電氣控制與驅(qū)動目

錄項目1電氣控制電路的識圖、安裝與調(diào)試任務(wù)1.1認(rèn)知低壓電器任務(wù)1.2識讀電氣控制系統(tǒng)圖任務(wù)1.3分析電氣控制原理圖任務(wù)1.4典型機(jī)床控制電路的連接與調(diào)試項目2

PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.1認(rèn)知PLC任務(wù)2.2認(rèn)知三菱PLC任務(wù)2.3PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計項目3變頻驅(qū)動(調(diào)速)系統(tǒng)的構(gòu)建與調(diào)試任務(wù)3.1認(rèn)知變頻器任務(wù)3.2應(yīng)用變頻器基本運行功能控制傳送帶任務(wù)3.3應(yīng)用變頻器的基本參數(shù)控制傳送帶任務(wù)3.4應(yīng)用變頻器多段速度控制傳送帶電氣控制與驅(qū)動目

錄項目4步進(jìn)驅(qū)動系統(tǒng)的構(gòu)建與調(diào)試任務(wù)4.1利用步進(jìn)驅(qū)動系統(tǒng)實現(xiàn)機(jī)械手的直線移動控制

任務(wù)4.2利用步進(jìn)驅(qū)動系統(tǒng)實現(xiàn)機(jī)械手的定位控制任務(wù)4.3搬運機(jī)械手的應(yīng)用設(shè)計項目5伺服驅(qū)動系統(tǒng)的構(gòu)建與調(diào)試任務(wù)5.1認(rèn)識交流伺服系統(tǒng)任務(wù)5.2利用伺服系統(tǒng)速度控制模式控制圓形轉(zhuǎn)盤工作臺任務(wù)5.3利用伺服系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩控制模式控制圓形轉(zhuǎn)盤工作臺任務(wù)5.4利用伺服系統(tǒng)位置控制模式控制圓形轉(zhuǎn)盤工作臺項目2

PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計【任務(wù)引入】在熟悉PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握指令系統(tǒng)和簡單編程以后，就可以將PLC

應(yīng)用于實際控制系統(tǒng)中，即進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計包括三個重要環(huán)節(jié)：其一、通過對控制任務(wù)的分析，確定控制系統(tǒng)的總體方案；其二、根據(jù)控制要求確定硬件構(gòu)成方案；其三、設(shè)計出滿足控制要求的應(yīng)用程序。要想順利地完成PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計，需要不斷地學(xué)習(xí)和實踐。【任務(wù)目標(biāo)】了解PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的步驟。熟悉PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(硬件配置)。掌握PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(程序設(shè)計)?！鞠嚓P(guān)知識】2.3.1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的步驟1.熟悉控制對象，明確控制任務(wù)熟悉控制對象的工作過程，了解可動部分，

分析可動部分的動作內(nèi)容，必要時畫出工作循

環(huán)圖或工藝流程圖。2.制定控制系統(tǒng)方案根據(jù)生產(chǎn)工藝和機(jī)械運動的控制要求，確定

控制系統(tǒng)的工作方式，如選擇全自動還是半自

動或手動控制方式；選擇單機(jī)控制系統(tǒng)還是多

機(jī)控制系統(tǒng)等；選擇多機(jī)控制系統(tǒng)時，選擇集

中控制系統(tǒng)還是分散控制系統(tǒng)。同時，還要確

定系統(tǒng)應(yīng)有的其他輔助功能，如故障情況的處

理、緊急情況的處理、管理功能、聯(lián)網(wǎng)通信功

能等。明確設(shè)計任務(wù)和技術(shù)要求PLC

選型及系統(tǒng)配置系統(tǒng)總體方案設(shè)計制作電氣控制柜

編制PLC控制程序1/O系統(tǒng)配線

實驗室程序測試控制系統(tǒng)安裝與測試

局部程序模擬與調(diào)試現(xiàn)場聯(lián)調(diào)

修改系統(tǒng)軟。硬件N是否滿足要求?系統(tǒng)試運行編寫及整理相關(guān)文件交付使用項目2

PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3

PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計項目2

PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3

PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計3.確定輸入、輸出設(shè)備根據(jù)被控制對象對PLC控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需要的用戶輸入、輸

出設(shè)備，據(jù)此確定PLC的I/O點數(shù)。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、

