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1、第第6章章 PLC控制系统的设计控制系统的设计3/26/20231第6章PLC控制系统的设计9/23/20221主要内容主要内容PLC控制系统设计的控制系统设计的基本步骤基本步骤常用的几种常用的几种编程方法编程方法设计实例设计实例主要内容PLC控制系统设计的基本步骤主要内容主要内容PLC控制系统设计的基本步骤控制系统设计的基本步骤常用的几种常用的几种编程方法编程方法l常用的梯形图程序常用的梯形图程序l逻辑设计法逻辑设计法l时序图设计法时序图设计法l经验设计法经验设计法l顺序控制设计法顺序控制设计法l继电器控制电路图转换设计法继电器控制电路图转换设计法l具有多种工作方式的系统的编程方法具有多种工
2、作方式的系统的编程方法设计实例设计实例主要内容PLC控制系统设计的基本步骤6.1 概述概述 1 PLC控制系统设计的基本步骤控制系统设计的基本步骤2 PLC的应用程序的应用程序6.1概述6.1.1 PLC控制系统设计的基本步骤控制系统设计的基本步骤1.1.对控制任务作深入的研究，对控制任务作深入的研究，对控制任务作深入的研究，对控制任务作深入的研究，确定系统总体设计方案确定系统总体设计方案确定系统总体设计方案确定系统总体设计方案2.2.根据控制要求确定输入根据控制要求确定输入根据控制要求确定输入根据控制要求确定输入/输出元件，选择输出元件，选择输出元件，选择输出元件，选择PLCPLC机型机型机
3、型机型3.3.确定确定确定确定PLCPLC的输入的输入的输入的输入/输出点分配输出点分配输出点分配输出点分配5.5.设计应用程序设计应用程序设计应用程序设计应用程序6.6.应用程序的调试应用程序的调试应用程序的调试应用程序的调试7.7.制作电器控制柜和控制盘制作电器控制柜和控制盘制作电器控制柜和控制盘制作电器控制柜和控制盘8.8.连机调试程序连机调试程序连机调试程序连机调试程序9.9.编写技术文件编写技术文件编写技术文件编写技术文件6.1.1PLC控制系统设计的基本步骤1.对控制任务作基本步骤基本步骤开始开始分析控制方案分析控制方案分配分配I/O点点配置配置PLC硬件系统硬件系统绘制流程图绘制
4、流程图设计外部电路设计外部电路现场施工现场施工设计程序设计程序整体调试整体调试满足要求？满足要求？编写说明书编写说明书交付使用交付使用模拟调试模拟调试调试正常？调试正常？修改修改确定确定I/O设备设备基本步骤开始分析控制方案分配I/O点配置PLC硬件系统绘制流6.1.2 PLC控制系统的硬件配置控制系统的硬件配置 1 PLC机型选择机型选择 l(1)结构合理：整体式结构合理：整体式 模块式模块式PLC l(2)功能上要适当功能上要适当l(3)机型统一机型统一l(4)是否在线编程是否在线编程l(5)对网络通信的要求对网络通信的要求2 I/O分配分配lI/O 点数的估算点数的估算 lI/O 模块的
5、选择模块的选择 6.1.2PLC控制系统的硬件配置1PLC机型选择（1）开关量输入模块的选择PLC的输入模块用来检测来自现场的输入模块用来检测来自现场(如按钮、行程开关、如按钮、行程开关、温控开关、压力开关等温控开关、压力开关等)电平信号电平信号,并将其转换为并将其转换为PLC内部的低电平信号。内部的低电平信号。开关量输入模块按输入点数分，常用的有开关量输入模块按输入点数分，常用的有8点、点、12点、点、16点、点、32点等；点等；按工作电压分按工作电压分,常用的有直流常用的有直流5V、12V、24V,交流交流110V、220V等；等；按外部接线方式又可分为汇点输入、分隔输入等。按外部接线方式
6、又可分为汇点输入、分隔输入等。（1）开关量输入模块的选择PLC的输入模块用来检测来自现场(（2）开关量输出模块的选择输出模块的任务是将输出模块的任务是将PLC内部低电平的控内部低电平的控制信号转换为外部所需电平的输出信号制信号转换为外部所需电平的输出信号,驱驱动外部负载动外部负载.输出模块有输出模块有3 种方式种方式:l继电器输出继电器输出l双向可控硅输出双向可控硅输出l晶体管输出晶体管输出.（2）开关量输出模块的选择输出模块的任务是将PLC内部低电平（3 3）模拟量及特殊功能模块的选择）模拟量及特殊功能模块的选择除了开关量信号以外，工业控制中还要对温度、压除了开关量信号以外，工业控制中还要对
