PLC编程方法状态法.ppt
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1、第7章 PLC应用系统设计及实例,本章要点 PLC应用系统设计的步骤及常用的设计方法 应用举例 PLC的装配、检测和维护,7.1 应用系统设计概述,在了解了PLC的基本工作原理和指令系统之后,可以结合实际进行PLC的设计,PLC的设计包括硬件设计和软件设计两部分,PLC设计的基本原则是: 1. 充分发挥PLC的控制功能,最大限度地满足被控制的生产机械或生产过程的控制要求。 2. 在满足控制要求的前提下,力求使控制系统经济、简单,维修方便。 3. 保证控制系统安全可靠。 4. 考虑到生产发展和工艺的改进,在选用PLC时,在I/O点数和内存容量上适当留有余地。 5. 软件设计主要是指编写程序,要求
2、程序结构清楚,可读性强,程序简短,占用内存少,扫描周期短。,2. 设计步骤,(1)工艺分析 (2)选择合适的PLC类型 (3)分配I/O点 (4)程序设计 (5)控制柜或操作台的设计和现场施工 (6)应用系统整体调试 (7)编制技术文件,7.2.2 PLC的硬件设计和软件设计及调试,1. PLC的硬件 PLC硬件设计包括:PLC及外围线路的设计、电气线路的设计和抗干扰措施的设计等。 2. PLC的软件设计 软件设计包括系统初始化程序、主程序、子程序、中断程序、故障应急措施和辅助程序的设计,小型开关量控制一般只有主程序。首先应根据总体要求和控制系统的具体情况,确定程序的基本结构,画出控制流程图或
3、功能流程图,简单的可以用经验法设计,复杂的系统一般用顺序控制设计法设计。 3. 软件硬件的调试,7.2.3 PLC程序设计常用的方法,1. 经验设计法 经验设计法即在一些典型的控制电路程序的基础上,根据被控制对象的具体要求,进行选择组合,并多次反复调试和修改梯形图,有时需增加一些辅助触点和中间编程环节,才能达到控制要求。 这种方法没有规律可遵循,设计所用的时间和设计质量与设计者的经验有很大的关系,所以称为经验设计法。 经验设计法用于较简单的梯形图设计。应用经验设计法必须熟记一些典型的控制电路,如起保停电路、脉冲发生电路等,这些电路在前面的章节中已经介绍过。,3. 顺序控制设计法 根据功能流程图
4、,以步为核心,从起始步开始一步一步地设计下去,直至完成。 此法的关键是画出功能流程图。 (1)将被控制对象的工作过程按输出状态的变化分为若干步, (2)指出工步之间的转换条件 (3)指出每个工步的控制对象。 在进行程序设计时,可以用中间继电器M来记忆工步,一步一步地顺序进行,也可以用顺序控制指令来实现。 下面将详细介绍功能流程图的种类及编程方法。,(1)单流程及编程方法。功能流程图的单流程结构形式简单,其特点是:每一步后面只有一个转换,每个转换后面只有一步。各个工步按顺序执行,上一工步执行结束,转换条件成立,立即开通下一工步,同时关断上一工步。用顺序控制指令来实现功能流程图的编程方法,在前面的
5、章节已经介绍过了,在这里将重点介绍用中间继电器M来记忆工步的编程方法。,当n-1为活动步时,转换条件b成立,则转换实现,n步变为活动步,同时n-1步关断。由此可见,第n步成为活动步的条件是: Xn-1=1,b=1; 第n步关断的条件只有一个Xn+1=1。用逻辑表达式表示功能流程图的第n步开通和关断条件为: 式中等号左边的Xn为第n步的状态,等号右边Xn+1表示关断第n步的条件,Xn表示自保持信号,b表示转换条件。,【例7-3】根据图7-5所示的功能流程图,设计出梯形图程序。将结合本例介绍常用的编程方法。,1)使用起保停电路模式的编程方法。,对应的状态逻辑关系为:,【例7-3】根据图7-5所示的
6、功能流程图,设计出梯形图程序。将结合本例介绍常用的编程方法。,2)使用置位、复位指令的编程方法,图7-7 置位、复位指令编制的梯形图,【例7-3】根据图7-5所示的功能流程图,设计出梯形图程序。将结合本例介绍常用的编程方法。,3)使用顺序控制指令的编程方法,图7-10 用顺序控制指令编程,(2)选择分支及编程方法,图7-11 选择分支开始,假设2为活动步,若转换条件a=1,则执行工步3; 如果转换条件b=1,则执行工步4; 转换条件c=1,则执行工步5。 即哪个条件满足,则选择相应的分支,同时关断上一步2。 一般只允许选择其中一个分支。 在编程时,若图7-11中的工步2、3、4、5分别用M0.
