顺序控制设计法与顺序功能图

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第6章顺序控制设计法与顺序功能图电气控制技术与PLC应用 第6章顺序控制设计法与顺序功能图6.1梯形图的经验设计法与继电器电路转换法6.1.1用经验法设计梯形图1.起动、保持与停止电路(起保停)经验法无规律可循，随意性较大，方法不唯一编程效率和质量因人而异，很难一次编程成功适用于简单的梯形图程序2 模块硬件连接SM321SM322起动按钮DC24VMI0.0I0.1I0.2停止按钮点动按钮ML+DC24VQ4.0Q4.1起动K1停止K2KMK1KMK2KMK1外部电路(a)(b)3 SI0.1I0.0Q4.0RQ4.0梯形图(a)电路的编程SRSQRI0.0I0.1Q4.0(b)电路的编程T10S_PEXTTVSQBCDBIRI0.0S5T#2sQ4.0T11S_PEXTTVSQBCDBIRI0.1S5T#2sQ4.1起动脉冲停止脉冲I0.1I0.0Q4.0Q4.1(c)如何加入点动控制？Q4.0I0.0I0.1Q4.04 2.三相异步电动机的正反转控制KM1SB1KM1SB2FRKM2KM1SB3KM2KM1I0.0I0.1I0.2I0.5可编程控制器Q4.0Q4.1M1L正向起动反向起动停车热继电器DC24VSB2SB3SB1FRAC220VKM1KM2KM2KM1图PLC的外部接线图5 KM1SB1SB2FRKM2KM1KM2KM1SB3KM1I0.0I0.1I0.2I0.5可编程控制器Q4.0Q4.1M1LSB2SB3SB1FRKM1KM2Q4.0I0.0I0.1Q4.0I0.2I0.5Q4.1SB2SB3SB1FRKM2KM1Q4.1I0.1I0.0Q4.1I0.2I0.5Q4.0SB3SB2SB1FRKM1KM26 I0.0I0.1I0.2I0.5可编程控制器Q4.0Q4.1M1L正向起动反向起动停车热继电器DC24VSB2SB3SB1FRAC220VKM1KM2KM2KM13.常闭触点输入信号的处理接入PLC模块的外部输入信号要尽量采用常开接点，以保持外部触点与内部梯形图触点一致。7 6.1.2根据继电器电路图设计梯形图1.基本方法⑴分析项目的工作流程⑵分清项目中的输入输出信号，并统计数量⑶根据I/O数量和项目要求确定系统规模(CPU、DI/DO模块数量等)⑷确定PLC外部接线(即确定了I/O地址)⑸梯形图编程。中间继电器、时间继电器和计数器在PLC中用存储位M、定时器T和计数器C代替8 分析控制对象确定控制内容选择PLC类型硬件设计软件设计系统总装统调符合设计要求投入运行调整硬件否调整软件否是9 2.实例——电机的Y－起动KM-KTKTKM-YKM-YKM-KM-KTKM-KMSB1SB2KMFRKMFUQSFR电机A'xB'yC'zKM-YKM-I0.0I0.1I0.2I0.5可编程控制器Q4.0Q4.1M1L起动按钮停止按钮热继电器DC24VSB2SB1FRAC220VKM-YKM-KM-KM-Y10 KM-KTKTKM-YKM-YKM-KM-KTKM-KMSB1SB2KMFR电机的Y－起动序号测点号测点名称类型节点型地址通道1START起动按钮DINOI0.002STOP停止按钮DINCI0.113FR热继电器DINCI0.544Y_ONY接触器DONOQ4.005X_ON接触器DONOQ4.1111 3.注意事项⑴遵循梯形图语法——Step7自动检查⑵梯形图的易读性⑶减少PLC外部接入的I/O数量⑷时间继电器的处理⑸利用存储位作中间环节——代替中间继电器⑹为了安全起见，在外部电路加互锁——硬互锁⑺PLC的输出模块电压电流要与外部负载相配12 6.2顺序控制设计法与顺序功能图6.2.1控制系统简介过程控制(ProcessControl)：侧重生产过程中工艺参数的监视、调节与控制。例如DCS，包括：逻辑控制：顺序控制SCS(SequenceControlSystem)：侧重生产设备的启停和工艺流程的联动与闭锁关系。模拟量控制MCS：闭环控制与调节。例如PID。13 6.2.2顺序功能图设计法顺序功能图用来编制顺序控制的程序，如：机械手控制、数控机床、立体车库等程序。基本思想：控制过程被划分为若干个时间段——步，每步表示控制输出的一个动作，从一步到另一步的转换由转换条件来控制。转换条件：输入状态的变化，例如内外部输入、定时器、计数器等。编程：根据工艺画顺序功能图→编程→S7Graph。14 转换初始步动作有向连线步转换条件6.2.3步与动作——以电机Y－启动为例M0.0M0.1M0.2Q4.0=1Q4.0=0T0I0.0启动T0延时I0.1停止Q4.1=1Q4.0=0Q4.1=0I0.0I0.1Q4.0Q4.1T0接Y接延时起M0.0初始M0.1M0.2Y起15 1.