用“经验设计法”编写_PLC_梯形图程序

用“经验设计法”编写PLC 梯形图程序宁波技师学院电气系王柏华

一、经验设计法简介

梯形图程序设计是可编程控制器应用中最关键的问题,PLC 梯形图程序设计常用方法有: 经验设计法、顺序控制设计法和逻辑代数设计法等。

PLC 梯形图程序用“经验设计法”编写, 是沿用了设计继电器电路图的方法来设计梯形图, 即在某些典型电路的基础上, 根据被控对象对控制系统的具体要求, 不断地修改和完善梯形图。有时需要多次反复地进行调试和修改梯形图, 不断地增加中间编程元件和辅助触点, 最后才能得到一个较为满意的结果。因此, 所谓的经验设计法是指利用已经的经验( 一些典型的控制程序、控制方法等), 对其进行重新组合或改造, 再经过多次反复修改, 最终得出符合要求的控制程序。

这种设计方法没有普遍的规律可以遵循, 具有很大的试探性和随意性, 最后的结果也不是唯一的, 设计所用的时间、设计质量与设计者的经验有很大的关系, 因此有人就称这种设计方法为经验设计法, 它是其他设计方法的基础, 用于较简单的梯形图程序设计。

用经验设计法编程, 可归纳为以下四个步骤:

(1) 控制模块划分( 工艺分析) 。在准确了解控制要求后, 合理地对控制系统中的事件进行划分, 得出控制要求有几个模块组成、每个模块要实现什么功能、因果关系如何、模块与模块之间怎样联络等内容。划分时, 一般可将一个功能作为一个模块来处理, 也就是说, 一个模块完成一个功能。

(2) 功能及端口定义。对控制系统中的主令元件和执行元件进行功能定义、代号定义与I/O 口的定义( 分配), 画出I/O 接线图。对于一些要用到的内部元件, 也要进行定义, 以方便后期的程序设计。在进行定义时, 可用资源分配表的形式来进行合理安排元器件。

(3) 功能模块梯形图程序设计。根据已划分的功能模块, 进行梯形图程序的设计, 一个模块, 对应一个程序。这一阶段的工作关键是找到一些能实现模块功能的典型的控制程序, 对这些控制程序进行比较, 选择最佳的控制程序( 方案选优), 并进行一定的修改补充, 使其能实现所需功能。这一阶段可由几个人一起分工编写程序。

(4) 程序组合, 得出最终梯形图程序。对各个功能模块的程序进行组合, 得出总的梯形图程序。组合以后的程序, 它只是一个关键程序, 而不是一个最终程序( 完善的程序), 在这个关键程序的基础上, 需要进一步的对程序进行补充、修改。经过多次反复的完善, 最后要得出一个功能完整的程序。

因此, 在程序组合时, 一方面要注意各个功能模块组合的先后顺序; 二是要注意各个功能模块之间

的联络信号; 三是要注意线圈之间的联锁( 互锁) 信号; 最后不要忘了程序结束时要有程序结束指令。

二、典型控制程序介绍

1. 点动控制

工作原理如图 1 所示。X001 闭合,Y001 得电;X001 断开,Y001 失电。

2. 起停控制( 连续运行控制)

工作原理如图 2 所示。

图2(a) 、图2(b):X001 闭合,Y001 得电, 并自锁;X002 断开,Y001 失电。

图2(c):X001 闭合,Y001 置1;X002 闭合,Y001 复位( 注意: 当X001 和X002 同时闭合时,RST 指令优先执行) 。

3. 点动和连续运行控制程序

工作原理如图 3 所示。

连续运行:X001 闭合,M0 得电并自锁,M0 常开闭合,Y001 得电;X002 断开,M0 失电,M0 常开断开,Y001 失电。

点动:X003 闭合,Y001 得电;X003 断开,Y001 失电。

4. 顺序控制程序

工作原理如图 4 所示。

图4(a) 顺起逆停:

启动:X001 闭合,Y001 得电,X003 闭合,Y002 得电;

停止:X004 断开,Y002 失电,X002 断开,Y001 失电。

即启动时,Y001 先得电, 然后Y002 才能得电; 停止时,Y002 先失电, 然后Y001 才能失电, 实现了顺序启动逆向停止的功能。

图4(b) 自动控制:

启动:X001 闭合,Y001 得电,T1 得电, 延时5S 后,Y002 得电;

停止:X002 断开,Y001 、Y002 及T1 全部失电。

实现了自动顺序起动控制。

5.Y- △降压启动控制程序

控制程序如图 5 所示。

启动:X001 闭合,Y001 得电并自锁,T1 得电, 延时5S;Y001 常开闭合,Y002 得电;T1 延时时间到,T1 常闭断开,Y002 失电;T1 常开闭合,Y003 得电。

停止:X002 断开,Y001 、Y003 及T1 失电。

因此启动时Y001 和Y002 得电, 延时5s 后,Y001 和Y003 得电, 实现了星三角降压起动( 实际就是一个顺序控制) 。

这种典型的控制程序非常多, 需要平时多看、多想、多记, 掌握的程序越多, 对用“经验设计法”设计PLC 梯形图的帮助就越大。

三、例题分析

1. 控制要求

某设备要实现一个报警控制功能, 当报警信号成立(BJ=ON) 时, 一方面蜂鸣器鸣叫, 另一方面, 警灯闪烁, 闪烁方式为: 亮2s, 灭1s, 警灯闪烁10 次后, 自动停止报警。

2. 设计步骤

(1) 功能模块划分。从控制要求分析可知, 报警的条件是报警信号(BJ) 成立, 而当报警信号成立后, 要实现三个功能, 即:

①蜂鸣器鸣叫功能: 当BJ=ON 时, 立即进行鸣叫( 长音) 。

②警灯闪烁功能: 当BJ=ON 时, 立即闪烁, 亮2s, 灭1s 。

③自动停止报警功能: 警灯闪烁10 次后自动停止报警。

进一步分析可知, 功能模块之间还具有相互联系, 即蜂鸣器和警灯是在BJ=ON 时同时开始工作的; 在警灯闪烁10 次后, 蜂鸣器和警灯同时停止工作。

(2) 功能及端口定义。主要完成PLC 资源的分配及I/O 口接线图。

①PLC 资源分配。

②I/O 口接线图如图 6 所示。