可編程控制器原理及應用自動化2009年8月1可編程控制器原理及應用第9講

講解內容：5順序邏輯控制的PLC程序設計

基本邏輯操作指令的順序邏輯控制程序設計（實例講解）學習說明：本講是學習PLC程序設計知識。重點掌握：用基本邏輯操作指令實現順序邏輯控制順序控制設計法（順序控制功能圖法）2一.單序列的編程方法例：順序控機床的主軸電機和油泵電機的要求：按下起動按鈕SB1（I0.0點輸入）后，應先開油泵電機，延時5s后再開主軸電機。按下停止按鈕SB2（I0.1點輸入）后，應先停主軸電機，5s后再停油泵電機。KM1為油泵電機交流接觸器（Q0.0點驅動），KM2為主軸電機交流接觸器（Q0.1點驅動）。單序列：動作一個接一個完成，每步僅連接一個轉移，每個轉移也僅連接著一個步。使用通用邏輯指令的編程方式3Q0.0T37Q0.0Q0.1Q0.0T38T38I0.0I0.1T37M0.1M0.2M0.3SM0.1M0.0

(b)順序功能圖（a）波形圖主軸電機油泵電機Q0.1Q0.0I0.1I0.05s5sSM0.1：首次掃描時為1，PLC由STOP轉為RUN狀態時，ON（1態）一個掃描周期，用于程序的初始化。4

(c)梯形圖SM0.1M0.3T38M0.1M0.0M0.0M0.1M0.0I0.0M0.2M0.150T37M0.2M0.1T37M0.3M0.2Q0.1INTONPTM0.3M0.3M0.3T38M0.1M0.2Q0.0M0.2I0.1M0.0INTONPT50Q0.0T37Q0.0Q0.1Q0.0T38T38I0.0I0.1T37M0.1M0.2M0.3SM0.1M0.0

(b)順序功能圖5總結：根據Q0.0和Q0.1接通/斷開狀態的變化，顯然工作期間可以分為3步，分別用M0.1、M0.2、M0.3來代表這3步，用M0.0來代表等待起動的初始步。起動按鈕I0.0及停止按鈕I0.1的常開觸點、定時器延時接通的常開觸點是各步之間的轉換條件。設計梯形圖的輸出電路部分方法：當某一輸出量僅在某一步中為接通狀態，可以將它的線圈與對應步的輔助繼電器的線圈并聯。當某一輸出在幾步中都為接通狀態，應將代表各有關步的輔助繼電器的常開觸點并聯后，驅動該輸出的線圈。6二.選擇序列的編程方法（1）選擇序列分支的編程方法選擇序列是指在某一步后有若干個單序列等待選擇，一次僅能選擇進入一個序列。選擇序列中的各單序列是互相排斥的，其中任何兩個單序列都不會同時執行。（2）選擇序列合并的編程方法M0.5M0.6M0.7I0.5I0.7M0.5M0.6M0.7I0.5I0.7I1.0I1.1M0.87三.并行序列的編程方法（1）并行序列的分支的編程方法并行序列是指在某一轉換條件下，同時起動若干個單序列。并行序列的開始用雙水平線表示，同時結束若干個序列也用雙水平線表示，（2）并行序列的合并的編程方法I0.3Q0.1M0.2I0.4Q0.2M0.3I0.5Q0.3M0.5Q0.5M0.7I0.6I0.3Q0.1M0.2I0.4M0.4Q0.2M0.3I0.5Q0.4M0.6Q0.3M0.58I0.7Q0.5M0.7I0.6I0.3I0.1I0.0SM0.1M0.0I0.2Q0.0M0.1Q0.1M0.2I0.4M0.4Q0.2M0.3I0.5Q0.4M0.6Q0.3M0.5圖

