PLC程序設(shè)計(jì)步驟及方法

PLC程序設(shè)計(jì)步驟

PLC程序設(shè)計(jì)方法

2 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 

一、三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制（起保?；芈罚?/span>

控制思路

電動(dòng)機(jī)的額定電流較大，PLC不能用直接控制主電路，需要主電路。

找出所有輸入量和輸出量，接入I/O接線(xiàn)圖。

為了擴(kuò)大輸出電流，采用繼電器輸出方式。

熱繼電器的常閉觸點(diǎn)可以作為輸入信號(hào)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)，也可以在輸出進(jìn)行保護(hù)。

梯形圖和指令表。

二、三相異步電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)控制（正反轉(zhuǎn)控制）

三、兩臺(tái)電機(jī)延時(shí)啟動(dòng)的基本環(huán)節(jié)

要求：一臺(tái)啟動(dòng)10s后第二臺(tái)啟動(dòng)，運(yùn)行后能同時(shí)停止。

四、定時(shí)器應(yīng)用

五、閃爍（振蕩）電路

六、分頻電路

七、十字路口交通燈控制

時(shí)間點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)方法 

3 順序功能圖設(shè)計(jì)法

步進(jìn)指令的引入

分析生產(chǎn)工藝對(duì)控制的要求，我們發(fā)現(xiàn)不少生產(chǎn)過(guò)程都可以劃分為若干工序，每一個(gè)工序要求一定的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。在滿(mǎn)足某些條件后，它又從一個(gè)工序轉(zhuǎn)為另一個(gè)工序，通常這種控制稱(chēng)為順序控制。

順序控制是按順序一步一步來(lái)進(jìn)行控制的，進(jìn)入下一步?jīng)Q定于轉(zhuǎn)換條件是否滿(mǎn)足。它的基本結(jié)構(gòu)可以用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖(順序功能圖)來(lái)描述

工作臺(tái)自動(dòng)往復(fù)控制系統(tǒng)

順序控制的全部過(guò)程，可以分成有序的若干步序(STEP)，或說(shuō)若干個(gè)階段。各步都有自己應(yīng)完成的動(dòng)作(ACTION)。從每一步轉(zhuǎn)移到下一步，一般都是有條件的，條件滿(mǎn)足則上一步動(dòng)作結(jié)束，下一步動(dòng)作開(kāi)始上一步的動(dòng)作會(huì)被清除，這就是狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（SFC，Sequential Function Chart）的設(shè)計(jì)概念。

使用順序控制設(shè)計(jì)首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過(guò)程，畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，然后根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖畫(huà)出梯形圖。

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖介紹

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（Sequential function chart，SFC）:順序功能圖或功能表圖，它是一種通用的技術(shù)語(yǔ)言。

1987年IEC(國(guó)際電工委員會(huì))：IEC848

1994年IEC(國(guó)際電工委員會(huì))：IEC1131

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編程：

步、有向連線(xiàn)、轉(zhuǎn)換、

轉(zhuǎn)換條件和動(dòng)作（或命令）

步

系統(tǒng)所處的階段（狀態(tài)），根據(jù)輸出量的狀態(tài)變化劃分。任何一步內(nèi)，各個(gè)輸出量狀態(tài)保持不變，同時(shí)相鄰的兩步輸出量總的狀態(tài)是不同的。

初始步：系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的步，一般是系統(tǒng)等待啟動(dòng)命令的相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)

活動(dòng)步：系統(tǒng)正處于某一步所在的階段，相應(yīng)的動(dòng)作被執(zhí)行

與步對(duì)應(yīng)的動(dòng)作或命令

有向連線(xiàn)和轉(zhuǎn)換條件

有向連線(xiàn)（狀態(tài)轉(zhuǎn)移路線(xiàn)和方向）

步的活動(dòng)狀態(tài)的進(jìn)展：從上到下，從左到右，有向連線(xiàn)上的箭頭可省略。

轉(zhuǎn)換（分割兩個(gè)相鄰步）

轉(zhuǎn)換條件：是與轉(zhuǎn)換相關(guān)的邏輯命題

步進(jìn)指令及使用說(shuō)明

使用步進(jìn)指令的說(shuō)明

（1）步進(jìn)接點(diǎn)須與左母線(xiàn)連接，步進(jìn)指令具有主控功能。STL指令用來(lái)將狀態(tài)寄存器S的觸點(diǎn)與母線(xiàn)相連并提供主控功能。STL指令與RET指令并不需要成對(duì)使用，但在系列STL電路結(jié)束后，必須寫(xiě)入RET指令

