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1、PLC的原理、編程與應(yīng)用 重慶大學(xué) 廖常初 1 概 述 國際電工委員會 (IEC)對 PLC的定義： “ 可編程序控制器 是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng) ， 專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而 設(shè)計 。 它采用可編程序的存儲器 ， 用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏 輯運算 、 順序控制 、 定時 、 計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令 ， 并通過數(shù)字式 、 模擬式的輸入和輸出 ， 控制各種類型的機械 或生產(chǎn)過程 。 可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備 ， 都應(yīng)按易于使 工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體 ， 易于擴充其功能的原則設(shè)計 。 ” PLC的特點 ： 1. 2. 功能強，性能價格比高 3. 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強 4.

2、可靠性高，抗干擾能力強 5. 系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少 6. 7. 體積小，能耗低 主要的 PLC生產(chǎn)廠家： 美國 Rockwell（ AB） 公司 ， GE-Fanuc公司 德國的西門子公司 法國的施耐德 (Schneider)公司 日本的三菱公司 ， 歐姆龍 (OMRON)公司 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 ： 1. 開關(guān)量邏輯控制 2. 閉環(huán)過程控制 3. 數(shù)據(jù)處理 4. 通信聯(lián)網(wǎng) 5. 運動控制 可編程序控制器的發(fā)展趨勢 1 向高性能 、 高速度 、 大容量發(fā)展 三菱的 AnA系列使用單芯片實現(xiàn) PLC全部功能的 32位微處理 器 ， 每條基本指令 0.15 s 。 松下的 FP10SH系列

3、采用 32位 5級流水線 RISC結(jié)構(gòu)的 CPU， 可以同時處理 5條指令 ， 順序指令的執(zhí)行速度高達 0.04s/步 。 PID指令 、 PID模塊 、 模糊控制 、 自適應(yīng) 、 參數(shù)自整定 。 2 大力發(fā)展微型可編程序控制器 西門子的 LOGO！通用邏輯模塊 , 價格便宜，有的集成有 AS-i 接口。 10/20個 I/O點。類似的有三菱的 ALPHA、富士的 ELC、 OMRON的 ZEN。 OMRON 的 ZEN簡單邏輯控制器， 70 90mm， 18DI， 16DO。梯形圖編程，有編程軟件。 3大力開發(fā)智能型 I/O模塊和分布式 I/O子系統(tǒng) 模擬量 I/O、高速計數(shù)輸入、中斷輸入、

4、運動控制、溫度檢測 、條碼閱讀器、 BCD碼輸入 /輸出、模糊控制器、 PID回路控 制、通信等模塊。 Siemens的 ET 200是基于 PROFIBEUS現(xiàn)場總線的分布 式 I/O控制系統(tǒng)。 4 基于 PC的編程軟件取代手持式編程器 5 PLC編程語言的標(biāo)準(zhǔn)化 ， IEC1131-3 PLC編程語言標(biāo)準(zhǔn) 。 6 PLC通信的易用化和 “ 傻瓜化 ” 7 PLC的軟件化與 PC化 符合 IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)在 PC上運行的軟件包 (軟件 PLC)，亞控 公司的 KingACT、研華公司的 ADAM-5501/P31。 GE-Fanuc公司推出了類似于筆記本電腦的 PC，使用 Window

5、s CE，可實現(xiàn) PLC的 CPU模塊功能，可與以太網(wǎng)和 I/O 模塊通信，在工業(yè)現(xiàn)場使用。 8 組態(tài)軟件引發(fā)的上位計算機編程革命 組態(tài)軟件面向工業(yè)控制，生成人機界面，通信不需編程， Intach， iFix，組態(tài)王、力控、的 WINCC、 CIMPLICITY等。 2 可編程序控制器的硬件與工作原理 2.1 可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu) PLC的物理結(jié)構(gòu)：整體式、模塊式與疊裝式 存儲器分類： RAM、 ROM、 EPROM、 EEPROM 輸 出 模 塊 模塊 輸 入 模 塊 可編程序控制器 按 鈕 選擇開關(guān) 限位開關(guān) 電 源 編程裝置 C P U 接觸器 電磁閥 指示燈 電 源 圖 2 - 1

6、 P L C 控 制 系 統(tǒng) 示 意 圖 擴展模塊CPU 模塊電源與輸出端子 狀態(tài)LED 存儲器卡 通信口 底部端子蓋 輸入端子與 圖2-2 S7-200 PLC 頂部端子蓋 傳感器電源端子 前蓋 導(dǎo)軌 I / O 模塊C P U電源 機架 圖2 - 3 S 7 - 4 0 0 模塊式P L C 輸出電流與負載類型的關(guān)系 P L C 0 . 0 1M 1K 5 . 6 K 圖 2 - 4 輸 入 電 路 內(nèi) 部 電 路 P L C D C 2 4 V P L C ( ) a b( ) 1L+ 0 . 2 U 0 . 1 1L 負載 負載 繼電器 圖2 - 5 P L C 的輸出電路 內(nèi) 部 電

7、 路 內(nèi) 部 電 路 1L 0 . 0 1M 0 . 0 S 7 - 2 0 0 C P U D C 2 4 V L+ M L1PE N 1L .0 1M .0 E M 2 2 2 L1 N L+ M 1M 0 . 0 1M 0 . 0 S 7 - 2 0 0 C P U D C 2 4 V M L1 PE M 1M .0 1M .0 E M 2 2 3 L+ N 1L+ 1L+ AC DC L + M L+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 數(shù)字量擴展模塊 數(shù)字量擴展模塊 電源 圖2 - 1 3 交流電源系統(tǒng)的外部接線 圖2 -

8、1 4 直流電源系統(tǒng)的外部接線 PLC內(nèi)部 、 外部電路的配合 2.2 可編程序控制器的工作原理 D C 2 4 V P L C 1L+ 0 . 2 C O M X0 FX2N 內(nèi) 部 電 路 ( ) ( ) ( ) %I0.0： IEC編輯器用 。 #INPUT1：局部變量符號地址；“ INPUT1”：全局符號地址 。 外部輸入電路接通時 , 對應(yīng)的輸入映像寄存器為 ON(1狀 態(tài) ), 梯形圖中對應(yīng)的常開觸點閉合 ， 常閉觸點斷開 。 梯形圖中 Q0.0的線圈 “ 通電 ” ， 對應(yīng)的硬件繼電器的常 開觸點閉合 ， 接在標(biāo)號為 0.0的端子的外部負載工作 。 特殊存儲器 （ SM） 標(biāo)志位

