shù)的60%(視輸入電壓、環(huán)境溫度而定）2）選擇模塊密度3）門(mén)坎電平必要性：為了提高控制系統(tǒng)的可靠性，必須考慮門(mén)坎電平的大小門(mén)坎電平：指接通電平和關(guān)門(mén)電平的差值。門(mén)坎電平值越大：抗干擾能力越強(qiáng)傳輸距離也就越遠(yuǎn)4）備用輸入點(diǎn)的設(shè)計(jì)

備用輸入點(diǎn)應(yīng)分散到各模塊（組）上，例如每8點(diǎn)留一個(gè)備用點(diǎn).發(fā)生故障時(shí)，用備用點(diǎn)替換故障點(diǎn)，方便地、迅速地處理故障。

2.開(kāi)關(guān)量輸出模塊的選擇輸出方式的選擇輸出電流的選擇1）輸出方式的選擇繼電器輸出方式：（繼電器輸出方式價(jià)格便宜，使用電壓范圍廣，導(dǎo)通壓降小，承受瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng)，且有隔離作用。但繼電器有觸點(diǎn)，壽命較短，且響應(yīng)速度較慢，適用于動(dòng)作不頻繁的交直流負(fù)載。當(dāng)驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)，最大開(kāi)閉頻率不得超過(guò)1Hz。固態(tài)MOSFET輸出方式(源型)：屬于無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出，使用壽命長(zhǎng)，適用于通斷頻繁的感性負(fù)載。2）輸出電流的選擇輸出電流必須大于負(fù)載（電阻性負(fù)載）電流的額定值對(duì)于電容性負(fù)載、熱敏電阻負(fù)載，考慮到接通時(shí)有沖擊電流，要留有足夠的余量。如果負(fù)載電流較大，輸出模塊不能直接驅(qū)動(dòng)時(shí)，應(yīng)增加中間放大環(huán)節(jié)（用中間繼電器）。注意同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)的電流累計(jì)值必須小于公共端所允許通過(guò)的電流值。3）輸出端的短路保護(hù)

為防止負(fù)載短路而燒壞PLC的輸出模塊，輸出回路必須外加熔斷器作短路保護(hù)。繼電器輸出方式

選用普通熔斷器固態(tài)MOSFET輸出方式(源型)選用快速熔斷器

三、模擬量I/O模塊的選擇

模擬量輸入模塊的選擇模擬量輸出模塊的選擇1.模擬量輸入模塊的選擇模擬量的輸入：電壓信號(hào)或電流信號(hào)電壓信號(hào):±2.5V、±5V、±10V（雙極性）

電流信號(hào):0~20mA注意：與現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)信號(hào)范圍相對(duì)應(yīng)，分辨率、輸入精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間等參數(shù)應(yīng)符合系統(tǒng)要求，在應(yīng)用中要注意抗干擾措施。2.模擬量輸出模塊的選擇模擬量的輸出：電壓輸出或電流輸出電壓輸出:±10V（雙極性）

電流輸出:

0~20mA注意：一般的模擬量輸出模塊都同時(shí)具有這兩種輸出類(lèi)型，只是在與負(fù)載連接時(shí)接線方式不同、模擬量輸出模塊還有不同的輸出功率，在使用時(shí)要根據(jù)負(fù)載情況選擇、模擬量輸出模塊的輸出精度、分辨率、抗干擾措施等都與模擬量輸入模塊的情況類(lèi)似。

根據(jù)實(shí)際需要選擇PROFIBUS-DP模塊（EMDP01）熱電阻模塊（EMAR02、EMAR04）熱電偶模塊（EMA04）電池信號(hào)板（SBBA01）RS485/232信號(hào)板（SBCM01）電源模塊（PM2073A、PM2075A）

四、其他模塊的選擇

9.3PLC控制系統(tǒng)梯形圖程序的設(shè)計(jì)

程序設(shè)計(jì)時(shí)注意事項(xiàng)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)方法程序設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的五個(gè)問(wèn)題系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)分配I/O編號(hào)設(shè)計(jì)應(yīng)用程序程序調(diào)試和修改編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)一、程序設(shè)計(jì)時(shí)注意事項(xiàng)

1．系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)對(duì)于較復(fù)雜的系統(tǒng)，先設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖

