常用低压电器与可编程序控制器第8章-文本资料课件.ppt
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1、第8章 PLC控制系统程序设计方法 第8章 PLC控制系统程序设计方法 8.1 PLC程序设计的基本要求程序设计的基本要求8.2 程序设计方法程序设计方法 8.3 PLC控制系统实例控制系统实例 第8章 PLC控制系统程序设计方法 8.1 PLC程序设计的基本要求程序设计的基本要求 编制一个较好的PLC控制程序一般应注意以下几个方面。1) 正确性 2) 可靠性 3) 合理性 4) 可读性 5) 可塑性 第8章 PLC控制系统程序设计方法 8.2 程序设计方法程序设计方法 8.2.1 逻辑设计法逻辑设计法 1三相异步电动机可逆控制线路 图8-1(a)所示是三相异步电动机可逆控制线路。该线路在继电
2、接触器控制线路中已做过介绍。根据电路的控制要求,可画出如图8-1(b)所示的线路工作时序图,由时序图可看出线路中各器件动作的相互次序和因果关系。 第8章 PLC控制系统程序设计方法 对线路的控制系统来说,输入信号共有4个,分别为SB1、SB2、SB3和FR,而输出信号则是KM1和KM2。考虑到系统中的自锁和互锁,得KM1、KM2的逻辑函数为 21121KMFRSB)KM(SBKM11232KMFRSB)KM(SBKM第8章 PLC控制系统程序设计方法 SB2FU1U V WQFQSKM1FU2SB1FRKM1KM2SB3KM1FRNKM1KM2FRM3SB2KM2KM1KM2(a)(b)SB1
3、SB3KM2图8-1 三相异步电动机可逆控制线路及工作时序图(a) 三相异步电动机可逆控制线路;(b) 工作时序图 第8章 PLC控制系统程序设计方法 表8-1 I/O分配表 输 入 输 出 SB1 SB2 SB3 FR KM1 KM2 00000 00001 00002 00003 01000 01001 第8章 PLC控制系统程序设计方法 根据逻辑函数表达式及I/O分配表得出其梯形图如图8-2所示。 0000100000 00003010000000200000 0000301001END(01)01000010010100001001图8-2 三相异步电动机可逆控制线路梯形图 第8章 P
4、LC控制系统程序设计方法 由梯形图可得程序指令表如下: 1. LD 00001 6. OUT 01000 11. AND NOT 01000 2. OR 01000 7. LD 00002 12. OUT 01001 3. AND NOT 00000 8. OR 01001 13. END(01) 4. AND NOT 00003 9. AND NOT 00000 5. AND NOT 01001 10. AND NOT 00003 第8章 PLC控制系统程序设计方法 2通风机工作情况显示控制通风机工作情况显示控制 1) 红灯常亮的程序设计红灯常亮的程序设计 当4台通风机都不开机时红灯常亮。其
5、状态表为 A B C D F1 0 0 0 0 1 (设灯常亮为1、灭为0,通风机开机为1、停为0,以下同。) 由状态表可得F1的逻辑函数: DCBAF1(8-1) 第8章 PLC控制系统程序设计方法 BCDF1A图8-3 红灯常亮的梯形图 第8章 PLC控制系统程序设计方法 2) 绿灯常亮的程序设计绿灯常亮的程序设计 能引起绿灯常亮的情况有5种,其状态表如下: A B C D F2 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 第8章 PLC控制系统程序设计方法 由状态表可得F2的逻辑函数为 ABCDDABCDCABCDBABCDAF2(
6、8-2) 由于根据式(8-2)直接画梯形图时,梯形图会很烦琐,因此应先对式(8-2)进行化简。 将式(8-2)化简得 )()(2BACDCDABF (8-3) 第8章 PLC控制系统程序设计方法 CDABF2ABCD图8-4 绿灯常亮梯形图 第8章 PLC控制系统程序设计方法 3) 红灯闪烁的程序设计红灯闪烁的程序设计 当红灯闪烁时,其状态表如下: A B C D F1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 第8章 PLC控制系统程序设计方法 由状态表可得F1的逻辑函数为 DCBADCBADCBADCBAF 1将式(8-4)化简得 )( )( 1BAB
