1、第七章 PLC程序設(shè)計(jì)本章重點(diǎn)：介紹梯形圖程序設(shè)計(jì)和順序功能圖（SFC）程序設(shè)計(jì)的方法。,71 編程方法,1IEC(國(guó)際電工委員會(huì)）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：按照PLC程序設(shè)計(jì)語言的標(biāo)準(zhǔn)，PLC程序設(shè)計(jì)語言有以下幾種： 1）指令列表IL：助記符程序。 2）結(jié)構(gòu)文本ST 屬于高級(jí)語言，用于處理復(fù)雜數(shù)學(xué)任務(wù)和算法。 3）功能塊語言FBD 使用IEC功能塊庫(kù)中的功能塊來產(chǎn)生程序。 4）梯形圖LD 5）順序功能圖SFC(Sequential Funtion Chart)： 是一種圖解方法，是將一個(gè)控制過程劃分為許多工作步，只要滿足注意條件，就可以從一個(gè)工作步轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)工作步，簡(jiǎn)稱SFC圖。,實(shí)際程序設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),實(shí)際

2、使用的程序設(shè)計(jì)方法有以下幾種： 1、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法： 也叫試湊法。需要設(shè)計(jì)者掌握大量的典型電路，在此基礎(chǔ) 上，充分理解實(shí)際的控制問題，將實(shí)際控制問題分解成典型控 制電路，然后用典型電路或修改的典型電路進(jìn)行拼湊梯形圖。 適用于控制問題較簡(jiǎn)單的情況。 2、邏輯設(shè)計(jì)法： 是根據(jù)數(shù)字電子技術(shù)中的邏輯設(shè)計(jì)方法進(jìn)行PLC程序的設(shè)計(jì)。 該方法適用邏輯表達(dá)式描述實(shí)際問題。根據(jù)邏輯表達(dá)式畫梯 形圖或?qū)懼浄绦?。適用于條件控制系統(tǒng)，對(duì)于和時(shí)間有 關(guān)的控制系統(tǒng)，不太適合。,3、順序功能圖加梯形圖的設(shè)計(jì)方法 首先使用順序功能圖描述控制過程，描述中不需要對(duì)時(shí)刻變化的工序步進(jìn)動(dòng)作進(jìn)行設(shè)計(jì)，只要對(duì)各個(gè)工序進(jìn)行簡(jiǎn)單的順序設(shè)計(jì)

3、就能保證正確動(dòng)作。描述完畢，再將順序功能圖轉(zhuǎn)換成梯形圖，這樣可縮短編程時(shí)間，使編程簡(jiǎn)單高效。 注意：設(shè)計(jì)PLC程序時(shí)，需要了解控制問題，了解在控制中有多少輸入量和輸出量，輸入量和輸出量的關(guān)系，如果和時(shí)間有關(guān)的控制問題，還需知道各個(gè)動(dòng)作之間的時(shí)間關(guān)系。,3PLC程序設(shè)計(jì)的流程,1）向被控對(duì)象的操作、管理和設(shè)計(jì)工程師了解控制問題。 2）對(duì)控制問題進(jìn)行詳細(xì)的文字描述。 3）向操作、管理和設(shè)計(jì)工程師匯報(bào)文字描述的控制問題。 4）進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)。 5）設(shè)計(jì)和制作PLC安裝現(xiàn)場(chǎng)的模擬電路，對(duì)PLC進(jìn)行調(diào)試。 6）在設(shè)計(jì)好調(diào)試步驟的基礎(chǔ)之上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。,7-2梯形圖設(shè)計(jì)方法7-2-1設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)注意事

4、項(xiàng),1）信號(hào)從左向右傳遞。 2）每個(gè)梯級(jí)以觸點(diǎn)開始，以線圈或功能指令結(jié)束。 3）繼電器觸點(diǎn)可以使用無數(shù)次，但繼電器線圈在一個(gè)程序中只能使用一次。 4） 梯形圖總是以END指令結(jié)束。 5）工作位、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器等功能性指令不能直接產(chǎn)生輸出，OUT指令才能輸出。 6）在一個(gè)梯級(jí)中應(yīng)綜合考慮得電和失電條件。,7-2-2梯形圖經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法步驟,1）分解梯形圖程序 2）在梯形圖中畫輸出線圈梯級(jí) 3）使用工作位梯級(jí) 4）使用定時(shí)器和繼電器 5）使用功能指令 6）畫互鎖條件 7）畫保護(hù)條件,7-2-3 常用梯形圖程序,1、單繼電器線圈控制程序,失電優(yōu)先,得電優(yōu)先,2、多繼電器線圈控制程序,3、多地控制程序,4