傳感器等；常用的輸出設(shè)備有繼電器、結(jié)束器、指示燈、電磁閥等。4.選擇合適的PLC類型根據(jù)已確定的用戶I/O設(shè)備，統(tǒng)計所有的輸入、輸出信號的點數(shù)，選擇合適的

PLC類型，包括機(jī)型的選擇、容量選擇、I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。5.分配I/0點，列出I/0分配表根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場需要，分配PLC的輸入、輸出點，編制輸入、輸出分配表

(地址表)或繪制輸入輸出接線圖(安裝圖)。6.設(shè)計控制程序根據(jù)工藝流程，結(jié)合輸入、輸出地址表和安裝圖，編寫控制程序。這一步驟是

整個應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的核心。項目2

PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3

PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計7.模擬調(diào)試模擬調(diào)試是指PLC不帶輸出設(shè)備時的調(diào)試。調(diào)試時，用開關(guān)或按鈕組成的模擬輸入器模

擬輸入信號，用指示燈來模擬輸出設(shè)備，然后運行程序，在按照工藝和控制系統(tǒng)要求人

為地發(fā)出輸入信號，觀察相應(yīng)指示燈的指示是否正確，從而判斷程序的正確與否。8.設(shè)計制作電氣控制柜設(shè)計制作電氣控制柜的工作程序包括設(shè)計電氣原理圖、布置圖和安裝接線圖，并依據(jù)

圖紙進(jìn)行安裝、接線和測試。設(shè)計制作電氣控制柜需設(shè)計制作的電路有供電電路、主電

路、PLC的輸入和輸出電路和其他輔助電路。9.聯(lián)機(jī)調(diào)試在PLC的軟硬件設(shè)計和控制柜即現(xiàn)場施工完成后，就可以進(jìn)行整個系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試。如果控制系統(tǒng)由幾部分組成，則可先分塊調(diào)試，再整體調(diào)試；如果控制程序步序較多，則可先分段調(diào)試，再總體調(diào)試。10.編寫技術(shù)文件系統(tǒng)調(diào)試好后，應(yīng)根據(jù)調(diào)試的最終結(jié)果，整理出完整的控制系統(tǒng)技術(shù)文件。控制系統(tǒng)

技術(shù)文件包括說明書、電氣原理圖、電器布置圖、電氣安裝接線圖、電器元件明細(xì)表和

用戶程序等。項目2

PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計2.3.2PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計控制系統(tǒng)程序設(shè)計沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。好的用戶程序應(yīng)在滿足控制功能要求的前提下，盡量做到程序較短、結(jié)構(gòu)清晰并易懂，在必要的地方加注釋或輔助說明。程序的設(shè)計方法有多種多樣。如果控制系統(tǒng)是對原有成熟的繼電器一接觸器控

制系統(tǒng)的改造，則可由繼電器一接觸器控制電路直接轉(zhuǎn)化為梯形圖語言。如果是新建的控制系統(tǒng)，對小型系統(tǒng)可以直接設(shè)計程序，又稱經(jīng)驗法。對大型的動作復(fù)雜的控制系統(tǒng)的程序設(shè)計可用邏輯法、時序法、順序功能圖法

等多種方法。本項目主要介紹順序功能圖法。另外，不少電氣控制系統(tǒng)需要具備多種工作方式，如既能自動控制又能手動控

制等，因此，本項目還將介紹具有多種工作方式控制系統(tǒng)的編程方法。清晰，可讀性好。(1)功能圖概述在用順序功能圖法編程時，繪制功能圖是很關(guān)鍵的一步。

功能圖能清楚地表現(xiàn)出系統(tǒng)各工作步的功能、步與步之間

的轉(zhuǎn)換順序及轉(zhuǎn)換條件。1)功能圖表的組成某動力頭的運動狀態(tài)有三種，即快進(jìn)

→工進(jìn)

→快退。各種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換條件為：快進(jìn)到一定位置壓下限位開關(guān)ST1后轉(zhuǎn)為工進(jìn)，工進(jìn)到已定位之壓下行程開關(guān)ST2后轉(zhuǎn)為快退，退回到原位壓下行程開關(guān)ST3后動力頭自動停止運行。

