PLC控制系统设计-274.ppt

PLCPLC控制系统设计控制系统设计主要内容6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤6.2 抢答系统的控制抢答系统的控制6.3 电梯的自动控制电梯的自动控制6.4 工业机械手的自动控制工业机械手的自动控制6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤（1）满足被控对象的控制要求；）满足被控对象的控制要求；（2）考虑到生产的发展和工艺的变化，在选择）考虑到生产的发展和工艺的变化，在选择PLC时，应有适当的裕量；时，应有适当的裕量；（3）在满足控制要求的前提下，尽量使控制系统）在满足控制要求的前提下，尽量使控制系统经济、简单；经济、简单；（4）确保整个控制系统安全可靠。）确保整个控制系统安全可靠。1 控制系统设计原则控制系统设计原则6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤（1）对被控对象的工艺过程、工艺特点等进行详）对被控对象的工艺过程、工艺特点等进行详细分析，明确控制任务和设计要求；细分析，明确控制任务和设计要求；（2）根据控制系统的要求选择开关、传感器等）根据控制系统的要求选择开关、传感器等输输输输入设备入设备入设备入设备和继电器、接触器、信号灯等和继电器、接触器、信号灯等输出设备输出设备输出设备输出设备，以，以及由输出设备驱动的控制对象如电动机、电磁阀等；及由输出设备驱动的控制对象如电动机、电磁阀等；（3）选择）选择PLC机型、容量、机型、容量、I/O模块及其它模块模块及其它模块的类型和数量；的类型和数量；2 控制系统设计步骤控制系统设计步骤6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤PLCPLC容量的选择容量的选择容量的选择容量的选择：PLC输入/输出点数 用户程序存储器容量 I/O点数的选择除了要满足当前控制系统的要求外，点数的选择除了要满足当前控制系统的要求外，还应考虑到生产工艺的改变及可靠性的要求，应适当预还应考虑到生产工艺的改变及可靠性的要求，应适当预留留10%15%10%15%的裕量。的裕量。PLCPLC机型选择机型选择机型选择机型选择的基本原则：满足要求、安全可靠、维护方便及最优价格性能比。6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤开关量输入开关量输入开关量输入开关量输入：输入点数10开关量输出开关量输出开关量输出开关量输出：输出点数8定时器定时器定时器定时器/计数器计数器计数器计数器：定时器/计数器数量2模拟量：模拟量：模拟量：模拟量：模拟量通道数100；通信接口：通信接口：通信接口：通信接口：接口个数300；根据存储器总字数再加上一个备用量，一般可根据存储器总字数再加上一个备用量，一般可按计算结果的按计算结果的25%25%考虑。考虑。用户程序存储器容量估算公式：用户程序存储器容量估算公式：用户程序存储器容量估算公式：用户程序存储器容量估算公式：6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤 应根据PLC输入量和输出量的点数和性质来决定，如果系统中有连续变化的量如温度、电压、位移的输入与输出，应考虑使用模拟量的输入/输出模块，如果系统有联网通信的要求，还必须考虑通信模块的选用。I/OI/O模块的型号和数量模块的型号和数量模块的型号和数量模块的型号和数量6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤1）输入信号的类型及电压等级）输入信号的类型及电压等级 有直直直直流流流流输输输输入入入入、交交交交流流流流输输输输入入入入和和和和交交交交流流流流直直直直流流流流输输输输入入入入三种类型。选择时主要根据现场输入信号和周围环境因素等。开关量输入模块的电电电电压压压压等等等等级级级级有：直流5、12、24、48、60等；交流110、220等。选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑。一般5、12、24用于传输距离较近场合，如5输入模块最远不得超过米。距离较远的应选用输入电压等级较高的。