【电器控制技术】应用设计.ppt

第7章 应用设计 7.1 系统设计 7.2　程序设计 7.3　设计实例 本章主要内容： 应用设计的基本知识 系统设计，包括系统设计的步骤和几种常用的设计方法 程序设计，比较详细地介绍在程序设计时功能流程图的使用 应用实例 本章要求对应用系统设计的方法和步骤掌握会用，重点是掌握程序设计方法中的功能流程图法。 7.1 系统设计 7.1.1 系统设计的原则 7.1.2　系统设计的步骤 7.1.1 系统设计的原则 在可编程序控制器控制系统的设计中，应该最大限度地满足生产机械或生产流程对电气控制的要求，在满足控制要求的前提下，力求PLC控制系统简单、经济、安全、可靠、操作和维修方便，而且应使系统能尽量降低使用者长期运行的成本。 设计一个PLC控制系统有多种途径：可以在原有的继电接触控制系统基础上加以改造，形成可编程序控制器的控制系统。 7.1.2　系统设计的步骤 1. 熟悉被控对象 2. 制定控制方案 3. 详细描述控制对象 4. 详细描述操作员站 5. 配置可编程序控制器 6. 程序设计 7.2　程序设计 7.2.1　功能流程图概述 7.2.2　由功能流程图到程序 程序设计的内容包括：编写程序、编译程序、模拟运行及调试程序等。 程序设计的方法是指用什么方法和编程语言来编写用户程序。 程序设计有多种方法：如果控制系统是改造原有成熟的继电接触控制系统，则可由电气控制电路图很容易地转化为梯形图，生成控制程序。 本节主要介绍功能流程图法。 7.2.1　功能流程图概述 功能流程图，简称功能图，又叫状态流程图或状态转移图。它是专用于工业顺序控制程序设计的一种功能说明性语言，能完整地描述控制系统的工作过程、功能和特性，是分析、设计电气控制系统控制程序的重要工具。 1. 组成 （1）步 步是控制系统中的一个相对不变的性质，它对应于一个稳定的状态。在功能流程图中步通常表示某个执行元件的状态变化。步用矩形框表示，框中的数字是该步的编号，编号可以是该步对应的工步序号，也可以是与该步相对应的编程元件（如PLC内部的通用辅助继电器、步标志继电器等）。步的图形符号如图7.1（a）所示。 初始步 初始步对应于控制系统的初始状态，是系统运行的起点。一个控制系统至少有一个初始步，初始步用双线框表示，如图7.1（b）所示。 （2）有向线段和转移 有向线段和转移及转移条件如图7.2所示。 （3）动作说明 一个步表示控制过程中的稳定状态，它可以对应一个或多个动作。可以在步右边加一个矩形框，在框中用简明的文字说明该步对应的动作，如下图7.3所示。 图中（a）表示一个步对应一个动作；图（b）和（c）表示一个步对应多个动作，两种方法任选一种。 2. 使用规则 （1）步与步不能直接相连，必须用转移分开； （2）转移与转移不能直接相连，必须用步分开； （3）步与转移、转移与步之间的连线采用有向线段，画功能图的顺序一般是从上向下或从左到右，正常顺序时可以省略箭头，否则必须加箭头。 （4）一个功能图至少应有一个初始步。 3. 结构形式 （1）顺序结构 （2）分支结构 选择性分支 并发性分支 （3）循环结构 （4）复合结构 （1）顺序结构 （2）分支结构 并发性分支 （3）循环结构 循环结构用于一个顺序过程的多次或往复执行。功能图画法如图7.7所示，这种结构可看作是选择性分支结构的一种特殊情况。 （4）复合结构 7.2.2　由功能流程图到程序 1. 逻辑函数法 2. 功能流程图实例 3. 步标志继电器法 1. 逻辑函数法 （1）通用辅助继电器的逻辑函数式 （2）执行元件的逻辑函数式 （3）由逻辑函数式画梯形图 （1）通用辅助继电器的逻辑函数式 函数规则： 除第一步外，每一步用一个通用辅助继电器（以下简称继电器）表示本步是否被执行，即步状态。如图7.9所示。 （2）执行元件的逻辑函数式 图7.8中的Yj、Yk、Yp分别表示这3个步所对应的动作或输出，可以是执行元件或其他继电器，也可以是指令盒。一般情况下，一个步对应一个动作，当功能流程图中有多个步对应同一个动作时，其输出可用这几个步对应的继电器“或”来表示。 （3）由逻辑函数式画梯形图 可由每个逻辑函数式中的与或逻辑关系，用串联或并联触点对应线圈的形式画出所有梯级的梯形图。 （1）写通用辅助继电器的逻辑函数式 （2）写执行元件的逻辑函数式 （3）由逻辑函数式画梯形图 （1）写通用辅助继电器的逻辑函数式 用起动优先规则。 （2）写执行元件的逻辑函数式 图7.9中除步M00.2和步M00.6对应同一个执行元件输出触点外，其他每一步对应一个不同的执行元件输出触点。 多步对应一动作 f (Q0.2)=M00.2+M00.6 一步对应一