對于這樣一種工作流程，用功能圖表示的結(jié)果如圖2-39所示。項目2

PLC

控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3

PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計1.順序功能圖編程法對于那些按動作的先后順序進(jìn)行控制的系統(tǒng)，非常適宜使用順序功能圖法編程。

用順序功能圖法所編寫的程序規(guī)律性很強(qiáng)，雖然編出的程序偏長，但程序結(jié)構(gòu)啟

動快

進(jìn)壓

ST12壓

ST2快退一

壓ST3車

停

原

位圖2-39動力頭控制功能圖工進(jìn)項目2

PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3

PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計從圖2-39可見，功能圖表由步、有向連線、轉(zhuǎn)換條件和動作內(nèi)容組成。用矩形

框表示各步，矩形框內(nèi)數(shù)字表示步的編號，初步用雙線框，每步的動作內(nèi)容放

在旁邊的框中。步與步之間用有向線段相連，箭頭表示表示步的轉(zhuǎn)換方向。步

與步之間的短橫線表示轉(zhuǎn)換條件。正在執(zhí)行的步叫活動步，當(dāng)前步為活動步且

轉(zhuǎn)換條件滿足時，將啟動下一步并終止前一步的執(zhí)行。2)功能圖表的類型功能圖表從結(jié)構(gòu)上分，可分為單序列結(jié)構(gòu)、選擇序列結(jié)構(gòu)和并行序列結(jié)構(gòu)三種。①單序列結(jié)構(gòu)圖2-40為單序列結(jié)構(gòu)。單序列結(jié)構(gòu)沒有分支，每個步后只有一個步，步與步之

間只有一個轉(zhuǎn)換條件。②選擇序列結(jié)構(gòu)圖2-41為選擇序列結(jié)構(gòu)。選擇序列的開始稱為分支，如圖中步1之后有三個分

支，各分支不能同時執(zhí)行。當(dāng)已選擇了轉(zhuǎn)向某一分支，則不允許另外幾個分支的首步成為活動步，所以應(yīng)

使各選擇分支之間互鎖。選

擇

序的仕古稱為

△

蘭

不論個公古的是后一步稱為遷動步當(dāng)換

久

件項目

2PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3PLC

控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計從圖2-39可見，功能圖表由步、有向連線、轉(zhuǎn)換條件和動作內(nèi)容組成。用矩形框表示各步，矩形框內(nèi)數(shù)字表示步的編號，初步用雙線框，每步的動作內(nèi)容放

在旁邊的框中。步與步之間用有向線段相連，箭頭表示表示步的轉(zhuǎn)換方向。步

與步之間的短橫線表示轉(zhuǎn)換條件。正在執(zhí)行的步叫活動步，當(dāng)前步為活動步且轉(zhuǎn)換條件滿足時，將啟動下一步并終止前一步的執(zhí)行。2)功能圖表的類型功能圖表從結(jié)構(gòu)上可分為單序列結(jié)構(gòu)、選擇序列結(jié)構(gòu)和并行序列結(jié)構(gòu)三種。①單序列結(jié)構(gòu)圖2-40為單序列結(jié)構(gòu)。單序列結(jié)構(gòu)沒有分支，每個步后只有一個步，步與步之間只有一個轉(zhuǎn)換條件。啟動快

進(jìn)壓

ST1工進(jìn)壓ST2快

退壓ST3車停原位圖2-40單序列結(jié)構(gòu)24②選擇序列結(jié)構(gòu)圖2-41為選擇序列結(jié)構(gòu)。選擇序列的開始稱為分支，

如圖中步1之后有三個分支，各分支不能同時執(zhí)行。當(dāng)已選擇了轉(zhuǎn)向某一分支，則不允許另外幾個分支

的首步成為活動步，所以應(yīng)使各選擇分支之間互鎖。選擇序列的結(jié)束稱為合并。不論哪個分支的最后一

步稱為活動步，當(dāng)轉(zhuǎn)換條件滿足時，都要轉(zhuǎn)換到合并

步，如圖2-41中的步5。1b2d5g項目

2PLC

控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3PLC

控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計圖2-41選擇序列結(jié)構(gòu)4項目2

PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3

PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計③并行序列結(jié)構(gòu)并行序列的開始也叫分支，為了區(qū)別于選擇序列結(jié)構(gòu)的功能圖表，用雙點劃線表示分支的開始，轉(zhuǎn)換條件放在雙劃線之上。如圖2-41中的步1之后有三個并行分

支，當(dāng)步1為活動步且條件a滿足時，則步2、3、4同時被激活變?yōu)榛顒硬?，而?

