【導(dǎo)讀】以下分享PLC控制的基本電路包括:單輸出自鎖控制電路、多輸出自鎖控制電路、單向順序啟??刂齐娐?、延時(shí)啟停控制電路、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法及注意事項(xiàng)等。
1 單輸出自鎖控制電路
啟動信號I0.0和停止信號I0.1持續(xù)為ON的時(shí)間般都短。該電路最主要的特點(diǎn)是具有“記憶”功能。
2 多輸出自鎖控制電路(置位、復(fù)位)
多輸出自鎖控制即多個(gè)負(fù)載自鎖輸出,有多種編程方法,可用置位、復(fù)位指令
單向順序啟??刂齐娐?/div>
1. 單向順序啟動控制電路是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序,在各個(gè)輸入信號的作用下,生產(chǎn)過程中的各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動有序動作。只有Q0.0啟動后,Q0.1方可啟動,Q0.2必須在Q0.1啟動完成后才可以啟動。
2. 單向順序停止控制電路就是要求按一定順序停止已經(jīng)執(zhí)行的各機(jī)構(gòu)。只有Q0.2被停止后才可以停止Q0.1,若想停止Q0.0,則必須先停止Q0.1。I0.4為急停按鈕。
4 延時(shí)啟??刂齐娐?/div>
1.延時(shí)啟動控制 設(shè)計(jì)延時(shí)啟動程序,要利用中間繼電器(內(nèi)部存儲器M)的自鎖狀態(tài)使定時(shí)器能連續(xù)計(jì)時(shí)。定時(shí)時(shí)間到,其常開觸點(diǎn)動作,使Q0.0動作。
2.延時(shí)停止控制 定時(shí)時(shí)間到,延時(shí)停止。I0.0為啟動按鈕、I0.1為停止按鈕。
3.延時(shí)啟??刂齐娐吩撾娐芬笥休斎胄盘柡螅R欢螘r(shí)間輸出信號才為ON;而輸入信號0FF后,輸出信號延時(shí)一段時(shí)間才OFF。T37延時(shí)3 s作為Q0.0的啟動條件,T38延時(shí)5 s作為Q0.0的關(guān)斷條件。
經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法及注意事項(xiàng)
應(yīng)用程序設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)正確選擇能反映生產(chǎn)過程的變化參數(shù)作為控制參量進(jìn)行控制;應(yīng)正確處理各執(zhí)行電器、各編程元件之間的互相制約、互相配合的關(guān)系,即互鎖關(guān)系。應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)方法有多種,常用的設(shè)計(jì)方法有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、順序功能圖法等。
1 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法
經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法要求設(shè)計(jì)者具有較豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),掌握較多的典型應(yīng)用程序的基本環(huán)節(jié)。根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的要求,憑經(jīng)驗(yàn)選擇基本環(huán)節(jié),并把它們有機(jī)地組合起來。其設(shè)計(jì)過程是逐步完善的,一般不易獲得最佳方案。程序初步設(shè)計(jì)后,還需反復(fù)調(diào)試、修改和完善,直至滿足被控對象的控制要求。
經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)不規(guī)范,沒有一個(gè)普遍的規(guī)律可循,具有一定的試探性和隨意性。
編寫梯形圖程序時(shí)應(yīng)遵循的規(guī)則:
(1)“輸入繼電器”的狀態(tài)由外部輸入設(shè)備的開關(guān)信號驅(qū)動,程序不能隨意改變它。
(2)梯形圖中同一編號的“繼電器線圈”只能出現(xiàn)一次,通常不能出現(xiàn),但是它的觸點(diǎn)可以無限次地重復(fù)使用。