7、温度、压力、液位、流量等过程变量进行检测和控制。力、液位、流量等过程变量进行检测和控制。模拟量输入、模拟量输出以及温度控制模块就是用模拟量输入、模拟量输出以及温度控制模块就是用于将过程变量转换为于将过程变量转换为PLC可以接收的数字信号以及可以接收的数字信号以及将将PLC内的数字信号转换成模拟信号输出。内的数字信号转换成模拟信号输出。（3）模拟量及特殊功能模块的选择除了开关量信号以外，工业控制PLC控制系统设计的控制系统设计的 三个重要环节三个重要环节（1 1）通通通通过过过过对对对对控控控控制制制制任任任任务务务务的的的的分分分分析析析析，确确确确定定定定控控控控制制制制系系系系统统统统的的
8、的的总总总总体设计方案。体设计方案。体设计方案。体设计方案。（2 2）根据控制要求确定硬件构成方案。）根据控制要求确定硬件构成方案。）根据控制要求确定硬件构成方案。）根据控制要求确定硬件构成方案。（3 3）设计出满足控制要求的应用程序。）设计出满足控制要求的应用程序。）设计出满足控制要求的应用程序。）设计出满足控制要求的应用程序。PLC控制系统设计的三个重要环节（1）通过对控制任务的6.1.3 PLC的应用程序的应用程序1.应用程序的内容应用程序的内容 最大限度地满足系统控制功能的要求，还应包括：最大限度地满足系统控制功能的要求，还应包括：最大限度地满足系统控制功能的要求，还应包括：最大限度地
9、满足系统控制功能的要求，还应包括：（1 1）初始化程序）初始化程序）初始化程序）初始化程序（2 2）检测、故障诊断、显示程序。）检测、故障诊断、显示程序。）检测、故障诊断、显示程序。）检测、故障诊断、显示程序。（3 3）保护、连锁程序。）保护、连锁程序。）保护、连锁程序。）保护、连锁程序。6.1.3PLC的应用程序1.应用程序的内容2.应用程序的质量应用程序的质量 （1）程序的正确性）程序的正确性 （2）程序的可靠性好）程序的可靠性好 （3）参数的易调整性好）参数的易调整性好 （4）程序要简练）程序要简练 （5）程序的可读性好）程序的可读性好2.应用程序的质量（1）程序的正确性PLC常用的几种
10、编程方法常用的几种编程方法逻辑设计法逻辑设计法时序图设计法时序图设计法经验设计法经验设计法顺序控制设计法顺序控制设计法继电器控制电路图转换设计法继电器控制电路图转换设计法具有多种工作方式的系统的编程方法具有多种工作方式的系统的编程方法PLC常用的几种编程方法逻辑设计法6.2 逻辑设计法逻辑设计法逻辑设计法基础是逻辑设计法基础是逻辑代数逻辑代数方法：方法：在程序设计时，对控制任务进行逻辑分析和综合，将控制在程序设计时，对控制任务进行逻辑分析和综合，将控制电路中电路中元件元件的通、断电状态视为以的通、断电状态视为以触点触点通、断状态为逻辑通、断状态为逻辑变量的逻辑函数变量的逻辑函数对逻辑函数化简对
11、逻辑函数化简利用利用PLC的逻辑指令进行设计。的逻辑指令进行设计。使用场合：使用场合：当主要对开关量进行控制时，使用逻辑设计法当主要对开关量进行控制时，使用逻辑设计法比较好。比较好。6.2逻辑设计法逻辑设计法基础是逻辑代数逻辑设计法举例某系统中有四台通风机，要求在以下几种运行状态下发出不某系统中有四台通风机，要求在以下几种运行状态下发出不同的显示信号：同的显示信号：三台及三台以上开机时，三台及三台以上开机时，绿灯绿灯常亮；常亮；两台开机时，两台开机时，绿灯绿灯以以5 Hz5 Hz的频率闪烁；的频率闪烁；一台开机时，一台开机时，红灯红灯以以5 Hz5 Hz的频率闪烁；的频率闪烁；全部停机时，全部
12、停机时，红灯红灯常亮。常亮。解：设四台通风机分别为A、B、C、D，红灯为F1，绿灯为F2。将几种运行情况分开进行程序设计。逻辑设计法举例某系统中有四台通风机，要求在以下几种运行状态1.红灯常亮的程序设计设灯常亮为“1”、灭为“0”，通风机开机为“1”、停为“0”（下同）。其状态表为：由状态表可得F1 逻辑函数：F1=A B C D (1)根据逻辑函数（1）容易画出其梯形图如图6.1所示。ABCDF100001F1图6.1红灯常亮的梯形图A B C D1.红灯常亮的程序设计AB2.绿灯常亮的程序设计 能引起绿灯常亮的情况有5 种，列状态表为：ABCDF2011111011111011111011