變?yōu)椴换顒硬?。并行序列的結(jié)束稱為合并，用雙線表示，轉(zhuǎn)換條件放在雙線之下。當(dāng)各平行序列的最后一步都成為活動步且滿足轉(zhuǎn)換條件時，將同時轉(zhuǎn)換到合并步，且各平行序列的最后一步都變?yōu)椴换顒硬健Ｈ鐖D2-42中的5、6、7都成為活動步，且條件e滿足時，將同時轉(zhuǎn)換到步8,而步5、6、7同時都變成不活動步。a38圖2-42

并行序列結(jié)構(gòu)時與該活步對應(yīng)的程序開始執(zhí)行。當(dāng)轉(zhuǎn)換條件滿足時(激活下一步的條件之二),下一步的控制位為ON,

而上一步的控制位變?yōu)镺FF,

且上一步對應(yīng)的程序停止執(zhí)行。顯然，只要在順序上相鄰的控制位之間進(jìn)行聯(lián)鎖，就可以實現(xiàn)這種步進(jìn)控制。由功能圖向梯形圖裝換的方法有很多，這里介紹使用起、保、停電路法和使用步進(jìn)指令法兩種。項目2

PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3

PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(2)由功能圖到梯形圖從功能圖表中可以看出，一個復(fù)雜的控制系統(tǒng)是由若干個步組成。系統(tǒng)的控制任務(wù)可以認(rèn)為在不同時刻或不同的進(jìn)程中去完成對各個步的控制。

每一個步可以設(shè)置一個控制位，當(dāng)某步的控制位為ON時，該步成為活步，同啟

動快進(jìn)壓ST1工進(jìn)壓ST2快退壓ST3車停原位圖2-39動力頭控制功能圖3線圈M、Mi+1、M:+2等是各步的控制位；C、Ci+1、C+2是各步的轉(zhuǎn)換條件。某一步成為活動步的條件是：前一步是活動步且轉(zhuǎn)換

條件滿足。所以圖中將常開觸點M_1和C

以及M、C?+1

相串聯(lián)作為

步啟動的條件。由于轉(zhuǎn)換條件是短信號，因此每步要加自鎖。當(dāng)后續(xù)步成為活動步時，前一步變?yōu)椴换顒硬?，所以圖中將常閉觸點M:+1和M;+2與前一步的控制線圈相串聯(lián)。

當(dāng)某一步成為活動步時，其控制位為ON,

這個ON信項目

2PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試

任務(wù)2.3

PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計1)使用起、保、停電路法如果用PLC中的通用輔助繼電器M

來表示功能圖中的步，用起、保、停電路來

描述功能圖中步及步與步之間的邏輯關(guān)系，則形成如圖2-43所示的步程序結(jié)構(gòu)。M-1M.S;MM.MM,B1M1B2號可以控制輸出繼電器以實現(xiàn)相應(yīng)的控制，例如圖中的B1、B2。圖2-43步的梯形圖M+1M2C+C下面以該圖為例，說明由功能圖畫梯形圖的方法。①

步MO該步為初始步，它是前面兩個選擇分支的合并步。

因此，使M0成為活動步的條件是：或X000

為ON,或步M8為活動步且M501為ON。當(dāng)步M1和步M4成

為活動步時，步M0

變?yōu)椴换顒硬健Ｋ园殉ｉ]觸

點M1或M4與步MO的控制線圈相串聯(lián)，再加上本

位自鎖，畫出梯形圖如圖2-45a所示。X000M0X001M4T1M5M

500C2M6T4M8M

501項目2

PLC

控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3

PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計圖2-44所示功能圖總體上是并行的，其中包括了一個單序列和一個選擇序列。圖2-44功能圖實例M3M2M7C3T0M1②

步M1、步M2

和步M3M1是單序列的開始步，其成為活動步的條件是：步M0成為活動步且轉(zhuǎn)換條件X001

為ON。當(dāng)