9、： SM0.0一直為 “ 1”狀態(tài) ， SM0.1僅在執(zhí)行用戶程序的第一個掃描周期為 “ 1”狀態(tài) 。 SM0.4和 SM0.5分別提供周期為 1分鐘和 1秒的時鐘脈沖 。 SM1.0、 SM1.1和 SM1.2分別是零標(biāo)志 、 溢出標(biāo)志和負數(shù)標(biāo) 志 。 局部存儲器：作為暫時存儲器，或給子程序傳遞參數(shù)。 變量存儲器 (V)是全局存儲器，可以被所有的 POU存取。 定時器的 當(dāng)前值 大于等于 設(shè)定值 時，定時器 位 被置為 1。 計數(shù)器的當(dāng)前值大于等于設(shè)定值時，計數(shù)器位被置為 1。 模擬量輸入字從偶數(shù)字節(jié)地址開始（如 AIW2），只讀數(shù) 據(jù)。 模擬量輸出字從偶數(shù)字節(jié)地址開始（如 AQW2），用戶

10、不 能讀取。 32位累加器（ AC0 AC3）可以按字節(jié)、字和雙字來存取 。按字節(jié)、字只能存取累加器的低 8位或低 16位。 加雙線圈、多重堆棧， 梯形圖優(yōu)化 。 并聯(lián)觸點 總是并在它前 面已經(jīng)連好的 電路的兩端。 I 0 . 0I . 1 I 0 . 2 I 0 . 3Q 0 . 3 LD AN O A ON I 0 . 0 I 0 . 1 I 0 . 2 I 0 . 3 C5 C5=Q 1 . 4 I 3 . 42 . 6 AN = I 3 . 4 Q 2 . 6 Q 1 . 4 =Q 0 . 3 ( ) ( ) ( ) 圖 3 - 8 觸 點 與 輸 出 指 令 34 56 78V 2

11、0 3 V 2 0 0 V 2 0 1 V 2 0 2 12 1234 V 1 9 9 V W 2 0 0 V 2 0 4 M O V D & V B 2 0 0 , A C 1 A C 1 ， A C 1 V B 2 0 0 M O V W * A C 1 , A C 0 A C 1 A C 0 A C 0 的地址 的地址送入 建立指針 所指的值指針 送 圖 3 - 7 使 用 指 針 的 間 接 尋 址 堆棧中數(shù)據(jù)先入 后出，棧頂是運 算結(jié)果。 I 1 . 4 T 1 6 C 2 4I 0 . 3 I 3 . 2I 1 . 2 Q 3 . 4 Q 5 . 3 L D N A LD AN O

12、 L D L D N ON A L D O = I 1 . 4 I 0 . 3 I 3 . 2 T 1 6 C 2 4 I 1 . 2 Q 3 . 4 Q 5 . 3 S0 S1 S2 S3 S4 圖 3 - 9 A L D 與 O L D 指 令 i v 0 i v 1 i v 2 i v 3 i v 4 i v 5 i v 6 S2 x S0 S1 i v 0 i v 1 i v 2 i v 3 i v 4 i v 5 i v 6 S4 S2 S3 i v 0 i v 1 i v 2 i v 3 i v 4 i v 5 i v 6 x i v 0 i v 1 i v 2 i v 3 i v

13、 4 i v 5 i v 6 S 2 = S 0 + S 1S 4 = S 2 * S 3 O L DA L D 第 1 層 ( 棧 頂 ) 第 2 層 第 3 層 第 4 層 第 5 層 第 6 層 第 7 層 第 8 層 第 9 層 ( 棧 底 ) 執(zhí)行前執(zhí)行后執(zhí)行前執(zhí)行后 x 表 示 不 確 定 的 值 ( 棧 頂 值 與 )圖3 - 1 0 A L D 與O L D 指令的堆棧操作 I 0 . 0I . 1I . 2 I 0 . 4 I 0 . 5 Q 2 . 1 M 3 . 7 LD A L P S AN = L R D A = L P P AN = I 0 . 2 I 0 . 0

14、I 0 . 1 Q 2 . 1 I 0 . 5 M 3 . 7 Q 0 . 3 Q 0 . 3 L P S L R D L P P I 0 . 4 ( ) ( ) ( ) 圖 3 - 1 1 堆 棧 指 令 的 使 用 i v 0 i v 1 i v 2 i v 3 i v 4 i v 5 i v 6 i v 7 i v 8 i v 0 i v 1 i v 2 i v 3 i v 4 i v 5 i v 6 i v 7 i v 0i v 0 i v 1 i v 2 i v 3 i v 4 i v 5 i v 6 i v 7 i v 8 i v 1 i v 1 i v 2 i v 3 i v 4

15、 i v 5 i v 6 i v 7 i v 8 i v 0 i v 1 i v 2 i v 3 i v 4 i v 5 i v 6 i v 7 i v 8 i v 1 i v 2 i v 3 i v 4 i v 5 i v 6 i v 7 i v 8 x i v 0 i v 1 i v 2 i v 3 i v 4 i v 5 i v 6 i v 7 i v 8 i v 0 i v 1 i v 2 i v 3 i v 4 i v 5 i v 6 i v 7 i v 3 L P SL R DL P PL D S 3 入棧前入棧后讀棧前讀棧后出棧前出棧后 ( 讀棧)( 出棧)( 裝載堆棧) 圖 3

16、 - 1 2 堆 棧 操 作 立即觸點與輸出指令 立即輸入只能用于 I， 立即輸出只能用于 Q I 0 . 1 I 0 . 3 Q 0 . 3 Q 0 . 3 L D S L D R I 0 . 1 Q 0 . 3 I 0 . 3 I 0 . 4 I 0 . 5 Q 0 . 5 Q 0 . 5 Q 0 . 3 , 1 I 0 . 1 I 0 . 3 Q 0 . 3 , 1 L D S I L D R I Q 0 . 5 , 1 I 0 . 4 I 0 . 5 Q 0 . 5 , 1 ( ) ( ) ( ) ( ) S R SI RI 1 1 1 1 圖 3 - 1 4 置 位 與 復(fù) 位 I

