PLC的程序设计方法一经验设计方法.pdf资料
FX系列PLC的程序设计方法
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返回
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1 起动
5 夹紧 已夹紧
6 钻头下降 已钻完
7 钻头上升 已上升
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松开
已松开
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钻孔
旋转120度
10 测量头下降 合格
11 测量头上升 已上升
12 卸料 已卸料
13 返回 已返回
卸工件 返回
返回 装工件
校孔
不合格
15 测量头上升 已上升
16 取走次品 重新起动
4、STL触点可以直接驱动或通过别的触点驱动Y,M,S,T 等元件的线圈，STL触点也可以使Y,M,S等元件置位或 复位。
5、STL触点断开时，CPU不执行它驱动的电路块，即 CPU只执行活动步对应的程序。
6、由于CPU只执行活动步对应的电路块，使用STL指 令时允许双线圈输出。
7、状态元件S可以使用LD、LDI、AND、ANI、OR、 ORI、SET、RST、OUT指令。
变成活动步。而PLC开始进入RUN方式时各步均处于“0” 状态，因此必须要有初始化信号，将初始步预置为活动步， 否则功能表图中永远不会出现活动步，系统将无法工作。
三、顺序功能图的基本结构 1、单序列（无分支）
1 a
2 b
3 c
单序列
单序列由一系列相继激 活的步组成。每一步的后面 仅有一个转换条件，每一个 转换条件后面仅有一步。
6.3 使用启保停电路的编程方式
根据顺序功能图设计梯形图时，可以用辅助继电 器M来代表步。某一步为活动步时，对应的M为“1” 状态，转换实现时，该转换变为不活动步，而其后续 步变为活动步。
启保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令， 任何一种可编程序控制器的指令系统都有这一类指令， 因此是一种通用的编程方式，可以用于任意型号的 PLC。
PLC程序设计经验设计法探讨
《 装备制造技术）０ ７ ） ０ 年第 ４ ２ 期
ＰＬＧ程 序 设 计 经 验 设 计 法 探 讨
殷建 国
（ 大连职业技术学院 ， 辽宁 大连 １６ ３ ） １ ０７
摘要 ： 通过 实例介绍 了 Ｐ Ｃ程序设计的经验设 计法， Ｌ 即依 据设计 者的设 计经验进 行设计的方法 ， 首先根据控制要 求设 计基 本程序 ， 再 逐步完善程序 ， 最后设置必要的联锁保护程序。
选择开关进行转换 。 Ｓ ２ 设 Ａ 闭合时为单循环工 作状 态 ， 断开时 为多次循环工作状态 ； 多次循环工作 的循环次数 ， 以利用计 可
数器进行控制 。
１２ 编写现场信号与 Ｐ Ｃ输入输 出点编号对照表 ． Ｌ
收稿 日期 ：０ ７ ０ — ９ ２０ — １ １
图 ３ 基本控 制环节梯形 图
图 ４ 实现 自动往返功 能的梯形 图
作者 简介 ： 殷建 国（ ９ ２ ） １６ 一 大连市人 ， 副教授 、 高级 工程师 ， 大连职业技术学 院电气与电子工 程技术系主任 ， 大连 理工大学硕 士研 究生 ， 主要研 究 方 向为 电气 自动化。
３ ３
维普资讯
Ｅ ｕｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ＮＯ． ２ ０ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｎ ｆ ｃｒ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｉ ４， ０ ７
１ ． 计梯 形 图 ３设
有 了 ６个计数脉 冲输入后 ， 完成工作循 环 ， 小车停在原位 。 这样 可 以将 Ｃ Ｏ的常闭触点 串接在 Ｙ １的线 圈上 ， Ｏ的常闭触 点断 Ｃ 开 ， Ｙ１ 圈掉 电。为 了使计数器在起动小车时清零 ， 使 线 可以用
Ｓ２ Ｑ 为前位 ，Ｑ Ｓ ３和 Ｓ ４为原位和前位 限位保护行程开关 。 Ｑ
