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1、1Theory and Application of PLC5.1 顺序控制的基本概念l 区分控制系统中的两种控制模式逻辑控制根据输入与输出信号间的静态逻辑关系进行控制。顺序控制根据输入与输出的时序关系进行控制。即按照工艺流程的顺序，控制生产过程的各个执行机构自动地按照顺序动作，其中动作间的顺序转换由步转换条件来决定。l 顺序控制系统的两种步转换条件 时间顺序控制步转换条件仅取决于等待或监控时间。条件顺序控制步转换条件仅取决于被控对象的过程信号 或操作指令。l顺序控制实例：自动钻床的顺序控制系统（见P91 图4.1-4.2）第1页/共88页2Theory and Application of
2、PLC5.1 顺序控制的基本概念顺序控制系统的组成第2页/共88页3Theory and Application of PLC5.1 顺序控制的基本概念l顺序控制器的分类开关顺序控制 继电器控制装置 最早的开关顺序控制，继电器、接触器及其触点按一定逻辑关系联系起来构成顺序控制装置。机电式凸轮开关顺序控制器由凸轮开关构成，凸轮旋转过程中凸缘触动开关，使其on或off，从而实现顺序控制。用于简单的顺序控制，如洗衣机和洗碗机。优点：结构简单、价格便宜；缺点：触点装置、控制功能不能随意改变。第3页/共88页4Theory and Application of PLC5.1 顺序控制的基本概念l顺序控制
3、器的分类半导体逻辑组件控制装置 半导体逻辑器件控制装置：利用半导体逻辑器件构成具有一定逻辑功能的控制电路。优点：体积小、可靠性高、寿命长等。二极管矩阵顺序控制装置：二极管矩阵板，通过改变二极管的插头位置来改变控制顺序。优点：最简单的可编程控制器，可改变控制功能，但局限于二极管矩阵板的结构，适用于小规模顺序控制。可编程控制器 采用计算机技术，利用ROM存储预编写的控制程序，由CPU读入输入信号，并按照顺序控制的逻辑关系予以处理，之后输出操作命令对生产过程进行顺序控制。第4页/共88页5Theory and Application of PLC5.1 顺序控制的基本概念本节需掌握的内容：1、两种控
4、制模式的区别。2、顺序控制的两种步转换条件。3、顺序控制系统的功能和组成结构。4、顺序控制器的分类第5页/共88页6Theory and Application of PLC本章内容提纲顺序控制的基本概念顺序控制的描述顺序控制的设计方法和编程技术 5.15.25.3第6页/共88页7Theory and Application of PLC5.2 顺序控制的描述顺序控制的描述图示法l图示法的必要性：顺序控制的设计和实现要根据生产工艺条件和设备的控制要求来进行。为确保设计人员和不同专业的技术人员对控制系统的描述和理解没有歧义，则必须对顺序控制功能进行确切的定义和描述，而图示法是最直观明了的一种描
5、述方法。l 图示法的分类 流程图、状态图、时序图、顺序功能图、佩特利网第7页/共88页8Theory and Application of PLC5.2 顺序控制的描述实例顺序控制系统实例：三相电动机Y-启动控制系统 电路原理图（见P94 图4.4）电路分主电源回路和控制回路，其中：KM1是主回路接触器，包括主触点和辅助常开触点；KM2是启动接触器即Y型连接接触器，包括主触点和辅助常闭触点；KM3是运行接触器即连接接触器，包括主触点和辅助常闭触点；FR2是过载热继电器，为常闭型，保护电路正常运行；SB1是启动按钮，为常开型；SB2是停止按钮，为常闭型；KT1是延迟时间继电器，主触点为常开，辅助
6、触点为常闭。第8页/共88页9Theory and Application of PLC5.2 顺序控制的描述实例问题：三相电动机为何要采用Y-启动方式呢？三相电动机Y-启动控制系统理解要点：1、星型与三角形电路的工作原理 2、接触器和继电器的工作原理 3、时间延迟继电器的工作原理 3、电路的保护措施热继电器 4、起动-保持-停止（简称起保停电路）自锁功能 5、电路的互锁功能防止电弧熔焊导致的电源短路第9页/共88页10Theory and Application of PLC5.2 顺序控制的描述流程图缺点：1、没有严格的作图标准，且工作量大，效率低2、不利于复杂顺序控制的描述（如多条分支或
