第4章 PLC控制系統(tǒng)設計

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1、第第4章章 PLC控制系統(tǒng)設計控制系統(tǒng)設計 4.1 PLC 4.1 PLC控制系統(tǒng)的設計原則控制系統(tǒng)的設計原則 1. 最大限度地滿足被控對象的控制要求最大限度地滿足被控對象的控制要求 2. 保證保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠控制系統(tǒng)安全可靠 3. 力求簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便力求簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便 4. 適應發(fā)展的需要適應發(fā)展的需要 4.2 PLC 4.2 PLC控制系統(tǒng)的設計內(nèi)容與步驟控制系統(tǒng)的設計內(nèi)容與步驟 1. 分析被控對象并提出控制要求分析被控對象并提出控制要求 2. 確定輸入輸出設備確定輸入輸出設備 3. 選擇選擇PLC PLC選擇包括對選擇包括對PLC的機型、容量、的機型、容

2、量、I/O模塊、電源等的模塊、電源等的選擇。選擇。 4. 分配分配I/O點并設計點并設計PLC外圍硬件線路外圍硬件線路 （1）分配）分配I/O點點 畫出畫出PLC的的I/O端子與輸入輸出設端子與輸入輸出設備的連接圖或?qū)P(guān)系表。備的連接圖或?qū)P(guān)系表。 （2）設計）設計PLC外圍硬件線路外圍硬件線路 畫出系統(tǒng)其它部分的電畫出系統(tǒng)其它部分的電氣線路圖，包括主電路和未進入氣線路圖，包括主電路和未進入PLC的控制電路等。的控制電路等。 4.2 PLC 4.2 PLC控制系統(tǒng)的設計內(nèi)容與步驟控制系統(tǒng)的設計內(nèi)容與步驟 5. 程序設計程序設計 （1）程序設計）程序設計 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，采用合適的根據(jù)系

3、統(tǒng)的控制要求，采用合適的設計方法來設計設計方法來設計PLC程序。程序通常還應包括以下內(nèi)容：程序。程序通常還應包括以下內(nèi)容： 初始化程序初始化程序:在在PLC上電后，一般都要做一些初始上電后，一般都要做一些初始化的操作，為啟動作必要的準備，避免系統(tǒng)發(fā)生誤動作。化的操作，為啟動作必要的準備，避免系統(tǒng)發(fā)生誤動作。初始化程序的主要內(nèi)容有初始化程序的主要內(nèi)容有：對某些數(shù)據(jù)區(qū)、計數(shù)器等進：對某些數(shù)據(jù)區(qū)、計數(shù)器等進行清零，對某些數(shù)據(jù)區(qū)所需數(shù)據(jù)進行恢復，對某些繼電行清零，對某些數(shù)據(jù)區(qū)所需數(shù)據(jù)進行恢復，對某些繼電器進行置位或復位，對某些初始狀態(tài)進行顯示等等。器進行置位或復位，對某些初始狀態(tài)進行顯示等等。 檢測、

4、故障診斷和顯示等程序檢測、故障診斷和顯示等程序 保護和連鎖程序保護和連鎖程序:保護和連鎖是程序中不可缺少的保護和連鎖是程序中不可缺少的部分，它可以避免由于非法操作而引起的控制邏輯混亂。部分，它可以避免由于非法操作而引起的控制邏輯混亂。 4.2 PLC 4.2 PLC控制系統(tǒng)的設計內(nèi)容與步驟控制系統(tǒng)的設計內(nèi)容與步驟 （2）程序模擬調(diào)試）程序模擬調(diào)試 程序模擬調(diào)試的基本思想程序模擬調(diào)試的基本思想：以方便的形式模擬產(chǎn)生：以方便的形式模擬產(chǎn)生現(xiàn)場實際狀態(tài)，為程序的運行創(chuàng)造必要的環(huán)境條件。根現(xiàn)場實際狀態(tài)，為程序的運行創(chuàng)造必要的環(huán)境條件。根據(jù)產(chǎn)生現(xiàn)場信號的方式不同，模擬調(diào)試有據(jù)產(chǎn)生現(xiàn)場信號的方式不同，模擬

5、調(diào)試有硬件模擬法和硬件模擬法和軟件模擬法軟件模擬法兩種形式。兩種形式。 硬件模擬法硬件模擬法:使用一些硬件設備模擬產(chǎn)生現(xiàn)場的信使用一些硬件設備模擬產(chǎn)生現(xiàn)場的信號，并將這些信號以硬接線的方式連到號，并將這些信號以硬接線的方式連到PLC系統(tǒng)的輸入系統(tǒng)的輸入端，其時效性較強。端，其時效性較強。 軟件模擬法軟件模擬法：在：在PLC中另外編寫一套模擬程序，中另外編寫一套模擬程序，模擬提供現(xiàn)場信號，其簡單易行，但時效性不易保證。模擬提供現(xiàn)場信號，其簡單易行，但時效性不易保證。 4.2 PLC 4.2 PLC控制系統(tǒng)的設計內(nèi)容與步驟控制系統(tǒng)的設計內(nèi)容與步驟 6. 6. 硬件實施硬件實施 硬件實施方面主要是進

6、行控制柜（臺）等硬件的設硬件實施方面主要是進行控制柜（臺）等硬件的設計及現(xiàn)場施工。主要內(nèi)容有：計及現(xiàn)場施工。主要內(nèi)容有： （1 1）設計控制柜和操作臺等部分的電器布置圖及安）設計控制柜和操作臺等部分的電器布置圖及安裝接線圖。裝接線圖。 （2 2）設計系統(tǒng)各部分之間的電氣互連圖。）設計系統(tǒng)各部分之間的電氣互連圖。 （3 3）根據(jù)施工圖紙進行現(xiàn)場接線，并進行詳細檢查。）根據(jù)施工圖紙進行現(xiàn)場接線，并進行詳細檢查。 7. 7. 聯(lián)機調(diào)試聯(lián)機調(diào)試 8. 8. 整理和編寫技術(shù)文件整理和編寫技術(shù)文件4.3 PLC的選擇的選擇 PLC的選擇主要應從的選擇主要應從PLC的機型、容量、的機型、容量、I/O模塊、模

7、塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。合考慮。 4.3.1.PLC機型的選擇機型的選擇 1. 合理的結(jié)構(gòu)型式合理的結(jié)構(gòu)型式 整體式：整體式：每一個每一個IO點的平均價格比模塊式的便宜，點的平均價格比模塊式的便宜，且體積相對較小且體積相對較小,一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；控制系統(tǒng)中； 模塊式：模塊式：功能擴展靈活方便功能擴展靈活方便,在在IO點數(shù)、輸入點數(shù)點數(shù)、輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的比例、與輸出點數(shù)的比例、IO模塊的種類等方面選擇余地大，模塊的種類等方面選擇余地大，且維修方便，

8、一般用于較復雜的控制系統(tǒng)。且維修方便，一般用于較復雜的控制系統(tǒng)。4.3 PLC的選擇的選擇 2. 安裝方式的選擇安裝方式的選擇 集中式：集中式：不需要設置驅(qū)動遠程不需要設置驅(qū)動遠程IO硬件，系統(tǒng)反應硬件，系統(tǒng)反應快、成本低；快、成本低； 遠程遠程IO式：式：適用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范適用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣，遠程圍很廣，遠程IO可以分散安裝在現(xiàn)場裝置附近，連線可以分散安裝在現(xiàn)場裝置附近，連線短，但需要增設驅(qū)動器和遠程短，但需要增設驅(qū)動器和遠程IO電源；電源； 多臺多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式：聯(lián)網(wǎng)的分布式：適用于多臺設備分別獨立控適用于多臺設備分別獨立控制，又要相互聯(lián)系的場合，可

