西门子(榆林)PLC代理商

西门子CPU模块6ES7313-5BG04-0AB0

经验设计法用设计继电器电路图的方法来设计比较简单的开关量控制系统的梯形图，即在一些典型电路的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，不断地修改和*梯形图。有时需要多次反复地调试和修改梯形，增加一些触点或中间编程元件，后才能得到一个较为满意的结果。

这种方法设计没有普遍的规律可以遵循，具有很大的试探性和随意性，后的结果不是惟一的，设计所用的时间、设计的质量与设计者的经验有很大的关系，一般用于较简单的梯形图（如手动程序）的设计，一些电工手册中给出了大量常用的继电器控制电路，在用经验法设计梯形图时可以参考这些电路

逻辑法：就是应用逻辑代数以逻辑组合的方法和形式设计程序。逻辑法的理论基础是逻辑函数，逻辑函数就是逻辑运算与、或、非的逻辑组合。因此，从本质上来说，PLC梯形图程序就是与、或、非的逻辑组合，也可以用逻辑函数表达式来表示。

（1）    基本方法：用逻辑法设计梯形图，必须在逻辑函数表达式与梯形图之间  建立一种一一对应关系，即梯形图中常开触点用原变量（元件）表示，常闭触点用反变量（元件上加一小横线）表示。触点（变量）和线圈（函数）只有两个取值“1"与“0"，1表示触点接通或线圈有电，0表示触点断开或线圈无电。触点串联用逻辑“与"表示，触点并联用逻辑“或"表示，其他复杂的触点组合可用组合逻辑表示，他们的对应关系如下表所示。

（2）       设计步骤：

1）  通过分析控制要求，明确控制任务和控制内容；

2）  确定PLC的软元件（输入信号、输出信号、辅助继电器M和定时器T），画出PLC的外部接线图；

3）  将控制任务、要求转换为逻辑函数（线圈）和逻辑变量（触点），分析触点与线圈的逻辑关系，列出真值表；

4）  写出逻辑函数表达式；

5）  根据逻辑函数表达式画出梯形图；

6）  优化梯形图

图5是两台电动机自动顺序联动控制的继电器电路图，将其转化为功能相同的PLC的外部接线图和梯形图。

图5两台电动机自动顺序联动控制的继电器电路图

1） 分析动作原理

按SB1，KM1得电并自锁，电动机M1转动同时时间继电器KT线圈得电，经5秒延时后KM2得电并自锁，电动机M2转动；按SB2，KM1、KM2失电，两台电动机停止。

2） 确定输入/输出信号。

根据上述分析，输入信号有SB1、SB2、FR1、FR2，输出信号有KM1、KM2，并且可设对应关系如下：SB1-X1，SB2-X2，FR1-X3，FR2-X4，KM1-Y1，KM2-Y2。

3） 画出PLC的外部接线图和对应的梯形图。

图6外部节线图                              图7梯形图

西门子CPU模块6ES7312-5BF04-0AB0

图为单流程的应用示例，
机械手将工件从 A 工位送到 B 工位
的动作图和状态转移图

　（ 1 ）手动操作
这是初次运行时将机械复归左上原点位置的程序。
　 （2）半自动单循环运行
　　① 用手动操作将机械移至原点位置，然后按动起动按钮 X26 ，动作状态从 S5 向 S20 转移，下降电磁阀的输出 Y0 动作，接着下限位开关 X1 接通。
　　② 动作状态 S20 向 S21 转移，下降输出 Y0 切断，夹钳输出 Y1 保持接通状态。
　　③ 1 秒后定时器 T0 动作，转至状态 S22 ，上升输出 Y2 动作，不久到达上限位， X2 接通，状态转移。
　　④ 状态 S23 为右行，输出 Y3 动作，到达右限位置， X3 接通，转为 S24 状态。
　　⑤ 转至状态 S24 ，下降输出 Y0 再次动作，到达下限位置， X1 立即接通，接着动作状态由 S24 向 S25 转移。
　　⑥ 在 S25 状态，先将保持夹钳输出 Y1 复位，并启动定时器 T1 。
　　⑦ 夹钳输出复位 1 秒后状态转移到 S26 ，上升输出 Y2 动作。
　　⑧ 到达上限位置 X2 接通，动作状态向 S27 转移，左行输出 Y4 动作。一旦到达左限位置， X4 接通，动作状态返回 S5 ，成为等待再起动的状态

INV取反，NOP空步

从多个分支流程中选择某一个单支流程，称之为选择性分支。

图 为选择性分支与汇合状态转移图和步进梯形图

西门子CPU模块6ES7312-1AE14-0AB0

（一）分析被控对象并提出控制要求

    详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对PLC控制系统的控制要求，确定控制方案，拟定设计任务书。

    （二）确定输入／输出设备

    根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备（如：按纽、位置开关、转换开关及各种传感器等）和输出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等），从而确定与PLC有关的输入/输出设备，以确定PLC的I/O点数。

    （三）选择PLC

    PLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择，详见本章第二节。

    （四）分配I/O点并设计PLC外围硬件线路

    1.分配I/O点

    画出PLC的I/O点与输入／输出设备的连接图或对应关系表，该部分也可在第2步中进行。

    2.设计PLC外围硬件线路

    画出系统其它部分的电气线路图，包括主电路和未进入可编程控制器的控制电路等。

    由PLC的I/O连接图和PLC外围电气线路图组成系统的电气原理图。到此为止系统的硬件电气线路已经确定。

    （五）程序设计  

    1.程序设计  

    根据系统的控制要求，采用合适的设计方法来设计PLC程序。程序要以满足系统控制要求为主线，逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序，逐步*系统的功能。除此之外，程序通常还应包括以下内容：  

    1）初始化程序。在PLC上电后，一般都要做一些初始化的操作，为启动作必要的准备，避免系统发生误动作。初始化程序的主要内容有：对某些数据区、计数器等进行清零，对某些数据区所需数据进行恢复，对某些继电器进行置位或复位，对某些初始状态进行显示等等。  

    2）检测、故障诊断和显示等程序。这些程序相对独立，一般在程序设计基本完成时再添加。  

    3）保护和连锁程序。保护和连锁是程序中的部分，必须认真加以考虑。它可以避免由于非法操作而引起的控制逻辑混乱。  

    2.程序模拟调试  

    程序模拟调试的基本思想是，以方便的形式模拟产生现场实际状态，为程序的运行创造必要的环境条件。根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。  

    1）硬件模拟法是使用一些硬件设备（如用另一台PLC或一些输入器件等）模拟产生现场的信号，并将这些信号以硬接线的方式连到PLC系统的输入端，其时效性较强。

    2）软件模拟法是在PLC中另外编写一套模拟程序，模拟提供现场信号，其简单易行，但时效性不易保证。模拟调试过程中，可采用分段调试的方法，并利用编程器的监控功能。

     （六）硬件实施  

    硬件实施方面主要是进行控制柜（台）等硬件的设计及现场施工。主要内容有：  

    1)设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图。  

    2)设计系统各部分之间的电气互连图。  

    3)根据施工图纸进行现场接线，并进行详细检查。  

    由于程序设计与硬件实施可同时进行，因此PLC控制系统的设计周期可大大缩短。  

    （七）联机调试  

    联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程应循序渐进，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。通常只需修改部份程序即可。  

    全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序丢失。  

    （八）整理和编写技术文件  

    技术文件包括设计说明书、硬件原理图、安装接线图、电气元件明细表、PLC程序以及使用说明书等