選擇序列與并行序列功能圖

例：選擇序列與并行序列編程9I0.2SM0.1M0.0M0.7I0.7M0.1M0.2M0.0M0.0I0.0M0.2M0.1M0.1Q0.0M0.2M0.1I0.1M0.3M0.0Q0.1M0.2M0.3M0.2I0.3M0.4M0.3Q0.2M0.4M0.3I0.4M0.7M0.4M0.5M0.2I0.3M0.6M0.5Q0.3M0.4M0.6I0.6M0.0M0.7M0.7Q0.5M0.6M0.5I0.5M0.7M0.6Q0.4選擇序列與并行序列梯形圖選擇分支選擇合并并行左分支并行右分支并行合并10四.僅有兩步的閉環的處理*如果在順序功能圖中存在僅由兩步組成的小閉環，用起保停電路設計的梯形圖時不能正常工作，如果在小閉環中增設一步就可以解決這一問題。M0.3I0.3I0.2M0.2M0.4I0.3T37I0.2M0.2M0.3M0.4M1.0T37M0.3M0.2I0.2M0.2M0.4M0.3圖僅有兩步閉環的處理11使用以轉換（置位復位）為中心控制步使用以轉換為中心編程*M0.0M0.1I0.1I0.2SM0.1I0.3M0.1SM0.1M0.1I0.1M0.2（）S1（）S1（）R1M0.1M0.2I0.2M0.3（）S1（）R1M0.2M0.212PLC外部電氣接線圖及I/O地址分配

西門子S7-200PLC+24V1MI0.5I0.4I0.3I0.2I0.1I0.0SB1L1GNDN1L220VAC+24VQ0.0Q0.1Q0.2KM1特例1：Q0.1延時接通/斷開電路分析13特例1：Q0.1延時接通/斷開電路分析延時接通延時斷開用經驗法設計的梯形圖程序14M0.0M0.3T38M0.1M0.0SM0.1M0.1M0.0I0.0M0.2M0.1M0.2M0.1T37M0.3M0.2+90T37INTONPT特例1：Q0.1延時接通/斷開電路分析用功能圖法—基本邏輯指令設計的梯形圖程序T38Q0.1T37I0.0I0.0T37M0.1M0.2M0.3SM0.1M0.0Q0.1T3815用功能圖法--基本邏輯指令設計的梯形圖程序（續）M0.3M0.2I0.0M0.0M0.3+70T38INTONPTM0.2M0.3Q0.1T38Q0.1T37I0.0I0.0T37M0.1M0.2M0.3SM0.1M0.0Q0.1T3816PLC外部電氣接線圖及I/O地址分配

西門子S7-200PLC特例2：閃爍電路分析+24V1MI0.5I0.4I0.3I0.2I0.1I0.0SB1L1GNDN1L220VAC+24VQ0.0Q0.1Q0.2燈17特例2：閃爍電路分析亮3S滅2S用經驗法設計的梯形圖程序18特例2：閃爍電路分析T38Q0.0T37I0.0T37M0.1M0.2SM0.1M0.0T38M0.0M0.2T38M0.1M0.0SM0.1M0.1M0.0I0.0M0.2M0.1M0.2M0.1T37M0.0M0.2+20T37INTONPT+30T38INTONPTM0.2Q0.0用功能圖法—基本邏輯指令設計的梯形圖程序19要求：按下按鈕SB1，電機KM1、KMY啟動并正轉；2秒后，KMY斷開，電機KM△接通，并一直運行；按SB2，電機停止運作。

I/O分配：輸入信號信號元件及作用I0.0I0.1SB1：正轉SB2：停止輸出信號控制對象及作用Q0.0Q0.2Q0.3KM1KM△KMY特例3：電機Y-△降壓起動電路分析*20時序圖KM△