17、0. 0 I 0. 1 I 0. 2 I 0. 4 I 0. 5 Q0 . 3 Q3 . 4 LD N I OI AI LD I ON I = AN I = I I 0. 5 I 0. 1 I 1. 4 I 0. 4 I 0. 2 Q0 . 3 I 0. 0 Q3 . 4 I I I I I I I 1. 4 ( ) ( )I I 0 . 3M 1 . 5 = LD ED N O T = M 3 . 2 I 0 . 7 M 0 . 3 I 0 . 7 M 3 . 2 M 0 . 3 LDI 0 . 3 EU =M 1 . 5 LDI 0 . 3 I 0 . 7 M 3 . 2 M 1 . 5

18、I 0 . 3 I 0 . 3 M 0 . 3 P NOT N ( ) ( ) ( ) 圖 3 - 1 5 取 反 與 跳 變 指 令I(lǐng) 2 . 3 4 T 3 7 I 2 . 3 4 IN PT T O N T 3 7 T 3 7 00 圖 3 - 1 6 通 電 延 時 定 時 器 的位 當(dāng)前值 表 3 - 8 定時器特性 類型 分辨率 定時范圍 定時器號 1 m s 3 2 , 7 6 7 s T 0 , T 6 4 1 0 m s 3 2 7 . 6 7 s T1 T 4 , T 6 5 T 6 8 T O N R 1 0 0 m s 3 276 . 7s T5 T 3 1 , T 6

19、 9 T 9 5 1 m s 32 767s T 3 2 , T 9 6 1 0 m s 3 2 7 . 6 7 s T 3 3 T 3 6 , T 9 7 T 1 0 0 T O N T O F 1 0 0 m s 3 2 7 6 . 7 s T3 7 T 6 3 , T 1 0 1 T 2 5 5 Q 0 . 0 6 I 0 . 0 6 T 3 3I 0 . 0 Q 0 . 0T 3 3 IN PT T O F 0 ( ) 圖 3 - 1 7 斷 電 延 時 定 時 器 當(dāng)前值 100ms定時器 可用類似圖 (a) 的電路 。 t t1 2 I 2 . 1 I 2 . 1 10 T2 I

20、0 . 3 T2 I 0 . 3 T2 T2 T 3 2 50 T 3 2 Q 0 . 3 50 T 3 2 T 3 2 Q 0 . 3 T 3 2 Q 0 . 3 IN PT T O N R IN PT T O N IN PT T O N 0 10 ( )R 1 ( ) ( ) 圖3-1 9 自動重新觸發(fā)定時的梯形圖 圖3-1 8 保持型通電延時定時器 錯誤的梯形圖 正確的梯形圖(b)(a) 當(dāng)前值 的位 減至 0時，停止計數(shù)，計數(shù) 器位被置 1。 32 767 1 -32 767， -32 768 -1 32 767 I 2 . 5 I 2 . 4 0 4 CU R PV C T U C4

21、I 2 . 4 I 2 . 5 1 2 3 4 5 6 圖 3 - 2 0 加 計 數(shù) 器 計數(shù)器位 當(dāng)前值 3 CU CD PV C T U D C 4 8 I 2 . 0 I 2 . 1 C T U D LD R I 2 . 2 L D L D I 2 . 0 I 2 . 1 I 2 . 2 3 CD LD PV C T D C5 I 2 . 4 I 2 . 5 C T D C 5 , 3 L D I 2 . 4 L D I 2 . 5 4 8 , 3 圖 3 - 2 2 加 減 計 數(shù) 器圖 3 - 2 1 減 計 數(shù) 器 A.1.2 項目的組成 1程序塊：主程序 (OB1)、可選 的子

22、程序和中斷程序。各程序結(jié)束時 不需要加入無條件結(jié)束指令。中斷程 序在中斷事件發(fā)生時由操作系統(tǒng)調(diào)用 ，用來處理預(yù)先規(guī)定的中斷事件。 2數(shù)據(jù)塊：由數(shù)據(jù) (存儲器的初 始值和常數(shù)值 )和注釋組成。 3系統(tǒng)塊：用來設(shè)置系統(tǒng)的參數(shù) ，一般可采用默認(rèn)的參數(shù)值。 4符號表：用符號來代替存儲器 的地址，使程序更容易理解。 5狀態(tài)表：用來觀察程序執(zhí)行時 指定的內(nèi)部變量的狀態(tài)。 6交叉引用表：列舉出各操作數(shù) 出現(xiàn)的位置和指令的助記符 。 1 計算機通信參數(shù)的設(shè)置 用菜單命令 “ 檢視 通信 ” ， 進入通信設(shè)置對話框 ， 雙擊 PC/PPI圖標(biāo) ， 出現(xiàn) PC/PG接口屬性對話框 。 單擊 “ Propertie

23、s” 按鈕 ， 出現(xiàn) PC/PPI電纜屬性對話框 。 初學(xué)者一般可以按 “ Default”按鈕 ， 使用默認(rèn)的通信參數(shù) 。 “ Select”按鈕可選擇通 信硬件 。 假設(shè)選擇 19.2k bps， 站地址為 0， 最大節(jié)點地址為 15 。 用 Local標(biāo)簽選擇 PC的串口 ， 不用 Modem。 2 電纜上的 DIP開關(guān)設(shè)為 00100， 19.2k 。 3 PLC的通信參數(shù)在系統(tǒng)塊中設(shè)置 ， 站地址為 2， 19.2k bps。 4 PC、 PLC在線連接的建立 用菜單命令“檢視 通信”， 進入通信設(shè)置對話框。雙擊 刷新圖標(biāo)，將顯示已建立連接的每個站的 CPU圖標(biāo)和信息。 5 PLC中

