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毕业设计-基于plc的模拟交通灯控制系统设计
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艺过程和欲完成的控制内容，；3●了解运动部件的驱动方式，是液压、气动还是电动；●了解系统是否有周期运行、单周期运行、手动调整等控制要求等；●了解哪些量需要监控、报警、显示，是否需要故障诊断，需要哪些保护措施等；●了解是否有通信连网要求等。42. 确定系统总体设计方案在深入了解控制要求的基础上，确定电气控制总 体方案。3. 确定系统的硬件构成● 确定主回路所需的各电器，确定输入、输出元 件的种类和数量；● 确定保护、报警、显示元件的种类和数量； ● 计算所需PLC的输入/输出点数，并参照其他要 求选择合适的PLC机型。54．确定PLC的输入/输出点分配确定各输入/输出元件并作出PLC的I/O分配表。5．设计应用程序● 根据控制要求，拟订几个设计方案，经比较后 选择出最佳编程方案。 ●当控制系统较复杂时，可分成多个相对独立的 子任务，分别对各子任务进行编程，最后将各子 任务的程序合理地连接起来。66．应用程序的调试编写的程序必须先进行模拟调试。经过反复调试和修 改，使程序满足控制要求。7．制做电气控制柜和控制盘●在开始制作控制柜及控制盘之前，要画出电气控制 主回路电路图。 ●要全面地考虑各种保护、连锁措施等问题。 ●在控制柜布置和敷线时，要采取有效的措施抑制各 种干扰信号。 ●要注意解决防尘、防静电、防雷电等问题。78．连机调试程序●调试前要制定周密的调试计划，以免由于工作的盲 目性而隐藏了故障隐患。●程序调试完毕，必须运行实际一段时间，以确认程 序是否真正达到控制要求。9．编写技术文件整理程序清单并保存程序，编写元件明细表，整理电 气原理图及主回路电路图，整理相关的技术参数，编 写控制系统说明书等。8二、PLC的应用程序1．应用程序的内容应能最大限度地满足控制要求。应用程序还应包括以下内容： （1）初始化程序。 初始化程序可以为系统启动作好必要的准备，如： 将某些数据区清零；使某些数据区恢复所需数据； 对某些输出位置位/复位；显示某些初始状态等。9（2）检测、故障诊断、显示程序。这些内容可以在程序设计基本完成时再进行添加。 有时，它们也是相对独立的程序段。 （3）保护、连锁程序。其作用为：杜绝由于非法操作等引起的逻辑混乱，保证系统安 全、可靠地运行。 通常在PLC外部也要设置连锁和保护措施。102．应用程序的质量（1）程序的正确性。正确的程序必须能经得起系统运行实践的考验。（2）程序的可靠性。●能保证系统在正常和非正常（短时掉电、某些被 控量超标、某个环节有故障等）情况下都能安全可 靠地运行。 ●能保证在出现非法操作（如按动或误触动了不该 动作的按钮等）情况下不至于出现系统失控。11（3）参数的易调整性好。经常修改的参数，在程序设计时必须考虑怎样编写 才能易于修改。 （4）程序结构简练。 简练的程序，可以减少程序扫描时间、提高 PLC对 输入信号的响应速度。 （5）程序的可读性好。12逻 辑 设 计 法逻辑设计法的基本步骤① 根据控制功能，将输入与输出信号之间建立起 逻辑函数关系（可先列出逻辑状态表）； ② 对上述所得的逻辑函数进行化简或变换； ③ 对化简后的函数，利用PLC的逻辑指令实现其 函数关系（作出I/O分配，画出PLC梯形图）； ④ 添加特殊要求的程序。 ⑤ 上机调试程序，进行修改和完善。13逻 辑 设 计 法 举 例 之一某系统中有3台通风机，欲用一台指示灯显示通风机 的各种运行状态。 要求：2台及2台以上风机开机时，指示灯常亮；若 只有一个台开机时，指示灯以0.5Hz的频率闪烁；全 部停机时，指示灯以2Hz的频率闪烁。用一个开关控 制系统的工作。 分析控制要求可知： 反映台风机运行状态的信号是PLC的输入信号； 要用PLC的输出信号来控制指示灯的亮、灭。14对逻辑关系简单的控制，可以直接进行I/O分配。I/O分配为如下：输 风机1 风机2 风机3
00002 入 控制开关 00003 输 出指示灯 0100015用辅助继电器表示指示灯的几种状态。 设开机为‘1’、停为‘0’ ；指示灯亮和闪为‘1’，灭为‘0’。风机1 风机2 风机3 常亮 0.5 Hz闪 输 2 Hz闪 出输 入
00002 200020 0 0 00 0 1 1 0 0 1 10 1 0 1 0 1 0 10 0 0 1 0 1 1 10 1 1 0 1 0 0 01 0 0 0 0 0 0 0由表可看出：? 200021 1 1 12 ? 00001 ? 00002 + 00000 ? 00001 ?
