可编程序控制器应用技术程序设计.ppt

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1、第5章 可编程序控制器程序的设计福建工程学院福建工程学院电子信息与电气工程系电子信息与电气工程系李建兴李建兴（E-E-第第5 5章章 可编程序控制器的程序设计方法可编程序控制器的程序设计方法n5.1 5.1 梯形图的编程规则梯形图的编程规则梯形图的编程规则梯形图的编程规则n5.2 5.2 典型单元的梯形图程序分析典型单元的梯形图程序分析典型单元的梯形图程序分析典型单元的梯形图程序分析n5.3 PLC5.3 PLC程序的经验设计法程序的经验设计法程序的经验设计法程序的经验设计法n5.4 PLC5.4 PLC程序的顺序控制设计法程序的顺序控制设计法程序的顺序控制设计法程序的顺序控制设计法n5.5

2、PLC5.5 PLC程序的逻辑设计法程序的逻辑设计法程序的逻辑设计法程序的逻辑设计法n5.6 PLC5.6 PLC程序的移植设计法程序的移植设计法程序的移植设计法程序的移植设计法n5.7 PLC5.7 PLC程序及调试说明程序及调试说明程序及调试说明程序及调试说明5.1 梯形图的编程规则n国际电工委员会（IEC）1994年5月公布的IEC1131-3（可编程控制器语言标准）详细地说明了句法、语义和下述5种编程语言：n功能表图（sequential function chart）n梯形图（Ladder diagram）n功能块图（Function black diagram）n指令表（Instr

3、uction list）n结构文本（structured text）。n梯形图和功能块图为图形语言，指令表和结构文本为文字语言，功能表图是一种结构块控制流程图。5.1 梯形图的编程规则5.1.1 梯形图概述n梯形图是使用得最多的图形编程语言，被称为PLC的第一编程语言。梯形图与电器控制系统的电路图很相似，具有直观易懂的优点，很容易被工厂电气人员掌握，特别适用于开关量逻辑控制。梯形图常被称为电路或程序，梯形图的设计称为编程。n梯形图编程中，用到以下四个基本概念：n软继电器5.1 梯形图的编程规则5.1.1 梯形图概述n软继电器软继电器软继电器软继电器 PLC梯形图中的某些编程元件沿用了继电器这一

4、名称，如输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器等，但是它们不是真实的物理继电器，而是一些存储单元（软继电器），每一软继电器与PLC存储器中映像寄存器的一个存储单元相对应。该存储单元如果为“1”状态，则表示梯形图中对应软继电器的线圈“通电”，其常开触点接通，常闭触点断开，称这种状态是该软继电器的“1”或“ON”状态。如果该存储单元为“0”状态，对应软继电器的线圈和触点的状态与上述的相反，称该软继电器为“0”或“OFF”状态。使用中也常将这些“软继电器”称为编程元件。5.1 梯形图的编程规则5.1.1 梯形图概述n能流能流能流能流n如图5-1所示触点1、2接通时，有一个假想的“概念电流”或“能流”

5、(Power Flow)从左向右流动，这一方向与执行用户程序时的逻辑运算的顺序是一致的。能流只能从左向右流动。利用能流这一概念，可以帮助我们更好地理解和分析梯形图。图5-1a中可能有两个方向的能流流过触点5（经过触点1、5、4或经过触点3、5、2），这不符合能流只能从左向右流动的原则，因此应改为如图5-1b所示的梯形图。5.1 梯形图的编程规则5.1.1 梯形图概述n母线母线母线母线n梯形图两侧的垂直公共线称为母线(Bus bar)，。在分析梯形图的逻辑关系时，为了借用继电器电路图的分析方法，可以想象左右两侧母线（左母线和右母线）之间有一个左正右负的直流电源电压，母线之间有“能流”从左向右流动

6、。右母线可以不画出。5.1 梯形图的编程规则5.1.1 梯形图概述n梯形图的逻辑解算梯形图的逻辑解算梯形图的逻辑解算梯形图的逻辑解算n根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，求出与图中各线圈对应的编程元件的状态，称为梯形图的逻辑解算。梯形图中逻辑解算是按从左至右、从上到下的顺序进行的。解算的结果，马上可以被后面的逻辑解算所利用。逻辑解算是根据输入映像寄存器中的值，而不是根据解算瞬时外部输入触点的状态来进行的。5.1 梯形图的编程规则5.1.2 梯形图的编程规则n1）每一逻辑行总是起于左母线，然后是触点的连接，最后终止于线圈或右母线（右母线可以不画出）。注意：左母线与线圈之间一定要有触点，而线圈与右