（2）當(dāng)步進(jìn)接點(diǎn)接通時(shí)，其后面的電路才能按邏輯動(dòng)作。如果步進(jìn)接點(diǎn)斷開(kāi)，則后面的電路則全部斷開(kāi)，相當(dāng)于該段程序跳過(guò)。若需要保持輸出結(jié)果，可用SET和RST指令。

（3）允許同一編號(hào)元件的線(xiàn)圈在不同的STL接點(diǎn)后面多次使用。在同一個(gè)程序段中，同一狀態(tài)繼電器地址號(hào)只能使用一次。

（4）可以在步進(jìn)接點(diǎn)內(nèi)處理順控指令

（5）如右圖所示，在狀態(tài)內(nèi)的母線(xiàn)將LD或LDI指令寫(xiě)入后，對(duì)不需要觸點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)就不能再編程，需要按下圖方式進(jìn)行變換。

（6）為了控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)時(shí)避免兩個(gè)線(xiàn)圈同時(shí)接通短路，在狀態(tài)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)輸出線(xiàn)圈互鎖。

編制SFC圖的注意事項(xiàng)和規(guī)則 

一、編制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖SFC的注意事項(xiàng)

（1）對(duì)狀態(tài)編程時(shí)必須使用步進(jìn)接點(diǎn)指令STL。程序的最后必須使用步進(jìn)返回指令RET，返回主母線(xiàn)。

（2）初始狀態(tài)的軟元件用S0～S9,要用雙框表示；中間狀態(tài)軟元件用S20～S899等狀態(tài)，用單框表示。

（3）狀態(tài)編程順序?yàn)椋合冗M(jìn)行驅(qū)動(dòng)，再進(jìn)行轉(zhuǎn)移，不能顛倒。

（4）當(dāng)同一負(fù)載需要連續(xù)多個(gè)狀態(tài)驅(qū)動(dòng)時(shí)，可使用多重輸出，在狀態(tài)程序中，不同時(shí)“激活”的“雙線(xiàn)圈”是允許的。但相鄰狀態(tài)使用的T、C元件，編號(hào)不能相同。

同一負(fù)載需要多個(gè)狀態(tài)驅(qū)動(dòng)可使用多重輸出，但相鄰狀態(tài)定時(shí)器編號(hào)不能相同 

（5）負(fù)載的驅(qū)動(dòng)、狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件可能為多個(gè)元件的邏輯組合，視具體情況，按串、并聯(lián)關(guān)系處理，不能遺漏。

（6）順序狀態(tài)轉(zhuǎn)移用置位指令SET，若順序不連續(xù)轉(zhuǎn)移，也可以使用OUT指令進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。

（7）在STL與RET指令之間不能使用MC、MCR指令。

（8）一般用系統(tǒng)的初始條件，若無(wú)初始條件，可用M8002（PLC從STOP→RUN切換時(shí)的初始脈沖）進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

二、編制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖SFC的規(guī)則

（1）若向上轉(zhuǎn)移（稱(chēng)重復(fù)）、向非相連的下面轉(zhuǎn)移或向其他流程狀態(tài)轉(zhuǎn)移（稱(chēng)跳轉(zhuǎn)），稱(chēng)為順序不連續(xù)轉(zhuǎn)移，順序不連續(xù)轉(zhuǎn)移的狀態(tài)不能使用SET指令，要用OUT指令進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移，并要在SFC圖中用“↓”符號(hào)表示轉(zhuǎn)移目標(biāo)。

（2）在流程中要表示狀態(tài)的自復(fù)位處理時(shí)，要用“↓  ”符號(hào)表示,自復(fù)位狀態(tài)在程序中用RST指令表示。

（2）在流程中要表示狀態(tài)的自復(fù)位處理時(shí)，要用“  ”符號(hào)表示,自復(fù)位狀態(tài)在程序中用RST指令表示。

4 多流程步進(jìn)順序控制

一、單流程結(jié)構(gòu)

單流程結(jié)構(gòu)，就是由一系列相繼執(zhí)行的工步組成的單條流程。

STL編程方式

二、選擇性分支與匯合的編程

選擇性分支：從多個(gè)分支狀態(tài)或分支狀態(tài)序列中只選擇一個(gè)。轉(zhuǎn)換符號(hào)只能標(biāo)在水平線(xiàn)之下，每個(gè)分支上必須具有一個(gè)或一個(gè)以上的轉(zhuǎn)換條件，一般只允許同時(shí)選擇一個(gè)序列。