編寫梯形圖程序時(shí)應(yīng)遵循的規(guī)則:
(3)幾個(gè)串聯(lián)支路相并聯(lián),應(yīng)將觸點(diǎn)多的支路安排在上面;幾個(gè)并聯(lián)回路的串聯(lián),應(yīng)將并聯(lián)支路數(shù)多的安排在左面。按此規(guī)則編制的梯形圖可減少用戶程序步數(shù),縮短程序掃描時(shí)間。
(4) 程序的編寫按照從左至右、自上至下的順序排列。一個(gè)梯級開始于左母線,終止于右母線,線圈與右母線直接相連。
①橋式電路必須修改后才能畫出梯形圖。
②非橋式復(fù)雜電路必須修改后才能畫出梯形圖
2 注意事項(xiàng)
(1)先編制I/O分配表,后設(shè)計(jì)梯形圖。先對輸入、輸出信號及內(nèi)部線圈進(jìn)行編號分配,再確定PLC各輸入/輸出接線端子的實(shí)際接線圖。
(2)合理排列梯形圖,使輸入/輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象不影響實(shí)際響應(yīng)速度。通常可根據(jù)工藝流程圖按動作先后順序排列各輸出線圈,同時(shí)兼顧內(nèi)部線圈、時(shí)間繼電器等線圈的排列順序,使輸入/輸出延遲響應(yīng)不影響實(shí)際輸出對響應(yīng)速度的要求。
(3)高速計(jì)數(shù)指令、高速脈沖輸出指令應(yīng)盡量放在整個(gè)用戶程序的前部。由于高速計(jì)數(shù)器和高速脈沖串發(fā)生器與CPU之間的信息交換是在I/O掃描時(shí)進(jìn)行的,所以在執(zhí)行其他命令時(shí)就可能影響高速計(jì)數(shù)器、高速脈沖串發(fā)生器與CPU之間的信息交換,甚至有可能丟失脈沖。
(4)在PLC輸入端子接線圖中,對于同一個(gè)發(fā)信元件,通常只需選其中某一觸點(diǎn)(例如常開觸點(diǎn)或常閉觸點(diǎn))接入輸入端子,即對一個(gè)發(fā)信元件,它只能占一個(gè)輸入地址編號。
(5)合理接入輸入信號的觸點(diǎn)(常開或常閉觸點(diǎn)),提高設(shè)備的可靠性、安全性。PLC實(shí)際I/O接線圖中,某輸入信號(如按鈕)究竟是接入電器的常開觸點(diǎn)還是常閉觸點(diǎn),應(yīng)從設(shè)備的可靠性、安全性角度考慮。當(dāng)輸入端接線故障斷線時(shí),設(shè)備狀態(tài)應(yīng)向著安全的狀態(tài)發(fā)展。因此,停止按鈕應(yīng)以常閉觸點(diǎn)接入PLC輸入接線端子,而啟動按鈕應(yīng)以常開觸點(diǎn)接入PLC輸入接線端子(為便于理解,本書前面章節(jié)各圖均按常開觸點(diǎn)接入處理)。
(6)從安全考慮,重大安全部分不接入PLC的輸入端,而做硬件處理。例如,緊急停車按鈕、互鎖觸點(diǎn)、緊急限位開關(guān)、熱繼電器控制觸點(diǎn)等,接至PLC的輸出端子上,直接對輸出負(fù)載(KM1、KM2)進(jìn)行控制,以保證PLC故障時(shí)不損壞設(shè)備,不造成重大安全事故。
(7)應(yīng)保證有效輸入信號的電平保持時(shí)間。要保證輸入信號有效,輸入信號的電平保持時(shí)間必須大于PLC一個(gè)掃描周期。除非對開關(guān)量輸入信號設(shè)置允許脈沖捕捉功能,這樣就允許PLC捕捉到持續(xù)時(shí)間很短的脈沖。
(8) PLC指令的執(zhí)行條件有信號電平有效和跳變有效的區(qū)別,編程時(shí)應(yīng)加以注意。
(9)由電氣控制圖轉(zhuǎn)換為梯形圖時(shí)應(yīng)注意:對舊設(shè)備改造時(shí)可借鑒原繼電器控制電路圖轉(zhuǎn)換為梯形圖。繼電器控制電路圖中的電器觸點(diǎn)大多為先斷后合型,而PLC梯形圖中的“軟繼電器”的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)的狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是同時(shí)發(fā)生的。設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)可使用延遲電路(如利用內(nèi)部時(shí)間繼電器延遲或利用PLC循環(huán)掃描工作方式而產(chǎn)生的輸入/輸出延遲響應(yīng))來模擬先斷后合型電器的功能。
順序功能圖與設(shè)計(jì)法
功能圖及其組成