n开关量输入模块的选择开关量输入模块的选择6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤n开关量输入模块的选择开关量输入模块的选择开关量输入模块的选择开关量输入模块的选择 2）输入接线方式）输入接线方式 主要有汇点式和分组式汇点式和分组式汇点式和分组式汇点式和分组式两种接线方式：汇点式 分组式6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤1）输出方式）输出方式 开关量输出模块有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种方式 继电器输出继电器输出继电器输出继电器输出：价格便宜，可以驱动交、直流负载，适用的电压大小范围较宽、导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但动作速度较慢（驱动感性负载时，触点动作频率不超过1HZ）、寿命较短、可靠性较差，只能适用于不频繁通断的场合。对于频繁通断的负载，应该选用晶闸管输出晶闸管输出晶闸管输出晶闸管输出或晶体管输出晶体管输出晶体管输出晶体管输出，它们属于无触点元件。但晶闸管输出只能用于交流负载，而晶体管输出只能用于直流负载。n开关量输出模块的选择开关量输出模块的选择6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤n开关量输出模块的选择开关量输出模块的选择 2）输输出出接接线线方方式式 开关量输出模块主要有分分分分组组组组式式式式和和和和分分分分隔隔隔隔式式式式两种接线方式。分组式 分隔式6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤 3）驱动能力）驱动能力 应根据实际输出设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。如果实际输出设备的电流较大，输出模块无法直接驱动，可增加中可增加中可增加中可增加中间放大环节间放大环节间放大环节间放大环节。4）注意同时接通的输出点数量）注意同时接通的输出点数量 同时接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所允许通过的同时接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所允许通过的同时接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所允许通过的同时接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所允许通过的电流值。电流值。电流值。电流值。一般来讲，同时接通的点数不要超出同一公共端输出点数的60。5）输出的最大电流与负载类型、环境温度等因素有关）输出的最大电流与负载类型、环境温度等因素有关 与不同的负载类型密切相关，特别是输出的最大电流。晶闸管的最大输出电流随环境温度升高会降低，在实际使用中也应注意。n开关量输出模块的选择开关量输出模块的选择6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤 模模模模拟拟拟拟量量量量输输输输入入入入（A/D）模块是将现场由传感器检测而产生的连续的模拟量信号转换成PLC内部可接受的数字量；模模模模拟拟拟拟量量量量输输输输出出出出(D/A)模块是将PLC内部的数字量转换为模拟量信号输出。典型模拟量I/O模块的量程为-10V-10V+10V+10V、0 0+10V+10V、4 4 20mA20mA等，可根据实际需要选用，同时还应考虑其分分分分辨辨辨辨率率率率和和和和转转转转换换换换精精精精度度度度等因素。n模拟量模拟量I/O模块的选择模块的选择6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤 PLC厂家相继推出了一些具有特殊功能的I/O模块，有的还推出了自带CPU的智能型I/O模块，如高速计数器、凸轮模拟器、位置控制模块、PID控制模块、通信模块等。n特殊功能模块的选择特殊功能模块的选择6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤（4）分配）分配I/O口，绘制口，绘制I/O分配图（即外部硬件接线图）分配图（即外部硬件接线图）PLCPLC与常用输入设备的连接与常用输入设备的连接与常用输入设备的连接与常用输入设备的连接n nPLCPLC与主令电器类设备的连接与主令电器类设备的连接与主令电器类设备的连接与主令电器类设备的连接 6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤n nPLCPLC与旋转编码器的连接与旋转编码器的连接与旋转编码器的连接与旋转编码器的连接 6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤n nPLCPLC与传感器类设备的连接与传感器类设备的连接与传感器类设备的连接与传感器类设备的连接 当采用接近开关、光电开关等两线式传感器时，由于传感器的漏电流较大，可能出现错误的输入信号而导致PLC的误动作，此时可在PLC输入端并联旁路电阻(当漏电流不足lmA时可以不考虑其影响)。