? 00001 ? 00002 + 00000 ? 00001 ? = 00000 ? 00001 ? 0000216将的逻辑表达式化简：2 ? 00001 ? 00002 + 00000 ? 00001 ?
? 00001 ? 00002 + 00000 ? 00001 ? 00002化简得： ? 0 ? 00002 + 0
? 00001 ? 00002 ? 2000217设计梯形图程序 0000220000 = 00000 ? 00001 + 00000 ? 00002 控制开关 + 00001 ? =0? 00002
TIM000 20002 TIM002 20000 TIM001 TIM000 a200002000220001? 200020.5 Hz闪 2 Hz闪 a TIM003 TIM002 常亮 TIM002 #0002 TIM003 #000301000TIM000 #0010 TIM001 #001018逻 辑 设 计 法 举 例 之二某系统中有4台通风机，欲用两台指示灯显示通 风机的各种运行状态。 要求：3台及3台以上风机开机时，绿灯常亮；两台 开机时，绿灯以5Hz的频率闪烁；一台开机时，红灯 以5Hz的频率闪烁；全部停机时，红灯常亮。 分析控制要求得知： 反映各台风机运行状态的信号是PLC的输入信号； 要用PLC的输出信号来控制各指示灯的亮、灭。 上述几种运行情况可分开考虑，以简化程序设计。19本例，用A、B、C、D表示4台通风机，红灯为F1， 绿灯为 F2；设灯亮为“1”、灯灭为“0”； 风机开为 “1”、停为“0” 。1.红灯（F1）常亮的程序设计A B 0 0 C 0 D F1 0 1当4台风机都不开机时，红灯常亮，其 逻辑关系可列表为： 由表可得函数： F1 = A B C D （1）由式（1）可画出梯形图如下： A B C DF1202. 绿灯（F2）常亮的程序设计能引起绿灯常亮的情况有5种，列逻辑状态表如下： 由此得逻辑函数为： F2 = ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD 将式（2）化简为： F2 = AB（D+C）+CD（A+B） （3） 根据式（3）画梯形图：C（2）A B 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1AC 1 1 0 1 1BD F2 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1F2DA B C D213. 红灯（F1）闪烁的程序设计根据红灯闪烁的情况列表如下（设闪烁为“1” ）： 由表得逻辑函数为： A 0 0 0 1C C A D D B C D AF1 = ABCD + ABCD+ ABCD + ABCD （4） 将式（4）化简为： F1 = AB（CD + CD） + CD（AB + AB）（5）B 0 0 1 0BC 0 1 0 0D 1 0 0 025501F1 1 1 1 1F1根据式（5）画梯形图：25501产生5Hz的脉冲AB224. 绿灯（F2）闪烁的程序设计根据绿灯闪烁的情况列表如下（设闪烁为“1” ）：A B 0 0 0 1 F2 = ABCD + ABCD + ABCD 0 1 + ABCD + ABCD + ABCD （6） 1 0 1 0 将式（6）化简为： 1 1由此得逻辑函数为：C 1 0 1 0 1 0D 1 1 0 1 0 0F2 1 1 1 1 1 1F2 = （AB + AB)(CD + CD）+ AB CD + AB CD （7）23F2 = （AB + AB)(CD + CD）+ AB CD + AB CD （7）根据式（7）画梯形图如下：A B C D 25501 F2AA ABB BCC CDD D245. 根据所选用的PLC机型，作出I/O分配表。用 PLC的I/O点编号替换梯形图中的变量。（1）作I/O分配表（本例使用的PLC是CPM1A）：输 A00101入 C00103输 D00104出 F201102B00102F101101（2）将上面各梯形图中的A、D、C、D、F1、F2用 表中的PLC输入/输出点编号替换。 F1 = A B C D A B C 作其梯形图如下： D F1
01101256. 综合几个梯形图，得出最后的程序。 下面以红灯的程序为例说明合并的方法。 两张图的合并应作如图处理。红灯的程序
25501F1F1照此处理绿灯及整个 程序。7. 上机调试程序，进 一步修改、完善。