步M2

成為活動步時，步M1

變?yōu)椴换顒硬?，所以把常閉

觸點M2與步M1的線圈相串聯(lián)，再加上本位自鎖，

畫出梯形圖如圖2-45b所示。③

步M4步M4是選擇序列的開始，該步后續(xù)是兩個選擇分

支。步M4

的梯形圖與步M1

相似，但其線圈要與常閉

觸點M5和M7

相串聯(lián)。這是因為，無論選擇了哪個分

支，即不論步M5

還是步M7成為活動步，步M4

都要

成為不互動步。畫出的梯形圖如圖2-45c所示。X000M0X001M4T0T1M5M

500C2M6T4M8M

501項目2

PLC

控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計X001

M2(b)圖2-44

功能圖實例MOM7M3M1M1M2C3項目

2PLC

控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3PLC

控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計④

步M5

和步M7步M5的梯形圖如圖2-45d所示。線圈M5與常閉觸點M6和M7

相串聯(lián)，這樣，如

果步M7已經(jīng)成為活動步，即使步M5的條件不滿足也不會成為活動步，從而實現(xiàn)

了步M5和步M7之間的聯(lián)鎖。步M7的梯形圖與步M5相似，只是其轉(zhuǎn)換條件是M4

和C3的串聯(lián)，其線圈要與常閉觸點M6和M5

相串聯(lián)。⑤步M6步M6是選擇分支的合并步。步M6成為活動步的條件是：或步M5為活動步且X002為ON,

或M7為活動步且M500為ON,

所以這兩個條件之間是“或”的關(guān)系。

當(dāng)M8為活動步時，步M6要變成不活動步，所以M6的線圈要與常閉觸點M8串聯(lián)。

畫出的梯形圖如圖2-45e

所示。M8(M6)(e)M6(d)X002M500M4M5M5M7M6T1⑥

步M8步M8是并行序列的合并步，其成為活動步的

條件為：步M3和步M6均為活動步，且T4為ON,

三個條件是“與”的關(guān)系。當(dāng)MO

成為活動步時M8變?yōu)椴换顒硬?，因?/p>

M8

的線圈要與常閉觸點M0串聯(lián)。畫出的梯形圖如圖2-45f所示。X000M0X001M1T0T1M2M

500C2M6T4M8M

501項目2PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計M6T4

M0(

M8)圖2-44功能圖實例M3M8M

5M3M4M7C3(f項目2

PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3

PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計2)使用步進(jìn)指令

(STL)

法順序控制也稱步進(jìn)控制，如果用三菱PLC的狀態(tài)繼電器S來表示功能圖中的步，再結(jié)合三菱PLC用于順序控制的專用指令——步進(jìn)梯形圖指令

(STL),也能很容

易地將功能圖轉(zhuǎn)化為梯形圖。此梯形圖稱為步進(jìn)梯形圖。步進(jìn)梯形圖指令，簡稱步進(jìn)指令

(STL)

。FX

系列PLC還有一條使STL指令復(fù)位的RET指令。使用這兩條指令可以很方便地編制順序控制梯形圖程序。STL:步進(jìn)開始指令，表示步進(jìn)梯形圖的開始。RET:步進(jìn)結(jié)束指令，表示步進(jìn)梯形圖的結(jié)束。步進(jìn)梯形圖指令

(STL)

只有與狀態(tài)繼電器S配合使用才具有步進(jìn)功能。So~S9用于初始步，S10~S19用于自動返回原點。使用STL指令的狀態(tài)繼電器的動合觸點

稱為STL觸點，用符號

—|STL|-

表示。項目2

PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3

PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計STL指令的用法如圖2-46所示。從圖中可以看出順序功能圖與梯形圖之間的關(guān)系。用狀態(tài)繼電器表示順序功能圖的各步，每一步都具有三種功能：負(fù)載的驅(qū)

動處理、指定轉(zhuǎn)換條件和指定轉(zhuǎn)換目標(biāo)。圖2-46

順序功能圖與梯形圖的對應(yīng)關(guān)系圖2-46中STL指令的執(zhí)行過程如下：當(dāng)步SO為活動步時，

S20的STL觸點接通，負(fù)