6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤n nPLCPLC与多位拨码开关的连接与多位拨码开关的连接与多位拨码开关的连接与多位拨码开关的连接 每位拨码开关的4条数据线按一定顺序接在PLC的4个输入点上，把各位拨码开关的COM端连在一起。由图可见，使用拨码开关要占用许多PLC 输入点，所以不是十分必要的场合，一般不要采用这种方法。6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤n nPLCPLC与输出设备的一般连接方法与输出设备的一般连接方法与输出设备的一般连接方法与输出设备的一般连接方法 PLC与输出设备连接时，不同组（不同公共端）的输出点，其对应输出设备（负载）的电压类型、等级可以不同，但同组（相同公共端）的输出点，其电压类型和等级应该相同。要根据输出设备电压的类型和等级来决定是否分组连接。6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤n nPLCPLC与感性输出设备的连接与感性输出设备的连接与感性输出设备的连接与感性输出设备的连接 PLC的输出端经常连接的是感性输出设备（感性负载），为了抑制感性电路断开时产生的电压使PLC内部输出元件造成损坏。因此当PLC与感性输出设备连接时，如果是直流感性负载，应在其两端并联续流二极管；如果是交流感性负载，应在其两端并联阻容吸收电路。6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤n nPLCPLC与两个七段与两个七段与两个七段与两个七段LEDLED显示器的连接显示器的连接显示器的连接显示器的连接 PLC可直接用开关量输出与七段LED显示器的连接，但如果PLC控制的是多位LED七段显示器，所需的输出点是很多的。采用具有锁存、译码、驱动功能的芯片CD4513驱动共阴极LED七段显示器，两只CD4513的数据输入端AD共用PLC的4个输出瑞，其中A为最低位，D为最高位。LE是锁存使能输入端。6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤n nPLCPLC与两个七段与两个七段与两个七段与两个七段LEDLED显示器的连接显示器的连接显示器的连接显示器的连接 在LE信号的上升沿将数据输入端输入的BCD数锁存在片内的寄存器中，并将该数译码后显示出来。如果输入的不是十进制数，显示器熄灭。LE为高电平时，显示的数不受数据输入信号的影响。显然，N个显示器占用的输出点数为P=4N。如果PLC使用继电器输出模块，应在与CD4513相连的PLC各输出端接一下拉电阻，以避免在输出继电器的触点断开时CD4513的输入端悬空。6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤n n直流输入信号与直流输入信号与直流输入信号与直流输入信号与PLCPLC连接连接连接连接 （PLCPLC提供电源）提供电源）提供电源）提供电源）输入点I0.0、I0.1连接光电编码器、接近开关的输出信号(OUT)，它们的驱动电源由PLC自身的24V提供，它们OUT端子输出信号是有源信号，在和另外两个无源开关量信号I0.2、I0.3混合连接，注意注意注意注意PLC的M（COM）端子与PLC的0V端子以及光电编码器、接近开关的0V信号连接在一起。6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤n n直流输入信号与直流输入信号与直流输入信号与直流输入信号与PLCPLC连接连接连接连接 （独立电源）（独立电源）（独立电源）（独立电源）如右图所示,光电编码器的电源是12V，接近开关的电源是5V，它们OUT的输出信号分别是12V和5V的脉冲信号。I0.2和I0.3是无源开关量的输入信号。不同电压的直流信号与PLC输入模块输入点连接，必必必必须注意须注意须注意须注意信号电位差的参考点必须共同。