26时 序 图 设 计 法若 PLC 各输出信号的状态变化有一定的时间 顺序，可由时序图入手进行程序设计。 一般方法为：(1) 根据各输入、输出信号之间的时序关系，画出输 入和输出信号的工作时序图。 (2) 把时序图划分成若干个区段，确定各区段的时间 长短。找出区段间的分界点，弄清分界点处各输出 信号状态的转换关系和转换条件。27(3) 确定所需的定时器个数，分配定时器号，确定 各定时器的设定值。 (4) 明确各定时器开始定时和定时到两个时刻各输 出信号的状态。最好作一个状态转换明细表 。 (5) 作PLC的I/O分配表。 (6) 根据时序图、状态转换明细表和I/O分配表，画 出PLC梯形图。(7) 作模拟实验，进一步修改、完善程序。28时序图设计法举例图为十字路口上的红、黄、绿 交通信号灯。绿灯亮放行、红 灯亮禁行。北 西 东控制要求：南① 放行时间：南北方向为30秒，东西方向为20秒。 ②禁行预告：欲禁行方向的黄灯和欲放行方向的红灯 以5Hz的频率闪烁5秒， 5秒后另一个方向放行。 ③ 只用一个控制开关对系统进行运行控制。29（1）分析控制要求，确定输入和输出信号。北原则：在满足控制要求的 前提下，应尽量少占用 PLC的I/O点数。西东南对本例，由控制开关输入的信号是输入信号；指示灯 的亮、灭由PLC的输出信号控制。 由于同方向的同色灯在同一时间亮、灭，可将同色灯 并联，用一个输出信号控制。这样只占6个输出点。30（2）画出各方向三色灯的工作时序图。启 动 南北绿灯 南北黄灯 东西红灯 东西绿灯 东西黄灯 南北红灯 t0 t1 t2 20 s30 s 5s 5s20s30 s 5s 5s20 s5s5s t3 t4 20 s5s5s一个循环一个循环（3）由时序图分析各输出信号之间的时间关系。 红灯和绿灯常亮的时间相同（30s/ 20s） ；黄灯和红灯闪烁的 时间相同（5s） 。31（4）确定信号灯的状态转换点。启 动 南北绿灯 南北黄灯 东西红灯 东西绿灯 东西黄灯 南北红灯 t0 t1 t2 20 s 30 s 5s 5s 20s 5s 5s t3 t4 30 s 5s 5s 20 s 5s20 s5s一个循环有4个时间分界点：t1 、 t2 、 t3 、 t4 。 在这4个分界点处信号灯的状态将发生变化。32（5）确定定时器的个数及编号。启 动 南北绿灯 南北黄灯 东西红灯 东西绿灯 东西黄灯 南北红灯 30 s 5s 5s 20s 5s 20 s 5s t3 t4 30 s 5s 5s 20 s 5s20 s5st0t1 t2TIM000TIM001TIM002TIM003用TIM000~TIM003 4个定时器控制信号灯的状态转换。33（6）列出定时器的功能明细表。启 动 南北绿灯 南北黄灯 东西红灯 东西绿灯 东西黄灯 南北红灯 TIM000 定时器 30 s 5s 5s 20s 5s 20 s 5s t3 t4 TIM003 t2 t3 t4 30 s 5s 5s 20 s 5s 5st0TIM001 t0t1 t220 sTIM002 t1TIM000 开始定时。 TIM000ON。 (通电延时 (为南/北绿 南/北绿灯 灭，南/北 OFF控制 ) 灯、东/西 红灯亮定时）黄、东西红 灯开始闪。开始下一个 循环的定时。ON ON34启 动 南北绿灯 南北黄灯 东西红灯 东西绿灯 东西黄灯 南北红灯 定时器30 sTIM000 5s 5sTIM00130 sTIM002 5s 5s 20 s 20 s t4 开始下一个 循环的定时。 ON20s5st0 t0 t1 t2 t1 20 s 5s t3 t4 t2TIM0035s 5st3TIM000ON。 南/北绿灯 ON 灭，南/北 黄、东西红 灯开始闪。 TIM001 开始定时。 继续定时。 TIM001ON。 闪烁的灯灭， (定时35 s ) 东西绿、南 北红灯亮。 开始定时。 (为南/北绿 TIM000 灯、东西红 (定时30 s ) 灯亮定时）ON开始下一个 循环的定时。35定时器 TIM000 定时30秒TIM001 定时35秒t0t1t2t3t4 开始下一个 循环的定时开始定时。 ON且保持。 南 北 绿 、 南北绿灯灭； 东 西 红 灯 南北黄、东西 开始亮 红灯开始闪开始定时 继续定时ONON且保持。 南北黄、东 西红灯灭； 东西绿、南 北红灯亮 继续定时ONON开始下一个 循环的定时TIM002 定时55秒开始定时继续定时TIM003 定时60秒开始定时继续定时继续定时ON且保持。 开始下一个 东西绿灯灭； 循环的定时 东西黄、南北 红灯开始闪 ON ，随即复 位且开始下 继续定时 一个循环的 定时。36（7）作PLC的I/O分配表。输 入输
01002出东西黄灯 东西红灯控制开关 南北绿灯 南北黄灯 南北红灯 东西绿灯00000010030100401005（6）根据定时器功能明细表和I/O分配，画出PLC的 梯形图。 本例要求用一个控制开关进行控制。这里将全部程序 放在指令IL/ILC 之间，用00000作为指令IL的执行条 件，即可实现控制要求。37系统启动 00000IL( 02 )东西红闪5秒01005 东西红亮30秒TIM003南北绿/东西 红亮30秒定时 南北黄/东西 红闪5秒定时 东西绿/南北 红亮20秒定时 东西黄、南北 红闪5秒定时 TIM000TIM000 # 0300TIM001 # 0350 TIM002 # 0550 TIM003 # TIM000 25501 TIM00101001 南北黄闪5秒TIM001 TIM002 01003 东西绿亮20秒
