电气控制技术

1第7章程序设计及应用举例PLC程序设计步骤及编程技巧7.1应用程序设计举例7.3基本应用程序7.227.1程序设计步骤及编程技巧7.1.1•PLC程序设计基本步骤7.1.2•程序设计技巧本节内容37.1程序设计步骤及编程技巧7.1.1PLC程序设计基本步骤确定控制的操作方式；以及必须的保护和联锁；还要确定所有的控制参数12每一类型设备按顺序分配输入/输出地址，列出PLC的I/O地址分配表。3对于较复杂的控制系统，应先绘制出控制流程图，参照流程图进行程序设计4对程序进行模拟调试、修改。可采用分段调试，并利用计算机或编程器进行监控5进行在线统调。先不带负载进行调试。调试正常后，再带上负载运行4⒈梯形图应体现“左重右轻”、“上重下轻”的原则，如图所示。7.1程序设计步骤及编程技巧(b)梯形图“左重右轻”、“上重下轻”原则变换(a)7.1.2程序设计技巧5⒉尽量避免出现分支点梯形图将定时器与输出继电器并联的上下位置呼唤，可减少指令条数。7.1程序设计步骤及编程技巧避免出现分支(a)(b)7.1.2程序设计技巧6⒊将多层控制转化为多分支控制将图(a)转化为图(b)，虽然指令条数增加了，但相互控制关系更清晰，使用ANDLD和ORLD指令更容易。7.1程序设计步骤及编程技巧将多层控制转化为多分支控制(a)(b)7.1.2程序设计技巧7⒋桥式电路无法进行直接编程触点垂直跨接在分支路上的梯形图，称为桥式电路，如图(a)所示。PLC对此无法进行编程，需改成图(b)。7.1程序设计步骤及编程技巧桥式电路的转换7.1.2程序设计技巧8⒌避免输入对输出响应的滞后由于PLC采用循环扫描的工作方式，图7-5(a)将出现输出对输入响应的滞后现象。当第一次扫描时，尽管00000已经闭合，由于第一次扫描时是触点01000，因此，输出继电器01001不会接通。只有等待第二次扫描时，01001才会接通。该成图7-5(b)后，如果00000闭合，在第一次扫描周期后，输出继电器01000、01001都可以接通。7.1程序设计步骤及编程技巧避免输入对输出响应的滞后7.1.2程序设计技巧97.2基本应用程序7.2.1•启动、保持、停止控制7.2.3•时间控制7.2.2•互锁控制和互控控制本节内容107.2基本应用程序启动、保持和停止控制也可以通过SET和RESET指令和KEEP指令实现，如下图所示。在自动控制中。启动、保持和停止控制是常用的控制。梯形图如下图所示。其中00000为启动控制按钮，00001为关断控制触点，触点01000构成自锁环节。使用基本指令使用KEEP指令使用SET和RESET指令7.2.1启动、保持、停止控制11使用单按钮也可控制启动、保持、停止控制。在图(a)中，当按钮第一次按下时，00000导通，01000接通。当按钮抬起时，00000断开，02000接通，01000仍接通。当按钮第二次按下时，01000关断，02000仍然导通。当00000再次抬起时，02000关断。这样用一个按钮(00000的两次接通)实现了对输出的控制。图(b)是利用求反指令，00000每接通一次，01000的状态就发生一次改变，实现对01000的通、断控制。7.2基本应用程序（a）（b）7.2.1启动、保持、停止控制12⒈互锁控制图7-9是使用PLC互锁控制的典型梯形图。图中，输出继电器01000、01001不能同时接通，只要一个接通，另一个就不能再启动。只有按下停止按钮00001后，才能再启动。互锁控制适用于电动机的正反转。7.2基本应用程序互锁控制7.2.2互锁控制和互控控制13⒉互控控制图(a)中可以任意启动一个输出继电器。如果需要启动另一个时，无需按下停止按钮00002，可直接启动。同时原已启动的输出将自行关断。如果按钮00000和00001同时按下闭合，两个输出均不能启动。这种控制可用于当前状态下任意改变控制对象。图(b)中，启动时，只有当线圈01000接通，01001才能接通。切断时，只有当线圈01001断开，线圈01000才能断开。7.2基本应用程序（a）（b）7.2.2互锁控制和互控控制14⒈1定时器的串联图(a)中，使用两个定时器，利用TIM000的常开触点控制TIM001定时器的启动，线圈01000启动时间由两个定时器的设定值决定，实现长延时。7.2基本应用程序（a）⒈2定时器的并联图(b)中，定时器TIM000和定时器TIM001并联连接，当触点00000接通时，定时器TIM000和TIM001同时启动，TIM000常开触点启动线圈01000，TIM001常开触点启动线圈01001。定时器使多个输出在不同的时刻接通。（b）7.2.3时间控制15⒉单脉冲发生梯形图单脉冲发生梯形图如图所示。控制触点00000每接通一次，产生一个定时的单脉冲。无论00000接通时间的长短，输出01000的脉宽都等于定时器设定的时间。