5、、互鎖控制程序,5、互控程序,6、順序啟動(dòng)程序,7、脈沖電路,25500： 0.1s 25501： 0.2s 25502： 1s 25400：1min,下降沿觸發(fā)的單脈沖,8、定時(shí)計(jì)數(shù)程序,（1）單按鈕啟停程序,（2）可以改變寬度的單脈沖程序,（3）瞬時(shí)得電和延時(shí)失電程序,（4）延時(shí)得電和延時(shí)失電程序,（4）使用一個(gè)按鈕的延時(shí)得電和延時(shí)失電程序,7-2-3 常用梯形圖程序,9、順序控制程序 10、3個(gè)燈輪流閃爍程序 11、另一個(gè)3個(gè)燈輪流閃爍的程序 12、由開關(guān)條件控制順序控制程序,73 SFC設(shè)計(jì)方法。,該方法是專用于工業(yè)順序控制程序設(shè)計(jì)的一種方法，能夠描述被控系統(tǒng)的工作過程，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)

6、的重要方法。 7-3-1 SFC基礎(chǔ) SFC圖的基本元素是流程步、有向線段、轉(zhuǎn)移和動(dòng)作說明。 1流程步 又稱工作步，是控制系統(tǒng)的一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，用矩形方框表示，框中用數(shù)字表示該步的編號(hào)，編號(hào)可以是實(shí)際的控制步序號(hào)，也可以是PLC中的工作位編號(hào)。,對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)的初始狀態(tài)工作步稱為初始步。是系統(tǒng)運(yùn)行的起點(diǎn)，一個(gè)系統(tǒng)至少需要一個(gè)初始步。初始步用雙線矩形框表示。,2轉(zhuǎn)移,就是從一個(gè)步向另一個(gè)步之間的切換條件，兩個(gè)步之間用一個(gè)有向線段表示可以從一個(gè)步切換到另一個(gè)步，代表向下轉(zhuǎn)移方向的箭頭可以忽略。,圖 轉(zhuǎn)移和有向線段,通常轉(zhuǎn)移用有向線段上的一段橫線表示，在橫線旁可以用文字、圖形符號(hào)或邏輯表達(dá)式標(biāo)注描述轉(zhuǎn)移的

7、條件。當(dāng)相鄰步之間的轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)，就從一個(gè)步按照有向線段的方向進(jìn)行切換。,3動(dòng)作說明 步只是控制系統(tǒng)中的一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，在這個(gè)狀態(tài)可以有一個(gè)或多個(gè)PLC輸出觸點(diǎn)的動(dòng)作，但也可以沒有任何輸出動(dòng)作。對(duì)于一個(gè)步，可以有一個(gè)或幾個(gè)動(dòng)作，表示的方法是在步的右側(cè)加一個(gè)或幾個(gè)矩形框，并在框中加文字對(duì)動(dòng)作進(jìn)行說明。,4規(guī)則,1、步和步之間必須有轉(zhuǎn)移隔開。 2、轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移之間必須有步隔開。 3、步和轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)移和步之間用有向線段連接，正常畫SFC圖的方向是從上向下或是從左向右，按照正常順序畫圖時(shí)，有向線段可以不加箭頭，否則必須加箭頭。 4、一個(gè)SFC圖中至少有一個(gè)初始步。,7-3-2 SFC圖的結(jié)構(gòu),1順序結(jié)構(gòu)