01002 南北红亮20秒 南北红闪5秒TIM002 25501 TIM003ILC( 03 )01004 东西黄闪5秒南北绿亮30秒END(01)38经 验 设 计 法经验设计法的基础是：具有继电器控制的设计 经验，熟练掌握PLC指令的功能。所谓设计经验，是指能熟练掌握典型继电器控 制电路的设计思路，并能将这种设计思路移植 到PLC程序设计中。一、典型控制电路的PLC程序设计典型控制电路包括：电动机的启保停控制、正 / 反转 控制、点动控制、 Y-△ 启动控制、几台电动机的连 锁控制、异地控制、掉电保持等等。391. 启保停控制程序下图是常用的启保停PLC控制程序。 （a） KEEP
0000301000SET 0100001000（b）RESET 01000（ c）要区别不同场合，采用不同的启保停控制程序。402. 电动机正反转控制程序下面是正反转控制的程序设计(尚有其他方案)。00000
01001 触点互锁 01002正转启动反转启动01002正转接触器
KM1 KM2 KM2 KM1 反转接触器 ~ 220V KHSB1SB2停车按钮SB3DC24V00002 PLCCOM COM为确保运行可靠,要采取软、硬件两种互锁措施。413. 电动机Y- △启动控制程序下面是电动机Y- △启动控制的程序设计(尚有其他方案). 00001 IL(02) TIM001 SV1 20000注意20000 的作用！TIM001 01002TIM001 0100101001Y01002 △ ILC（03） 启动按钮 停车按钮SB1SB20000001001KM1KM2KM1KH必须有硬 件互锁!0000101002KM2~ 220VDC24VPLCCOM COM424. 电动机顺序启/停控制程序下面是两台电动机顺序启/停控制的程序设计(尚有其他方案)。输 入 输 出000010100100000
M1启动 00000M1停车 00001 M2启动 00002KM1 01000KM2 01001M2停车 00003启动时，只有电动机M1启动(01000 ON)、电动机M2 才可能启动(01001 ON)；停止时，只有M1先停、 M2 才可能停。435. 电动机既可长动、又可点动的控制程序下面是电动机长/点动控制的程序(尚有其他方案)。
2000001000输 入 输 出 点动按钮SB1 00000 KM 01000长动按钮SB2 00001 停车按钮SB3 0000220000长动: 按一下SB2。停车: 按一下SB3。点动: 按住SB1不放,电动机转动,释放SB1电动机停转。446. 电动机异地控制程序 下面是电动机在三地启 /停控制的程序 (尚有其他方案 )。DIFD(14) 20000输 出 甲地启/停SB1 00000 KM 01000 乙地启/停SB2 00001 丙地启/停SB2 00002输入KEEP 010000100020000本例，各地电动机的启动和停车都共用一个按钮。无论在何地，第一次按动按钮是启动电动机，第二次 按动按钮就是停车。457. 掉电保持程序常用方法： ●使用 KEEP 指令以及 SET 、 RESET 等指令编写程序， 并用保持继电器HR的某一位作输出； ●将系统的运行状态或参数存放在具有掉电保持功能 的DM区等。 除了上述各种典型程序外，脉冲发生器程序、分频器 程序、优先权程序等，最好能熟练掌握。46二、经验法编程举例在两处往返装料/卸料的小车，工作过程如图。 要求：小车单数次运行 时，在 ST3 卸料。偶数 次运行时， ST3 处不卸， 而在ST2处卸料。输 入 输 出 右行启动SB1 00000 左行启动SB2 00001 停车按钮SB3 00002 行程开关ST1 00004 行程开关ST2 00003 右行KM 01000 左行KM 01001 装料KM 01002 卸料KM 01003左 ST1 装料处 ST3 卸料处右 ST2 卸料处装料15s 、卸料10s。 I/O分配表47行程开关ST3 00005右行启动 TIM001 01000 右行系统程序 单数次运行左行启动退ST1 ST3ST3ST2 TIM000进 0000301001 左行ST1卸料01003TIM000ST200005装料卸料卸料 0000300004 装料01002#0100 TIM001000040000520000#015048右行启 TIM001 01000 右行偶数次运行左行启退 ST1 装料 ST3 卸料ST3ST2进 TIM00001001 左行ST2 卸料ST1 卸料01003TIM00000004000030000500004 装料01002#0100 TIM00120000#015049顺 序 控 制 设 计 法功能表图是顺序控制设计法的重要的工具。一、功能表图1. 功能表图的组成 下面以某动力头的控制为例来说明功能表图的组成。 动力头的运动有三种状态：快进→工进→快退。 各状态的转换条件为： 快进结束压限位开关ST1则转为工进； 工进结束压限位开关ST2则转为快退； 退回原位压ST3自动停止。50控制动力头的功能表图如图所示。 ●功能表图的组成： 步、有向连线、转换条 件、动作说明。启动1 快进●矩形框表示各步，框内 数字是步的号。初始步用 双线框。●正在执行的步叫活动步， 当前一步为活动步且转换 条件满足时，启动下一步 并终止前一步。压ST12 压ST2 3 压ST3 4 车停原位 工进快退512. 