7、母线之间则不能有任何触点n2）梯形图中的触点可以任意串联或并联，但继电器线圈只能并联而不能串联。n3）触点的使用次数不受限制。5.1 梯形图的编程规则5.1.2 梯形图的编程规则n4）一般情况下，在梯形图中同一线圈只能出现一次。如果在程序中，同一线圈使用了两次或多次，称为“双线圈输出”。对于“双线圈输出”，有些PLC将其视为语法错误，绝对不允许；有些PLC则将前面的输出视为无效，只有最后一次输出有效；而有些PLC，在含有跳转指令或步进指令的梯形图中允许双线圈输出。5.1 梯形图的编程规则5.1.2 梯形图的编程规则n5）对于不可编程梯形图必须难过等效变换，变成可编程梯形图，例如图5-1所示。5

8、.1 梯形图的编程规则5.1.2 梯形图的编程规则n6）有几个串联电路相并联时，应将串联触点多的回路放在上方，如图5-2a所示。在有几个并联电路相串联时，应将并联触点多的回路放在左方，如图5-2b所示。这样所编制的程序简洁明了，语句较少。5.1 梯形图的编程规则5.1.2 梯形图的编程规则n另外，在设计梯形图时输入继电器的触点状态最好按输入设备全部为常开进行设计更为合适，不易出错。建议用户尽可能用输入设备的常开触点与PLC输入端连接，如果某些信号只能用常闭输入，可先按输入设备为常开来设计，然后将梯形图中对应的输入继电器触点取反（常开改成常闭、常闭改成常开）。5.2 典型单元的梯形图程序分析nP

9、LC应用程序往往是一些典型的控制环节和基本单元电路的组合，熟练掌握这些典型环节和基本单元电路，可以使程序的设计变得简单。本节主要介绍一些常见的典型单元梯形图程序。5.2 典型单元的梯形图程序分析5.2.1 具有自锁、互锁功能的程序 n具有自锁功能的程序具有自锁功能的程序具有自锁功能的程序具有自锁功能的程序 利用自身的常开触点使线圈持续保持通电即“ON”状态的功能称为自锁。如图5-3所示的起动、保持和停止程序（简称起保停程序）就是典型的具有自锁功能的梯形图，X1为起动信号和X2为停止信号。5.2 典型单元的梯形图程序分析分析5.2.1 具有自锁、互锁功能的程序n具有互锁功能的程序具有互锁功能的程

10、序具有互锁功能的程序具有互锁功能的程序n利用两个或多个常闭触点来保证线圈不会同时通电的功能成为“互锁”。三相异步电动机的正反转控制电路即为典型的互锁电路，如图5-4所示。其中KMl和KM2分别是控制正转运行和反转运行的交流接触器。5.2 典型单元的梯形图程序分析5.2.1 具有自锁、互锁功能的程序n具有互锁功能的程具有互锁功能的程具有互锁功能的程具有互锁功能的程序序序序n如图5-5所示为采用PLC控制三相异步电动机正反转的外部I/O接线图和梯形图。实现正反转控制功能的梯形图是由两个起保停的梯形图再加上两者之间的互锁触点构成。5.2 典型单元的梯形图程序分析5.2.1 具有自锁、互锁功能的程序n

11、具有互锁功能的程序具有互锁功能的程序具有互锁功能的程序具有互锁功能的程序n应该注意的是虽然在梯形图中已经有了软继电器的互锁触点（X1与X0、Y1与Y0），但在I/O接线图的输出电路中还必须使用KM1、KM2的常闭触点进行硬件互锁。因为PLC软继电器互锁只相差一个扫描周期，而外部硬件接触器触点的断开时间往往大于一个扫描周期，来不及响应，且触点的断开时间一般较闭合时间长。例如Y0虽然断开，可能KM1的触点还未断开，在没有外部硬件互锁的情况下，KM2的触点可能接通，引起主电路短路，因此必须采用软硬件双重互锁。采用了双重互锁，同时也避免因接触器KM1或KM2的主触点熔焊引起电动机主电路短路。5.2 典

