PLC顺序控制

通常这种方法利用顺序功能流程图来进行设计，过程中各步都有自 己应完成的动作。从每一步转移到下一步，一般都是有条件的，条件满 足则上一步动作结束，下一步动作开始，上一步的动作会被清除。
顺序控制设计法是一种先进的设计方法，很容易被初学者接受，对于有经 验的工程师，也会提高设计的效率，程序的调试、修改和阅读也很方便，成为 当前PLC程序设计的主要方法。
PLC控制系统编程与实现
PLC控制系统编程与实现 一.任务提出
会运用“顺序控制设计法”来设计自动装车上料控制 系统梯形图程序，能够熟练运用编程软件进行联机调试。
PLC控制系统编程与实现 二. 任务目标
1.进一步熟练掌握梯形图指令的应用。 2.掌握顺序功能语言的应用。 3.熟练模拟运行并调试。
三.相关知识
三.相关知识
（5）顺序功能流程图的基本结构 ③ 并行序列的开始称为分支（见图4-8c），当转换的实现导致几个序列
同时激活时，这些序列称为并行序列。当步3是活动的，并且转换条件e=1， 步4和步6同时变为活动步，同时步3变为不活动步。为了强调转换的同步实 现，水平连线用双线表示。步4和步6被同时激活后，每个序列中活动步的进展 是独立的。在表示同步的水平双线之上，只允许有一个转换符号。并行序列用 来表示系统的几个同时工作的独立部分的工作情况。
六、评分标准
程序输入与 调试
20分Βιβλιοθήκη 熟练操作键盘，能正 确地将所编写的程序 下载到PLC中；按照被 控设备的动作要求进 行模拟调试，达到设
计要求
（1）不熟练录入指令，扣2分 （2）不会用删除、插入、修改等 命令，每项扣2分 （3）1次试车不成功扣4分，2次 试车不成功扣8分，3次试车不成 功扣10分
并行序列的结束称为合并（见图4-8c），在表示同步的水平双线之下，只允 许有一个转换符号。当直接连在双线上的所有前级步（步5和步7）都处于活动 状态，并且转换条件i=1时，才会发生步5和步7到步10的进展，即步5和步7同 时变为不活动步，而步10变为活动步。
图4-8 单序列、选择序列与并行序列
三.相关知识
六、评分标准
任务名称：自动装车上料控制系统编程与实现
项目 配分
考核要求
组别： 扣分标准
扣分 记录
得分
电路设计
40分
列出PLC输入/输出元 件的地址分配表，设计 梯形图及PLC输入/输 出接线图，根据梯形图 ，列出指令表
（1）输入/输出地址遗漏或写错，每处扣 2分 （2）梯形图表达不正确或画法不规范，每 处扣3分 （3）接线图表达不正确或画法不规范，每 处扣3分 （4）指令有错误，每条扣2分
图4-9 信号关系图
四、任务分析
利用顺序控制设计法中的单序列顺序功能流程图，设计编写自动装车上 料控制系统的梯形图程序，控制要求如下：
图4-10是自动装车上料控制的示意图。当小车处于后端时，按下起动按 钮，小车向前运行。行进至前端压下前限位开关，翻斗门打开装货，7s后 关闭翻斗门，小车向后运行。行进至后端压下后限位开关，打开小车底门 卸货，5s后底门关闭，完成一次动作。按下连续按钮，小车自动连续往复 运行。
④ 只有当某一步所有的前级步都是活动步时，该步才有可能变为活动步。 如果用无断电保持功能的编程元件来代表各步，则PLC开始进入RUN模式时各步 均处于“0”状态，因此必须要有初始化信号，将起始步预置为活动步，否则顺序 功能流程图中永远不会出现活动步，系统将无法工作。
三.相关知识
2.拓展知识 （3）顺序控制设计法的本质 经验设计法实际上是试图用输入信号I直接控制输出信号Q（见图4-10a），
图4-10 自动装车上料控制的示意图
五、任务实施
1．分配输入/输出地址，画出PLC外部接线图 根据电路要求，输入/输出地址分配如表4-6所示，PLC外部接线
如图4-11所示。
PLC 地 址
说明
I0.0
起动按钮SB1
I0.1 输入
I0.2
前限位开关SQ1 后限位开关SQ2
I0.3
连续按钮SB2
Q0.0
② 选择序列的开始称为分支（见图4-8b），转换符号只能标在水平线之 下。如果步5是活动步，并且转换条件h=1，则发生由步5向步8的进展。如果 步5是活动步，并且k=1，则发生由步5向步10的进展。如果将选择条件k改 为 k g，h 则当k和h同时为1状态时，将优先选择h对应的序列，一般只允许同时选 择一个序列。
1.基本知识
用经验设计法设计梯形图时，没有一套固定的方法和步骤可以遵循，具 有很大的试探性和随意性，对于不同的控制系统，没有一种通用的容易掌 握的设计方法。在设计复杂系统的梯形图时，用大量的中间单元来完成记 忆和互锁等功能，由于需要考虑的因素很多，它们往往又交织在一起，分 析起来非常困难，并且很容易遗漏一些应该考虑的问题。修改某一局部电 路时，很可能会“牵一发而动全身”，对系统的其他部分产生意想不到的 影响，因此梯形图的修改也很麻烦，往往花了很长时间还得不到一个满意 的结果。用经验设计法设计出的复杂梯形图很难阅读，给系统的修改和改 进带来了很大的困难。