PLC控制程序设计方法与技巧
PLC控制程序设计方法与技巧摘要：当前主流的PLC程序设计方法包括仅适用于简单系统的经验设计方法，无法处理并行系统的逻辑代数设计方法，和存在数据膨胀问题的Petri网设计等。
随着PLC硬件技术的不断完善，PLC应用的不断深入，人们开始不断探索新的PLC程序设计法方法与思想，以适应不断发展的PLC硬件技术，促进PLC技术的不断发展完善与推广应用。
关键词：PLC控制系统；程序设计；技巧引言PLC控制系统梯形图程序设计的方法主要有两种，即经验编程法和顺序控制编程法。
最常用的是经验编程法，它没有固定的方式和步骤可以遵循，具有很大的试探性和随意性，对于不同的控制系统，没有一种容易掌握的通用设计方法，即使是相同的硬件系统，由不同的人设计，肯定会设计出不同的程序，有的人设计的程序简洁明了，而有的人设计的程序虽然能达到控制系统的要求，完成控制任务，但冗长复杂，阅读起来十分艰难。
由此可见，梯形图程序设计的难度较大，是一种高端、复杂、烦琐、乏味、耗时、费力的智力“游戏”。
一个结构清晰、简单易懂的简洁程序，一是可以大大减少设计工作量，降低设计者劳动强度；二是可以提高程序的可读性，让程序的用户一目了然；三是可以减少程序运行的时间，节省程序占用的空间。
掌握一定的梯形图程序设计诀窍，有助于实现这些目的和要求。
本文介绍了一些梯形图程序设计的技巧和经验，希望对提高ＰＬＣ技术初学者的编程能力有一定的帮助。
1面向对象的PLC程序设计方法1.1STEP7平台简介STEP7是西门子PLC的编程软件平台，提供了数据块（DB）、组织块（OB）、系统功能（SFC）、功能块（FB）、系统功能块（SFB）、功能（FC）等功能模块其中，DB用于存储程序变量，OB为系统程序接口，SFC可被用户直接调用，FB可实现动态、静态分配，SFB具有存储空间且可被用户直接调用，FC没有存储空间且只有在调用时才被分配。
1.2STEP7中类的设计STEP7中的FB和DB模块分别实现了控制逻辑与数据管理的封装，借助这两模块，可实现面向对象语言中类的特性。
第六章 PLC控制程序的设计
3．设计顺序功能图时应该注意的问题 （1）两个步之间必须有转换条件。如果没有， 则应该将这两步合为一步处理。
（2）两个转换不能直接相连，必须用一个步将 它们分隔开。
（3）从生产实际考虑，顺序功能图必须设置初 始步。
（4）顺序功能图应该是一个或两个由方框和有 向线段组成的闭环，也就是说在顺序功能图中不能
4．动作（或命令） 可以将一个控制系统划分为被控系统和施控系 统。对于被控系统，在某一步中要完成某些“动作” （action）。对于施控系统，在某一步则要向被控系 统发出某些“命令”（command）。
为了叙述方便，将命令或动作统称为动作，它 实质是指步对应的工作内容。动作用矩形框或中括 号上方的文字或符号表示，该中括号与相应的步的 矩形框通过短线相连。
有“到此为止”的死胡同。
（5）要想能够正确地按顺序运行顺序功能图程 序，必须用适当的方式将初始步置为活动步。一般
用特殊存储器SM0.1的动合触点作为转换条件，将初 始步置为活动步。
（6）在个人计算机上使用支持SFC的编程软件 进行编程时，顺序功能图可以自动生成梯形图或指
令表。
三、顺序功能图设计法与经验设计法的比较
10．电动机“顺序启动，逆序停车”控制系统设计
（1）控制要求 现有三台电动机M1、M2、M3，要求启动顺序 为：先启动M1，经过8s后启动M2，再经过9s后启动 M3；停车时要求：先停M3，经过9s后再停M2，再 经8s后停M1。
（2）分析控制过程 根据上述控制要求的描述，本程序需要设置四 个定时器，此处选用T50～T53。 T50计时起点为启动信ห้องสมุดไป่ตู้I0.0 T52计时起点为停止信号I0.1。 T53计时时间到后，复位两个辅助继电器，辅助 继电器的OFF会使T50～T53的位为OFF，致使 Q0.0～Q0.2全部OFF。
PLC程序设计常用的方法
PLC程序设计常用的方法PLC程序设计常用的方法主要有经验设计法、继电器控制电路转换为梯形图法、逻辑设计法、顺序控制设计法等。
1. 经验设计法经验设计法即在一些典型的控制电路程序的根底上，根据被控制对象的具体要求，进行选择组合，并屡次反复调试和修改梯形图，有时需增加一些辅助触点和中间编程环节，才能到达控制要求。