功能表圖(Function Chart Diagram)是用圖形符號和文字?jǐn)⑹鱿嘟Y(jié)合的方法,全面描述控制系統(tǒng),含電氣、液壓、氣動和機(jī)械控制系統(tǒng)或系統(tǒng)某些部分的控制過程、功能和特性的一種通用語言。在功能表圖中,把一個(gè)過程循環(huán)分解成若干個(gè)清晰的連續(xù)階段,稱為“步”(Step),步與步之間由“轉(zhuǎn)換”分隔。當(dāng)兩步之間的轉(zhuǎn)換條件滿足,并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換,上一步的活動結(jié)束,而下一步的活動開始。一個(gè)過程循環(huán)分的步越多,對過程的描述就越精確。
功能表圖的組成
1.步
在控制系統(tǒng)的一個(gè)工作周期中,各依次順序相連的工作階段,稱為步或工步,用矩形框和文字(或數(shù)字)表示。步有兩種狀態(tài):“活動步、“非活動步” 、“初始步”:一系列活動步?jīng)Q定控制過程的狀態(tài)。對應(yīng)控制過程開始階段的步,每一個(gè)功能表圖至少有一個(gè)初始步,初始步用雙線矩形框表示。
2.動作
在功能表圖中,命令(Command)或稱動作(Action)用矩形框文字和字母符號表示,與對應(yīng)步的符號相連。一個(gè)步被激活,能導(dǎo)致一個(gè)或幾個(gè)動作或命令,亦即對應(yīng)活動步的動作被執(zhí)行。若某步為非活動步,對應(yīng)的動作返回到該步活動之前的狀態(tài)。對應(yīng)活動步的所有動作被執(zhí)行,活動步的動作可以是動作的開始、繼續(xù)或結(jié)束。若有幾個(gè)動作與同一步相連,這些動作符號可水平布置,也可垂直布置。
3.有向連線
有向連線將各步按進(jìn)展的先后順序連接起來,它將步連接到轉(zhuǎn)換,并將轉(zhuǎn)換連接到步。有向連線指定了從初始步開始向活動步進(jìn)展的方向與路線。有向連線可垂直或水平布置。為了使圖面更加清晰,個(gè)別情況下也叫用斜線。在功能表圖中,進(jìn)展的走向總是從上至下、從左至右,因此有向連線的箭頭可以省略。如果不遵守上述進(jìn)展規(guī)則,必須加注箭頭。若垂直有向連線與水平有向連線之間沒有內(nèi)在聯(lián)系,允許它們交叉,但當(dāng)有向連線與同一進(jìn)展相關(guān)時(shí),則不允許交叉。在繪制功能表圖時(shí),因圖較復(fù)雜或用幾張圖表示有向連線必須中斷,應(yīng)注明下一步編號及其所在的頁數(shù)。
4.轉(zhuǎn)換
在功能表圖中,生成活動步的進(jìn)展是按有向連線指定的路線進(jìn)行的,進(jìn)展由一個(gè)或幾個(gè)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)來完成。轉(zhuǎn)換的符號是一根短畫線,與有向連線相交,轉(zhuǎn)換將相鄰的兩個(gè)步隔開。如果通過有向連線連接到轉(zhuǎn)換符號的所有前級步都是活動步,該轉(zhuǎn)換為“使能轉(zhuǎn)換”,否則該轉(zhuǎn)換為“非使能轉(zhuǎn)換”。只有當(dāng)轉(zhuǎn)換為使能轉(zhuǎn)換且轉(zhuǎn)換條件滿足時(shí),該轉(zhuǎn)換才被實(shí)現(xiàn)。某轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn),所有與有向連線和相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號相連的后續(xù)步被激活,而所有與有向連線和相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號相連的前級步均為非活動步。
5. 轉(zhuǎn)換條件
轉(zhuǎn)換條件標(biāo)注在轉(zhuǎn)換符號近旁,轉(zhuǎn)換條件可以用3種方式表示。
(1)文字語句:b、c觸點(diǎn)中任何一個(gè)閉合,觸點(diǎn)a同時(shí)閉合。
(2)布爾表達(dá)式:a(b+c)。(3)圖形符號:
所謂轉(zhuǎn)換條件是指與該轉(zhuǎn)換相關(guān)的邏輯變量,可以是真(1),也可以是假(0)。如果邏輯變量為真,轉(zhuǎn)換條件為“l”,轉(zhuǎn)換條件滿足;如果邏輯變量為假,轉(zhuǎn)換條件為“0”,轉(zhuǎn)換條件不滿足。只有當(dāng)某使能步轉(zhuǎn)換條件滿足時(shí),轉(zhuǎn)換才
功能表圖的基本結(jié)構(gòu)
