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1、YCF(中职）电器PLC控制技术第6章教学课件 第第6章章PLC的实际应用的实际应用6.1 PLC控制系统的设计控制系统的设计6.2 PLC在化工生产中的应用在化工生产中的应用6.3 PLC在自动生产线上的应用在自动生产线上的应用6.4 PLC在机械加工中的应用在机械加工中的应用6.5 PLC在电梯控制中的应用在电梯控制中的应用6.1 PLC控制系统的设计控制系统的设计6.1.1PLC控制系统设计的步骤和内容控制系统设计的步骤和内容 1.PLC控制系统设计的基本原则控制系统设计的基本原则 任何一个控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以任何一个控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生
2、产效率、产品质量和生产安全为准则。因此，在设计提高生产效率、产品质量和生产安全为准则。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则控制系统时，应遵循以下基本原则:.最大限度地满足被控对象和用户的要求最大限度地满足被控对象和用户的要求;.在满足要求的前提下，力求使控制系统简单，使用方便，在满足要求的前提下，力求使控制系统简单，使用方便，一次性投资小，节约能源一次性投资小，节约能源;.保证控制系统安全、可靠，使用维修方便保证控制系统安全、可靠，使用维修方便;.考虑到今后的发展和工艺的改进，在配置硬件设备时应留考虑到今后的发展和工艺的改进，在配置硬件设备时应留有一定的裕量。有一定的裕量。下一页返
3、回6.1 PLC控制系统的设计控制系统的设计2.PLC控制系统设计的步骤控制系统设计的步骤 PLC控制系统的一般步骤如控制系统的一般步骤如图图6-1所示。所示。首先应根据系统控制任务和要求，在深入了解和分析工艺条首先应根据系统控制任务和要求，在深入了解和分析工艺条件和控制要求的基础上，确定件和控制要求的基础上，确定PLC控制的基本方式、要完成控制的基本方式、要完成的动作、自动工作循环的组成、自动控制的动作顺序、必需的动作、自动工作循环的组成、自动控制的动作顺序、必需的保护和连锁条件及故障指示等。的保护和连锁条件及故障指示等。根据控制任务，确定根据控制任务，确定PLC的机型，进行的机型，进行I/
4、O地址分配，画地址分配，画出出I/O接线图。接线图。对较复杂的控制系统，应根据生产工艺要求设计控制流程对较复杂的控制系统，应根据生产工艺要求设计控制流程图，画出工作循环图表，或画出详细的功能图。图，画出工作循环图表，或画出详细的功能图。上一页 下一页返回6.1 PLC控制系统的设计控制系统的设计根据功能图或控制流程图设计出梯形图。如果是对原有的继根据功能图或控制流程图设计出梯形图。如果是对原有的继电器控制系统进行技术改造，可以直接将继电器控制线路图电器控制系统进行技术改造，可以直接将继电器控制线路图变换为变换为PLC的梯形图。的梯形图。在进行软件设计的同时，还要进行控制系统硬件设计。硬件在进行
5、软件设计的同时，还要进行控制系统硬件设计。硬件设计的内容包括设计的内容包括:电动机主电路进入电动机主电路进入PLC的控制电路的控制电路;主令元主令元件、传感器及执行元件的选择件、传感器及执行元件的选择;PLC输入输入/输出端的接线图输出端的接线图;输输出电路的外接电源出电路的外接电源;电器柜的结构及柜内电器供电系统等。电器柜的结构及柜内电器供电系统等。现场调试是对实际受控对象进行调试。首先应仔细检查现场调试是对实际受控对象进行调试。首先应仔细检查PLC的外部接线，硬件检查完毕后，将初步调试好的用户程序进的外部接线，硬件检查完毕后，将初步调试好的用户程序进行总调试。总调试时也可以采用先作局部调试
6、试验和分段调行总调试。总调试时也可以采用先作局部调试试验和分段调试，直到各部分的功能都正常，并能协调一致贯通成一个完试，直到各部分的功能都正常，并能协调一致贯通成一个完整的体系为止。整的体系为止。上一页 下一页返回6.1 PLC控制系统的设计控制系统的设计 3.PLC控制系统设计的基本内容控制系统设计的基本内容 .制定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务制定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个系统设计的依据书的形式来确定，它是整个系统设计的依据;.选择主令元件和检测元件、电力拖动形式和电动机、电磁选择主令元件和检测元件、电力拖动形式和电动机、电磁阀等
