梯形图程序设计.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,绪论,EXIT,第,6,章 梯形图程序设计,经验设计法,梯形图程序设计的步骤,编制梯形图程序的规则,逻辑设计法,波形图设计法,6.1,编制梯形图程序的规则,梯形图的每个梯级都是从左母线开始，以继电器线圈或功能指令结束,在继电器线圈与右母线之间不能再接任何继电器的触点,所有输入继电器、输出继电器、内部工作继电器、定时器、计数器等触点的使用次数是无限的，且常开、常闭形式都可使用,在设计梯形图时，应使结构明晰，使之有明确的串、并联关系，不必用复杂的连接来节省触点的使用次数,输出继电器可以用做内部工作继电器，其触点使用次数也是无限的,但输入继电器线圈的状态不能由程序写入，只能由输入端外接电器决定,继电器线圈不能与左母线直接相连,可通过系统提供的始终接通标志,P_On,来连接,什么是双线圈现象？,绘制梯形图时为什么要防止双线圈现象？,两个或两个以上的继电器线圈不能串联使用,线圈可以并联使用,按照：,“,上重下轻、左重右轻,”,的原则重新排列梯形图,重新排列,绘制梯形图时怎样才能简化程序？,注意梯级的先后顺序,PLC,的,程序是按从上到下、从左到右的顺序执行,的，所以在设计梯形图程序时，最好应考虑梯级的先后顺序，以缩短,I/O,响应时间,6.2,梯形图程序 设计的步骤,开 始,分析控制要求,确定用户,I/O设备,PLC,硬件系统配置,分配,I/O,点,绘制流程图,设计梯形图,程序输入,PLC,正常？,NO,YES,NO,现场调试,满足要求？,YES,NO,模拟调试,编制技术文件,交付使用,修改程序,设计安装控制柜,现场施工连线,1.,深入了解和分析被控对象的 工艺条件和控制要求,被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程,控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等,对较复杂的控制系统，可用功能图表或状态流程图的形式全面表达出来，以利于编程和调试,2.,确定系统的输入、输出设备，并选择,PLC,类型,根据系统的,I/O,设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的,PLC,类型，包括机型、存储容量、,I/O,模块和电源模块的选择,根据被控对象对,PLC,控制系统的功能要求，确定系统所需的输入、输出设备,按钮、开关、行程开关、传感器等,继电器、接触器、指示灯、电磁阀等,输入设备,输出设备,PLC,机型选择,对于,开关量控制,的应用系统，如对小型泵的顺序控制、单台机械的自动控制等，当对控制速度要求不高时，可选用微型,PLC,对于以开关量控制为主，带有,部分模拟量控制,的应用系统，应选用带有模拟量输入输出模块且运算功能较强的小型,PLC,对于,控制比较复杂,的中大型控制系统，如闭环控制、,PID,调节、通信联网等，可选用中、大型,PLC,当系统的各个,控制对象分布在不同的位置,时，应根据各部分的具体要求来选择,PLC,，以组成分布式控制系统,开关量输入模块的选择,选择开关量输入模块,要根据现场输入信号与,PLC,输入模块距离的远近来选择电压的高低。一般,24V,以下属低电平，其传输距离不宜太远。距离较远的设备选用较高电压模块比较可靠,对高密度的输入模块,，如,32,点输入模块，能允许同时接通的点数取决于输入电压和环境温度，一般同时接通的点数不得超过总输入点数的,60,直流,12V,、,24V,，交流,110V,、,220V,等,共点输入、分隔输入等,工作电压,接线方式,8,点、,16,点、,32,点、,64,点等,输入点数开关量输出模块的选择,继电器输出,价格便宜，使用电压范围广。但继电器有触点，对寿命有影响，且响应速度较慢，适用于动作不频繁的交直流负载,晶闸管输出,（交流）和,晶体管输出,（直流）都属于无触点开关输出，适用于通断频繁的负载。