鄭州繼飛機(jī)電設(shè)備有限公司

惠濟(jì)區(qū)電氣柜-保壓電氣柜-繼飛機(jī)電 ：

順序控制梯形圖的編程方式是指根據(jù)系統(tǒng)的順序功能圖設(shè)計梯形圖的方法

本章主要介紹使用STL指令和起保停電路的編程方式，以轉(zhuǎn)換為中心的編程方式和仿STL指令的編程方式

繪制順序功能圖時的注意事項

1）步與步之間不能直接相連，必須用一個轉(zhuǎn)換條件將它們隔開；  

2）轉(zhuǎn)換條件與轉(zhuǎn)換條件之間也不能直接相連，必須用一個步將它們隔開；

3）順序功能圖中的初始步一般對應(yīng)于系統(tǒng)等待起動的初始狀態(tài)，這一步可能沒有輸出，只是做好預(yù)備狀態(tài)；

6.1使用STL指令的編程方式

6.1.1單序列的編程方式

STL指令：步進(jìn)梯形指令

RET：使STL復(fù)位的指令，使LD點返回左側(cè)母線

狀態(tài)S的使用：

S0-S9用于初始步

S10-S19用于返回原點

S20-S499通用狀態(tài)

S500-S899有斷電保持功能

S900-S999用于報警

  注意：用S編制順序控制程序時，應(yīng)與步進(jìn)指令一起使用。使用STL指令

的狀態(tài)的常開觸點稱為STL觸點，惠濟(jì)區(qū)電氣柜，它在梯形圖中的符號如下圖所示

3PLC只執(zhí)行活動步對應(yīng)的電路塊，不同的STL觸點可以分別驅(qū)動同一編程

元件的1個線圈。但是同一元件的線圈不能在可能同時為活動步的STL區(qū)內(nèi)

出現(xiàn)，在有并行序列的順序功能圖中，應(yīng)特別注意

4STL觸點驅(qū)動的電路中不能使用MC和MCR指令

5在中斷程序與子程序內(nèi)，不能使用STL指令

6狀態(tài)器S編號不能重復(fù)使用

7STL觸點斷開時，與其相連的回路不動作，一個掃描周期后不再執(zhí)行STL

指令

8 定時器線圈與輸出線圈一樣，也可在不同的狀態(tài)時間對同一定時器軟件編程，但是，在相鄰狀態(tài)下對同一定時器編程時，則狀態(tài)轉(zhuǎn)移時定時器線圈不斷開，當(dāng)前值不能復(fù)位，因此需要注意在相鄰狀態(tài)不要對同一定時器編程

補(bǔ)充：狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

一個控制過程可以分為若干個階段，這些階段稱為狀態(tài)。狀態(tài)與狀態(tài)之間由轉(zhuǎn)換條件分隔，相鄰的狀態(tài)具有不同的動作，當(dāng)相鄰兩狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換條件得到滿足時，相鄰狀態(tài)就實現(xiàn)轉(zhuǎn)換，即上面的動作結(jié)束下面的動作開始，描述這一狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程的圖就稱為狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

狀態(tài)器軟器件S是構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的基本元素，共有1000點電氣柜

步進(jìn)梯形圖指令的特點

步進(jìn)梯形指令僅對狀態(tài)器S有效，但是對于用作一般輔助繼電器的狀態(tài)器S，則不能采用STL指令，而只能采用基本指令。在STL指令后，只能采用SET和RST指令作為狀態(tài)器S的置位或復(fù)位輸出。STL與LD指令比較

轉(zhuǎn)移源自自動復(fù)位：采用STL指令，當(dāng)狀態(tài)器S接通時，短相保護(hù)電氣柜，順序控制轉(zhuǎn)移狀態(tài)器S的相繼狀態(tài)，同時，轉(zhuǎn)移源狀態(tài)器S自動復(fù)位

允許雙重輸出：由于STL指令具有轉(zhuǎn)移源自動復(fù)位功能，因此STL指令允許雙重甚至多重輸出，

主控功能：使用STL指令，取指令LD移到右邊，使用RET指令后，取指令返回到原來的母線上。

6.3.6各種編程方式的比較電氣柜

1 編程方式的通用性電氣柜

2 不同編程方式設(shè)計的程序長度比較

3 電路結(jié)構(gòu)及其他方面的比較電氣柜

一、系統(tǒng)的安裝與調(diào)試

合理安排系統(tǒng)安裝與調(diào)試程序，是確保高效優(yōu)質(zhì)地完成安裝與調(diào)試任務(wù)的關(guān)鍵。

1、前期技術(shù)準(zhǔn)備

系統(tǒng)安裝調(diào)試前的技術(shù)準(zhǔn)備工作越充分，安裝與調(diào)試就會越順利。前期技術(shù)準(zhǔn)備工作包括下列內(nèi)容：