自來(lái)水廠的系統(tǒng)框圖

根據(jù)工藝要求，繪制出各功能單元的詳細(xì)功能框圖（例順序功能圖）功能框圖是編程的主要依據(jù)，要盡可能地詳細(xì)，以便對(duì)全部控制功能有一個(gè)整體概念。2.分配I/O編號(hào)編寫(xiě)程序前應(yīng)給每一個(gè)輸入/輸出信號(hào)分配相應(yīng)的地址；給出每個(gè)地址對(duì)應(yīng)的信號(hào)的含義、名稱(chēng)并列成表。輸入信號(hào)輸出信號(hào)啟動(dòng)按鈕SB1I0.1南北紅燈HL1、HL2Q0.0南北綠燈HL3、HL4Q0.4

停止按鈕SB2I0.2南北黃燈HL5、HL6Q0.5東西紅燈HL7、HL8Q0.3

東西綠燈HL9、HL10Q0.1

東西黃燈HL11、HL12Q0.22.分配I/O編號(hào)編寫(xiě)程序前應(yīng)給每一個(gè)輸入/輸出信號(hào)分配相應(yīng)的地址；給出每個(gè)地址對(duì)應(yīng)的信號(hào)的含義、名稱(chēng)并列成表。3．設(shè)計(jì)應(yīng)用程序根據(jù)功能框圖（例順序功能圖）逐條地設(shè)計(jì)應(yīng)用程序，這是整個(gè)程序設(shè)計(jì)工作的核心部分；在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以借鑒現(xiàn)成的典型控制環(huán)節(jié)的程序；編寫(xiě)程序過(guò)程中要及時(shí)注釋。4．程序調(diào)試和修改是整個(gè)程序設(shè)計(jì)工作中一項(xiàng)很重要的工作，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除程序中的錯(cuò)誤和缺陷確保系統(tǒng)在各種正常和異常的情況下都能作出正確的響應(yīng)。經(jīng)室內(nèi)調(diào)試、排錯(cuò)、修改、模擬運(yùn)行并確認(rèn)無(wú)誤后再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試進(jìn)一步察看系統(tǒng)的整體效果，尤其要注意系統(tǒng)的抗干擾能力。5．編寫(xiě)程序說(shuō)明書(shū)程序說(shuō)明書(shū)包括程序設(shè)計(jì)的依據(jù)程序的基本結(jié)構(gòu)各功能單元分析使用的公式和原理各參數(shù)的來(lái)源和運(yùn)算過(guò)程程序調(diào)試情況······整個(gè)程序設(shè)計(jì)工作的總結(jié)及綜合說(shuō)明便于程序的使用者和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員使用它是程序文件的組成部分二、應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)方法

正確選擇能反映生產(chǎn)過(guò)程的變化參數(shù)作為控制參量進(jìn)行控制正確處理各執(zhí)行電器、各編程元件之間的互相制約、互相配合的關(guān)系，即聯(lián)鎖關(guān)系常用的設(shè)計(jì)方法:經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法順序功能圖法程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵：（一）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的具體要求，憑經(jīng)驗(yàn)選擇基本環(huán)節(jié)，并把它們有機(jī)地組合起來(lái)。依據(jù)：經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的應(yīng)用對(duì)于簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法進(jìn)行設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單、易行，可以收到明顯的效果;對(duì)于一些舊設(shè)備的改造也常采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，借鑒原設(shè)備繼電器控制電路圖，并綜合考慮PLC的特點(diǎn).經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法編程方法