9、以選用小型制，又要相互聯(lián)系的場合，可以選用小型PLC，但必須，但必須要附加通訊模塊。要附加通訊模塊。4.3 PLC的選擇的選擇 3. 相應的功能要求相應的功能要求 低檔低檔PLC：具有邏輯運算、定時、計數(shù)等功能，對具有邏輯運算、定時、計數(shù)等功能，對于只需要開關(guān)量控制的設備都可滿足要求。于只需要開關(guān)量控制的設備都可滿足要求。 中檔或高檔中檔或高檔PLC：用于大規(guī)模過程控制和集散控制用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場合。可以實現(xiàn)系統(tǒng)等場合?？梢詫崿F(xiàn)PID運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。功能。 4. 響應速度要求響應速度要求 PLC的響應速度一般都能滿足其應用范圍內(nèi)的需要

10、。的響應速度一般都能滿足其應用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用如果要跨范圍使用PLC，或者某些功能或信號有特殊的，或者某些功能或信號有特殊的速度要求時，則應該慎重考慮速度要求時，則應該慎重考慮PLC的響應速度，可選用的響應速度，可選用具有高速具有高速IO處理功能的處理功能的PLC，或選用具有快速響應模，或選用具有快速響應模塊和中斷輸入模塊的塊和中斷輸入模塊的PLC等。等。 4.3 PLC的選擇的選擇 5. 系統(tǒng)可靠性的要求系統(tǒng)可靠性的要求 6. 機型盡量統(tǒng)一機型盡量統(tǒng)一 機型統(tǒng)一，其模塊可互為備用，便于備品備件的機型統(tǒng)一，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購和管理。采購和管理。 機型統(tǒng)一，其功能

11、和使用方法類似，有利于技術(shù)機型統(tǒng)一，其功能和使用方法類似，有利于技術(shù)力量的培訓和技術(shù)水平的提高。力量的培訓和技術(shù)水平的提高。 機型統(tǒng)一，其外部設備通用，資源可共享，易于機型統(tǒng)一，其外部設備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計算機后易于形成一個多級分布式控聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計算機后易于形成一個多級分布式控制系統(tǒng)。制系統(tǒng)。 4.3 PLC的選擇的選擇 4.3.2. PLC容量的選擇容量的選擇 PLC的容量包括的容量包括IO點數(shù)點數(shù)和和用戶存儲容量用戶存儲容量兩個方面。兩個方面。 1. IO點數(shù)的選擇點數(shù)的選擇 在滿足控制要求的前提下力爭使用的在滿足控制要求的前提下力爭使用的IO點最少，但點最少，

12、但必須留有一定的裕量。必須留有一定的裕量。 通常通常IO點數(shù)是根據(jù)被控對象的輸入、輸出信號的實點數(shù)是根據(jù)被控對象的輸入、輸出信號的實際需要，再加上際需要，再加上1015的裕量來確定。的裕量來確定。 2. 存儲容量的選擇存儲容量的選擇 在在IO點數(shù)確定的基礎上，按下式估算存儲容量后，點數(shù)確定的基礎上，按下式估算存儲容量后，再加再加2030的裕量。的裕量。 存儲容量（字節(jié)）開關(guān)量存儲容量（字節(jié)）開關(guān)量IO點數(shù)點數(shù)10 模擬量模擬量IO通道數(shù)通道數(shù)100。4.3 PLC的選擇的選擇 4.3.3. IO模塊的選擇模塊的選擇 1. 開關(guān)量開關(guān)量IO模塊的選擇模塊的選擇 （1）開關(guān)量輸入模塊的選擇）開關(guān)量

13、輸入模塊的選擇 開關(guān)量輸入模塊是用來接收現(xiàn)場輸入設備的開關(guān)信號，開關(guān)量輸入模塊是用來接收現(xiàn)場輸入設備的開關(guān)信號，將信號轉(zhuǎn)換為將信號轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部可接受的低電壓信號，并實現(xiàn)內(nèi)部可接受的低電壓信號，并實現(xiàn)PLC內(nèi)、外信號的電氣隔離。選擇時主要應考慮以下幾個方面：內(nèi)、外信號的電氣隔離。選擇時主要應考慮以下幾個方面： 1）輸入信號的類型及電壓等級）輸入信號的類型及電壓等級 開關(guān)量輸入模塊有直流輸入、交流輸入和交流直流開關(guān)量輸入模塊有直流輸入、交流輸入和交流直流輸入三種類型。選擇時主要根據(jù)現(xiàn)場輸入信號和周圍環(huán)境輸入三種類型。選擇時主要根據(jù)現(xiàn)場輸入信號和周圍環(huán)境因素等。直流輸入模塊的延遲時間較短，還可以

14、直接與接因素等。直流輸入模塊的延遲時間較短，還可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入設備連接；交流輸入模塊可近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入設備連接；交流輸入模塊可靠性好，適合于有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。靠性好，適合于有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。 4.3 PLC的選擇的選擇 開關(guān)量輸入模塊的輸入信號的開關(guān)量輸入模塊的輸入信號的電壓等級電壓等級有：直流有：直流5、12、24、48、60等；交流等；交流110、220等。等。 選擇時主要根據(jù)現(xiàn)場輸入設備與輸入模塊之間的選擇時主要根據(jù)現(xiàn)場輸入設備與輸入模塊之間的距距離離來考慮。來考慮。 一般一般5、12、24用于傳輸距離較近場合，如用于傳輸距離較近場

15、合，如5輸入模塊最遠不得超過輸入模塊最遠不得超過0米。米。 距離較遠的應選用輸入電壓等級較高的模塊。距離較遠的應選用輸入電壓等級較高的模塊。 4.3 PLC的選擇的選擇 2）輸入接線方式）輸入接線方式 開關(guān)量輸入模塊主要有匯點式和分組式兩種接線方式。開關(guān)量輸入模塊主要有匯點式和分組式兩種接線方式。 匯點式：匯點式：所有輸入點共用一個公共端（所有輸入點共用一個公共端（COM）；）； 分組式：分組式：將輸入點分成若干組，每一組（幾個輸入將輸入點分成若干組，每一組（幾個輸入點）有一個公共端，各組之間是分隔的。點）有一個公共端，各組之間是分隔的。 圖4-2開關(guān)量輸入模塊的接線方式（a）匯點式輸入 （b

16、）分組式輸入4.3 PLC的選擇的選擇 3）注意同時接通的輸入點數(shù)量）注意同時接通的輸入點數(shù)量 對于選用高密度的輸入模塊對于選用高密度的輸入模塊(如如32點、點、48點等點等)，應考，應考慮該模塊同時接通的點數(shù)一般不要超過同一公共端輸入點慮該模塊同時接通的點數(shù)一般不要超過同一公共端輸入點數(shù)的數(shù)的60。 4）輸入門檻電平）輸入門檻電平 為了提高系統(tǒng)的可靠性，必須考慮輸入門檻電平的大為了提高系統(tǒng)的可靠性，必須考慮輸入門檻電平的大小。門檻電平越高，抗干擾能力越強，傳輸距離也越遠。小。門檻電平越高，抗干擾能力越強，傳輸距離也越遠。4.3 PLC的選擇的選擇 （2）開關(guān)量輸出模塊的選擇）開關(guān)量輸出模塊的