功能表图的类型单序列 选择序列 并行序列启动 1 快进(1) 单序列结构单序列――没有分支压ST12 压ST2 3 压ST3 4 车停原位 工进每个步后只有一个步各步间需要转换条件 后一步成为活动步时， 前一步变为不活动步。快退52(2) 选择序列结构● 序列的开始称为分支，各分支不能同时执行。 ●若选择转向某个分支，其他 分支的首步不能成为活动步。 ●当前一步为活动步、且 转换条件满足时，才能转 向下一步。 ●后一步成为活动步时， 前一步变为不活动步。分支1 分支214 5 b e分支32 3a d g6 7c f ih8 j53● 选择序列的结束称为合并。当某个分支的最后一步成为活动步、且转换条 件满足，时都要转向合并步。123a d45be67cf ig 8h j54(3) 并行序列结构●并行序列的开始用双线表示， 转换条件放在双线之上。分支2 分支1 2 b 3 1 a 分支3●当并行序列首步为活动步且 条件满足时，各分支首步同时 变为活动步。●并行序列的结束称为合并， 用双线表示并行序列的合并， 转换条件放在双线之下。c4d56 e87●当各分支的末步都为活动步、且条件满足时，将同时 转换到合并步，且各末步都变为不活动步。553. 功能表图与梯形图的对应关系步程序的梯形图结构如图。 ●每个步有一个控制位，当某 步的控制位为 ON 时，该步成 为活动步(激活下一步的条件之 一)，同时与该步对应的程序开 始执行； ●当转换条件满足时(激活下一 步的条件之二)，则下一步的控 制位为 ON ，而上一步的控制 位变为 OFF ，上一步对应的程 序停止执行。Si-1 Si Si Si+1 Ci+1 Si+2 Si+1 Ci Si+1 Si…SiSi+1B1 B2 …56Si-1CiSi+1 Si●由于转换条件常是短信号， 因此每步要加自锁。Si Si Si+1 … Ci+1 Si+2 Si+1●当后续步成为活动步时，前 一步要变为不活动步。 必须将常闭触点 Si+1 和 Si+2 与 前一步的控制位线圈串联。●当某一步成为活动步时，其 控制位为ON，可以利用这个 ON信号实现相应的控制。SiSi+1B1 B2 …574. 根据功能表图画PLC梯形图由功能表图画梯形图： (1) 初始步20000的梯形图● 步20000是两个分支的合并步 20000成为活动步的条件是：
20004或 00000 为 ON ，或步 20008 为活动 步且HR0001为ON；20000成为不活动步的条件是： 2成为活动步。 根据上述分析，画出梯形图如下TIM000 TIM001 CNT003
HR0000 CNT002
TIM004 20008 HR000158步20000的梯形图20008 HR 200000000020000 200040000020000(2) 步20001的梯形图● 它是单序列的首步 20001成为活动步的条件是： 步20000活动且条件00001为ON 20001成为不活动步的条件是： 步20002成为活动步。TIM000 TIM001 CNT003
HR0000 CNT002 TIM004 20008 HR000159步20001的梯形图
200010000020000 20004步2与20001相似。(3) 步20004的梯形图● 它是选择序列的开始步 20004成为活动步的条件是：TIM000 TIM001 CNT003
HR0000 CNT002 步20000活动、且00001为ON。20004成为不活动步的条件是： 步20005或步20007成为活动步 。TIM004 20008 HR000160步20004的梯形图
00001(4) 步20005的梯形图20005成为活动步的条件是： 步20004活动、且TIM001 ON。 20005成为不活动步的条件是： 步20006或步20007成为活动步 。TIM000 TIM001 CNT003
HR0000 CNT002 TIM004 20008 HR000161步20005的梯形图20004 TIM001
200010000020000(5) 步20006的梯形图步20006是选择分支的合并。 20006成为活动步的条件是： 或步 20005 活动且条件 00002 为 ON ， 或 20007 活 动 且 条 件 HR0000为ON。 20006成为不活动步的条件： 20008成为活动步。TIM000 TIM001 CNT003
HR0000 CNT002 TIM004 20008 HR000162步20006的梯形图20007 HR 200012000820000(6) 步20008的梯形图步20008是并行序列的合并。 20008成为活动步的条件是： 步 20003 和 20006 均 为 活 动步 、 且转换条件TIM004为ON。 20008成为不活动步的条件： 20000成为活动步。TIM000 TIM001 CNT003
HR0000 CNT002 TIM004 20008 HR000163步20008的梯形图 TIM004
0000020000掌握了由功能表图画梯形图 的方法，就可以使用顺序控 制设计法编写应用程序。TIM000 TIM001 CNT003