7、并行操作）3、无法表示过程的全部参数，只能在条件转移时标注。N此流程图所存在的问题?三相电动机Y-启动控制系统流程图流程图用图示的方法描述确定控制过程的顺序特性，便于进行后续的编程任务分配。第10页/共88页11Theory and Application of PLC5.2 顺序控制的描述状态图控制步控制步输出信号状态输出信号状态编号编号名称名称KM1KM2KT1KM31启动启动XXX2运行运行XXX3停止停止三相电动机启动状态图注：状态图中X代表“ON”即相应器件闭合或运行；此图不适于复杂的系统顺序功能，如包含大量的选择和并行序列。状态图描述控制过程中控制步与系统输出状态之间的逻辑关系的图
8、表，简单直观，适用于开关系统。第11页/共88页12Theory and Application of PLC5.2 顺序控制的描述时序图Y-启动控制时序图问题？对应时序图各元件工作状态时序图 用于描述过程输入和输出信号随时间的顺序变化。可直观表示各控制事件的并发性和时序关系，缺点：不能直接转化为控制软件，绘制费时费工。第12页/共88页13Theory and Application of PLC5.2 顺序控制的描述SFCl顺序功能图(Sequence Function Chart,SFC)是专门面向工业控制系统开发的一种流程式的标准图示技术,同时也是PLC的主级编程语言。能与PLC的四种
9、次级编程语言，如梯形图（LD）、语句表（IL）、功能块图（FB），结构文本（ST）相互连用。特点：精确严密，简单易学，通用标准化。国际标准：IEC-848；IEC-1131 国家标准:GB6988.6-1993第13页/共88页14Theory and Application of PLC5.2 顺序控制的描述SFCSFC的五要素：步、动作（命令）、转换、转换条件、有向连线系统的初始状态第m转换有向连线步的转换条件可用语言文字或布尔代数式S7用梯形图或功能块图何谓步？步的状态：活动步和不活动步。分别用二进制变量X*的逻辑1和0表示；*指相应步的序号；步的编号：用数字或存储器的位地址，如“N”或
10、“M0.0”等。第14页/共88页15Theory and Application of PLC5.2 顺序控制的描述SFC步中的动作（或命令?）注：每一步中可以有多个动作，通过不同的动作修饰词表示，见P97的表4.1；活动步中的动作或命令才会被执行；但动作或命令的执行并不一定随着其活动状态的变化而终止，要根据其处理方法而定：如S 和 R第15页/共88页16Theory and Application of PLC5.2 顺序控制的描述SFC 步的转换条件示例（a）（c）（b）(d)第16页/共88页17Theory and Application of PLC5.2 顺序控制的描述SFC步
11、转换的实现或触发：当某一步的转换为使能转换，且转换条件为真，则该转换将被实现或触发。使能转换步：通过有向连线连接到某一转换的所有前级步都是活动步。则称该转换为使能转换，否则为非使能转换步活动状态进展的条件和方向:活动状态的进展由转换的实现或触发来决定，其进展方向沿有向连线的路径和方向。步转换应完成的操作：与其相连的所有前级步均变为不活动步；与 其相连的所有后级步均变为活动步。第17页/共88页18Theory and Application of PLC5.2 顺序控制的描述SFCSFC中常用图例和结构（四种）：（a）单序列注意：循环体的开始必须从某一转换开始，循环体的结束必须以某一活动步结束
