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1、可编程控制器的编程方法及应用第1页，共47页，编辑于2022年，星期六梯形图的基本电路梯形图的基本电路n起动、保持和停止电路起动、保持和停止电路n三相异步电动机正反转控制电路三相异步电动机正反转控制电路n定时器、计数器应用程序定时器、计数器应用程序n常闭触点输入信号的处理常闭触点输入信号的处理第2页，共47页，编辑于2022年，星期六起动、保持和停止电路起动、保持和停止电路第3页，共47页，编辑于2022年，星期六三相异步电动机正反转控制电路三相异步电动机正反转控制电路第4页，共47页，编辑于2022年，星期六定时器、计数器应用程序定时器、计数器应用程序n定时范围的扩展定时范围的扩展n闪烁电路
2、闪烁电路n延时接通延时接通/断开电路断开电路第5页，共47页，编辑于2022年，星期六定时范围的扩展定时范围的扩展nFX系列的定时器最长时时间系列的定时器最长时时间为为32676.7s.n设定时器设定时器T0和和C0的设定值的设定值分别为分别为KT和和KC，对于对于100ms定时器，总的定时时定时器，总的定时时间为：间为：nT=0.1 KT KC第6页，共47页，编辑于2022年，星期六闪烁电路闪烁电路第7页，共47页，编辑于2022年，星期六延时接通延时接通/断开电路断开电路第8页，共47页，编辑于2022年，星期六常闭触点输入信号的处理常闭触点输入信号的处理第9页，共47页，编辑于2022
3、年，星期六梯形图的经验设计法梯形图的经验设计法n在一些典型电路的基础上，根据被控对象对控制在一些典型电路的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，不断地修改和完善梯形图。系统的具体要求，不断地修改和完善梯形图。n自动往返控制的梯形图设计自动往返控制的梯形图设计n时序控制电路的设计方法。时序控制电路的设计方法。第10页，共47页，编辑于2022年，星期六自动往返控制的梯形图设计自动往返控制的梯形图设计n按下正转起动按钮按下正转起动按钮X0或反或反转起动按钮转起动按钮X1后，设备的后，设备的运动部件在左限位开关运动部件在左限位开关X3和右限位开关和右限位开关X4之间不之间不停地循环往返，直到按下
4、停地循环往返，直到按下停止按钮停止按钮X2.第11页，共47页，编辑于2022年，星期六时序控制电路的设计方法。时序控制电路的设计方法。n时序控制电路时序控制电路n用多个定时器用多个定时器n来控制输出继来控制输出继n电器的工作。电器的工作。n要求：按下要求：按下X0n后，后，Y0和和Y1按按n左图时序工作。左图时序工作。第12页，共47页，编辑于2022年，星期六根据继电器电路图设计梯形图的方法根据继电器电路图设计梯形图的方法n将继电器电路图转换为功能相同的可编程将继电器电路图转换为功能相同的可编程序控制器的外部接线图和梯形图的步骤序控制器的外部接线图和梯形图的步骤n举例举例n根据继电器电路图
5、设计根据继电器电路图设计PLC外部接线图和外部接线图和梯形图时的注意事项梯形图时的注意事项第13页，共47页，编辑于2022年，星期六将继电器电路图转换为功能相同的可编程序控制器将继电器电路图转换为功能相同的可编程序控制器的步骤的步骤n1、了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况，分析继电器电路图，掌握控制系统的工作原理。况，分析继电器电路图，掌握控制系统的工作原理。n2、确定、确定PLC的输入信号和输出负载，以及对应的的输入信号和输出负载，以及对应的梯形图中的输入继电器和输出继电器的元件号，梯形图中的输入继电器和输出继电器的元件号，画出画出PLC