0-11-11-0編程方法：三要素法聯(lián)鎖制約啟動(dòng)信號(hào)（SB、SQ）、內(nèi)部邏輯信號(hào)T、C……自鎖、置位停止信號(hào)（SB、SQ）、內(nèi)部邏輯信號(hào)T、C……正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)KM降壓?jiǎn)?dòng)（星三角、串自耦變壓器）制動(dòng)通過(guò)三要素法搭建程序框架，再由連鎖制約關(guān)系完善程序。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法編程舉例——運(yùn)料小車(chē)運(yùn)行示意圖I/O接線圖主電路分析：三要素聯(lián)鎖制約聯(lián)鎖制約0-11-11-0T37T38續(xù)前頁(yè)CASE2:P64(NO.20）機(jī)床電機(jī)控制(a)主電路(b)I/O端子接線圖1LI0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.61MQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6S7-200PLCSB1SB2SB3SB4SB5SB6FR1FR2KM1KM2KM3KM3KM2KSnKM4KM5I0.0()M1.0I0.1I0.3Q0.1T38TONINPT100()Q0.5T38I0.5Q0.4I0.41M1.0T37TONINPTt2()Q0.3Q0.2M1.0T374T33TONINPTT37505()Q0.4I0.6Q0.1789CASE2:3()Q0.1M1.0Q0.3Q0.1Q0.5()Q0.2T33Q0.36M1.0I0.2多地點(diǎn)控制(R)M1.01Q0.5I0.0(R)Q0.13I0.2停止方案二總結(jié)：經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的特點(diǎn)設(shè)計(jì)方法不規(guī)范，具有一定的試探性和隨意性;設(shè)計(jì)出的程序不是唯一的，其質(zhì)量與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有關(guān);對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，由于聯(lián)鎖關(guān)系復(fù)雜，難于掌握，且設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)，設(shè)計(jì)出的程序可讀性差，使用、維護(hù)不便.順序控制：是使生產(chǎn)過(guò)程按生產(chǎn)工藝預(yù)先安排的順序，自動(dòng)地進(jìn)行生產(chǎn)的控制方式。順序控制系統(tǒng)：系統(tǒng)可以分解成幾個(gè)獨(dú)立的控制動(dòng)作，且這些動(dòng)作必須嚴(yán)格按照一定的先后次序執(zhí)行才能保證生產(chǎn)過(guò)程的正常運(yùn)行。順序功能圖法：針對(duì)順序控制系統(tǒng)的一種專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)方法。（二）順序功能圖法順序功能圖順序功能圖（SequenceFunctionChart,SFC）是IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的用于順序控制的標(biāo)準(zhǔn)化語(yǔ)言。順序功能圖主要由步、有向連線、轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換條件及動(dòng)作（或命令）等五個(gè)要素組成。Initialstep表達(dá)準(zhǔn)確、條理清晰、規(guī)范、簡(jiǎn)潔是設(shè)計(jì)PLC的順序控制程序的重要工具。

順序功能圖順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)

依據(jù)步之間的進(jìn)展形式，順序功能圖有以下幾種基本結(jié)構(gòu)：

單序列結(jié)構(gòu)并行序列的分支與合并

(b)合并 (a)分支選擇序列的分支與合并將系統(tǒng)的一個(gè)工作周期劃分為若干個(gè)順序相連的階段，這些階段稱(chēng)為步（Step），并用編程元件（S或M）來(lái)代表各步；用轉(zhuǎn)換條件控制代表各步的編程元件（S或M），讓它們的狀態(tài)按一定的順序變化；用代表各步的編程元件（S或M

）去控制PLC的輸出位。M0.2運(yùn)行M0.3運(yùn)行M0.1運(yùn)行并保持順序功能圖的基本思想步是根據(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，但相鄰的兩步狀態(tài)是不同的。步的轉(zhuǎn)換條件：外部輸入信號(hào)，內(nèi)部信號(hào)。關(guān)鍵：步的劃分動(dòng)作或命令順序功能圖的關(guān)鍵例：步的劃分步的劃分舉例置位、復(fù)位指令SET、RESET（S、R）順序控制繼電器指令SequenceControlRelay（SCR）)起-保-停（自學(xué)）······Programinstructions：9.4

順序控制梯形圖的設(shè)計(jì)方法用編程元件（M）來(lái)代表各步；用轉(zhuǎn)換條件控制代表各步的編程元件（M

），讓它們的狀態(tài)按一定的順序變化；用代表各步編程元件（M）去控制PLC的輸出位。1.置位、復(fù)位（S、R）指令I(lǐng)0.1I0.2使用以轉(zhuǎn)換為中心控制步S/RSTRUCTION（以轉(zhuǎn)換為中心）M0.1I0.1(S)M0.21(R)M0.11M0.1M0.2M0.3采用S、R指令編程的結(jié)構(gòu)采用S、R指令編程的結(jié)構(gòu)M0.0I0.1(S)M0.11(R)M0.01Network2SM0.1(S)M0.01Network1Network3M0.1T37TONINPT300T37(S)M0.21(R)M0.11Network4M0.1M0.1T37(S)M0.21(R)M0.11T37TONINPT300Network3S/RSTRUCTION用代表各步編程元件（M）去控制PLC的輸出位。M0.1()Q0.11M0.2()Q0.2M0.3()Q0.3存儲(chǔ)型動(dòng)作或命令SSS/RSTRUCTION采用S、R指令編程的結(jié)構(gòu)()Q0.11RM0.0I0.0I0.1I0.2單序列結(jié)構(gòu)液壓進(jìn)給裝置運(yùn)動(dòng)示意圖ONOFFOFFI0.3液壓油缸Q0.0控制開(kāi)關(guān)（轉(zhuǎn)換條件）限位開(kāi)關(guān)SQ2限位開(kāi)關(guān)SQ1限位開(kāi)關(guān)SQ0起動(dòng)按鈕SB1