7、执行机构阀等执行机构;.选择选择PLC的型号的型号;.分配分配PLC的的I/O点数，绘制点数，绘制PLC的的I/O硬件接线图硬件接线图;.设计控制系统的梯形图并调试设计控制系统的梯形图并调试;.设计控制系统的操作台、电气控制柜以及安装接线图等设计控制系统的操作台、电气控制柜以及安装接线图等;.编写设计说明图和使用说明书。编写设计说明图和使用说明书。上一页 下一页返回6.1 PLC控制系统的设计控制系统的设计4.PLC机型的选择机型的选择 PLC的种类非常多，可以根据控制要求及的种类非常多，可以根据控制要求及PLC的功能、的功能、I/O点数、存储容量，结合安全可靠、维修方便、性能价格点数、存储容
8、量，结合安全可靠、维修方便、性能价格比高等因素综合考虑选择比高等因素综合考虑选择PLC机型。机型。(1)I/O点数的选择点数的选择PLC的的I/O点数的选择，首先应满足点数的选择，首先应满足控制的要求，在这一前提下，还要兼顾价格及备用裕量。通控制的要求，在这一前提下，还要兼顾价格及备用裕量。通常常I/O点数是根据受控对象的输入、输出信号的实际需要，点数是根据受控对象的输入、输出信号的实际需要，再加上再加上10%-30%的备用量来确定。的备用量来确定。(2)用户存储容量用户存储容量是指用户存储容量用户存储容量是指PLC用于存储用户程用于存储用户程序的存储容量。所需用户存储容量的大小由用户程序的长
9、短序的存储容量。所需用户存储容量的大小由用户程序的长短决定。决定。上一页 下一页返回6.1 PLC控制系统的设计控制系统的设计(3)选择合理的结构形式对于整体结构式的选择合理的结构形式对于整体结构式的PLC，其每一个，其每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小，所以点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小，所以一般用于系统工艺过程较为固定的系统中一般用于系统工艺过程较为固定的系统中;而模块式而模块式PLC的功的功能扩展灵活方便，能扩展灵活方便，I/O点数、点数、I/O模块的，选择余地大，模块的，选择余地大，维修时更换方便。维修时更换方便。(4)安装方式的选择安装方式的选择PLC
10、的安装方式可分为集中式、远程式的安装方式可分为集中式、远程式和多台联网的分布式。集中式不需要设置驱动远程和多台联网的分布式。集中式不需要设置驱动远程I/O硬件，硬件，系统反应快、成本低。大型系统经常采用远程系统反应快、成本低。大型系统经常采用远程I/O式，因为式，因为它们的装置分布范围很广。它们的装置分布范围很广。上一页 下一页返回6.1 PLC控制系统的设计控制系统的设计(5)功能的选择功能的选择PLC的功能主要有逻辑运算、算术运算、计的功能主要有逻辑运算、算术运算、计时、计数功能和通信功能。对于以开关量控制为主，带少量时、计数功能和通信功能。对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，可
11、以选用小型的且能配接模拟量控制的系统，可以选用小型的且能配接A/D和和D/A转转换、具有加减算术运算、数据传送功能的换、具有加减算术运算、数据传送功能的PLC。(6)机型统一对于一个企业应尽量选用统一的机型统一对于一个企业应尽量选用统一的PLC机型，这机型，这样其外部设备通用，资源可共享，易于实现联网通信，可以样其外部设备通用，资源可共享，易于实现联网通信，可以组成分布式控制系统。组成分布式控制系统。上一页 下一页返回6.1 PLC控制系统的设计控制系统的设计6.1.2控制程序的设计方法控制程序的设计方法PLC程序的设计方法程序的设计方法(1)经验法经验设计法实际上是延续了传统的继电器电气原经
12、验法经验设计法实际上是延续了传统的继电器电气原理图的设计方法，即在一些典型控制单元电路的基础上，根理图的设计方法，即在一些典型控制单元电路的基础上，根据受控对象对控制系统的具体要求，采用许多辅助继电器来据受控对象对控制系统的具体要求，采用许多辅助继电器来完成记忆、连锁、互锁等功能，需经过反复修改和完善才能完成记忆、连锁、互锁等功能，需经过反复修改和完善才能符合要求。这种设计方法没有规律可以遵循，具有很大的试符合要求。这种设计方法没有规律可以遵循，具有很大的试探性和随意性，程序的调试花费时间长。探性和随意性，程序的调试花费时间长。上一页 下一页返回6.1 PLC控制系统的设计控制系统的设计经验法