12、型单元的梯形图程序分析5.2.2 定时器应用程序n周期可调的脉冲信号发生器周期可调的脉冲信号发生器周期可调的脉冲信号发生器周期可调的脉冲信号发生器n如图5-6所示采用定时器T0产生一个周期可调节的连续脉冲。5.2 典型单元的梯形图程序分析5.2.2 定时器应用程序n占空比可调的脉冲信号发生器占空比可调的脉冲信号发生器占空比可调的脉冲信号发生器占空比可调的脉冲信号发生器n如图5-7所示为采用两个定时器产生连续脉冲信号，脉冲周期为5秒，占空比为3：2（接通时间：断开时间）。5.2 典型单元的梯形图程序分析5.2.2 定时器应用程序n顺序脉冲发生器顺序脉冲发生器顺序脉冲发生器顺序脉冲发生器n如图如图

13、5-8a5-8a所示为用三个定时器产生一组顺序脉冲的梯形图程所示为用三个定时器产生一组顺序脉冲的梯形图程序，顺序脉冲波形如图序，顺序脉冲波形如图5-8b5-8b所示。所示。5.2 典型单元的梯形图程序分析5.2.2 定时器应用程序n断电延时动作的程序断电延时动作的程序断电延时动作的程序断电延时动作的程序n如图如图5-95-9所示为断开延时程序的梯形图和动作时序图。所示为断开延时程序的梯形图和动作时序图。5.2 典型单元的梯形图程序分析5.2.2 定时器应用程序n多个定时器组合的延时程序多个定时器组合的延时程序多个定时器组合的延时程序多个定时器组合的延时程序n如图5-10所示为定时时间为1h的梯

14、形图及时序图，从X14接通，到Y4输出，其延时时间为1800s+1800s=3600s=1h。5.2 典型单元的梯形图程序分析5.2.3 计数器应用程序 n应用计数器的延时程序应用计数器的延时程序应用计数器的延时程序应用计数器的延时程序n如图5-11所示为采用计数器实现延时的程序，由M8012产生周期为0.1s时钟脉冲信号。5.2 典型单元的梯形图程序分析5.2.3 计数器应用程序n定时器与计数器组合的延时程序定时器与计数器组合的延时程序定时器与计数器组合的延时程序定时器与计数器组合的延时程序n利用定时器与计数器级联组合可以扩大延时时间，如图5-13所示。5.2 典型单元的梯形图程序分析5.2

15、.3 计数器应用程序n计数器级联程序计数器级联程序计数器级联程序计数器级联程序n计数器计数值范围的扩展，可以通过多个计数器级联组合的方法来实现。图5-14为两个计数器级联组合扩展的程序5.2 典型单元的梯形图程序分析5.2.4 其它典型应用程序n单脉冲程序单脉冲程序单脉冲程序单脉冲程序n单脉冲程序如图5-15所示，从给定信号（X0）的上升沿开始产生一个脉宽一定的脉冲信号（Y1）。5.2 典型单元的梯形图程序分析5.2.4 其它典型应用程序n分频程序分频程序分频程序分频程序n在许多控制场合，需要对信号进行分频。下面以如图5-16所示的二分频程序为例来说明PLC是如何来实现分频的。5.3 PLC程

16、序的经验设计法程序的经验设计法 5.3.1 概述概述n基本思路：基本思路：基本思路：基本思路：在已有的些典型梯形图的基础上，根据被控对象对控制的要求，通过多次反复地调试和修改梯形图，增加中间编程元件和触点，以得到一个较为满意的程序。n基本特点：基本特点：基本特点：基本特点：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经验有很大的关系。n适用场合：适用场合：适用场合：适用场合：可用于逻辑关系较简单的梯形图程序设计。n基本步骤：基本步骤：基本步骤：基本步骤：分析控制要求、选择控制原则；设计主令和检测元件，确定输入输出设备；设计执行元件的控制程序；检查修改和完善程序。5.3 PLC程