17、選擇 開關(guān)量輸出模塊是將開關(guān)量輸出模塊是將PLC內(nèi)部低電壓信號轉(zhuǎn)換成驅(qū)內(nèi)部低電壓信號轉(zhuǎn)換成驅(qū)動外部輸出設備的開關(guān)信號，并實現(xiàn)動外部輸出設備的開關(guān)信號，并實現(xiàn)PLC內(nèi)外信號的電內(nèi)外信號的電氣隔離。選擇時主要應考慮以下幾個方面：氣隔離。選擇時主要應考慮以下幾個方面： 1）輸出方式）輸出方式 開關(guān)量輸出模塊有開關(guān)量輸出模塊有繼電器輸出繼電器輸出、晶閘管輸出晶閘管輸出和和晶體晶體管輸出管輸出三種方式。三種方式。 繼電器輸出：既可以用于驅(qū)動交流負載，又可用于直流負載，繼電器輸出：既可以用于驅(qū)動交流負載，又可用于直流負載，而且適用的電壓大小范圍較寬、導通壓降小，同時承受瞬時過電壓而且適用的電壓大小范圍較寬

18、、導通壓降小，同時承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，但其屬于有觸點元件，動作速度較慢、壽命和過電流的能力較強，但其屬于有觸點元件，動作速度較慢、壽命較短、可靠性較差，只能適用于不頻繁通斷的場合。較短、可靠性較差，只能適用于不頻繁通斷的場合。 對于頻繁通斷的負載，應該選用晶閘管輸出或晶體管輸出，它對于頻繁通斷的負載，應該選用晶閘管輸出或晶體管輸出，它們屬于無觸點元件。但晶閘管輸出只能用于交流負載，而晶體管輸們屬于無觸點元件。但晶閘管輸出只能用于交流負載，而晶體管輸出只能用于直流負載。出只能用于直流負載。 4.3 PLC的選擇的選擇 2）輸出接線方式）輸出接線方式 分組式輸出分組式輸出：幾個輸出點

19、為一組，一組有一個公共：幾個輸出點為一組，一組有一個公共端，各組之間是分隔的，可分別用于驅(qū)動不同電源的外端，各組之間是分隔的，可分別用于驅(qū)動不同電源的外部輸出設備；部輸出設備； 分隔式輸出分隔式輸出：每一個輸出點就有一個公共端，各輸：每一個輸出點就有一個公共端，各輸出點之間相互隔離。出點之間相互隔離。 圖4-3開關(guān)量輸出模塊的接線方式（a）分組式輸出 （b）分隔式輸出4.3 PLC的選擇的選擇 3）驅(qū)動能力）驅(qū)動能力 開關(guān)量輸出模塊的輸出電流開關(guān)量輸出模塊的輸出電流(驅(qū)動能力驅(qū)動能力)必須大于必須大于PLC外外接輸出設備的額定電流。用戶應根據(jù)實際輸出設備的電流接輸出設備的額定電流。用戶應根據(jù)實

20、際輸出設備的電流大小來選擇輸出模塊的輸出電流。如果實際輸出設備的電大小來選擇輸出模塊的輸出電流。如果實際輸出設備的電流較大，輸出模塊無法直接驅(qū)動，可增加中間放大環(huán)節(jié)。流較大，輸出模塊無法直接驅(qū)動，可增加中間放大環(huán)節(jié)。 4）注意同時接通的輸出點數(shù)量）注意同時接通的輸出點數(shù)量 同時接通輸出設備的累計電流值必須小于公共端所允許同時接通輸出設備的累計電流值必須小于公共端所允許通過的電流值。一般來講，同時接通的點數(shù)不要超出同一通過的電流值。一般來講，同時接通的點數(shù)不要超出同一公共端輸出點數(shù)的公共端輸出點數(shù)的60。 5）輸出的最大電流與負載類型、環(huán)境溫度等因素有關(guān)）輸出的最大電流與負載類型、環(huán)境溫度等因素

21、有關(guān) 開關(guān)量輸出模塊的技術(shù)指標與不同的負載類型密切相開關(guān)量輸出模塊的技術(shù)指標與不同的負載類型密切相關(guān)，特別是輸出的最大電流。另外，晶閘管的最大輸出電關(guān)，特別是輸出的最大電流。另外，晶閘管的最大輸出電流隨環(huán)境溫度升高會降低，在實際使用中也應注意。流隨環(huán)境溫度升高會降低，在實際使用中也應注意。 4.3 PLC的選擇的選擇 2. 模擬量模擬量IO模塊的選擇模塊的選擇 模擬量模擬量IO模塊的主要功能模塊的主要功能：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并與：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并與PLC內(nèi)部總線相連，同時為了安全也有電氣隔離功能。模擬內(nèi)部總線相連，同時為了安全也有電氣隔離功能。模擬量輸入（量輸入（AD）模塊是將現(xiàn)場由傳感器檢測而產(chǎn)生的連）

22、模塊是將現(xiàn)場由傳感器檢測而產(chǎn)生的連續(xù)的模擬量信號轉(zhuǎn)換成續(xù)的模擬量信號轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部可接受的數(shù)字量；模擬內(nèi)部可接受的數(shù)字量；模擬量輸出量輸出(DA)模塊是將模塊是將PLC內(nèi)部的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量內(nèi)部的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量信號輸出。信號輸出。 3. 特殊功能模塊的選擇特殊功能模塊的選擇 目前，目前，PLC制造廠家相繼推出了一些具有特殊功能的制造廠家相繼推出了一些具有特殊功能的IO模塊，有的還推出了自帶模塊，有的還推出了自帶CPU的智能型的智能型IO模塊，模塊，如高速計數(shù)器、凸輪模擬器、位置控制模塊、如高速計數(shù)器、凸輪模擬器、位置控制模塊、PID控制?？刂颇K、通信模塊等。塊、通信模塊等。 4.3

23、PLC的選擇的選擇 4.3.4.電源模塊及其它外設的選擇電源模塊及其它外設的選擇 1. 電源模塊的選擇電源模塊的選擇 電源模塊選擇僅對于模塊式結(jié)構(gòu)的電源模塊選擇僅對于模塊式結(jié)構(gòu)的PLC而言，對于整而言，對于整體式體式PLC不存在電源的選擇。不存在電源的選擇。 電源模塊的選擇主要考慮電源輸出額定電流和電源電源模塊的選擇主要考慮電源輸出額定電流和電源輸入電壓。電源模塊的輸出額定電流必須大于輸入電壓。電源模塊的輸出額定電流必須大于CPU模塊、模塊、IO模塊和其它特殊模塊等消耗電流的總和，同時還應模塊和其它特殊模塊等消耗電流的總和，同時還應考慮今后考慮今后IO模塊的擴展等因素；電源輸入電壓一般根模塊的

24、擴展等因素；電源輸入電壓一般根據(jù)現(xiàn)場的實際需要而定。據(jù)現(xiàn)場的實際需要而定。4.3 PLC的選擇的選擇 2. 編程器的選擇編程器的選擇 小型控制系統(tǒng)一般選用價格便宜的簡易編程器。小型控制系統(tǒng)一般選用價格便宜的簡易編程器。 復雜系統(tǒng)選配功能強、編程方便的智能編程器，但復雜系統(tǒng)選配功能強、編程方便的智能編程器，但智能編程器價格較貴。也可以選用智能編程器價格較貴。也可以選用PLC的編程軟件，在的編程軟件，在個人計算機上實現(xiàn)編程器的功能。個人計算機上實現(xiàn)編程器的功能。 3. 寫入器的選擇寫入器的選擇 為了防止由于干擾或鋰電池電壓不足等原因破壞為了防止由于干擾或鋰電池電壓不足等原因破壞RAM中的用戶程序，