載Y002輸出。如果轉(zhuǎn)換條件X001滿足，后續(xù)步S21被置位而變成活動步，同時前

一步S20自動斷開或變成不活動步，輸出Y002也斷開。驅(qū)動處理(Y002X001SET

S21H

轉(zhuǎn)換條件轉(zhuǎn)換目標(biāo)轉(zhuǎn)換目標(biāo)[S21

Y003(Y003S20Y002

X001S21

S21

Y003STL

OUT

LDSET

STL

OUT轉(zhuǎn)換條件

X001S02

Y002驅(qū)動處理S21STLS20

STL項目2

PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3

PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計一般地，STL觸點與左母線直接相連，當(dāng)某一步為活動步時，其對應(yīng)的STL觸點接通，與其相連的電路被執(zhí)行，直到其后續(xù)步被激活。具體地，當(dāng)某一STL觸點

閉合后，該步的負(fù)載線圈被驅(qū)動，這時，如果該步的后續(xù)步的轉(zhuǎn)換條件滿足時，

則轉(zhuǎn)換得以實現(xiàn)，即后續(xù)步所對應(yīng)的狀態(tài)繼電器被SET或OUT指令置位，后續(xù)步

成為活動步，同時與原活動步對應(yīng)的狀態(tài)繼電器被系統(tǒng)程序自動復(fù)位，原活動

步對應(yīng)的STL觸點斷開。在主機(jī)狀態(tài)開關(guān)由STOP

狀態(tài)切換到RUN

狀態(tài)時，可用初始化脈沖M8002來將初

始狀態(tài)繼電器SO置為ON,

可用區(qū)間復(fù)位指令

(ZRST)將除初始步以外的其余各

步的狀態(tài)繼電器復(fù)位。由于功能圖的順序執(zhí)行功能特性，使用STL指令后，需要將程序返回，以實現(xiàn)程序的循環(huán)執(zhí)行，這就用到RET指令。STL指令與RET指令不需要成對使用，只需

在全部STL電路結(jié)束時，在程序中寫入RET指令即可。項目2

PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3

PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計圖2-47為一個用步進(jìn)指令編寫的程序?qū)嵗?。M8002SoSTLHX001X002S20STLTOS21STLF0

LD1

SET3

STL4

OUT5

LD6

OUT7

LD8

SET10

STL11

OUT12

OUT15

LD16

SET18

STL19

OUT20

OUT23

LD24

OUT26

RETS0Y000Y002S20Y001K100S21Y004K10S0RETTI2326圖2-47M8002SOS0Y000X001Y002X002S20S20Y001T0TOS21S21Y004TITIS0SETSETTOSET(TI使用步進(jìn)指令編寫的程序?qū)嵗?37101518K100K10FHH5項目2

PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(3)用功能圖法編程實例用順序控制設(shè)計法編程的基本步驟如下。1)分析控制要求，將控制過程分成若干個工作步，明確每個工作步的功能，弄清步的轉(zhuǎn)換是單向進(jìn)行(單序列)還是多向進(jìn)行(選擇或并行序列),確定步

的轉(zhuǎn)換條件(可能是多個信號的“與”、

“或”等的邏輯組合)。必要時畫一個

工作流程圖，它對理順整個控制過程的進(jìn)程以及分析各步的相互聯(lián)系有很大作用。2)為每一步設(shè)定控制位?？刂莆蛔詈檬褂猛粋€通道的若干連續(xù)位。若用定時器或計數(shù)器的輸出作為轉(zhuǎn)換條件，則應(yīng)確定各定時器或計數(shù)器的編號和設(shè)定值。3)確定所需輸入和輸出點的個數(shù)，選擇PLC機(jī)型，作出/O

分配。4)在前兩步的基礎(chǔ)上，畫出功能圖。5)根據(jù)功能圖畫出梯形圖。6)添加某些特殊要求的程序。下面舉例說明利用功能圖編寫應(yīng)用程序的方法。例2-3

某電液控制系統(tǒng)中有兩個動力頭，其工作流程圖

如圖2-48所示，其控制要求為：1)系統(tǒng)啟動后，兩個動力頭便同時開始按流程圖中的

工步順序運行。從它們都退回原位開始延時10s后，又同

時開始進(jìn)入下一個循環(huán)運行。2)若斷開控制開關(guān)，各動力頭必須將當(dāng)前的運行過程

結(jié)束(即退回原位)后才能自動停止運行。3)各動力頭的運行狀態(tài)取決于電磁閥線圈的通、斷電。

它們的對應(yīng)關(guān)系如表2-12和2-13所示。表中的“+”表示

該電磁的閥線圈通電，“-”表示該電磁閥的線圈不通電。PLC上電系統(tǒng)啟動1號快進(jìn)快進(jìn)到位壓ST11號工進(jìn)I工進(jìn)到位壓ST21號工進(jìn)Ⅱ工進(jìn)到位壓ST31號快退退到原位壓STO原位等待動作YV1YV2YV3YV4快進(jìn)-++-工進(jìn)1++--工進(jìn)2-+++快退+-+-項目2

PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3

PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計動作快進(jìn)工進(jìn)1快退YV5-+-YV6+-+YV7-++圖2-48例2-3工作流程圖表2-121號動力頭表2-121號動力頭壓ST6

2號快退快進(jìn)到位壓ST5退到原位壓ST4工進(jìn)到位2號快進(jìn)2號工進(jìn)項目2

PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計由工作流程圖可知各動力頭的工作步數(shù)和轉(zhuǎn)換條件，且每個動力頭的步與步之

間的轉(zhuǎn)換是單向進(jìn)行的，最后轉(zhuǎn)換到同一步上。由于兩個動力頭退回原位時存在

時間差，所以需要設(shè)置原位等待。這樣，只有兩個動力頭都退回到原位時，定時

器才開始計時，從而確保兩個動力頭同時進(jìn)入下一個循環(huán)的運行。因此，畫兩個

動力頭的控制過程功能圖時，應(yīng)該畫成并行序列結(jié)構(gòu)。由工作流程圖可以看出，本例需要一個啟/停控制開關(guān)、7個限位開關(guān)，它們是輸

入元件。由表2-12和2-13可知，需要7個電磁閥，它們是PLC的輸出執(zhí)行元件。如果選擇機(jī)型為CPM1A時，所作的I/0分配如表2-14所示。表2-14

I/0分配輸

入輸

出系統(tǒng)啟動控制開關(guān)00000電磁閥YV1線圈0100011號動力頭原位限位ST000100電磁閥YV2線圈010021號動力頭快進(jìn)限位ST100101電磁閥YV3線圈010031號動力頭工進(jìn)I限位ST200102電磁閥YV4線圈010041號動力頭工進(jìn)Ⅱ限位ST300103電磁閥YV5線圈010052號動力頭原位限位ST400104電磁閥YV6線圈010062號動力頭快進(jìn)限位ST500105電磁閥YV7線圈010072號動力頭工進(jìn)限位ST600106M80002M0X000Y002

、Y003ONX011Y001

、Y002ONX012Y002

、Y003

、Y004ONX013Y001

、Y003ONX010M5TO圖2-49例2-3順序功能圖項目2

PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計利用200通道中的位作各工步的控制位，畫出功能圖如圖2-49所示。Y005

、Y006ONY005

、Y007ONY006

、Y007ON原位等待原位等待工進(jìn)Ⅱ工進(jìn)I快進(jìn)快進(jìn)快退工進(jìn)快退X016X014X015M9M6M1M8M3M4M2M7項目2PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3

PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計由功能圖，按照前面介紹的方法很容易畫出各步的梯形圖。再根據(jù)各步應(yīng)該接

通的電磁閥線圈號，確定對應(yīng)各步時電磁閥線圈的置位和復(fù)位狀態(tài)，可以畫出如圖2-50的梯形圖。M1M2M3M4[RST[SETSET[RST[RST[RSTY003]Y003]Y004]Y001]Y002]Y004][RST

Y001][RST

Y003][SET

Y005][SET

Y007][RST

Y006][SET

Y006]RST

Y005][RST

Y006][RST

Y007]TOM8002M0M0

X000M1M1M2M2

X012M3M3

X013M4初始等待1號快進(jìn)1號工進(jìn)I1號工進(jìn)Ⅱ1號快退(M0)M4

)1號快進(jìn)1號工進(jìn)I1號工進(jìn)Ⅱ1號快退2號等待2號快進(jìn)2號工進(jìn)2號快退2號等待2號等待2號快進(jìn)2號工進(jìn)2號快退2號等待X010X000X015X016X014M5)M9)M1M2M3M4M5M4M5M0M6M6M7M7M8M8M9M0M7M7M9M0M5M6M7M8M9圖2-50例2-3梯形圖M5M9

