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1、第五章第五章 梯形图编程及其应用梯形图编程及其应用杨杨 红红6.1 基本编程方法基本编程方法要要 求求:o熟练掌握梯形图的基本编程规则熟练掌握梯形图的基本编程规则一、触点及线圈驱动一、触点及线圈驱动常开触点控制：常开触点控制：常闭触点控制：常闭触点控制：注意：线圈不可直接与左母线相连接。注意：线圈不可直接与左母线相连接。二、触点串联二、触点串联常开触点串联连接常开触点串联连接常闭触点串联连接常闭触点串联连接三、触点并联三、触点并联常开触点并联连接常开触点并联连接常闭触点并联连接常闭触点并联连接四、串联电路块的并联连接四、串联电路块的并联连接串联电路的并联连接串联电路的并联连接五、并联电路块的串
2、联连接五、并联电路块的串联连接并联电路的串联连接并联电路的串联连接6.2 梯形图的编程规则梯形图的编程规则o 线圈右边无触点线圈右边无触点6.2 梯形图的编程规则梯形图的编程规则o 触点可串可并无限制触点可串可并无限制o 触点水平不垂直触点水平不垂直 梯形图的节点应画在水平线上，不能画在垂梯形图的节点应画在水平线上，不能画在垂直分支上。直分支上。6.2 梯形图的编程规则梯形图的编程规则o 触点多上并左触点多上并左 有串联电路相并联时，应将触点最多的那个串有串联电路相并联时，应将触点最多的那个串联回路放在梯形图最上面。联回路放在梯形图最上面。 触点多上并左触点多上并左o 有并联电路相串联时，应将
3、触点最多的并联回有并联电路相串联时，应将触点最多的并联回路放在梯形图的最左边。路放在梯形图的最左边。这种安排程序简洁、这种安排程序简洁、语句也少。语句也少。顺序不同结果不同顺序不同结果不同当当X0为为ON时，时，Y0、Y2为为ON，Y1为为OFF 当当X0为为ON时，时，Y1、Y2为为ON，Y0为为OFF 线圈不能重复使用线圈不能重复使用o 如果在同一程序中同如果在同一程序中同元件的线圈使用两次或元件的线圈使用两次或多次，则称为多次，则称为双线圈输出双线圈输出，这时前面的输出无，这时前面的输出无效，效，只有最后一次才有效只有最后一次才有效 。不正确的梯形图不正确的梯形图 正确的梯形图正确的梯形
4、图 基本电路的编程基本电路的编程目的：目的： 1. 掌握输入、输出端的连接方法；掌握输入、输出端的连接方法； 2. 学习图形化编程语言的编程思路；学习图形化编程语言的编程思路； 3. 掌握输入信号、程序、输出信号三者之间的掌握输入信号、程序、输出信号三者之间的关系；关系； 4. 熟练掌握编程软件的使用。熟练掌握编程软件的使用。编程示例编程示例o一盏指示灯的控制。一盏指示灯的控制。 要求：按下启动按钮，指示灯亮；要求：按下启动按钮，指示灯亮； 按下停止按钮，指示灯灭。按下停止按钮，指示灯灭。编程示例编程示例: 三相异步电动机三相异步电动机起停控制起停控制控制要求控制要求: 按下启动按钮，按下启动
5、按钮，电机运转；按下停止电机运转；按下停止按钮，电机立即停止。按钮，电机立即停止。1. 输入、输出分配表输入、输出分配表输输 入入 端端 子子输输 出出 端端 子子X0启动按钮启动按钮SB2Y0KM线圈线圈X1停止按钮停止按钮SB1X2热继电器热继电器FR继电器线路图及其等效的梯形图继电器线路图及其等效的梯形图a) 继电器线路图继电器线路图b) PLC梯形图梯形图2. 输入、输出电路的接线图输入、输出电路的接线图o 2输出电路的连接方法输出电路的连接方法1. 输出：输出：每每 3 8 个输出点构成一组，共用一个个输出点构成一组，共用一个公共点。公共点。2. 在同一个组内的输出端子，必须用同一电
6、压类在同一个组内的输出端子，必须用同一电压类型和同一电压等级，但不同的公共点组可使用型和同一电压等级，但不同的公共点组可使用不同电压类型和等级不同电压类型和等级 （如AC 200V、AC 100V、DC 24V等）的负载。的负载。 3. 各输出公共点之间是相互隔离的。各输出公共点之间是相互隔离的。 3. 编写程序编写程序PLC控制的基本步骤控制的基本步骤o 预备工作预备工作 1、画出主电路（对于电动机控制电路）；、画出主电路（对于电动机控制电路）； 2、写出、写出I/O分配表；分配表； 3、画出、画出I/O接线图（硬件）；接线图（硬件）； 4、编写应用程序（软件）、编写应用程序（软件）o 接线