Q0.2KM1

Q0.0SB2

I0.1SB1

I0.02s輸入信號信號元件及作用I0.0I0.1SB1：正轉SB2：停止輸出信號控制對象及作用Q0.0Q0.2Q0.3KM1KM△KMYKMY

Q0.3I0.1Q0.0T37I0.0T37M0.1M0.2SM0.1M0.0Q0.2Q0.0Q0.3功能圖21I0.1Q0.0T37I0.0T37M0.1M0.2SM0.1M0.0Q0.2Q0.0Q0.3用功能圖法—基本邏輯指令設計的梯形圖程序M0.2M0.1T37M0.0M0.1Q0.0M0.2M0.2（）（）Q0.2S1（）Q0.3R1（）M0.0M0.2I0.1M0.1M0.0SM0.1M0.1M0.0I0.0M0.2M0.1+20T37INTONPT（）（）Q0.2R1（）Q0.3S1（）22基本邏輯指令編程設計舉例練習例1電動機的起、保、?？刂?。按起動按鈕SBl電動機起動，運轉并保持；按停車按鈕SB2電動機停止；過載時熱繼電器FR動作（注意該附加要求設計）電動機停止。按上述工作要求：(1)設計繪出電機控制主回路；(2)分配I/O通道，設計繪出PLC輸入輸出接口控制接線；(3)畫出功能流圖和梯形圖。23解：

1．電機控制主回路242.PLC外部電氣接線圖及I/O地址分配

西門子S7-200PLC+24V1MI0.5I0.4I0.3I0.2I0.1I0.0SB2SB1L1GNDN1L220VAC+24VQ0.0Q0.1Q0.2KM1FR253．繪制功能流圖和梯形圖Q0.0I0.0Q0.0I0.2I0.1網絡1電動機的起、保、?？刂凭W絡1電動機的起、保、?？刂芁DI0.0OQ0.0ANI0.1ANI0.2=Q0.0Q0.0I0.0I0.1I0.21026例2電動機的起、保、?？刂啤０雌饎影粹oSBl電動機起動，運轉并保持10s后停車；按急停機按鈕SB2電動機停止；過載時熱繼電器FR動作，電動機停止。按上述工作要求：(1)設計繪出電機控制主回路；(2)分配I/O通道，設計繪出PLC輸入輸出接口控制接線；(3)畫出功能流圖和梯形圖。27解：

1．電機控制主回路282.PLC外部電氣接線圖及I/O地址分配

西門子S7-200PLC+24V1MI0.5I0.4I0.3I0.2I0.1I0.0SB2SB1L1GNDN1L220VAC+24VQ0.0Q0.1Q0.2KM1FR293．繪制功能流圖和梯形圖網絡1LDI0.0OQ0.0ANI0.1ANI0.2ANT37=Q0.0LDQ0.0TONT37，100Q0.0I0.0Q0.0I0.2I0.1網絡1Q0.0INTONPTT37+100T37Q0.0I0.0Q0.0I0.2I0.1網絡1INTONPTT37+100T37Q0.0T37I0.0I0.1I0.2T371030例3電動機的起、保、停控制。按起動按鈕SBl電動機起動，運轉并保持3s后停5s，再運行7s后停車；按急停機按鈕SB2電動機停止；過載時熱繼電器FR動作電動機停止。按上述工作要求：(1)設計繪出電機控制主回路；(2)分配I/O通道，設計繪出PLC輸入輸出接口控制接線；(3)畫出功能流圖和梯形圖。31解：

1．電機控制主回路322.PLC外部電氣接線圖及I/O地址分配

西門子S7-200PLC+24V1MI0.5I0.4I0.3I0.2I0.1I0.0SB2SB1L1GNDN1L220VAC+24VQ0.0Q0.1Q0.2KM1FR333．繪制功能圖和梯形圖T39T38Q0.0T37I0.0T38T37M0.1M0.2M0.3SM0.1M0.0Q0.0T39M0.0M0.3T39M0.1M0.0SM0.1M0.1M0.0I0.0I0.1M0.2M0.1M0.2M0.1T37M0.3M0.2+30T37INTONPTT38INTONPT+5034T39T38Q0.0T37I0.0T38T37M0.1M0.2M0.3SM0.1M0.0Q0.0T39M0.3M0.2T38M0.0M0.3+70T39INTONPTM0.1M0.3Q0.035例4PLC順序控制簡單設計：如圖滑臺由電動機正反轉控制左右運動；按急停按鈕SB1電動機停止；過載時熱繼電器FR動作電動機停止；正轉接觸器為KM1，反轉接觸器為KM2，A、B、C處各有行程開關SA、SB、SC。順序控制要求如下：1.按啟動按鈕SB0，滑臺由A點開始右行到C點；2.在C點碰行程開關SC后，滑臺左行到B點停留30秒；3.30秒后滑臺右行到C點；4.在C點碰行程開關SC后，滑臺左行到A點；碰行程開關SA后停止。根據以上要求，做：(1)設計繪出電機控制主回路；(2)分配I/O通道，設計繪出PLC輸入輸出接口控制接線；(3)畫出功能流圖梯形圖?；_BAC36解：