13、设计控制程序的步骤经验法设计控制程序的步骤:.了解受控设备及工艺过程、分析控制系统的要求、选择控制了解受控设备及工艺过程、分析控制系统的要求、选择控制方案方案;.设计主令元件和检测元件，确定输入输出信号设计主令元件和检测元件，确定输入输出信号;.设计基本控制程序，在程序中加入连锁、互琐关系设计基本控制程序，在程序中加入连锁、互琐关系;.设置必要的保护措施，检查、修改和完善程序。设置必要的保护措施，检查、修改和完善程序。(2)功能图表法功能图表设计程序的方法易被初学者接受，功能图表法功能图表设计程序的方法易被初学者接受，设计的程序规范、直观，易阅读，也便于修改和调试。用功设计的程序规范、直观，易
14、阅读，也便于修改和调试。用功能图表设计程序时采用步进指令、移位寄存器指令可以使程能图表设计程序时采用步进指令、移位寄存器指令可以使程序的编制更简便。序的编制更简便。上一页 下一页返回6.1 PLC控制系统的设计控制系统的设计 2.在程序设计时节约在程序设计时节约I/O点数的方法点数的方法 在工程设计中，经常遇到在工程设计中，经常遇到I/O点不够用的问题。目前，点不够用的问题。目前，PLC的每一的每一I/O点数价格在点数价格在100元左右，如果直接增加硬件元左右，如果直接增加硬件配置，将加大投资。在实际设计时，可以采用改进接线与编配置，将加大投资。在实际设计时，可以采用改进接线与编程相结合的方法
15、，减少所需程相结合的方法，减少所需PLC的的I/O点数。点数。(1)减少输入点数的措施减少输入点数的措施 分组输入某些控制系统存在有多种工作方式，但系统工分组输入某些控制系统存在有多种工作方式，但系统工作时又只是选择其中的一种工作方式运行。其各种工作方式作时又只是选择其中的一种工作方式运行。其各种工作方式的程序不可能同时执行。例如，系统的自动程序和手动程序的程序不可能同时执行。例如，系统的自动程序和手动程序就不会同时执行。就不会同时执行。上一页 下一页返回6.1 PLC控制系统的设计控制系统的设计;输入接线方式如输入接线方式如图图6-2所示。图中所示。图中XO用于输入自动用于输入自动/手动手动
16、程序，将这两种工作方式分别使用的输入信号分成两组程序，将这两种工作方式分别使用的输入信号分成两组:“自自动动”输入信号输入信号SB3,SB4,“手动手动”输入信号输入信号SB1,SB2。两组。两组输入信号分别共用输入信号分别共用PLC的输入点的输入点X1和和X2。用工作方式选择。用工作方式选择开关开关SA来切换来切换“手动手动”和和“自动自动”信号的输入电路，并通过信号的输入电路，并通过输入信号输入信号XO让让PLC识别是识别是“自动自动”还是还是“手动手动”信号，从而信号，从而执行自动程序或手动程序。执行自动程序或手动程序。控制功能相同的操作开关并联连接对于多个功能相同的操控制功能相同的操作
17、开关并联连接对于多个功能相同的操作按钮，在作按钮，在PLC输入点数较多的情况下，可以采用一般的接输入点数较多的情况下，可以采用一般的接线方式，即一个操作按钮接到一个输入端线方式，即一个操作按钮接到一个输入端;但如果但如果PLC的输入的输入点数不够用时，可以采用并联连接的方式，如点数不够用时，可以采用并联连接的方式，如图图6-3所示。所示。上一页 下一页返回6.1 PLC控制系统的设计控制系统的设计(2)减少输出点数的措施减少输出点数的措施 分组输出当两组负载不会同时工作时，可以通过外部转分组输出当两组负载不会同时工作时，可以通过外部转换开关或通过受换开关或通过受PLC控制的电器触点进行切换，这
18、样控制的电器触点进行切换，这样PLC的的每个输出点可以控制两个不同工作的负载。如每个输出点可以控制两个不同工作的负载。如图图6-4所示，所示，KM1,KM3,KM5和和KM2,KM4,KM6两组执行元件不会同两组执行元件不会同时接通，用外部转换开关时接通，用外部转换开关SA进行切换。进行切换。并联输出当两个通断状态完全相同的负载，并联后可共并联输出当两个通断状态完全相同的负载，并联后可共用用PLC的一个输出端子。采用这种方式必须要注意的一个输出端子。采用这种方式必须要注意PLC输出输出端子驱动负载的能力。端子驱动负载的能力。上一页 下一页返回6.1 PLC控制系统的设计控制系统的设计节省输出端