7、ADCDCDCBAF(8-5) (8-4) 第8章 PLC控制系统程序设计方法 CDABCDABABCD25501F1图8-5 红灯闪烁的梯形图 第8章 PLC控制系统程序设计方法 4) 绿灯闪烁的程序设计绿灯闪烁的程序设计 当绿灯闪烁时,其状态表为 A B C D F2 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 第8章 PLC控制系统程序设计方法 由状态表可得F2的逻辑函数为 DCABDCBADCBADBCADCBACDBAF 2(8-6) 将式(8-6)化简得 DCABCDBABABADCDCDCBAF 2)()
8、(8-7) 第8章 PLC控制系统程序设计方法 根据式(8-7)画出的梯形图如图8-6所示。 CABD25501CABDCABDCABDF2图8-6 绿灯闪烁的梯形图 第8章 PLC控制系统程序设计方法 5) 做做I/O点分配表点分配表 本例有A、B、C、D共4个输入信号,F1、F2两个输出,选择CPM1A机型,作出I/O分配表如表8-2所示。 表8-2 I/O分配表 输 入 输 出 A B C D F1 F2 00101 00102 00103 00104 01101 01102 第8章 PLC控制系统程序设计方法 图8-7 通风机工作情况显示控制梯形图 00102 001030010400
9、1012550100103 00101001030010400101 001020010100103001042550100102 00103 001040010100102AA00102001040010100103 001040010200102001010010300104001020010100103001040010200101001030010400102001010010300104红灯绿灯0110101102第8章 PLC控制系统程序设计方法 由梯形图可得程序指令表如下: 1. LD NOT 00101 19. OR LD 37. LD NOT 00103 2. AND NOT
10、 00102 20. AND 25501 38. AND 00104 3. AND NOT 00103 21. OR LD 39. LD 00103 4. AND NOT 00104 22. OUT 01101 40. AND NOT 00104 5. LD NOT 00103 23. LD 00103 41. AND LD 6. AND 00104 24. OR 00104 42. LD NOT 00101 7. LD 00103 25. AND 00101 43. AND NOT 00102 8. AND NOT 00104 26. AND 00102 44. AND 00103 9. O
11、R LD 27. LD 00101 45. AND 00104 10. AND NOT 00101 28. OR 00102 46. OR LD 11. AND NOT 00102 29. AND 00103 47. LD 00101 12. LD NOT 00101 30. AND 00104 48. AND 00102 13. AND 00102 31. OR LD 49. AND NOT 00103 14. LD 00101 32. LD NOT 00101 50. AND NOT 00104 15. AND NOT 00102 33. AND 00102 51. OR LD 16. O
12、R LD 34. LD 00101 52. AND 25501 17. AND NOT 00103 35. AND NOT 00102 53. OR LD 18. AND NOT 00104 36. OR LD 54. OUT 01102 第8章 PLC控制系统程序设计方法 3感应式交通信号灯自动控制感应式交通信号灯自动控制 当PLC各输出信号按照一定的时间顺序发生变化时,可采用时序图设计程序。通过绘制各输出信号和输入信号之间的关系和顺序,理顺各状态转换的时刻和转换条件,清理出输出和输入的逻辑关系,从而完成控制系统梯形图的编制。以下是十字路口感应式交通信号灯自动控制系统的设计示例。 假设有一个