即，光电编码器、接近开关、无源开关量的0V信号必须连接在一起。6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤 1）除了PLC输入和输出共用同一电源外，输入输入输入输入公共端与输输输输出出出出公共端一般不能接在一起；2）PLC的晶体管和晶闸管型输出都有较大的漏电流，尤其是晶闸管输出，将可能会出现输出设备的误动作。所以要在负载两端并联一个旁路电阻。n nPLCPLC与输出设备连接的其它注意事项与输出设备连接的其它注意事项与输出设备连接的其它注意事项与输出设备连接的其它注意事项6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤 对于简单的开关量的控制系统，可采用经验设计法绘制梯形图；但对于比较复杂的控制系统，需要先确定用户程序的基本结构，画出系统的控制流程图以表明动作的顺序和条件，然后绘制出梯形图。梯形图设计好后，需要将其转换成指令表程序输入到PLC以调试程序。（5）设计）设计PLC控制程序，绘制控制系统流程图、控制程序，绘制控制系统流程图、梯形图、写指令表程序梯形图、写指令表程序6.1 PLC控制系统设计原则和步骤控制系统设计原则和步骤 设计好的程序输入到PLC后，一般先进行模拟调试，即先不接入实际的输入元件和输出负载，而是用扳动开关代替输入，用发光二极管代替输出，检查程序中的语法和拼写错误以及其动作是否完全符合预定的要求，不断修改和完善程序；然后联机调试，调试成功后，将用户程序固化在EPROM或EEPROM中长期保存；（6）调试程序）调试程序（7）编写技术文件，包括设计说明书、使用说明）编写技术文件，包括设计说明书、使用说明书、电气元件列表等书、电气元件列表等（8）交付使用）交付使用6.2 抢答系统的控制抢答系统的控制经验设计法经验设计法设有三个参赛组共5人，第一组由两个儿童组成，第二组由一个学生答题，第三组是两位老教授，每人一个按钮：SB11、SB12、SB2、SB31、SB32，每桌一个显示灯：HL1、HL2、HL3。控制要求如下：（1）竞答者若要回答主持人所提问题时，需抢先按下桌上的按钮。（2）为了优待儿童，SB11和SB12中任一个按下，灯HL1就会亮。而教授组的灯HL3只有当SB31和SB32同时按下才能亮。（3）指示灯亮后，需等到主持人按下复位键SB4后才会熄灭。（4）如果竞赛者在主持人打开开关SA后10s内按下按钮，接通电磁铁线圈YA，电磁铁线圈将使彩球转动，以示该组得到一次幸运机会。1 控制任务和设计要求控制任务和设计要求输入设备输入设备7个：个：按钮SB11、SB12、SB2、SB31、SB32、SB4 和选择开关SA；输出设备输出设备4个：个：灯HL1、HL2、HL3和电磁铁线圈YA。总计输入/输出点数11点，考虑裕量，共需I/O点数13点。因该系统比较简单，勿需估算用户程序存储器容量。该系统为开关量输入，继电器输出，因此选择FX2N-16MR型PLC作为该系统的控制器。6.2 抢答系统的控制抢答系统的控制经验设计法经验设计法2 确定输入确定输入/输出设备，选择输出设备，选择PLC3 分配分配I/O口，画口，画PLC外部接外部接线图线图 输输入、入、输输出端口分配出端口分配见见表：表：输入设备输入设备输入端口输入端口输出设备输出设备输出端口输出端口按钮按钮SB11X0灯灯HL1Y0按钮按钮SB12X1灯灯HL2Y1按钮按钮SB2X2灯灯HL3Y2按钮按钮SB31X3电磁铁线圈电磁铁线圈YAY3按钮按钮SB32X4按钮按钮SB4X5选择开关选择开关SAX66.2 抢答系统的控制抢答系统的控制经验设计法经验设计法PLC外部接线图外部接线图:6.2 抢答系统的控制抢答系统的控制经验设计法经验设计法4 画梯形图，写指令表画梯形图，写指令表因系统比较简单，所以采用经验法设计梯形图。进入条件进入条件 退出条件退出条件 输出控制输出控制6.2 抢答系统的控制抢答系统的控制经验设计法经验设计法X0或X1X2X3和X410s钟内和Y0 或 Y1 或 Y2X6Y0(HL1)Y1(HL2)Y2(HL3)Y3(YA)X5X5X5X6 T1(K100)X6步序步序 指指 令令 步序步序 指令指令 0 LD X0 15 OR Y2 1 OR X1 16 ANI X5 2 OR Y0 17 ANI Y0 3 ANI X5 18 ANI Y1 4 ANI Y1 19 OUT Y2 5 ANI Y2 20 LD X6 6 OUT Y0 21 OUT T0 7 LD X2 22 K 100 8 OR Y1 23 LD Y0 9ANI X5 24 OR Y11010 ANI Y0 25 OR Y2 11 ANI Y2 26 ANI T0 12 OUT Y1 27 OR Y3 13 LD X3 28 AND X614 AND X4 29 OUT Y3梯形图 指令表 6.2 抢答系统的控制抢答系统的控制经验设计法经验设计法6.3 电梯的自动控制电梯的自动控制逻辑设计法逻辑设计法三层楼电梯分别用三层楼电梯分别用IF、2F和和3F表示表示1层、层、2层和层和3层。