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1、学习目标：通过典型实例的分析，掌握可编程控制器设计的步骤； 掌握程序调试方法；能够依据控制要求，进行顺序控制梯形图的设计。第六章可编程控制器应用举例第一节两种液体混合装置设有两种液体A和B，在容器内按照一定比例进行混合搅拌，装置结构如 图6-1所示。其中，SL1、SL2、SL3为液面传感器，当液面淹没时为 ON; YV1、YV2、YV3为电磁阀；M为搅拌电动机。一、控制要求1. 初始状态此时各阀门关闭，容器是空的。YV1=YV2=YV3=OFFSL1=SL2=SL3=OFFM=OFF2. 起动操作按下起按钮，开始下列操作：（1）YV1=ON，液体A流入容器；当液面到达 SL3时，YV1=OFF
2、，YV2=ON ；（2）液体B流入，液面到达SL1时，YV2=OFF，M=ON ;开始搅拌；（3） 混合液体搅拌均匀后（设时间为10s）, M=OFF，YV3=ON，放出混合液 体；（4） 当液体下降到SL2时，SL2从ON变为OFF，再过20s后容器放空，关闭 YV3，YV3=OF F，完成一个操作周期；（5）只要没按停止按钮，则自动进入下一操作周期。3停止操作按一下停止按钮，则在当前混合操作周期结束后，才停止工作，使系统停止 处于初始状态。二、I/O通道分配及I/O接线图1.1/0通道分配SB1ODOD0001LOGOCOM COM000210040003IOOB0004iaoaCOMCO
3、M-.24 VKMnFRitp 亠-220Vo-220 V在了解了系统要求和工艺要求和控制要求后，首先要做I/O通道分配，即把已知的输入信号和输出信号分配给PLC的指定I/O端子，具体如表6-1所示。表6-1 I/O通道分配号 子 端用 作输入1 BSO00O2 BS100O1 S0200液L2 S300O液S液输出MO0011YVO1V2YV5001YV一06 O1液 混 出 放2. PLC的I/O接线图根据I/O通道分配情况，可画出PLC的I/O接线图，如图6-2所示图6-2两种液体混合装置的I/O接线图三、设计梯形图程序根据系统的控制要求及I/O通道分配，设计用锁存器控制的梯形图如图6-
4、3所示。在初始状态，各继电器均为 OFF。1. 起动操作按起动按钮0000,使锁存器21115置为ON， 21115使1110ON 一个扫描周 期，使锁存器21004置位，断开电磁阀YV1，使液体A流入容器。2. 当液位上升到SL3时当液位上升到SL3时，0004由OFF变为ON, 21104ON一个扫描周期，使 1004复位，关闭电磁阀YV1。同时使1005置位，打开电磁阀YV2，使液体B 流入容器。3. 当液面上升到SL1时当液面上升到SL1时，0002由OFF变为ON, 21102ON一个扫描周期，使 1005复位，关闭电磁阀YV2，同时使1005置位，起动搅拌电动机 M。此时启动定时器
5、TIM00，10s后TIM00动作，使1000复位。4. 搅拌均匀后放出混合液体在1000的下降沿通过后沿微分指令 DIFD使1006置位，断开电磁阀YV3 , 开始放出混合液体。5. 当液位下降到SL2时当液位下降到SL2时，0003由ON变OFF,在下降沿使21103ON一个扫描 周期，置位21114,启动定时器TIM01，20s后使1006复位，关闭电磁阀YV3， 此时容器已放空。6. 自动循环工作若未按停止按钮0001,则在TIM01的计时时间到时，使1004置位，自动进 入下一操作周期。7停止操作当按下停止按钮时，0001为ON，将锁存器21115复位，不能时电磁阀YV1 断开，系统