13、11112.绿灯常亮的程序设计ABCDF201111101111由状态表可得F2的逻辑函数为：F2=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD (2)对逻辑函数(2)进行简化，如下：F2=AB(D+C)+CD(A+B)(3)根据(3)画出的梯形图如图6.2所示。F2图6.2绿灯常亮的梯形图C A BA C DDB由状态表可得F2的逻辑函数为：F2图6.2绿灯常亮的梯由状态表可得F1的逻辑函数为：F1=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD (4)ABCDF1000110010101001100013.红灯闪烁的程序设计红灯闪烁的程序设计 设红灯闪烁为设红灯闪烁为“1”，列状态表为：，列状
14、态表为：由状态表可得F1的逻辑函数为：ABCDF1000110010将（4）简化为：F1=A B（CD+CD）+C D（AB+AB）(5)由（5）画出的梯形图如图6.3所示。其中25501能产生0.2s即5Hz的脉冲信号。F1CCCDDDAAABBB25501图6.3红灯闪烁的梯形将（4）简化为：F1CCCDDDAAABBB25501图6.F1M0.0T33T34T33F1（）10INTONPT10msT3310INTONPT10msT34CCCDDDAAABBBM0.0()采用采用采用采用S7-200S7-200编程编程编程编程F1M0.0T33T34T33F1（）10IN4.绿灯闪烁的程序
15、设计绿灯闪烁的程序设计 设绿灯闪烁为“1”，列状态表为：ABCDF20011101011011011001110101110014.绿灯闪烁的程序设计ABCDF200111010110由状态表可得F2的逻辑函数为：F2=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD (6)将（6）化简为：F2=（AB+AB）（CD+CD）+ABCD+ABCD (7)根据（7）画出其梯形图如图6.4所示。F2AACBBDAACDBB25501CDCD图6.4绿灯闪烁的梯形图由状态表可得F2的逻辑函数为：F2AACBBDAACDBB25.选择选择PLC机型，作机型，作I/O点分配点分配I/O分配如表6
16、.1所示：由I/O分配即图6.1、6.2、6.3、6.4，综合在一起便得到总梯形图6.5。输入输入输出输出ABCDF1F200101 00102 00103 00104 01101 011025.选择PLC机型，作I/O点分配输入输出ABCDF1F0110100103 00104 00101 0010200103001030010400104001010010100102001022550100101 0010200103 00104红灯图图6.5 通风机运行状态显示的梯形图通风机运行状态显示的梯形图a01101001030010400101001020010300103 0010400101
17、 0010200101 0010200103 001042550100101 00102 00103 0010400101 00102 00103 00104011020010300101001020010400103001030010200104a001030010400101001020010100102逻辑设计法小结逻辑设计法小结用不同的逻辑变量表示各输入、输出信号，用不同的逻辑变量表示各输入、输出信号，设定其对应各种状态时的逻辑值。设定其对应各种状态时的逻辑值。根据控制要求，列出状态表。根据控制要求，列出状态表。由状态表写出相应的逻辑函数，并化简。由状态表写出相应的逻辑函数，并化简。根
18、据化简后的逻辑函数画出梯形图。根据化简后的逻辑函数画出梯形图。上机调试，使程序满足要求。上机调试，使程序满足要求。逻辑设计法小结用不同的逻辑变量表示各输入、输出信号，设定其对6.3 时序图设计法 如果如果PLC各输出信号的状态变化有一各输出信号的状态变化有一定的时间顺序，可用时序图设计法设计定的时间顺序，可用时序图设计法设计程序。程序。6.3时序图设计法如果PLC各输出信举例举例-时序图设计法时序图设计法 在十字路口上设置的红、黄、绿交通信号灯，其布置如图6.6 所示。由于东西方向的车流量较小，南北方向的车流量较大，所以南北方向的放行（绿灯亮）时间为30s，东西方向的放行时间（绿灯亮）为20s
19、。当在东西（或南北）方向的绿灯灭时，该方向的黄灯与南北（或东西）方向的红灯一起以1Hz 的频率闪烁5s，以提醒司机和行人注意。闪烁5s之后，立即开始另一个方向的放行。要求只用一个控制开关对系统进行启停控制。举例-时序图设计法在十字路口上设置的红、黄、绿绿黄红红黄绿红黄绿绿黄红南西北东图图6.6 交通灯布置图交通灯布置图绿黄红红黄绿红南西北东图6.6交通灯布置图编程思路：编程思路：（1）分析）分析PLC的输入和输出信号，以作为选择的输入和输出信号，以作为选择PLC机机型的依据之一。型的依据之一。（2）弄清各灯之间亮、）弄清各灯之间亮、灭的时间关系，画出灭的时间关系，画出时序图时序图。（3）由）由