24、信息的讀取 選擇命令“ PLC 信息”，可顯示 PLC的各種信息，可校時 。 A.2 程序的編寫與傳送 1）生成項目或打開一個已有的項目。 2） 設(shè)置 PLC的型號 。 3） 用 “ 工具 選項 ” 的 “ 通用 ” 標(biāo)簽選擇編程語言和編程 模式和記憶表 。 4） 確定程序結(jié)構(gòu) ， 是否用子程序和中斷程序 。 5） 編寫符號表和數(shù)據(jù)塊 （ 如果需要 ） 。 6） 編寫用戶程序 。 7） 編譯程序 ， 編譯后符號表起作用 。 8） 設(shè)置系統(tǒng)塊參數(shù) ,初學(xué)者可選默認(rèn)值 。 9） 建立 PC-PLC的連接 。 10） 下載程序 、 上裝和清除程序： PLC應(yīng)處于 STOP方式 。 上裝前應(yīng)建立或打開

25、保存從 PLC上裝的塊的項目 。 NETWORK 1 LD 啟動 O 電源 AN 停止 AN 過載 = 電源 TON T37, +50 NETWORK 2 LD T37 = 短接 異步電機串電阻降壓啟動控制系統(tǒng) 符號表 I0.0 啟動 I0.1 停止 I0.2 過載 Q0.0 電源 Q0.1 短接 M 短接 電源 FR 1L 0 . 0 0 . 1 N L1 0 . 0 0 . 1 0 . 2 C P U 2 2 4 D C 2 4 V L+ M 220V 1M 50 T 3 7 Q 0 . 1 T 3 7 IN PT T O N Q 0 . 0 Q 0 . 0I 0 . 2I 0 . 1I

26、0 . 0 K M 1 K M 2 短接 啟動 停止 過載 電源 A.3 用編程軟件監(jiān)視與調(diào)試程序 1.用狀態(tài)表監(jiān)視與調(diào)試程序 狀態(tài)表的創(chuàng)建 、 打開和編輯 、 起動和關(guān)閉 、 單次讀取狀態(tài) 信息 。 2.用狀態(tài)表強制改變數(shù)值 全部寫入不能用于輸入和已強制的變量 。 強制 、 對單個操 作數(shù)取消強制 、 取消全部強制；讀取全部強制；顯式強制 、 隱 式強制 、 部分隱式強制 。 3.梯形圖程序的狀態(tài)監(jiān)視 按 “ 程序狀態(tài) ” 按鈕后進入 ， 可起動強制和取消強制 。 4.語句表程序的狀態(tài)監(jiān)視 按 “ 程序狀態(tài) ” 按鈕后進入 ， 用菜單命令 “ 工具 選項 ” ， 選 “ STL狀態(tài) ” 后設(shè)

27、置 。 不能強制數(shù)值 。 可 “ 觸發(fā)暫停 ” 。 黑色：指令被正確執(zhí)行 ， 紅色：執(zhí)行時有錯誤；灰色：沒有被 執(zhí)行 。 例題 讀取全部 強制內(nèi)容 取消全部強制 取消強制 強制 全部寫入 單次讀取 狀態(tài)表 觸發(fā)暫停 程序狀態(tài) 圖A-5 調(diào)試程序用的工具條 L D N O O LD AN A LD AI O L D ON C 2 2 M 1 . 3 M 3 . 5 M 2 . 1 I 0 . 4 T 2 1 I 0 . 2 I 2 . 7 Q 0 . 4 A L D OI 1 . 4 EU SQ 3 . 3 , 1 AM 2 . 2 T O NT 3 7 , 1 0 0 M 2 . 1I 0 .

28、 4 I 0 . 2 T 2 1Q 3 . 3 Q 0 . 4 C 2 2 I 2 . 7M 1 . 3 M 2 . 2 I 1 . 4 M 3 . 5 100 T 3 7 IN PT T O N I PS 1 L P S L P P 圖 3 - 2 3 題 3 . 2 的 圖 例題 L D I AN O O N I LD OI AN L D N A O L D ON A L D O = AN N O T SI I 0 . 2 I 0 . 0 Q 0 . 3 I 0 . 1 Q 2 . 1 M 3 . 7 I 1 . 5 I 0 . 5 I 0 . 4 M 0 . 2 I 0 . 4 M 3

29、. 7 I 0 . 4 Q 0 . 3 , 1 I 0 . 4 Q 2 . 1I 0 . 2I 0 . 0 Q 0 . 3 I 0 . 4 I 0 . 1 M 0 . 2 M 3 . 7 I 0 . 5 I 1 . 5M 3 . 7 I I I NOT I 0 . 4 SI 1 Q 0 . 3 圖C - 4 題3 . 5 的答案 做習(xí)題： 3， 6， 7， 9， 11 I 0 . 1 M 0 . 0 I 0 . 1 I 0 . 1 M 0 . 0 M 0 . 1 M 0 . 1 I 0 . 0M 0 . 8 M 0 . 3 Q 0 . 3I 0 . 3 I 0 . 5 T 3 2 IN PT

30、T O N T 3 2 I Q 0 . 3 圖 C - 1 1 題 3 . 1 2 的 答 案 題 3 - 1 3 的 圖 ： 改 錯 ， 8 個 錯 誤 LD AN O AI LDNI A OLD NOT = I A SI LDN O ALD O R I0.7 Q3.2 I0.2 I0.3 I0.5 M2.5 Q0.3 C42 Q0.5, 1 I3.4 M1.3 M3.5 M2.4, 1 LPS LPP 圖 3 - 2 4 題 3 . 3 的 圖 I 0 . 7Q 3 . 2 I 0 . 2 I 0 . 3Q 0 . 3 I 0 . 5 I 3 . 4M 2 . 4 M 2 . 5 M 1

31、. 3 C 4 2 M 3 . 5 I I INOT R 1 SI 1 Q 0 . 5 LD AN L P S AN L P S A = L P P A R L R D A = L P P AN T O N I 0 . 1 I 0 . 0 I 0 . 2 I 0 . 4 Q 2 . 1 I 4 . 6 Q 0 . 3 , 1 I 0 . 5 M 3 . 6 I 0 . 4 T 3 7 , 2 5 I 0 . 1I 0 . 2I 0 . 0 I 0 . 5 I 4 . 6 Q 2 . 1 Q 0 . 3 M 3 . 6 I 0 . 4 I 0 . 4 R 1 25 T 3 7 IN PT T O

32、 N L P SL P S L P P L P P L R D 圖 C - 5 題 3 . 6 的 答 案 LD AN L D I ON A O L D LD A O A L D ON N O T =I LD L D N ED C T U I 0 . 7 I 2 . 7 Q 0 . 3 I 0 . 1 M 0 . 1 I 0 . 5 I 0 . 3 I 0 . 4 M 0 . 2 Q 0 . 4 I 2 . 5 M 3 . 5 C 4 1 , 3 0 I 0 . 1 I 2 . 7I 0 . 5I 0 . 7 Q 0 . 3M 0 . 1 I I 0 . 4 NOT I 0 . 3 M 0 .

