1、清華大學出版社清華大學出版社第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計v 4.1 4.1 梯形圖經驗設計法梯形圖經驗設計法v 4.2 4.2 繼電器控制電路移植法設計梯形圖繼電器控制電路移植法設計梯形圖v 4.3 4.3 順序控制法和順序功能圖順序控制法和順序功能圖v 4.4 4.4 順序功能圖的編程方法順序功能圖的編程方法v 4.4 4.4 PLCPLC程序設計方法比較程序設計方法比較清華大學出版社清華大學出版社4.1 4.1 梯形圖經驗設計法梯形圖經驗設計法v 經驗設計方法也叫試湊法，經驗設計方法需要設計者掌握大量的典型電路，在掌握這些典型電路的基礎上，充分理解實際的控制問題，

2、將實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行拼湊梯形圖。v4.1.1 4.1.1 梯形圖經驗設計法的步驟梯形圖經驗設計法的步驟v4.1.2 4.1.2 常用基本環節梯形圖程序常用基本環節梯形圖程序第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社梯形圖經驗設計法的步驟梯形圖經驗設計法的步驟v分解梯形圖程序分解梯形圖程序v輸入信號邏輯組合輸入信號邏輯組合 v使用輔助元件和輔助觸點使用輔助元件和輔助觸點 v使用定時器和計數器使用定時器和計數器 v使用功能指令使用功能指令 v畫互鎖條件畫互鎖條件 v畫保護條件畫保護條件 第四章第四章 可編程控制

3、器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社常用基本環節梯形圖程序常用基本環節梯形圖程序 v 1.1.起動、保持和停止電路起動、保持和停止電路 v 2.2.三相異步電動機正反轉三相異步電動機正反轉控制電路控制電路 v 3.3.常閉觸點輸入信號的處常閉觸點輸入信號的處理理 v 4.4.多繼電器線圈控制電路多繼電器線圈控制電路 v 5.5.多地控制電路多地控制電路 v 6.6.互鎖控制電路互鎖控制電路v 7.7.順序起動控制電路順序起動控制電路v 8.8.集中與分散控制電路集中與分散控制電路v 9.9.自動與手動控制電路自動與手動控制電路 v 1010. .閃爍電路閃爍電路 v 11

4、.11.延合延分電路延合延分電路 v 12.12.定時范圍擴展電路定時范圍擴展電路 v 13.13.分頻電路分頻電路第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社啟動、保持和停止電路啟動、保持和停止電路v 實現Y10的啟動、保持和停止的四種梯形圖如圖所示。這些梯形圖均能實現啟動、保持和停止的功能。X0為啟動信號，X1為停止信號。圖a、c是利用Y10 常開觸點實現自鎖保持，而圖b、d是利用SET、RST指令實現自鎖保持。 啟動、保持和停止電路動作演示啟動、保持和停止電路動作演示CLICK HERE第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出

5、版社清華大學出版社起動、保持和停止電路起動、保持和停止電路第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社三相異步電動機正反轉控制電路三相異步電動機正反轉控制電路v 如圖所示是三相異步電動機正反轉控制的主電路和繼電器控制電路圖。 第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社電動機正反轉控制電動機正反轉控制第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社常閉觸點輸入信號的處理常閉觸點輸入信號的處理v 如果輸入信號只能由常開觸點提供，梯形圖中的觸點類型與繼電器電路的觸點類型完全一致。v 如果接

6、入PLC的是輸入信號的常閉觸點，這時在梯形圖中所用的X1的觸點的類型與PLC外接SB2的常開觸點時剛好相反，與繼電器電路圖中的習慣也是相反的。建議盡可能采用常開觸點作為PLC的輸入信號。 清華大學出版社清華大學出版社多繼電器線圈控制電路多繼電器線圈控制電路v 下圖是可以自鎖的同時控制4個繼電器線圈的電路圖。其中X0是起動按鈕，X1是停止按鈕。第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社多地控制電路多地控制電路v 下圖是兩個地方控制一個繼電器線圈的程序。其中X0和X1是一個地方的起動和停止控制按鈕，X2和X3是另一個地方的起動和停止控制按鈕。第四章第四章 可