12、。?避免死锁 （b）循环序列第18页/共88页19Theory and Application of PLC5.2 顺序控制的描述SFCSFC中常用图例和结构（四种）：注意：包括多个分支；分支的选择和合并转换只能标注在相应的分支上；分支的选择可以规定优先顺序；每一时刻只能选择一个分支，即转换条件仅一个为真。问题一：当2为活动步，哪些步将可能被激活？问题二：步7在何种情况下将会被激活为活动步？（c）选择序列合并分支跳步第19页/共88页20Theory and Application of PLC5.2 顺序控制的描述SFCSFC中常用图例和结构（四种）：注意：满足条件，多个分支同时激活；分支和
13、合并的转换必须标注在水平双线之上和之下的有向连线上。（d）并行序列分支合并水平双线问题一：当3为活动步，且条件d为真，则哪些步将被激活？问题二：步8在何种情况下将会被激活为活动步？第20页/共88页21Theory and Application of PLC5.2 顺序控制的描述SFCSFC的辅助功能宏步注意：宏步可以是任何一种序列的嵌套，表示一个子顺序，便于分层描述复杂顺序过程；第21页/共88页22Theory and Application of PLC5.2 顺序控制的描述SFC示例三相电动机Y-启动SFC图第22页/共88页23Theory and Application of P
14、LC5.2 顺序控制的描述SFC顺序功能图的图示规则：u任意一个顺序控制必须要有初始步；u任意一个顺序控制必须要存在一个由初始步出发又回至初始步的循环。u步和步不能直接相连；转换和转换不能直接相连。u软换必须要有转换条件。u步状态的转换必须能够触发，且沿着有向线段的方向进展。第23页/共88页24Theory and Application of PLC5.2 顺序控制的描述PNl顺序控制的图示法之一佩特利网 又名Petri Net（PN），用图示的方法来表示系统输入、输出、系统的可能状态以及状态的动态变化等，可用于模拟物料流系统和信息流系统特性。l PN的四要素 位置P 系统可能的状态，“空
15、闲”或“工作”，用圆圈表示。转换T 表示系统中的事件，用横线段表示。有向弧连接位置和转换。标记 表示系统目前的状态，在位置圆圈中加个黑点。第24页/共88页25Theory and Application of PLC5.2 顺序控制的描述PN简单示例：一台设备的启动和停止顺序控制标记的触发；触发后的操作第25页/共88页26Theory and Application of PLC本章内容简介顺序控制的基本概念顺序控制的描述顺序控制的设计方法和编程技术 5.15.25.3第26页/共88页27Theory and Application of PLC5.3 顺序控制的设计方法和编程技术本节主
16、要内容：1、顺序控制的主要设计方法2、继电器改造梯形图的方法及示例 示例一：三相电机Y-启动电路梯形图设计 示例二：三相电机正反转控制电路梯形图设计3、经验设计法设计梯形图及示例（小车顺序控制的梯形图设计）4、基于SFC的梯形图设计法 非SFC语言的梯形图设计法 基于起保停电路的设计方法 基于转换的设计方法（基于置位和复位指令的方法）第27页/共88页28Theory and Application of PLC5.3.1 顺序控制系统梯形图程序设计方法l设计步骤如右图l设计思想软件工程第28页/共88页29Theory and Application of PLC5.3.2 顺序控制梯形图的
17、设计方法u 继电器电路改造法 根据继电器电路与梯形图的相似性，将控制系统成熟完善的继电器电路翻译为梯形图。优点：保持系统原有外部特性，控制面板、操作习惯无需改变。u 经验设计法 利用设计继电器电路图的方法来设计梯形图，以典型继电器电路为参考，根据控制要求，经过反复的修改和调试，得到满足功能要求的梯形图。特点：无规律可循，较大的试探性和随意性，设计质量和设计者的经验关系密切。u 顺序功能图设计法第29页/共88页30Theory and Application of PLC 继电器电路图改造梯形图 -1-设计方法：PLC的外部接线图+梯形图 继电器电路图。设计步骤：了解被控对象的工作原理、工艺流