6、的外部接线图。的外部接线图。n3、确定与继电器电路图的中间继电器、时间继、确定与继电器电路图的中间继电器、时间继电器对应的梯形图中辅助继电器和定时器的元件电器对应的梯形图中辅助继电器和定时器的元件号。号。n4、根据对应关系画出梯形图。、根据对应关系画出梯形图。第14页，共47页，编辑于2022年，星期六三相异步电动机起动和加速控制电路图第15页，共47页，编辑于2022年，星期六根据继电器电路图设计根据继电器电路图设计PLC外部接线图外部接线图和梯形图时的注意事项和梯形图时的注意事项n应遵守梯形图语言中的语言规定应遵守梯形图语言中的语言规定n设置中间单元设置中间单元n尽量减少尽量减少PLC的输
7、入信号和输出信号的输入信号和输出信号n设置软件和硬件自锁设置软件和硬件自锁n在串联电路中单个触点放在右边，在并联电在串联电路中单个触点放在右边，在并联电路中单个触点放在下面，以便减少使用的指路中单个触点放在下面，以便减少使用的指令条数令条数。n注意外部负载的电源匹配注意外部负载的电源匹配。第16页，共47页，编辑于2022年，星期六梯形图的顺序控制设计法梯形图的顺序控制设计法n用经验法设计存在的问题用经验法设计存在的问题n顺序控制设计法顺序控制设计法第17页，共47页，编辑于2022年，星期六用经验法设计存在的问题。用经验法设计存在的问题。n设计方法很难掌握，设计周期长。设计方法很难掌握，设计
8、周期长。n装置交付使用后维修困难。装置交付使用后维修困难。第18页，共47页，编辑于2022年，星期六顺序控制设计法顺序控制设计法 顺序控制，是按照生产工艺预先规定的顺序，在各顺序控制，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顺序，在生个输入信号的作用下，根据内部状态和时间顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。顺序控制设计法又称步进控制设计法。顺序控制设计法又称步进控制设计法。顺序控制设计法最基本的思路顺序控制设计法最基本的思路 顺序控制设计法的本质顺序控制设计法的本质 顺序功能图顺序功能图第19页，共
9、47页，编辑于2022年，星期六顺序控制设计法最基本的设计顺序控制设计法最基本的设计思路思路n是将系统的一个工作周期划分为若干个是将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为步顺序相连的阶段，这些阶段称为步（Step）,并用编程元件来代表各步。并用编程元件来代表各步。n步是根据输出量的状态变化来划分的，步是根据输出量的状态变化来划分的，在任何一步内，各输出量的在任何一步内，各输出量的ON/OFF状状态不变，但相邻两步输出量总的状态是态不变，但相邻两步输出量总的状态是不同的。不同的。第20页，共47页，编辑于2022年，星期六顺序控制设计法的本质顺序控制设计法的本质n经验设计是试
10、图用输入信号经验设计是试图用输入信号X直接控制输直接控制输出信号出信号Y。n顺序控制设计法则是用输入量顺序控制设计法则是用输入量X控制代表控制代表各步的编程元件，再用它们控制输出量各步的编程元件，再用它们控制输出量Y。n步是根据输出量步是根据输出量Y的状态划分的。的状态划分的。第21页，共47页，编辑于2022年，星期六顺序功能图顺序功能图n概述概述n步步n有向连线与转换条件有向连线与转换条件n顺序功能图的基本结构顺序功能图的基本结构n顺序功能图中转换实现的基本规则顺序功能图中转换实现的基本规则n绘制顺序功能图时的注意事项绘制顺序功能图时的注意事项第22页，共47页，编辑于2022年，星期六顺
11、序功能图概述顺序功能图概述n顺序功能图顺序功能图（Sequential function chart）又叫又叫做状态转移图或功能表图。做状态转移图或功能表图。n顺序功能图主要由步、有向连线、转换、转换条件和动顺序功能图主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作（或命令）组成作（或命令）组成第23页，共47页，编辑于2022年，星期六 步步n用矩形方框表示步，方框中用数字或代表该步的编程元件用矩形方框表示步，方框中用数字或代表该步的编程元件的元件号作为步的编号。的元件号作为步的编号。初始步初始步与步对应的动作或与步对应的动作或命令命令活动步活动步第24页，共47页，编辑于2022年，星期六与步对应
