第五部分 项目实例教学(顺控设计法)

PLC原理及应用成都理工大学工程技术学院自动化工程系测控教研室目录PLC原理及应用项目六液体混合装置控制项目八工业机械控制项目九运料小车运行控制第五部分：实例化教学（顺控设计法）目录PLC原理及应用☞顺序控制设计法与顺序功能图的绘制（一）顺序控制设计法顺序控制设计法：就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。顺序控制设计法最基本的思想是将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，这些分阶段称为步（Step），并用编程元件（例如内部辅助继电器M和状态继电器S）来代表各步。步是根据输出量的状态变化来划分的。（二）顺序控制功能图的绘制顺序控制功能图又称流程图。它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，顺序控制功能图并不涉及所描述的控制功能的具体技术，它是一种通用的技术语言。目录PLC原理及应用（三）顺序功能图中转换实现的基本规则1、顺序功能图中转换的实现1）该转换的前级步必须是“活动步”；2）相应的转换条件得到满足。2、转换实现应完成的操作1）使所有由有向连线与相应转换条件相连的后续步都变为活动步；2）使所有由有向连线与相应转换条件相连的前级步都变为不活动步。3、绘制顺序功能图时的注意事项1）步与步之间不能直接相连，必须用一个转换条件将它们隔开；2）转换条件与转换条件之间也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开；3）顺序功能图中的初始步一般对应于系统等待起动的初始状态，这一步可能没有输出，只是做好预备状态；目录PLC原理及应用4）自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程，因此在顺序功能图中一般应有由步和有向连线组成的闭环，即在完成一次工艺过程的全部操作之后，应从最后一步退回初始步，系统停止在初始状态；I0.2I0.1I0.3I0.0M0.1M0.2M0.3SM0.1M0.0循环序列功能图5）在顺序功能图中，必须用初始化脉冲SM0.1的常开触点作为转换条件，将初始步预置为活动步，否则因顺序功能图中没有活动步系统将无法工作。SM0.1：首次扫描时为1，PLC由STOP转为RUN状态时，ON（1态）一个扫描周期，用于程序的初始化。目录PLC原理及应用（四）功能表图法在PLC程设中有两种用法直接根据功能表图的原理研制PLC，即将功能表图作为一种编程语言直接使用，目前已有此类产品，多数应用在大、中型PLC上，其编程主要通过CRT终端，直接使用功能表图输入控制要求。•用功能表图说明PLC所要完成的控制功能，然后再据此找出逻辑关系并画出梯形图。这种应用法较多，本节主要讨论这种方法。目录PLC原理及应用功能表图的基本概念1、步：步是控制系统中一相对不变的状态，在功能表图中，步通常表示某个或某些执行元件的状态。起始步：起始步对应于控制系统的初始状态，是系统运行的起点。一个控制系统至少要有1个起始步，n为序号图步的符号n10如NN为序号图起始步目录PLC原理及应用动步、静步：静步是指控制系统当前没有运行的步。动步是指控制系统当前正在运行的步。动步用1个小黑点放在步的方框图中表示，见图。动步、静步是系统分析时用的术语，平时进行程设时并不用。图动步符号N·静步目录PLC原理及应用步：步是一个稳定的状态，表示过程中的一个动作。在该步的右边用1个矩形框表示，见图，当一个步对应多个动作时，可用图表示。图与步对应动作的表示方法N动作图一步对应多个动作的表示方法N动作A动作BN动作A动作B对应的动作目录PLC原理及应用有向线：在控制系统中动步是变化的，会向前转移的，转移的方向是按有向线规定的路线进行，习惯上是从上到下、由左至右；如不是上述方向，应在有向线上用箭头标明转移方向。