功能表圖的基本結(jié)構(gòu):單序列結(jié)構(gòu)、選擇序列結(jié)構(gòu)、合并序列結(jié)構(gòu)
選擇序列的開始稱為分支,轉(zhuǎn)換符號只能標(biāo)在水平線之下,每個(gè)分支上必須具有一個(gè)或一個(gè)以上的轉(zhuǎn)換條件,且具有優(yōu)先級。
選擇序列的結(jié)束稱為合并,幾個(gè)選擇序列合并到一個(gè)公共序列時(shí),轉(zhuǎn)換符號只能標(biāo)在水平線之上。
并行序列用雙水平線表示,轉(zhuǎn)換符號在雙水平線之上,為公共轉(zhuǎn)換條件。
并行序列的結(jié)束稱為合并。轉(zhuǎn)換符號在水平線以下,當(dāng)雙水平線之上的所有前級都處于活動狀態(tài)時(shí),且轉(zhuǎn)換條件成立,則下一步被激活。同時(shí)所有前級步都變?yōu)椴换顒硬健?/div>
繪制原則及注意事項(xiàng)
1.控制系統(tǒng)功能圖的繪制必須滿足以下規(guī)則。
(1)狀態(tài)與狀態(tài)不能相連,必須用轉(zhuǎn)移分開。
(2)轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)移不能相連,必須用狀態(tài)分開。
(3)狀態(tài)與轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)移與狀態(tài)之間的連接采用有向線段,自上向下畫時(shí),可以省略箭頭。當(dāng)有向線段從下向上畫時(shí),必須畫上箭頭,以表示方向。
(4)一個(gè)功能圖至少要有一個(gè)初始狀態(tài)。
2.注意事項(xiàng)
(1)順控指令僅對元件S有效,順控繼電器S也具有一般繼電器的功能,所以對它能夠使用其他指令。
(2)SCR段程序能否執(zhí)行取決于該狀態(tài)器(s)是否被置位,SCRE與下一個(gè)LSCR之間的指令邏輯不影響下一個(gè)SCR段程序的執(zhí)行。
(3)不能把同一個(gè)S位用于不同程序中,例如:如果在主程序中用了S0.1,則在子程序中就不能再使用它了。
(4)在SCR段中不能使用JMP和LBL指令,就是說不允許跳入、跳出或在內(nèi)部跳轉(zhuǎn),但可以在SCR段附近使用跳轉(zhuǎn)和標(biāo)號指令。
(5)在SCR段中不能使用FOR、NEXT和END指令。
(6)在狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)移后,所有的SCR段的元器件一般也要復(fù)位。如果希望繼續(xù)輸出,可使用置位/復(fù)位指令。
(7)在使用功能圖時(shí),狀態(tài)器的編號可以不按順序編排。
用SCR指令的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法
單序列順序功能圖的編程
這是最簡單的功能圖,其動作是一個(gè)接一個(gè)地完成的。每個(gè)狀態(tài)僅連接一個(gè)轉(zhuǎn)移,每個(gè)轉(zhuǎn)移也僅連接一個(gè)狀態(tài)。如圖示為單流程的功能圖、梯形圖和語句表。
選擇序列編程
在生產(chǎn)實(shí)際中,對具有多流程的工作,要進(jìn)行流程選擇或者分支選擇。即一個(gè)控制流可能轉(zhuǎn)入多個(gè)可能的控制流中的某一個(gè),但不允許多路分支同時(shí)執(zhí)行。到底進(jìn)入哪一個(gè)分支,取決于控制流前面的轉(zhuǎn)移條件哪一個(gè)為真。
并行序列編程
在許多實(shí)例中,一個(gè)順序控制狀態(tài)流必須分成兩個(gè)或多個(gè)不同分支的控制狀態(tài)流,這就是并行分支。當(dāng)一個(gè)控制狀態(tài)流分成多個(gè)分支時(shí),所有的分支控制狀態(tài)流必須同時(shí)激活。當(dāng)多個(gè)控制流產(chǎn)生的結(jié)果相同時(shí),可以把這些控制流合并成一個(gè)控制流,即并行分支的連接。在合并控制流時(shí),所有的分支控制流必須都是完成了的。這樣,在轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)才能轉(zhuǎn)移到下一個(gè)狀態(tài)。并行順序一般用雙水平線表示,同時(shí)結(jié)束若干個(gè)順序也用雙水平線表示。
來源:電工電氣學(xué)習(xí)
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