(1)熟悉PC隨機(jī)技術(shù)資料、原文資料，深入理解其性能、功能及各種操作要求，制訂操作規(guī)程。

(2)深入了解設(shè)計資料、對系統(tǒng)工藝流程，特別是工藝對各生產(chǎn)設(shè)備的控制要求要有了解，在此基礎(chǔ)上，按子系統(tǒng)繪制工藝流。程聯(lián)鎖圖、系統(tǒng)功能圖、系統(tǒng)運行邏輯框圖、這將有助于對系統(tǒng)運行邏輯的深刻理解，是前期技術(shù)準(zhǔn)備的重要環(huán)節(jié)。

(3)熟悉各工藝設(shè)備的性能、設(shè)計與安裝情況，特別是各設(shè)備的控制與動力接線圖，并與實物相對照，以及時發(fā)現(xiàn)錯誤并糾正。

(4)在了解設(shè)計方案與PC技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，列出PC輸入輸出點號表(包括內(nèi)部線圈一覽表，I/O所在位置，對應(yīng)設(shè)備及各I/O點功能)。

(5)研讀設(shè)計提供的程序，對邏輯復(fù)雜的部分輸入、輸出點繪制時序圖，一些設(shè)計中的邏輯錯誤，在繪制時序圖時即可發(fā)現(xiàn)。

(6)分子系統(tǒng)編制調(diào)試方案，然后在集體討論的基礎(chǔ)上綜合成為全系統(tǒng)調(diào)試方案。

2、PLC商檢

商檢應(yīng)有甲乙雙方共同進(jìn)行，應(yīng)確認(rèn)設(shè)備及備品、備件、技術(shù)資料、附件等的型號、數(shù)量、規(guī)格，其性能是否完好待實驗室及現(xiàn)場調(diào)試時驗證。商檢結(jié)果，雙方應(yīng)簽署交換清單。

3、實驗室調(diào)試

(1)PLC的實驗室安裝與開通制作金屬支架，將各工作站的輸入、輸出模塊固定其上，按安裝提要以同軸電纜將各站與主機(jī)、編程器、打印機(jī)等相連接，檢查接線正確，供電電源等級與PLC電壓選擇相符合后，按開機(jī)程序送電，裝入系統(tǒng)配置帶，確認(rèn)系統(tǒng)配置，裝入編程器裝載帶、編程帶等，按操作規(guī)程將系統(tǒng)開通，此時即可進(jìn)行各項操作試驗。

(2)鍵入工作程序

(3)模擬I/O輸入、輸出，檢查修改程序本步驟的目的在于驗證輸入的工作程序的正確性，該程序的邏輯所表達(dá)的工藝設(shè)備的聯(lián)鎖關(guān)系是否與設(shè)計的工藝控制要求相符，程序是否暢通。

調(diào)試方法有兩種：

①模擬方法：按設(shè)計做一塊調(diào)試板，以鈕子開關(guān)模擬輸入節(jié)點，以小型繼電器模擬生產(chǎn)工藝設(shè)備的繼電器與接觸器，其輔助接點模擬設(shè)備運行時的返回信號節(jié)點

②強(qiáng)置方法：利用PLC強(qiáng)置功能，對程序中涉及現(xiàn)場的機(jī)械觸點(開關(guān))，以強(qiáng)置的方法使其“通”、“斷”，迫使程序運行。其優(yōu)點是調(diào)試工作量小，簡便，不需另外增加費用。缺點是邏輯驗證不全，人工強(qiáng)置模擬現(xiàn)場節(jié)點“通”、“斷”，會造成程序運行不能連續(xù)，只能分段進(jìn)行。

根據(jù)我們現(xiàn)場調(diào)試的經(jīng)驗，對部分重要的現(xiàn)場節(jié)點采取模擬方式，其余的采用強(qiáng)置方式，取二者之長互補(bǔ)。