这种方法没有规律可遵循，设计所用的时间和设计质量与设计者的经验有很大的关系，所以称为经验设计法。
经验设计法用于较简单的梯形图设计。
应用经验设计法必须熟记一些典型的控制电路，如起保停电路、脉冲发生电路等2. 继电器控制电路转换为梯形图法继电器接触器控制系统经过长期的使用，已有一套能完成系统要求的控制功能并经过验证的控制电路图，而PLC控制的梯形图和继电器接触器控制电路图很相似，因此可以直接将经过验证的继电器接触器控制电路图转换成梯形图。
主要步骤如下：〔1〕熟悉现有的继电器控制线路。
〔2〕对照PLC的I/O端子接线图，将继电器电路图上的被控器件〔如接触器线圈、指示灯、电磁阀等〕换成接线图上对应的输出点的编号，将电路图上的输入装置〔如传感器、按钮开关、行程开关等〕触点都换成对应的输入点的编号。
〔3〕将继电器电路图中的中间继电器、定时器，用PLC的辅助继电器、定时器来代替。
〔4〕画出全部梯形图，并予以简化和修改。
这种方法对简单的控制系统是可行的，比拟方便，但较复杂的控制电路，就不适用了。
3. 逻辑设计法逻辑设计法是以布尔代数为理论根底，根据生产过程中各工步之间的各个检测元件〔如行程开关、传感器等〕状态的变化，列出检测元件的状态表，确定所需的中间记忆元件，再列出各执行元件的工序表，然后写出检测元件、中间记忆元件和执行元件的逻辑表达式，再转换成梯形图。
该方法在单一的条件控制系统中，非常好用，相当于组合逻辑电路，但和时间有关的控制系统中，就很复杂。
4. 顺序控制设计法根据功能流程图，以步为核心，从起始步开始一步一步地设计下去，直至完成。
4章PLC的程序设计方法
图4.1.1自锁触点的启、保、停
图4.1.2 置复位的启、保、停
图4.1.3 RS的启、保、停 2
（4）按钮控制启动、保持、停止控制
计数器比较的单 按钮控制
取反主程序加子程序的单按钮控制
3
2.互锁控制 所谓“互锁”是指当一个继电器工作时，另一个继电器不能工 作，避免短路。方法是用互锁继电器的常闭触点分别串联到其它 互锁的继电器线圈控制线路中。
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4.5.2顺序控制设计法中启保停电路的编程 1. 顺序控制设计中使用启-保-停电路的编程方法 顺序控制设计法中启保停电路的编程，可采用以下步骤
1）根据要求设计顺序功能图（即流程图）。 2）根据顺序功能图写布尔表达式。 3）根据布尔表达式画出梯形图。 启-保-停电路编程的布尔表达式规律：当前步步名对应的继电器
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T37（时段1 T38（时段2 T39（时段3 T40（时段4 T41（时段5 T42（时段6
）
）
）
）
）
）
Q0.1灯A
亮
亮
Q0.2灯B
亮
亮
Q0.3灯C
亮
亮
Q0.4灯D
亮
亮
表4.3.2 彩灯工作时段表格形式 逻辑表达式
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2.【项目4.5】电动机循环运行的PLC控制 （1）控制要求 有两台电动机M1和M2，按下起动按钮SB1，M1运转10min后， 停止5min，M2与M1相反，即M1停止时M2运行，M1运行时 M2停止，如此循环往返，直到按下停止按钮SB2，电动机M1 和M2停止运行。
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2）绿灯常亮的程序设计 能引起绿灯常亮的情况有5种，其状态为
由状态表可得Q0.1（HL2）的逻辑函数为
PLC程序的经验设计法编程实例
PLC程序的经验设计法编程实例在plc进展的初期，沿用了设计继电器电路图的方法来设计梯形图程序，即在已有的些典型梯形图的基础上，依据被控对象对掌握的要求，不断地修改和完善梯形图。
有时需要多次反复地调试和修改梯形图，不断地增加中间编程元件和触点，最终才能得到一个较为满足的结果。
这种方法没有普遍的规律可以遵循，设计所用的时间、设计的质量与编程者的阅历有很大的关系，所以有人把这种设计方法称为阅历设计法。
它可以用于规律关系较简洁的梯形图程序设计。