HR0000 CNT002 TIM004 20008 HR000164二、用顺序控制设计法编写用户程序用顺序控制设计法编程的基本步骤：（1）根据控制要求将控制过程分成若干个工作步。① 明确每个工作步的功能，弄清步的转换是单向进行 （单序列）还是多向进行（选择或并行序列）； ② 确定各步的转换条件（可能是多个信号的“与”、 “或”等逻辑组合）。 ③ 必要时可画一个工作流程图，它有助于理顺整个控 制过程的进程。65（2）为每个步设置控制位，确定转换条件。 控制位最好使用同一个通道的若干连续位。 （ 3 ）确定所需输入和输出点，选择 PLC 机型，作出 I/O分配。 （4）在前两步的基础上，画出功能表图。（5）根据功能表图画梯形图。（6）添加某些特殊要求的程序。66顺序控制设计举例之一某动力头工作流程如图。 动力头停在原位(ST3)。 按一下按钮动力头启动。快退快进ST3 ST1工进ST2动力头退回原位后重复上 述动作。(1) 作出 I/O分配:输启动 按钮 ST1入ST2 ST3输正转 电磁阀1出正转 反转 电磁阀2 电磁阀0000000001000020000301000010010100267(2) 画出动力头的功能表图。启动 启动 正转 电磁阀11等待压ST3? 按启动按钮2000000003 ? 00000正转 电磁阀22快进压ST13 压ST2 工进4压ST3快退ON ? 01001ON 00001 正转
电磁阀2 00002 反转
电磁阀 0000368(3) 根据功能表图设计出梯形图。快退 快进 工进ST3 ST1 启动 20000 ST22000120000
01000 20003 00003 ? 00000ON ? 01001ON 00001(ST1) 2000220002快进(ST2)2000320003快退 工进 00003(ST3)69顺序控制设计举例之二用传送带传送长物体的系统结构如图示。 为减少皮带机运 行时间 , 两个皮带 机分段工作。GK1 光 电 开 GK2 关工作过程:皮带A皮带B按一下启动按钮，皮带机A运行，B停；当物体前端接近GK1时，A与B都运行； 当物体后端离开GK1时， B 运行，A停； 当物体后端离开GK2时， A与B都不运行。70(1) 作出 I/O分配:输启动按钮 GK1入GK2输出皮带机A接触器 皮带机B接触器000020000000001
01000GK101001GK2(2) 功能表图01000A运行01000ON ? 01001ONA、B 运 行00000 00001B 运行71(3) 设计梯形图程序。25315 20001 20000 A运行 GK1启动按钮A、B 运 行2000101000ON ? 01001ON
2000000000
20002B 运行GK201001200032000372DIFD(14) 20100顺序控制举例之三某控制系统中有两个动力 头，工作流程图如图。PLC上电 系统启动1. 控制要求：（ 1 ）系统启动后，两个 动力头同时开始按图中的 工步顺序运行。 它们都退回原位后，延时 10秒，再同时进入下一个 循环的运行。2号快进 1号快进 快进到位 快进到位 压ST1 压ST5 1号工进I 2号工进 工进到位 工进到位 压ST6 压ST2 2号快退 1号工进II 工进到位 退到原位 压ST4 压ST3 1号快退 退到原位 压ST0原位等待73PLC上电（ 2 ）若断开控制开关， 各动力头必须将当前的运 行过程结束（完成所有工 作步）退回原位后，才能 自动停止运行。系统启动以确保每个循环开始时， 动力头都停在原位。2号快进 1号快进 快进到位 快进到位 压ST1 压ST5 1号工进I 2号工进 工进到位 工进到位 压ST6 压ST2 2号快退 1号工进II 工进到位 退到原位 压ST4 压ST3 1号快退 退到原位 压ST0原位等待74（3）各动力头的运行取决于电磁阀线圈的通、断电。 表中 ‘+’表示线圈通电，‘-’表示不通电。1号动力头动作 YV1+ +YV2+ + + -YV3+ + +YV4+ -四 个 工 步快进 工进1 工进2 快退2号动力头动作 YV5+ + -YV6+ +YV7+ +75三 个 工 步快进 工进 快退2. 分析流程图① 注意流程图中各动力头的 工作步数和转换条件。 ②由于两个动力头退回原位 的时间不同，先退回原位后 的要进入等待状态。 只有当两个动力头都退回原 位时，定时器才开始计时， 定时到，两个动力头同时进 入下一个循环。PLC上电 系统启动2号快进 1号快进 快进到位 快进到位 压ST1 压ST5 1号工进I 2号工进 工进到位 工进到位 压ST6 压ST2 2号快退 1号工进II 工进到位 退到原位 压ST4 压ST3 1号快退 退到原位 压ST0原位等待763. 作PLC的I/O分配表用CPM1A时的I/O分配：输 入
输 出系统启动控制开关 1号动力头原位限位ST0 1号动力头快进限位ST1 1号动力头工进I限位ST2 1号动力头工进II限位ST3 2号动力头原位限位ST4 2号动力头快进限位ST5 2号动力头工进限位ST6YV1线圈 YV2线圈 YV3线圈 YV4线圈 YV5线圈 YV6线圈 YV7线圈
