1、第4章 數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計方法 4.1 梯形圖的經(jīng)驗設(shè)計法 在一些典型電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控制對象對控制系統(tǒng)的具體要求，不斷地修改和完善梯形圖。有時需要反復(fù)地調(diào)試和修改梯形圖，增加一些中間編程元件和觸點，最后才能得到一個比較滿意的結(jié)果。 這種方法沒有普遍的規(guī)律可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，最后的結(jié)果不是唯一的，設(shè)計所用的時間、質(zhì)量和設(shè)計者的經(jīng)驗有很大的關(guān)系。4.1.1 有記憶功能的電路有記憶功能的電路 4.1.2 定時器應(yīng)用電路定時器應(yīng)用電路 圖4-3 長延時電路 圖4-4 閃爍電路 4.1.3 經(jīng)驗設(shè)計法舉例經(jīng)驗設(shè)計法舉例 圖4-5 小車自動往復(fù)運動的繼電器控制電路圖 4.1

2、.3 常閉觸點輸入信號的處理常閉觸點輸入信號的處理 分析上個例題中的PLC輸入端I0.5處的FR的觸點常開常閉情況，我們可以得出這樣的結(jié)論： 為了使梯形圖和繼電器電路圖中觸點的類型相同，建議盡可能地用常開觸點作為PLC地輸入信號。4.2 根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計梯形圖的方法4.2.1 基本方法 “翻譯翻譯” 用PLC的外部硬件接線圖和梯形圖程序來實現(xiàn)繼電器系統(tǒng)的功能。PLC控制箱；梯形圖控制箱內(nèi)“線路圖”；輸入和輸出控制箱與外部的“接口繼電器”。 將繼電器電路圖轉(zhuǎn)換為功能相同的將繼電器電路圖轉(zhuǎn)換為功能相同的PLC的外部接線圖和的外部接線圖和梯形圖的步驟：梯形圖的步驟：了解和熟悉被控制設(shè)備的工藝過程

3、和機械的動作情況，根據(jù)繼電器電路圖分析和掌握控制系統(tǒng)的工作原理。確定PLC的輸入信號和輸出負(fù)載，以及與它們對應(yīng)的梯形圖中的輸入位和輸出位的地址，畫出PLC的外部接線圖。確定與繼電器電路圖的中間繼電器、時間繼電器對應(yīng)的梯形圖中的位存儲器和定時器的地址。根據(jù)上述的對應(yīng)關(guān)系畫出梯形圖4.2.2 注意事項注意事項 1. 應(yīng)遵守梯形圖語言中的語法規(guī)定 2設(shè)置中間單元 3盡量減少PLC的輸入信號和輸出信號 4設(shè)立外部聯(lián)鎖電路 5梯形圖的優(yōu)化設(shè)計 6外部負(fù)載的額定電壓 4.3 順序控制設(shè)計法與順序功能圖順序控制設(shè)計法與順序功能圖4.3.1 順序控制設(shè)計法順序控制設(shè)計法 所謂順序控制，就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定

4、的順序，在各個輸入信號的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時間的順序，在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構(gòu)自動地有序地進(jìn)行操作。 使用順序控制設(shè)計法時首先根據(jù)系統(tǒng)地工藝過程，畫出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖設(shè)計梯形圖。 順序功能圖（SFC）是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形，也是設(shè)計PLC的順序控制程序的有力工具。4.3.2 步與動作步與動作 1步的基本概念 將系統(tǒng)的一個工作周期劃分成若干個順序相連的階段，這些階段稱為步（step），用編程元件（M，S）來代表各個步。 步是根據(jù)輸出量的狀態(tài)來劃分的。 順序設(shè)計法用轉(zhuǎn)換條件控制代表各步的編程元件，讓它們的狀態(tài)按一定的順序變化，然后用代表各步的編程元件去控制