33、 2 I Q 0 . 4 I 2 . 5 M 3 . 5 30 CU R PT C T U C 4 1 N 圖 C - 6 題 3 . 7 的 答 案 5s I 0 . 0 I 0 . 1 Q 0 . 0 50 T 3 7 S M 0 . 1 IN PT T O N Q 0 . 0 Q 0 . 0 C1 T 3 7I 0 . 0 I 0 . 1 Q 0 . 0 3 CU R PT C T U C1 圖 C - 8 題 3 . 9 的 答 案 題 3 . 9 圖 I 0 . 0 M 0 . 0 M 0 . 0 M 0 . 1Q 0 . 0 Q 0 . 00 . 1 Q 0 . 0 I 0 . 0

34、 P M 0 . 0 Q 0 . 0 M 0 . 0 M 0 . 1 圖 3 - 2 9 題 3 - 1 1 的 圖圖 C - 1 0 題 3 . 1 1 的 答 案 4 數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計方法 4.1 經(jīng)驗設(shè)計法 I 0 . 1 I 0 . 0 Q 0 . 0 I 0 . 0I 0 . 1 Q 0 . 0 Q 0 . 0 I 0 . 0 Q 0 . 1 9s7s T 3 7 T 3 8 T 3 7T 3 8 Q 0 . 1 Q 0 . 1 Q 0 . 1I 0 . 0 T 3 7 I 0 . 0 90 70 IN PT T O N IN PT T O N T 3 8 ( ) ( )

35、 圖 4 - 1 起 保 停 電 路 圖 4 - 2 延 時 接 通 / 斷 開 電 路 的常開觸點 的常開觸點 I 0 . 0 O NT 3 7 8 2s3s Q 0 . 0 O N R T 3 7 8 0 . 0 F F 1h I 0 . 2 Q 0 . 0 I 0 . 2T 3 7 600 T 3 7 60 CU R PV C T U C4 T 3 7 I 0 . 2 C4Q 0 . 0 IN PT T O N ( ) 圖 4 - 3 定 時 范 圍 的 擴 展 I 0 . 0T 3 8 20 T 3 7 T 3 8T 3 7 30 Q 0 . 0 IN PT T O N IN PT T

36、 O N ( ) 圖 4 - 4 閃 爍 電 路 M K M 2K M 1 F U 1 F U 2 A C 3 8 0 V A B C SB2K M 1 FR SB1 K M 2 K M 1 FR S Q 1 S Q 2 SB3 SB3K M 2 K M 1 K M 2 S Q 2 S Q 1 SB2 Q 0 . 0 K M 1Q 0 . 1 K M 2 I 0 . 3 S Q 1I 0 . 4 S Q 2 圖4 - 5 小車自動往復(fù)運動的繼電器控制電路圖 右行左行 停車 4.2 根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計梯形圖的方法 1L I 0 . 3 S B 1 S B 2 S B 3 2 2 0 V K M

37、 1 K M 2 K M 1 K M 2I 0 . 0 I 0 . 1 I 0 . 2 Q 0 . 0 Q 0 . 1 I 0 . 5 I 0 . 4 D C 2 4 V L+ C P U 2 2 4 2M M I 0 . 0 I 0 . 3 Q 0 . 0 I 0 . 1I 0 . 4I 0 . 2I 0 . 5Q 0 . 10 . 0 I 0 . 1 I 0 . 4 Q 0 . 1 I 0 . 0I 0 . 3I 0 . 2I 0 . 5Q 0 . 00 . 1 S Q 1 S Q 2 FR 圖4 - 7 梯形圖圖4 - 6 P L C 的外部接線圖 右行起動 左行起動 左限位 右限位 左

38、行 右行 左行 右行 右限位 停車右行 左行右行 左行 停車 左限位 過載 過載 中間單元，硬 件互鎖，優(yōu)化 梯形圖。 起動 停車 圖4 - 8 繼電器電路圖 圖4 - 9 可編程序控制器的外部接線圖 KA KA K M 3 KA K T 2 K M 3 KA K T 1K M 2K M 3 K M 1 K T 1 K T 2 K M 3 K M 1K M 2 K M 3 K M 1 K M 2 K M 3 S B 2 S B 1 K M 3 K T 1 K T 2 A C 1 2 7 V K T 2 Q0 . 1 Q0 . 2 Q0 . 3 M 0 . 0 T 3 7 T 3 8 1L S

39、B 1 S B 2 A C 1 2 7 V K M 1 K M 2K M 1 K M 2 I 0 . 0 I 0 . 1 Q0 . 1 Q0 . 2 D C 2 4 V L+ C P U 2 2 4 2M M K M 3K M 1 Q0 . 3 K M 3 K M 3 K M 2 KA K M 1 K M 2 K M 3 K T 1 K T 2 I 0 . 0 Q0 . 3 M 0 . 0 I 0 . 1 M 0 . 2 M 0 . 1 M 0 . 1 M 0 . 1 Q0 . 3 M 0 . 0Q0 . 3 Q0 . 1M 0 . 0M 0 . 1 M 0 . 0 M 0 . 2 60 T