20、时序图时序图分析各输出信号之间的时间关系。分析各输出信号之间的时间关系。（4）4个时间区段必须用个时间区段必须用4个定时器来控制。可列出个定时器来控制。可列出定时器功能明细表定时器功能明细表（5）进行）进行PLC的的I/O分配。分配。（6）画出的梯形图如图）画出的梯形图如图6.8所示所示编程思路：启动南北绿灯南北黄灯东西红灯东西绿灯东西黄灯南北红灯30s30s5s5s5s20s20s5s一个循环一个循环t0t1t2t3 t430s+5s5s20s+5s5s30s+5s20s启动南北绿灯南北黄灯东西红灯东西绿灯东西黄灯南北红灯30s3各定时器一个循环中的功能定时器t0t1t2t3t4TIM000
21、定时30s开始定时南北绿灯、东西红灯亮定时到，输出ON且保持。南北绿灯灭；南北黄、东西红灯闪ONON开始下一循环定时TIM001定时35s开始定时继续定时定时到，输出ON且保持。南北黄、东西红灯灭；ON开始下一循环定时TIM002定时55s开始定时继续定时继续定时定时到，输出ON且保持。东西绿灯灭；南北绿、东西红灯亮开始下一循环定时TIM003定时60s开始定时继续定时继续定时继续定时定时到，输出ON且保持。东西绿灯灭；南北绿、东西红灯亮各定时器一个循环中的功能定时器t0t1t2t3t4TIM00Q0.5Q0.4Q0.3Q0.2Q0.1Q0.0南北绿灯输 出输入I/O的分配：的分配：南北黄灯南
22、北红灯南北红灯东西黄灯东西红灯东西绿灯控制开关控制开关I0.0Q0.5Q0.4Q0.3Q0.2Q0.1Q0.0南北绿灯输南北绿灯、东西红灯亮30s定时南北黄灯、东西红灯闪5s定时东西绿灯、南北红灯亮20s定时东西黄灯、南北红灯闪5s定时南北绿灯I0.0T40T37T37TON300T38TON350T39TON550T40TON600Q0.0()南北绿灯、东西南北黄灯、东西东西绿灯、南北东西黄灯、南北南北东西红灯亮30s，闪5s南北黄灯闪5s东西绿灯亮20s南北红灯亮20s，闪5s东西黄灯闪5s图图6.8 交通信号灯控制梯形图交通信号灯控制梯形图Q0.0Q0.1T37SM0.5 T38T38T
23、39Q0.3Q0.4T39SM0.5 T40Q0.1()Q0.2()Q0.3()Q0.4()Q0.5()东西红灯亮南北黄灯闪5s东西绿灯亮20s南北红灯亮东西黄灯闪时序图设计法步骤时序图设计法步骤详细分析控制要求，确定各输入/输出信号个数，合理选择机型。明确输入和输出信号之间的时序关系，画出工作时序图。根据时序图划分时间段，并确定各段的时间长短。根据时间区段确定定时器的个数，定时器号及其设定值。对PLC进行I/O分配。根据定时器的功能明细表、时序图和I/O分配画出梯形图。模拟运行程序，对不合理之处进行修改。时序图设计法步骤详细分析控制要求，确定各输入/输出信号个数，6.4 经验设计法经验设计法
24、如果能透彻地理解如果能透彻地理解如果能透彻地理解如果能透彻地理解PLCPLC各种指令的功能，可以各种指令的功能，可以各种指令的功能，可以各种指令的功能，可以凭经验比较准确地选择使用凭经验比较准确地选择使用凭经验比较准确地选择使用凭经验比较准确地选择使用PLCPLC的各种指令设的各种指令设的各种指令设的各种指令设计出相应地程序。计出相应地程序。计出相应地程序。计出相应地程序。这种方法没有固定的模式这种方法没有固定的模式这种方法没有固定的模式这种方法没有固定的模式6.4经验设计法如果能透彻地理解PLC各种指令的功能，分析控制要求、选择控制原则；分析控制要求、选择控制原则；设计主令和检测元件，确定输
25、入输出设备；设计主令和检测元件，确定输入输出设备；设计执行元件的控制程序；设计执行元件的控制程序；检查修改和完善程序。检查修改和完善程序。基本步骤基本步骤分析控制要求、选择控制原则；基本步骤使用置位、复位指令使用置位、复位指令使用置位、复位指令起保停电路的功能也可以用起保停电路的功能也可以用S S和和R R指令来实现指令来实现1 1典型电路环节典型电路环节一、起保停电路一、起保停电路1典型电路环节一、起保停电路二、定时器应用电路二、定时器应用电路例例1 1：用定时器设计延时接通延时断开电路，要：用定时器设计延时接通延时断开电路，要求输入求输入I0.0I0.0和输出和输出Q0.1Q0.1的波形如