25、可選用中的用戶程序，可選用EPROM寫入器，通過它將用戶程寫入器，通過它將用戶程序固化在序固化在EPROM中。有些中。有些PLC或其編程器本身就具有或其編程器本身就具有EPROM 寫入的功能。寫入的功能。 4.4 PLC與輸入輸出設備的連接與輸入輸出設備的連接 PLC常見的輸入設備有按鈕、行程開關(guān)、接常見的輸入設備有按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、撥碼器、各種傳感器等，輸近開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、撥碼器、各種傳感器等，輸出設備有繼電器、接觸器、電磁閥、指示燈等。出設備有繼電器、接觸器、電磁閥、指示燈等。正確地連接輸入和輸出電路，是保證正確地連接輸入和輸出電路，是保證PLC安全可安全可靠工作的前提。

26、靠工作的前提。 4.4 PLC與輸入輸出設備的連接與輸入輸出設備的連接 4.4.1 PLC與常用輸入設備的連接與常用輸入設備的連接 1. PLC與一般輸入設備的連接與一般輸入設備的連接 如圖所示是如圖所示是CPM2AH型型PLC與按鈕、行程開關(guān)、觸點與按鈕、行程開關(guān)、觸點等輸入設備的接線示意圖。等輸入設備的接線示意圖。一般要求所有開關(guān)、按鈕均為一般要求所有開關(guān)、按鈕均為常開狀態(tài)常開狀態(tài)，這樣做的目的有二：一是為了避免，這樣做的目的有二：一是為了避免PLC的輸入的輸入電路長期通電從而使能耗增加，縮短電器設備的使用壽命；電路長期通電從而使能耗增加，縮短電器設備的使用壽命；二是它的常閉觸點可在程序中

27、通過二是它的常閉觸點可在程序中通過“取反取反”體現(xiàn)出來，進體現(xiàn)出來，進而使編制的梯形圖程序更符合電器圖的形式，閱讀程序時而使編制的梯形圖程序更符合電器圖的形式，閱讀程序時清晰明了。清晰明了。4.4 PLC與輸入輸出設備的連接與輸入輸出設備的連接 2. PLC與撥碼開關(guān)的連接與撥碼開關(guān)的連接 如果如果PLC控制系統(tǒng)中的某些數(shù)據(jù)需要經(jīng)常修改，可使控制系統(tǒng)中的某些數(shù)據(jù)需要經(jīng)常修改，可使用多位撥碼開關(guān)與用多位撥碼開關(guān)與PLC連接，在連接，在PLC外部進行數(shù)據(jù)設定。外部進行數(shù)據(jù)設定。一位撥碼開關(guān)能輸入一位十進制數(shù)的一位撥碼開關(guān)能輸入一位十進制數(shù)的09，或一位十六，或一位十六進制數(shù)的進制數(shù)的0F。 圖所示

28、的是將圖所示的是將4位撥碼開關(guān)組裝在一起，把各位撥碼位撥碼開關(guān)組裝在一起，把各位撥碼開關(guān)的開關(guān)的COM端連在一起，經(jīng)外接電源接在端連在一起，經(jīng)外接電源接在PLC輸入側(cè)的輸入側(cè)的COM端子上。端子上。4.4 PLC與輸入輸出設備的連接與輸入輸出設備的連接 3. PLC與旋轉(zhuǎn)編碼器的連接與旋轉(zhuǎn)編碼器的連接 旋轉(zhuǎn)編碼器是一種光電式旋轉(zhuǎn)測量裝置，它將被測旋轉(zhuǎn)編碼器是一種光電式旋轉(zhuǎn)測量裝置，它將被測的角位移直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號（高速脈沖信號）。的角位移直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號（高速脈沖信號）。 編碼器有編碼器有4條引線，其中條引線，其中2條是脈沖輸出線，條是脈沖輸出線，1條是條是COM端線，端線，1條是電源線。

29、編碼器的電源可以是外接電源，條是電源線。編碼器的電源可以是外接電源，也可直接使用也可直接使用PLC的的DC24V電源。電源電源。電源“-”端要與編碼端要與編碼器的器的COM端連接，端連接，“+ ”與編碼器的電源端連接。與編碼器的電源端連接。 4.4 PLC與輸入輸出設備的連接與輸入輸出設備的連接 4PLC與傳感器類設備的連接與傳感器類設備的連接 傳感器的種類很多。當采用接近開關(guān)、光電開關(guān)等傳感器的種類很多。當采用接近開關(guān)、光電開關(guān)等兩線式傳感器時，由于傳感器的漏電流較大，可能出現(xiàn)兩線式傳感器時，由于傳感器的漏電流較大，可能出現(xiàn)錯誤的輸入信號而導致錯誤的輸入信號而導致PLC的誤動作，此時可在的誤

30、動作，此時可在PLC輸輸入端并聯(lián)旁路電阻。入端并聯(lián)旁路電阻。 4.4 PLC與輸入輸出設備的連接與輸入輸出設備的連接 4.4.2 PLC與常用輸出設備的連接與常用輸出設備的連接 1PLC與輸出設備的一般連接方法與輸出設備的一般連接方法 PLC與輸出設備連接時，不同組的輸出點，其對應輸與輸出設備連接時，不同組的輸出點，其對應輸出設備（負載）的電壓類型、等級可以不同，但同組的輸出設備（負載）的電壓類型、等級可以不同，但同組的輸出點，其對應輸出設備（負載）的電壓類型、等級應該相出點，其對應輸出設備（負載）的電壓類型、等級應該相同。同。 要根據(jù)輸出設備電壓的類型和等級來決定是否分組連要根據(jù)輸出設備電壓

31、的類型和等級來決定是否分組連接。接。 CPM2AH型型PLC 40點點I/O型有型有24個輸入點，個輸入點，16個輸出個輸出點。點。24個輸入點共用一個個輸入點共用一個COM端。端。 4.4 PLC與輸入輸出設備的連接與輸入輸出設備的連接 16個輸出點個輸出點分為六組，共有六個分為六組，共有六個COM端。其中端。其中01000、01001各自均有獨立的各自均有獨立的COM端，端，01002、01003共用一個共用一個COM端，端，01004、01005、01006、01007共用共用一個一個COM端，端，01100、01101、01102、01103共用一個共用一個COM端，端，01104、0

32、1105、01106、01107共用一個共用一個COM端。端。 圖4-9 PLC與輸出設備接線示意圖（a）交流負載 （b）直流負載（晶體管輸出）4.4 PLC與輸入輸出設備的連接與輸入輸出設備的連接 2PLC與感性輸出設備的連接與感性輸出設備的連接 PLC的輸出端經(jīng)常連接的是感性輸出設備（感性負的輸出端經(jīng)常連接的是感性輸出設備（感性負載），為了抑制感性電路斷開時產(chǎn)生的電壓使載），為了抑制感性電路斷開時產(chǎn)生的電壓使PLC內(nèi)部內(nèi)部輸出元件造成損壞。因此當輸出元件造成損壞。因此當PLC與感性輸出設備連接時，與感性輸出設備連接時，如果是直流感性負載，應在其兩端并聯(lián)續(xù)流二極管；如如果是直流感性負載，應在

33、其兩端并聯(lián)續(xù)流二極管；如果是交流感性負載，應在其兩端并聯(lián)阻容吸收電路。果是交流感性負載，應在其兩端并聯(lián)阻容吸收電路。4.4 PLC與輸入輸出設備的連接與輸入輸出設備的連接 3PLC與七段與七段LED顯示器的連接顯示器的連接 PLC可直接用開關(guān)量輸出與七段可直接用開關(guān)量輸出與七段LED顯示器連接。顯示器連接。 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 4.5.1 PLC程序的移植設計法及設計實例程序的移植設計法及設計實例 1. 概述概述 移植設計法移植設計法:將電器控制電路圖經(jīng)過適當?shù)膶㈦娖骺刂齐娐穲D經(jīng)過適當?shù)摹胺g翻譯”，從而設計出具有相同功能的從而設計出具有相同功能的PLC梯形圖程