如果无法直接控制，或者为了实现记忆和互锁等功能，只好被动地增加一些辅助 元件和辅助触点。由于不同的系统的输出Q与输入I之间的关系各不相同，以及 它们对联锁、互锁的要求千变万化，不可能找出一种简单通用的设计方法。
顺序控制设计法则是用输入量I控制代表各步的编程元件（如内部位存储器 M），再用它们控制输出量Q（见图4-9b）。步是根据输出量Q的状态划分的， M与Q之间具有很简单的“或”或者相等的逻辑关系，输出电路的设计极为简 单。任何复杂系统代表步的位存储器M的控制电路，其设计方法都是通用的，并 且很容易掌握，所以顺序控制设计法具有简单、规范、通用的优点。由于M是依 次顺序变为ON/OFF状态的，实际上已经基本上解决了经验设计法中的记忆和连 锁等问题。
2．装车系统 ① 进料。如料斗中料不满（S1为OFF时），5s后D4指示灯亮，表示进 料；当料满（S1为ON时）终止进料。 ② 装车。当汽车开进到装车位置（位置开关SQ1为ON时）红灯L1亮，绿 灯L2灭，同时启动M3，2s后启动M2，再经过2s启动M1，再经过2sD2灯 亮，表示打开料斗。当车满时（位置开关SQ2为ON时）D2灯灭，2s后M1停 止，M2在M1停止2s后停止，M3在M2停止后2s停止，同时红灯L1灭，绿灯 L2亮，表示汽车可以开走。 3．停机控制系统 按下停止按钮ST，整个系统终止运行。
◆相应的转换条件得到满足。
② 转换实现应完成的操作。
转换的实现应完成以下两个操作： ◆使所有的后续步都变为活动步。 ◆使所有的前级步都变为不活动步。
三.相关知识
（5）顺序功能流程图的基本结构 ① 单序列是由一系列相继激活的步组成，每一步的后面仅有一个转换，
每一个转换的后面只有一个步（见图4-8a），单序列的特点是没有下述的分支 和合并。
五、任务实施
3. 安装配线 首先按照图4-11所示进行配线。
图4-11 自动装车上料控制电路的PLC外部接线图
五、任务实施
4．运行调试
① 连接好PLC输入/输出接线，启动STEP7 Micro/WIN32编程软件。 ② 打开符号表编辑器，根据表4-6所示要求，将相应的符号与地址分别录 入到符号表的符号栏和地址栏中。如符号栏写“启动按钮”，相应的地址栏 则写“I0.0”。 ③ 打开梯形图编辑器，录入程序并下载到PLC中，使PLC进入运行状态。 ④ 使PLC进入梯形图监控状态。 ⑤ 操作过程中同时观察输入/输出状态指示灯的亮灭情况。
2.拓展知识 （1）顺序控制设计法的设计步骤
① 步的划分。 将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为步，并且 用编程元件来代表各步。步是根据PLC输出状态的变化来划分的，在任何一步 内，各输出状态不变，但是相邻步之间输出状态是不同的。
② 转换条件的确定。 使系统由当前步转入下一步的信号称为转换条件。转换条件可能是外部输入 信号，如按钮、指令开关、限位开关的接通/断开等，也可能是PLC内部产生的信 号，如定时器、计数器触点的接通/断开等。转换条件也可能是若干个信号的 与、或、非逻辑组合。
总分
七、任务训练
在实际的生产现场，自动装车上料控制应用十分广泛，如在焦化厂自动装 煤运煤、在港口自动装货运货等，这样能按照一定的顺序根据预先设计好的轨 迹行进，可以进行PLC程序的设计与实现。
自动送料装车系统由三级传送带、料卡、料位检测与送料、车位和吨位检 测等环节组成。其控制要求如下：
1．初始状态 红灯L1灭，绿灯L2亮，表明允许汽车开进装料。电动机M1、M2、M3皆为 OFF。
选择序列的结束称为合并（见图4-8b），几个选择序列合并到一个公共序 列时，用需要重新组合的序列相同数量的转换符号和水平连线来表示，转换符 号只允许标在水平连线之上。如果步9是活动步，并且转换条件j=1，则发生由 步9向步12的进展。如果步11是活动步，并且n=1，则发生由步11向步12的 进展。
图4-8 单序列、选择序列与并行序列
三.相关知识
（3）顺序功能流程图的组成 顺序功能流程图主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作（命令）组
成，如图4-7所示。
图4-7 顺序功能流程图的结构
三.相关知识
（4）转换实现的基本规则
① 转换实现的条件。
在顺序功能流程图中步的活动状态的进展是由转换的实现来完成的。 转换实现必须同时满足以下两个条件： ◆该转换所有的前级步都是活动步。
③ 顺序功能流程图的绘制。 根据以上分析和被控对象工作内容、步骤、顺序和控制要求画出顺序功能流程 图。绘制顺序功能流程图是顺序控制设计法关键的一个步骤。
④ 梯形图的编制。 根据顺序功能流程图，按某种编程方式写出梯形图程序。如果PLC支持顺序 功能流程图编程，则可直接使用该顺序功能流程图作为最终程序。
安装与接线
30分
按照PLC输入/输出接 线图在模拟配线板上正 确安装元件，元件在配 线板上布置要合理，安 装要准确紧固。配线美 观，下入线槽中且有端 子标号，引出端要有别 径压端子