定时器、计数器简单电路编程及梯形图的经验设计法
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PLC程序设计常用的方法PLC程序设计常用的方法主要有经验设计法、继电器控制电路转换为梯形图法、逻辑设计法、顺序控制设计法等。
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根底上,根据被控制对象的具体要求,进行选择组合,并屡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,才能到达控制要求。
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2. 继电器控制电路转换为梯形图法继电器接触器控制系统经过长期的使用,已有一套能完成系统要求的控制功能并经过验证的控制电路图,而PLC控制的梯形图和继电器接触器控制电路图很相似,因此可以直接将经过验证的继电器接触器控制电路图转换成梯形图。
主要步骤如下:〔1〕熟悉现有的继电器控制线路。
〔2〕对照PLC的I/O端子接线图,将继电器电路图上的被控器件〔如接触器线圈、指示灯、电磁阀等〕换成接线图上对应的输出点的编号,将电路图上的输入装置〔如传感器、按钮开关、行程开关等〕触点都换成对应的输入点的编号。
〔3〕将继电器电路图中的中间继电器、定时器,用PLC的辅助继电器、定时器来代替。
〔4〕画出全部梯形图,并予以简化和修改。
这种方法对简单的控制系统是可行的,比拟方便,但较复杂的控制电路,就不适用了。
3. 逻辑设计法逻辑设计法是以布尔代数为理论根底,根据生产过程中各工步之间的各个检测元件〔如行程开关、传感器等〕状态的变化,列出检测元件的状态表,确定所需的中间记忆元件,再列出各执行元件的工序表,然后写出检测元件、中间记忆元件和执行元件的逻辑表达式,再转换成梯形图。
该方法在单一的条件控制系统中,非常好用,相当于组合逻辑电路,但和时间有关的控制系统中,就很复杂。
4. 顺序控制设计法根据功能流程图,以步为核心,从起始步开始一步一步地设计下去,直至完成。
PLC程序的经验设计法编程实例在plc进展的初期,沿用了设计继电器电路图的方法来设计梯形图程序,即在已有的些典型梯形图的基础上,依据被控对象对掌握的要求,不断地修改和完善梯形图。
有时需要多次反复地调试和修改梯形图,不断地增加中间编程元件和触点,最终才能得到一个较为满足的结果。
这种方法没有普遍的规律可以遵循,设计所用的时间、设计的质量与编程者的阅历有很大的关系,所以有人把这种设计方法称为阅历设计法。
它可以用于规律关系较简洁的梯形图程序设计。
用阅历设计法设计PLC程序时大致可以按下面几步来进行:分析掌握要求、选择掌握原则;设计主令元件和检测元件,确定输入输出设备;设计执行元件的掌握程序;检查修改和完善程序。
下面通过例子来介绍阅历设计法。
一、设计举例1.送料小车自动掌握的梯形图程序设计(1)被控对象对掌握的要求如图1a所示送料小车在限位开关X4处装料,20s后装料结束,开头右行,遇到X3后停下来卸料,25s后左行,遇到X4后又停下来装料,这样不停地循环工作,直到按下停止按钮X2。
按钮X0和X1分别用来起动小车右行和左行。
图1 送料小车自动掌握a)小车运行示意图b)梯形图(2)程序设计思路以众所周知的电动机正反转掌握的梯形图为基础,设计出的小车掌握梯形图如图1b所示。
为使小车自动停止,将X3和X4的常闭触点分别与Y0和Y1的线圈串联。
为使小车自动起动,将掌握装、卸料延时的定时器T0和T1的常开触点,分别与手动起动右行和左行的X0、X1的常开触点并联,并用两个限位开关对应的X4和X3的常开触点分别接通装料、卸料电磁阀和相应的定时器。
(3)程序分析设小车在起动时是空车,按下左行起动按钮X1,Y1得电,小车开头左行,遇到左限位开关时,X4的常闭触点断开,使Y1失电,小车停止左行。
X4的常开触点接通,使Y2和T0的线圈得电,开头装料和延时。
20s后T0的常开触点闭合,使Y0得电,小车右行。