4、PLC的現(xiàn)場安裝與檢查

實驗室調(diào)試完成后，待條件成熟，將設(shè)備移至現(xiàn)場安裝。安裝時應(yīng)符合要求，插件插入牢靠，并用螺栓緊固；通信電纜要統(tǒng)一型號，不能混用，必要時要用儀器檢查線路信號衰減量，其衰減值不超過技術(shù)資料提出的指標(biāo)；測量主機(jī)、I/O柜、連接電纜等的對地絕緣電阻；測量系統(tǒng)專用接地的接地電阻；檢查供電電源等等，并做好記錄，待確認(rèn)所有各項均符合要求后，才可通電開機(jī)。

5、現(xiàn)場設(shè)備接線、I/O接點及信號檢查調(diào)整

對現(xiàn)場各工藝設(shè)備的控制回路、主回路接線的正確性進(jìn)行檢查并確認(rèn)，在手動方式下進(jìn)行單體試車；對進(jìn)入PLC系統(tǒng)的全部輸入點(包括轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕、繼電器與接觸器觸點，限位開關(guān)、儀表的位式調(diào)試開關(guān)等)及其與PLC輸入模塊的連線進(jìn)行檢查并反復(fù)操作，確認(rèn)其正確性；

因為只要所有外部工藝設(shè)備完好，所有送入PLC的外部節(jié)點正確、可靠、穩(wěn)定，所有線路連接無誤，加上程序邏輯驗證無誤，則進(jìn)入聯(lián)動調(diào)試時，就能一舉成功，收到事半功倍的效果。

6、系統(tǒng)模擬聯(lián)動空投試驗

本步驟的試驗?zāi)康氖菍⒔?jīng)過實驗室調(diào)試的PLC機(jī)及邏輯程序，放到實際工藝流程中，通過現(xiàn)場工藝設(shè)備的輸入、輸出節(jié)點及連接線路進(jìn)行系統(tǒng)運行的邏輯驗證。

對模擬聯(lián)動空投實驗中不能動作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，料位開關(guān)、限位開關(guān)、儀表的開關(guān)量與模擬量輸入、輸出節(jié)點，與其他子系統(tǒng)的聯(lián)鎖等，視具體情況采用手動輔助、外部輸入、機(jī)內(nèi)強(qiáng)置等手段加以模擬，以協(xié)助PLC指揮整個系統(tǒng)按設(shè)計的邏輯控制要求運行。

7、PLC控制的單體試車

步驟試驗的目的是確認(rèn)PLC輸出回路能否驅(qū)動繼電器、接觸器的正常接通，而使設(shè)備運轉(zhuǎn)，并檢查運轉(zhuǎn)后的設(shè)備，其返回信號是否能正確送人PLC輸入回路，限位開關(guān)能否正常動作。

試驗時應(yīng)特別注意，被強(qiáng)置的設(shè)備應(yīng)懸掛運轉(zhuǎn)危險指示牌，設(shè)專人值守。待機(jī)旁值守人員發(fā)出指令后，PLC操作人員才能強(qiáng)置設(shè)備起動。

8、PLC控制下的系統(tǒng)無負(fù)荷聯(lián)動試運轉(zhuǎn)

本步驟的試驗?zāi)康氖谴_認(rèn)經(jīng)過單體無負(fù)荷試運的工藝設(shè)備與經(jīng)過系統(tǒng)模擬試運證明邏輯無誤的PLC聯(lián)接后，能否按工藝要求正確運行，信號系統(tǒng)是否正確，檢驗各外部節(jié)點的可靠性、穩(wěn)定性。

二、信號衰減問題的討論

(1)從PLC主機(jī)至I/O站的信號衰減值為35dB。

(2)通信電纜采用單總線方式敷設(shè)，即由統(tǒng)一的通信干線通過分支器接I/O站，而不是呈星敷設(shè)。

(3)分支器應(yīng)盡可能靠近I/O站，以減少干擾。

(4)通信電纜末端應(yīng)接75Ω電阻的BNC電纜終端器，保壓電氣柜，與各I/O柜相連接，將電纜由I/O柜拆下時，帶75Ω電阻的終端頭應(yīng)連在電纜網(wǎng)絡(luò)的一頭，以保持良好的匹配。