34、序。梯形圖程序。 輸入繼電器的觸點對應外部輸入設備的觸點輸入繼電器的觸點對應外部輸入設備的觸點; 輸出繼電器的線圈對應外部輸出設備的線圈輸出繼電器的線圈對應外部輸出設備的線圈; 用上述的思想就可以將電器控制電路圖轉(zhuǎn)換為功能用上述的思想就可以將電器控制電路圖轉(zhuǎn)換為功能相同的相同的PLC梯形圖。梯形圖。 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 2. 移植設計法的編程步驟移植設計法的編程步驟 （1）分析原有系統(tǒng)的工作原理）分析原有系統(tǒng)的工作原理 （2）PLC的的I/O分配分配 確定系統(tǒng)的輸入設備和輸出設備，進行確定系統(tǒng)的輸入設備和輸出設備，進行PLC的的I/O分分配，建立輸入配，建立輸入

35、/輸出設備和輸入輸出設備和輸入/輸出繼電器的對應關(guān)系，輸出繼電器的對應關(guān)系，畫出畫出PLC外圍接線圖。外圍接線圖。 （3）建立其它元器件的對應關(guān)系）建立其它元器件的對應關(guān)系 確定電器控制電路圖中的中間繼電器、時間繼電器確定電器控制電路圖中的中間繼電器、時間繼電器等各器件與等各器件與PLC中的輔助繼電器和定時器的對應關(guān)系。中的輔助繼電器和定時器的對應關(guān)系。 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 電器控制電路中的執(zhí)行元件應與電器控制電路中的執(zhí)行元件應與PLC的輸出繼電的輸出繼電器對應；器對應； 電器控制電路中的主令電器應與電器控制電路中的主令電器應與PLC的輸入繼電的輸入繼電器對應，

36、如按鈕、位置開關(guān)、選擇開關(guān)等。熱繼電器的器對應，如按鈕、位置開關(guān)、選擇開關(guān)等。熱繼電器的觸點可作為觸點可作為PLC的輸入，也可接在的輸入，也可接在PLC外部電路中。外部電路中。 電器控制電路中的中間繼電器與電器控制電路中的中間繼電器與PLC的輔助繼電的輔助繼電器對應；器對應； 電器控制電路中的時間繼電器與電器控制電路中的時間繼電器與PLC的定時器或的定時器或計數(shù)器對應。計數(shù)器對應。 （4）設計梯形圖程序）設計梯形圖程序 （5）仔細校對、認真調(diào)試）仔細校對、認真調(diào)試 對轉(zhuǎn)換后的梯形圖一定要對轉(zhuǎn)換后的梯形圖一定要仔細校對、認真調(diào)試，以保證其控制功能與原圖相符。仔細校對、認真調(diào)試，以保證其控制功能與

37、原圖相符。 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 3. 運料小車運料小車PLC控制程序設計舉例控制程序設計舉例 其工作要求：其工作要求：送料小車在限位開關(guān)送料小車在限位開關(guān)SQ1處裝料，處裝料，Ta時間后裝料結(jié)束，開始右行，碰到時間后裝料結(jié)束，開始右行，碰到SQ2后停下來卸料，后停下來卸料，Tb時間后左行，碰到時間后左行，碰到SQ1后又停下來裝料，這樣不停地后又停下來裝料，這樣不停地循環(huán)工作，直到按下停止按鈕循環(huán)工作，直到按下停止按鈕SB3。按鈕。按鈕SB1和和SB2分別分別用來啟動小車右行和左行。用來啟動小車右行和左行。 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 PL

38、C的的I/O分配分配 系統(tǒng)的輸入設備有三個按鈕和兩個行程開關(guān)，輸出設系統(tǒng)的輸入設備有三個按鈕和兩個行程開關(guān)，輸出設備有兩個接觸器和兩個電磁閥，備有兩個接觸器和兩個電磁閥，PLC的的I/O分配及對應關(guān)分配及對應關(guān)系如圖系如圖4-12（a）所示，）所示，PLC外部接線圖中主電路不變，外部接線圖中主電路不變，用于電動機過載保護的熱繼電器常閉觸點放在用于電動機過載保護的熱繼電器常閉觸點放在PLC輸出輸出電路中。電路中。SQ100001SQ2 00002SB300003（停止）（停止） SB1 00004（啟動右行）（啟動右行）SB2 00005（啟動左行）（啟動左行）01001 KMF（右行）（右行）

39、01002 KMR（左行）（左行） 01003 YV1（裝料）（裝料）01004 YV2（卸料）（卸料） 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 建立其它元器件的對應關(guān)系建立其它元器件的對應關(guān)系 電器控制電路圖中無中間繼電器控制電路圖中無中間繼電器，兩個時間繼電器與電器，兩個時間繼電器與PLC中的定時器對應。中的定時器對應。 設計梯形圖程序設計梯形圖程序 根據(jù)根據(jù)PLC的的I/O對應關(guān)系及其它元器件對應關(guān)系及其它元器件的對應關(guān)系，將圖運料小車電器控制線路移植過來，設的對應關(guān)系，將圖運料小車電器控制線路移植過來，設計出梯形圖。計出梯形圖。SQ100001SQ2 00002SB3000

40、03（停止）（停止） SB1 00004（啟動右行）（啟動右行）SB2 00005（啟動左行）（啟動左行）01001 KMF（右行）（右行）01002 KMR（左行）（左行） 01003 YV1（裝料）（裝料）01004 YV2（卸料）（卸料） 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例SQ100001SQ2 00002SB300003（停止）（停止） SB1 00004（啟動右行）（啟動右行）SB2 00005（啟動左行）（啟動左行）01001 KMF（右行）（右行）01002 KMR（左行）（左行） 01003 YV1（裝料）（裝料）01004 YV2（卸料）（卸料） 4.5 PL

41、C程序設計與設計實例程序設計與設計實例 4.5.2 PLC程序的經(jīng)驗設計法及設計實例程序的經(jīng)驗設計法及設計實例 1. 概述概述 經(jīng)驗設計法：經(jīng)驗設計法：在已有的一些典型梯形圖的基礎上，在已有的一些典型梯形圖的基礎上，根據(jù)被控對象對控制的要求，不斷地增加中間編程元件根據(jù)被控對象對控制的要求，不斷地增加中間編程元件和觸點，不斷地修改和完善梯形圖。和觸點，不斷地修改和完善梯形圖。 經(jīng)驗設計法步驟經(jīng)驗設計法步驟：分析控制要求、選擇控制原則；：分析控制要求、選擇控制原則；確定輸入輸出設備，進行確定輸入輸出設備，進行PLC的的I/O分配，畫出分配，畫出PLC外部外部接線圖；設計執(zhí)行元件的控制程序；檢查修改

42、和完善程接線圖；設計執(zhí)行元件的控制程序；檢查修改和完善程序。序。 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 2. 2. 兩處卸料小車兩處卸料小車PLCPLC控制程序設計舉例控制程序設計舉例 兩處卸料小車在限位開關(guān)兩處卸料小車在限位開關(guān)SQ1SQ1處裝料，但在處裝料，但在SQ2SQ2和和SQ3SQ3兩處輪流卸料。兩處輪流卸料。 工作過程：工作過程：送料小車在限位開關(guān)送料小車在限位開關(guān)SQ1SQ1處裝料，處裝料，TaTa時間時間后裝料結(jié)束，開始右行，碰到后裝料結(jié)束，開始右行，碰到SQ3SQ3后停下來卸料，后停下來卸料，TbTb時間時間后左行，碰到后左行，碰到SQ1SQ1后又停下來裝料，后