19、子用编程方式使负载具有多个功能用一个负载节省输出端子用编程方式使负载具有多个功能用一个负载实现多种用途，也可以节省输出端子。例如，利用实现多种用途，也可以节省输出端子。例如，利用PLC编程编程的功能，用一个输出端指示灯的两种不同的状态，常亮和闪的功能，用一个输出端指示灯的两种不同的状态，常亮和闪烁发亮，表示两种不同的信息，可节省输出点数。烁发亮，表示两种不同的信息，可节省输出点数。3.对传统的继电器控制生产设备进行对传统的继电器控制生产设备进行PLC控制改进控制改进 如现在已具备了成熟的继电器控制线路，需要改为用如现在已具备了成熟的继电器控制线路，需要改为用PLC进行控制时，只要将原有的控制线
20、路作适当的改动，使之成进行控制时，只要将原有的控制线路作适当的改动，使之成为符合为符合PLC要求的梯形图即可。这样可以大大简化控制程序要求的梯形图即可。这样可以大大简化控制程序的设计，其设计说明如的设计，其设计说明如图图6-5所示。所示。上一页 下一页返回6.1 PLC控制系统的设计控制系统的设计6.1.3程序的调试与试运行程序的调试与试运行 PLC程序调试和运行的步骤如下程序调试和运行的步骤如下:(1)程序的检查将编好的程序输入编程器进行检查，改正程序的检查将编好的程序输入编程器进行检查，改正语法和数据错误后存入语法和数据错误后存入PLC的存储器中。的存储器中。(2)模拟运行模拟系统的实际输
21、入信号，并在程序运行中模拟运行模拟系统的实际输入信号，并在程序运行中的适当时刻，通过扳动开关、接通或断开输入信号，来模拟的适当时刻，通过扳动开关、接通或断开输入信号，来模拟各种机械动作使检测元件状态发生变化，同时通过各种机械动作使检测元件状态发生变化，同时通过PLC输出输出端状态指示灯的变化观察程序执行的情况，并与执行元件应端状态指示灯的变化观察程序执行的情况，并与执行元件应该完成的动作作对照，判断程序的正确性。该完成的动作作对照，判断程序的正确性。上一页 下一页返回6.1 PLC控制系统的设计控制系统的设计 (3)实物调试采用现场的主令元件、检测元件及执行元件实物调试采用现场的主令元件、检测
22、元件及执行元件组成模拟控制系统，检验检测元件的可靠性及组成模拟控制系统，检验检测元件的可靠性及PLC的实际负的实际负载能力。载能力。(4)现场调试安装完毕进行现场调试，对一些参数现场调试安装完毕进行现场调试，对一些参数(检测元检测元件的位置、定时器的设定常数等件的位置、定时器的设定常数等)进行现场的整定和调整。进行现场的整定和调整。(5)投入运行最后对系统的所有安全措施投入运行最后对系统的所有安全措施(接地、保护和互接地、保护和互锁等锁等)进行检查后，即可投入系统的试运行。试运行一切正常进行检查后，即可投入系统的试运行。试运行一切正常后，再把程序固化到后，再把程序固化到EPROM中去。中去。上
23、一页返回6.2 PLC在化工生产中的应用在化工生产中的应用某化工生产的一个化学反应过程是在某化工生产的一个化学反应过程是在4个容器中进行，化学反个容器中进行，化学反应装置示意图如应装置示意图如图图6-6所示。化学反应中的各个容器之间用所示。化学反应中的各个容器之间用泵进行输送泵进行输送;每个容器都装有传感器，用于检测容器的空和满每个容器都装有传感器，用于检测容器的空和满;2JHJ容器装有加热器和温度传感器容器装有加热器和温度传感器;3JHJ容器装有搅拌器。容器装有搅拌器。当当1JHJ,2JHJ容器里的液体抽入到容器里的液体抽入到3JHJ容器时，启动搅拌容器时，启动搅拌器。器。3JHJ容器是容器
24、是1JHJ,2JHJ容器体积的总和，容器体积的总和，1JHJ,2JHJ容器的液体可以将容器的液体可以将3 JHJ,4JHJ容器装满。容器装满。下一页返回6.2 PLC在化工生产中的应用在化工生产中的应用6.2.1工作过程及控制要求工作过程及控制要求1.初始状态初始状态容器全都是空的容器全都是空的;泵泵P1,P2,P3,P4,P5及及P6全部关闭全部关闭;2JHJ容器的加热器容器的加热器R关闭关闭;3JHJ容器的搅拌器容器的搅拌器M关闭。关闭。2.启动操作启动操作 按下启动操作按钮后，要求按以下步骤自动工作按下启动操作按钮后，要求按以下步骤自动工作:.同时打开泵同时打开泵P1和和P2，碱溶液进入
25、，碱溶液进入1JHJ容器内，聚合物容器内，聚合物进入进入2JHJ容器，直到容器，直到1JHJ,2JHJ容器装满容器装满;.关闭泵关闭泵P1和和P2，并打开加热器，并打开加热器R，给，给2JHJ容器加热，容器加热，直到容器内的温度达到直到容器内的温度达到60;上一页 下一页返回6.2 PLC在化工生产中的应用在化工生产中的应用 .关闭加热器关闭加热器R，并同时打开泵，并同时打开泵P3,P4及搅拌器及搅拌器M，将，将1JHJ和和2JHJ容器中的液体放入到容器中的液体放入到3JHJ容器，直到容器，直到1JHJ,2JHJ放空，放空，3JHJ装满，搅拌器装满，搅拌器M搅拌搅拌60s后结束后结束;.关闭搅