感性负载在断开瞬间会产生较高反压，必须采取抑制措施,端子的输出电流,必须大于负载电流的额定值，如果负载电流较大，输出端子不能直接驱动时，应增加中间驱动环节,输出模块同时接通点数,的总电流值不得超过模块规定的最大允许电流,3.,分配,I,O,点,根据被控对象所连接的,I/O,模块，对,PLC,的,输入输出继电器,进行分配，,列出,I/O,分配表,应合理安排,内部工作继电器,详细列出各内部工作继电器在程序中的用途，避免重复使用,分配,定时器计数器,。要注意不同类型定时器的编号不能相同，计数器也不能同号,数据存储器,也应根据程序设计的需要合理安排，列出各,DM,通道在程序中的用途，以避免重复使用,4.,画出系统的控制流程图 或工作波形图,对较复杂的控制系统，在设计梯形图程序之前，应根据生产工艺要求先画出控制流程图或波形图，以清楚地表明每步动作的顺序和转换条件，方便,PLC,程序设计,对于简单的控制系统，可省去这一步,5.,设计应用系统的梯形图程序,根据控制要求，应用经验设计法、逻辑设计法或波形图设计法逐步编制梯形图程序,在编写程序过程中，充分利用一些典型程序段，可提高编程效率,编写程序过程中，要及时对编出的程序进行注释，包括程序的功能，逻辑关系说明、设计思想、信号的来源和去向，以便阅读和调试,6.,将程序输入,PLC,当使用简易编程器将程序输人,PLC,时，需要先将梯形图转换成指令助记符，以便输入,当使用,PLC,的辅助编程软件在计算机上编程时，可通过,RS,232C,电缆将程序下载到,PLC,中,7.,系统调试,第一阶段为,模拟调试,，以排除程序中的错误。在模拟调试时，外接适当数量的输入开关作为模拟输入信号，通过输出模块上的发光二极管来观察,PLC,的输出是否满足要求，发现问题立即修改和调整程序，直到满足控制要求,第二阶段为,现场运行调试,。如果控制系统由几个部分组成，则先作局部调试，然后进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可先进行分段调试，然后再连接起来总调。调试中发现的问题，要逐一排除，直至调试成功,如何进行程序的调试？,8.,编制技术文件,设计及使用说明书,PLC,梯形图,电气原理图,电气接线图,电器元件布置图,系统技术文件,6.3,经验设计法,经验设计法是指在典型控制环节程序段的基础上，根据被控对象的具体要求，,凭经验进行组合、修改,，以满足控制要求,这种设计方法没有普遍的规律可遵循，,具有一定的试探性,，其设计结果不是惟一的,经验设计法是,一种通用的设计方法,，对各种类型控制系统的设计都适用，没有什么局限性,设计者平常要注意收集与积累工业控制系统和生产上,常用的各种典型环节程序段,，不断丰富自己的经验,【,例,1】,设计某液体混合装置的,PLC,控制程序,按启动按钮,，电磁阀,YV1,通电开通,当,液位高度到达,I,时，,YV1,断电关闭，而电磁阀,YV2,通电开通,当,液位高度到达,H,时，,YV2,断电关闭，起动电动机,M,进行搅拌,1min,后,电动机,M,停止，,YV3,通电开通，放出混合液去下道工序,当,液位下降到,L,时，再延时,2s,后使,YV3,断电，并自动开始下一循环,按下停机按钮,后，不要立即停，而是待一个工作循环完成时才停止,YV1,YV2,液体,A,液体,B,YV3,H,I,L,M,1.,分析工艺过程，明确控制要求,2.,统计输入,/,输出点数并选择,PLC,型号,共有,5,个输入点,按钮,2,个,液位检测开关,3,个,共有,4,个输出点,电磁阀,3,个,电动机接触器,1,个,可选用,CJ,系列,PLC,16,点开关量输入模块，分配地址,CIO0000,16,点开关量输出模块，分配地址,CIO0001,3.,分配,PLC,输入输出点,输入电器,输入端子,输出电器,输出端子,启动按钮,SB1,0.00,接触器,KM,1.00,停止按钮,SB2,0.01,电磁阀,YV1,1.01,液位开关,H,0.02,电磁阀,YV2,1.02,液位开关,I,0.03,电磁阀,YV3,1.03,液位开关,L,0.04,PLC,外部,接线,4.,画控制流程图,画控制流程图就是将整个系统的控制分解为若干步，并确定每步的转换