43、又停下來裝料，TaTa時間后裝料結(jié)束，時間后裝料結(jié)束，開始右行，碰到開始右行，碰到SQ2SQ2后停下來卸料，后停下來卸料，TbTb時間后左行，碰到時間后左行，碰到SQ1SQ1后又停下來裝料，這樣不停地循環(huán)工作，直到按下停后又停下來裝料，這樣不停地循環(huán)工作，直到按下停止按鈕止按鈕SB3SB3。SB1SB1和和SB2SB2分別用來啟動小車右行和左行。分別用來啟動小車右行和左行。 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例I/O分配關(guān)系：分配關(guān)系：SQ100001SQ2 00002SB300003（停止）（停止） SB1 00004（啟動右行）（啟動右行）SB2 00005（啟動左行）（啟動

44、左行）SQ3 0000601001 KMF（右行）（右行）01002 KMR（左行）（左行）01003 YV1（裝料）（裝料）01004 YV2（卸料）（卸料） 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例3. 經(jīng)驗設計法的特點經(jīng)驗設計法的特點 經(jīng)驗設計法主要是依靠設計人員的經(jīng)驗進行設計，一般適合于經(jīng)驗設計法主要是依靠設計人員的經(jīng)驗進行設計，一般適合于設計一些簡單的梯形圖程序或復雜系統(tǒng)的某一局部程序。如果用來設計一些簡單的梯形圖程序或復雜系統(tǒng)的某一局部程序。如果用來設計復雜系統(tǒng)梯形圖，存在以下問題：設計復雜系統(tǒng)梯形圖，存在以下問題： （1）考慮不周、設計麻煩、設計周期長）考慮不周、設計麻

45、煩、設計周期長 用經(jīng)驗設計法設計復雜系統(tǒng)的梯形圖程序時，要用大量的中間用經(jīng)驗設計法設計復雜系統(tǒng)的梯形圖程序時，要用大量的中間元件來完成記憶、聯(lián)鎖、互鎖等功能，由于需要考慮的因素很多，元件來完成記憶、聯(lián)鎖、互鎖等功能，由于需要考慮的因素很多，分析起來非常困難，并且很容易遺漏一些問題。修改某一局部程序分析起來非常困難，并且很容易遺漏一些問題。修改某一局部程序時，很可能會對系統(tǒng)其它部分程序產(chǎn)生意想不到的影響。時，很可能會對系統(tǒng)其它部分程序產(chǎn)生意想不到的影響。 （2）梯形圖的可讀性差、系統(tǒng)維護困難）梯形圖的可讀性差、系統(tǒng)維護困難 用經(jīng)驗設計法設計的用經(jīng)驗設計法設計的梯形圖是按設計者的經(jīng)驗和習慣的思路進

46、行設計。因此，即使是設梯形圖是按設計者的經(jīng)驗和習慣的思路進行設計。因此，即使是設計者的同行，要分析這種程序也非常困難，更不用說維修人員了，計者的同行，要分析這種程序也非常困難，更不用說維修人員了，這給這給PLC系統(tǒng)的維護和改進帶來許多困難。系統(tǒng)的維護和改進帶來許多困難。 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 4.5.3 PLC程序的順序控制設計法及設計實例程序的順序控制設計法及設計實例 1. 概述概述 順序控制系統(tǒng)（步進控制系統(tǒng)）：順序控制系統(tǒng)（步進控制系統(tǒng)）：如果一個控制系如果一個控制系統(tǒng)可以分解成幾個獨立的控制動作，且這些動作必須嚴統(tǒng)可以分解成幾個獨立的控制動作，且這些動作必

47、須嚴格按照一定的先后次序執(zhí)行才能保證生產(chǎn)過程的正常運格按照一定的先后次序執(zhí)行才能保證生產(chǎn)過程的正常運行，其控制總是一步一步按順序進行。行，其控制總是一步一步按順序進行。 在工業(yè)控制領(lǐng)域中，順序控制系統(tǒng)的應用很廣，尤在工業(yè)控制領(lǐng)域中，順序控制系統(tǒng)的應用很廣，尤其在機械行業(yè)，幾乎無例外地利用順序控制來實現(xiàn)加工其在機械行業(yè)，幾乎無例外地利用順序控制來實現(xiàn)加工的自動循環(huán)。的自動循環(huán)。 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 2. 順序控制設計法的設計步驟順序控制設計法的設計步驟 （1）步的劃分）步的劃分 順序控制設計法最基本的思想是將系統(tǒng)的一個工作順序控制設計法最基本的思想是將系統(tǒng)的一個工

48、作周期劃分為若干個順序相連的階段，這些階段稱為步，周期劃分為若干個順序相連的階段，這些階段稱為步，并且用編程元件來代表各步。并且用編程元件來代表各步。 步根據(jù)被控對象工作狀態(tài)的變化來劃分。步根據(jù)被控對象工作狀態(tài)的變化來劃分。 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例2. 順序控制設計法的設計步驟順序控制設計法的設計步驟 （1）步的劃分）步的劃分 液壓滑臺進給運動的自動工作循環(huán)過程可劃分為停止液壓滑臺進給運動的自動工作循環(huán)過程可劃分為停止（原位）、快進、工進、快退四步，每步的狀態(tài)不同。這（原位）、快進、工進、快退四步，每步的狀態(tài)不同。這四步的狀態(tài)改變都必須是由四步的狀態(tài)改變都必須是由P

49、LC輸出狀態(tài)的變化引起輸出狀態(tài)的變化引起的，的，否則就不能這樣劃分，例如若從快進轉(zhuǎn)為工進與否則就不能這樣劃分，例如若從快進轉(zhuǎn)為工進與PLC輸出輸出無關(guān)，那么快進和工進只能算一步。無關(guān)，那么快進和工進只能算一步。 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 （2）轉(zhuǎn)換條件的確定）轉(zhuǎn)換條件的確定 使系統(tǒng)由當前步轉(zhuǎn)入下一步的信號稱為轉(zhuǎn)換條件使系統(tǒng)由當前步轉(zhuǎn)入下一步的信號稱為轉(zhuǎn)換條件。轉(zhuǎn)換條件可能是外部輸入信號，如按鈕、指令開關(guān)、限轉(zhuǎn)換條件可能是外部輸入信號，如按鈕、指令開關(guān)、限位開關(guān)的接通位開關(guān)的接通/斷開等，也可能是斷開等，也可能是PLC內(nèi)部產(chǎn)生的信號，內(nèi)部產(chǎn)生的信號，如定時器、計數(shù)器觸點

50、的接通如定時器、計數(shù)器觸點的接通/斷開等，轉(zhuǎn)換條件也可能斷開等，轉(zhuǎn)換條件也可能是若干個信號的與、或、非邏輯組合。是若干個信號的與、或、非邏輯組合。 順序控制設計法順序控制設計法用轉(zhuǎn)換條件控制代表各步的編程元用轉(zhuǎn)換條件控制代表各步的編程元件件，讓它們的狀態(tài)按一定的順序變化，然后用代表各步，讓它們的狀態(tài)按一定的順序變化，然后用代表各步的編程元件去控制各輸出繼電器，實現(xiàn)輸出狀態(tài)的變化。的編程元件去控制各輸出繼電器，實現(xiàn)輸出狀態(tài)的變化。 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 （3）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的繪制）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的繪制 根據(jù)以上分析和被控對象工作內(nèi)容、步驟、順序和根據(jù)以上分析和被控對象工作內(nèi)

