可编程控制器课件-11数字量控制系统梯形图设计方法.ppt
可编程控制器,自动化学院,孙蓉,31#312室 82519403-801,13.4 顺序控制设计法,所谓顺序控制，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。使用顺序控制设计法时首先根据系统的工艺过程，画出状态切换图，然后根据状态切换图画出梯形图。,1、顺序控制设计法,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,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，这些阶段称为过程，然后用编程元件来代表各过程。过程是根据输出量的ON/OFF状态的变化来划分的，在任何一过程之内，各输出量的状态不变，但是相邻两过程输出量总的状态是不同的。使系统由当前过程进入下一过程的信号称为切换条件，切换条件可以是外部的输入信号，也可以是PLC内部产生的信号，切换条件还可能是若干个信号的与、或、非逻辑组合。顺序控制设计法用切换条件控制代表各过程的编程元件，让它们的状态按一定的顺序变化，然后用代表各过程的编程元件去控制PLC的各输出位。,1、顺序控制设计法,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,2、过程与动作,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,3、有向连线与切换,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,4、状态切换图的基本结构,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,5、状态切换途中切换实现的基本规则,该切换所有的前级过程都是活动过程,相应的切换条件得到满足,切换实现的条件,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,5、状态切换途中切换实现的基本规则,后续过程都变为活动过程,前级过程都变为不活动过程,切换实现应完成的操作,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,顺序控制设计法则是用输入量I控制代表各过程的编程元件，再用它们控制输出量Q。过程是根据输出量Q的状态划分的，M与Q之间具有很简单的“与”的逻辑关系，输出电路的设计极为简单。,6、顺序控制设计法,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,13.4.7 使用起保停电路的顺序控制梯形图编程方法,1、设计顺序控制梯形图的一些基本问题,（1）程序的基本结构 绝大多数自动控制系统除了自动工作模式外，还需要设置手动工作模式。启动自动控制程序之前，系统必须处于要求的初始状态。如果系统的状态不满足启动自动程序的要求，需要进入手动工作模式；顺序自动控制对硬件的要求很高，如果有硬件故障，例如某个限位开关有故障，不可能正确地完成整个自动控制过程，可以进入手动工作模式。,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,1、设计顺序控制梯形图的一些基本问题,（1）程序的基本结构,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,1、设计顺序控制梯形图的一些基本问题,（2）执行自动程序的初始状态 开始执行自动程序之前，要求系统处于规定的初始状态。如果开机时系统没有处于初始状态，则应进入手动工作方式，用手动操作使系统进入初始状态后，再切换到自动工作方式，也可以设置使系统自动进入初始状态的工作方式。系统满足规定的初始状态后，应将状态切换图的初始过程对应的存储器位置1，使初始过程变为活动过程，为启动自动运行作好准备。同时还应将其余各过程对应的存储器位复位为0状态，这是因为在没有并行序列或并行序列未处于活动状态时，同时只能有一个活动过程。,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,1、设计顺序控制梯形图的一些基本问题,（2）执行自动程序的初始状态,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,1、设计顺序控制梯形图的一些基本问题,（3）双线圈问题 在图4-27的自动程序和手动程序中，都需要控制PLC的输出Q，因此同一个输出位的线圈可能会出现两次或多次，称为双线圈现象。在跳过程条件相反的两个程序段(例如图4-27中的自动程序和手动程序)中，允许出现双线圈，即同一元件的线圈可以在自动程序和手动程序中分别出现一次。在图4-27中用相反的条件调用功能(FC)时，也允许同一元件的线圈在自动程序功能和手动程序功能中分别出现一次。,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,1、设计顺序控制梯形图的一些基本问题,（4）设计顺序控制程序的基本方法 根据状态切换图设计梯形图时，可以用存储器位M来代表过程。输出电路的输入量是代表过程的编程元件M，输出量是PLC的输出位Q。它们之间的逻辑关系是极为简单的相等或相“或”的逻辑关系，输出电路是很容易设计的。由单序列的编程方法的分析可知，切换实现的两个条件对应的串联电路接通的时间只有一个扫描周期，因此应使用有记忆功能的电路或指令来控制代表过程的存储器位。,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,2、单序列的编程方法,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,3、选择序列与并行序列的编程方法,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,3、选择序列与并行序列的编程方法,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,3、选择序列与并行序列的编程方法,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,13.4.8 使用置位复位指令的顺序控制梯形图编程方法,1、单序列编程方法 使用置位复位指令的顺序控制梯形图编程方法又称为以切换为中心的编程方法。实现图中的切换需要同时满足两个条件：该切换所有的前级过程都是活动过程，即M0.4和M0.7均为1状态，M0.4和M0.7的常开触点同时闭合。切换条件I4.0 满足，即I4.0的常开触点和I4.1的常闭触点组成的电路接通。,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,1、单序列编程方法 该电路接通时，应执行两个操作：应将该切换所有的后续过程变为活动过程，即将代表后续过程的存储器位变为1状态，并使它保持1状态。这一要求刚好可以用有保持功能的置位指令(S指令)来完成。应将该切换所有的前级过程变为不活动过程，即将代表前级过程的存储器位变为0状态，并使它们保持0状态。这一要求刚好可以用复位指令(R指令)来完成。,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,1、单序列编程方法,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,1、单序列编程方法 这种编程方法与切换实现的基本规则之间有着严格的对应关系，在任何情况下，代表过程的存储器位的控制电路都可以用这一个统一的来设计，每一个切换对应一个图4-32所示的控制置位和复位的电路块，有多少个切换就有多少个这样的电路块。这种编程方法特别有规律，在设计复杂的状态切换图的梯形图时既容易掌握，又不容易出错。用它编制复杂的状态切换图的梯形图时，更能显示出它的优越性。,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,1、单序列编程方法 相对而言，使用起保停电路的编程方法的规则较为复杂，选择序列的分支与合并、并行序列的分支与合并都有单独的规则需要记忆。,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,1、单序列编程方法,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,2、选择序列与并行序列的编程方法,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,13.4.9 具有多种工作方式系统的顺序控制梯形图编程方法,1、机械手控制系统,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,1、机械手控制系统 的状态切换图,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,2、机械手控制系统 的编程方法,程序的总体结构,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,2、机械手控制系统 的编程方法,OB100中的初始化程序,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,2、机械手控制系统 的编程方法,公用程序,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,2、机械手控制系统 的编程方法,手动程序,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,2、机械手控制系统 的编程方法,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,2、机械手控制系统 的编程方法,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,例：试用单序列编程方法编写一段两种液体混合装置的控制程序，控制要求：有两种液体A、B需要在容器中混合成液体C待用，初始时容器是空的，所有输出均失效。按下启动信号，阀门X1打开，注入液体A；到达H1时，阀门X1关闭，阀门X2打开，注入液体B；到达H2时，阀门X2关闭，打开加热器R和搅拌电机M；当温度传感器达到60C，关闭R，5秒后关闭搅拌电机M，打开阀门X3，释放液体C，5秒后关闭阀门X3，进入下一个循环。请先画出状态切换图，然后根据状态切换图使用起保停电路画出顺序控制梯形图。,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,注：启动信号：I0.0，液位H1：I0.1，液位H2：I0.2，温度传感器R：I0.3；阀门X1：Q0.0，阀门X2：Q0.1，加热器R：Q0.2，搅拌电机M：Q0.3，阀门X3：Q0.4。,第11讲 数字量控制系统梯形图设计方法,