条件，以方便梯形图设计,5.,PLC,梯形图程序设计,本例动作要求简单，可采用经验设计法,根据被控对象的控制功能，首先选择典型控制环节程序段,本例中电磁阀控制应选择自锁环节,由于所选择的程序段通常并不能完全满足实际控制的要求，所以还应对这些程序段进行组合、修改，以满足控制要求,0.00,0.03,1.01,(,电磁阀,YV1),1.01,第,1,梯级,0.03,1.00,1.02,(,电磁阀,YV2),第,2,梯级,1.00,(,接触器,),T0000,第,3,梯级,TIM0000,#0600,0.02,T0000,T0001,1.03,(,电磁阀,YV3),1.03,第,4,梯级,0.04,TIM0001,#0020,第,5,梯级,初步设计的梯形图,初步设计的梯形图程序还存在哪些问题？,高液位,H,0.02,中液位,I,0.03,低液位,L,0.04,启动,0.00,停止,0.01,如何才能做到自动循环？,改成自动循环后，在,PLC,上电但还没有按下启动按钮时，搅拌机会自行开始工作？,放液体过程中，当,H,液位,I,时，电磁阀,YV2,会接通，如何解决？,按了停止按钮后，如何能够在工作了一个循环后停止？,存在问题,0.00,0.03,1.01,(,电磁阀,YV1),1.01,第,1,梯级,T0001 W2.00,1.00,(,接触器,),T0000,第,3,梯级,TIM0000,#0600,0.02,0.03,1.00,1.02,(,电磁阀,YV2),第,2,梯级,1.03,T0000,T0001,1.03,(,电磁阀,YV3),1.03,第,4,梯级,0.04,TIM0001,#0020,第,5,梯级,1.03,0.01,0.00,W2.00,(,停机记忆,),W2.00,第,6,梯级,修改后的梯形图程序,END,高液位,H,0.02,中液位,I,0.03,低液位,L,0.04,启动,0.00,停止,0.01,6.,将程序输入,PLC,并调试,如果用简易编程器输入，则应先将梯形图转换成指令助记符程序,如果在计算机上用,CX-Programmer,软件,编程，在,CX-Programmer,中设置好通信格式后，即可将计算机中的梯形图程序直接下载到,PLC,程序输入到,PLC,后,先进行模拟调试,，在各指定输入端输入信号，观察输出指示灯的状态，若输出不符合要求，应借助编程工具联机查找原因，并排除之,模拟调试完成后，就可以进行整个系统的,现场运行调试,6.4,逻辑设计法,工业控制中常用的继电器、接触器的触点只有两种逻辑状态，吸合或断开，因此，可用逻辑代数设计电器控制线路,PLC,的早期应用就是替代继电器控制系统，因此用逻辑设计方法同样也适用于,PLC,应用程序的设计,当一个逻辑函数用逻辑变量的基本运算式表达出来后，实现这个逻辑函数的梯形图也就确定了,基本逻辑函数和运算式与梯形图、指令助记符的对应关系,【,例,2】,设计某通风机指示系统的,PLC,控制程序,某地下通风系统有,3,台通风机，要求在以下几种运行状态下应显示不同的信号,当两台及两台以上通风机运转时，绿灯亮,只有一台在运转时，黄灯闪烁,三台通风机都不运转时，红灯亮且报警,由控制要求可知，这是一个对地下通风系统进行监视的问题。显然，必须先将,3,台通风机的运行状态信号输入,PLC,，通过,PLC,控制各种运行状态的显示,1.,分析工艺过程，明确控制要求,2.,统计输入,/输出点数并选择,PLC,型号,共有,3,个输入点,3,台通风机的运转检测信号,共有,3,个输出点,红色指示灯,绿色指示灯,黄色指示灯,可选用,CJ,系列,PLC,16,点开关量输入模块，分配地址,CIO0000,16,点开关量输出模块，分配地址,CIO0001,3.,分配,PLC,输入输出点,输入电器,输入端子,输出电器,输出端子,1,号通风机转,0.01,绿灯,1.00,2,号通风机转,0.02,黄灯,1.01,3,号通风机转,0.03,红灯,1.02,PLC,外部,接线,4.,列状态表，并写出,逻辑表达式,为了明确起见，将系统的工作状态以列表的形式表示出来,由于屏幕限制，下面将几种运行情况分开列表,