18、程，根据继电器电路分析掌握控制系统性能、结构、原理。确定PLC的输入输出信号和输出负载。继电器电路中的交流接触器和电磁阀等执行结构用PLC的输出位来控制，其线圈结于PLC的输出端。按钮、操作开关、行程开关、热继电器等提供PLC的数字输入量；中间继电器、时间继电器的功能用PLC内部的位存储器和定时器、计数器来完成，与PLC的输入输出无关。第30页/共88页31Theory and Application of PLC继电器电路图改造梯形图 -2-设计步骤：选择PLC型号。根据系统规模和功能选择CPU模块、电源模块、和数字量I/O模块，对硬件进行组态，确定I/O模块在机架中的安装位置和起始地址。编
19、制输入输出信号一览表，绘制PLC外部接线图。各输入量和输出量在梯形图中的地址取决于所在模块的起始地址和模块中的接线端子号。确定中间继电器、时间继电器在梯形图中对应的位存储器（M）和定时器、计数器的地址。按照上述的对应关系画出梯形图。第31页/共88页32Theory and Application of PLC继电器电路图改造梯形图实例 -3-设计实例一：三相电机Y-启动控制电路 P94 图4.4表4.2 三相电机Y-启动控制I/O信号定义表输入信号输入信号输出信号输出信号信号名称信号名称信号地址信号地址信号名称信号名称信号地址信号地址启动按钮启动按钮SB1I1.0主接触器主接触器KM1Q2.
20、0停止按钮停止按钮SB2I1.1启动接触器启动接触器KM2Q2.1热继电器热继电器FR2I1.2运行接触器运行接触器KM3Q2.2时延继电器时延继电器KT1T37PLC选用西门子S7系列第32页/共88页33Theory and Application of PLC继电器电路图改造梯形图实例 -4-三相电机Y-启动的PLC外部接线图第33页/共88页34Theory and Application of PLC继电器电路图改造梯形图实例 -5-图4.15 三相电机启动控制梯形图起保停第34页/共88页35Theory and Application of PLC继电器电路改造梯形图练习 -6-
21、设计练习：三相异步电动机的正反转控制梯形图问题1：SB2和 KM1的并联以及SB3与KM2并联，其作用如何？问题2：SB2、SB3的常闭触点分别和线圈KM2及KM1串联，有何作用？问题3：KM1与KM2接触器的线圈与其常闭触点KM2和KM1分别交叉相连，有何必要性？第35页/共88页36Theory and Application of PLC电机正反转控制PLC外部接线图电机正反转控制梯形图第36页/共88页37Theory and Application of PLC 经验法设计梯形图 -1-经验法设计实例按如下顺序控制小车左右双向行驶：1、初始时小车停靠在左边，左限位开关的常开触点SQ1
22、闭合。2、按下右行启动按钮SB2，小车右行；3、右行至右限位开关SQ2处停止运动，延迟8s后开始左行；4、回到左限位开关处停止运动。5、小车左行和停止运动可分别通过SB3和SB1手动控制。要求：按照三相电机正反转控制的设计经验，根据其设计思路和方法，以其梯形图为基础，进行小车控制的梯形图设计。第37页/共88页38Theory and Application of PLC 经验法设计梯形图 -2-输入信号输入信号输出信号输出信号信号名称信号名称信号地址信号地址信号名称信号名称信号地址信号地址右行按钮右行按钮SB3I0.0右行接触器右行接触器KM1Q2.0左行按钮左行按钮SB2I0.1左行接触器
23、左行接触器KM2Q2.1停车停车SB1I0.2时延继电器时延继电器KT1T0左限位开关左限位开关SQ1I0.3右限位开关右限位开关SQ2I0.4热继电器热继电器FRI0.5小车左右运动顺序控制输入输出列表第38页/共88页39Theory and Application of PLC 经验法设计梯形图 -3-小车顺序控制的PLC外部接线图电机正反转控制电路第39页/共88页40Theory and Application of PLC 经验法设计梯形图 -4-小车顺序控制梯形图第40页/共88页41Theory and Application of PLC继电器电路和经验法设计梯形图注意事项：