转移条件：动步的转移是有条件的，转移条件在有向线上划一短横线表示，横线旁边注明转移条件。若同一级步都是动步，且该步后的转移条件满足，则实现转移，即后一静步变为动步，原来的动步变为静步。2、有向线和转移目录PLC原理及应用画控制系统功能表图必须遵循以下规则：步与步不能直接相连，必须用转移分开。转移与转移不能相连，必须用步分开。步与步之间的连接采用有向线，从上→下或由左→右画时，可以省略箭头。当有向线从下→上或由右→左时，必须画箭头，以明示方向。至少有1个起始步。功能表图的构成规则目录PLC原理及应用功能表图的基本形式1.单一序列：单一序列由一系列前后相继激活的步组成，每步的后面紧接一个转移，每个转移后面只有一个步，见图0SM0.11I0.12I0.2T37目录PLC原理及应用选择序列的开始称为分支，见图(b)，转移符号只能标在水平连线之下。如果步5是活动的，并且转移条件e＝1，则发生由步5→步6的进展。选择序列的结束称为合并，见图(c)。59611(b)efg781213(c)mnp2.选择序列*：目录PLC原理及应用并发序列的结束称为合并，见图(b)。在表示同步的水平双线之下，只允许有一个转移符号。当直接连在双线上的所有前级步都处于活动状态，并且转移条件e=1时，才会发生步2、步5、步7到步9的进展，即步2、步5、步7同时变为静步，而步9变为活动步。3468d(a)2579(b)e并发序列的分支与合并并发序列的开始称为分支，见下图(a)。当转移的实现导致几个序列同时激活时，这些序列称为并发序列。当步3是活动的，并且转移条件d＝1时，步4、步6、步8这三步变为活动步。同时步3变为静步。为了强调转移的同步实现。水平连线用双线表示。步4、步6、步8被同时激活后，每个序列中活动步的进展是独立的。在表示同步的水平双线之上。只允许有一个转移符号。3.并发序列*目录PLC原理及应用（四）使用通用逻辑指令的编程方式所谓通用逻辑指令是指PLC最基本的与触点和线圈有关的指令，如LD、AND、OR、OUT等。任何一种可编程序控制器的指令系统都有这一类指令，因此这是一种通用的编程方法，可以用于任意型号的可编程序控制器。根据顺序功能图设计梯形图时,可以用辅助继电器M来代表各步.某一步为活动步时,对应的辅助继电器为1,某一转换条件实现时,该转换的后续步变为活动步,前级步变为不活动步.目录PLC原理及应用根据顺序功能图用起保停电路设计法设计梯形图时，用存储器M的位Mx.y来代替步，当某一步活动时对应的存储位Mx.y为ON，非活动时为OFF。当转换条件成立时，该转换的后续步变为活动步，前级步变为非活动步,这个过程的实施是：转换条件成立时使后续步变为活动步是靠条件起动激活后续步，并且一但激活就用该步的触点自锁（保持），使前级步变为非活动步是靠串联在前级步的一个常闭触点来终止（停）的。梯形图中的初始步M0.0，要用始化脉冲SM0.1将其置为ON，使系统处于等待状态。这种设计梯形图的方法称起保停电路法。5.1使用起保停电路法设计梯形图目录PLC原理及应用使用起保停设计梯形图注意关键几步I0.2M0M0.1M0.2SM0.1I0.0I0.1M0.0Q0.1Q0.2(1)单序列的编程方式M0.1M0.1I0.1M0.2M0.2Q0.2SM0.1M0.0M0.1M0.0M0.0I0.0M0.2I0.2M0.2M0.1Q0.1M0.1目录PLC原理及应用(2)并行序列的编程方式并行序列的分支编程方式并行序列的合并编程方式M0.3M0.7I0.4M0.6M0.6Q0.6M0.4M1.0I0.5M0.5M0.5M0.5M0.0I0.7M1.0M1.0Q1.0M0.3M0.5I0.4M0.4M0.4Q0.4M0.6M1.0I0.6M0.7M0.7M0.7并行分支结束并行分支开始M0M0.1M0.3SM0.1I0.0I0.1I0.4M0.0Q0.1Q0.3M0.4M0.5I0.5Q0.4M0.6M0.7I0.6Q0.6M1.0Q1.0M0.2I0.2I0.3Q0.2I0.7I1.0目录PLC原理及应用(3)使用起保停电路的编程解决小循环问题一种。