用阅历设计法设计PLC程序时大致可以按下面几步来进行：分析掌握要求、选择掌握原则；设计主令元件和检测元件，确定输入输出设备；设计执行元件的掌握程序；检查修改和完善程序。
下面通过例子来介绍阅历设计法。
一、设计举例1．送料小车自动掌握的梯形图程序设计（1）被控对象对掌握的要求如图1a所示送料小车在限位开关X4处装料，20s后装料结束，开头右行，遇到X3后停下来卸料，25s后左行，遇到X4后又停下来装料，这样不停地循环工作，直到按下停止按钮X2。
按钮X0和X1分别用来起动小车右行和左行。
图1 送料小车自动掌握a）小车运行示意图b）梯形图（2）程序设计思路以众所周知的电动机正反转掌握的梯形图为基础，设计出的小车掌握梯形图如图1b所示。
为使小车自动停止，将X3和X4的常闭触点分别与Y0和Y1的线圈串联。
为使小车自动起动，将掌握装、卸料延时的定时器T0和T1的常开触点，分别与手动起动右行和左行的X0、X1的常开触点并联，并用两个限位开关对应的X4和X3的常开触点分别接通装料、卸料电磁阀和相应的定时器。
（3）程序分析设小车在起动时是空车，按下左行起动按钮X1，Y1得电，小车开头左行，遇到左限位开关时，X4的常闭触点断开，使Y1失电，小车停止左行。
X4的常开触点接通，使Y2和T0的线圈得电，开头装料和延时。
20s后T0的常开触点闭合，使Y0得电，小车右行。
小车离开左限位开关后，X4变为“0”状态，Y2和T0的线圈失电，停止装料，T0被复位。
第5章 PLC的程序设计及应用
Programmable Controller—PLC
7. 延时接通/断开电路 如图5-18所示，当X001为ON时，定时器T1得电开始计 时，延时10s后，Y001接通并自保。当X001为OFF时，定时器 T2接通并开始计时，经8s延时后，Y001失电断开。
X001 （ T1 X001 （ T2 T2 （ Y001 Y001 ） K100 K80 ） ）
X001 T1 （ T2 T2 （ T1 K20 K20
Programmable Controller—PLC
9. 分频电路 在许多控制场合，需要对控制信号进行分频。图5-20是二 分频电路的梯形图和时序图。在梯形图中用了三个辅助继电 器，分别为M10、M20和M30。
X001 M20 （ M10 ） ）
Programmable Controller—PLC
1. 触点水平不垂直 梯形图中的触点应画在水平线上，不能画在垂直线上，如 图5-1所示。
X003
X001 X002 （ Y001 X005 X003 X004 （ Y002 ） ）
X005
X002 （ Y001 ）
X001 X001 X003 X005 X004 （ Y002 ）
图5-1 触点水平不垂直
Programmable Controller—PLC
2. 线圈右边无触点 梯形图每一行都是从左边的母线开始，线圈接在右边的母 线上，线圈右边不允许再有触点，如图5-2所示。在继电器电 路中的触点可以放在线圈的左边，也可以放在线圈的右边。 在梯形图中，触点提供输入信号，线圈和输出类指令接收逻 辑运算的结果。因为逻辑运算是从左往右进行的，所以输出 类指令应放在电路的最右边。触点如果放在线圈的右边，程 序将会出错。
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第八讲教案
第八讲梯形图经验设计法
模块五第八讲
知识点PLC程序设计方法一经验设计方法教学学时2学时
教学要求：
1、掌握常见的可编程序控制器典型环节电路的程序编写
2、要求学生掌握基本程序用经验设计法来编程
重点、难点：
重点：继电器控制系统改变成PLC控制的基本方法，顺序功能图的设计，顺序控制梯形
图编程难点：顺序控制功能图的设计
主要内容：
梯形图经验设计方法
教学方法、教学手段：
PPT讲解
作业练习：
小结
一、梯形图经验设计法经验设计方法也叫试凑法，经验设计方法需要设计者掌握大量的典型电路，在掌握这些典型电
路的基础上，充分理
解实际的控制问题，将实际控制问题分解成典型控制电路，然后用典型电路或修改的典型电路进行拼凑梯形图。
二、梯形图经验设计法的步骤
1.分解梯形图程序
2.输入信号逻辑组合
3.使用辅助元件和辅助触点