8、 是最簡(jiǎn)單的一種結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)是步與步之間只有一個(gè)轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移之間只有一個(gè)步。,2 選擇性分支結(jié)構(gòu),分支用水平線相連，每一條單一順序的進(jìn)入都有一個(gè)轉(zhuǎn)移條件。每個(gè)分支的轉(zhuǎn)移條件都位于水平線下方，單水平線上方?jīng)]有轉(zhuǎn)移。 如果某一個(gè)分支轉(zhuǎn)移條件得到滿足，則執(zhí)行這一分支。一旦進(jìn)入這一分支后，就再也不執(zhí)行其它分支了。 分支結(jié)束用水平線將各個(gè)分支會(huì)合，水平線上方的每個(gè)分支都有一個(gè)轉(zhuǎn)移條件，水平線下方?jīng)]有轉(zhuǎn)移條件。,3并發(fā)性分支結(jié)構(gòu),如果在某一步執(zhí)行完后，需要啟動(dòng)若干條分支，這就是并發(fā)分支結(jié)構(gòu)。 分支開始用水平雙線將各個(gè)分支相連，雙水平線上方需要一個(gè)轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移對(duì)應(yīng)的條件稱為公共轉(zhuǎn)移條件。如果公共轉(zhuǎn)移條件滿足

9、，則同時(shí)執(zhí)行下面所有分支，水平線下方一般沒有轉(zhuǎn)移條件。,公共轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)，同時(shí)執(zhí)行多個(gè)分支，但因各個(gè)分支完成的時(shí)間不同，故每個(gè)分支的最后一步通常設(shè)置一個(gè)等待步。 分支結(jié)束用水平雙線將各個(gè)分支匯合，水平雙線的上方一般沒有轉(zhuǎn)移，下方有一個(gè)轉(zhuǎn)移。,4循環(huán)結(jié)構(gòu),用于一個(gè)順序過程的多次反復(fù)執(zhí)行。,5復(fù)合結(jié)構(gòu),7-3-3 SFC描述實(shí)際問題例 例題1 圖為送料小車運(yùn)行示意圖，小車可以在A、B之間運(yùn)動(dòng)，在A、B點(diǎn)各有一個(gè)行程開關(guān)。小車從A點(diǎn)向B點(diǎn)前進(jìn)，停車10s后，從B點(diǎn)后退到A點(diǎn)，在A點(diǎn)停車20s后再向B點(diǎn)前進(jìn)，如此往復(fù)不止。要求可以人為控制小車的前進(jìn)啟動(dòng)和后退啟動(dòng)，且任何時(shí)候都可以停止小車運(yùn)行。,信號(hào)

10、接線圖如下：,PLC,例1的SFC圖,例題2,假設(shè)有一輛小車周期地運(yùn)行：從A點(diǎn)出發(fā)駛向1號(hào)站，到達(dá)后立即返回原點(diǎn)，然后再次出發(fā)一直駛向2號(hào)站，到達(dá)后立即返回原點(diǎn)，小車第三次出發(fā)則一直駛向3號(hào)站，到達(dá)后立即返回原點(diǎn)。如果連續(xù)運(yùn)行開關(guān)斷開，則小車只運(yùn)行一個(gè)周期（出發(fā)3次）就自動(dòng)停止，如果連續(xù)運(yùn)行開關(guān)閉合則小車連續(xù)的運(yùn)行，直到按下停止開關(guān)為止，小車啟動(dòng)的條件是小車在原點(diǎn)。小車運(yùn)行示意圖如下所示。,例題3,交通信號(hào)燈的動(dòng)作如圖所示，請(qǐng)畫出該交通燈的SFC圖。要求可以用按鈕強(qiáng)制使南北通或東西通。,信號(hào)接線圖如下：,7-3-4 SFC圖轉(zhuǎn)換成梯形圖,1進(jìn)入有效工作步 1、使用PLC的第一周期標(biāo)志使程序進(jìn)入

11、PLC有效工作步。適用于PLC上電后，需要馬上進(jìn)入有效工作步的情況。 2、使用按鈕使程序進(jìn)入有效工作步，應(yīng)注意啟動(dòng)條件是否滿足。 3、一般應(yīng)在第0步有效的情況下，啟動(dòng)第一步或其它步。 4、在梯形圖中，若需要啟動(dòng)哪個(gè)工作步，應(yīng)在該工作步執(zhí)行條件上并聯(lián)一個(gè)得電條件。,2停止有效工作步,1、要停止正在運(yùn)行的工作步，需要在工作步的執(zhí)行條件上串聯(lián)停止條件。 因?yàn)椴恢喇?dāng)時(shí)程序執(zhí)行到哪一步，所以需要在每個(gè)工作步的執(zhí)行條件上都串聯(lián)一個(gè)失電條件。若是確切知道在哪一個(gè)工作步停止程序運(yùn)行，可以在該工作步的執(zhí)行條件上串聯(lián)失電條件，以使該步在滿足失電條件的情況下停止執(zhí)行。 2、若需要在程序運(yùn)行當(dāng)中重新啟動(dòng)程序，也需要