40、3 8 M 0 . 1M 0 . 0 T 3 7Q0 . 2Q0 . 3Q0 . 1 M 0 . 1 T 3 7 T 3 8Q0 . 1Q0 . 3Q0 . 2 T 3 8 Q0 . 3 Q0 . 1Q0 . 2M 0 . 1 50 T 3 7 Q0 . 3 IN PT T ON IN PT T ON M 0 . 2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 4.3 梯形圖的順序控制設(shè)計法 I 0 . 1 I 0 . 2I 0 . 3 S M 0 . 1 Q 0 . 0 Q 0 . 1 Q 0 . 2 M 0 . 0 M 0 . 2 M 0 . 1 Q 0 . 1 Q 0 . 1Q 0

41、. 0 I 0 . 0 I 0 . 2 I 0 . 1 S M 0 . 1 M 0 . 3Q 0 . 2 I 0 . 3 I 0 . 0 I . 1 I 0 . 2 I 0 . 3 M 0 . 0 M 0 . 1 M 0 . 2 M 0 . 3 圖4 - 1 2 順序功能圖 快進 工進 快退 初始 工進 快進 快退 ( c ) 3 4 5 d e 5 810 h k 911 12 jn ( a )( b 3 46 57 10 i e imfg 圖 4 - 1 5 單 序 列 、 選 擇 序 列 與 并 行 序 列 a b b c 12 . 12 + b c+ a b . 圖 4 - 1 4 轉(zhuǎn)

42、 換 與 轉(zhuǎn) 換 條 件 55 圖 4 - 1 3 動 作 動作A動作B 動作B I 0. 3 I 0. 0 I 0. 1 加 M 0. 0 M 0. 1 M 0. 2 M 0. 3 Q0. 0 Q0. 1 Q0. 1 SM 0. 1 I 1. 0 I 0. 4 I 0. 2 C0 M 0. 4 M 0. 6Q0. 3 Q0. 4 C0 Q0. 2 C0 C 0 1M 0. 5 M 0. 7 I 0. 0 I 0. 1 I 0. 2 I 0. 3 圖4-16 剪板機示意圖 右行 壓鉗下行 剪刀下行 已剪完10塊 剪刀已上升壓鉗已上升 已剪完 右行到位 起動 復(fù)位 壓力上升 壓鉗 剪刀 板料 順

43、序功能圖中轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則 1 (1)該轉(zhuǎn)換所有的前級步都是活動步 。 (2)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件得到滿足 。 2. (1) 使所有的后續(xù)步變?yōu)榛顒硬?。 (2) 使所有的前級步變?yōu)椴换顒硬?。 繪制順序功能圖時的注意事項 1 兩個步絕對不能直接相連 ， 必須用一個轉(zhuǎn)換將它們隔開 。 2 兩個轉(zhuǎn)換也不能直接相連 ， 必須用一個步將它們隔開 。 3 不要漏掉初始步 。 4 在順序功能圖中一般應(yīng)有由步和有向連線組成的閉環(huán) 。 5 用初始化脈沖 SM0.1的常開觸點將初始步預(yù)置為活動步 。 c 815 1620 圖 4 - 1 9 轉(zhuǎn) 換 的 同 步 實 現(xiàn) MI QQI ( )a ( )b a b c

44、 d e f g a g 2 2 . 1 2 . 2 2 . 3 2 . 4 2 . 5 M 0 . 0 M 0 . 4 M 0 . 2 I 0 . 5 Q 0 . 3 I 0 . 0 Q 0 . 3 圖 4 - 2 0 信 號 關(guān) 系 圖 圖 4 - 1 8 子 步 圖 4 - 2 6 題 4 . 8 圖 梯 形 圖 控制 電路電路 輸出 實驗用異步化同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)要求 轉(zhuǎn)子上有兩個相互垂直的勵磁繞組， 6種運行方式：雙 軸勵磁，一軸開路，一軸斷路，雙軸短路，雙軸勵磁與其余 各種方式可相互切換。繞組由勵磁到開路時應(yīng)先滅磁。停機 時應(yīng)先解列（與電網(wǎng)斷開），再滅磁，直到滅磁結(jié)束。 + -

45、 K M 1 K M 1 K M 2 K M 3 Q軸D軸 雙軸 短路開路 正常 投勵滅磁 短路命令K M 2 O N 1s10s K M 1 O F FK M 3 O N 1s K M 2 O F F M 8 0 0 2 S0 S 2 8 S 2 0 S 3 2 S 2 5 S 2 2 S 3 5S 2 7S 3 1 S 2 1S 3 7S 3 3 S 2 3 S 3 0S 2 6 S 2 9 S 3 8S 3 4 S 4 0S 3 6 S 3 9 S 2 4 S 4 1 S 4 3 S 4 2 + - K M 1 K M 1 K M 2 K M 3 D 短 投 雙軸投 Q 短 投Q 開 投

46、D 開 投雙短投并 滅 磁 , 事 故 已短接已短接已滅磁已滅磁已短接 已滅磁 D 短 投 Q 短 投 Q 開 投 D 開 投 滅磁 滅磁 已滅磁 雙軸投 已切換 雙軸投 滅磁 已解列 滅磁 滅磁 已解列已解列已解列已解列 已解列 或開路 Q軸D軸 雙軸 短路開路 正常 投勵滅磁 圖3 . 5 勵磁方式控制的順序功能圖 練習(xí)題： 4, 7, 10, 12 例題 I 0 . 0 I 0 . 1 Q 0 . 0 Q 0 . 1 4s Q 0 . 0 Q 0 . 1 Q 0 . 2 I 0 . 2I 0 . 0I 0 . 1I 0 . 3 M 0 . 0 M 0 . 2 M 0 . 1 Q 0 .