(5)通信電纜與高壓電纜間距至少應(yīng)保證40cm/kV；必須與高壓電纜交叉時，必須垂直交叉。

(6)通信電纜應(yīng)避免與交流電源線平行敷設(shè)，以減少交流電源對通信的干擾。

(7)通信電纜敷設(shè)要避開高溫及易受化學(xué)腐蝕的地區(qū)。

(8)電纜敷設(shè)時要按0.05%/℃留有余地，以滿足熱脹冷縮的要求。

(9)所有電纜接頭，分支器等均應(yīng)連接緊密，用螺釘緊固。

(10)剝削電纜外皮時，切忌損壞屏蔽層，切斷金屬鉑與絕緣體時，一定要用剝線鉗，切忌刻傷損壞中心導(dǎo)線。

三、系統(tǒng)接地問題的討論

(1)主機(jī)及各分支站以上的部分，其接地應(yīng)用10mm2的編織銅線匯接在一起經(jīng)單獨引下線接至獨立的接地網(wǎng)，一定要與低壓接地網(wǎng)分開，以避免干擾。系統(tǒng)接地電阻應(yīng)小于4Ω。PLC主機(jī)及各屏、柜與基礎(chǔ)底座間要墊3mm厚橡膠使之絕緣、螺栓也要經(jīng)過絕緣處理。

(2)I/O站設(shè)備本體的接地應(yīng)用單獨的引下線引至共用接地網(wǎng)。

(3)通信電纜屏蔽層應(yīng)在PLC主機(jī)側(cè)I/O處理模塊處一起匯集接到系統(tǒng)的專用接地網(wǎng)，在I/O站一側(cè)則不應(yīng)接地。電纜接頭的接地也應(yīng)通過電纜屏蔽層接至專用接地網(wǎng)。

(4)電源應(yīng)采用隔離方式，即電源中性線浮地，當(dāng)不平衡電流出現(xiàn)時將經(jīng)電源中性線直接進(jìn)入系統(tǒng)中性點，而不會經(jīng)保護(hù)接地形成回路，定做電氣柜，造成對PLC運行和干擾。

(5)I/O模塊的接地接至電源中性線上。

1 ． PLC 型號的選擇

在作出系統(tǒng)控制方案的決策之前，要詳細(xì)了解被控對象的控制要求，從而決定是否選用 PLC 進(jìn)行控制。在控制系統(tǒng)邏輯關(guān)系較復(fù)雜（需要大量中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等） 、工藝流程和產(chǎn)品改型較頻繁、需要進(jìn)行 數(shù)據(jù)處理和信息管理（有數(shù)據(jù)運算、模擬量的控制、 PID 調(diào)節(jié)等）、系統(tǒng)要求有較高的可靠性和穩(wěn)定性、準(zhǔn)備實現(xiàn)工廠自動化聯(lián)網(wǎng)等情況下，使用 PLC 控制是很必要的。

目前，國內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的 PLC產(chǎn)品，使用戶眼花繚亂、無所適從。所以權(quán)衡利弊、合理地選擇機(jī)型才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)實用的目的。一般選擇機(jī)型要 以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費。機(jī)型的選擇可從以下幾個方面來 考慮。

（ 1 ）對輸入 / 輸出點的選擇 盲目選擇點數(shù)多的機(jī)型會造成一定浪費。 要先弄清除控制系統(tǒng)的 I/O 總點數(shù)，再按實際所需總點數(shù)的 15 ～ 20 ％留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需 PLC的點數(shù)。 另外要注意，一些高密度輸入點的模塊對同時接通的輸入點數(shù)有限制，一般同時接通的輸入點不得超過總輸入點的60 ％； PLC每個輸出點的驅(qū)動能力 （ A/ 點）也是有限的，有的 PLC 其每點輸出電流的大小還隨所加負(fù)載電壓的不同而異； 一般PLC

的允許輸出電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等。在選型時要考慮這些問題。PLC 的輸出點可分為共點式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級，但這種 PLC平均每點的價格較高。如果輸出信號之間不需要隔離，則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的 PLC 。