51、容、步驟、順序和控制要求畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。繪制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖是順序控制控制要求畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。繪制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖是順序控制設計法中最為關(guān)鍵的一個步驟。設計法中最為關(guān)鍵的一個步驟。 （4）梯形圖的編制）梯形圖的編制 根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，利用適當?shù)木幊淘椭噶顚懗龈鶕?jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，利用適當?shù)木幊淘椭噶顚懗鎏菪螆D程序。如果梯形圖程序。如果PLC支持狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖語言，則可直接支持狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖語言，則可直接使用該狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖作為最終程序。使用該狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖作為最終程序。 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 3狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的繪制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的繪制 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖是描述控制

52、系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形。它主要由性的一種圖形。它主要由步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和動作件和動作（命令）組成。（命令）組成。圖4-16 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的形式（a）一般形式 （b）具體形式 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 （1）步與動作）步與動作 1）步）步 在狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中用矩形框表示步，方框內(nèi)是該在狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中用矩形框表示步，方框內(nèi)是該步的編號或文字描述。步的編號或文字描述。 編程時一般用編程時一般用PLC內(nèi)部編程元件來代表各步，因此經(jīng)內(nèi)部編程元件來代表各步，因此經(jīng)常直接用代表該步的編程元件的元件號作為步的編號或描常直接用代表該步的編程元

53、件的元件號作為步的編號或描述。述。圖4-16 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的形式（a）一般形式 （b）具體形式 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 2）初始步）初始步 與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對應的步稱為初始與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對應的步稱為初始步。初始狀態(tài)一般是系統(tǒng)等待啟動命令的相對靜止的狀步。初始狀態(tài)一般是系統(tǒng)等待啟動命令的相對靜止的狀態(tài)。初始步用雙線方框表示，每一個狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖至少應態(tài)。初始步用雙線方框表示，每一個狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖至少應該有一個初始步。該有一個初始步。圖4-16 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的形式（a）一般形式 （b）具體形式 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 3）動作）動作 在某一步中要完

54、成的某些在某一步中要完成的某些“動作動作”或發(fā)出的某或發(fā)出的某些些“命令命令”，用矩形框中的文字或符號表示，該矩形框應與，用矩形框中的文字或符號表示，該矩形框應與相應的步的符號相連。相應的步的符號相連。 4）活動步）活動步 當系統(tǒng)正處于某一步時，該步處于活動狀態(tài)，當系統(tǒng)正處于某一步時，該步處于活動狀態(tài)，稱該步為稱該步為“活動步活動步”。步處于活動狀態(tài)時，相應的動作被執(zhí)。步處于活動狀態(tài)時，相應的動作被執(zhí)行。行。圖4-16 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的形式（a）一般形式 （b）具體形式 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 （2）有向連線、轉(zhuǎn)換與轉(zhuǎn)換條件）有向連線、轉(zhuǎn)換與轉(zhuǎn)換條件 1）有向連線）有向

55、連線 在畫狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖時，將代表各步的方框用有向連線在畫狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖時，將代表各步的方框用有向連線連接起來。在從上到下或從左至右這兩個方向有向連線連接起來。在從上到下或從左至右這兩個方向有向連線上的箭頭可以省略。如果不是應用箭頭注明進展方向。上的箭頭可以省略。如果不是應用箭頭注明進展方向。 2）轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)換 轉(zhuǎn)換是用與有向連線垂直的短劃線來表示，轉(zhuǎn)換將轉(zhuǎn)換是用與有向連線垂直的短劃線來表示，轉(zhuǎn)換將相鄰兩步分隔開。相鄰兩步分隔開。 3）轉(zhuǎn)換條件）轉(zhuǎn)換條件 轉(zhuǎn)換條件是與轉(zhuǎn)換相關(guān)的邏輯條件，轉(zhuǎn)換條件是與轉(zhuǎn)換相關(guān)的邏輯條件， 轉(zhuǎn)換條件可以用文字語言、布爾代數(shù)表轉(zhuǎn)換條件可以用文字語言、布爾代數(shù)表 達式或圖形符號

56、標注在表示轉(zhuǎn)換的短線達式或圖形符號標注在表示轉(zhuǎn)換的短線 的旁邊。的旁邊。 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 （3）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的基本結(jié)構(gòu)）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的基本結(jié)構(gòu) （1）單序列）單序列 單序列由一系列相繼激活的步組成，每一步的后面單序列由一系列相繼激活的步組成，每一步的后面僅接有一個轉(zhuǎn)換，每一個轉(zhuǎn)換的后面只有一個步。僅接有一個轉(zhuǎn)換，每一個轉(zhuǎn)換的后面只有一個步。圖4-17 單序列與選擇序列（a）單序列 （b）選擇序列開始 （c）選擇序列結(jié)束 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 2）選擇序列）選擇序列 一個活動步之后，緊接著有幾個后續(xù)步可一個活動步之后，緊接著有幾個后續(xù)

57、步可供選擇的結(jié)構(gòu)形式。選擇序列的開始稱為分支，選擇序供選擇的結(jié)構(gòu)形式。選擇序列的開始稱為分支，選擇序列的結(jié)束稱為合并。列的結(jié)束稱為合并。 在某一時刻一般只允許選擇一個分支。在某一時刻一般只允許選擇一個分支。 選擇序列的合并步，使其成為活動步的三個轉(zhuǎn)換條選擇序列的合并步，使其成為活動步的三個轉(zhuǎn)換條件是件是“或或”的關(guān)系。的關(guān)系。圖4-17 單序列與選擇序列（a）單序列 （b）選擇序列開始 （c）選擇序列結(jié)束 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 3）并行序列）并行序列 當轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)導致幾個分支同時激活時，這些分支當轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)導致幾個分支同時激活時，這些分支稱為并行序列。并行序列的開

58、始稱為分支，并行序列的稱為并行序列。并行序列的開始稱為分支，并行序列的結(jié)束稱為合并。結(jié)束稱為合并。 當步當步4是活動步，并且轉(zhuǎn)換條件是活動步，并且轉(zhuǎn)換條件a=1，則，則3、7、9這三這三步同時變?yōu)榛顒硬剑瑫r步步同時變?yōu)榛顒硬?，同時步4變?yōu)椴换顒硬?。為了強調(diào)轉(zhuǎn)變?yōu)椴换顒硬?。為了強調(diào)轉(zhuǎn)換的同步實現(xiàn)，水平連線用雙線表示換的同步實現(xiàn)，水平連線用雙線表示 圖4-18 并行序列（a）并行序列開始 （b）并行序列結(jié)束 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 （4）子步）子步 某一步可以包含一系列子步和轉(zhuǎn)換，通常這些序列表某一步可以包含一系列子步和轉(zhuǎn)換，通常這些序列表示整個系統(tǒng)的一個完整的子功能

59、。子步的使用使系統(tǒng)的設示整個系統(tǒng)的一個完整的子功能。子步的使用使系統(tǒng)的設計者在總體設計時容易抓住系統(tǒng)的主要矛盾，用更加簡潔計者在總體設計時容易抓住系統(tǒng)的主要矛盾，用更加簡潔的方式表示系統(tǒng)的整體功能和概貌，而不是一開始就陷入的方式表示系統(tǒng)的整體功能和概貌，而不是一開始就陷入某些細節(jié)之中。某些細節(jié)之中。圖4-19 子步 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 （4）轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則）轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則 1）轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的條件）轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的條件 在狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中，步的活動狀態(tài)的進展是由轉(zhuǎn)換的實在狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中，步的活動狀態(tài)的進展是由轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)來完成的。轉(zhuǎn)換實現(xiàn)必須同時滿足兩個條件：現(xiàn)來完成的。轉(zhuǎn)

