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数字量控制系统梯形图程序设计方法,自动化学院 张海军,第七讲,数字量控制系统梯形图程序设计方法,7.1 梯形图的经验设计法7.2 根据继电器电路图设计梯形图的方法7.3 顺序控制设计法与顺序功能图,7.1 梯形图的经验设计法,数字量控制系统 开关量控制系统 继电器控制系统,经验设计法：试探性、随意性,“经验”是依据设计者经验进行设计的方法，主要基于以下几点：,PLC编程的根本点是找出符合控制要求的系统各个输出的工作条件，这些条件又总是以机内各种器件的逻辑关系出现的。梯形图的基本模式是启-保-停电路，每一个启-保-停电路一般只针对一个输出，这个输出可以是实际输出，也可是中间变量。梯形图编程中常使用一些约定俗成的基本环节，它们都有一定的功能，可以像积木一样在许多地方应用，如延时环节、振荡环节、互锁环节等。,例 搅拌控制系统程序设计,上图所示为一搅拌控制系统，由一个模拟量液位传感器-变送器来检测液位的高低，并进行液位显示。现要求对A、B两种液体原料按等比例混合，请编写控制程序，控制要求如下：按起动按钮后系统自动运行，首先打开进料泵1，开始加入液料A当液位达到50%后，则关闭进料泵1，打开进料泵2，开始加入液料B当液位达到100%后，则关闭进料泵2，起动搅拌器搅拌10s后，关闭搅拌器，开启放料泵当液料放空后，关闭放料泵。打开进料泵1循环进行。按停止按钮，系统应将本周期完成后停止运行。,液体混合搅拌器的控制,液体混合搅拌器的控制,液体混合搅拌器PLC控制接线图,启动,停止,低液位,中液位,高液位,泵1,泵2,泵3,搅拌电机,液体混合搅拌器的PLC控制梯形图程序,液体混合搅拌器的PLC控制梯形图程序,液体混合搅拌器的PLC控制梯形图程序,液体混合搅拌器的PLC控制梯形图程序,液体混合搅拌器的PLC控制梯形图程序,液体混合搅拌器的PLC控制梯形图程序,三电机顺序启动控制,三电机相隔5s启动，各运行10s停止，循环往复。,电机1（0.1）,电机2（0.2）,电机3（0.3）,I0.1,C1,C2,C3,C4,例5 三电机顺序启动控制,例5 三电机顺序启动控制,例5 三电机顺序启动控制,作业,1、画出下列语句对应的梯形图LD I0.0=Q1.0O I1.2AN I1.3O M10.0LD Q1.2A I0.5O M100.2ALDON M10.3,2、画出下列语句对应的梯形图LD I0.3 A M10.5A I0.5 OLD LD I0.3 A M10.2AN I0.2=Q0.0OLD LD M10.2A Q0.3LD I1.0AN Q1.3OLDALDLD M100.3,3、画出下列梯形图对应的指令表,ST1,ST2,7.2 根据继电器电路图设计梯形图的方法小车自动往返运动的继电器控制线路,小车自动往返运动的PLC外部接线图（1）,小车自动往返运动的PLC梯形图程序（1）,小车自动往返运动的PLC外部接线图（2）,7.3 顺序控制设计法与顺序功能图,【顺序控制】：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。,【顺序功能图】：描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，是一种通用的技术语言。,顺序控制,顺序功能图,PLC梯形图,7.3.1 顺序控制设计法,7.3.1 顺序控制设计法,例：锅炉引风机与鼓风机控制。要求：按动启动按钮后，应先开引风机，延时12秒后再开鼓风机。按停止按钮后，应先停鼓风机，10秒后再停引风机。,7.3.1 顺序控制设计法,例：锅炉引风机与鼓风机控制。要求：按动启动按钮后，应先开引风机，延时12秒后再开鼓风机。按停止按钮后，应先停鼓风机，10秒后再停引风机。,启动,停止,引风机,鼓风机,状态1,状态2,状态3,I0.0,I0.1,Q0.1,Q0.0,顺序控制设计法,7.3.1 顺序控制设计法,顺序功能图组成元素：,1.步,2.有向连线,3.转换,4.转换条件,5.动作,7.3.2 步与动作,顺序功能图,1.步的基本概念,将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，称为步；,在任何一步内，各输出量的状态不变，但相邻两步输出量的状态是不同的；,用编程元件M和顺序控制继电器S来代表各步；,M Q,7.3.2 步与动作,顺序功能图,2.初始步,与系统初始状态相对应的步称为初始步；,初始步用双线方框表示；,每个顺序功能图有一个初始步,3.动作,不表示动作之间的先后顺序；,4.活动步,系统处于某一步所在的阶段，称该步为活动步；,活动步对应的动作才能执行；,7.3.3 有向连线与转换条件,顺序功能图,1.有向连线,习惯方向：上下，左右,非习惯方向，箭头不能省略；,2.转换条件,外部的输入信号：按钮、开关,PLC内部信号：定时器触点；,只有当某一步的前级步为活动步时，该步才有可能变成活动步,7.3.4 顺序控制图的基本结构,1.单序列,2.选择序列,3.并行序列,7.3.5 转换实现的基本规则,1.转换实现的条件：转换实现必须同时满足两个条件：,（b）相应的转换条件满足；,（a）该转换所有的前级步都是活动步；,7.3.5 转换实现的基本规则,2.转换实现应完成的操作：,（b）使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步；,（a）使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步；,7.3.5 转换实现的基本规则,3.绘制顺序功能图时的注意事项：,（a）两步不能直接相连；,（b）两个转换也不能直接相连；,（b）顺序功能图是闭环；,例1：画出波形对应的顺序功能图,例1：画出波形对应的顺序功能图,例2：指出顺序功能图中的错误,例2：指出顺序功能图中的错误,（1）初始步应为双线框；（2）最上面的转换没有转换条件；（3）步M0.2和M0.0间没有转换条件；（4）输入I0.5不能为动作；（5）不采用Q作转换条件；（6）步M0.3后面没有转换和步；（7）最上面水平有向连线应在转换之下,1,2,3,4,5,6,7,例3：画出控制系统的顺序功能图,小车在初始状态时停在中间，限位开关I0.0 为ON，按下启动按钮I0.3，小车按图所示的顺序运动，最后返回并停在初始位置。,例3：画出控制系统的顺序功能图,小车在初始状态时停在中间，限位开关I0.0 为ON，按下启动按钮I0.3，小车按图所示的顺序运动，最后返回并停在初始位置。,例4：画出控制系统的顺序功能图,某专用钻床用来加工圆盘状零件上均匀分布的6个孔。初始时两个钻头在最上面的位置。放好工件后，按下启动按钮I0.0，Q0.0变为ON，夹紧工件，夹紧后压力继电器I0.1为ON。此时两只钻头开始工作，转到设定深度后上行到原位。若没有钻完3对孔，Q0.5使工件旋转120，旋转到位时限位开关I0.6为ON，之后开始转第2对孔。直到3对孔全部钻完后，Q0.6使工件松开，松开到位后限位开关I0.7为ON，系统回到初始状态。,例4：画出控制系统的顺序功能图,0,