7、（主回路接线（主回路 和和 I/O接线图）接线图）o 输入程序输入程序o 运行、调试程序运行、调试程序o 撰写实训报告撰写实训报告实训一：异步电动机正反停的实训一：异步电动机正反停的PLC控制控制o 目的目的 熟悉熟悉PLC的的I/O接线；熟悉基本逻辑指令；接线；熟悉基本逻辑指令； 熟悉三相异步电动机正反停控制的编程方法及其熟悉三相异步电动机正反停控制的编程方法及其运行。运行。o 实训内容实训内容 通过按钮实现三相异步电动机正反停通过按钮实现三相异步电动机正反停PLC控制控制o 实训步骤实训步骤步步 骤骤:o 预备工作预备工作1、画出主电路；、画出主电路；2、写出、写出I/O分配表；分配表；3
8、、画出、画出I/O接线图（硬件）；接线图（硬件）；4、编写应用程序（软件）、编写应用程序（软件）o 接线（主回路接线（主回路 和和 I/O接线图）接线图）o 输入程序输入程序o 运行程序运行程序o 撰写实训报告撰写实训报告考虑用考虑用PLC来替代来替代控制电路控制电路哪些元件是不可替哪些元件是不可替代的？代的？两台电动机的顺序联动控制两台电动机的顺序联动控制o 控制要求控制要求: 电动机电动机M1先起动（先起动（SB1），电动机），电动机M2才能起动（才能起动（SB2）。）。两台电动机的顺序联动控制两台电动机的顺序联动控制二、定时器、计数器的应用二、定时器、计数器的应用o 控制要求：控制要求：
9、 1. 按下启动按钮后，指示灯立即亮，按下启动按钮后，指示灯立即亮，5秒钟以后自动熄灭；秒钟以后自动熄灭； 2. 按下停止按钮，立即熄灭。按下停止按钮，立即熄灭。定时器（定时器（T）o 通用型：通用型： 100ms: T0T199，共，共200点；点； 10ms： T200T245，共，共46点；点；o 积算型：积算型： 1ms： T246T249，共，共4点；点； 100ms: T250T255，共，共6点；点； 例题讲解（定时器应用）：例题讲解（定时器应用）：o 控制要求：控制要求： 1. 按下启动按钮后，指示灯立即亮，按下启动按钮后，指示灯立即亮，5秒钟以后自动熄灭；秒钟以后自动熄灭；
10、2. 按下停止按钮，立即熄灭。按下停止按钮，立即熄灭。抢答显示系统抢答显示系统抢答显示系统（讨论程序设计方案）抢答显示系统（讨论程序设计方案）控制要求：控制要求：（A）竞赛者若要回答主持人所提问题时，需）竞赛者若要回答主持人所提问题时，需要抢先按下桌上的按钮；要抢先按下桌上的按钮；（B）指示灯亮后，需等到主持人按下复位键）指示灯亮后，需等到主持人按下复位键PB4后才熄灭。为了给参赛儿童一些优待，后才熄灭。为了给参赛儿童一些优待，PB11和和PB12中任一个按下时，灯中任一个按下时，灯L1都亮；而为了对教都亮；而为了对教授组做一定限制，授组做一定限制，L3只有在只有在PB31和和PB32键都按下
11、键都按下时才亮。时才亮。（C）如果竞赛者在主持人）如果竞赛者在主持人打开打开SW开关的开关的10秒秒钟内钟内按下按钮，电磁线圈将使彩球摇动，以示竞按下按钮，电磁线圈将使彩球摇动，以示竞赛者得到一次幸运的机会。赛者得到一次幸运的机会。四、四、PLC内部软元件内部软元件o 辅助继电器（辅助继电器（M）：）：其常开、常闭触点可以无限次的自由使用，但 不能直接驱动外部负载不能直接驱动外部负载。 通用型：通用型：M0M499 共500点 保持型：保持型： M500M3071 共2572点 特殊型：特殊型：M8000-M8255 共256个其中：其中：M8000运行接通，作监控用； M8002仅在运行开始
12、瞬间接通的初始脉冲特殊辅助继电器。 M8011M8014分别产生l0ms 、l00ms、 ls、 lmin时钟脉冲的特殊辅助继电器。 启动、停止、保持电路启动、停止、保持电路延时通、断定时器延时通、断定时器分析：分析：实训三：实训三：PLC控制异步控制异步电动机电动机Y-启动启动控制要求控制要求 该控制电路设置该控制电路设置Y降降压起动，压起动，Y形启动时形启动时KM1 和和 KM2 动作后，动作后， KM2KM2断开延时断开延时0.50.5秒钟，秒钟，然后转换成然后转换成形使形使KM3闭合。闭合。 具有热保护和停止功能。具有热保护和停止功能。二、定时器、计数器的应用二、定时器、计数器的应用o