幾個(gè)選擇序列合并一個(gè)公共序 列---即分支的結(jié)束，稱(chēng)為匯合，轉(zhuǎn)換符號(hào)只允許在水平線(xiàn)上。一般只允許選擇一個(gè)序列。

【應(yīng)用范例】大小球分揀

三、并行分支與匯合的編程

并行分支：轉(zhuǎn)換符號(hào)只有一個(gè)，同時(shí)啟動(dòng)若干個(gè)序列，稱(chēng)為并行序列分支。 并行序列用雙水平線(xiàn)表示，轉(zhuǎn)換符號(hào)在雙水平線(xiàn)之上，為公共轉(zhuǎn)換條件。

    并行序列的結(jié)束稱(chēng)為合并（匯合），轉(zhuǎn)換符號(hào)在水平線(xiàn)以下，當(dāng)雙水平線(xiàn)之上的所有前級(jí)都處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，且轉(zhuǎn)換條件成立，則下一步被激活。同時(shí)所有前級(jí)步都變?yōu)椴换顒?dòng)步了。

按鈕式人行橫道

梯形圖程序

四、跳轉(zhuǎn)與循環(huán)結(jié)構(gòu)

跳轉(zhuǎn)與循環(huán)是選擇性分支的一種特殊形式。若滿(mǎn)足某一轉(zhuǎn)移條件，程序跳過(guò)幾個(gè)狀態(tài)往下繼續(xù)執(zhí)行，這是正向跳轉(zhuǎn)，若要程序返回到上面某個(gè)狀態(tài)再開(kāi)始往下繼續(xù)執(zhí)行，這是逆向跳轉(zhuǎn)，也稱(chēng)作循環(huán)。

跳轉(zhuǎn)與循環(huán)控制的SFC圖和STL圖

【應(yīng)用范例】機(jī)械手臂控制

控制說(shuō)明：

①工件的補(bǔ)充使用人工控制，可直接將工件放在D點(diǎn)（LS0動(dòng)作）。

②只要D點(diǎn)有工件，機(jī)械手臂即先下降（B缸動(dòng)作）將工件抓?。–缸動(dòng)作）后上升（B缸復(fù)位），再將工件搬運(yùn)（A缸動(dòng)作）到E點(diǎn)上方，機(jī)械手臂再次下降（B缸動(dòng)作）后放開(kāi)（C缸復(fù)位）工件，機(jī)械手臂上升（B缸復(fù)位），最后機(jī)械手臂再回到原點(diǎn)（A缸復(fù)位）。

③A,B,C缸均為單作用氣缸，使用電磁控制。

④C缸在抓取或放開(kāi)工件后，都需有1秒的間隔，機(jī)械手臂才能動(dòng)作。

⑤當(dāng)E點(diǎn)有工件且B缸已上升到LS4時(shí)，傳送帶馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)以運(yùn)走工件，經(jīng)2秒后傳送帶馬達(dá)自動(dòng)停止。工件若未完全運(yùn)走（計(jì)時(shí)未到）時(shí)，則應(yīng)等待傳送帶馬達(dá)停止后才能將工件移走。

功能分析：

①原點(diǎn)復(fù)位：選定以A缸退回至右極限位置（LS2 ON）、B缸

  上升至上極限位置（LS4 ON）及C缸松開(kāi)為機(jī)械手臂的原點(diǎn)。

  執(zhí)行一個(gè)動(dòng)作之后，應(yīng)做原點(diǎn)復(fù)位的偵測(cè)（因?yàn)锳、B、C缸

  均為單作用氣缸，所以會(huì)自動(dòng)退回原點(diǎn)）。

②工件搬運(yùn)流程：依題意其動(dòng)作為一循環(huán)式單一順序流程。

③傳送帶流程：在偵測(cè)到E點(diǎn)有工件且B缸在上極限位置時(shí)，應(yīng)驅(qū)動(dòng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)。

④上述兩個(gè)流程可以同時(shí)進(jìn)行，因此使用并進(jìn)分支流程來(lái)完成組合。

總   結(jié)

掌握順序控制程序編程方法；

掌握狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編制方法；

掌握狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖到梯形程序與指令列表的轉(zhuǎn)換；

掌握順序控制程序的實(shí)際應(yīng)用。