24、遵循梯形图语言的语法规则。适当分离继电器电路中的某些电路，不能原封改画，分开各线圈的控制电路，使梯形图易读易懂。尽量减少PLC的输入和输出信号，降低硬件费用。设立外部互锁、联动电路。注意外部负载的额定电压。-5-第41页/共88页42Theory and Application of PLC继电器电路和经验法设计梯形图课后练习设计装卸料小车往复运动控制。要求：按下启动按钮SB1，运料车开始沿轨道向前运动至装料点，位置开关LS1动作，运料车停止；延时5秒用于装料，5秒后自动返回；到达起点后，位置开关LS2动作，运料车停止；卸料等待加工完毕；2分钟后加工好的物料重新被装运至仓库，位置开关LS3动作
25、，运料车停止并卸料，延时5秒后自动返回，回到起点。等待下一次任务。示意图参见P116 例4.5 图4.29：-6-要求：PLC选用西门子S7系列第42页/共88页43Theory and Application of PLC顺序功能图设计梯形图 顺序功能图的设计原理步进式顺序控制器-1-第43页/共88页44Theory and Application of PLC顺序功能图设计梯形图两步设计法：1、概念设计，功能分析，绘制顺序功能图。2、详细设计，根据SFC图进行编程实现。方法分类：SFC语言的编程非SFC语言编程大中型PLC,如Simatic S7-300、S7-400提供顺序功能图语言与
26、专门的图形编程软件，S7-graph 与S7-Higraph中小型PLC，不具备SFC语言，只能根据顺序功能图，绘制梯形图进行编程。-2-第44页/共88页45Theory and Application of PLC顺序功能图设计梯形图非SFC语言编程步骤 1、根据系统功能控制要求，手工绘制SFC；2、采用LD、IL或FB编程。-3-非SFC语言编程常用方法 1、基于RS触发器的方法（基于步进式顺序控制原理）2、基于起保停电路的方法 3、基于转换的方法（基于置位复位指令的方法）第45页/共88页46Theory and Application of PLC顺序功能图设计梯形图-方法一例4.4
27、（P112）:液压驱动机械手，负责将传送带送来的工件搬运到工作台上。当限位开关SB3合上，确认有工件送到，则开始一个搬运操作。过程如下：启动液压爪闭合臂转动爪放开臂回转012345-1-基于RS触发器的顺序梯形图设计方法 设计思路：以步为中心，着重考虑步进入活动状态的置位和转为不活动态的复位，具体由 RS触发器来实现。第46页/共88页47Theory and Application of PLC顺序功能图设计梯形图-方法一输入信号输入信号输出信号输出信号符号符号地址地址说明说明符号符号地址地址说明说明S1I1.0启动启动 按钮按钮 “1”KM1Q2.0液压泵接触器液压泵接触器 “1”S2I1
28、.1停止按钮停止按钮 “0”Y1Q2.1爪闭合驱动阀门爪闭合驱动阀门“1”FR1I1.2过载保护过载保护 “0”Y2Q2.3爪放开驱动阀门爪放开驱动阀门“1”S3I0.0现有工件限位现有工件限位“1”Y3Q2.2臂转动驱动阀门臂转动驱动阀门“1”S4I0.1装载处限位装载处限位 “1”Y4Q2.4臂回转驱动阀门臂回转驱动阀门“1”S5I0.2爪放开限位爪放开限位 “1”KT T37液压延迟液压延迟S6I0.3爪闭合限位爪闭合限位 “1”M1.0复位复位S7I0.4卸载处限位卸载处限位 “1”M2.0机械手操作标志机械手操作标志S8I0.5放下工件限位放下工件限位“1”液压驱动机械手顺序控制输入
29、输出信号一览表-2-第47页/共88页48Theory and Application of PLC顺序功能图设计梯形图-方法一液压传动机械手SFC图设置中间存储位：M1.0（系统复位）,M2.0（搬运操作复位，或计数）-3-第48页/共88页49Theory and Application of PLC顺序功能图设计梯形图-方法一-4-FDT37T37Q2.0M1.0Q2.0第一步第49页/共88页50Theory and Application of PLC顺序功能图设计梯形图-方法一-5-第二步第50页/共88页51Theory and Application of PLC顺序功能图设计