26、图所示。的波形如图所示。二、定时器应用电路例1：用定时器设计延时接通延时断开电路，要参考答案参考答案参考答案例例2 2：用计数器扩展定时器的定时范围。如进行：用计数器扩展定时器的定时范围。如进行10000h10000h的定时控制（如图波形图所示）。的定时控制（如图波形图所示）。例2：用计数器扩展定时器的定时范围。如进行10000h的定时参参考考答答案案参考答案PLC控制系统的设计x课件例例例例3 3 3 3：用定时器设计输出脉冲的周期和占空比可调的振荡：用定时器设计输出脉冲的周期和占空比可调的振荡：用定时器设计输出脉冲的周期和占空比可调的振荡：用定时器设计输出脉冲的周期和占空比可调的振荡电路（
27、即闪烁电路）。电路（即闪烁电路）。电路（即闪烁电路）。电路（即闪烁电路）。3s3s2sQ0.0例3：用定时器设计输出脉冲的周期和占空比可调的振荡电路（即闪2 2经验设计法举例经验设计法举例经验设计法举例经验设计法举例例例1 1：2经验设计法举例例1：PLC控制系统的设计x课件为什么硬件应互锁？为什么硬件应互锁？为什么硬件应互锁？为什么硬件应互锁？为什么硬件应互锁？例例2 2 送料小车自动控制的梯形图程序设计送料小车自动控制的梯形图程序设计 X4X4处装料，处装料，25s25s后装料结束，开始右行，碰到后装料结束，开始右行，碰到X3X3后停下卸后停下卸料，料，20s20s后左行，碰到后左行，碰到
28、X4X4后又停下装料，这样不停地循环工后又停下装料，这样不停地循环工作。按钮作。按钮X0X0和和X1X1分别用来起动小车右行和左行。分别用来起动小车右行和左行。X2 X2停车。停车。控制要求控制要求控制要求控制要求例2送料小车自动控制的梯形图程序设计X4处装料，2送料小车自动控制的梯形图程序设计设计思路送料小车自动控制的梯形图程序设计设计思路送料小车自动控制的梯形图程序设计设计思路送料小车自动控制的梯形图程序设计设计思路:p以众所周知的电动机正反转控制的梯形图为基础，设以众所周知的电动机正反转控制的梯形图为基础，设计出的小车控制梯形图。计出的小车控制梯形图。p为使小车自动停止，将为使小车自动停
29、止，将X3X3和和X4X4的常闭触点分别与的常闭触点分别与Y0Y0和和Y1Y1的线圈串联。的线圈串联。p为使小车自动起动，将控制装、卸料延时的定时器为使小车自动起动，将控制装、卸料延时的定时器T0T0和和T1T1的常开触点，分别与手动起动右行和左行的的常开触点，分别与手动起动右行和左行的X0X0、X1X1的常开触点并联的常开触点并联;p用两个限位开关对应的用两个限位开关对应的X4X4和和X3X3的常开触点分别接通装的常开触点分别接通装料、卸料电磁阀和相应的定时器。料、卸料电磁阀和相应的定时器。送料小车自动控制的梯形图程序设计设计思路:以众所周知的电动PLC控制系统的设计x课件送料小车自动控制的
30、梯形图程序设计送料小车自动控制的梯形图程序设计送料小车自动控制的梯形图程序设计送料小车自动控制的梯形图程序设计右行启动右行启动左行启动左行启动送料小车自动控制的梯形图程序设计右行启动方案方案方案方案1 1方案1方案方案2：使用正跳变触点指令使用正跳变触点指令使用正跳变触点指令使用正跳变触点指令EUEU方案2：使用正跳变触点指令EU6.5 继电器控制电路图转换设计法继电器控制电路图转换设计法1.对各种继电器、电磁阀等的处理对各种继电器、电磁阀等的处理交直流接触器、电磁阀、电磁铁的线圈交直流接触器、电磁阀、电磁铁的线圈 输出继电输出继电器器中间继电器中间继电器 内部辅助继电器内部辅助继电器2.对常
31、开、常闭按钮的处理对常开、常闭按钮的处理 对停车按钮而言对停车按钮而言SB2SB200001000016.5继电器控制电路图转换设计法SB2SB20000103.对热继电器触点的处理对热继电器触点的处理 分配分配PLC的输入点或接入的输入点或接入PLC外部的控制电路外部的控制电路4.对时间继电器的处理对时间继电器的处理KTKAKMKTKMKMI0.0I0.1I0.1T3850IN TONPT 100msT38Q0.1（）3.对热继电器触点的处理KTKAKMKTKMKMI0.05.处理电路的连接顺序处理电路的连接顺序一般对控制电路作一些调整一般对控制电路作一些调整KM1SB1KM1SB2KM1K
