第4章 數字量控制系統梯形圖程序設計方法,4.1 梯形圖的經驗設計法 在一些典型電路的基礎上，根據被控制對象對控制系統的具體要求，不斷地修改和完善梯形圖。有時需要反復地調試和修改梯形圖，增加一些中間編程元件和觸點，最后才能得到一個比較滿意的結果。 這種方法沒有普遍的規律可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，最后的結果不是唯一的，設計所用的時間、質量和設計者的經驗有很大的關系。,4.1.1 有記憶功能的電路,4.1.2 定時器應用電路,圖4-3 長延時電路,圖4-4 閃爍電路,4.1.3 經驗設計法舉例,圖4-5 小車自動往復運動的繼電器控制電路圖,4.1.3 常閉觸點輸入信號的處理,分析上個例題中的PLC輸入端I0.5處的FR的觸點常開常閉情況，我們可以得出這樣的結論： 為了使梯形圖和繼電器電路圖中觸點的類型相同，建議盡可能地用常開觸點作為PLC地輸入信號。,4.2 根據繼電器電路圖設計梯形圖的方法 4.2.1 基本方法,“翻譯” 用PLC的外部硬件接線圖和梯形圖程序來實現繼電器系統的功能。,PLC控制箱； 梯形圖控制箱內“線路圖”； 輸入和輸出控制箱與外部的“接口繼電器”。,將繼電器電路圖轉換為功能相同的PLC的外部接線圖和梯形圖的步驟： 了解和熟悉被控制設備的工藝過程和機械的動作情況，根據繼電器電路圖分析和掌握控制系統的工作原理。 確定PLC的輸入信號和輸出負載，以及與它們對應的梯形圖中的輸入位和輸出位的地址，畫出PLC的外部接線圖。 確定與繼電器電路圖的中間繼電器、時間繼電器對應的梯形圖中的位存儲器和定時器的地址。 根據上述的對應關系畫出梯形圖,4.2.2 注意事項 1. 應遵守梯形圖語言中的語法規定 2設置中間單元 3盡量減少PLC的輸入信號和輸出信號 4設立外部聯鎖電路 5梯形圖的優化設計 6外部負載的額定電壓,4.3 順序控制設計法與順序功能圖 4.3.1 順序控制設計法 所謂順序控制，就是按照生產工藝預先規定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據內部狀態和時間的順序，在生產過程中各個執行機構自動地有序地進行操作。 使用順序控制設計法時首先根據系統地工藝過程，畫出順序功能圖，然后根據順序功能圖設計梯形圖。 順序功能圖（SFC）是描述控制系統的控制過程、功能和特性的一種圖形，也是設計PLC的順序控制程序的有力工具。,4.3.2 步與動作 1步的基本概念 將系統的一個工作周期劃分成若干個順序相連的階段，這些階段稱為步（step），用編程元件（M，S）來代表各個步。 步是根據輸出量的狀態來劃分的。 順序設計法用轉換條件控制代表各步的編程元件，讓它們的狀態按一定的順序變化，然后用代表各步的編程元件去控制PLC的各輸出位。,圖4-11 波形圖 圖4-12 順序功能圖,2初始步 與系統的初始狀態相對應的步稱為初始步，初始狀態一般是系統等待啟動命令的相對靜止的狀態。初始步用雙線方框表示，每個順序功能圖至少對應有一個初始步。,3與步對應的動作或命令,4活動步 當系統正處在某一步所在階段時，該步處于活動狀態，稱該步為“活動步”。,圖4-13 順序功能圖,4.3.3 有向連線與轉換條件,有向連線： 從上到下或從左至右箭頭不標，反之標出。 轉換： 用有向連線上與有向連線垂直的短劃線來表示，將相鄰兩步隔開。 轉換條件： 轉換條件是與轉換相關的邏輯命題，轉換條件可以用文字語言、布爾代數表達式或圖形符號標注在表示轉換的短線的旁邊。,圖4-15 轉換條件,SM0.1的作用： 在順序功能圖中，只有當某一步的前級步是活動步時，該步才有可能變成活動步。如果沒有斷電保持功能的編程元件代表各步，進入RUN工作方式時，他們均處于0狀態，必須用開機接通一個掃描周期的初始化脈沖SM0.1的常開觸點作為轉換條件，將初始步預置為活動步。,4.3.4順序功能圖的基本結構,單序列： 單序列由一些列相繼激活的步組成，每一步的后面僅有一個轉換，每一個轉換的后面只有一個步。,選擇序列： 選擇序列的開始稱為分支，轉換符號只能標在水平連線之下；選擇序列的結束稱為合并，幾個選擇序列合并到一個公共序列時，用需要序列相同數量的轉換符號和水平連線來表示，轉換符號只允許標在水平連線之上。,并列序列： 用來表示系統的幾個同時工作的獨立部分的工作情況； 并行序列的開始稱為分支（結束稱為合并），當轉換條件的實現導致幾個序列同時激活時，這些序列稱為并行序列； 水平線用雙線表示，水平雙線之上（下）只允許有一個轉換符號。,圖4-16 單序列、選擇序列與并行序列,復雜的順序功能圖舉例：,4.3.5 順序功能圖中轉換實現的基本規則 1轉換實現的條件： (1) 該轉換所有的前級步都是活動步。 (2) 相應的轉換條件得到滿足。 了解 同步實現 2轉換實現應完成的操作 (1) 使所有的后續步變為活動步。 (2) 使所有的前級步變為不活動步。,圖4-19 轉換的同步實現,這兩條規則可以用于任意結構中的轉換！,3繪制順序功能圖時的注意事項 ： 兩個步絕對不能直接相連，必須用一個轉換將它們分隔開。 兩個轉換也不能直接相連，必須用一個步將它們分隔開。 不要漏掉初始步。 在順序功能圖中一般應有由步和有向連線組成的閉環。自動控制系統應能多次重復執行同一工藝過程，一般應有由步和有向連線組成的閉環，即在完成一次工藝過程的全部操作之后，應從最后一步返回初始步，系統停留在初始狀態(單周期，圖4-12)，在連續循環工作方式時，將從最后一步返回下一工作周期開始運行的第一步(圖4-18)。,4順序控制設計法的本質（相對經典設計法）,圖4-20 信號關系圖,圖4-26 改錯,例題： 某專用鉆床用來加工圓盤狀零件上均勻分布的6個孔。開始自動運行時兩個鉆頭在最上面的位置，限位開關I0.3和I0.5為ON。操作人員放好工件后，按下啟動按鈕I0.0，Q0.0變為ON，工件被加緊，加緊后壓力繼電器I0.1為ON，Q0.1和Q0.3使兩個鉆頭同時開始工作，分別鉆到由限位開關I0.2和I0.4設定的深度時，Q0.2和Q0.4使兩個鉆頭分別上行，升到由限位開關I0.3和I0.5設定的起始位置時，分別停止上行，設定值為3的計數器C0的當前值加1。兩個都上升到位后，若沒有鉆完3對孔，C0的常閉觸點閉合，Q0.5使工件旋轉1200，旋轉到位時限位開關I0.6位ON，旋轉結束后又開始鉆第2對孔。3對孔都鉆完后，計數器的當前值等于設定值3，C0的常開觸點閉合，Q0.6使