30、梯形图-方法一-6-第51页/共88页52Theory and Application of PLC顺序功能图设计梯形图-方法一结论：基于步进控制原理编写梯形图时，要求每步中所包含的所有输出元件和中间器件的置位和复位都要一一来编写，所需要的梯形图 和指令较多；直接采用输出Q进行控制，缺少规范，不利于理解和查错。-7-第52页/共88页53Theory and Application of PLC顺序功能图设计梯形图-方法二u基于启保停电路的设计方法设计思路：采用存储位M作为步的编程元件，利用输入I直接控制M,再用M控制输出Q.控制电路输出电路IMQ顺序控制设计法中信号关系图梯形图IQ经验设计法
31、和继电器设计法中信号关系图对比：前者规范、思路清晰、通用，M可直接解决记忆联锁等问题；后者则往往需要增加辅助元件或触点，不断试凑，设计费时。第53页/共88页54Theory and Application of PLC方法二 基于启保停电路的顺序设计法基于步存储位的SFC图-1-第54页/共88页55Theory and Application of PLC方法二 基于启保停电路的顺序设计法-2-Q2.1第55页/共88页56Theory and Application of PLC方法二 基于启保停电路的顺序设计法-3-第56页/共88页57Theory and Application o
32、f PLC方法二 基于启保停电路的顺序设计法设计规则总结：1、-4-2、步的控制电路和其中的输出相同，即步的存储位和中间 存 储位以及输出的线圈可并联。3、梯形图的个数与步的个数相同。（？）4、遵循SFC图不同结构特点和规律步控制电路的类梯形图示意图第57页/共88页58Theory and Application of PLC方法二 基于启保停电路的顺序设计法-5-SFC中选择分支和并列分支的设计问题：分析该SFC的结构特点：跳步、选择分支、并列分支第58页/共88页59Theory and Application of PLC方法二 基于启保停电路的顺序设计法-6-M0.0M0.1M0.2
33、M0.3M0.4M0.5M0.6第59页/共88页60Theory and Application of PLC方法二 基于启保停电路的顺序设计法基于启保停电路设计SFC选择和并列序列的设计规则：1、若某步后接N个选择分支，则控制电路中需要将N个分支的常闭触点串联；若后接并列分支，则只需其中任意一个常闭触点串联。2、若某步前接N个选择分支，则其启动电路应由N条支路并联而成。若前接并联分支，则启动电路由N个前级步与转换条件串联而成。-7-第60页/共88页61Theory and Application of PLC方法三 基于转换的顺序设计法-1-基于转换的设计规则：1、遵循转换实现的基本规则
34、。当某一转换被触发后，所有后续步变为活动步，存储位变为1状态并保持，利用具有保持功能的S置位指令来完成；该转换的所有前级步变为不活动步，即存储位变为0状态并保持，采用复位指令R来实现。2、步存储位的控制电路与输出电路要分开设计。（？）3、梯形图个数=控制电路数目+输出电路数目 转换的个数 第61页/共88页62Theory and Application of PLC方法三 基于转换的顺序设计法-2-置位复位控制电路T1T2T4T5T3T6T7T1T2T3T4第62页/共88页63Theory and Application of PLC方法三 基于转换的顺序设计法-3-置位复位控制电路T1T
35、2T4T5T3T6T7T5T6T7第63页/共88页64Theory and Application of PLC方法三 基于转换的顺序设计法-4-输出电路：T1T2T4T5T3T6T7问题：为何要分开设计输出和控制电路？第64页/共88页65Theory and Application of PLC基于顺序功能图设计梯形图内容回顾1、设计思路控制电路输出电路IMQ顺序控制设计法中信号关系图2、设计方法 基于起保停电路 基于转换的方法存储位的控制电路第65页/共88页66Theory and Application of PLC5.3.4 复杂顺序控制系统的编程复杂控制系统的控制要求：为满足生