26、拌器关闭搅拌器M、泵、泵P3和和P4，并打开泵，并打开泵PS，将，将3JHJ容器容器内混合好的液体经过过滤器抽到内混合好的液体经过过滤器抽到4JHJ容器，直到容器，直到3JHJ容器容器放空放空4JHJ容器装满容器装满;.关闭泵关闭泵PS，并打开泵，并打开泵P6将产品从将产品从4JHJ容器中放出，直容器中放出，直到到4JHJ容器放空为止。容器放空为止。上一页 下一页返回6.2 PLC在化工生产中的应用在化工生产中的应用 3.停止操作停止操作 在任何时候按下停止操作按钮，控制系统都要将当前的化在任何时候按下停止操作按钮，控制系统都要将当前的化学反应过程进行到底学反应过程进行到底(最后一步最后一步)
27、，才能停止动作，防止液体，才能停止动作，防止液体的浪费。的浪费。4.采用采用FXJHJJHJON-40M型型PLC上一页 下一页返回6.2 PLC在化工生产中的应用在化工生产中的应用6.2.2 I/O地址分配地址分配输入继电器输入继电器启动启动X000 停止停止X001 1#满满X002 1#空空X0032#满满X004 2#空空X005 3JHJ满满X006 3JHJ空空X0074JHJ满满X010 4JHJ空空X011 温度传感器温度传感器X012输出继电器输出继电器泵泵P1 Y000 泵泵P2 Y001 加热器加热器R Y002泵泵P3 Y003 泵泵P4 Y004 搅拌器搅拌器M Y0
28、05泵泵PS 泵泵P6 Y006 Y007上一页 下一页返回6.2 PLC在化工生产中的应用在化工生产中的应用6.2.3功能图的设计功能图的设计分析上面的工作过程，可以画出控制系统的功能图，如图分析上面的工作过程，可以画出控制系统的功能图，如图6-7所示。图中含有两个并发顺序所示。图中含有两个并发顺序;采用步控指令编程采用步控指令编程;图中的特图中的特殊辅助继电器殊辅助继电器M8002给步状态器给步状态器SO-S22进行开机清零，进行开机清零，并将初始步并将初始步S0置位。置位。上一页 下一页返回6.2 PLC在化工生产中的应用在化工生产中的应用6.2.4梯形图的设计梯形图的设计将将图图6-7
29、所示功能图转换成梯形图，如所示功能图转换成梯形图，如图图6-8所示。所示。6.2.5 指令语句表指令语句表指令语言表如下指令语言表如下表表6-1所示所示上一页返回6.3 PLC在自动生产线上的应用在自动生产线上的应用6.3.1输送机分检大、小球的输送机分检大、小球的PLC控制装控制装置置1.控制要求控制要求图图6-9所示为分检大、小球的自动装置的示意图。其工作过所示为分检大、小球的自动装置的示意图。其工作过程如下程如下:.当输送机处于起始位置，上限位开关当输送机处于起始位置，上限位开关IS3和左限位开关和左限位开关LS1被压下，极限开关被压下，极限开关SW断开断开;.启动装置后，操作杆下行，一
30、直到极限开关启动装置后，操作杆下行，一直到极限开关SW闭合，此闭合，此时，若碰到的是大球，则下限位开关时，若碰到的是大球，则下限位开关IS2仍为断开状态，若仍为断开状态，若碰到的是小球则下限位开关碰到的是小球则下限位开关LS2为闭合状态为闭合状态;下一页返回6.3 PLC在自动生产线上的应用在自动生产线上的应用 .接通控制吸盘的电磁阀线圈接通控制吸盘的电磁阀线圈;.假设吸盘吸起小球，则操作杆向上行，碰到上限位开关假设吸盘吸起小球，则操作杆向上行，碰到上限位开关IS3后，操作杆向右行后，操作杆向右行;碰到右限位开关碰到右限位开关LS4(小球的右限位小球的右限位开关开关)后，再向下行，碰到下限位开
31、关后，再向下行，碰到下限位开关IS2后，将小球释放到后，将小球释放到小球箱里，然后返回到原位小球箱里，然后返回到原位;.如果启动装置后，操作杆下行一直到如果启动装置后，操作杆下行一直到SW闭合后，下限位闭合后，下限位开关开关IS2仍为断开状态，则吸盘吸起的是大球，操作杆右行仍为断开状态，则吸盘吸起的是大球，操作杆右行碰到右限位开关碰到右限位开关IS5(大球的右限位开关大球的右限位开关)后，将大球释放到后，将大球释放到大球箱里，然后返回到原位。大球箱里，然后返回到原位。上一页 下一页返回6.3 PLC在自动生产线上的应用在自动生产线上的应用2.I/O地址分配地址分配I/O地址分配图如地址分配图如