17、序的经验设计法程序的经验设计法 5.3.2 例例1-送料小车自动控制的梯形图程序设计 n控制要求：控制要求：控制要求：控制要求：说明：X4处装料，20s后装料结束，开始右行，碰到X3后停下卸料，25s后左行，碰到X4后又停下装料，这样不停地循环工作。按钮X0和X1分别用来起动小车右行和左行。5.3 PLC程序的经验设计法程序的经验设计法 5.3.2 例例1-送料小车自动控制的梯形图程序设计n设计思路设计思路设计思路设计思路：以众所周知的电动机正反转控制的梯形图为基础，设计出的小车控制梯形图。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，将控制装、卸料延时

18、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。5.3 PLC程序的经验设计法程序的经验设计法 5.3.2 例例1-送料小车自动控制的梯形图程序设计n程序说明程序说明程序说明程序说明5.3 PLC程序的经验设计法程序的经验设计法 5.3.3 例例2-两处卸料小车自动控制的梯形图程序设计两处卸料小车自动控制的梯形图程序设计 n控制要求控制要求控制要求控制要求 说明：小车仍然在限位开关X4处装料，但在X5和X3两处轮流卸料。5.3 PLC程序的经验设计法程序的经验设计法 5.3.3

19、例例2-两处卸料小车自动控制的梯形图程序设两处卸料小车自动控制的梯形图程序设计计n程序设计程序设计程序设计程序设计5.3 PLC程序的经验设计法程序的经验设计法 5.3.4 总结总结n经验设计法对于一些比较简单程序设计是比较奏效的，可以收到快速、简单的效果。n经验设计法没有规律可遵循，具有很大的试探性和随意性，往往需经多次反复修改和完善才能符合设计要求，设计的结果往往不很规范，因人而异。n特点：考虑不周、设计麻烦、设计周期长；梯形图的可读性差、系统维护困难。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.1 概述n顺序控制系统：顺序控制系统：顺序控制系统：顺序控制系统：如果一个控制系统

20、可以分解成几个独立的控制动作，且这些动作必须严格按照一定的先后次序执行才能保证生产过程的正常运行，也称为步进控制系统。n顺序控制设计法顺序控制设计法顺序控制设计法顺序控制设计法 就是针对顺序控制系统的一种专门的设计方法。这种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。PLC的设计者们为顺序控制系统的程序编制提供了大量通用和专用的编程元件，开发了专门供编制顺序控制程序用的功能表图，使这种先进的设计方法成为当前PLC程序设计的主要方法。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.2 顺控设计法的设计步骤顺控设计法的设计步骤 n步的

21、划分步的划分步的划分步的划分 n转换条件的确定转换条件的确定转换条件的确定转换条件的确定 n功能表图的绘制功能表图的绘制功能表图的绘制功能表图的绘制 n梯形图的编制梯形图的编制梯形图的编制梯形图的编制 5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.2 顺控设计法的设计步骤顺控设计法的设计步骤n步的划分步的划分步的划分步的划分n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。n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。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.2 顺控设计法

22、的设计步骤顺控设计法的设计步骤n步的划分步的划分步的划分步的划分n步也可根据被控对象工作状态的变化来划分，但被控对象工作状态的变化应该是由PLC输出状态变化引起的。否则就不能这样划分，例如从快进到工进与PLC输出无关，那么快进和工进只能算一步。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.2 顺控设计法的设计步骤顺控设计法的设计步骤n转换条件的确定转换条件的确定转换条件的确定转换条件的确定n使系统由当前步转入下一步的信号称为转换条件。n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，n转换条件也可

23、能是若干个信号的与、或、非逻辑组合。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.2 顺控设计法的设计步骤顺控设计法的设计步骤n功能表图的绘制功能表图的绘制功能表图的绘制功能表图的绘制 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功能表图。绘制功能表图是顺序控制设计法中最为关键的一步。功能表图又称做状态转移图，它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形。功能表图不涉及所描述控制功能的具体技术，是一种通用的技术语言，可用于进一步设计和不同专业的人员之间进行技术交流。各个PLC厂家都开发了相应的功能表图，各国家也都制定了国家标准。我国1986年颁布了功能表图国家标准（G

24、B6988.6-86）。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.2 顺控设计法的设计步骤顺控设计法的设计步骤n梯形图的编制梯形图的编制梯形图的编制梯形图的编制 根据功能表图，按某种编程方式写出梯形图程序。如果PLC支持功能表图语言，则可直接使用该功能表图作为最终程序。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制顺控设计法中功能表图的绘制n功能表图的组成功能表图的组成功能表图的组成功能表图的组成n主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作（命令）组成。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制顺控