Case1:液壓進(jìn)給裝置運(yùn)動(dòng)控制Q0.1電磁閥KY1電磁閥KY0順序功能圖法舉例I0.0I0.1I0.2單序列結(jié)構(gòu)液壓進(jìn)給裝置運(yùn)動(dòng)示意圖Q0.0ONONON動(dòng)作演示Q0.1初始狀態(tài)：油缸桿置右端，限位開(kāi)關(guān)I0.2為ON。1.按下啟動(dòng)按鈕I0.3，Q0.0為ON，左行。2.碰到限位開(kāi)關(guān)I0.1時(shí)，Q0.1為ON，右行。3.碰到限位開(kāi)關(guān)I0.2時(shí)，Q0.0為ON，左行。4.碰到限位開(kāi)關(guān)I0.0時(shí)，Q0.1為ON，右行。5.碰到限位開(kāi)關(guān)I0.2時(shí)，停止。I0.3M0.0M0.1M0.2M0.3M0.4M0.0順序功能圖法舉例單序列結(jié)構(gòu)順序功能圖SM0.1M0.1M0.2M0.3M0.4I0.3I0.1I0.2I0.0I0.2Q0.0Q0.1Q0.0Q0.1左行右行右行左行M0.0初始步起動(dòng)初始狀態(tài)：油缸桿置右端，開(kāi)關(guān)I0.2為ON,輔助繼電器M0為ON。1.按下啟動(dòng)按鈕I0.3,開(kāi)關(guān)Y0、M0.1為ON，左行。2.碰到限位開(kāi)關(guān)I0.1時(shí)，M0.2、Y1為ON，右行。3.碰到限位開(kāi)關(guān)I0.2時(shí)，M0.3、Y0為ON，左行。4.碰到限位開(kāi)關(guān)I0.0時(shí)，M0.4、Y1為ON，右行。5.碰到限位開(kāi)關(guān)I0.2時(shí)，停止。順序功能圖法舉例Case2

TraficLightControl交通信號(hào)燈設(shè)置示意圖

控制要求

交通信號(hào)燈時(shí)序圖

I/O分配表及I/O接線圖

程序設(shè)計(jì)

順序功能圖法舉例交通信號(hào)燈設(shè)置示意圖

ControlRequirements控制要求1.啟動(dòng)后，南北向紅燈、東西向綠燈同時(shí)亮2.東西向：綠燈亮25s→閃爍3次（1s/次）→黃燈亮2s→紅燈亮30s→綠燈亮······→停止南北向：紅燈亮30s→綠燈亮25s→閃爍3次（1s/次）→黃燈亮2s→紅燈亮······→停止順序功能圖法舉例TraficLightTimingDiagram（時(shí)序圖）順序功能圖法舉例閃爍3次T33T37T340.5’’南北綠南北黃25’’2’’23C2010M0.1M0.2M0.3M0.4M0.2M0.3T33Q0.1T37T34C20·T340.5’’TraficLightTimingDiagram（時(shí)序圖）順序功能圖法舉例順序功能圖并行、選擇序列2.SCR指令編程

深孔鉆削時(shí)，為利于鉆頭排屑和冷卻，需要周期性地從工件中退出鉆頭，同時(shí)需帶有點(diǎn)動(dòng)調(diào)整功能。起始位置SQ1被壓例：深孔鉆組合機(jī)床系統(tǒng)配置

(1)I/O點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)輸入8點(diǎn)（SB1~SB4、SQ1、SQ3~SQ5）輸出2點(diǎn)（KM0.1、KM0.2）(2)估算PLC用戶(hù)程序長(zhǎng)度

I/O總點(diǎn)數(shù)的（10~20）倍，大約200字節(jié)選用S7-200CPU222AC/DC/繼電器PLCS7-200CPU222單機(jī)集成8輸入/6輸出共14個(gè)I/O點(diǎn)選用AC/DC/繼電器主機(jī)構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的單機(jī)控制系統(tǒng)（3）機(jī)型選擇I/O分配表