7.2基本应用程序（a）梯形图（b）时序图7.2.3时间控制167.2基本应用程序（a）梯形图（b）时序图⒊占空比可调的脉冲发生电路当控制触点00000接通时，TIM000开始定时，2s后常开触点TIM000接通，启动定时器TIM001，并使01000导通。3s后TIM001常闭触点断开，使定时器TIM000复位。01000断电，定时器TIM001复位。TIM001常闭触点闭合，定时器TIM000又重新开始定时。如此循环，直至00001常闭触点断开。显然只要改变定时时间就可以改变脉冲周期的占空比。7.2.3时间控制177.3应用程序设计举例7.3.1•电动机正、反转控制7.3.3•送料小车控制7.3.2•电动机的点动、长动控制本节内容7.3.5•十字路口交通灯控制18⒈控制要求电动机可以正向旋转，也可以反向旋转。为避免改变旋转方向时，由于换相造成电源短路，要求电动机在正、反转状态转换前先停转，然后再换向启动。电动机正、反转继电器接触器控制系统主电路及控制电路如图所示。电动机正、反转主电路及控制电路7.3应用程序设计举例7.3.1电动机正、反转控制19⒉I/O分配为满足控制要求，需要有3个按钮：正转启动按钮、反转启动按钮、停止按钮。此外还需要控制电动机正、反转的两个交流接触器。一个热继电器作为过载保护。共需5个I/O点。其中3个输入，2个输出。7.3应用程序设计举例7.3.1电动机正、反转控制输入信号：正转启动按钮SB1—00000；反转启动按钮SB2—00001；停止按纽SB3—00002。输出信号：正转交流接触器KM1—00000；反转交流接触器KM2—00001。20⒊实际接线图和⒋梯形图程序设计7.3应用程序设计举例PLC控制实际接线图PLC控制梯形图7.3.1电动机正、反转控制21⒌继电器控制系统到PLC控制的转换处理⑴对各种继电器、电磁阀等的处理交、直流继电器、电磁阀的线圈是执行元件，要为它们分配相应的PLC输出继电器号。中间继电器可以用PLC内部的辅助继电器来代替。7.3应用程序设计举例7.3.1电动机正、反转控制⑵对常开、常闭按钮的处理用PLC控制时，启动和停车一般都用常开按钮。尽管使用那种按钮都可以，但画出的PLC梯形图却不同。⑶对热继电器的处理若输入点较紧张，热继电器的信号可不输入PLC中，而直接接在PLC外部的控制电路中。22⒈控制要求电动机可以实现长动，也可以实现点动，具有短路、失压、欠压和过载保护。三相异步电动机的点动、长动的继电器接触器控制电路如图所示。图中，转换开关为点动、长动的选择开关。当SA闭合时为长动，断开时为点动。点动、长动的继电接触器控制电路7.3应用程序设计举例7.3.2M的点动、长动控制23⒉I/O分配为满足控制要求，需要有3个按钮：点动启动按钮、长动启动按钮、停止按钮；1个点动与长动的选择。此外还需要控制电动机的单向转动的一个交流接触器。一个热继电器作为过载保护。共需5个I/O点。其中4个输入，1个输出。7.3应用程序设计举例7.3.2M的点动、长动控制输入信号：停止按纽SB1—00000；长动启动按钮SB2—00001；点动启动按钮SB3—00002。转换选择开关SA—00003输出信号：交流接触器KM—01000；24⒊实际接线图和⒋梯形图程序设计7.3应用程序设计举例PLC控制实际接线图PLC控制梯形图7.3.2M的点动、长动控制25⒈控制要求小车的工作循环过程如下：启动→装料20s→第一次右行→到达CK1，下料15s→第一次返回→装料20s→第二次右行→到达CK2→下料15s→第二次返回→重复上述过程，进入循环。送料车自动循环运料7.3应用程序设计举例7.3.3送料小车控制26⒉I/O分配为满足控制要求，需要2个按钮：启动和停止按钮；3个限位开关：CK1、CK2和CK3；两个定时器和一个计数器；此外，还需要小车右行和返回的两个交流接触器。共需要7个I/O点，其中5个输入，2个输出。7.3应用程序设计举例7.3.3送料小车控制输入信号：停止按纽SB1—00000启动按钮SB2—00001限位开关CK1—00100CK2—00101CK3—00102输出信号：右行交流接触器KM1—01000返回交流接触器KM2—0100127⒊实际接线图和⒋梯形图程序设计7.3应用程序设计举例PLC控制实际接线图PLC控制梯形图7.3.3送料小车控制28⒈控制要求7.3应用程序设计举例交通灯工作时序图交通灯布置图7.3.4十字路口交通灯控制29⒉I/O分配表1各定时器一个循环中的功能明细表7.3应用程序设计举例7.3.4十字路口交通灯控制30⒉I/O分配7.3应用程序设计举例输入输出控制开关南北绿灯南北黄灯南北红灯东西绿灯东西黄灯东西红灯000000100001001010020100301004010057.3.4十字路口交通灯控制31⒉I/O分配7.3应用程序设计举例7.3.4十字路口交通灯控制32结束语企业对可编程序控制器技术人才的需求明显增加，所以学好这门课是非常必要和重要的近20年来，可编程序控制器在我国已得到了极其广泛的应用可编程序控制器是一种将自动化技术、计算机技术和通信技术融为一体的新型工业控制装置