47、0 Q 0 . 1Q 0 . 0 I 0 . 2 I 0 . 1 I 0 . 0 S M 0 . 1 M 0 . 3Q 0 . 2 I 0 . 3 Q 0 . 2 M 0 . 00 . 1M 0 . 20 . 3 40 T 3 7 IN PT T O N Q 0 . 0 Q 0 . 0T 3 7I 0 . 0 Q 0 . 1 Q 0 . 1I 0 1T 3 7 圖4 - 2 3 題4 . 5 圖 圖C - 1 4 題4 . 5 的答案 圖C - 1 2 題4 . 3 的答案 I 0 . 0 I 0 . 1 Q 0 . 0 Q 0 . 1 7s I 0 . 2I 0 . 1I 0 . 0 Q 0

48、 . 0Q 0 . 1 M 0 . 1 M 0 . 2 M 0 . 3 M 0 . 0 M 0 . 2 M 0 . 1 Q 0 . 1 Q 0 . 0 I 0 . 3 I 0 . 2 I 0 . 1 S M 0 . 1 M 0 . 3Q 0 . 0 I 0 . 0 I 0 . 1Q 0 . 1 T 3 7 Q 0 . 1 70 T 3 7 IN PT T O N Q 0 . 0 Q 0 . 0 T 3 7 I 0 . 0 圖 4 - 2 5 題 4 . 7 的 圖 圖 C - 1 6 題 4 . 7 的 答 案 圖 C - 1 3 題 4 . 4 的 答 案 I 0 . 0 Q 0 . 0 Q

49、 0 . 1 Q 0 . 2 5s6s4s M 0 . 0 M 0 . 2 M 0 . 1 Q 0 . 1 T 3 7Q 0 . 0 I 0 . 0 T 3 8 T 3 7 S M 0 . 1 M 0 . 3Q 0 . 1 T 3 9 T 3 8 T 3 9 Q 0 . 0 Q 0 . 2 4s 6s 5s 圖 4 - 2 8 題 4 . 1 0 的 圖 圖 C - 1 8 題 4 . 1 0 的 答 案 紅燈 綠燈 黃燈 圖 4 - 2 9 題 4 . 1 2 的 圖圖 C - 2 0 題 4 . 1 2 的 答 案 工件 大鉆頭小鉆頭 已夾緊 已鉆完已鉆完 上升到位上升到位 已 鉆 完 6

50、 個 孔 加 夾緊 已松開 起動 復(fù)位 松開 旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)到位 工件 I 0 . 2 I 0 . 3 I 0 . 4 I 0 . 5 Q 0 . 1 Q 0 . 2 Q 0 . 3 Q 0 . 4 I 0 . 1 I 0 . 3I 0 . 5 M 0 . 0 M 0 . 1 M 1 . 0 M 1 . 1 Q 0 . 0 Q 0 . 5 Q 0 . 6 S M 0 . 1 I 0 . 0 I 0 . 6 I 0 . 7 C0 M 0 . 3M 0 . 6Q 0 . 2Q 0 . 4 C0 C01M 0 . 4M 0 . 7 I 0 . 2I 0 . 4 M 0 . 2M 0 . 5Q 0 . 1

51、Q 0 . 3 C0 第 5章 順序控制梯形圖的設(shè)計方法 I 2 . 0 J M P L B L 0 1 I 2 . 0 J M P 1 L B L 0 公用程序 自動程序 手動程序 圖 5 - 1 自 動 / 手 動 程 序 圖 5-2 鼓風(fēng) 機和引風(fēng)機 的順序功能 和梯形圖 起動 引 風(fēng) 機 鼓 風(fēng) 機 M 0 . 0 M 0 . 1 M 0 . 2 M 0 . 3 Q 0 . 0 Q 0 . 0 Q 0 . 0 S M 0 . 1 T 3 7 I 0 . 1 T 3 8 I 0 . 0 5s5s I 0 . 0I 0 . 1 Q 0 . 0 Q 0 . 1 T 3 7 Q 1 T 3 8

52、 T 3 8 M 0 . 0 M 0 . 1M 0 . 3 M 0 . 0 S M 0 . 1 I 0 . 0 M 0 . 1 M 0 . 2M 0 . 0 50 T 3 7 T 3 7 M 0 . 2 M 0 . 3M 0 . 1 M 0 . 2 Q 0 . 1 I 0 . 1 M 0 . 3 M 0 . 0M 0 . 2 50 T 3 8 M 0 . 1 M 0 . 3 M 0 . 2 Q 0 . 0 M 0 . 1 M 0 . 3 IN PT T O N IN PT T O N 圖5 - 3 選擇序列與并行序列 圖5 - 4 梯形圖 M 0 . 3 M 0 . 7 M 0 . 5Q 0

53、. 2 Q 0 . 5 Q 0 . 3 I 0 . 4 I 0 . 6 I 0 . 7 I 0 . 5 S M 0 . 1 I 0 . 0 I 0 . 1 I 0 . 3 I 0 . 2Q 0 . 0 Q 0 . 1 M 0 . 0 M 0 . 1 M 0 . 2 M 0 . 4M 0 . 6Q 0 . 4 I 0 . 4 M 0 . 4 M 0 . 7M 0 . 3 M 0 . 4 I 0 . 3 M 0 . 5 M 0 . 6M 0 . 2 M 0 . 5 I 0 . 5 M 0 . 6 M 0 . 7M 0 . 5 M 0 . 6 I 0 . 6 M 0 . 7 M 0 . 0M 0 .

54、 6 M 0 . 7M 0 . 4 Q 0 . 3 Q 0 . 5 Q 0 . 4 I 0 . 7 M 0 . 0 M 0 . 1M 0 . 7 M 0 . 0 S M 0 . 1 I 0 . 0 M 0 . 1 M 0 . 2M 0 . 0 M 0 . 1 M 0 . 2 I 0 . 1 M 0 . 2 M 0 . 3M 0 . 1 M 0 . 2 I 0 . 2M 0 . 0 I 0 . 3 M 0 . 3 M 0 . 4M 0 . 2 M 0 . 3 Q 0 . 0 Q 0 . 1 Q 0 . 2 M 0 . 2 M 0 . 3 M 0 . 4 M 0 . 2 M 0 . 3 M 0 .