32、图图6-10所示，采用所示，采用F系列系列PLC实现控制。实现控制。3.功能图的设计功能图的设计 自动分检顺序控制自动分检顺序控制STL功能图如功能图如图图6-11所示。分检装置所示。分检装置自动控制过程如下自动控制过程如下:图中图中M71产生初始化脉冲，产生初始化脉冲，F671,F672和和F670起作用，起作用，使状态器使状态器S600-S613均复位，再将状态器均复位，再将状态器S600置位置位;此时此时如操纵杆在最上端如操纵杆在最上端(X403=ON)、最左端、最左端(X401=ON)，并且吸盘控制线圈断开并且吸盘控制线圈断开(Y431=OFF)。上一页 下一页返回6.3 PLC在自动
33、生产线上的应用在自动生产线上的应用 当状态转移到当状态转移到S602后，吸盘电磁阀后，吸盘电磁阀Y431被置位，被置位，Y431得电吸起小球，并同时启动时间继电器得电吸起小球，并同时启动时间继电器T451;延时延时1s后，状后，状态转移到态转移到S603，使上行继电器，使上行继电器Y432得电，操作杆上行，直得电，操作杆上行，直到压下上限位开关到压下上限位开关X403，状态转移到，状态转移到S604，右行继电器，右行继电器Y433得电，使操作杆右行，直到压下右限位开关得电，使操作杆右行，直到压下右限位开关X404，状态转移到状态转移到S610，使下行继电器，使下行继电器Y430得电，操作杆下行
34、，得电，操作杆下行，直到压下下限位开关直到压下下限位开关X402，状态转移到，状态转移到S611，使得电磁，使得电磁阀阀Y431复位，将小球释放在小球箱内，其动作时间由复位，将小球释放在小球箱内，其动作时间由T452控制控制;延时延时1s后，后，Y432得电，使操作杆上行，压下上限位开得电，使操作杆上行，压下上限位开关关X403后，使左行继电器后，使左行继电器Y434得电，操作杆左行，直到得电，操作杆左行，直到压下左限位开关压下左限位开关X401后，操作杆返回到初始状态后，操作杆返回到初始状态S601。上一页 下一页返回6.3 PLC在自动生产线上的应用在自动生产线上的应用4.梯形图的设计梯形
35、图的设计图图6-12所示为大、小球分检控制系统的梯形图。所示为大、小球分检控制系统的梯形图。5.指令语句表指令语句表指令语句表如下指令语句表如下表表6-2所示。所示。上一页 下一页返回6.3 PLC在自动生产线上的应用在自动生产线上的应用6.3.2皮带运输机的皮带运输机的PLC控制控制 皮带运输机广泛地运用于冶金、化工、机械、煤矿和建材等皮带运输机广泛地运用于冶金、化工、机械、煤矿和建材等工业生产中。工业生产中。图图6-13所示为某原材料皮带运输机的示意图。所示为某原材料皮带运输机的示意图。原材料从料斗经过原材料从料斗经过PD1,PD2两台皮带运输机送出两台皮带运输机送出;由电磁阀由电磁阀MO
36、控制从料斗向控制从料斗向PD1供料供料;PD1,PD2分别由电动机分别由电动机M1和和M2控制。控制。1.控制要求控制要求(1)初始状态料斗、皮带初始状态料斗、皮带PD1和皮带和皮带PD2全部处于关闭状态。全部处于关闭状态。上一页 下一页返回6.3 PLC在自动生产线上的应用在自动生产线上的应用 (2)启动操作启动时为了避免在前段运输皮带上造成物料堆启动操作启动时为了避免在前段运输皮带上造成物料堆积，要求逆送料方向按一定的时间间隔顺序启动。其操作步积，要求逆送料方向按一定的时间间隔顺序启动。其操作步骤为骤为:皮带皮带PD2一延时一延时5s一皮带一皮带PD1一延时一延时5s一料斗一料斗M0(3)
37、停止操作停止时为了使运输机皮带上不留剩余的物料，停止操作停止时为了使运输机皮带上不留剩余的物料，要求顺物料流动的方向按一定的时间间隔顺序停止。其停止要求顺物料流动的方向按一定的时间间隔顺序停止。其停止的顺序为的顺序为:料斗一延时料斗一延时10s一皮带一皮带PD1一延时一延时lose皮带皮带PD2上一页 下一页返回6.3 PLC在自动生产线上的应用在自动生产线上的应用(4)故障停车在皮带运输机的运行中，若皮带故障停车在皮带运输机的运行中，若皮带PD1过载，应过载，应把料斗和皮带把料斗和皮带PD1同时关闭，皮带同时关闭，皮带PD2应在皮带应在皮带PD1停止停止10s后停止。若皮带后停止。若皮带PD