电梯必须具备如下控层。电梯必须具备如下控制功能：制功能：(1)电梯停于电梯停于1F或或2F时，按时，按3F按钮呼叫，电梯上升到按钮呼叫，电梯上升到3F才停止；才停止；(2)电梯停于电梯停于2F或或3F时，按时，按1F按钮呼叫，电梯下降到按钮呼叫，电梯下降到1F才停止；才停止；(3)电梯停于电梯停于1F时，按时，按2F按钮呼叫，电梯上升到按钮呼叫，电梯上升到2F停止；停止；(4)电梯停于电梯停于3F时，按时，按2F按钮呼叫，电梯下降到按钮呼叫，电梯下降到2F停止；停止；(5)电梯停于电梯停于1F，2F和和3F均有按钮呼叫，电梯先上升到均有按钮呼叫，电梯先上升到2F，暂停，暂停2s，然后，然后上升到上升到3F停止；停止；(6)电梯停于电梯停于3F，2F和和1F均有按钮呼叫，电梯先下降到均有按钮呼叫，电梯先下降到2F，暂停，暂停2s，然，然后下降到后下降到1F停止；停止；(7)电梯上升途中或下降途中，任何反方向按钮呼叫均无效；电梯上升途中或下降途中，任何反方向按钮呼叫均无效；(8)每层楼之间到达时间应在每层楼之间到达时间应在12s内完成，否则电梯停机；内完成，否则电梯停机；(9)电梯内有意外，具有声光报警。电梯内有意外，具有声光报警。1 1 控制任务和设计要求控制任务和设计要求控制任务和设计要求控制任务和设计要求 从设计要求分析可知，共有9个输入设备：3层楼的呼叫按钮3个，每层楼梯检测电梯到位的限位开关3个，检测按钮1个，报警按钮1个，声响复位按钮1个；4个输出设备：上升接触器、下降接触器、报警灯和报警蜂鸣器。总计输入/输出点数13点，考虑裕量，需15点，且所有输入、输出均为开关量，因此选择FX2N-32MR型PLC。6.3 电梯的自动控制电梯的自动控制逻辑设计法逻辑设计法2 2 确定输入确定输入确定输入确定输入/输出设备，选择输出设备，选择输出设备，选择输出设备，选择PLCPLC3 3 分配分配分配分配I/OI/O口，画口，画口，画口，画PLCPLC外部接线图外部接线图外部接线图外部接线图输入设备输入设备输入端口输入端口输出设备输出设备输出端口输出端口1F呼叫按钮SB1X0上升接触器KM1Y02F呼叫按钮SB2X1下降接触器KM2Y13F呼叫按钮SB3X2报警灯HL1Y21F限位开关SQ1X3报警蜂鸣器BELLY32F限位开关SQ2X43F限位开关SQ3X5报警按钮SB4X6检查按钮SB5X7声响复位按钮SB6X10输入、输出端口分配表 6.3 电梯的自动控制电梯的自动控制逻辑设计法逻辑设计法PLC外部接线图6.3 电梯的自动控制电梯的自动控制逻辑设计法逻辑设计法4 4 画梯形图，写指令表画梯形图，写指令表画梯形图，写指令表画梯形图，写指令表 由设计要求可知，电梯的控制属于随机控制，因此采用逻辑设计法设计梯形图。在逻辑设计法中，SBSB、SQSQ、KMKM表示按钮,限位开关,接触器的常开触点 SBSB、SQSQ、KM KM 表示常闭触点 逻辑乘即逻辑乘即逻辑乘即逻辑乘即“与与与与”关系关系关系关系-串联电路 逻辑和即逻辑和即逻辑和即逻辑和即“或或或或”关系关系关系关系-并联电路 逻辑非表示相反逻辑非表示相反逻辑非表示相反逻辑非表示相反 如如如如SBSB表示常开触点，而表示常开触点，而表示常开触点，而表示常开触点，而SBSB表示常闭触点。表示常闭触点。表示常闭触点。表示常闭触点。建立以上逻辑关系后，就可以采用逻辑代数来设计梯形图。建立以上逻辑关系后，就可以采用逻辑代数来设计梯形图。6.3 电梯的自动控制电梯的自动控制逻辑设计法逻辑设计法根据电梯控制的要求逐条进行逻辑设计根据电梯控制的要求逐条进行逻辑设计根据电梯控制的要求逐条进行逻辑设计根据电梯控制的要求逐条进行逻辑设计:(1)(1)电梯停于电梯停于电梯停于电梯停于1F1F或或或或2F2F时，按时，按时，按时，按3F3F按钮呼叫，电梯上升到按钮呼叫，电梯上升到按钮呼叫，电梯上升到按钮呼叫，电梯上升到3F3F才停止才停止才停止才停止 输出为电梯上升，用KM1表示。进入条件是3F按钮SB3呼叫，电梯停于1F或2F，即SQ1或SQ2动作，因此，进入条件用逻辑代数表示为（SQ1+SQ2）SB3。