PLC程序设计步骤及编程技巧

PLC程序设计步骤及编程技巧7.1第7章PLC的程序设计及应用举例基本应用程序7.2应用程序设计举例7.37.1PLC程序设计步骤及编程技巧7.1.1PLC程序设计基本步骤（1）根据控制要求，确定控制的操作方式（手动、自动、连续、单步等），应完成的动作（动作的顺序和动作条件），以及必须的保护和联锁；还要确定所有的控制参数，如转步时间、计数长度、模拟量的精度等。（2）根据生产设备现场的需要，把所有的按钮、限位开关、接触器、指示灯等配置按照输入、输出分类；每一类型设备按顺序分配输入/输出地址，列出PLC的I/O地址分配表。每一个输入信号占用一个输入地址，每一个输出地址驱动一个外部负载。（3）对于较复杂的控制系统，应先绘制出控制流程图，参照流程图进行程序设计。可以用梯形图语言，也可以用助记符语言。（4）对程序进行模拟调试、修改，直至满意为止。调试时可采用分段调试，并利用计算机或编程器进行监控。（5）程序设计完成后，应进行在线统调。开始时先带上输出设备（如接触器、信号指示灯等），不带负载进行调试。调试正常后，再带上负载运行。全部调试完毕，交付试运行。如果运行正常，可将程序固化到EPROM中，以防程序丢失。7.1.2程序设计技巧1．梯形图应体现“左重右轻”、“上重下轻”的原则2．尽量避免出现分支点梯形图3．将多层控制转化为多分支控制4．桥式电路无法进行直接编程5．避免输入对输出响应的滞后7.2基本应用程序7.2.1启动、保持、停止控制010000000300002010000000100000SET01000RSET010000000000001KEEP0100000000COM0107.2.2互锁控制和互控控制010000000000002010000000200001010010100001001010000100100002000000100000002010000100100001010017.2.3时间控制HR01HR01000010000001000HR01（a）启动优先型（b）停止优先型（c）启动优先断电保持型（d)停止优先断电保持型0000001000000010100000000000010100001000HR000000100000HR00HR00010007.3应用程序设计举例7.3.1电动机正、反转控制1．控制要求电动机可以正向旋转，也可以反向旋转。为避免改变旋转方向时由于换相造成电源短路，要求电动机在正、反转状态转换前先停转，然后再换向启动。电动机正、反转继电器接触器控制系统主电路及控制电路如图7-14所示。图7-14电动机正、反转主电路及控制电路2．I/O分配从图7-14可见，为满足控制要求，需要有3个按钮：正转启动按钮、反转启动按钮和停止按钮。此外还需要控制电动机正、反转的两个交流接触器，一个热继电器作为过载保护。共需5个I/O点，其中3个输入，2个输出。输入信号：正转启动按钮SB1—00000；反转启动按钮SB2—00001；停止按钮SB3—00002。输出信号：正转交流接触器KM1—00000；反转交流接触器KM2—00001。3．实际接线图在图7-15所示的实际接线图中，COM为公共端。根据PLC的型号不同、I/O点数不同，输入、输出端子有不同数量的COM端。各COM端彼此独立，可以单独使用。如果电源相同，可以共用一个COM端，但要考虑累积通过的电流值，应小于通过的数值。图7-15电动机正、反转PLC控制实际接线图4．梯形图程序设计假设采用不自锁按钮，梯形图增加自锁环节。梯形图如图7-16所示。图7-16PLC控制梯形图5．继电器控制系统到PLC控制的转换处理继电器控制系统转换为PLC控制时，要注意的转换方法，以确保转换后系统的功能不变。（1）对各种继电器、电磁阀等的处理在继电器控制系统中，大量使用各种控制电器，例如交、直流继电器、电磁阀、中间继电器等。交、直流继电器、电磁阀的线圈是执行元件，要为它们分配相应的PLC输出继电器号。中间继电器可以用PLC内部的辅助继电器来代替。（2）对常开、常闭按钮的处理在继电器控制系统中，一般启动使用常开按钮，停止用常闭按钮。用PLC控制时，启动和停止一般都用常开按钮。尽管使用那种按钮都可以，但画出的PLC梯形图却不同。仔细比较图7-14的控制电路、图7-15实际接线图、图7-16梯形图对SB3的画法。（3）对热继电器的处理若PLC的输入点较富裕，热继电器的常闭触点可占用PLC的输入点；若输入点较紧张，热继电器的信号可不输入PLC中，而直接接在PLC外部的控制电路中。