PLC程序設(shè)計及應(yīng)用舉例

貓二哥 2017-01-13

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PLC程序設(shè)計步驟及方法

PLC程序設(shè)計步驟

PLC程序設(shè)計方法

2 經(jīng)驗設(shè)計法

一、三相異步電動機單向運轉(zhuǎn)控制（起保停回路）

控制思路

電動機的額定電流較大，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接線圖。

為了擴大輸出電流，采用繼電器輸出方式。

熱繼電器的常閉觸點可以作為輸入信號進行過載保護，也可以在輸出進行保護。

梯形圖和指令表。

二、三相異步電動機可逆運轉(zhuǎn)控制（正反轉(zhuǎn)控制）

三、兩臺電機延時啟動的基本環(huán)節(jié)

要求：一臺啟動10s后第二臺啟動，運行后能同時停止。

四、定時器應(yīng)用

五、閃爍（振蕩）電路

六、分頻電路

七、十字路口交通燈控制

時間點及實現(xiàn)方法

3 順序功能圖設(shè)計法

步進指令的引入

分析生產(chǎn)工藝對控制的要求，我們發(fā)現(xiàn)不少生產(chǎn)過程都可以劃分為若干工序，每一個工序要求一定的執(zhí)行機構(gòu)動作。在滿足某些條件后，它又從一個工序轉(zhuǎn)為另一個工序，通常這種控制稱為順序控制。

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

工作臺自動往復(fù)控制系統(tǒng)

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

使用順序控制設(shè)計首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過程，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，然后根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖畫出梯形圖。

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)語言。

1987年IEC(國際電工委員會)：IEC848

1994年IEC(國際電工委員會)：IEC1131

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編程：

步、有向連線、轉(zhuǎn)換、

轉(zhuǎn)換條件和動作（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)，各個輸出量狀態(tài)保持不變，同時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)相對應(yīng)的步，一般是系統(tǒng)等待啟動命令的相對靜止狀態(tài)

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

與步對應(yīng)的動作或命令

有向連線和轉(zhuǎn)換條件

有向連線（狀態(tài)轉(zhuǎn)移路線和方向）

步的活動狀態(tài)的進展：從上到下，從左到右，有向連線上的箭頭可省略。

轉(zhuǎn)換（分割兩個相鄰步）

轉(zhuǎn)換條件：是與轉(zhuǎn)換相關(guān)的邏輯命題

步進指令及使用說明

使用步進指令的說明

（1）步進接點須與左母線連接，步進指令具有主控功能。STL指令用來將狀態(tài)寄存器S的觸點與母線相連并提供主控功能。STL指令與RET指令并不需要成對使用，但在系列STL電路結(jié)束后，必須寫入RET指令

（2）當步進接點接通時，其后面的電路才能按邏輯動作。如果步進接點斷開，則后面的電路則全部斷開，相當于該段程序跳過。若需要保持輸出結(jié)果，可用SET和RST指令。

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

（4）可以在步進接點內(nèi)處理順控指令

（5）如右圖所示，在狀態(tài)內(nèi)的母線將LD或LDI指令寫入后，對不需要觸點的驅(qū)動就不能再編程，需要按下圖方式進行變換。

（6）為了控制電機正反轉(zhuǎn)時避免兩個線圈同時接通短路，在狀態(tài)內(nèi)可實現(xiàn)輸出線圈互鎖。

編制SFC圖的注意事項和規(guī)則

一、編制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖SFC的注意事項

（1）對狀態(tài)編程時必須使用步進接點指令STL。程序的最后必須使用步進返回指令RET，返回主母線。

（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)編程順序為：先進行驅(qū)動，再進行轉(zhuǎn)移，不能顛倒。

（4）當同一負載需要連續(xù)多個狀態(tài)驅(qū)動時，可使用多重輸出，在狀態(tài)程序中，不同時“激活”的“雙線圈”是允許的。但相鄰狀態(tài)使用的T、C元件，編號不能相同。

同一負載需要多個狀態(tài)驅(qū)動可使用多重輸出，但相鄰狀態(tài)定時器編號不能相同

（5）負載的驅(qū)動、狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件可能為多個元件的邏輯組合，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，若無初始條件，可用M8002（PLC從STOP→RUN切換時的初始脈沖）進行驅(qū)動。

二、編制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖SFC的規(guī)則

（1）若向上轉(zhuǎn)移（稱重復(fù)）、向非相連的下面轉(zhuǎn)移或向其他流程狀態(tài)轉(zhuǎn)移（稱跳轉(zhuǎn)），稱為順序不連續(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指令進行狀態(tài)轉(zhuǎn)移，并要在SFC圖中用“↓”符號表示轉(zhuǎn)移目標。

（2）在流程中要表示狀態(tài)的自復(fù)位處理時，要用“↓ ”符號表示,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，要用“ ”符號表示,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：從多個分支狀態(tài)或分支狀態(tài)序列中只選擇一個。轉(zhuǎn)換符號只能標在水平線之下，每個分支上必須具有一個或一個以上的轉(zhuǎn)換條件，一般只允許同時選擇一個序列。

幾個選擇序列合并一個公共序列---即分支的結(jié)束，稱為匯合，轉(zhuǎn)換符號只允許在水平線上。一般只允許選擇一個序列。

【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)換符號只有一個，同時啟動若干個序列，稱為并行序列分支。并行序列用雙水平線表示，轉(zhuǎn)換符號在雙水平線之上，為公共轉(zhuǎn)換條件。

并行序列的結(jié)束稱為合并（匯合），轉(zhuǎn)換符號在水平線以下，當雙水平線之上的所有前級都處于活動狀態(tài)時，且轉(zhuǎn)換條件成立，則下一步被激活。同時所有前級步都變?yōu)椴换顒硬搅恕?/p>

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。若滿足某一轉(zhuǎn)移條件，程序跳過幾個狀態(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狀態(tài)再開始往下繼續(xù)執(zhí)行，這是逆向跳轉(zhuǎn)，也稱作循環(huán)。

跳轉(zhuǎn)與循環(huán)控制的SFC圖和STL圖

【應(yīng)用范例】機械手臂控制

控制說明：

①工件的補充使用人工控制，可直接將工件放在D點（LS0動作）。

②只要D點有工件，機械手臂即先下降（B缸動作）將工件抓?。–缸動作）后上升（B缸復(fù)位），再將工件搬運（A缸動作）到E點上方，機械手臂再次下降（B缸動作）后放開（C缸復(fù)位）工件，機械手臂上升（B缸復(fù)位），最后機械手臂再回到原點（A缸復(fù)位）。

③A,B,C缸均為單作用氣缸，使用電磁控制。

④C缸在抓取或放開工件后，都需有1秒的間隔，機械手臂才能動作。

⑤當E點有工件且B缸已上升到LS4時，傳送帶馬達轉(zhuǎn)動以運走工件，經(jīng)2秒后傳送帶馬達自動停止。工件若未完全運走（計時未到）時，則應(yīng)等待傳送帶馬達停止后才能將工件移走。

功能分析：

①原點復(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缸松開為機械手臂的原點。

執(zhí)行一個動作之后，應(yīng)做原點復(fù)位的偵測（因為A、B、C缸