25、设计法中功能表图的绘制n步与动作步与动作步与动作步与动作n步步步步：矩形框表示步，方框内是该步的编号。编程时一般用PLC内部编程元件来代表各步n初初初初始始始始步步步步：与系统的初始状态相对应的步称为初始步。初始步用双线方框表示，每一个功能表图至少应该有一个初始步。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制顺控设计法中功能表图的绘制n步与动作步与动作步与动作步与动作n动动动动作作作作：一个控制系统可以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”；对于施控系统，在某一步中则要向被控系统发出某些“命令”，将动作或命令简称为动作n动

26、动动动作作作作的的的的表表表表示示示示：矩形框中的文字或符号表示，该矩形框应与相应的步的符号相连。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制顺控设计法中功能表图的绘制n步与动作步与动作步与动作步与动作n活活活活动动动动步步步步：当系统正处于某一步时，该步处于活动状态，称该步为“活动步”。步处于活动时，相应的动作被执行。n保保保保持持持持型型型型动动动动作作作作：若为保持型动作，则该步不活动时继续执行该动作。n非非非非保保保保持持持持型型型型动动动动作作作作：若为非保持型动作则指该步不活动时，动作也停止执行。n说明：一般在功能表图中保持型的动作应该用文

27、字或助记符标注，而非保持型动作不要标注。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制顺控设计法中功能表图的绘制n有向连线、转换与转换条件有向连线、转换与转换条件有向连线、转换与转换条件有向连线、转换与转换条件n有有有有向向向向连连连连线线线线：功能表图中步的活动状态的顺序进展按有向连线规定的路线和方向进行。活动状态的进展方向习惯上是从上到下或从左至右，在这两个方向有向连线上的箭头可以省略。如果不是上述的方向，应在有向连线上用箭头注明进展方向。n转转转转换换换换：转换是用有向连线上与有向连线垂直的短划线来表示，转换将相邻两步分隔开。步的活动状态的进展是由

28、转换的实现来完成的，并与控制过程的发展相对应。n转转转转换换换换条条条条件件件件：转换条件可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号标注在表示转换的短线的旁边。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制顺控设计法中功能表图的绘制n转换实现的基本规则转换实现的基本规则转换实现的基本规则转换实现的基本规则n转转转转换换换换实实实实现现现现的的的的条条条条件件件件：在功能表图中步的活动状态的进展是由转换的实现来完成。转换实现必须同时满足两个条件：1）该转换所有的前级步都是活动步；2）相应的转换条件得到满足。n转换实现应完成的操作转换实现应完成的操作转换实现应

29、完成的操作转换实现应完成的操作：转换的实现应完成两个操作：1）使所有的后续步都变为活动步；2）使所有的前级步都变为不活动步。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制顺控设计法中功能表图的绘制n例例例例（液压滑台）5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制顺控设计法中功能表图的绘制n例例例例（液压滑台）5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制顺控设计法中功能表图的绘制n功能表图的基本结构功能表图的基本结构功能表图的基本结构功能表图的基本结构 n单单单单序序序序列

30、列列列：单序列由一系列相继激活的步组成，每一步的后面仅接有一个转换，每一个转换的后面只有一个步。n选择序列选择序列选择序列选择序列：5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制顺控设计法中功能表图的绘制n功能表图的基本结构功能表图的基本结构功能表图的基本结构功能表图的基本结构n并并并并行行行行序序序序列列列列：并行序列的开始称为分支，当转换条件的实现导致几个序列同时激活时，这些序列称为并行序列。为了强调转换的同步实现，水平连线用双线表示。并行序列的结束称为合并，在表示同步的水平双线之下，只允许有一个转换符号。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计

31、法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制顺控设计法中功能表图的绘制n功能表图的基本结构功能表图的基本结构功能表图的基本结构功能表图的基本结构n子步子步子步子步：某一步可以包含一系列子步和转换，通常这些序列表示整个系统的一个完整的子功能。n子步的使用使系统的设计者在总体设计时容易抓住系统的主要矛盾，用更加简洁的方式表示系统的整体功能和概貌，而不是一开始就陷入某些细节之中。n子步中还可以包含更详细的子步，这使设计方法的逻辑性很强，可以减少设计中的错误，缩短总体设计和查错所需要的时间。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.3 顺控设计法中功能表图的绘制顺控设计法中功能表图的绘制n