5、PLC的各輸出位。 圖4-11 波形圖 圖4-12 順序功能圖 2初始步 與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對應(yīng)的步稱為初始步，初始狀態(tài)一般是系統(tǒng)等待啟動命令的相對靜止的狀態(tài)。初始步用雙線方框表示，每個順序功能圖至少對應(yīng)有一個初始步。3與步對應(yīng)的動作或命令4活動步 當(dāng)系統(tǒng)正處在某一步所在階段時，該步處于活動狀態(tài)，稱該步為“活動步”。5動作A 動作B6動作A動作B圖4-13 順序功能圖 4.3.3 有向連線與轉(zhuǎn)換條件有向連線與轉(zhuǎn)換條件 圖4-15 轉(zhuǎn)換條件 SM0.1的作用：的作用： 在順序功能圖中，只有當(dāng)某一步的前級步是活動步時，該步才有可能變成活動步。如果沒有斷電保持功能的編程元件代表各步，進(jìn)入RUN工作方

6、式時，他們均處于0狀態(tài)，必須用開機接通一個掃描周期的初始化脈沖SM0.1的常開觸點作為轉(zhuǎn)換條件，將初始步預(yù)置為活動步。圖4-16 單序列、選擇序列與并行序列 4.3.5 順序功能圖中轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則順序功能圖中轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則 1 1轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的條件：轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的條件： (1) 該轉(zhuǎn)換所有的前級步都是活動步。 (2) 相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件得到滿足。 了解 同步實現(xiàn)同步實現(xiàn) 2轉(zhuǎn)換實現(xiàn)應(yīng)完成的操作轉(zhuǎn)換實現(xiàn)應(yīng)完成的操作 (1) 使所有的后續(xù)步變?yōu)榛顒硬健?(2) 使所有的前級步變?yōu)椴换顒硬健?圖4-19 轉(zhuǎn)換的同步實現(xiàn)這兩條規(guī)則可以用于這兩條規(guī)則可以用于任意結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)換！任意結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)換！3 3繪制順序

7、功能圖時的注意事項繪制順序功能圖時的注意事項 ： 兩個步絕對不能直接相連，必須用一個轉(zhuǎn)換將它們分隔開。兩個轉(zhuǎn)換也不能直接相連，必須用一個步將它們分隔開。不要漏掉初始步。在順序功能圖中一般應(yīng)有由步和有向連線組成的閉環(huán)。自動控制系統(tǒng)應(yīng)能多次重復(fù)執(zhí)行同一工藝過程，一般應(yīng)有由步和有向連線組成的閉環(huán)，即在完成一次工藝過程的全部操作之后，應(yīng)從最后一步返回初始步，系統(tǒng)停留在初始狀態(tài)(單周期，圖4-12)，在連續(xù)循環(huán)工作方式時，將從最后一步返回下一工作周期開始運行的第一步(圖4-18)。4順序控制設(shè)計法的本質(zhì)順序控制設(shè)計法的本質(zhì)（相對經(jīng)典設(shè)計法） 圖4-20 信號關(guān)系圖 圖4-26 改錯 例題： 某專用鉆床用

8、來加工圓盤狀零件上均勻分布的6個孔。開始自動運行時兩個鉆頭在最上面的位置，限位開關(guān)I0.3和I0.5為ON。操作人員放好工件后，按下啟動按鈕I0.0，Q0.0變?yōu)镺N，工件被加緊，加緊后壓力繼電器I0.1為ON，Q0.1和Q0.3使兩個鉆頭同時開始工作，分別鉆到由限位開關(guān)I0.2和I0.4設(shè)定的深度時，Q0.2和Q0.4使兩個鉆頭分別上行，升到由限位開關(guān)I0.3和I0.5設(shè)定的起始位置時，分別停止上行，設(shè)定值為3的計數(shù)器C0的當(dāng)前值加1。兩個都上升到位后，若沒有鉆完3對孔，C0的常閉觸點閉合，Q0.5使工件旋轉(zhuǎn)1200，旋轉(zhuǎn)到位時限位開關(guān)I0.6位ON，旋轉(zhuǎn)結(jié)束后又開始鉆第2對孔。3對孔都鉆完后，計數(shù)器的當(dāng)前值等于設(shè)定值3，C0的常開觸點閉合，Q0.6使工件松開，松開到位時，限位開關(guān)I0.7為ON，系統(tǒng)返回初始狀