13、车流量大的主干线与一个车流量小的支线相交叉的十字路口,为了较有效地提高该路口的车辆通行能力,避免因支线绿灯放行期间造成主干线车辆积压过多,计划采用感应式控制方式,以缓解上述矛盾。主干线及支线的来往车辆通过埋设在停车线附近的四个方向的车辆检测器A1、A2、B1、B2检测,如图8-8所示。 第8章 PLC控制系统程序设计方法 A1主干线支线B1A2B2图8-8 十字路口信号灯示意图 第8章 PLC控制系统程序设计方法 1) 控制要求控制要求 (1) 启动该系统后(开机),主干线方向为绿灯亮,支线方向为红灯亮。若支线无车辆通过,则该状态一直保持。一旦支线有车到达路口,则检测器B1或B2检测到车辆到达
14、6 s后,使主干线绿灯灭,黄灯亮,延迟4 s后变为红灯亮。同时,支线由红灯亮变为绿灯亮。 (2) 当支线绿灯亮后,若主干线无车辆通过路口,则支线绿灯延时25 s后自动变为黄灯亮,延时4 s后转为红灯亮。同时,主干线由红灯变为绿灯。 (3) 在支线绿灯延时期间,如主干线已积压三辆车,则当检测器A1或A2检测到第三辆车到达时,停止支线绿灯延时,立刻变为黄灯亮,维持4 s后又变为红灯亮。此时,主干线由红灯亮变为绿灯亮。重复上述循环。 第8章 PLC控制系统程序设计方法 2) 系统设计分析系统设计分析 (1) 确定I/O点数。根据控制要求可知,输入信号有5个,即启动信号和4个方向的车辆检测信号。输出信
15、号有6个,即主干线(东西方向)红、黄、绿灯及支线(南北方向)红、黄、绿灯。 从定时角度来看,南北方向(支线)绿灯需要一个最大定时值为25 s的定时器,南北、东西两个方向的黄灯各需一个4 s的定时器,一个检测到南北方向来车后延时6 s的定时器,一个记录东西方向积压车辆数的计数器。由于最大定时值皆未超过定时器的预置值范围,故总共需4个定时器、2个计数器。 第8章 PLC控制系统程序设计方法 表8-3 I/O分配表 类 别 名 称 点 号 开机 00000 支线检测器 B1 00001 支线检测器 B2 00002 主干线检测器 A1 00003 输入 主干线检测器 A2 00004 红灯 0100
16、0 绿灯 01001 支线 黄灯 01002 绿灯 01008 黄灯 01009 主干线 红灯 01010 支线车辆到定时器 TIM000 主干线黄灯定时器 TIM001 支线绿灯定时器 TIM002 定时器 支线黄灯定时器 TIM003 主干线计数器 CNT046 输出 计数器 支线计数器 CNT047 第8章 PLC控制系统程序设计方法 (2) 灯色状态及定时时序图。按照控制要求,可绘出该时序图如图8-9所示。因为当支线车辆检测器B1或B2检测到来车后延时6 s,所以使主干线由绿灯转变为黄灯亮。该6 s的延时应由B1或B2输入的信号启动定时器TIM000来实现,但在TIM000定时期间,检
17、测信号消失后,TIM000会复位。为了防止复位,图8-9中采用了锁存指令(KEEP 2000)形成锁存继电器。 第8章 PLC控制系统程序设计方法 支线绿灯最长延续25 s,在此期间若主干线积压车辆不够3辆,则当延迟时间到后,才由绿灯转为黄灯亮。假若积压车辆已够3辆,则不管绿灯延迟25 s是否到,在第三辆车到时,立即强迫将绿灯转变为黄灯亮。处理这一问题的关键,是当支线绿灯亮时应为启动车辆计数器作好准备。一旦主干线方向的传感器A1或A2发出有车信号,就能立即启动车辆计数器开始计数。因此,主干线来车计数器的启动条件应为支线绿灯亮和主干线车辆传感器A1或A2的输出信号。只要车辆计数器计到第3辆来车,
18、就有信号输出,不管绿灯是否延时够25 s,就迫使其关闭而转为黄灯亮。图8-9中虚线所示即为这种情况。 整个系统的灯色转换条件及定时时序如图8-9中箭头所示。由图8-9可得出各定时器控制条件及灯色转换控制条件。 第8章 PLC控制系统程序设计方法 开机(00000)支路红灯(01000)主干绿灯(01008)支路检测B1或 B2KEEP20000TIM000TIM001主干黄灯(01009)主干红灯(01010)支路绿灯(01001)主干检测A1或 A2CNT046或CNT047TIM002TIM003支路黄灯(01002)6s4s25 s4 s1234 s图8-9 系统时序图 第8章 PLC控
19、制系统程序设计方法 (3) 定时器、计数器控制条件及灯色转换控制条件。具体描述如下: 定时器、计数器控制条件: 将B1、B2检测器产生的检测信号通过上升沿微分指令DIFU产生锁存信号,放在锁存器20000中。 )00002()00001()20010DIFU(21BBTIM00320010)KEEP(20000TIM00320010)KEEP(20000.TIM00320010)KEEP(20000.TIM00320000TIM000第8章 PLC控制系统程序设计方法 TIM000TIM001TIM003TIM001TIM002TIM003TIM001TIM002.CNT047CNT046TI