32、绘制功能表图应注意的问题绘制功能表图应注意的问题绘制功能表图应注意的问题绘制功能表图应注意的问题 n两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。n两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。n功能表图中初始步是必不可少的。n只有当某一步所有的前级步都是活动步时，该步才有可能变成活动步。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。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.4 顺控设计法中梯形图的编程方式顺控设计法中梯形图的编程方式n概述概述概述概述n梯形图的编程方式是指根据

33、功能表图设计出梯形图的方法n为了适应各PLC在编程元件、指令功能和表示方法上的差异，本节主要介绍：1）使用通用指令的编程方式2）以转换为中心的编程方式3）使用STL指令的编程方式4）仿STL指令的编程方式。为了便于分析，我们假设刚开始执行用户程序时，系统已处于初始步（用初始化脉冲M8002将初始步置位），代表其余各步的编程元件均为OFF，为转换的实现做好了准备。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.4 顺控设计法中梯形图的编程方式顺控设计法中梯形图的编程方式n使用通用指令的编程方式使用通用指令的编程方式使用通用指令的编程方式使用通用指令的编程方式 n编程时用辅助继电器来代表步

34、。由于转换条件大都是短信号，因此应使用有记忆（保持）功能的电路。n编程的关键是找出起动条件和停止条件。编程方式仅仅使用与触点和线圈有关的指令，可适用于任意型号的PLC。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.4 顺控设计法中梯形图的编程方式顺控设计法中梯形图的编程方式n使用通用指令的编程方式使用通用指令的编程方式使用通用指令的编程方式使用通用指令的编程方式例1：液压滑台5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.4 顺控设计法中梯形图的编程方式顺控设计法中梯形图的编程方式n使用通用指令的编程方式使用通用指令的编程方式使用通用指令的编程方式使用通用指令的编程方式例2：

35、含有选择序列5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.4 顺控设计法中梯形图的编程方式顺控设计法中梯形图的编程方式n使用通用指令的编程方式使用通用指令的编程方式使用通用指令的编程方式使用通用指令的编程方式（编程时应该注意的问题）（编程时应该注意的问题）1）不允许出现双线圈现象。2）仅有由两步组成的小闭环的的处理。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.4 顺控设计法中梯形图的编程方式顺控设计法中梯形图的编程方式n使用通用指令的编程方式使用通用指令的编程方式使用通用指令的编程方式使用通用指令的编程方式（编程时应该注意的问题）（编程时应该注意的问题）3）特殊情况的处理

36、5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.4 顺控设计法中梯形图的编程方式顺控设计法中梯形图的编程方式n以转换为中心的编程方式以转换为中心的编程方式以转换为中心的编程方式以转换为中心的编程方式5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.4 顺控设计法中梯形图的编程方式顺控设计法中梯形图的编程方式n以转换为中心的编程方式以转换为中心的编程方式以转换为中心的编程方式以转换为中心的编程方式例：信号灯控制 编程方式时，不能将输出继电器的线圈与SET、RST指令并联。因为前级步和转换条件对应的串联电路接通的时间是相当短的，转换条件满足后前级步马上被复位，该串联电路被断开，而输出

37、继电器线圈至少应该在某一步活动的全部时间内接通。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.4 顺控设计法中梯形图的编程方式顺控设计法中梯形图的编程方式n使用步进指令的编程方式使用步进指令的编程方式使用步进指令的编程方式使用步进指令的编程方式n许多PLC厂家有专门用于编制顺控程序的指令和编程元件nSTL触点驱动的电路块具有三个功能：对负载的驱动处理、指定转换条件和指定转换目标。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.4 顺控设计法中梯形图的编程方式顺控设计法中梯形图的编程方式n使用步进指令的编程方式使用步进指令的编程方式使用步进指令的编程方式使用步进指令的编程方式n

38、除了后面要介绍的并行序列的合并对应的梯形图外，STL触点是与左侧母线相连的常开触点，当某一步为活动步时，对应的STL触点接通，该步的负载被驱动。当该步后面的转换条件满足时，转换实现，即后续步对应的状态器被SET指令置位，后续步变为活动步，同时与前级步对应的状态器被系统程序自动复位，前级步对应的STL触点断开。5）STL指令只能用于状态寄存器，在没有并行序列时，一个状态寄存器的STL触点在梯形图中只能出现一次。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.4 顺控设计法中梯形图的编程方式顺控设计法中梯形图的编程方式n使用步进指令的编程方式使用步进指令的编程方式使用步进指令的编程方式使用