7.3.2三相异步电动机的点动、长动控制1．控制要求电动机可以实现长动，也可以实现点动，具有短路、失压、欠压和过载保护功能。三相异步电动机的点动、长动继电器接触器控制电路如图7-17所示。图7-17电动机的点动、长动继电器接触器控制电路图7-17中，转换开关为点动、长动的选择开关。当SA闭合时为长动，断开时为点动。2．I/O分配从图7-17中可见，为满足控制要求，需要有3个按钮：点动启动按钮、长动启动按钮和停止按钮；以及1个点动与长动的选择。此外还需要控制电动机的单向转动的一个交流接触器。一个热继电器作为过载保护。共需5个I/O点，其中4个输入，1个输出。输入信号：停止按钮SB1—00000；长动启动按钮SB2—00001；点动启动按钮SB3—00002；转换选择开关SA—00003。输出信号：交流接触器KM—01000。3．实际接线图根据I/O地址分配，可画出PLC的实际接线图如图7-18所示。图7-18实际接线图4．梯形图程序设计梯形图的工作过程如下。当转换开关SA断开时，其常闭触点00003闭合，按下00001按钮，输出线圈01000得电，并通过01000的常开触点实现自锁，按停止按钮，00000触点断开，01000线圈失电，实现长动控制。当转换开关SA闭合时，其常闭触点00003断开，常开触点闭合，按下00002按钮，输出线圈01000得电，松开00002按钮，输出线圈01000失电，实现点动控制。图7-19梯形图设计7.3.3送料小车控制1．控制要求如图7-20所示，有一辆送料车自动循环运料。图7-20送料车自动循环运料小车处于起始位置时，CK0闭合；系统启动后，小车在起始位置装料，20s后向右，到CK1位置时，CK1闭合，小车下料15s；小车下料后返回到起始位置，再用20s的时间装料，其后向右运动到CK2位置，此时CK2闭合，小车下料15s后返回到起始位置。以后重复上述过程，直至有停车复位信号为止。小车的工作循环过程如下：启动→装料20s→第一次右行→到达CK1，下料15s→第一次返回→装料20s↑第二次返回←下料15s←到达CK2←第二次右行根据小车的工作循环过程可知，当小车第一次到达CK1位置时要改变运动方向，而第二次和第三次到达CK1时，小车不改变运动方向。可以用计数器的计数功能来决定到达CK1时是否要改变方向，定时器用来记录装料和下料的时间。2．I/O分配由上面的分析可知，为满足控制要求，需要2个按钮：启动和停止按钮；3个限位开关：CK1、CK2和CK3；两个定时器和一个计数器；此外，还需要小车右行和返回的两个交流接触器。共需要7个I/O点，其中5个输入，2个输出。输入信号：停止按钮SB1—00000；启动按钮SB2—00001；限位开关CK1—00100；CK2—00101；CK3—00102。输出信号：右行交流接触器KM1—01000；返回交流接触器KM2—01001。3．实际接线图根据I/O地址分配，可画出PLC的实际接线图如图7-21所示。图7-21送料车实际接线图4．梯形图程序设计图7-22运料小车梯形图（1）中间辅助继电器20000作为系统工作允许继电器。启动按钮00001使20000置“ON”，复位按钮00000使20000置“OFF”。只有当20000为“ON”时，运料小车才能循环工作，当20000为“OFF”时，小车回到起始位置后停止工作。（2）小车位于CK0时，开始定时装料，20s后定时器TIM000接通，01000得电，小车右行。当小车离开CK0时，定时器TIM000复位，但01000的自锁功能使之仍得电使小车继续右行。（3）小车行至CK1时，计数器CNT001减1，由于CK1的常闭触点断开，使01000失电，小车停止，定时器TIM002开始定时。（4）TIM002定时时间到后，其常开触点接通，运料小车左行。01001的自锁功能使小车左行到达CK0位置。（5）定时器TIM000又重新定时，小车第2次装料，20s后小车右行，与第一次相同。但小车到达CK1时，计数器CNT001减1至0，使CNT001的常开触点接通，所以小车继续右行直至到达CK2位置，CK2常闭触点断开，01000失电，小车停止。定时器TIM002开始定时。（6）定时器TIM002定时时间到，小车开始左行。01001的自锁功能使小车左行到达CK0位置。进入下一个循环。（7）为增加可靠性，小车的左行和右行实行联锁控制。