7、編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社互鎖控制電路互鎖控制電路v 下圖是3個輸出線圈的互鎖電路。其中X0、X1和X2是起動按鈕，X3是停止按鈕。由于Y0、Y1、Y2每次只能有一個接通，所以將Y0、Y1、Y2的常閉觸點分別串聯到其它兩個線圈的控制電路中。第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社順序起動控制電路順序起動控制電路v 如圖所示。Y0的常開觸點串在Y1的控制回路中，Y1的接通是以Y0的接通為條件。這樣，只有Y0接通才允許Y1接通。Y0關斷后Y1也被關斷停止，而且Y0接通條件下，Y1可以自行接通和停止。X0、X2為起動按

8、鈕，X1、X3為停止按鈕。第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社集中與分散控制電路集中與分散控制電路v 在多臺單機組成的自動線上，有在總操作臺上的集中控制和在單機操作臺上分散控制的聯鎖。集中與分散控制的梯形圖如圖所示。X2為選擇開關，以其觸點為集中控制與分散控制的聯鎖觸點。當X2為ON時，為單機分散起動控制；當X2為OFF時，為集中總起動控制。在兩種情況下，單機和總操作臺都可以發出停止命令。第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社自動與手動控制電路自動與手動控制電路v 在自動與半自動工作設備中，有自動控制與手

9、動控制的聯鎖，如圖所示。輸入信號X1是選擇開關，選其觸點為聯鎖型號。當X1為ON時，執行主控指令，系統運行自動控制程序，自動控制有效，同時系統執行功能指令CJ P63，直接跳過手動控制程序，手動調整控制無效。當X1為OFF時，主控指令不執行，自動控制無效，跳轉指令也不執行，手動控制有效。第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社閃爍電路閃爍電路v 當撥動開關將X0接通，啟動脈沖發生器。延時2s后Y0接通，再延時3s后Y0斷開。這一過程周期性地重復。Y0輸出一系列脈沖信號，其周期為5s，脈寬為3s。第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華

10、大學出版社清華大學出版社延合延分電路延合延分電路v 如圖所示用X0控制Y0，當X0的常開觸點接通后，T0開始定時，10s后T0的常開觸點接通，使Y0變為ON。X0為ON時其常閉觸點斷開，使T1復位，X0變為OFF后T1開始定時，5s后T1的常閉觸點斷開，使Y0變為OFF，T1也被復位。Y0用起動、保持、停止電路來控制。第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社定時范圍擴展電路定時范圍擴展電路v FX2N系列PLC定時器的最長定時時間為3276.7s，如果需要更長的定時時間，可以采用以下方法以獲得較長延時時間。v多個定時器組合電路多個定時器組合電路v定時器

11、和計數器組合定時器和計數器組合第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社多個定時器組合電路多個定時器組合電路v 如圖所示。當X0接通，T0線圈得電并開始延時，延時到T0常開觸點閉合，又使T1線圈得電，并開始延時，當定時器T1延時到，其常開觸點閉合，再使T2線圈得電，并開始延時，當定時器T2延時到，其常開觸點閉合，才使Y0接通。因此，從X0為ON開始到Y0接通共延時9000s。第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社定時器和計數器組合定時器和計數器組合v 當X1為ON時，T1開始定時，0.6s后T1定時時間到，其常

12、閉觸點斷開，使它自己復位，復位后T1的當前值變為0，同時它的常閉觸點接通，使它自己的線圈重新通電，又開始定時。T1將這樣周而復始地工作，直至X1變為OFF。從分析中可看出，1最上面一行電路是一個脈沖信號發生器，脈沖周期等于T1的設定值。 v 產生的脈沖列送給C0計數，計滿3個數后，C0的當前值等于設定值，它的常開觸點閉合，Y0開始輸出。 第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社分頻電路分頻電路v 用PLC可以實現對輸入信號的任意分頻，如圖所示是一個二分頻電路。分頻電路動作演示分頻電路動作演示 CLICK HERE第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程

13、控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社4.2 4.2 繼電器控制電路移植法設計梯形圖繼電器控制電路移植法設計梯形圖v 用PLC改造繼電器控制系統時，因為原有的繼電器控制系統經過長期的使用和考驗，已被證明能夠完成系統要求的控制功能，而且繼電器電路圖與梯形圖在表示方法和分析方法上有很多相似之處，因此可以根據繼電器電路圖設計梯形圖，即將繼電器電路圖轉換為具有相同功能的PLC外部硬件接線圖和梯形圖。 第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社4.2 4.2 繼電器控制電路移植法設計梯形圖繼電器控制電路移植法設計梯形圖設計步驟v 1. 了解和熟悉被控設備的工藝