55、 4 M 1 . 0T 3 7I 0 . 2 I 0 . 3 T 3 7 I 0 . 2I 0 . 3 ( ) a b( ) c( ) I 0 . 2 M 0 . 3 M 0 . 2M 0 . 2 M 0 . 3M 0 . 4 圖 5 - 5 僅 有 兩 步 的 閉 環(huán) 的 處 理 ( I 0 . 3 ) Q 0 . 0Q 0 . 1 AB I 0 . 0 I 0 . 1 I 0 . 2 Q 0 . 2M Q 0 . 3C M 1 . 0 T 3 8M 1 . 0 T 3 8 . M 0 . 0 M 0 . 1 M 0 . 2 M 0 . 3 Q 0 . 0 Q 0 . 1 Q 0 . 2 S

56、 M 0 . 1 I 0 . 3 I 0 . 0 I 0 . 1 M 0 . 4 M 0 . 5 Q 0 . 3 T 3 8 I 0 . 2 T 3 7 T 3 7 Q 0 . 3 BA 上限位 中限位 下限位 液體液體 閥閥 閥 進液體 進液體 放混合液 上限位 中限位 下限位 起動按鈕 攪拌 放混合液 A B 圖5 - 6 液體混合系統(tǒng)的順序功能圖和梯形圖 進液體A 進液體B 放成品 上限位 中限位 下限位 起動按鈕 攪拌 連續(xù) 攪拌 放混合液 圖5 - 6 液體混合系統(tǒng)的順序功能圖和梯形圖 M 1 . 0 T 3 8M 1 . 0 T 3 8 . M 0 . 0 M 0 . 1 M 0

57、. 2 M 0 . 3 Q 0 . 0 Q 0 . 1 Q 0 . 2 S M 0 . 1 I 0 . 3 I 0 . 0 I 0 . 1 M 0 . 4 M 0 . 5 Q 0 . 3 T 3 8 I 0 . 2 T 3 7 T 3 7 Q 0 . 3 T 3 8 M 0 . 0 M 0 . 1M 0 . 5 M 0 . 0 S M 0 . 1 I 0 . 3 M 0 . 1 M 0 . 2M 0 . 0 M 0 . 1 M 1 . 0M 0 . 5 I 0 . 0 M 0 . 2 M 0 . 3M 0 . 1 M 0 . 2 I 0 . 1 M 0 . 3 M 0 . 4M 0 . 2 M

58、 0 . 3 T 3 7 M 0 . 4 M 0 . 5M 0 . 3 M 0 . 4 I 0 . 2 M 0 . 5 M 0 . 0M 0 . 4 M 0 . 5 Q 0 Q 0 . 1 Q 0 . 2 600 T 3 7 M 0 . 4 M 0 . 5 Q 0 . 3 T 3 8 M 1 . 0 M 0 . 1 M 1 . 0 I 0 . 4I 0 . 3 M 1 . 0 50 T 3 8 IN PT T O N IN PT T O N S M 0 . 1 I 0 . 0 I 0 . 1 I 0 . 2 I 0 . 3 I 0 . 4 I 0 . 5 =1 I 0 . 7 M 0 . 0

59、M 0 . 1 M 0 . 2 M 0 . 3 M 0 . 4 M 0 . 5 M 0 . 6 M 0 . 7 M 1 . 0 Q 0 . 1Q 0 . 3 Q 0 . 4Q 0 . 2 Q 0 . 5 Q 0 . 0 I 0 . 7 M 0 . 0 M 0 . 1M 1 . 0 M 0 . 0 S M 0 . 1 I 0 . 0 M 0 . 1 M 0 . 2M 0 . 0 M 0 . 1 Q 0 . 0 I 0 . 1M 0 . 3M 0 . 1 M 0 . 2 M 0 . 2 Q 0 . 1 I 0 . 2M 0 . 4M 0 . 2 M 0 . 3 M 0 . 3Q 0 . 2 I 0

60、 . 3M 1 . 0M 0 . 3 M 0 . 4 M 0 . 4 I 0 . 1M 0 . 6M 0 . 1 M 0 . 5 M 0 . 5 Q 0 . 3 I 0 . 4M 0 . 7M 0 . 5 M 0 . 6 M 0 . 6 Q 0 . 4 I 0 . 5M 1 . 0M 0 . 6 M 0 . 7 M 0 . 7 M 1 . 0 M 0 . 0M 0 . 7 M 1 . 0M 0 . 4 Q 0 . 5 起動 已夾緊 已鉆完已鉆完 上升到位上升到位 已松開 圖5 - 7 順序功能圖與梯形圖 I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 1 M 0 . 0 M 0 . 2 M 0 . 1

61、 Q 0 . 1 Q 0 . 1Q 0 . 0 I 0 . 0 I 0 . 2 I 0 . 1 S M 0 . 1 M 0 . 3Q 0 . 2 I 0 . 3 M 0 . 0I 0 . 0M 0 . 1 M 0 . 0 S 1 R 1 S M 0 . 1M 0 . 0 S 1 M 0 . 1I 0 . 1M 0 . 2 M 0 . 1 S 1 R 1 M 0 . 2I 0 . 2M 0 . 3 M 0 . 2 S 1 R 1 M 0 . 3I 0 . 3M 0 . 0 M 0 . 3 S 1 R 1 M 0 . 1Q 0 . 0 M 0 . 3Q 0 . 2 M 0 . 1Q 0 . 1 M

62、 0 . 2 快進 工進 快退 快進 工進 快退 圖 5 - 8 動 力 頭 控 制 系 統(tǒng) 的 順 序 功 能 圖 與 梯 形 圖 圖5 - 9 選擇序列與并行序列 M 0 . 3 M 0 . 7 M 0 . 5Q 0 . 2 Q 0 . 5 Q 0 . 3 I 0 . 4 I 0 . 6 I 0 . 7 I 0 . 5 S M 0 . 1 I 0 . 0 I 0 . 1 I 0 . 3 I 0 . 2Q 0 . 0 Q 0 . 1 M 0 . 0 M 0 . 1 M 0 . 2 M 0 . 4M 0 . 6Q 0 . 4 M 0 . 0I 0 . 0M 0 . 1 M 0 . 0 S 1 R 1 S M 0 . 1M 0 . 0 S 1 M 0 . 1I 0 . 1M 0 . 2 M 0 . 1 S 1 R 1 M 0 . 0I 0 . 2M 0 . 2 M 0 . 0 S 1 R 1 M 0 . 2I 0 . 3M 0 . 3 M 0 . 2 S 1 R 1 M 0 . 1Q 0 . 0 M 0 . 2Q 0 . 1 M 0 . 3Q 0 . 2 M 0 . 5 S 1 M 0 . 3I 0 . 4M 0 . 4 M 0 . 3 S 1 R 1 M 0 . 5I 0 . 5M 0 . 6 M 0 . 5 S 1 R 1 M 0 .