7、0、M0.1、M0.2、M0.3表示,则当M0.1、M0.2、M0.3之一为活动步时,都将导致M0.0=0,所以在梯形图中应将M0.1、M0.2和M0.3的常闭接点与M0.0的线圈串联,作为关断M0.0步的条件。,(2)选择分支及编程方法,图 7-12 选择分支结束,如果步6为活动步,转换条件d=1,则,则工步6向工步9转换; 如果步7为活动步,转换条件e=1,则工步7向工步9转换; 如果步8为活动步,转换条件f=1,则工步8向工步9转换。 若图7-12中的工步6、7、8、9分别用M0.4、M0.5、M0.6、M0.7表示,则M0.7(工步9)的起动条件为:M0.4d+ M0.5e+ M0.6
8、f, 在梯形图中,则为M0.4的常开接点串联与d转换条件对应的触点、M0.5的常开接点串联与e转换条件对应的触点、M0.6的常开接点串联与f转换条件对应的触点,三条支路并联后作为M0.7线圈的起动条件。,【例7-4】根据图7-13所示的功能流程图,设计出梯形图程序。,1)使用起保停电路模式的编程。 对应的状态逻辑关系为:,图7-14 例7-4用起保停电路模式的编程,【例7-4】根据图7-13所示的功能流程图,设计出梯形图程序。,2)使用置位、复位指令的编程。,【例7-4】根据图7-13所示的功能流程图,设计出梯形图程序。,3)使用顺序控制指令的编程。,(3)并行分支及编程方法。,并行分支的开始
9、是指当转换条件实现后,同时使多个后续步激活。为了强调转换的同步实现,水平连线用双线表示。在图7-18a中,当工步2处于激活状态,若转换条件e=1,则工步3、4、5同时起动,工步2必须在工步3、4、5都开启后,才能关断。 并行分支的合并是指:当前级步6、7、8都为活动步,且转换条件f成立时,开通步9,同时关断步6、7、8。,图7-18 并行分支 a)并行分支开始 b)并行分支结束,【例7-5】根据图7-19所示的功能流程图,设计出梯形图程序,1)使用起保停电路模式的编程,【例7-5】根据图7-19所示的功能流程图,设计出梯形图程序,2)使用置位、复位指令的编程,需要注意的是: 多步均有同一状态输
10、出的,应在最后用多步并联后输出该同一状态,而不能在每一步里单独编写该同一状态。,【例7-5】根据图7-19所示的功能流程图,设计出梯形图程序,3)使用顺序控制指令的编程,需要注意的是: 每一步的输出都用SM0.0作为条件去触发输出。 当转换条件成立时,直接转移到下一步(转移指令)。 顺序控制开始指令SCR与结束指令SCRE必须成对出现。,(4)循环、跳转流程及编程方法,跳转流程:当步2为活动步时,若条件f=1,则跳过步3和步4,直接激活步5。 循环流程:当步5为活动步时,若条件e=1,则激活步2,循环执行。 编程方法和选择流程类似,不再详细介绍。,需要注意的是: 转换是有方向的,若转换的顺序是
11、从上到下,即为正常顺序,可以省略箭头。若转换的顺序从下到上,箭头不能省略。 只有两步的闭环的处理。,在顺序功能图中只有两步组成的小闭环如图7-24a所示,因为M0.3既是M0.4的前级步,又是它的后续步,所以对应的用起保停电路模式设计的梯形图程序如图7-24b所示。从梯形图中可以看出,M0.4线圈根本无法通电。解决的办法是:在小闭环中增设一步,这一步只起短延时(0.1s)作用,由于延时取得很短,对系统的运行不会有什么影响,如图7-24c所示。,7.2.4 PLC程序设计步骤,1. 程序设计前的准备工作 2. 设计程序框图 3. 编写程序 4. 程序调试 5. 编写程序说明书,7.3 应用举例,
12、7.3.1 AA001电机控制 7.3.2 AA002空气压缩机控制 7.3.2 AA010交通灯控制 7.3.4 水塔水位的模拟控制实训 输出Q公共端接,输入I公共端接COM,7.3.1 AA001电机控制,1. 控制要求 A、按启动按钮SB1,接触器KM1的线圈得电,0.5秒后接触器KM4的线圈O2得电,此时电机正转; B、按启动按钮SB2,接触器KM2的线圈得电,0.5秒后KM4得电,此时电机反转; C、在电机正转时反转按钮SB2无效; D、在电机反转时正传按钮SB1无效; E、停止按钮SB3时电机停止工作。,2. SFC,7.3.2 AA002空气压缩机控制,A、当开关SF201置于“
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