K100項目2

PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3

PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計2.具有多種工作方式編程方法為了滿足生產(chǎn)的需要，很多工業(yè)設(shè)備要求具備多種工作方式，如手動方式和自動工作

方式，自動方式又可細(xì)分為連續(xù)、單周期、單步和自動返回初始狀態(tài)等工作方式。如何

實現(xiàn)多種工作方式，并將它們?nèi)谌氲揭粋€程序中，是程序設(shè)計的難點之一。下面以某機(jī)

械手的控制程序設(shè)計為例，說明具有多種工作方式之控制程序的總體結(jié)構(gòu)及要求。某機(jī)械手用于將工件從A點搬到B點，其工作過程如圖2-51所示。(1)機(jī)械手的工作方式1)單周期方式機(jī)械手在原位。按一次啟動按鈕機(jī)械手下降，下降

到位后停止；機(jī)械手夾緊，夾住A點工位上的工件并

保持一定時間；保持時間到機(jī)械手上升，上升到位后

停止；機(jī)械手右移，右移到位后停止；機(jī)械手下降，

下降到位后停止；機(jī)械手放松，將工件放置B點工位

并保持一定時間；機(jī)械手上升，上升到位后停止；機(jī)械手左移，左移到位后停止。至此，一個周期的

圖2-51機(jī)械手動作示意圖動作結(jié)束，機(jī)械手回到原點，再按一次啟動按鈕，機(jī)械手進(jìn)入下一個周期的運行。左行Y3右行Y2上行Y0夾緊Y4←松開→工件A點

B點X4下行Y1項目2

PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3

PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計2)連續(xù)方式啟動后，機(jī)械手反復(fù)運行上述每個周期的動作過程，即周期性連續(xù)運行。3)單步方式每按一次啟動按鈕，機(jī)械手完成一個工作步。應(yīng)當(dāng)注意，欲按以上三種工作方式運行，機(jī)械手運行之前必須處在初始狀態(tài)(原點位置)。所謂初始狀態(tài)就是指機(jī)械手處在最上面、最左邊且處放松狀態(tài)。4)回原點方式因突然停電或緊急停止時，機(jī)械手中止運行并停留在某一工作步上，按一次啟動

按鈕，機(jī)械手自行返回到原位處。5)手動方式按下某動作按鈕，機(jī)械手執(zhí)行某動作；松開某動作按鈕，機(jī)械手停止某動作。項目2

PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(2)操作面板設(shè)計機(jī)械手需具5種工作方式，故設(shè)置一個5檔位的選擇開關(guān)。機(jī)械手工作在手動方式時，每個動作的執(zhí)行都需1個啟動按鈕，故設(shè)置6各動作按

鈕

。機(jī)械手工作在自動運行方式時，需要1個啟動按鈕和1個停止按鈕。為了保證在緊急情況下可靠地切斷PLC的負(fù)載電源，

在PLC的輸出電路上設(shè)置了交流接觸器KM。這樣，在

PLC運行時，按下“負(fù)載電源”按鈕，

KM線圈得電并

自鎖，KM主觸點接通，為外部負(fù)載提供交流電源；在出現(xiàn)緊急情況時，按下“緊急停車”按鈕，及時

切斷外部負(fù)載電源，以避免事故發(fā)生。因此，設(shè)置1個

“負(fù)載電源”按鈕和1個“緊急停車”。X12單步X11

回原點X10手動

X14

連續(xù)負(fù)載電源X23

下降X25

左行圖2-52機(jī)械手操作面板示意圖X13單周期項目2

PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)建、編程與調(diào)試任務(wù)2.3

PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(3)I/0分配及外部接線輸入、輸出信號點數(shù)的統(tǒng)計、PLC機(jī)型的選擇、I/O的地址分配以及PLC的

外

部

接線

如圖2-

52所示

。FX?x-48MR○

AC220Vo—緊

急停

車負(fù)載電源KMKMX13KM

KMX16COM2X17X20上升下降X23右行X24左行夾緊左限位右限位

上限位下限位

手動

回原點

單步

單周期

連續(xù)

起動

停止

夾緊

松開

上升

下降

右行

左行圖2-53

機(jī)械手PLC控制外部接線圖COM1Y0YIY2Y3Y4XIX2X4X5X10X11X12O2

SO2X25COMX21X22X14N(4)程序總體結(jié)構(gòu)多種工作方式控制系統(tǒng)的