1.電機控制主回路372.PLC外部電氣接線圖及I/O地址分配

西門子S7-200PLC+24V1MI0.5I0.4I0.3I0.2I0.1I0.0SB1SB0L1GNDN1L220VAC+24VQ0.0Q0.1Q0.2KM1FRKM2SQ3SQ1SQ2383．繪制功能圖和梯形圖M0.0M0.5I0.3M0.1M0.0SM0.1M0.1M0.0I0.0I0.1M0.2M0.1M0.2M0.1I0.5M0.3M0.2Q0.1Q0.0I0.0I0.4I0.5M0.1M0.2M0.3SM0.1M0.0T37T37M0.4Q0.0I0.5M0.5Q0.1I0.31.按啟動按鈕SB0（I0.0)，滑臺由A點開始右行到C點2.在C點碰行程開關SQ3(I0.5)滑臺左行到B點4.30秒后(T37)滑臺右行到C點SQ3(I0.5)；5.在C點碰行程開關SQ3(I0.5)

后，滑臺左行到A點；碰行程開關SQ1(I0.3)后停止3.滑臺左行到B點SQ2(I0.4)停留30秒(T37)39Q0.1Q0.0I0.0I0.4I0.5M0.1M0.2M0.3SM0.1M0.0T37T37M0.4Q0.0I0.5M0.5Q0.1I0.3M0.4M0.3T37M0.5M0.4M0.1M0.4Q0.0M0.3M0.2I0.4M0.4M0.3T37INTONPT+300M0.5M0.4I0.5M0.0M0.5M0.2M0.5Q0.140例5PLC順序控制簡單設計：如圖滑臺由電動機正反轉控制左右運動，正轉接觸器為KM1，反轉接觸器為KM2，A、B、C處各有行程開關SA、SB、SC。順序控制要求如下滑臺1.按啟動按鈕SB0，滑臺由B點開始左行到A點；2.在A點碰行程開關SA后停留30秒；3.30秒時間到后，滑臺右行到C點；4.在C點碰行程開關SC后，滑臺左行到B點；碰行程開關SB后停止。根據以上要求，做：(1)設計繪出電機控制主回路；(2)分配I/O通道，設計繪出PLC輸入輸出接口控制接線；(3)畫出功能流圖和梯形圖。滑臺BAC41解：