13、 控制要求：控制要求： 1. 按下启动按钮后，指示灯闪烁，按下启动按钮后，指示灯闪烁， 2. 按下停止按钮，立即熄灭。按下停止按钮，立即熄灭。振振 荡荡 电电 路路分段计时法分段计时法累积计时法累积计时法实训三：实训三：PLC控制异步控制异步电动机电动机Y-启动启动控制要求控制要求（中级工考试题）中级工考试题） 该控制电路设置该控制电路设置Y降 压 起 动 ，降 压 起 动 ， Y 形 启 动 时形 启 动 时KM1 和和 KM2 动作后，用动作后，用闪动指示灯闪动闪动指示灯闪动5次，闪动次，闪动周期为周期为1秒。秒。KM2断开延时断开延时0.5秒钟，并有显示，秒钟，并有显示，然后然后转换成转
14、换成形使形使KM3闭合。闭合。振荡电路的应用振荡电路的应用 (1)控制要求控制要求: 两台电动机交替顺序控制。两台电动机交替顺序控制。 电动机电动机M1工作工作3s停下来，紧接着电动机停下来，紧接着电动机M2工作工作5s停下，然后再交替工作；停下，然后再交替工作； 按下停止按钮，电动机按下停止按钮，电动机M1、M2全部停止运全部停止运行行 (2)输入输出分配输入输出分配 起动按钮：起动按钮：X0， 电动机电动机M1： Y1， 停止按钮：停止按钮：X1， 电动机电动机M2： Y2。 (3)梯形图方案设计梯形图方案设计(3)梯形图方案设计梯形图方案设计顺序循环执行程序（累积法）顺序循环执行程序（累
15、积法）设计一个用设计一个用PLC基本逻辑指令来控制数码管循环基本逻辑指令来控制数码管循环显示数字显示数字0、1、2、9的控制系统。的控制系统。o （1）程序开始后显示）程序开始后显示0，延时，延时1 秒，显示秒，显示1，延时延时2 秒，显示秒，显示2，显示显示9，延时，延时10 秒，秒，再显示再显示0，如此循环不止；，如此循环不止； o （2）按停止按钮时，程序无条件停止运行；）按停止按钮时，程序无条件停止运行；o （3）需要连接数码管（数码管选用共阴极）。）需要连接数码管（数码管选用共阴极）。o I/O分配：分配： X0：停止按钮，：停止按钮， X1：起动按钮；：起动按钮； o Y1Y7：数
16、码管的：数码管的ag。练练 习（定时器的使用）习（定时器的使用）现有红、绿两盏指示灯，要求：现有红、绿两盏指示灯，要求：1按启动按钮后绿灯亮按启动按钮后绿灯亮3秒，灭秒，灭2秒；然后红灯亮秒；然后红灯亮5秒，灭秒，灭3秒；秒；，如此循环不止。，如此循环不止。2按下停止按钮后，程序无条件停止。按下停止按钮后，程序无条件停止。思考：思考：1. 同样同样3盏灯、盏灯、4盏灯等等该如何控制？盏灯等等该如何控制？2. 如果要求循环如果要求循环2次后自动停止，该如何修改程序？次后自动停止，该如何修改程序？实例三实例三：PLC控制电机循环正反转控制电机循环正反转控制要求控制要求:用基本指令编程，控制电动机循
17、环正反转用基本指令编程，控制电动机循环正反转 1、电动机正转、电动机正转3秒，停秒，停2秒。秒。 2、电动机反转、电动机反转5秒，停秒，停3秒。秒。 3、如此循环、如此循环3次，自动停止。次，自动停止。 4、运行中可按紧急停止按钮，热继电器动作、运行中可按紧急停止按钮，热继电器动作应停止。应停止。四、四、PLC内部软元件内部软元件o 计数器（计数器（C） 通用型：通用型：C0 C99 共共100个个; 保持型：保持型：C100 C199 共共100个。个。 双向通用型：双向通用型：C200 C219 共共20个个; 双向保持型：双向保持型：C220 C234 共共15个。个。 高速计数器：高速
18、计数器： C235 C255 共共21个。个。主电路主电路:输输 入入输输 出出 X0 启动按钮启动按钮Y1KM1线圈线圈X1 紧急停止按钮紧急停止按钮Y2KM2线圈线圈X2 热继电器热继电器1、启、停、自锁控制、启、停、自锁控制2、时间控制、时间控制3、循环控制、循环控制4、输出控制、输出控制1、启、停、启、停、自锁控制自锁控制2、时间控制、时间控制3、循环控制、循环控制4、输出控制、输出控制定时器的扩展定时器的扩展o 100ms定时器的设定值范围为定时器的设定值范围为 0.1s3276.7s；o 10ms定时器的设定值范围为定时器的设定值范围为 0.01327.67s；o 1ms定时器的设