36、产的需要，很多系统要求设置多工作方式，如手动和自动方式；自动方式又包括连续、单周期、单步、自动返回初始状态等方式。设计方法：手动方式较简单，可采用经验设计法 自动方式较复杂，采用基于SFC图的设计法。第66页/共88页67Theory and Application of PLC编程示例多工作方式机械手控制系统机械手工作示意图机械手操作控制面板-1-第67页/共88页68Theory and Application of PLC编程示例多工作方式机械手控制系统机械手控制系统框图-2-操作面板PLC机械手输入指令反馈信号输出控制信号人机交互接口控制器执行机构一般顺序控制系统框图第68页/共88页
37、69Theory and Application of PLC编程示例多工作方式机械手控制系统机械手的五种工作方式 通过单刀五掷开关来选择。-3-u回原点（I2.1）可以使系统返回原点状态，为进入自动工作方式做好准备。原点状态即系统的初始状态，指系统等待起动命令，进入自动工作方式之前的静止状态。此系统原点状态为：机械手在最上和最左位置，且夹紧装置为松开状态。u手动（I0.2）在手动工作方式下（开关旋至I2.0），可以进行6种手动控制（I0.5I1.2）。第69页/共88页70Theory and Application of PLC编程示例多工作方式机械手控制系统u机械手的自动工作方式 ：-4
38、-单步(I2.2)常用于系统的调试。在此工作方式下，从初始步开始，按一下起动按钮（I2.6），系统向下转换一步，完成该步动作后即停止，等待下次起动按钮被按下，再向下转换。单周期（I2.3）此方式下，按下起动按钮（I2.6），从初始步开始执行一个工作周期，返回并停留在初始步。连续（I2.4）此方式下，按下起动按钮（I2.6），从初始步开始连续执行若干个工作周期。当按下停止按钮（I2.7），也要将当前工作周期执行完，返回并停留在初始步。第70页/共88页71Theory and Application of PLC编程示例多工作方式机械手控制系统机械手PLC的外部接线图-5-第71页/共88页72
39、Theory and Application of PLC编程示例多工作方式机械手控制系统机械手控制系统编程实现1、程序的总体结构 建立项目“多工作方式机械手控制”，在主程序OB1中，用调用功能来实现多种工作方式切换：FC1 无条件调用，供各种工作方式公用；FC2是手动程序、FC4是回原点程序、FC3自动程序包括连续、单周期和单步工作方式。PLC进入Run模式的第一个扫描周期，调用组织块OB100，执行初始化程序。-6-主程序OB1的程序结构第72页/共88页73Theory and Application of PLC编程示例多工作方式机械手控制系统-7-2、组织块OB100的初始化程序 用
40、于识别系统是否处于原点状态并对其初始化：如果原点条件满足，则初始步被置位，为进入单步、单周期、连续等自动工作方式做好准备，如果原点条件不满足，则初始步将被复位，则三种自动工作方式将被禁止。为方便起见，引入原点状态标识位M0.5，和初始步存储位M0.0注：CPU组态时，各存储位设置为没有断电保持功能OB100中初始化程序梯形图第73页/共88页74Theory and Application of PLC编程示例多工作方式机械手控制系统-8-3、公用程序用于自动和手动方式的相互切换当系统处于手动或回原点方式，与OB100中的处理相同，若满足原点条件，则M0.0被置位，反之被复位。系统在手动工作方