14、過程和機械的 動作情況。v 2.確定PLC的輸入信號和輸出負載，畫出PLC外部接線圖。v 3. 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輔助繼電器Mv 和定時器T的元件號。 v 4.根據上述對應關系畫出梯形圖。 第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社4.2 4.2 繼電器控制電路移植法改造搖臂鉆床繼電器控制電路移植法改造搖臂鉆床第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社4.2 4.2 繼電器控制電路移植法改造搖臂鉆床繼電器控制電路移植法改造搖臂鉆床第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器

15、程序設計清華大學出版社清華大學出版社4.3 4.3 順序控制法和順序功能圖順序控制法和順序功能圖v 4.3.1 4.3.1 順序控制設計法順序控制設計法v 4.3.2 4.3.2 順序控制設計法的設計基本步驟順序控制設計法的設計基本步驟v v 4.3.3 4.3.3 順序功能圖的組成要素順序功能圖的組成要素v 4.3.4 4.3.4 順序功能圖的基本結構順序功能圖的基本結構v 4.3.5 4.3.5 順序功能圖的編程方法順序功能圖的編程方法第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社4.3.1 4.3.1 順序控制設計法順序控制設計法v 順序控制就是按照生

16、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工作。使用順序控制設計法時首先根據系統的工藝過程，畫出順序功能圖，然后根據順序功能圖畫出梯形圖。v 順序控制設計法是一種先進的設計方法，很容易被初學者接受，程序的調試、修改和閱讀也很容易，并且大大縮短了設計周期，提高了設計效率。 第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社4.3.2 4.3.2 順序控制設計法的設計基本步驟順序控制設計法的設計基本步驟 v 1.步的劃分 v 2.轉換條件的確定 v 3.順序功能圖的繪制 v 4.梯形圖的繪制 第四

17、章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社4.3.3 4.3.3 順序功能圖的組成要素順序功能圖的組成要素v 順序功能圖主要由步、有向連線、轉換、轉換條件和動作（或命令）等要素組成。v 步與步之間實現轉換應同時具備兩個條件：v (1) 前級步必須是活動步。v (2) 對應的轉換條件成立。第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社4.3.44.3.4順序功能圖的基本結構順序功能圖的基本結構v單序列結構單序列結構v選擇序列結構選擇序列結構v并行序列結構并行序列結構v子步結構子步結構v跳步、重復和循環序列結構跳步、重復和循環

18、序列結構v繪制順序功能圖的注意事項繪制順序功能圖的注意事項 第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社單序列結構單序列結構v 順序功能圖的單序列結構形式最為簡單，它由一系列按順序排列、相繼激活的步組成。每一步的后面只有一個轉換，每一個轉換后面只有一步 第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社選擇序列結構選擇序列結構v 選擇序列有開始和結束之分。選擇序列的開始稱為分支，選擇序列的結束稱為合并。v 選擇序列的分支是指一個前級步后面緊接著有若干個后續步可供選擇，各分支都有各自的轉換條件。分支中表示轉換的短劃線只能標在水

19、平線之下。第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社并行序列結構并行序列結構v 并行序列也有開始和結束之分。并行序列的開始也稱為分支，并行序列的結束也稱為合并。 第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社子步結構子步結構v 在繪制復雜控制系統順序功能圖時，為了使總體設計時容易抓住系統的主要矛盾，能更簡潔地表示系統的整體功能和全貌，通常采用子步的結構形式，可避免一開始就陷入某些細節中。v 所謂子步的結構是指在順序功能圖中，某一步包含著一系列子步和轉換。 第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出

20、版社清華大學出版社跳步、重復和循環序列結構跳步、重復和循環序列結構v 跳步、重復和循環序列結構實際上都是選擇序列結構的特殊形式 。第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社繪制順序功能圖的注意事項繪制順序功能圖的注意事項v （1）兩個步絕對不能直接相連，必須用一個轉換將它們隔開。v （2）兩個轉換也不能直接相連，必須用一個步將它們隔開。v （3）順序功能圖中的初始步一般對應于系統等待起動的初始狀態，初始步可能沒有輸出處于ON狀態，但初始步是必不可少的。v （4）自動控制系統應能多次重復執行同一工藝過程，因此在順序功能圖中一般應有由步和有向連線組成的閉環。

