顺序与数字程序控制

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1、第5章顺序与数字程序控制5.1顺序控制与可编程序控制器5.2开环数字程序控制5.3平面圆弧插补算法5.1顺序控制与可编程序控制器5.1.1顺序控制器概述顺序控制是指以预先规定好的时间或条件为依据，按预先规定好的动作次序，对控制过程各阶段顺序地进行自动化。20世纪60年代兴起的一种通用设备——可编程序控制器，可以实现顺序控制。顺序控制是指根据应用的场合和工艺要求，划分各种不同的工步，然后按预先规定好的“时间”或“条件”，按次序完成各工步的动作并保证各工步动作所需要的持续时间。持续时间随产品类型和材料性能不同而定，常常可通过操作员来设定或调整；“条件”是指被控制装置中运动部件移动到了一

2、个预定位置，或者管道、容器中的液体或气体的压力达到了某个预定值，或者加热部件的温度到达某个预定点等，顺序控制器把这些条件是否满足作为本工步动作的持续或结束信号。而这些条件一般是通过行程开关(或限位开关)、压力开关或温度开关等传感器提供开关量被测信号而获取的。由于顺序控制器具有使用简单、操作方便、通用性强、易于改变程序等优点，目前在一定范围(机械、冶金、石油、化工、轻工、纺织等行业)内，不仅适合于多数中小企业，使加工、装配、检验、包装等工序实现自动化，而且在大型计算机控制的高度自动化工厂中也是不可缺少的装置。实现顺序控制的装置种类繁多，至今已发展成如下几种主要类型：矩阵式顺序控制器、

3、可编程序控制器、微型计算机顺序控制器。本节主要介绍其中一种——可编程序控制器(ProgramableController)。可编程序控制器(PC)是在前身PLC(ProgramableLogicalController)的基础上发展起来的，这是因为电子技术使得PLC具有进行逻辑运算、数值运算、数据处理及故障自诊断等功能。5.1.2继电器控制逻辑与梯形图1.机床继电器控制线路图5―1为机床继电器控制原理图。工艺要求是，当按钮按下后，KMK通电，KMK的常开触点闭合，机床开始快进并自锁。当快进到限位开关1ST后，将1ST常闭触头顶开，KMK电源断开而停止快进，同时，与工进继电器串联的1

4、ST的常开触头被闭合，使工进继电器KMG接通而开始工进，并且由于KMG的常开触头闭合而实现自锁。当工进到限位开关2ST后，与中间继电器KMZ串联的2ST的常开触头被闭合，中间继电器KMZ被接通，从而使与时间继电器串联的常开触头KMZ闭合，使时间继电器KT开始工作。当达到设定的延时时间后，串接在工进控制回路中的延时断开的常闭触头KT断开，使KMG工进继电器失去电源而停止工进。同时，使与快退继电器串接的时间继电器的延时闭合的常开触头KT闭合，机床开始快退，直到撞到3ST限位开关而停止快退，从而完成一次加工动作。这种按照顺序及逻辑一步一步地进行控制的方式即是一种顺序控制方式。图5―1机床

5、继电器控制原理图2.机床继电器控制线路的梯形图利用PLC可以非常方便地实现继电控制系统的功能。图5―2是利用PLC实现的机床继电器控制线路的梯形图,梯形图和继电器控制线路图是极其相像的。不过，梯形图中的快进继电器Y121、工进继电器Y122和快退继电器Y123是PLC的输出继电器，而不是真正的继电器。辅助继电器M300和时间继电器T100是PLC的虚拟继电器。系统安装时，首先应将按钮、限位开关1ST、2ST、3ST分别接入PLC的输入端，并赋予相应编号X100、X101、X102、X103等。同时，把执行快进、工进、快退的继电器连接到PLC的输出端子上，以便使相应的电动机等执行机构

6、动作。图5―2所示梯形图相应的程序如表5―1所示。图5―2机床继电器控制线路的梯形图表5―1例5―1的PLC程序3.梯形图的两个基本概念1)软继电器PLC的梯形图设计，主要是利用软继电器“线圈”的“吸/放”功能及触点的“通/断”功能进行的。实际上，PLC内部并没有继电器那样的实体，只有内部寄存器中某位触发器。2)能流在梯形图中，并没有真正的电流流动。为了便于分析PLC的周期扫描原理及信息存储空间分布规律，假设梯形图中有“电流”流动，这就是“能流”。“能流”在梯形图中只能做单方向流动——先左后右，先上后下。4.基本编程元件梯形图程序是由一系列编程元件及各种软件功能块通过串、并联组

7、合而成的。如图5―3中所示，基本编程元件共有五类。图5―3梯形图基本编程元件图5―3中，A为常开触点，地址××××为“ON”时导通；B为常闭触点，地址××××为“OFF”时导通；C为水平短路线，用于列之间短路；D为垂直短路线，用于行之间短路；E为线圈。线圈可以对应于实际输出点，也可以只限于程序内部使用(即辅助线圈)。此外，线圈还可分为普通线圈及停电锁存线圈两类，后者在停电后可保持状态不变。【例5―1】图5―4是一个简单的梯形图。图中当X1为“1”或X6为“1”并且X5