01007774. 画出功能表图1号动力头快进 工进I 工进II200通道中的位作控制位 000002号动力头快退原位 等待0 ON
0和01004 ON
0 ON 20001快进 和01006 ON 00105 工进 和01007 ON 00106 快退 和01007 ON 00104 原 位 20009 等待TIM00078
00000 快进 工进I 0 ON
0和01004 ON
TIM000 20001工进II快退 原位 等待快进 和01006 ON 00105 工进 和01007 ON 00106 快退 和01007 ON 00104 原 位 20009 等待PLC上电后，20000即 ON。当00000ON时系统启动。7925315执行各步时的输出状态快进 工进I 0 ON
0和01004 ON
20001工进II快退 原位 等待快进 和01006 ON 00105 工进 和01007 ON 00106 快退 和01007 ON 00104 原 位 20009 等待等待步TIM000只有2都 ON时，TIM000才开始计时。80
00000 快进 工进I 0 ON
0和01004 ON
20001工进II快退 原位 等待快进 和01006 ON 00105 工进 和01007 ON 00106 快退 和01007 ON 00104 原 位 20009 等待等待步TIM000TIM000 ON，为进入下一个循环的运行作好准备。81
00000 快进 工进I 0 ON
0和01004 ON
20001工进II快退 原位 等待快进 和01006 ON 00105 工进 和01007 ON 00106 快退 和01007 ON 00104 原 位 20009 等待等待步TIM000TIM000 ON、且00000ON，进入下一个循环的运行。825. 根据功能表图作出梯形图程序阅读书中程序，考虑以下几个问题：① 初始步20000如何启动，何时变成不活动步，运行过程中怎样使步20000自动成为活动步；② 一个循环结束时，怎样保证两个动力头一起在原位停留10秒后再进入下一个循环的运行；③步 20001 和步 20006 的启动条件都是触点 20000 和00000 的“与”，其作用是什么；④检查 SET 、 RESET 语句的操作数是否正确，其依据 是什么。83归纳顺序控制设计法：① 理顺动作顺序、明确各步的转换条件，作流程图； ② 准确地画出功能表图； ③ 根据功能表图正确地画出相应的梯形图； ④ 根据某些特殊功能要求，添加部分特殊要求程序。84继电器控制电路转换设计法在继电器控制电路的基础上，经过转换，将继电 器控制设计出PLC控制。 关于转换的几个问题1．各种继电器、接触器、电磁阀、电磁铁等的转换这些电器的线圈是PLC的执行元件，要为它们分配相应 的PLC输出继电器号。中间继电器可以用PLC的内部辅助继电器来代替。852．常开、常闭按钮的转换 用PLC控制时，启动和停车一般都用常开按钮。 使用常开和长闭按钮时，PLC的梯形图画法不同。启动 SB1 SB2 启动000000000101000KMSB1000000000101000KMPLCCOM COM 停车
01000SB2PLCCOM COM~停车~000010100001000863．热继电器的处理一般热继电器触点不接入PLC中，而接在PLC外部的启 动控制电路中。4. 时间继电器的处理●时间继电器可用PLC的定时器代替。 ● PLC 定时器的触点只有接通延时闭合和接通延时断 开两种。可以通过编程设计出所需的时间控制。87用PLC的定时器实现延时接通的控制举例 触点KA闭合后延时接通KM的控制。KAKT 00000 KT TIM000 SV TIM000KM01000通电延 时型88用PLC的定时器实现延时断开的控制举例 触点KA闭合后延时断开KM的控制。00000 KT KT KMKATIM000 SV TIM00001000895．对继电器控制电路连接顺序的处理调整部分电路的连接，以方便转换成PLC梯形图。继电器控制电路连接顺序调整的举例SB2 SB1 KM1 KM1 KTKM1KTSTKM2KM2 K线圈KM2和K之 间连接着常开触 点KM2 。 PLC的梯形图不 允许有这种结构。90调整电路连接的方法线圈 K 接通的条件为：或常开触点 KM2 闭合、 或常开触点KT闭合。可将常开触点KM2与常开触点KT并联，作为线 圈K的接通条件。SB2 SB1KM1 KM1 KT ST KM2 K KM1 KT KM2 SB1 KM1 KTSB2KM1KM1 KM2 KTSTKM2 K91将继电器控制电路转换成PLC梯形图SB1 KM1 KM1 KM2 KT ST KM1 KT KM2 K SB200000 010010000101000 TIM 000 SV0000201001TIM000输 SB1 SB2 ST 入
00002 输 KM1 KM220000先对图中的电器 进行I/O分配。出 92具有多种工作方式系统的程序设计控制设备的工作方式可分为： 手动、单步、单周期、连续（自动） 。手动：与点动相似,按下按钮运行、释放按钮停止； 单步：启动一次只能运行一个工作步； 单周期：启动一次只运行一个工作周期； 连续：启动后连续地、周期性地运行一个过程。 可分别设计各种工作方式的程序，最后综合起来。93多种工作方式系统的程序设计举例。 运料小车 控 制(01001)左 右(01000) ST2 00003 卸料10s (01003)单步 00101 手动