38、2过载，应把皮带过载，应把皮带PD1、皮带、皮带PD2(M1、M2)和料斗和料斗MO都关闭。都关闭。(5)要求采用要求采用FX系列系列PLC实现控制。实现控制。上一页 下一页返回6.3 PLC在自动生产线上的应用在自动生产线上的应用2.I/O地址分配地址分配 输入地址输入地址 输出地址输出地址 启动按钮启动按钮 MO 料斗控制料斗控制 Y000停止按钮停止按钮 X001 M1接触器接触器 Y001M1热继电器热继电器 X003 M2接触器接触器 Y002M2热继电器热继电器 X004上一页 下一页返回6.3 PLC在自动生产线上的应用在自动生产线上的应用3.程序设计程序设计.用步控指令，根据皮
39、带运输机控制要求设计的功能图如用步控指令，根据皮带运输机控制要求设计的功能图如图图6-14所示所示;.皮带运输机的皮带运输机的PLC梯形图如梯形图如图图6-15所示。所示。4.指令语句表指令语句表指令语句表如下指令语句表如下表表6-3所示。所示。上一页返回6.4 PLC在机械加工中的应用在机械加工中的应用图图6-16所示为一机械手的动作示意图。该机械手可以上下、所示为一机械手的动作示意图。该机械手可以上下、左右动作。机械手的上下、左右运动分别由双线圈双位电磁左右动作。机械手的上下、左右运动分别由双线圈双位电磁阀驱动气缸来控制，一旦某个方向的电磁阀得电，机械手就阀驱动气缸来控制，一旦某个方向的电
40、磁阀得电，机械手就一直保持当前状态，直到另一个电磁阀得电后，才终止机械一直保持当前状态，直到另一个电磁阀得电后，才终止机械手的动作。机械手的夹紧与放松动作是由一个单线圈两位电手的动作。机械手的夹紧与放松动作是由一个单线圈两位电磁阀驱动气缸来实现的，要求控制夹紧和放松动作的时间，磁阀驱动气缸来实现的，要求控制夹紧和放松动作的时间，线圈得电时机械手夹紧，断电时机械手放松。机械手运动示线圈得电时机械手夹紧，断电时机械手放松。机械手运动示意图如意图如图图6-17所示。所示。下一页返回6.4 PLC在机械加工中的应用在机械加工中的应用6.4.1 机械手的控制要求机械手的控制要求 1.初始位置初始位置机械
41、手停在初始位置上，其上限位开关和左限位开关闭合。机械手停在初始位置上，其上限位开关和左限位开关闭合。2.启动状态启动状态.机械手由初始位置开始向下运动，直到下限位开关闭合为止机械手由初始位置开始向下运动，直到下限位开关闭合为止;.机械手夹紧工件，时间为机械手夹紧工件，时间为1s;.夹紧工件后向上运动，直到上限位开关闭合为止夹紧工件后向上运动，直到上限位开关闭合为止;.再向右运动，直到右限位开关闭合为止再向右运动，直到右限位开关闭合为止;.再向下运动，直到下限位开关闭合为止再向下运动，直到下限位开关闭合为止;.机械手将工件放到工作台上，其放松的时间为机械手将工件放到工作台上，其放松的时间为1s;
42、.再向上运动，直到上限位开关闭合为止再向上运动，直到上限位开关闭合为止;上一页 下一页返回6.4 PLC在机械加工中的应用在机械加工中的应用 .再向左运动，直到左限位开关闭合，一个工作周期结束再向左运动，直到左限位开关闭合，一个工作周期结束;.机械手返回到初始状态。机械手返回到初始状态。3.停止状态停止状态 按下停止按钮后，机械手要将一个工作周期的动作完成后，按下停止按钮后，机械手要将一个工作周期的动作完成后，才返回到初始位置。才返回到初始位置。4.机械手动作操作方式机械手动作操作方式 要求机械手有要求机械手有4种操作方式种操作方式:点动工作方式、单步工作方式、点动工作方式、单步工作方式、单周
43、期工作方式和连续单周期工作方式和连续(自动自动)工作方式。工作方式。5.型号选择型号选择 采用采用FX系列系列PLC实现控制。实现控制。上一页 下一页返回6.4 PLC在机械加工中的应用在机械加工中的应用6.4.2 PLC控制设计控制设计1.I/O地址分配地址分配 输入信号输入信号 输出信号输出信号下限位下限位X1 手动手动X20 下降下降YO上限位上限位X2 回原点回原点X21 夹紧夹紧/放松放松Y1右限位右限位X3 单步方式单步方式X22 上升上升Y2左限位左限位X4 单周期运行单周期运行X23 右移右移Y3 连续运行连续运行X24 左移左移Y4 回原点启动回原点启动X25 启动启动X26
44、 停止停止X27上一页 下一页返回6.4 PLC在机械加工中的应用在机械加工中的应用2.机械手的操作方式机械手的操作方式 机械手工作方式的机械手工作方式的PLC操作面板如操作面板如图图6-18所示。操作面所示。操作面板上设置的开关可以实现机械手的各种工作方式的切换。板上设置的开关可以实现机械手的各种工作方式的切换。(1)手动工作方式手动工作方式(x20)首先将工作方式选择开关置于手首先将工作方式选择开关置于手动位置即动位置即X20=ON，再通过操作面板上的各个按钮，再通过操作面板上的各个按钮(XS,X10,X12,X7,X6和和X11)控制机械手完成其相应的动控制机械手完成其相应的动作，即机械