32、M2KTSQKAKM2KTKM1KTKM2KASB2SB1KM1KM1SQKM2KT5.处理电路的连接顺序KM1SB1KM1SB2KM1KM输入输出SB100000KM101000SB200001KM201001SQ00002I/O分配表分配表TIM000SV01000 00002TIM00001001200000100000000010000000101001由由I/O分配表画出的分配表画出的PLC梯形图梯形图输入输出SB100000KM101000SB200001KM输入器件：指连接到输入器件：指连接到PLC输入接线端子用于产生输入输入接线端子用于产生输入 信号的器件。信号的器件。分类分类
33、 主令器件主令器件 检测器件检测器件 有源触点输入器件有源触点输入器件 无源触点输入器件无源触点输入器件输入信号输入信号 模拟信号模拟信号 数字信号数字信号 开关信号开关信号PLC I/O端口选择端口选择压力传感器、温度传感器压力传感器、温度传感器数字开关数字开关按钮、转换开关、形成开关、按钮、转换开关、形成开关、触点触点输入器件：指连接到PLC输入接线端子用于产生输入分类主令器输出器件：指连接到输出器件：指连接到PLC输出接线端子用于执输出接线端子用于执行程序运行结果的器件。行程序运行结果的器件。分类：分类：驱动负载驱动负载 显示负载显示负载 输出端口：输出端口：继电器输出继电器输出 晶体管
34、输出晶体管输出 晶闸管输出晶闸管输出接触器、继电器、电磁阀接触器、继电器、电磁阀PLC I/O端口选择端口选择指示灯、数字显示装置、电指示灯、数字显示装置、电铃、蜂鸣器铃、蜂鸣器交直流负载交直流负载直流负载直流负载交流负载交流负载输出器件：指连接到PLC输出接线端子用于执行程序运行结果的器I/OI/O点数的确定点数的确定点数的确定点数的确定 I/O I/O点数是衡量可编程控制器规模大小的依据。点数是衡量可编程控制器规模大小的依据。点数是衡量可编程控制器规模大小的依据。点数是衡量可编程控制器规模大小的依据。确定依据：确定依据：确定依据：确定依据：将与将与将与将与PLCPLC相连的全部输入、输出器
35、件根相连的全部输入、输出器件根相连的全部输入、输出器件根相连的全部输入、输出器件根据所需的电压、电流的大小和种类分别统计，考虑据所需的电压、电流的大小和种类分别统计，考虑据所需的电压、电流的大小和种类分别统计，考虑据所需的电压、电流的大小和种类分别统计，考虑将来发展的需要再相应增加将来发展的需要再相应增加将来发展的需要再相应增加将来发展的需要再相应增加 10 101515的余量的余量的余量的余量PLC I/O端口选择端口选择I/O点数的确定PLCI/O端口选择 我国优先选择我国优先选择我国优先选择我国优先选择220V220V220V220V的交流电源电压，特殊的交流电源电压，特殊的交流电源电压
36、，特殊的交流电源电压，特殊情况可选择情况可选择情况可选择情况可选择24V24V24V24V直流电源供电。直流电源供电。直流电源供电。直流电源供电。输输输输入入入入信信信信号号号号电电电电源源源源，一一一一般般般般利利利利用用用用PLCPLCPLCPLC内内内内部部部部提提提提供供供供的的的的直直直直流流流流24V24V24V24V电电电电源源源源。对对对对于于于于带带带带有有有有有有有有源源源源器器器器件件件件的的的的接接接接近近近近开开开开关关关关可可可可外外外外接接接接220V220V220V220V交流电源，提高稳定避免干扰。交流电源，提高稳定避免干扰。交流电源，提高稳定避免干扰。交流电
37、源，提高稳定避免干扰。选用直流选用直流选用直流选用直流I/OI/OI/OI/O模块时，需要外设直流电源。模块时，需要外设直流电源。模块时，需要外设直流电源。模块时，需要外设直流电源。电源电压的选择电源电压的选择我国优先选择220V的交流电源电压，特殊情况可选课堂练习课堂练习n三台电动机三台电动机M1、M2、M3，按下面的要求运行：，按下面的要求运行：1.启动时，启动时，M1、M2同时启动，此后同时启动，此后5分钟分钟M3才能启才能启动；动；2.停车时，停车时，M3必须先停，必须先停，M3停后停后2分钟分钟M1、M2同同时停。时停。按上述要求，选择按上述要求，选择PLC机型，作机型，作I/O分配