12、的动作或命令与步对应的动作或命令第25页，共47页，编辑于2022年，星期六有向连线与转换条件有向连线与转换条件n有向连线有向连线n转换：用有向连线上与有向连线垂直的短划线来转换：用有向连线上与有向连线垂直的短划线来表示，转换将相邻两步分隔开。表示，转换将相邻两步分隔开。n转换条件：是与转换相关的逻辑命题，转换条件可转换条件：是与转换相关的逻辑命题，转换条件可以用文字语言、布尔代数表达式可图形符号标注在以用文字语言、布尔代数表达式可图形符号标注在表示转换的短线的旁边。表示转换的短线的旁边。第26页，共47页，编辑于2022年，星期六顺序功能图的基本结构顺序功能图的基本结构n单序列单序列n选择序
13、列选择序列n并行序列并行序列n子步子步n举例举例第27页，共47页，编辑于2022年，星期六子步子步第28页，共47页，编辑于2022年，星期六顺序功能图例顺序功能图例第29页，共47页，编辑于2022年，星期六顺序功能图中转换实现的基本顺序功能图中转换实现的基本规则规则n转换实现条件（两个）转换实现条件（两个）n1）该转换所有的前级步都是活动步。）该转换所有的前级步都是活动步。n2）相应的转换条件得到满足。）相应的转换条件得到满足。n转换实现应完成的操作转换实现应完成的操作n1）使所有由有向连线与相应转换符号相）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。连的后续步都变为活动步。
14、n2）使所有由有向连线与相应转换符号相）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。连的前级步都变为不活动步。第30页，共47页，编辑于2022年，星期六绘制顺序功能图时的注意事项绘制顺序功能图时的注意事项n两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。开。n两个转换也不能直接相连，必须用下步将它们隔开。两个转换也不能直接相连，必须用下步将它们隔开。n顺序功能图中的初始步一般对应于系统等待起动顺序功能图中的初始步一般对应于系统等待起动的初始状态，这一步是必不可少的。的初始状态，这一步是必不可少的。n顺序功能图应有由步和有向连线组成
15、的闭环顺序功能图应有由步和有向连线组成的闭环。n在单序列中，只有当某一步的前级步是活动步时，在单序列中，只有当某一步的前级步是活动步时，该步才有可能变成活动步。必须用初始化脉冲的常该步才有可能变成活动步。必须用初始化脉冲的常开触点作为转换条件，将初始步预置为活动步。开触点作为转换条件，将初始步预置为活动步。第31页，共47页，编辑于2022年，星期六顺序控制梯形图的编程方式顺序控制梯形图的编程方式n根据系统的顺序功能图设计梯形图的方式，称为顺序根据系统的顺序功能图设计梯形图的方式，称为顺序控制梯形图的编程方式。控制梯形图的编程方式。n在个人计算机中用的在个人计算机中用的PLC编程语言，可由顺序
16、功能编程语言，可由顺序功能图直接生成指令表程序等。也可由梯形图或指令表生图直接生成指令表程序等。也可由梯形图或指令表生产成顺序功能图对系统进行监控。产成顺序功能图对系统进行监控。n顺序控制梯形图的编程方式主要有：顺序控制梯形图的编程方式主要有：n使用使用STLSTL指令的编程方式指令的编程方式n使用起保停电路的编程方式使用起保停电路的编程方式n以转换为中心的编程方式以转换为中心的编程方式n仿仿STL指令的编程方式指令的编程方式n自动自动/手动程序的转换手动程序的转换第32页，共47页，编辑于2022年，星期六自动自动/手动程序的转换手动程序的转换为便为便 于将顺序功能图于将顺序功能图转换为梯形