6、执行完本周期的操作，停留在初始状态。图6-3两种液体混合装置PLC控制梯形图第二节 大电动机的丫一起动控制丫一起动是笼型电动机的降压起动方式之一， 将电动机定子绕组接成丫形 起动，起动电流是用形接法直接起动的三分之一，达到规定的速度后，再将电动机的定子绕组切换成形运行。这种减少起动电流的起动方法，适合于容量大、 起动时间长的大电动机起动，或者在受到电源容量限制，为避免起动时过大的起 动电流造成电源电压下降过大时使用。一、控制要求丫一起动控制时的时序图如图6-7 (b)所示，当主接触器KM1与丫接法接 触器KM2同时接通时，电机工作在丫形起动状态；而当主接触器KM1与形接法 接触器KM3同时接通
7、时，电机就工作在形接法的正常运行状态。KM30000起动图6-7 起动控制时的时序图由于PLC内部切换时间很短，必须有放火花的内部锁定。 TA为内部锁定时 间。当电机绕组从丫形切换到形接法时，从KM2完全截止到KM3接通这段时间 即为TA,其值过长多短都不好，应通过实验确定。从 KM3接通到KM1接通这段 时间为TM，TM般小于TA0 丫形起动时间为TSo第三节机械手的步进控制在自动化生产线上，经常机械手完成工作的取放操作，图613是以机械手 的结构示意图，其任务是将传送带 A上的物品搬送至传送带Bo一、机械手工作过程机械手工作过程示意如下：原位f下降 f抓紧f上升f右移左移上升放松下降机械手
8、的每次循环动作均从原位开始。二、控制要求1、在传输带A端部，安装了光电开关PS,用以检测物品的到来。当光电开关 检测到物品时为ON状态。2、机械手在原位时，按下启动按钮，系统启动，传送带 A运转。当光电开关 检测到物品后，传送带A停。3、传输带A停止后，机械手进行一次循环动作，把物品从传送带 A上搬到传 送带B （连续运转）上。4、机械手返回原位后，自动启动传送带 A运转，进行下一个循环。5、按下停止按钮后，待整个循环完成后，机械手返回原位，才能停止工作。6、机械手的上升/下降和左移/右移的执行结构均采用双线圈的二位电磁阀驱动 液压装置实现，每个线圈完成一个动作。7、抓紧/放松由单线圈二位电磁
9、阀驱动液压装置完成，线圈得电时执行抓紧动作，线圈断电时执行放松动作。&机械手的上升、下降、左移、右移动作均由限位开关控制。9、抓紧动作由压力继电器控制，当抓紧时，压力继电器动合触点闭合。放松动 作作为时间控制（设为2S）o表6-6机械手步进控制的I/O通道分配类另y元 件端 子 号作用SB10000起动按钮SB20001停止按钮输SQ10002上升极限开关SQ20003下降极限开关SQ30004右移极限开关入SQ40005左移极限开关KA0006抓紧压力继电器触点PS0007光电开关KM11000传输带A驱动输KM21001右移电磁阀KM31002左移电磁阀KM41003抓紧/放松电磁阀出KM
10、51004上升电磁阀KM61005下降电磁阀SQ1SQ2”SQ3” SQS 才PS ”00000001100CCCMCOM10010002COM00031002COM：000400051004000610050007COMCOM+24VKM1KM3KM2KM4KM5O-220VO團6-14机械手PLC控制的巩）接线图四、梯形图程序设计根据机械手的工作过程，我们可以将其工作过程分解为九个步骤， 这是典型 的具有步进性质的顺序控制，因此就可以用移位寄存器来设计机械手的控制程 序。用位移寄存器设计具有步进性质的顺序控制，其核心是设计移位脉冲输入。 这里我们介绍用画状态流程图的方法设计梯形图程序。状态
11、流程图的画法如下：1、首先将整个工作过程分解为若干个独立的控制功能步，简称步（本例中机械手的工作过程就可以分解成九个独立的步），它是为完成相应的控制功能而设 计的独立的控制程序段。2、每个独立的步分别用一个方框表示，然后根据动作顺序将各个步用箭头连接 起来。3、在相邻的两个步之间画上一条短横线，表示状态转换条件。当转换条件满足 时，上一步被封锁，下一步被激活，转向执行新的控制程序，若不满足转换 条件，则继续执行上一步的控制程序。4、在每个步的右侧，画上要被执行的控制程序。0.01HB0.090.000.00HBD.0812.00T IH-0.0710. 00210.00T IF-14ID. 0