（ 2 ）對存儲容量的選擇 對用戶存儲容量只能作粗略的估算。在僅對開關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)中，可以用輸入總點數(shù)乘 10 字 / 點＋輸出總點數(shù) 乘 5 字 / 點來估算；計數(shù)器 / 定時器按（ 3 ～ 5 ）字 / 個估算；有運算處理時按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模擬量輸 入 / 輸出的系統(tǒng)中，可以按每輸入 / （或輸出）一路模擬量約需（ 80 ～ 100 ）字左右的存儲容量來估算；有通信處理時 按每個接口 200 字以上的數(shù)量粗略估算。后，一般按估算容量的 50 ～ 100 ％留有裕量。對缺乏經(jīng)驗的設(shè)計者，選擇容量時留有裕 量要大些。 （ 3 ）對 I/O 響應(yīng)時間的選擇PLC 的 I/O 響應(yīng)時間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時間延遲（一般在 2 ～ 3 個掃描周期）等。對開關(guān)量控制的系統(tǒng)， PLC 和 I/O 響應(yīng)時間一般都能滿足實際工程的要求，可不必考慮 I/O 響應(yīng)問題。但對模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個問題。 （ 4 ）根據(jù)輸出負(fù)載的特點選型不同的負(fù)載對 PLC的輸出方式有相應(yīng)的要求。例如，頻繁通斷的感性負(fù)載，應(yīng)選擇晶體管或晶閘管輸出型的，而不應(yīng)選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的 PLC有許多優(yōu)點，如導(dǎo)通壓降小，有隔離作用，價格相對較便宜，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強(qiáng)，其負(fù)載電壓靈活 （可交流、可直流）且電壓等級范圍大等。所以動作不頻繁的交、直流負(fù)載可以選擇繼電器輸出型的PLC。

（ 5 ）對在線和離線編程的選擇

離線編程示指主機(jī)和編程器共用一個 CPU ，通過編程器的方式選擇開關(guān)來選擇 PLC 的編程、監(jiān)控和運行工作狀態(tài)。編程狀態(tài)時， CPU 只為編程器服務(wù)，而不對現(xiàn)場進(jìn)行控制。專用編程器編程屬于這種情況。在線編程是指主機(jī)和編程器各有一個 CPU ， 主機(jī)的 CPU 完成對現(xiàn)場的控制，在每一個掃描周期末尾與編程器通信，編程器把修改的程序發(fā)給主機(jī)，在下一個掃描周期主機(jī)將 按新的程序?qū)ΜF(xiàn)場進(jìn)行控制。計算機(jī)輔助編程既能實現(xiàn)離線編程，也能實現(xiàn)在線編程。在線編程需購置計算機(jī)，并配 置編程軟件。采用哪種編程方法應(yīng)根據(jù)需要決定。

（ 6 ）據(jù)是否聯(lián)網(wǎng)通信選型

若 PLC 控制的系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動化網(wǎng)絡(luò)，則 PLC 需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能，即要求 PLC 應(yīng)具有連接其他 PLC 、上位計算機(jī)及CRT 等的接口。大、中型機(jī)都有通信功能，目前大部分小型機(jī)也具有通信功能。

（ 7 ）對 PLC 結(jié)構(gòu)形式的選擇

在相同功能和相同 I/O 點數(shù)據(jù)的情況下，整體式比模塊式價格低。但模塊式具有功能擴(kuò)展靈活，維修方便（換模塊） ，容易判斷故障等優(yōu)點，要按實際需要選擇 PLC的結(jié)構(gòu)形式。 2 ．分配輸入 / 輸出點 一般輸入點和輸入信號、輸出點和輸出控制是一一對應(yīng)的。 分配好后，按系統(tǒng)配置的通道與接點號，分配給每一個輸入信號和輸出信號，即進(jìn)行編號。 在個別情況下，也有兩個信號用一個輸入點的，那樣就應(yīng)在接入輸入點前，按邏輯關(guān)系接好線（如兩個觸點先串聯(lián)或 并聯(lián)），然后再接到輸入點。 （ 1 ）確定 I/O 通道范圍不同型號的 PLC ，其輸入 / 輸出通道的范圍是不一樣的，應(yīng)根據(jù)所選 PLC型號，查閱相應(yīng)的編程手冊，決不可 “張冠李戴 ”。必須參閱有關(guān)操作手冊。 （ 2 ）部輔助繼電器 內(nèi)部輔助繼電器不對外輸出，不能直接連接外部器件，而是在控制其他繼電器、定時器 / 計數(shù)器時作數(shù)據(jù)存儲或數(shù)據(jù) 處理用。 從功能上講，內(nèi)部輔助繼電器相當(dāng)于傳統(tǒng)電控柜中的中間繼電器。 未分配模塊的輸入 / 輸出繼電器區(qū)以及未使用 1 ： 1 鏈接時的鏈接繼電器區(qū)等均可作為內(nèi)部輔助繼電器使用。根據(jù)程序設(shè)計的需要，應(yīng)合理安排 PLC 的內(nèi)部輔助繼電器