39、步进指令的编程方式使用STL指令时应该注意以下一些问题：n与STL触点相连的触点应使用LD或LDI指令。各个STL触点驱动的电路一般放在一起，最后一个电路结束时一定要使用RET指令。nSTL触点断开时，CPU不执行它驱动的电路块。nCPU只执行活动步对应的电路块，因此允许双线圈输出。nSTL触点驱动的电路块中不能使用MC和MCR指令，但可用CJP和EJP指令。n使状态器置位的指令如果不在STL触点驱动的电路块内，执行置位指令时系统程序不会自动将前级步对应的状态器复位。5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.4 顺控设计法中梯形图的编程方式顺控设计法中梯形图的编程方式n使用步进指

40、令的编程方式使用步进指令的编程方式使用步进指令的编程方式使用步进指令的编程方式例：小车控制5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.4 顺控设计法中梯形图的编程方式顺控设计法中梯形图的编程方式n使用步进指令的编程方式使用步进指令的编程方式使用步进指令的编程方式使用步进指令的编程方式例：小车控制5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.4 顺控设计法中梯形图的编程方式顺控设计法中梯形图的编程方式n使用步进指令的编程方式使用步进指令的编程方式使用步进指令的编程方式使用步进指令的编程方式例：含有选择序列5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.4 顺控设计法

41、中梯形图的编程方式顺控设计法中梯形图的编程方式n使用步进指令的编程方式使用步进指令的编程方式使用步进指令的编程方式使用步进指令的编程方式例：含有并行序列5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.4 顺控设计法中梯形图的编程方式顺控设计法中梯形图的编程方式n仿步进指令的编程方式仿步进指令的编程方式仿步进指令的编程方式仿步进指令的编程方式5.4 PLC程序的顺控设计法程序的顺控设计法 5.4.4 顺控设计法中梯形图的编程方式顺控设计法中梯形图的编程方式n仿步进指令的编程方式（注意）仿步进指令的编程方式（注意）仿步进指令的编程方式（注意）仿步进指令的编程方式（注意）n与代替STL触点的

42、常开触点（如图5-33中M300M304的常开触点）相连的触点，应使用AND或ANI指令，而不是LD或LDI指令。n在梯形图中用RST指令来完成代表前级步的辅助继电器的复位，而不是由系统程序自动完成。n不允许出现双线圈现象，当某一输出继电器在几步中均为“1”状态时，应将代表这几步的辅助继电器常开触点并联来控制该输出继电器的线圈。5.5 PLC程序及调试说明程序及调试说明 5.5.1 复杂程序的设计方法复杂程序的设计方法n概述概述概述概述 实际的PLC应用系统往往比较复杂，复杂系统不仅需要的PLC输入输出点数多，而且为了满足生产的需要，很多工业设备都需要设置多种不同的工作方式，常见的有手动和自动

43、（连续、单周期、单步）等工作方式。n设计思路与步骤设计思路与步骤设计思路与步骤设计思路与步骤n确定程序的总体结构：确定程序的总体结构：n分别设计局部程序分别设计局部程序n程序的综合与调试程序的综合与调试5.5 PLC程序及调试说明程序及调试说明 5.5.1 复杂程序的设计方法复杂程序的设计方法n设计思路与步骤设计思路与步骤设计思路与步骤设计思路与步骤n确确定定程程序序的的总总体体结结构构：将系统的程序按工作方式和功能分成若干部份，如：公共程序、手动程序、自动程序等部份。手动程序和自动程序是不同时执行的，所以用跳转指令将它们分开，用工作方式的选择信号作为跳转的条件n分分别别设设计计局局部部程程序

44、序：公共程序和手动程序相对较为简单，一般采用经验设计法进行设计；自动程序相对比较复杂，对于顺序控制系统一般采用顺序控制设计法。n程程序序的的综综合合与与调调试试：进一步理顺各部分程序之间的相互关系，并进行程序的调试 5.5 PLC程序及调试说明程序及调试说明 5.5.2 程序的内容和质量程序的内容和质量nPLCPLC程序的内容程序的内容程序的内容程序的内容n最大限度地满足控制要求，完成所要求的控制功能。n除控制功能外，通常还应包括以下几个方面的内容：1）初始化程序：在 PLC上电后，一般都要做一些初始化的操作。其作用是为启动作必要的准备，并避免系统发生误动作。2）检测、故障诊断、显示程序：应用