步把整个系统按输出状态的变化分成若干个时间段，每个时间段就是一步2.初始步系统的初始状态——静止状态3.活动步活动步：正在执行的动作4.有向连线系统按照有向连线的方向执行顺序步——左→右，上→下5.转换相邻两步的分隔点6.转换条件从一步执行到另一步所需的条件转换初始步动作步转换条件M0.0M0.1M0.2SQ4.0RQ4.0T0I0.0启动T0延时I0.1停止SQ4.1RQ4.0RQ4.116 6.2.4顺序功能图的基本结构单序列、选择系列、并行系列123de5891210hijnk13141516xyzw34510efi67g单序列选择序列并行序列17 I0.3I0.1I0.2暂停工进快进快退M0.0M0.1M0.2M0.3M0.4Q4.0Q4.0T0Q4.2Q4.1I0.0•I0.3I0.1I0.2T0I0.3快进工进快退暂停初始步动作有向连线转换条件转换步1.复杂的顺序功能图举例——以液压滑台为例I0.0为起动按钮I0.1~0.3为行程开关Q4.0~4.2为控制滑台运动的电磁阀。18 2.复杂的顺序功能图举例——以组合钻床顺控为例19 M0.0M0.1M0.2Q4.0=1Q4.0=0T0I0.0启动T0延时I0.1停止Q4.1=1Q4.0=0Q4.1=06.3使用起保停的顺序控制编程方法6.3.1单序列：Y－启动20 单序列：液压动力滑台M0.0M0.1M0.2M0.3M0.4Q4.0Q4.0T0Q4.2Q4.1I0.0•I0.3I0.1I0.2T0I0.3快进工进快退暂停I0.3I0.1I0.2暂停工进快进快退起始步快进工进暂停快退21 M0.0M0.1M0.2M0.3M0.4Q4.0Q4.1Q4.2I0.0I0.1I0.3I0.4I0.6M0.5M0.6Q4.3Q4.4I0.5I0.26.3.2选择和并行序列的编程方法Q4.0I0.0I0.1Q4.0SI0.1I0.0Q4.0RQ4.022 M0.0M0.1M0.2Q4.0=1Q4.0=0T0I0.0启动T0延时I0.1停止Q4.1=1Q4.0=0Q4.1=06.4使用置位复位指令的顺序控制编程方法1.单序列：Y－启动23 2.复杂序列M0.0M0.1M0.2M0.3M0.4Q4.0Q4.1Q4.2I0.0I0.1I0.3I0.4I0.6M0.5M0.6Q4.3Q4.4I0.5I0.224 [举例1]三条传输皮带连锁控制起动时，先起动M1，延时20秒后自动起动M2，延时15秒后再自动起动M3。停止时，先停M3，延时30秒后自动停M2，延时20秒后再自动停M1。故障跳闸时，三条皮带全停。M3M2M13#皮带2#皮带1#皮带25 根据I/O表格确定模块硬件连接(I/O地址确定)序号测点号测点名称类型接点型地址通道1START起动按钮DINOI0.002STOP停止按钮DINOI0.113Emergency紧急停按钮DINOI0.224M1_STARTM1起动脉冲DONOQ4.115M2_STARTM2起动DONOQ4.446M3_STARTM3起动DONOQ4.7726 画出顺序功能图根据顺序功能图编程(略)急停的处理：M0.1~M0.5全部清零M0.0置1M0.0M0.1M0.2M0.3M0.4SQ4.1SQ4.4SQ4.7RQ4.7T0I0.0T0T1I0.1T21#起动RQ4.1起动T1停止M0.5RQ4.4T2T3T32#起动3#起动3#停止2#停止1#停止27 [举例2]交通信号灯控制系统程序设计。启动停止东西向南北向黄红绿Q4.0Q4.1Q4.2Q4.3Q4.4Q4.5交通信号灯控制盘I0.0I0.128 信号灯由控制盘总体控制，按一下起动按钮，信号灯系统开始工作，并周而复始地循环动作；按一下停止按钮，所有信号灯都熄灭。信号灯具体控制要求如下表，编写信号灯控制程序。启动停止东西向南北向黄红绿Q4.0Q4.1Q4.2Q4.3Q4.4Q4.5交通信号灯控制盘I0.0I0.129 根据交通信号灯的控制要求，画出信号灯的控制时序如下图。南北向红灯2s3s45s2s3s25s东西向绿灯东西向黄灯东西向红灯南北向绿灯南北向黄灯NS_RNS_GNS_YEW_REW_GEW_Y30 画出顺序功能图M0.2T1闪:东西绿T1T2M0.3灭:东西绿亮:东西黄T2M0.4T3灭:南北红/东西绿黄亮:东西红、南北绿T3M0.5T4闪:南北绿T4M0.6T5T5灭:南北绿亮:南北黄M0.1T0灭:东西红/南北绿黄亮:南北红/东西绿T0本章结束南北红2s3s45s2s3s25s东西绿东西黄东西红南北绿南北黄NS_RNS_GNS_YEW_REW_GEW_Y31