1.電機控制主回路422.PLC外部電氣接線圖及I/O地址分配

西門子S7-200PLC+24V1MI0.5I0.4I0.3I0.2I0.1I0.0SB1SB0L1GNDN1L220VAC+24VQ0.0Q0.1Q0.2KM1FRKM2SQ3SQ1SQ2433．繪制功能圖和梯形圖T37Q0.1I0.0T37I0.3M0.1M0.2M0.3SM0.1M0.0Q0.0I0.5M0.4Q0.1I0.4M0.0M0.4I0.4M0.1M0.0SM0.1M0.1M0.0I0.0I0.1M0.2M0.1M0.2M0.1I0.3M0.3M0.2T37INTONPT+3001.按啟動按鈕SB0(I0.0)，滑臺由B點開始左行到A點；2.在A點碰行程開關SQ1(I0.3)后停留30秒(T37)；3.30秒(T37)時間到后，滑臺右行到C點；4.在C點碰行程開關SQ3(I0.5)后，滑臺左行到B點；碰行程開關SQ2(I0.4)后停止。44M0.4M0.3I0.5M0.0M0.4M0.3Q0.0M0.3M0.2T37M0.4M0.3M0.1M0.4Q0.1T37Q0.1I0.0T37I0.3M0.1M0.2M0.3SM0.1M0.0Q0.0I0.5M0.4Q0.1I0.445I0.0I0.1I0.2液壓進給裝置運動示意圖Q0.0NOOFFOFFQ0.1I0.3液壓油缸典型案例1*功能圖順序控制設計法液壓進給裝置運動控制46I0.0I0.1I0.2單序列結構液壓進給裝置運動示意圖Q0.0OFFONOFFI0.3液壓油缸輸出點Q0.0有效，活塞桿向左運行左行示意47I0.0I0.1I0.2單序列結構液壓進給裝置運動示意圖Q0.1ONOFFOFFI0.3液壓油缸輸出點Q0.1有效，活塞桿向右運行右行示意48I0.0I0.1I0.2單序列結構液壓進給裝置運動示意圖Q0.1ONOFFOFFI0.3液壓油缸Q0.0控制開關（轉換條件）限位開關限位開關限位開關按鈕開關（起動）輔助繼電器M0.0M0.1M0.2M0.3M0.449I0.0I0.1I0.2單序列結構液壓進給裝置運動示意圖Q0.0ONOFFOFFI0.3進給裝置順序動作要求Q0.1初始狀態：活塞桿置右端，開關I0.2為ON,輔助繼電器M0.0為ON。1.按下啟動按鈕I0.3,開關Q0.0、M0.1為ON，左行。2.碰到限位開關I0.1時，M0.2、Q0.1為ON，右行。3.碰到限位開關I0.2時，M0.3、Q0.0為ON，左行。4.碰到限位開關I0.0時，M0.4、Q0.1為ON，右行。5.碰到限位開關I0.2時，停止。I0.1M0.2Q0.1I0.2M0.3Q0.0I0.3M0.1Q0.0I0.0M0.4Q0.1I0.2停50圖

單序列結構順序功能圖單序列結構順序功能圖繪制SM0.1M0.1M0.2M0.3M0.4I0.3I0.1I0.2I0.0I0.2Q0.0Q0.1Q0.0Q0.1左行右行右行左行M0.0初始步起動51單序列結構梯形圖繪制

單序列結構順序功能圖右行右行SM0.1M0.1M0.2M0.3M0.4I0.3I0.1I0.2I0.0I0.2Q0.0Q0.1Q0.0Q0.1左行左行M0.0初始步起動

運動示意圖單序列結構梯形圖M0.0M0.4I0.2M0.0M0.1初始M0.0I0.3M0.1M0.2M0.1I0.1M0.2M0.3M0.2I0.2M0.3M0.4M0.3I0.0M0.4M0.0M0.1M0.3M0.2M0.4SM0.1M0.1左行M0.3左行Q0.0左行M0.2右行Q0.1右行M0.4右行52編寫紅綠燈順序控制程序：步進條件為時間步進型。狀態步的處理為點紅、熄綠燈，同時起動定時器，步進條件滿足時（時間到）進入下一步，關斷上一步。

典型案例2*功能圖順序控制設計法M0.0｛點紅熄綠M0.1T38置位｛T37置位熄紅點綠等待啟動I0.0532.PLC外部電氣接線圖及I/O地址分配表

+24V1MI0.5I0.4I0.3I0.2I0.1I0.0SB1L1GNDN1L220VAC+24VQ0.0Q0.1Q0.2PLC綠燈紅燈(a)

PLC外部電氣接線圖54Q0.1Q0.0T37I0.0T38T37M0.1M0.2SM0.1M0.0T383.程序設計

M0.0M0.2T38M0.1M0.0SM0.1M0.1M0.0I0.0M0.2M0.1M0.2M0.1T37M0.0M0.2T38INTONPT+20T37INTONPT+20M0.1Q0.0M0.2Q0.155組合機床的PLC控制系統

液壓動力滑臺采用電磁換向閥來實現動力頭的快進、工進和快退。典型案例3*功能圖順序控制設計法例：某組合機床的動力頭在初始狀態時停在左邊