4.使用定时器和计数器
5.使用功能指令
6.画互锁条件
7.画保护条件
第八讲教案Page 2 of 6 三、常用基本环节梯形图程序
1、启动、保持和停止电路
实现Y10的启动、保持和停止的四种梯形图如图所示。
这些梯形图均能实现启动、保持和停止的功能。
X0为启动信
号，X1为停止信号。
图a、c是利用Y10 常开触点实现自锁保持，而图b、d是利用SET、RST指令实现自锁保持。
2、三相异步电动机正反转控制
3、常闭触点输入信号的处理
如果输入信号只能由常开触点提供，梯形图中的触点类型与继电器电路的触点类型完全一致。
如果接入PLC的是输入信号的常闭触点，这时在梯形图中所用的X1的触点的类型与PLC外接SB2的常开触点时刚好相
第八讲教案Page 3 of 6 反，与继电器电路图中的习惯也是相反的。
建议尽可能采用常开触点作为PLC的输入信号。
4、多继电器线圈控制电路
下图是可以自锁的同时控制4个继电器线圈的电路图。
其中X0是起动按钮，X1是停止按钮。
5、多地控制电路
下图是两个地方控制一个继电器线圈的程序。
其中X0和X1是一个地方的起动和停止控制按钮，X2和X3是另一个地方的
起动和停止控制按钮。
6、互锁控制电路
下图是3个输出线圈的互锁电路。
其中X0、X1和X2是起动按钮，X3是停止按钮。
由于Y0、Y1、Y2每次只能有一个接
通，所以将Y0、Y1、Y2的常闭触点分别串联到其它两个线圈的控制电路中。
7、顺序起动控制电路
第八讲教案Page 4 of 6
如图所示。
Y0的常开触点串在Y1的控制回路中，Y1的接通是以Y0的接通为条件。
这样，只有Y0接通才允许Y1接通。
Y0关断后Y1也被关断停止，而且Y0接通条件下，Y1可以自行接通和停止。
X0、X2为起动按钮，X1、X3为停止按钮。
8、集中与分散控制电路
在多台单机组成的自动线上，有在总操作台上的集中控制和在单机操作台上分散控制的联锁。
集中与分散控制的梯
形图如图所示。
X2为选择开关，以其触点为集中控制与分散控制的联锁触点。
当X2为ON时，为单机分散起动控制；当
X2
为OFF时，为集中总起动控制。
在两种情况下，单机和总操作台都可以发出停止命令。
9、自动与手动控制电路
在自动与半自动工作设备中，有自动控制与手动控制的联锁，如图所示。
输入信号X1是选择开关，选其触点为联锁型号。
当X1为ON时，执行主控指令，系统运行自动控制程序，自动控制有效，同时系统执行功能指令CJ? P63，直接跳过手动控制程序，手动调整控制无效。
当X1为OFF时，主控指令不执行，自动控制无效，跳转指令也不执行，手动控制有
效。
10、闪烁电路
当拨动开关将X0接通，启动脉冲发生器。
延时2s后Y0接通，再延时1s后Y0断开。
这一过程周期性地重复。
Y0输出一系列脉冲信号，其周期为3s，脉宽为1s。
第八讲教案Page 5 of 6
11、延合延分电路
如图所示用X0控制Y0，当X0的常开触点接通后，T0开始定时，10s后T0的常开触点接通，使Y0变为ON。
X0为
ON时其常闭触点断开，使T1复位，X0变为OFF后T1开始定时，5s后T1的常闭触点断开，使Y0变为OFF，T1也被复位。
Y0用起动、保
持、停止电路来控制。
12、定时范围扩展电路
FX2N系列PLC定时器的最长定时时间为3276.7s，如果需要更长的定时时间，可以采用以下方法以获得较长延时时间。
1、多个定时器组合电路
如图所示。
当X0接通，T0线圈得电并开始延时，延时到T0常开触点闭合，又使T1线圈得电，并开始延时，当定时器
T1延时到，其常开触点闭合，再使T2线圈得电，并开始延时，当定时器T2延时到，其常开触点闭合，才使Y0接
通。
因此，从X0为ON开始到Y0接通共延时9000s。
第八讲教案Page 6 of 6
2、定时器和计数器组合
当X1为ON时，T1开始定时，0.6s后T1定时时间到，其常闭触点断开，使它自己复位，复位后T1的当前值变为0，同时
它的常闭触点接通，使它自己的线圈重新通电，又开始定时。
T1将这样周而复始地工作，直至X1变为OFF。
从分析中可看
出，最上面一行电路是一个脉冲信号发生器，脉冲周期等于T1的设定值。
产生的脉冲列送给C0计数，计满3个数后，
C0的
当前值等于设定值，它的常开触点闭合，Y0开始输出。