60、換實現(xiàn)必須同時滿足兩個條件： 該轉(zhuǎn)換所有的前級步都是活動步；該轉(zhuǎn)換所有的前級步都是活動步； 相應的轉(zhuǎn)換條件得到滿足。相應的轉(zhuǎn)換條件得到滿足。 2）轉(zhuǎn)換實現(xiàn)應完成的兩個操作）轉(zhuǎn)換實現(xiàn)應完成的兩個操作 使所有由有向連線與相應轉(zhuǎn)換符號相連的后續(xù)步使所有由有向連線與相應轉(zhuǎn)換符號相連的后續(xù)步都變?yōu)榛顒硬?；都變?yōu)榛顒硬剑?使所有由有向連線與相應轉(zhuǎn)換符號相連的前級步都使所有由有向連線與相應轉(zhuǎn)換符號相連的前級步都變?yōu)椴换顒硬?。變?yōu)椴换顒硬健?4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 （5）繪制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖應注意的問題）繪制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖應注意的問題 1）兩個步絕對不能直接相連，必須用一個轉(zhuǎn)換將它）兩個步絕

61、對不能直接相連，必須用一個轉(zhuǎn)換將它們隔開；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）兩個轉(zhuǎn)換也不能直接相連，必須用一個步將它們隔開；隔開； 3）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中初始步是必不可少的，它一般對應）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中初始步是必不可少的，它一般對應于系統(tǒng)等待啟動的初始狀態(tài)，這一步可能沒有什么動作執(zhí)于系統(tǒng)等待啟動的初始狀態(tài)，這一步可能沒有什么動作執(zhí)行，因此很容易遺漏這一步。如果沒有該步，無法表示初行，因此很容易遺漏這一步。如果沒有該步，無法表示初始狀態(tài)，系統(tǒng)也無法返回停止狀態(tài)；始狀態(tài)，系統(tǒng)也無法返回停止狀態(tài)； 4）自動控制系統(tǒng)應能多次重復執(zhí)行同一工藝過程，）自動控制系統(tǒng)應能多次重復執(zhí)行同一工藝過程

62、，因此在狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中一般應有步和有向連線組成的閉環(huán)，因此在狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中一般應有步和有向連線組成的閉環(huán)，即在完成一次工藝過程的全部操作之后，應從最后一步退即在完成一次工藝過程的全部操作之后，應從最后一步退回初始步，系統(tǒng)停止在初始狀態(tài)。回初始步，系統(tǒng)停止在初始狀態(tài)。 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 4狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程 根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，利用步進指令、移位指令、置位根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，利用步進指令、移位指令、置位和復位等功能指令，甚至利用基本指令，就可容易的編和復位等功能指令，甚至利用基本指令，就可容易的編制出對應梯形圖程序。根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編寫梯形圖時，制出對應梯形圖程

63、序。根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編寫梯形圖時，可用輔助繼電器來代表各步，某一步為活動步時，對應可用輔助繼電器來代表各步，某一步為活動步時，對應的輔助繼電器為的輔助繼電器為“1”。某一轉(zhuǎn)換條件滿足時，轉(zhuǎn)換實現(xiàn)，。某一轉(zhuǎn)換條件滿足時，轉(zhuǎn)換實現(xiàn)，即該轉(zhuǎn)換的后續(xù)步變?yōu)榛顒硬剑耙患壊阶優(yōu)椴换顒硬?。即該轉(zhuǎn)換的后續(xù)步變?yōu)榛顒硬?，前一級步變?yōu)椴换顒硬健?4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 （1）單序列結(jié)構(gòu)的編程）單序列結(jié)構(gòu)的編程 圖（圖（a）所示為單序列結(jié)構(gòu)）所示為單序列結(jié)構(gòu)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，圖（狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，圖（b）所示為利用）所示為利用置位、復位指令以轉(zhuǎn)換為中心編置位、復位指令以轉(zhuǎn)換為中心編制的梯形圖。圖中制

64、的梯形圖。圖中20.00和和0.01常常開觸點的串聯(lián)控制步開觸點的串聯(lián)控制步0到步到步1的轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換，該轉(zhuǎn)換條件滿足，則步換，該轉(zhuǎn)換條件滿足，則步1變?yōu)樽優(yōu)榛顒硬?，步活動步，?變?yōu)椴换顒硬?。變?yōu)椴换顒硬健?4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 （2）選擇序列結(jié)構(gòu)的編程）選擇序列結(jié)構(gòu)的編程 圖（圖（a）所示為選擇序列結(jié)構(gòu)）所示為選擇序列結(jié)構(gòu)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，圖（狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，圖（b）所示為利用）所示為利用置位、復位指令以轉(zhuǎn)換為中心編制置位、復位指令以轉(zhuǎn)換為中心編制的梯形圖。選擇序列中轉(zhuǎn)換的前級的梯形圖。選擇序列中轉(zhuǎn)換的前級步與后續(xù)步都只有一個，需要置位、步與后續(xù)步都只有一個，需要置位、復位

65、的輔助繼電器也只有一個，因復位的輔助繼電器也只有一個，因此選擇序列的分支和合并的編程與此選擇序列的分支和合并的編程與單序列結(jié)構(gòu)相同。單序列結(jié)構(gòu)相同。 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 （3）并行序列結(jié)構(gòu)的編程）并行序列結(jié)構(gòu)的編程 圖（圖（a）所示為并行序列結(jié)構(gòu)狀態(tài)轉(zhuǎn)）所示為并行序列結(jié)構(gòu)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，圖（移圖，圖（b）所示為利用置位、復）所示為利用置位、復位指令位指令 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例 5液壓滑臺進給運動液壓滑臺進給運動PLC控制程序設計舉例控制程序設計舉例 輸入輸入/輸出設備與輸出設備與PLC的的I/O點對應關(guān)系如圖點對應關(guān)系如圖4-23（a）

66、所示，若用內(nèi)部輔助繼電器所示，若用內(nèi)部輔助繼電器20.0020.03代表這四步，將代表這四步，將轉(zhuǎn)換條件也具體到對應的輸入繼電器，則狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖可轉(zhuǎn)換條件也具體到對應的輸入繼電器，則狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖可具體化為圖具體化為圖4-23（b）所示。）所示。I/O分配關(guān)系：分配關(guān)系：SP00000SQ1 00001SQ200002SQ3 00003YA1 01001YA2 01002YA3 01003 4.5 PLC程序設計與設計實例程序設計與設計實例轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則：轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則：前級步為活動步前級步為活動步且該步轉(zhuǎn)換條件為且該步轉(zhuǎn)換條件為“1”。在利用。在利用移位寄移位寄存器存器020實現(xiàn)工步順序轉(zhuǎn)換時，各轉(zhuǎn)換實現(xiàn)工步順序轉(zhuǎn)換時，各轉(zhuǎn)換條件應作為移位寄存器的移位脈沖，隨條件應作為移位寄存器的移位脈沖，隨著逐位移位就實現(xiàn)了工步順序轉(zhuǎn)換。著逐位移位就實現(xiàn)了工步順序轉(zhuǎn)換。 4.6 PLC控制系統(tǒng)設計舉例控制系統(tǒng)設計舉例 4.6.1四路搶答器四路搶答器PLC控制系統(tǒng)設計舉例控制系統(tǒng)設計舉例 1控制要求控制要求 用用PLC控制一個四路搶答器并編制控制程序，搶答控制一個四路搶答器并編制控制程序，搶答器的