45、手的上升和下降、夹紧和放松、左移和右移。作，即机械手的上升和下降、夹紧和放松、左移和右移。(2)单步工作方式单步工作方式(X22)按动一次启动按钮按动一次启动按钮X26，机械手，机械手前进一个工步。前进一个工步。(3)单周期工作方式单周期工作方式(X23)机械手在原点时，按下启动机械手在原点时，按下启动按钮按钮X26，机械手自动运行一遍后再返回原点停止。，机械手自动运行一遍后再返回原点停止。上一页 下一页返回6.4 PLC在机械加工中的应用在机械加工中的应用(4)连续工作方式即自动工作方式，机械手在原点时，按下连续工作方式即自动工作方式，机械手在原点时，按下启动按钮启动按钮X26，机械手可以连
46、续反复的运行。若中途按动停，机械手可以连续反复的运行。若中途按动停止按钮止按钮X27，机械手只能运行到原点后停止。，机械手只能运行到原点后停止。(5)回原点按下此按钮回原点按下此按钮(X21=ON)。机械手自动回到原点。机械手自动回到原点。面板上设置的另一组启动按钮和急停按钮无面板上设置的另一组启动按钮和急停按钮无PLC的的I/O编号，编号，说明它们不进入说明它们不进入PLC的内部，与的内部，与PLC运行程序无关。这两个运行程序无关。这两个按钮是用来接通或断开按钮是用来接通或断开PLC外部负载的电源。外部负载的电源。上一页 下一页返回6.4 PLC在机械加工中的应用在机械加工中的应用6.4.3
47、机械手控制系统的程序设计机械手控制系统的程序设计1.初始状态设定初始状态设定 利用功能指令利用功能指令FNC60(IST)自动设定与各个运行方式相自动设定与各个运行方式相应的初始状态。系统的初始化梯形图如应的初始状态。系统的初始化梯形图如图图6-19所示。图中，所示。图中，X20是输入的首元件编号是输入的首元件编号;S20是自动方式的最小状态器编号是自动方式的最小状态器编号;S27是自动方式的最大状态器编号。是自动方式的最大状态器编号。上一页 下一页返回6.4 PLC在机械加工中的应用在机械加工中的应用.SO手动操作初始状态手动操作初始状态;.S1回原点初始状态回原点初始状态;.S2自动操作初
48、始状态自动操作初始状态;.M8048禁止转移禁止转移;.M8041开始转移开始转移;.M8042启动脉冲启动脉冲;.M8047 STL监控有效。监控有效。上一页 下一页返回6.4 PLC在机械加工中的应用在机械加工中的应用 2.初始化程序初始化程序 一个控制程序必须有初始化功能。程序的初始化功能就是一个控制程序必须有初始化功能。程序的初始化功能就是自动设定控制程序的初始化参数，机械手控制系统的初始化自动设定控制程序的初始化参数，机械手控制系统的初始化程序是设定初始状态和原点位置条件。程序是设定初始状态和原点位置条件。图图6-19中的特殊辅助中的特殊辅助继电器继电器M8044作为原点位置条件用，
49、作为原点位置条件用，M8044为为FX系列系列PLC的原点条件继电器。当原点位置条件满足时的原点条件继电器。当原点位置条件满足时M8044接接通，用通，用M8044=ON作为执行自动程序的进入条件作为执行自动程序的进入条件(图图6-22)。其他初始状态是由。其他初始状态是由IST指令自动设定。指令自动设定。上一页 下一页返回6.4 PLC在机械加工中的应用在机械加工中的应用 3.手动工作方式的程序手动工作方式的程序 手动工作方式的梯形图如手动工作方式的梯形图如图图6-20所示。所示。SO为手动方式时为手动方式时的初始状态。机械手在手动工作方式下，按下的初始状态。机械手在手动工作方式下，按下X1
50、2,Y1被置被置位实现夹紧动作，按下位实现夹紧动作，按下X7,Y1被复位实现放松动作。同理上被复位实现放松动作。同理上升、下降、左移和右移是由相应的按钮来控制的。在上升、升、下降、左移和右移是由相应的按钮来控制的。在上升、下降和左移、右移的控制作用中加入互锁作用。上限位开关下降和左移、右移的控制作用中加入互锁作用。上限位开关X2为左、右动作的进入条件，即机械手必须处于最上端位置为左、右动作的进入条件，即机械手必须处于最上端位置时才能进行左、右动作。时才能进行左、右动作。上一页 下一页返回6.4 PLC在机械加工中的应用在机械加工中的应用4.回原点方式回原点方式 回原点方式功能图如回原点方式功能