12、先停止所有工作步的執(zhí)行，再啟動(dòng)程序。 3、一般情況下，停止工作步后的有效工作步應(yīng)是第0步。,3最后一個(gè)工作步,執(zhí)行完最后一個(gè)工作步，一般需要轉(zhuǎn)移到第一個(gè)工作步循環(huán)執(zhí)行程序，這就需要最后一個(gè)轉(zhuǎn)移條件啟動(dòng)第一工作步。 若是程序的循環(huán)是有條件的，一般情況是程序執(zhí)行完最后一步后需要循環(huán)，就在最后一個(gè)轉(zhuǎn)移條件啟動(dòng)第1工作步或除0步以外的工作步，若執(zhí)行完最后一個(gè)工作步后，不需要循環(huán)，就在最后一個(gè)轉(zhuǎn)移條件啟動(dòng)第0工作步。 4工作步的轉(zhuǎn)移條件 可以是來自PLC外部的按鈕、行程開關(guān)、傳感器的輸出等，也可以是來自PLC內(nèi)部的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和功能模塊的輸出等。,5工作步得電和失電,得電條件是：該步的上一個(gè)工作步是有

13、效工作步，而該步的下一步?jīng)]有工作，此時(shí)如果出現(xiàn)轉(zhuǎn)移條件，則該工作步就會(huì)得電變成有效工作步。 失電條件是：該步的下一個(gè)工作步得電就是該工作步的失電條件。,6選擇性分支,是在工作步的得電條件中增加一個(gè)選擇條件，若滿足選擇條件，則工作步得電，否則不得電。 1、若在工作步轉(zhuǎn)移時(shí)出現(xiàn)選擇性分支，則工作步的得電條件應(yīng)為轉(zhuǎn)移條件“與”選擇條件。 2、若在啟動(dòng)程序時(shí)出現(xiàn)選擇分支，則工作步的得電條件應(yīng)為啟動(dòng)條件“與”選擇條件。,7并發(fā)分支,是在一個(gè)得電條件下，幾個(gè)并發(fā)分支都得電，所以幾個(gè)并發(fā)分支的得電條件是一樣的。 若要工作步轉(zhuǎn)移，則需要所有并發(fā)分支的轉(zhuǎn)移條件相“與”。因?yàn)橹挥性诓l(fā)工作步都結(jié)束后才能進(jìn)行工作步

14、的轉(zhuǎn)移。,8第0工作步,是PLC上電后的狀態(tài)，當(dāng)除第0工作步以外的工作步都無效時(shí)，第0工作步有效，故其得電條件是除第0工作步以外的工作步都無效。 停止條件出現(xiàn)后，程序應(yīng)該回到第0工作步。 例：下圖是一個(gè)有并發(fā)分支的SFC圖,9動(dòng)作輸出,a：對(duì)于工作步就是動(dòng)作輸出的系統(tǒng)中，工作步的繼電器就是PLC的輸出繼電器。 b：有些系統(tǒng)中，動(dòng)作輸出是工作步的邏輯組合。 注意：動(dòng)作開始時(shí)刻就是工作步得電時(shí)刻，動(dòng)作結(jié)束時(shí)刻就是工作步失電時(shí)刻。若動(dòng)作時(shí)間是一個(gè)工作步，則工作步就是輸出；若是該動(dòng)作還需要在下一個(gè)工作步繼續(xù)動(dòng)作，則這時(shí)該動(dòng)作就是這兩個(gè)工作步的“或”。,圖為送料小車運(yùn)行示意圖，小車可以在A、B之間運(yùn)動(dòng)，在A、B點(diǎn)各有一個(gè)行程開關(guān)。小車從A點(diǎn)向B點(diǎn)前進(jìn)，停車10s后，從B點(diǎn)后退到A點(diǎn)，在A點(diǎn)停車20s后再向B點(diǎn)前進(jìn)，如此往復(fù)不止。要求可以人為控制小車的前進(jìn)啟動(dòng)和后退啟動(dòng)，且任何時(shí)候都可以停止小車運(yùn)行。,例題1,信號(hào)接線圖如下：,PLC,例1的SFC圖,例1的地址表,例題2,假設(shè)有一輛小車周期地運(yùn)