19、定值范围为定时器的设定值范围为 0.001s一一32.767s。定时器的延时扩展定时器的延时扩展定定时时器器的的延延时时扩扩展展单触点的单触点的起动起动/停止停止控制控制YOO1脉冲输出指令：脉冲输出指令：PLS指令指令实例：料箱盛料过少报警系统实例：料箱盛料过少报警系统控制要求控制要求（A） 自动方式（自动方式（X2=OFF） 当低限开关当低限开关X0变为变为ON后，蜂鸣器后，蜂鸣器Y0开始鸣开始鸣叫，同时报警灯叫，同时报警灯Y1连续闪烁连续闪烁10次（亮次（亮1.5秒、灭秒、灭2.5秒），此后，蜂鸣器停止鸣叫，灯也熄灭。此秒），此后，蜂鸣器停止鸣叫，灯也熄灭。此外，外，RESET（复位）按
20、钮（复位）按钮X1可以使二者中止。可以使二者中止。（B）手动方式（）手动方式（X2=ON） 当低限开关当低限开关X0变为变为ON后，蜂鸣器后，蜂鸣器Y0开始鸣叫，开始鸣叫，同时报警灯同时报警灯Y1开始闪烁。当按下开始闪烁。当按下RESET按钮按钮X1时，二者中止。时，二者中止。输输 入入输输 出出X0低限开关低限开关Y0蜂鸣器蜂鸣器X1复位按钮复位按钮Y1报警灯报警灯X2自动自动/手动开关手动开关定时器、计数器总结定时器、计数器总结o 通用的定时器没有保持功能，线圈断电后触点通用的定时器没有保持功能，线圈断电后触点立即复位立即复位不需不需RST指令指令o 通用的内部计数器通用的内部计数器是是1
21、6位的加计数器，计算线位的加计数器，计算线圈通断的次数，因此，线圈断电并不能使触点圈通断的次数，因此，线圈断电并不能使触点复位，复位，必须使用必须使用RST指令使其复位指令使其复位。o 计数器复位一般有两种方法：计数器复位一般有两种方法： 1. 停止时一直处于复位状态；停止时一直处于复位状态； 2. 程序开始运行时，使用脉冲指令程序开始运行时，使用脉冲指令PLS(PLF)使其复位，这样不会影响计数器的正常计数。使其复位，这样不会影响计数器的正常计数。实例三：按钮人行道控制实例三：按钮人行道控制控制要求控制要求o 当人行道口的按钮被按下时，交通灯按以下顺当人行道口的按钮被按下时，交通灯按以下顺序
22、变化，如果交通灯已经进入运行变化，按钮序变化，如果交通灯已经进入运行变化，按钮将不起作用。将不起作用。 实训七：十字路口交通灯控制系统实训七：十字路口交通灯控制系统控制要求：控制要求：o 红绿黄灯受一个起动开关控制，当起动开关接通红绿黄灯受一个起动开关控制，当起动开关接通时，信号灯系统开始工作，先南北红灯和东西绿时，信号灯系统开始工作，先南北红灯和东西绿灯亮，东西绿灯亮灯亮，东西绿灯亮5s后，开始闪动，周期后，开始闪动，周期1s，闪动闪动3次后熄灭，东西黄灯亮次后熄灭，东西黄灯亮2s钟，到钟，到2秒时，秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时同时南北红灯熄灭，南北红灯熄灭
23、，南北绿灯亮。南北绿灯亮。o 南北绿灯亮南北绿灯亮5s后，闪动后，闪动3s后熄灭，南北黄灯亮后熄灭，南北黄灯亮2s，然后南北红灯亮，然后南北红灯亮，同时同时东西红灯熄灭，东西东西红灯熄灭，东西绿灯亮，开始第二周期的动作。绿灯亮，开始第二周期的动作。置位与复位指令置位与复位指令SET/RSTSET/RSTo SETSET置位，令元件自保持置位，令元件自保持ONON，操作对象：，操作对象： Y Y，M M，S So RSTRST复位，令元件自保持复位，令元件自保持OFFOFF或清除数据寄或清除数据寄存器的内容，操作对象：存器的内容，操作对象： Y Y，M M，S S，C C，D D，V V，Z Z，积，积T T应用：电动机的起、保、停控制应用：电动机的起、保、停控制停止优先停止优先起动优先起动优先主控触点指令主控触点指令MC/MCRMC/MCRo MC 主控电路块起点主控电路块起点o MCR主控电路块终点主控电路块终点是控制一组电是控制一组电路的路的总开关总开关应用应用