I/O分配表

I/O接線圖互鎖過(guò)載保護(hù)反向點(diǎn)動(dòng)正向點(diǎn)動(dòng)原始ABC順序功能圖與編程分析

順序功能圖Q0.1主電路Q(chēng)0.2Q0.1Q0.2Q0.1Q0.2M0.1M0.2M0.3M0.4M0.5M0.6(五)由順序功能圖設(shè)計(jì)出的深孔鉆組合機(jī)床梯形圖

步1和步2對(duì)應(yīng)的梯形圖步3、步4的梯形圖步5、步6的梯形圖點(diǎn)動(dòng)調(diào)整程序與自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行互鎖I0.5I0.6電機(jī)正、反轉(zhuǎn)延遲切換的程序M0.1.1M0.1.2避免換相時(shí)的短路故障，減少換相對(duì)電動(dòng)機(jī)的沖擊，采用換相延時(shí)功能。停止程序用復(fù)位指令實(shí)現(xiàn)的停止功能程序常放置在程序段的末尾。鉆頭進(jìn)刀和退刀是由電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的，電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)切換是使用兩個(gè)接觸器KM0.1（正轉(zhuǎn)）、KM0.2（反轉(zhuǎn)）切換三相電源中的任意兩相。防止由于電源換相所引起的短路事故，減少換相對(duì)電機(jī)的沖擊，軟件上采用了換相延時(shí)措施，梯形圖中的T37、T38的延時(shí)時(shí)間應(yīng)設(shè)在0.5s內(nèi)。同時(shí)在硬件電路上也采取了互鎖措施。I/O接線圖中的FR用于過(guò)載保護(hù)。為便于調(diào)整，程序中備有點(diǎn)動(dòng)控制功能。注意二、四臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟、?？刂?/p>

啟動(dòng)順序：M0.1→M0.2→M0.3→M0.4

時(shí)間間隔為1分鐘停車(chē)順序：M0.4→M0.3→M0.2→M0.1

時(shí)間間隔為30秒四臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)和順序停車(chē)I/O分配表選用S7-200CPU222AC/DC/繼電器PLCI/O接線圖畫(huà)

出

順

序

功

能

圖

設(shè)

計(jì)

梯

形

圖

程序結(jié)構(gòu)M0.0=1，順序啟動(dòng)M0.1=1，順序停車(chē)

系統(tǒng)清零、啟動(dòng)、停止程序順序啟動(dòng)程序

移位寄存器

正向移位順序停止程序

移位寄存器反向移位M0.0=1，順序啟動(dòng)M0.1=1，順序停車(chē)

順序啟動(dòng)程序順序停止程序推而廣之具有多種工作方式的順序控制設(shè)計(jì)方法工作方式手動(dòng)自動(dòng)連續(xù)單周期步進(jìn)自動(dòng)返回（回原點(diǎn)）程序結(jié)構(gòu)主程序+子程序子程序1（手動(dòng)）子程序2（自動(dòng)——按順序從原點(diǎn)位置執(zhí)行）子程序3（回原點(diǎn)）機(jī)械手工作示意圖工作過(guò)程：手臂下降-夾緊-上升-右行機(jī)械手的全部動(dòng)作由氣缸驅(qū)動(dòng)（電磁閥控制）。其中，上升/下降和左移/右移分別由雙線圈的兩位電磁閥控制。機(jī)械手控制

外部接線圖操作面板手動(dòng)操作按鈕手動(dòng)工作程序回原點(diǎn)工作程序順序功能圖法：1.在順序功能圖中，步之間沒(méi)有重疊。這使系統(tǒng)中大量復(fù)雜的聯(lián)鎖關(guān)系在步的轉(zhuǎn)換中得以解決。2.對(duì)于每一步的程序段，只需處理極其簡(jiǎn)單的邏輯關(guān)系。3.編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)，規(guī)律性強(qiáng)。4.設(shè)計(jì)出的控制程序結(jié)構(gòu)清晰、可讀性好；調(diào)試、運(yùn)行方便。優(yōu)點(diǎn)：4．合理接入輸入信號(hào)的觸點(diǎn)從設(shè)備的可靠性、安全性角度考慮故障斷線時(shí)，設(shè)備應(yīng)向著安全狀態(tài)發(fā)展。