20、M002TIM003)00003()01001(CNT0461A 支线绿灯计数)00003()01001(CNT0461A 支线绿灯计数.(00004)(01001)047CNT2A 支线绿灯计数(00004)(01001)047CNT2A 支线绿灯计数.)01010(047CNT046.CNT主干线红灯复位 第8章 PLC控制系统程序设计方法 灯色转换条件: 支线红灯(01000)=开机(00000)支线绿灯(01001)=主干线红灯(01010) 支线黄灯(01002)=(TIM002+CNT046+CNT047)主干线绿灯(01008)=支线红灯(01000)主干线黄灯(01009)=T
21、IM000主干线红灯(01010)=TIM001TIM001TIM002CNT046CNT047TIM003TIM000TIM001TIM003第8章 PLC控制系统程序设计方法 (4) 绘制梯形图。DIFU(13) 200100000120010TIM00320000TIM003TIM000TIM001 TIM00301001 000030100100000 TIM00001000 TIM000TIM000 TIM001TIM001 TIM00301010TIM002CNT046 CNT047TIM002CNT046CNT047TIM002CNT046CNT04701001 00004010
22、10TIM003AA00002KEEP20000TIM 000#0060TIM 001#0040TIM 002#0250CNT 046#0003CNT 047#0003TIM 003#0040010000100801009010100100101002END(01)图8-10 感应式交通信号灯自动控制梯形图 第8章 PLC控制系统程序设计方法 (5) 编写程序表。程序表如下: 1. LD 00001 10. #0060 19. AND 00003 2. OR 00002 11. LD TIM000 20. LD NOT 01001 3. DIFU(13) 20010 12. TIM 001 2
23、1. CNT 046 4. LD 20010 13. #0040 22. #0003 5. LD TIM003 14. LD TIM001 23. LD 01001 6. KEEP(11) 20000 15. AND NOT TIM03 24. AND 00004 7. LD 20000 16. TIM 002 25. LD NOT 01010 8. AND NOT TIM003 17. #0250 26. CNT 047 9. TIM 000 18. LD 01001 27. #0003 28. LD TIM002 38. OUT 01008 48. AND NOT CNT047 29. O
24、R CNT046 39. LD TIM000 49. OUT 01001 30. OR CNT047 40. AND NOT TIM001 50. LD TIM002 31. TIM 003 41. OUT 01009 51. OR CNT046 32. #0040 42. LD TIM001 52. OR CNT047 33. LD 00000 43. AND NOT TIM03 53. AND NOT TIM003 34. AND NOT TIM000 44. OUT 01010 54. OUT 01002 35. OUT 01000 45. LD 01010 55. END(01) 36
25、. LD 01000 46. AND NOT TIM002 37. AND NOT TIM000 47. AND NOT CNT046 第8章 PLC控制系统程序设计方法 逻辑设计法归纳如下: 用不同的逻辑变量来表示各输入/输出信号,并设定对应输入/输出信号各种状态时的逻辑值; 详细分析控制要求,明确各输入/输出信号个数,合理选择机型; 根据控制要求,列出状态表或画出时序图; 由状态表或时序图写出相应的逻辑函数,并进行化简; 根据化简后的逻辑函数画出梯形图,列出指令表; 上机调试,使程序满足要求。 第8章 PLC控制系统程序设计方法 8.2.2 顺序控制设计法顺序控制设计法 1顺序控制设计法的
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