梯形图的设计方法

回到主目录熟练掌握梯形图的基本电路，并能够灵活应用；熟练掌握梯形图程序的设计方法：逻辑设计法、时序设计法、经验设计法、顺序设计法、继电器控制电路转换设计法。掌握多种工作方式系统的设计。基本要求§4-1梯形图的基本电路§4-4梯形图的时序设计方法§4-6梯形图的顺序控制设计方法§4-3梯形图的逻辑设计方法§4-2梯形图的经验设计方法§4-5继电器控制电路转换设计法§4-7多种工作方式系统的程序设计§4-2梯形图的经验设计方法有一些简单的梯形图可以借鉴电气控制原理图的设计，即在一些典型电路的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，进行修改和完善，得到符合控制要求的梯形图。这种方法没有普遍的规律可以遵循，设计所用的时间，设计的质量与编程者的经验有很大的关系，所以这种设计方法叫做经验设计法。例1：送料小车自动控制系统的梯形图设计控制要求：小车在ST1处装料，15s后装料结束，开始右行，碰到行程开关ST2后停下来卸料，10s后左行，碰到行程开关ST1又停下来装料，这样不停的循环工作。在左行和右行过程中，按下停止按钮SB3小车停止运行。ST1ST2右左装料处卸料处装料15s卸料10s（1）.控制按钮设置一个右行启动按钮SB1；一个左行启动按钮SB2；一个停止按钮SB3。（2）.I/O分配输入输出按钮及行程开关PC输入端子号输出设备名称PC输出端子号右行启动按钮SB100000右行接触器01000左行启动按钮SB200001左行接触器01001停止按钮SB300002装料电磁阀01002右端行程开关ST200003卸料电磁阀01003左端行程开关ST100004（3）.梯形图设计（A）.小车的左行、右行是典型的双向控制电路，先画出双向控制电路。（B）.考虑行程开关的作用。小车没有到位行程开关不动作，小车到位行程开关动作，则相应的小车运行应停止。0100001001000010100001001000020000001000右行左行000000000200001010010100001001000010100001001000020000001000右行左行000000000200001010010000300004（C）.考虑装料、卸料小车右行→ST2（00003）动作→停止右行→卸料10S→左行小车左行→ST3（00004）动作→停止左行→装料15S→右行故用00003控制TIM000延时10S，卸料，卸料完成左行用00004控制TIM001延时15S，装料，装料完成右行按下停止按钮SB3（00002），全部停止00003TIM000#01000100300004TIM001#015001002卸料装料TIM000TIM0010000300004000000000200001010010100001001000010100001001000020000001000右行左行例2：两处送料小车的自动控制系统梯形图设计小车在ST1处装料，在ST3、ST2处轮流卸料。小车右行第一次碰到ST3时停下卸料，第二次碰到ST3时不停，到ST2时停下卸料。（1）.控制按钮设置一个右行启动按钮SB1；一个左行启动按钮SB2；一个停止按钮SB3。装料15s卸料10sST1ST3ST2左装料处卸料处卸料处000040000500003右卸料10s输入输出按钮及行程开关PC输入端子号输出设备名称PC输出端子号右行启动按钮SB100000右行接触器01000左行启动按钮SB200001左行接触器01001停止按钮SB300002装料电磁阀01002右端行程开关ST200003卸料电磁阀01003左端行程开关ST100004中间位行程开关ST300005（2）.I/O分配（3）.梯形图设计小车左行、卸料过程与上例相同，故梯形图相同。右行过程多了一个条件，即ST3，右行过程中，ST2或ST3动作，停止右行。而且卸料过程小车不能右行也不能左行。右行增加中间位置ST3（00005）卸料时不能左行、右行0000500003TIM000#01000100300004TIM001#015001002卸料装料TIM000TIM0010100100004000000000500002000010100001001000010100001001000020000001000右行左行000030100001001小车要在ST2、ST3处轮流卸料，就需要记住上次卸料位置，下次卸料时应在另一位置。第一次卸料在00005处，第二次卸料应在00003处。用简单的起停保梯形图实现。20000200000000500003考虑左行过程中00005不起作用，故应串入01001的常闭触点，所以对以上梯形图做修改如下。2000020000000050000301001200000000500003TIM000#01000100300004TIM001#015001002卸料装料TIM000TIM0010100100004000000000500002000010100001001000010100001001000020000001000右行左行0000301000010010000300005010012000020000例3：电机优先启动控制控制要求：5个电机M1~M5顺序启动（每级电机都有启动、停止按钮）。（1）.I/O分配输入：5个启动按钮SB1~SB5：00000、00002、00004、00006、000085个停止按钮SB6~SB10：00001、00003、00005、00007、00009输出：5个控制电机的接触器KM1~KM5：01000~~01004（2）.梯形图设计起停保梯形图：01000010000000000001依次串联即构成顺序启动电路0100201003010040100101000010000000000001010010000200003010020000400005010030000600007010040000800009返回§4-3梯形图的逻辑设计方法①根据控制功能，将输入与输出信号之间建立起逻辑函数关系（可先列出逻辑状态表）；②对上述所得的逻辑函数进行化简或变换；③对化简后的函数，利用PLC的逻辑指令实现其函数关系（作出I/O分配，画出PLC梯形图）；逻辑设计法的基本步骤④添加特殊要求的程序。