38、、分配、I/O接线图，设计出一个满足要求的梯形图。接线图，设计出一个满足要求的梯形图。课堂练习三台电动机M1、M2、M3，按下面的要求运行：启动按钮I0.0电动机M1运转KM1Q0.0停车按钮I0.1电动机M2运转KM2Q0.1电动机M3运转KM3Q0.2S7-200 I/O点数的分配点数的分配输入输出采用10点的主机可满足要求启动按钮I0.0电动机M1运转KM1Q0.0停车按钮I0.1启动按钮00000电动机M1运转KM101000停车按钮00001电动机M2运转KM201001电动机M3运转KM301002I/O点数的分配点数的分配输入输出采用10点的主机可满足要求启动按钮00000电动机
39、M1运转KM101000停车按钮00使用使用S7-200接线图接线图启动按钮停车按钮I0.0Q0.0I0.1Q0.1Q0.2COMCOMACKM1KM2KM3PLC使用S7-200接线图启动按钮I0.0使用使用OMRON的的CPM1A接线图接线图启动按钮停车按钮0000001000000010100101002COMCOMACKM1KM2KM3PLC使用OMRON的CPM1A接线图启动按钮00000梯梯形形图图I0.03000Q0.0T37T38M0.0I0.1I0.1M0.0T38()Q0.0()Q0.1INTONPTT37()Q0.2()M0.01200INTONPTT38梯形图I0.03
40、000Q0.0T37T38M0.0I0.1I0100000000TIM000#30000100101000TIM00001002TIM00120000000010000120000TIM00120000TIM001#1200END（01）梯梯形形图图0100000000TIM0000100101000TIM0课课 堂堂 练练 习习设计用设计用PLC控制一台电动机控制一台电动机Y接降压启动，接降压启动，3秒后转换成秒后转换成运行的程序（包括主回路、运行的程序（包括主回路、I/O接线图和梯形图）。接线图和梯形图）。课堂练习设计用PLC控制一台电动机Y接降压启动，3秒后1.主电路主电路 1.主电路输
41、入输出SB1I0.0KM1Q0.0SB2I0.1KM2Q0.1KM2Q0.22.I/O分配表分配表输入输出SB1I0.0KM1Q0.0SB2I0.1KM2Q03.梯形图 I0.0I0.1Q0.0TONQ0.0T37T37Q0.0()Q0.2()Q0.1()30T373.梯形图I0.0I4.I/O接线图I0.0I0.11MQ0.0Q0.1Q0.21L4.I/O接线图I0.0Q0.06.6 顺序控制设计法适合适合按动作的先后顺序进行控制按动作的先后顺序进行控制的系统。的系统。特点：程序长，但结构清晰、规律性强、特点：程序长，但结构清晰、规律性强、可读性好。可读性好。6.6顺序控制设计法适合按动作的
42、先后顺序进行控制的系统6.6.1 功能表图功能表图功能表图功能表图 用来表示各工作步的功能、步与步的转换用来表示各工作步的功能、步与步的转换顺序及转换条件。顺序及转换条件。1、组成、组成 步、有向连线、步、有向连线、转换条件和动作内容说明等。转换条件和动作内容说明等。6.6.1功能表图功能表图例如：图6.14动力头控制功能表图 某动力头运动状态有：快进工进快退各状态的转换条件：压下行程开关1快进2工进3快退4停车复位启动压ST1压ST2压ST3功能表图组成举例动作内容工作步初始步活动步转换条件例如：图6.14动力头控制功能表图1快2工3快4停车启动压2.功能表的类型功能表的类型单序列结构单序列
43、结构：功能表图没有分支，每步一步，：功能表图没有分支，每步一步，步与步之间只有一个转换条件。步与步之间只有一个转换条件。选择序列结构：选择序列结构：开始为分支，各分支不能同时开始为分支，各分支不能同时执行。执行。并行序列结构：并行序列结构：开始为分支，各分支同时执行。开始为分支，各分支同时执行。2.功能表的类型单序列结构：功能表图没有分支，每步一步，（2）选择序列结构）选择序列结构13524abcdefg分支分支条件条件注意：各分支应联锁合并合并（2）选择序列结构13524abcdefg 分支条件注意：各分 （3）并并 行行 序序 列列 结结 构构1a3c2b4d6578图6.16并行序列e分
44、支分支步步234同同时激活时激活合并合并1a3c2b4d6578图6.16并行序列e分支步234鼓风机和引风鼓风机和引风机的控制。机的控制。一一一一 使用使用使用使用起保停电路起保停电路起保停电路起保停电路的顺序控制梯形图设计方法的顺序控制梯形图设计方法的顺序控制梯形图设计方法的顺序控制梯形图设计方法基本方法：基本方法：基本方法：基本方法：使用起保停电路使用起保停电路使用起保停电路使用起保停电路关键关键关键关键:找出每一步的起动条件和停止条件找出每一步的起动条件和停止条件找出每一步的起动条件和停止条件找出每一步的起动条件和停止条件单序列的编程方法单序列的编程方法单序列的编程方法单序列的编程方法