小车离开左限位开关后,X4变为“0”状态,Y2和T0的线圈失电,停止装料,T0被复位。
第五章梯形图程序设计方法由于PLC所有控制功能都是以程序的形式来实现的,因此程序设计对PLC 的应用是很重要的。
PLC的应用主要包括开关量控制和模拟量控制2类。
本章仅介绍开关量控制程序的设计方法。
不同类型的控制问题所采用的设计方法不尽相同,主要的梯形图程序设计方法有:(1)逻辑设计法:对控制任务进行逻辑分析和综合,将控制电路中元器件的通断状态看作以触点通断状态为逻辑变量的逻辑函数,并进行化简,利用PLC 的逻辑指令即可得到控制程序的设计方法。
这种方法主要用于组合逻辑问题的程序设计。
(2)时序图设计法:当PLC各输出信号按照固定的时间间隔发生先后变化时,可以根据输出信号的时间先后关系来设计程序的一种方法。
(3)经验设计法:要求设计者透彻理解PLC各种指令的功能,凭着对各种典型控制环节和基本单元电路的设计经验,选择各种指令并进行修改和完善相应程序的方法。
(4)顺序控制设计法:当控制要求满足一定的先后顺序时,可以将系统的l 个工作周期划分为若干个顺序相连的步,每个步对应一种操作状态,并分析清楚相邻步的转换条件,进而绘制功能图,再按一定的规则转化为梯形图程序的设计方法。
这种方法主要用于解决顺序控制问题,包括单一顺序、选择顺序和并发顺序控制问题。
(5)继电器控制电路图转换设计法:在继电器控制电路图的基础上,经过选择相应指令和合理转换后,就能设计出符合要求的控制程序的方法。
在介绍以上程序设计方法的基础上,还将以实例来介绍具有多种工作方式的系统的控制程序设计思路。
5.1 逻辑设计法当控制对象是开关量且按照它们之间的逻辑关系来实现控制时,可用逻辑设计法来设计控制程序。
逻辑设计法就是根据输入量、输出量及其他变量之间的逻辑关系来设计程序的一种方法。
下面以1个简单的控制为例介绍这种编程方法。
例1 某系统中有4台通风机,设计1个监视系统,监视通风机的运转。
要求如下:4台通风机中有3台及以上开机时,绿灯常亮;只有2台开机时,绿灯以5Hz的频率闪烁;只有1台开机时,红灯以5Hz的频率闪烁;4台全部停机时,红灯常亮。
在PLC发展的初期,沿用了设计继电器电路图的方法来设计比较简单的PLC 的梯形图,即在一些典型电路的基础上,根据被控对象对控制系统的具体要求,不断地修改和完善梯形图。
有时需要多次反复地调试和修改梯形图,增加一些中间编程元件和触点,最后才能得到一个较为满意的结果。
这种PLC梯形图的设计方法没有普遍的规律可以遵循,具有很大的试探性和随意性,最后的结果不是唯一的,设计所用的时间、设计的质量与设计者的经验有很大的关系,所以有人把这种设计方法叫做经验设计法,它可以用于较简单的梯形图(如手动程序)的设计。
梯形图的经验设计法是目前使用比较广泛的一种设计方法,该方法的核心是输出线圈,这是因为PLC的动作就是从线圈输出的(可以称为面向输出线圈的梯形图设计方法)。
其基本步骤如下:(1)分解控制功能,画输出线圈梯形图。
根据控制系统的工作过程和工艺要求,将要编制的梯形图程序分解成独立的子梯形图程序。
以输出线圈为核心画输出位梯形图,并画出该线圈的得电条件、失电条件和自锁条件。
在画图过程中,注意程序的启动、停止、连续运行、选择性分支和并联分支。
(2)建立辅助位梯梯形图。
如果不能直接使用输入条件逻辑组合作为输出线圈的得电和失电条件,则需要使用工作位、定时器或计数器以及功能指令的执行结果作为条件,建立输出线圈的得电和失电条件。
(3)画出互锁条件和保护条件。
互锁条件是可以避免同时发生互相冲突的动作,保护条件可以在系统出现异常时,使输出线圈动作,保护控制系统和生产过程。
在设计梯形图程序时,要注意先画基本梯形图程序,当基本梯形图程序的功能能够病足要求后,再增加其他功能,在使用输入条件时,注意输入条件是电平、脉冲还是边沿。
调试时要将梯形图分解成小功能块调试完毕后,再调试全部功能。
经验设计法具有设计速度快等优点,但是,在设计问题变得复杂时,难免会出现设计漏洞。
下面介绍两个程序设计实例。
例:运货小车的自动控制1.运货小车的动作过程图1运货小车在限位开关SQ0装料(见图1)10s后,装料结束。