⑤上机调试程序，进行修改和完善。例：三个开关控制一个灯设计三个开关控制一个灯，任何一个开关都可以改变灯的状态，即控制灯的亮或灭。（1）.I/O分配输入：三个开关：00000~00002；输出：灯：01000输入输出开关1开关2开关3灯0000000010000201000（2）.设计梯形图每个开关由两个状态：接通或断开，以0和1表示；灯有两个状态：亮或灭，以0或1表示。如图为三个开关控制一个灯的真值表，一共有8种组合，分为两组，奇数个1为1组，由4种组合对应灯亮；偶数个1为另一组，由4个组合，对应灯灭。显然，任何一个开关状态的改变都可以把组合从一组改到另一组，从而实现所要求的控制。输入输出0000000001000020100000000011010101101001101011001111三个开关控制一个灯的真值表（3）逻辑表达式为：（4）梯形图01000=00000·00001·00002+00000·00001·00002+00000·00001·00002+00000·00001·0000200001000020000201000000010000000000000020000100000000020000100000例：通风机监视系统设计一个通风机监视系统监视三个通风机的运行情况要求：两个或两个以上通风机运转：信号灯持续亮一个通风机运转：信号灯以0.5Hz频率闪烁三个通风机都不运转：信号灯以2Hz频率闪烁用一个控制开关控制系统工作：开关闭合：系统工作开关断开：系统不工作分析控制要求可知：反映每台风机运行状态的信号是PLC的输入信号；要用PLC的输出信号来控制指示灯的亮、灭。（1）.I/O分配输入：三个通风机的状态：00000~00002；控制开关：00003输出：信号灯01000输入输出风机1风机2风机3控制开关指示灯000000001000020000301000200022000101000两个或两个以上通风机运转一个通风机运转三个通风机都不运转20000200002000120002灯亮灯以0.5Hz频率闪亮灯以2Hz频率闪亮0.5Hz信号2Hz信号（2）.梯形图设计（3）.真值表输入输出000000000100002200002000120002000001001010010010011100100010101100110100111100两个或两个以上通风机运转：20000=00000·00001·00002+00000·00001·00002+00000·00001·00002+00000·00001·00002=00000·00001+00000·00002+00001·00002一个通风机运转：20001=00000·00001·00002+00000·00001·00002+00000·00001·00002三个通风机都不运转：20002=00000·00001·0000220001=20000·20002则20001可以用20000和20002表示：（两式相乘再整理）0.5Hz信号产生电路2Hz信号产生电路TIM001TIM000#0010TIM001#0010TIM000TIM003TIM002#0003TIM003#0002TIM0021S1Sf=0.5Hz0.3S0.2Sf=2Hz2Hz闪0.5Hz闪控制开关把以上梯形图组合起来，即构成本题的梯形图2000020002000000000100000000020000220000000010000300000000010000220000200022000120002TIM00220001TIM00001000TIM001TIM000#0010TIM001#0010TIM000TIM003TIM002#0003TIM003#0002TIM002END（01）常亮返回逻辑设计法举例之二某系统中有4台通风机，欲用两台指示灯显示通风机的各种运行状态。要求：3台及3台以上风机开机时，绿灯常亮；两台开机时，绿灯以5Hz的频率闪烁；一台开机时，红灯以5Hz的频率闪烁；全部停机时，红灯常亮。分析控制要求得知：反映各台风机运行状态的信号是PLC的输入信号；要用PLC的输出信号来控制各指示灯的亮、灭。上述几种运行情况可分开考虑，以简化程序设计。本例，用A、B、C、D表示4台通风机，红灯为F1，绿灯为F2；设灯亮为“1”、灯灭为“0”；风机开为“1”、停为“0”。1.红灯（F1）常亮的程序设计当4台风机都不开机时，红灯常亮，其逻辑关系可列表为：由表可得函数：F1=ABCD（1）ABCDF1由式（1）可画出梯形图如下：ABCDF1000012.绿灯（F2）常亮的程序设计ABCDF20111110111110111110111111能引起绿灯常亮的情况有5种，列逻辑状态表如下：由此得逻辑函数为：将式（2）化简为：F2=AB（D+C）+CD（A+B）（3）F2=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD（2）根据式（3）画梯形图：F2CABDACDB3.红灯（F1）闪烁的程序设计ABCDF100011001010100110001根据红灯闪烁的情况列表如下（设闪烁为“1”）：由表得逻辑函数为：将式（4）化简为：F1=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD（4）根据式（5）画梯形图：F1CDAB25501CDABCDABF1=AB（CD+CD）+CD（AB+AB）（5）25501产生5Hz的脉冲4.绿灯（F2）闪烁的程序设计ABCDF20011101011011011001110101211001根据绿灯闪烁的情况列表如下（设闪烁为“1”）：由此得逻辑函数为：将式（6）化简为：F2=ABCD