右行 00105 左行 00106 装料 00107 卸料 单周期00004 ST1(01002)装料15s小车工作方式：手动 、 单步、单周期、自动。 操作盘00102连续 00103方式选 择开关执行自动方式之前 , 要用 手动方式将小车调回装 料（ST1）处。00000 启动 00001 停止94单周期工作方式：方式开关拨在单周期档。 单周期方式的功能表图0000420000 控制位
01002ON装料 TIM000
01003ON卸料 TIM001 ON左行 00004启动按钮单步单周期00101手动
装料 0010700102连续
启动 00001左行卸料停止小车完成一次循环回到00004即停，再启动需按00000。95连续工作方式：方式开关拨在连续档。 连续方式的功能表图00004 控制位 20000 连续状态控制
01002ON装料 TIM000
01003ON卸料 TIM001 ON左行 00004 单步 单周期00101 手动 0010000104 右行
装料 0010700102 连续 0010300000 启动 00001左行卸料停止完成一次循环回到00004，自动进入下个循环的运行。96单步工作方式：方式开关拨在单步档。 单步方式的功能表图00004ST2启动 20000 按钮
01002ON装料 TIM000 ?
01000 ON右行 00003 ?
01003ON卸料 TIM001 ?
01001ON左行 00004 ? 00000例如，按一次启动按钮 00000 ， 小 车 装 料 。 装 料 结束(TIM000ON)即停。再 按 一 次 启 动 按 钮 00000 小车右行，到达卸料处 ST2 （ 00003 ）即停。 再 按 一 次 启 动 按 钮 00000 ， 小车卸料…。按一次00000，小车完成一个工作步。97单步、单周期和连续的功能表图可以合并成一个。 00102 ? 0 ? 00000 + 00103 ?
01002ON装料 00000 TIM000 ?
01003ON卸料 TIM001 ?
单步时 00101 断开，每步结 01001ON左行 00004 ? 20101 束时都要按启动按钮，使单周期单步连续连续状态控 制位(ON)自动方式00000 ON→20101 ON。98程序采用指令JMP/JME控制各种工作方式。程序的总体结构00100 共用程序 JMP(04) 00 手动程序 00101 JME(05) 00 JMP(04) 01 自动程序 JME(05) 0000100是手动/自动方式转换。方式开关拨在手动方式时， 常开触点 00100 ON ，故执行 手动程序。方式开关拨在其他自动方式 时，常开触点00100 OFF，常 闭触点 00100 ON ，故执行自 动程序。99手动方式的程序卸料ST2 01001按住右行启动按钮 → 00104ON， 线圈00100 ON，小车右行。 小车右行到位压 ST2 → 常闭触点 00003断开→ 01000 OFF →小车停。 按住卸料按钮 → 00107ON ，由于 常开触点 00003ON → 00103 ON →小车卸料。 卸料结束 → 按住左行启动按钮 → 00105ON→ 00101 ON →小车左行。 小 车 左 行 到 位 压 ST1→ 常 闭 触 点 00004断开→小车停。 按住装料按钮 → 00106ON ，由于 常开触点00004ON→ 00102 ON → 小车装料。10001000
01002 装料ST1 01003按住右行启动按钮 →… 重 复以上过程。 手动方式时不使用启动和 停车按钮。自动方式程序 00101 原位连续 状态 20100 终点20001 TIM000
右行 20003 卸料 20004自动/手动 状态转换20101等待 20000 TIM001
0000420000左行右行 左行装料 单周 期
20001 连续
单步 按钮0100220003 TIM001装料TIM000 #01502000101003 TIM001 101 #0100卸料控制位复位程序，即公用程序。当自动方式转换到手 手动 等待控 连续状态 制位 控制位 动方式时，应将连续状 方式 态 位 20100 和 各步的 控 00100 RESET 20100 制位（手动方式不使用 装料控 这些位）复位。 RESET 20000制位否则在返回到自动方式 时会引起误动作。右行控 制位 卸料控 制位RESET 20001 RESET 20002 RESET 20003 RESET 20004102装料控 制位多种工作方式的系统编程小结① 一般要用转换开关来完成各种方式之间的转换。 ② 一般要用跳转指令实现手动/自动程序的转换。③由自动方式转换为手动方式时，要注意编写复位 程序，以免在转回自动方式时出现误动作。103
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