退出条件是SQ3动作，考虑自锁，则KM1的逻辑方程式为：KM1=KM1=（SQ1+SQ2SQ1+SQ2）SB3+KM1SQ3SB3+KM1SQ36.3 电梯的自动控制电梯的自动控制逻辑设计法逻辑设计法(2)(2)电梯停于电梯停于电梯停于电梯停于2F2F或或或或3F3F时，按时，按时，按时，按1F1F按钮呼叫，电梯下降到按钮呼叫，电梯下降到按钮呼叫，电梯下降到按钮呼叫，电梯下降到1F1F才停止才停止才停止才停止 输出为电梯下降，用KM2表示。进入条件为（SQ2+SQ3）SB1。退出条件是SQ1动作。因此，KM2的逻辑方程式为：KM2=KM2=（SQ2+SQ3SQ2+SQ3）SB1+KM2SQ1SB1+KM2SQ1(3)(3)电梯停于电梯停于电梯停于电梯停于1F1F时，按时，按时，按时，按2F2F按钮呼叫，电梯上升到按钮呼叫，电梯上升到按钮呼叫，电梯上升到按钮呼叫，电梯上升到2F2F停止停止停止停止 输出为电梯上升，用KM1表示。进入条件为SQ1SB2。退出条件是SQ2动作。因此，KM1的逻辑方程式为：KM1=KM1=（SQ1SB2+KM1SQ1SB2+KM1）SQ2SQ26.3 电梯的自动控制电梯的自动控制逻辑设计法逻辑设计法(4)(4)电梯停于电梯停于电梯停于电梯停于3F3F时，按时，按时，按时，按2F2F按钮呼叫，电梯下降到按钮呼叫，电梯下降到按钮呼叫，电梯下降到按钮呼叫，电梯下降到2F2F停止停止停止停止 输出为电梯下降，用KM2表示。进入条件为SQ3SB2。退出条件是SQ2动作。因此，KM2的逻辑方程式为：KM2=KM2=（SQ3SB2+KM2SQ3SB2+KM2）SQ2SQ26.3 电梯的自动控制电梯的自动控制逻辑设计法逻辑设计法(5)(5)电梯停于电梯停于电梯停于电梯停于1F1F，2F2F和和和和3F3F均有按钮呼叫，电梯先上升到均有按钮呼叫，电梯先上升到均有按钮呼叫，电梯先上升到均有按钮呼叫，电梯先上升到2F2F，暂，暂，暂，暂停停停停2s2s，然后上升到，然后上升到，然后上升到，然后上升到3F3F停止停止停止停止 输出为电梯上升，仍用KM1表示。电梯从1F上升到2F的进入条件为SQ1SB2SB3，退出条件为SQ2动作；电梯到2F后暂停2s，用定时器T0计时，因此从2F上升到3F的进入条件为T0，退出条件为SQ3。综合上两式可得到KM1的逻辑方程式：KM1=KM1=（SQ1SB2SB3+T0+KM1SQ1SB2SB3+T0+KM1）SQ2+SQ3SQ2+SQ3KM1=KM1=（SQ1SB2SB3+T0+KM1SQ1SB2SB3+T0+KM1）SQ2SQ3SQ2SQ3 而T0的进入条件为SQ2，当SQ2动作时开始计时，2s后电梯上升，SQ2被释放，T0自动关断。此式等效于：6.3 电梯的自动控制电梯的自动控制逻辑设计法逻辑设计法(6)(6)电梯停于电梯停于电梯停于电梯停于3F3F，2F2F和和和和1F1F均有按钮呼叫，电梯先下降到均有按钮呼叫，电梯先下降到均有按钮呼叫，电梯先下降到均有按钮呼叫，电梯先下降到2F2F，暂，暂，暂，暂停停停停2s2s，然后下降到，然后下降到，然后下降到，然后下降到1F1F停止停止停止停止 输出为电梯下降，用KM2表示。电梯从3F下降到2F的进入条件为SQ3SB1SB2，退出条件为SQ2动作；电梯到2F后暂停2s，用定时器T1计时，因此从2F下降到1F的进入条件为T1，退出条件为SQ1。综合上两式可得到KM2的逻辑方程式：KM2=KM2=（SQ3SB1SB2+T1+KM2SQ3SB1SB2+T1+KM2）SQ2+SQ1SQ2+SQ1此式等效于：KM2=KM2=（SQ3SB1SB2+T1+KM2SQ3SB1SB2+T1+KM2）SQ2SQ1SQ2SQ1 而T1的进入条件为SQ2，当SQ2动作时开始计时，2s后电梯下降，SQ2被释放，T1自动关断。6.3 电梯的自动控制电梯的自动控制逻辑设计法逻辑设计法(8)(8)每层楼之间到达时间应在每层楼之间到达时间应在每层楼之间到达时间应在每层楼之间到达时间应在12s12s内完成，否则电梯停机内完成，否则电梯停机内完成，否则电梯停机内完成，否则电梯停机 每层楼梯之间到达时间应在12s内完成由T2来实现，当T2延时12s后仍未到达相应楼层，则关断KM1或KM2。很显然T2是由SQ1、SQ2、SQ3控制的，正常工作时（电梯在12s内到达），SQ1、SQ2、SQ3应发出一个信号阻止T2动作，这样就不会关断KM1或KM2。6.3 电梯的自动控制电梯的自动控制逻辑设计法逻辑设计法(7)(7)电梯上升途中或下降途中，任何反方向按钮呼叫均无效电梯上升途中或下降途中，任何反方向按钮呼叫均无效电梯上升途中或下降途中，任何反方向按钮呼叫均无效电梯上升途中或下降途中，任何反方向按钮呼叫均无效 用联锁来实现，使KM1和KM2不能同时动作，即在KM1电路中串联KM2，在KM2电路中串联KM1。