45、鼓风机和引风机的控制。一使用起保停电路的顺序控制梯形图设 根据顺序功能图设计梯形图时，可以用存储器根据顺序功能图设计梯形图时，可以用存储器M M来来代表步。代表步。某一步为活动步时，对应的存储器位为某一步为活动步时，对应的存储器位为1 1，某一转，某一转换实现时，该转换的后续步变为活动步，前级步变换实现时，该转换的后续步变为活动步，前级步变为不活动步。为不活动步。很多转换条件都是短信号，很多转换条件都是短信号，即它存在即它存在的时间比它激活的后续步为活动步的时间短，因此的时间比它激活的后续步为活动步的时间短，因此应使用有记忆功能的电路和指令来控制代表步的存应使用有记忆功能的电路和指令来控制代表
46、步的存储位。储位。大家想一想，前面我们所学的哪些指令或者程序大家想一想，前面我们所学的哪些指令或者程序段具有记忆的功能？段具有记忆的功能？根据顺序功能图设计梯形图时，可以用存储器M来代表步。大家想n鼓风机和引风机的控制时序图可分多少步？鼓风机和引风机的控制时序图可分多少步？鼓风机和引风机的控制时序图可分多少步？鼓风机和引风机的顺序功能图鼓风机和引风机的顺序功能图每一步的启动条件每一步的启动条件和转换条件？和转换条件？启动条件：其前级启动条件：其前级步为活动步，并且步为活动步，并且转换条件满足。转换条件满足。停止条件：后续步停止条件：后续步转换为活动步。转换为活动步。鼓风机和引风机的顺序功能图每
47、一步的启动条件和转换条件？鼓风机和引风机的顺序控制梯形图鼓风机和引风机的顺序控制梯形图鼓风机和引风机的顺序控制梯形图鼓风机和引风机的顺序控制梯形图输出电路部分鼓风机和引风机的顺序控制梯形图输出电路部分鼓风机和引风机的顺序控制梯形图输出电路部分此方法中，用某转换所有前级步对应的存储器位的常开触点此方法中，用某转换所有前级步对应的存储器位的常开触点与转换对应的触点或电路串联，（该串联电路即起保停电路）与转换对应的触点或电路串联，（该串联电路即起保停电路），用它作为使所有后续步对应的存储器位置位（使用置位指，用它作为使所有后续步对应的存储器位置位（使用置位指令）和使所有前级步对应的存储器位复位（使用
48、复位指令）令）和使所有前级步对应的存储器位复位（使用复位指令）的条件。的条件。在任何情况下，代表步的存储器位的控制电路都可以用这一在任何情况下，代表步的存储器位的控制电路都可以用这一原则来设计，每一个转换对应一个这样的控制置位和复位的原则来设计，每一个转换对应一个这样的控制置位和复位的电路块，有多少个转换就有多少个这样的电路块。电路块，有多少个转换就有多少个这样的电路块。这种方法有规律，容易掌握，不容易出错，适用于设计复杂这种方法有规律，容易掌握，不容易出错，适用于设计复杂的顺序功能图的梯形图程序。的顺序功能图的梯形图程序。二二 以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法以转换为中心的顺序控制梯形图
49、设计方法此方法中，用某转换所有前级步对应的存储器位的常开触点与转换对下面以某组合机床的动力头控制系统为例说明。下面以某组合机床的动力头控制系统为例说明。举例：单序列的编程方法举例：单序列的编程方法下面以某组合机床的动力头控制系统为例说明。举例：单序列的编程PLC控制系统的设计x课件S7-200PLCS7-200PLC提供了三条顺序控制指令提供了三条顺序控制指令:其中其中S S是顺序控制继电器，用是顺序控制继电器，用S S的位状态表示步的活动状的位状态表示步的活动状态（前面两种方法中用态（前面两种方法中用M M的位状态表示步的活动状态）的位状态表示步的活动状态）;一个一个SCRSCR段对应于顺序
50、功能图中的一步段对应于顺序功能图中的一步;S S位的状态决定对应的位的状态决定对应的SCRSCR段程序是否执行段程序是否执行.三三 使用使用SCR指令的顺序控制梯形图设计方法指令的顺序控制梯形图设计方法1 顺序控制继电器指令顺序控制继电器指令P128S7-200PLC提供了三条顺序控制指令:三使用SCR指梯形图梯形图语句表语句表指令功能指令功能LSCR s_bitLSCR s_bitSCRSCR程序段开始程序段开始(步开步开始始)SCRT s_bitSCRT s_bitSCRSCR转换转换(步转换步转换)SCRESCRESCRSCR程序段结束程序段结束(步结步结束束)CSCRECSCRESCR