41、式时，I2.0常开触点闭合，则通过MOVE指令将自动过程中步的存储位（M2.0M2.7）全部复位。这样做的目的？在非连续工作状态，则将表示连续工作的位标志M0.7复位。公用程序梯形图第74页/共88页75Theory and Application of PLC编程示例多工作方式机械手控制系统-9-4、手动程序 采用经验设计法设计。手动操作时，用I0.5I1.2对应的6个按扭控制机械手的运动（夹、松、上、下、左、右)。手动程序梯形图问题1：哪些梯形图里需要设置互锁以保证系统安全工作？问题2：在左行和右行的梯形图中，为何要串接I0.2的常开触点？第75页/共88页76Theory and App
42、lication of PLC编程示例多工作方式机械手控制系统-10-自动工作过程的SFC5、自动工作程序 采用SFC的编程方法。问题：自动工作方式分三种，设计过程中如何区分连续与单周期，单步与非单步工作方式呢？第76页/共88页77Theory and Application of PLC编程示例多工作方式机械手控制系统基于起保停电路设计连续周期工作梯形图-11-问题：单周期如何实现？第77页/共88页78Theory and Application of PLC编程示例多工作方式机械手控制系统最前面加连续标识位梯形图最后面加初始步梯形图-12-第78页/共88页79Theory and A
43、pplication of PLC编程示例多工作方式机械手控制系统单周期工作方式的控制-13-问题：在一个工作周期内，如果按下停止按钮I2.7，系统是否会马上停止工作？为什么？第79页/共88页80Theory and Application of PLC编程示例多工作方式机械手控制系统单步工作方式的控制要求：按一次起动按钮（I2.6），系统向下转换一步。控制方法：引入转换允许标志位M0.6，来控制每一单步的转换。M0.6为1，允许向下转换；否则禁止。转换允许标志位的梯形图：-14-选择单步工作，I2.2为1状态，其常闭触点断开，M0.6为0，步转换被禁止，只有等待按下起动按钮I2.6；若在单
44、周期或连续方式下，M0.6由I2.2的常闭触点维持状态1，允许转换。第80页/共88页81Theory and Application of PLC编程示例多工作方式机械手控制系统单步工作方式的实现-15-第81页/共88页82Theory and Application of PLC编程示例多工作方式机械手控制系统机械手自动工作方式输出电路梯形图-16-复杂系统中，将存储位控制电路与输出电路分开设计，避免出错。输出Q4.0和Q4.2分别出现于两个步中，则将相应步的存储位并联起来，再串接行程限位开关的触点来控制输出。各步输出电路中，记得要考虑中间继电器的输出。问题：输出还有必要引入互锁功能吗？
45、第82页/共88页83Theory and Application of PLC编程示例多工作方式机械手控制系统6 自动返回原点程序-17-自动返回原点SFC自动返回原点LAD第83页/共88页84Theory and Application of PLC编程示例多工作方式机械手控制系统多工作方式机械手控制系统设计小结 多工作方式的机械手控制系统综合采用了经验设计法、基于SFC的非语言编程方法，对手动和自动的多种方式进行了梯形图的设计。设计过程中，要充分考虑到系统的组成（画出系统功能框图），以及各部分之间的相互切换控制。-18-第84页/共88页85Theory and Application
46、 of PLC第四部分内容小结 1、顺序控制的概念。2、顺序控制系统的功能和组成结构 3、顺序控制功能的图示法 4、SFC图示法（五要素）以及图示规则、结构。5、顺序控制的设计和编程方法，掌握一些典型控制电路 原理及 设计方法。示例：1）三相电机Y-启动电路 2）三相电机正反转控制电路 3）往返、运料小车控制电路的设计 4）液压驱动机械手控制系统 5）多工作方式机械手控制系统第85页/共88页86Theory and Application of PLC第四部分内容小结6、非SFC语言的梯形图设计法 基于起保停电路的设计方法及规则；基于转换的设计方法及规则。7、知识和方法的扩展运用。第86页/共88页第87页/共88页88Theory and Application of PLC感谢您的观看！第88页/共88页