(9)声光报警电路是PLC的常见电路，直接引用，不需要重新设计。6.3 电梯的自动控制电梯的自动控制逻辑设计法逻辑设计法 用PLC的辅助继电器M100M107分别代替KM1和KM2，然后用PLC的输入、输出继电器来代替SB、SQ和KM,得电梯上升的表达式:综合上述逻辑式可得到Y0的逻辑方程式：Y0=Y0=（M101+M102+M100M101+M102+M100）T2Y1T2Y16.3 电梯的自动控制电梯的自动控制逻辑设计法逻辑设计法KM1=KM1=（SQ1+SQ2SQ1+SQ2）SB3+KM1SQ3SB3+KM1SQ3KM1=KM1=（SQ1SB2+KM1SQ1SB2+KM1）SQ2SQ2KM1=KM1=（SQ1SB2SB3+T0+KM1SQ1SB2SB3+T0+KM1）SQ2SQ3SQ2SQ3M100=（X3+X4）X2+M100X5 M101=（X3X1+M101）X4M102=X3X1X2+T0+M102X4X5M103=（X4M102+M103）T0T0=M103电梯下降的逻辑方程式：Y1的逻辑方程式为 Y1=Y1=（M104+M105+M106M104+M105+M106）T2Y0T2Y06.3 电梯的自动控制电梯的自动控制逻辑设计法逻辑设计法KM2=KM2=（SQ2+SQ3SQ2+SQ3）SB1+KM2SQ1SB1+KM2SQ1KM2=KM2=（SQ3SB2+KM2SQ3SB2+KM2）SQ2SQ2KM2=KM2=（SQ3SB1SB2+T1+KM2SQ3SB1SB2+T1+KM2）SQ2SQ1SQ2SQ1M104=（X4+X5）X0+M104X3M105=（X5X1+M105）X4M106=X5X0X1+T1+M106 X3X4M107=（X4M106+M107）T1T1=M107T2=X3X4X5根据逻辑方程式画出电梯控制的梯形图并写出指令表:放大6.3 电梯的自动控制电梯的自动控制逻辑设计法逻辑设计法T0T1M102X4X5M106X3X46.3 电梯的自动控制电梯的自动控制逻辑设计法逻辑设计法0 LD X31 OR X42 AND X23 OR M1004 ANI X55 OUT M1006 LD X37 AND X18 OR M1019 ANI X410 OUT M10111 LD X312 AND X113 AND X214 OR T015 OR M10216 ANI X517 ANI M10318 OUT M10219 LD X420 AND M10221 OR M10322 ANI T023 OUT M10324 LD M10325 OUT T0 K 2028 LD M10029 OR M10130 OR M10231 ANI T232 ANI Y133 OUT Y034 LD X435 OR X536 AND X037 OR M10438 ANI X339 OUT M10440 LD X541 AND X142 OR M10543 ANI X444 OUT M10545 LD X546 AND X047 AND X148 OR T149 OR M10650 ANI X351 ANI M10752 OUT M10653 LD X454 AND M10655 OR M10756 ANI T157 OUT M10758 LD M10759 OUT T1 K 2062 LD M10463 OR M10564 OR M10665 ANI T266 ANI Y067 OUT Y168 LDI X369 ANI X470 ANI X571 OUT T2 K 12072 LD X673 OR M11474 ANI T575 OUT M11476 OUT T5K 10079 LD M11480 ANI T481 OUT T3 K 1084 LD T385 OUT T4 K 1088 LD M11489 ANI T390 OUT M11091 LD M11092 OR M11193 AND M11494 OR X795 OUT Y396 LD X1097 OR M11198 AND M11499 OUT M111100 LD M114101 ANI M111102 OUT Y46.3 电梯的自动控制电梯的自动控制逻辑设计法逻辑设计法6.4 工业机械手的自动控制工业机械手的自动控制多种工作方式多种工作方式（1 1）控制任务和设计要求）控制任务和设计要求）控制任务和设计要求）控制任务和设计要求 机械手将工件从左工作台运送到右工作台，其上升、下降和左行、右行都是由双线圈两位电磁阀YV1、YV3和YV4、YV5来实现的，夹具的夹紧和放松由单线圈电磁阀YV2来控制。