是修改梯形图，在环形中增加一个时间步M1.0，使的环中不为只有两个步如图2，从该步到M0.2步通过延时进入。或者在环形中增加一个空步M1.0，使的环中不为只有两个步.如图3，从该步到M0.2步无条件进入。一个循环中只有两个步的环称为小循环，如图1。小循环用起保停设计出来的梯形图不能正常工作其根本原因在于M0.2步既是M0.3步的上级步又是M0.3步的下级步，上下级存在互锁问题，无法进行。修改方法有两种：M0.2M0.3M0.4I0.2I0.4I0.3M0.5I0.5图1I0.3M1.0T37M0.2M0.3M0.4I0.2I0.4T37M0.5I0.5O0.2O0.3O0.4O0.5图2I0.3M1.0M0.2M0.3M0.4I0.2I0.4=1M0.5I0.5O0.2O0.3O0.4O0.5图3目录PLC原理及应用I0.3M1.0T37M0.2M0.3M0.4I0.2I0.4T37M0.5I0.5O0.2O0.3O0.4O0.5M0.2M0.2M0.3Q0.2M1.0T37TONINPT100MST371M1.0M0.3I0.3M1.0M0.2M0.4M0.4M0.5Q0.4M0.3I0.4Q0.3M0.3M0.3M0.4M0.2I0.2M1.0循环结构梯形图的写法1目录PLC原理及应用I0.3M1.0M0.2M0.3M0.4I0.2I0.4=1M0.5I0.5O0.2O0.3O0.4O0.5M1.0M1.0M0.2M0.3I0.3M0.4M0.4M0.5Q0.4M0.3I0.4Q0.3M0.3M0.3M0.4M0.2I0.2M1.0M0.2M1.0M0.2M0.3Q0.2循环结构梯形图的写法2目录PLC原理及应用M0.2M0.3M0.4I0.2I0.4I0.3M0.5I0.5另一种解决小循环的方法:顺序功能图不变，在画梯形图时，把原来的线圈互锁（图1）变为按钮（条件）互锁就可以了，如图2。M0.3M0.3I0.3M0.2M0.2M0.2M0.2I0.2M0.3M0.3M0.4M0.3M0.5I0.4M0.2M0.4图1M0.3I0.2I0.3M0.2M0.2M0.2I0.3I0.2M0.3M0.3M0.4M0.3M0.5I0.4M0.2M0.4就相当于双连接钮图2目录PLC原理及应用I0.0·I0.2Sm0.1M0.1M0.2M0.3M0.4Q0.0Q0.2Q0.1Q0.3T37I0.3T38I0.2M0.0T37T38M0.0SM0.1M0.0M0.1M0.4M0.1M0.0I0.0M0.1M0.2I0.2I0.2Q0.0TONINPT100MST3715M0.2M0.2M0.3Q0.2M0.1T37例一：使用起保停电路法设计小车自动装卸的梯形图程序目录PLC原理及应用I0.0·I0.2Sm0.1M0.1M0.2M0.3M0.4Q0.0Q0.2Q0.1Q0.3T37I0.3T38I0.2M0.0T37T38M0.3M0.2I0.3M0.3M0.4Q0.1TONINPT100MST3810M0.4M0.4M0.1Q0.3M0.3T38M0.4M0.1M0.1M0.2I0.2Q0.0TONINPT100MST3715前面已有，重复接上一屏目录PLC原理及应用SM0.1M0.4M0.0M1.0M0.0M0.1等待M0.4M0.0I0.0M0.1I0.2I0.2M1.0M0.1M0.2Q0.0TONINPT100MST3715装料M0.2M0.2M0.3Q0.2M0.1T37右行I0.2·M1.0I0.0·I0.2Sm0.1M0.1M0.2M0.3M0.4Q0.0Q0.2Q0.1Q0.3T37I0.3T38M0.0T37T38M1.0考虑停车目录PLC原理及应用M0.3M0.2I0.3M0.3M0.4Q0.1TONINPT100MST3810卸料Q0.3M0.4M0.4M0.0M0.3T38M0.1左行M1.0M1.0I0.1I0.0起停电路放在开始也可I0.2·M1.0I0.0·I0.2Sm0.1M0.1M0.2M0.3M0.4Q0.0Q0.2Q0.1Q0.