17、图，最好转换为梯形图，最好用代表各步的编程元用代表各步的编程元件的元件号作为步的件的元件号作为步的代号代号第33页，共47页，编辑于2022年，星期六使用使用STL指令的编程方式指令的编程方式n为便于将顺序功能图转换为梯形图，用代表各步的编程元件号作为便于将顺序功能图转换为梯形图，用代表各步的编程元件号作为步的代号。在为步的代号。在STL指令编程中，用指令编程中，用PLC状态编程元件状态编程元件S代表各代表各步。步。FX2N系列系列PLC的状态的状态S0S9用于初始步，用于初始步，S10S19用于用于返回原，返回原，S20S499是通用状态，是通用状态，S500S899有断电保持有断电保持功能
18、，功能，S900S999用于报警。用于报警。nSTL指令的特点指令的特点n单序列的编程方式单序列的编程方式n选择序列的编程方式选择序列的编程方式n并行序列的编程方式并行序列的编程方式n举例举例第34页，共47页，编辑于2022年，星期六STL指令的特点指令的特点1第35页，共47页，编辑于2022年，星期六STL指令的特点指令的特点2nSTL触点除了在并行序列的合并电路外则与左侧母线相连的触点除了在并行序列的合并电路外则与左侧母线相连的常开触点，当某一步为活动步时相应的常开触点，当某一步为活动步时相应的STL触点接通，该步触点接通，该步的负载被接通。的负载被接通。n与与STL触点相连的触点应使
19、用触点相连的触点应使用LD或或LDI指令指令(RET)nSTL触点可以直接驱动或通过别的触点驱动触点可以直接驱动或通过别的触点驱动Y.M.S.Tn由于由于CPU只执行活动步对应的电路块，使用只执行活动步对应的电路块，使用STL指令允许双指令允许双线圈输出，即同一编程元件的一个线圈可用不同的线圈输出，即同一编程元件的一个线圈可用不同的STL触点驱触点驱动。动。nSTL触点驱动电路中不能用触点驱动电路中不能用MC或或MCI指令。指令。n在中断和子程序中，不能使用在中断和子程序中，不能使用STL指令。指令。第36页，共47页，编辑于2022年，星期六单序列的编程方式单序列的编程方式小车的初始位置为最
20、左小车的初始位置为最左端，端，X0为为ON第37页，共47页，编辑于2022年，星期六选择、并行序列的编程方式选择、并行序列的编程方式n选择序列的分支的编选择序列的分支的编程方式程方式n选择序列的合并编程选择序列的合并编程方式方式第38页，共47页，编辑于2022年，星期六STL编程举例编程举例第39页，共47页，编辑于2022年，星期六STL编程举例编程举例第40页，共47页，编辑于2022年，星期六使用起保停电路的编程方式使用起保停电路的编程方式n根据顺序功能图，用辅助继电器根据顺序功能图，用辅助继电器M代表代表各步，使用有记忆（或保持）功能的电各步，使用有记忆（或保持）功能的电路（起保停
21、电路）来控制代表各步的辅路（起保停电路）来控制代表各步的辅助继电器。助继电器。n单序列的编程方式单序列的编程方式n选择序列的编程方式选择序列的编程方式n并行序列的编程方式并行序列的编程方式n例子例子第41页，共47页，编辑于2022年，星期六单序列的编程方式单序列的编程方式第42页，共47页，编辑于2022年，星期六单序列的编程方式单序列的编程方式S0S21S22S23第43页，共47页，编辑于2022年，星期六选择、并行序列选择、并行序列第44页，共47页，编辑于2022年，星期六选择序列的编程方式选择序列的编程方式n分支：分支：如某一步后面有一个由如某一步后面有一个由N步分支组成的选步分支
22、组成的选择序列，则该步的的结束条件为：这择序列，则该步的的结束条件为：这N个后续步对个后续步对应的辅助继电器的常闭触点与该步线圈的串联。应的辅助继电器的常闭触点与该步线圈的串联。n合并：合并：如某步之前有如某步之前有N个转换，则代表该步的辅助个转换，则代表该步的辅助继电器的起动电路由继电器的起动电路由N条支路并联而成，各支路由条支路并联而成，各支路由某一前级步对应的辅助继电器的常开触点与相应某一前级步对应的辅助继电器的常开触点与相应的转换条件对应的触点或电路串联而成。的转换条件对应的触点或电路串联而成。第45页，共47页，编辑于2022年，星期六并行序列的编程方式并行序列的编程方式n概述概述n仅有两步的闭环的处理仅有两步的闭环的处理第46页，共47页，编辑于2022年，星期六举举例例第47页，共47页，编辑于2022年，星期六