21、v （5）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。因此在進入RUN工作方式時，必須用初始化脈沖M8002的常開觸點作為轉換條件，將初始步預置為活動步，否則因順序功能圖中沒有活動步，系統將無法工作。第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社4.4 4.4 順序功能圖的編程方法順序功能圖的編程方法v 根據控制系統的順序功能圖設計梯形圖的方法，稱為順序控制梯形圖的編程方法。下面介紹三種編程方法。v 起動、保持、停止電路的編程方法起動、保持、停止電路的編程方法v 以轉換為中心的編程方法以轉換為中心的編程方法v 使用使用STLSTL

22、指令的編程方法。指令的編程方法。第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社4.4.1 4.4.1 起動、保持、停止電路的編程方法起動、保持、停止電路的編程方法v 單序列結構的編程方法單序列結構的編程方法v 選擇序列結構的編程方法選擇序列結構的編程方法v 并行序列結構的編程方法并行序列結構的編程方法v 僅有兩步的閉環的處理僅有兩步的閉環的處理第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社單序列結構的編程方法單序列結構的編程方法v 下圖是某小車運動的示意圖、順序功能圖和用起動、保持和停止電路設計的梯形圖。 第四章第四章 可

23、編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社選擇序列結構的編程方法選擇序列結構的編程方法v 如圖所示是自動門控制系統的順序功能圖。 第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社并行序列結構的編程方法并行序列結構的編程方法第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社僅有兩步的閉環的處理僅有兩步的閉環的處理第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社4.4.2 4.4.2 以轉換為中心的編程方法以轉換為中心的編程方法v單序列結構的編程方法v選擇序列結構的編程方法v

24、并行序列結構的編程方法第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社單序列結構的編程方法單序列結構的編程方法第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社選擇序列結構的編程方法選擇序列結構的編程方法第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社并行序列結構的編程方法并行序列結構的編程方法第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社4.4.3 4.4.3 步進梯形指令的編程方法步進梯形指令的編程方法 v步進指令步進指令v單序列結構的編程方法單序列結構的

25、編程方法v選擇序列結構的編程方法選擇序列結構的編程方法v并行序列結構的編程方法并行序列結構的編程方法第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社步進指令步進指令v 許多PLC都有專門用于編制順序控制程序的步進梯形指令及編程元件。v 步進梯形指令簡稱為STL指令，FX系列PLC還有一條使STL指令復位的RET指令。利用這兩條指令，可以很方便地編制順序控制梯形圖程序。v 步進梯形指令STL只有與狀態繼電器S配合才具有步進功能。S0S9用于初始步，S10S19用于自動返回原點。使用STL指令的狀態繼電器的常開觸點稱為STL觸點，用符號表示，沒有常閉的STL觸點。

26、第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社單序列結構的編程方法單序列結構的編程方法第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社選擇序列結構的編程方法選擇序列結構的編程方法第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社并行序列結構的編程方法并行序列結構的編程方法第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社機械手的控制機械手的控制 機械手將工件從A點向B點傳送。機械手的上升、下降與左移、右移都是由雙線圈兩位電磁閥驅動氣缸來實現的。抓手對工件的松夾是

27、由一個單線圈兩位電磁閥驅動氣缸完成，只有在電磁閥通電時抓手才能夾緊。該機械手工作原點在左上方，按下降、夾緊、上升、右移、下降、松開、上升、左移的順序依次運動。它有手動、單步、一個周期和連續工作（自動）四種操作方式。第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清華大學出版社清華大學出版社機械手的控制機械手的控制 手動方式：是指用各自的按鈕使各個負載單獨接通或斷開。 回原點：按下此按鈕，機械手自動回到原點。 單步運行：按動一次啟動按鈕，前進一個工步。 單周期運行（半自動）：在原點位置按動啟動按鈕，自動運行一遍后回到原點停止。若在中途按動停止按鈕，則停止運行；再按啟動按鈕，從斷點處繼續運行，回到原點處自動停止。 連續運行（全自動）：在原點位置按動啟動按鈕，連續反復運行。若在中途按動停止按鈕，運行到原點后停止。面板上的啟動和急停按鈕與PLC運行程序無關。這兩個按鈕是用來接通和斷開PLC外部負載的電源。第四章第四章 可編程控制器程序設計可編程控制器程序設計清