为讨论问题方便,3,台通风机分别用,A,、,B,、,C,表示，,绿、黄、红灯分别用,F1,、,F2,、,F3,表示,绿灯亮的状态表和逻辑表达式,A,B,C,F1,1,1,0,1,0,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,黄灯闪烁的状态表和逻辑表达式,A,B,C,F2,1,0,0,1,0,1,0,1,0,0,1,1,红灯亮且报警的状态表和逻辑表达式,A,B,C,F3,0,0,0,1,5.,根据,逻辑表达式画出,梯形图程序,其中,P_1s,是,0.5s,通、,0.5s,断的时钟脉冲，用来使黄灯闪烁,6.,将程序输入,PLC,并调试,在计算机上打开,CX-Programmer,软件编程，设置好通信格式后，将计算机中的梯形图程序下载到,PLC,程序输入到,PLC,后即可进行,模拟调试,。以不同的组合模拟输入三台通风机运转信号，观察各种状态下输出指示灯的亮暗情况，应符合要求,6.5,波形图设计法,波形图设计法是根据控制要求先画出对应信号的,工作波形图,，然后找出各信号状态转换的时刻和条件，再对应时间用逻辑关系去组合，从而画出梯形图,波形图设计法对于,按时间先后顺序动作,的时序控制系统的设计尤为方便,【,例,3】,设计某彩灯电路的,PLC,控制程序,某彩灯电路有,A,、,B,、,C,、,D,四组彩灯，工作过程为：,B,、,C,、,D,暗，,A,组亮,2s,；,A,、,C,、D,暗，,B,组亮,2s,；,A,、,B,、,D,暗，,C,组亮,2s,；,A,、,B,、,C,暗，,D,组亮,2s,；,B,、,D,两组暗，,A,、,C,两组同时亮,1s,；,A,、,C,两组暗，,B,、,D,两组同时亮,1s,。,然后按反复循环。要求用一个开关控制，开关闭合彩灯电路工作，开关断开彩灯电路停止工作,1.,分析工艺过程，明确控制要求,2.,统计输入,/,输出点数并选择,PLC,型号,有,1,个输入点,工作开关,共有,4,个输出点,A,组彩灯,B,组彩灯,C,组彩灯,D,组彩灯,可选用,CJ,系列,PLC,16,点开关量输入模块，分配地址,CIO0000,16,点开关量输出模块分配地址,CIO0001,3.,分配,PLC,输入输出点,输入电器,输入端子,输出电器,输出端子,工作开关,SA,0.00,A,组彩灯,HL1,1.01,B,组彩灯,HL2,1.02,C,组彩灯,HL3,1.03,D,组彩灯,HL4,1.04,PLC,外部,接线,4.,画波形图,按照时间的先后顺序关系，,画出各信号在一个循环中的波形图,，分析波形图中有几个时间段需要控制，就使用几个定时器，并画出定时器的波形图,本例中,4,组彩灯工作,一个循环由,6,个时间段构成,，可用,6,个定时器,TIM0001,TIM0006,加以控制,当工作开关,SA,接通后，,TIM0001,首先开始定时,TIM0001,定时到接通,TIM0002,TIM0002,定时到接通,TIM0003,TIM0006,定时到断开,TIM0001,，从而开始新循环,彩灯电路工作波形图,5.,列出逻辑表达式并设计梯形图程序,根据波形图的对应关系，并结合输入,/,输出点分配，可列出各组彩灯的逻辑表达式,根据上面的逻辑表达式就可对应画出彩灯电路的梯形图程序,彩灯电路梯形图程序,6.,将程序输入,PLC,并调试,在计算机上打开,CX-Programmer,软件,编程，设置好通信格式后，将计算机中的梯形图程序下载到,PLC,程序输入到,PLC,后即可进行,模拟调试,。当工作开关接通后，观察,A,、,B,、,C,、,D,四组彩灯的亮暗状态，应符合要求,几种设计方法的比较,经验设计法,对各种控制系统都适用，它是在典型环节程序段的基础上，凭经验进行组合、修改，以满足控制要求,逻辑设计法,主要适用于组合逻辑控制的设计。首先根据控制要求正确地列写逻辑表达式，化简后画出梯形图,波形图设计法,适用于时序控制系统的设计。首先根据控制要求把各信号的工作波形画出来，再按时间用逻辑关系组合，最后根据逻辑表达式画出梯形图,PLC,应用程序设计有哪几种常用的方法？各有什么特点？,