停止按鈕

啟動(dòng)按鈕

本書(shū)前面章節(jié)各圖均按常開(kāi)觸點(diǎn)接入處理

四、程序設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

1．先編制I/O分配表，后設(shè)計(jì)梯形圖2．合理排列梯形圖，使輸入、輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象不影響實(shí)際響應(yīng)速度。

3．一個(gè)發(fā)信元件只能占一個(gè)輸入地址編號(hào)故障斷線時(shí)，設(shè)備狀態(tài)

111啟動(dòng)

停止

000故障斷線

斷線：0停不了??？合理接入

111啟動(dòng)

斷線：0停止

000故障斷線停車(chē)！5．重大安全部分不接入PLC的輸入端接至PLC的輸出端子上緊急停車(chē)按鈕熱繼電器控制觸點(diǎn)互鎖觸點(diǎn)緊急限位開(kāi)關(guān)閉鎖按鈕

輸出端子6．應(yīng)保證有效輸入信號(hào)的電平保持時(shí)間

周期循環(huán)的掃描方式采用集中采樣、集中輸出的形式設(shè)置脈沖捕捉功能大于一個(gè)掃描周期7．電平有效跳變有效

區(qū)別電平有效跳變有效

8．由電氣圖轉(zhuǎn)換為梯形圖時(shí)

應(yīng)注意的問(wèn)題

改造舊設(shè)備時(shí)，可借鑒原電路圖先斷后合型狀態(tài)的轉(zhuǎn)換9.5PLC在工業(yè)控制系統(tǒng)中的典型應(yīng)用實(shí)例9.5.1

節(jié)日彩燈的PLC控制9.5.2恒溫控制9.5.3基于增量式旋轉(zhuǎn)編碼器和PLC高速計(jì)

數(shù)器的轉(zhuǎn)速測(cè)量9.5.4室內(nèi)游泳池水處理系統(tǒng)PLC控制9.5.1節(jié)日彩燈的PLC控制1.彩燈閃爍一般控制方法——環(huán)形分配器原理2.環(huán)形分配器法編程3.彩燈“花式”節(jié)拍輸出分配表程序節(jié)日彩燈控制程序9.5.2恒溫控制1.恒溫控制的基本思路9.5.2恒溫控制2.數(shù)據(jù)的變化和處理1)數(shù)據(jù)輸入變化過(guò)程2)控制量輸出變化過(guò)程9.5.2恒溫控制3.梯形圖程序設(shè)計(jì)1)主程序(MAIM)2)子程序0(SBR0)3)子程序1(SBR1)4)中斷0(INT0)主程序子程序9.5.3基于增量式旋轉(zhuǎn)編碼器和PLC高速計(jì)數(shù)器的轉(zhuǎn)速測(cè)量1.增量旋編與S7-200SMART的連接1)增量旋編與PLC的選型一相輸出，每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為1024的增量旋編。西門(mén)子S7-200SMARTCPUST40作為PLC控制器。2)增量旋編與PLC的連接9.5.3基于增量式旋轉(zhuǎn)編碼器和PLC高速計(jì)數(shù)器的轉(zhuǎn)速測(cè)量2.PLC控制增量旋編轉(zhuǎn)速測(cè)量的程序設(shè)計(jì)1)主程序OB12)中斷子程序INT09.5.4室內(nèi)游泳池水處理系統(tǒng)PLC控制游泳池水處理工藝流程圖9.5.4室內(nèi)游泳池水處理系統(tǒng)PLC控制1.控制系統(tǒng)的I/O信號(hào)及地址分配1)輸入信號(hào)2)輸出信號(hào)表9-5PLC控制系統(tǒng)輸入/輸出分配表名

稱(chēng)代號(hào)地址名

稱(chēng)代號(hào)地址數(shù)字量輸入信號(hào)濁度儀輸出的濁度信號(hào)TAIW4急?？偘粹oSB0I0.0余ClO2消毒劑儀信號(hào)ClO2AIW6總接觸器啟動(dòng)（常開(kāi)觸點(diǎn)）SA2-1I0.1PH儀信號(hào)PHAIW8自/手動(dòng)選擇（常閉觸點(diǎn)）SA2-2I0.2數(shù)字量輸出信號(hào)7號(hào)泵啟動(dòng)按鈕SB3I0.3電源總接觸器KM0Q0.07號(hào)泵停止按鈕SB4I0.4PLC控制方式KA0Q0.17