机械手的工作原点在左上方，按下降、夹紧、上升、右行、下降、松开、上升、左行的顺序完成一个工作循环。见机械手动作示意图见机械手动作示意图见机械手工作示意图见机械手工作示意图6.4 工业机械手的自动控制工业机械手的自动控制多种工作方式多种工作方式（1 1）控制任务和设计要求）控制任务和设计要求）控制任务和设计要求）控制任务和设计要求 机械手共设有5种工作方式：手动、回原点、单步、单周期和连续运行。6.4 工业机械手的自动控制工业机械手的自动控制多种工作方式多种工作方式（2 2）确定输入）确定输入）确定输入）确定输入/输出设备，选择输出设备，选择输出设备，选择输出设备，选择PLCPLC 根据设计要求分析可知，共有输入点18个：5种工作方式需要5个输入点，用一个旋转开关实现，6个手动按钮，上限位、下限位、左限位和右限位4个行程开关，1个回原点起动按钮，1个起动按钮和1个停止按钮；5个输出设备：上升阀、下降阀、左行阀、右行阀和夹紧/放松阀。总计输入/输出点数23点，考虑裕量，需26点，且所有输入、输出均为开关量，因此选择FX2N-48MR型PLC。6.4 工业机械手的自动控制工业机械手的自动控制多种工作方式多种工作方式（3 3）分配）分配）分配）分配I/OI/O口，画口，画口，画口，画PLCPLC外部接线图外部接线图外部接线图外部接线图输入设备输入端口输入设备输入端口输出设备输出端口下限位行程开关SQ1X1夹紧按钮SB6 X12 下降阀YV1Y0上限位行程开关SQ2X2手动工作方式X20夹紧阀YV2Y1右限位行程开关SQ3X3回原点工作方式X21上升阀YV3Y2左限位行程开关SQ4X4单步工作方式X22右行阀YV4Y3上升按钮SB1X5单周期工作方式X23左行阀YV5Y4左行按钮SB2X6连续工作方式X24松开按钮SB3X7回原点起动按钮SB7X25下降按钮SB4X10起动按钮SB8X26右行按钮SB5X11停止按钮SB9X27 输入/输出端口分配表 6.4 工业机械手的自动控制工业机械手的自动控制顺控设计法顺控设计法PLCPLC外部接线图外部接线图外部接线图外部接线图 6.4 工业机械手的自动控制工业机械手的自动控制多种工作方式多种工作方式uu初始化电路：初始化电路：初始化电路：初始化电路：因机械手要求有多种工作方式，因此运用IST指令对控制系统的初始状态进行设置。当M8000为ON，即PLC为RUN时，以下状态元件和特殊辅助继电器自动被指定如下功能：X20：手动 X26：自动操作起动 X21：回原点 X27：停止 X22：单步运行 S0：手动操作初始状态 X23：单周期运行 S1：回原点初始状态 X24：连续运行 S2：自动操作初始状态 X25：回原点起动 M8041：开始转移。(4)(4)画梯形图，写指令表画梯形图，写指令表画梯形图，写指令表画梯形图，写指令表6.4 工业机械手的自动控制工业机械手的自动控制多种工作方式多种工作方式uu初始化电路：初始化电路：初始化电路：初始化电路：M8044（原点条件），只有在系统满足原点条件、即机械手处于原点位置时才为ON。附：附：IST指令的使用方法指令的使用方法6.4 工业机械手的自动控制工业机械手的自动控制多种工作方式多种工作方式uu手动电路手动电路手动电路手动电路X5X6X7X10X11X12上升按钮SB1左行按钮SB2松开按钮SB3下降按钮SB4右行按钮SB5夹紧按钮SB66.4 工业机械手的自动控制工业机械手的自动控制多种工作方式多种工作方式返返返返回回回回原原原原点点点点电电电电路路路路（a）顺序功能图 （b）梯形图6.4 工业机械手的自动控制工业机械手的自动控制多种工作方式多种工作方式uu自动电路自动电路自动电路自动电路机械手自动控机械手自动控机械手自动控机械手自动控制状态转移图制状态转移图制状态转移图制状态转移图 6.4 工业机械手的自动控制工业机械手的自动控制多工作方式多工作方式uu自动电路自动电路自动电路自动电路 使用IST指令后，系统的手动、自动、单周期、单步、连续和回原点这几种工作方式的切换是系统通过特殊辅助继电器M8040M8042自动完成的。M8040禁止转换 M8041开始转换 M8042起动脉冲在手动工作方式下，M8040为ON，禁止状态的转换；在单步工作方式下，按下起动按钮，允许转换；在连续工作方式下，按下起动按钮，允许转换；在单周期和回原点工作方式下，如果在运行过程中按下停止按钮，转换被禁止。按下起动按钮后，允许转换。6.4 工业机械手的自动控制工业机械手的自动控制顺控设计法顺控设计法uu自动电路自动电路自动电路自动电路M8041（转移开始）和M8044（原点条件