12、1HE0.09HE0.00T HHLO.Ol0.030.06HK0.020.02HK0.030.04KEEP (11)212. 00KEEP (11)10. 00DIFD (14)210.00NOV (21)#0001SFT (10)MROifficF10. 01保持 位保持位下降沿微分位传送源字目标移位寄存器起妬字结束字HE0.04-I HHE0.05T HHE0.06T H0.03TIMOOO0.02HK0.07-I H0.05HK0.08T H0.07HBC.OO10.05O-HRO.O4HRO.O1KEEP (11)傑持KD.O510.03HBiO.0210.04-O-HR0.0610
13、.01-O-HB0.071D. Q2-o-TIM走时豁00定时器号#0020设肯信结束图6-16用移位寄存器设计的机械手的梯形图第四节 全自动洗衣机的自动控制全自动洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一中心安放的。外 桶固定，作盛水用；内桶可以旋转，做脱水（甩水）用。内桶的周围有很多小孔， 使内桶和外桶的水流相同。洗衣机的金水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀 来执行。进水时，通过控制系统将进水电磁阀打开，经进水管将水注入到外桶。 排水时，通过控制系统将排水电磁阀打开，将水由外桶排到及外。洗涤正转、反 转由洗涤电机驱动波盘的正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，控制 系统将离合器
14、合上，有洗涤电机带动内桶正转进行甩干。 高、低水位控制开关分 别用来检测咼、低水位。启动按钮用来启动洗衣机工作， 停止按钮用来实现手动 停止进水、排水、脱水及报警。排水按钮用来实现手动排水。 其示意图如图6-20 所示。一、控制要求该全自动洗衣机的控制要求可以用图 6-21所示的流程图来表示。按下启动按钮后，洗衣机开始进水。水满时（即水位到达高水位，高水位开关由OFF变ON）, PLC停止进水，并开始洗涤正转，正转洗涤 15s后暂停，暂 停3s后开始洗涤反转。反洗15s后暂停。暂停3s后，若正、反洗涤未满3次， 则返回从正开始的动作；若正、反满3次时，则开始排水。水位下降到低水位时（低水位开关
15、由ON变OFF）开始脱水并继续排水。脱水10s即完成一次从进水 到脱水的大循环过程。若未完成3次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进 行下一次大循环；若完成了 3次大循环，则进行洗完报警。报警10s后结束全部 过程，自动停机。此外，还要求可以按排水按钮以实现手动排水； 按停止按钮以实现手动停止 进水、排水、脱水及报警。图6-21全自动洗衣机流程图 表6-8洗衣机的I/O通道分配类另y元件端 子 号作用SB10000起动按钮输SB20001停止按钮SB30002排水按钮入SL10003咼水位开关SL20004低水位开关KM11000进水电磁阀输KM21001电动机正转接触器KM31002电动机
16、反转接触器KM41003排水电磁阀出KM51004脱水电磁离合器KM61005报警蜂鸣器表6-9洗衣机的定时器/计数器通道分配类另y器件号设定值作用疋 时 器TIMOO15s正转洗涤计时TIM013s正洗暂时计时TIM0215s反转洗涤计时TIM033s反洗暂时计时TIM0410s脱水计时TIM0510s洗完报警计时计数器CNT063次正、反洗循环计数CNT073次脱水（大循环）计数E1SE2L11DD01000COMIJD01IM：COMcomm21002COM00031003COMI0MCOM10054-CUMiSB3图6-22全自动洗衣机的I/O接线图1、最大程度地满足设计要求，各系统安全可靠。I/O2、PLC软件设计与硬件设计相结合，要确定用户的输入、输出设备，分配 通道，绘制I/O接线图。3、程序设计完成，要进行模拟调试。4、最终程序的成功要通过系统调试，并保证可靠性。