45、程序一般都设有检测、故障诊断和显示程序等内容。3）保护、连锁程序：各种应用程序中，保护和连锁是不可缺少的部分。它可以杜绝由于非法操作而引起的控制逻辑混乱，保证系统的运行更安全、可靠。5.5 PLC程序及调试说明程序及调试说明 5.5.2 程序的内容和质量程序的内容和质量nPLCPLC程序的质量程序的质量程序的质量程序的质量程序的质量可以由以下几个方面来衡量：n程程程程序序序序的的的的正正正正确确确确性性性性：所谓正确的程序必须能经得起系统运行实践的考验，离开这一条对程序所做的评价都是没有意义的。n程程程程序序序序的的的的可可可可靠靠靠靠性性性性：好的应用程序可以保证系统在正常和非正常（短时掉电

46、再复电、某些被控量超标、某个环节有故障等）工作条件下都能安全可靠地运行，也能保证在出现非法操作（如按动或误触动了不该动作的按钮）等情况下不至于出现系统控制失误。5.5 PLC程序及调试说明程序及调试说明 5.5.2 程序的内容和质量程序的内容和质量nPLCPLC程序的质量程序的质量程序的质量程序的质量n参参参参数数数数的的的的易易易易调调调调整整整整性性性性：容易通过修改程序或参数而改变系统的某些功能。例如，有的系统在一定情况下需要变动某些控制量的参数（如定时器或计数器的设定值等），在设计程序时必须考虑怎样编写才能易于修改。n程序的简洁性程序的简洁性程序的简洁性程序的简洁性：编写的程序应尽可能

47、简练n程程程程序序序序的的的的可可可可读读读读性性性性：程序不仅仅给设计者自己看，系统的维护人员也要读。另外，为了有利于交流，也要求程序有一定的可读性。5.5 PLC程序及调试说明程序及调试说明 5.5.3 程序的调试程序的调试n概述概述概述概述nPLC程序的调试可以分为模拟调试模拟调试模拟调试模拟调试和现场调试现场调试现场调试现场调试n调试之前首先对PLC外部接线作仔细检查无误。也可以用事先编写好的试验程序对外部接线做扫描通电检查来查找接线故障。n为了安全考虑，最好将主电路断开。当确认接线无误后再连接主电路，将模拟调试好的程序送入用户存储器进行调试，直到各部分的功能都正常，并能协调一致地完成

48、整体的控制功能为止。5.5 PLC程序及调试说明程序及调试说明 5.5.3 程序的调试程序的调试n模拟调试模拟调试模拟调试模拟调试n将设计好的程序写入PLC后，首先逐条仔细检查，并改正写入时出现的错误。n用户程序一般先在实验室模拟调试，实际的输入信号可以用钮子开关和按钮来模拟，各输出量的通断状态用PLC上有关的发光二极管来显示，一般不用接PLC实际的负载(如接触器、电磁阀等)。n在调试时应充分考虑各种可能的情况，各种可能的进展路线，都应逐一检查，不能遗漏。n发现问题后应及时修改梯形图和PLC中的程序，直到在各种可能的情况下输入量与输出量之间的关系完全符合要求。n如果程序中某些定时器或计数器的应该选择合适设定值。5.5 PLC程序及调试说明程序及调试说明 5.5.3 程序的调试程序的调试n现场调试现场调试n将PLC安装在控制现场进行联机总调试，在调试过程中将暴露出系统中图和梯形图程序设计中的问题，应对出现的问题及时可能存在的传感器、执行器和硬接线等方面的问题，以及PLC的外部接线加以解决。n如果调试达不到指标要求，则对相应硬件和软件部分作适当调整，通常只需要修改程序就可能达到调整的目的。n全部调试通过后，经过一段时间的考验，系统就可以投入实际的运行了 第5章 可编程序控制器程序的设计福建工程学院福建工程学院电子信息与电气工程系电子信息与电气工程系李建兴李建兴（E-E-