模块四 数字量控制系统梯形图程序设计方法

任务1 梯形图的经验设计法

一、目标

通过项目教学，让学生了解经验设计法的基本概念，掌握经验设计法的应用及设计特点。

二、要求

（1）了解经验设计法的基本概念。

（2）了解经验设计法的特点。

（3）掌握经验设计法的应用。

三、知识链接

1.经验设计法的定义

经验设计法类似于通常设计继电器电路图的方法，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，不断地修改和完善梯形图。有时需要多次反复地调试和修改，增加一些触点或中间编程元件，最后才能得到一个较为满意的结果。

2.特点

这种方法没有普遍的规律可以遵循，具有很大的试探性和随意性，最后的结果不是唯一的，设计所用的时间、设计和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的设计。

四、设计举例（演示教学）

通过小车的行程控制来说明经验设计法的应用。假设图4-1中的小车开始时停在左限位开关SQ1处。按下右行启动按钮SB1，小车右行，到达限位开关SQ2处时停止运动，8s后小车自动返回起始位置。由控制要求要知，本次设计可以在电动机正/反转PLC控制系统的基础上进行一些修改和完善就可实现控制任务。

1.教学演示所需器材

① S7-200系列PLC一台；

② 计算机一台（具有STEP 7-Micro/WIN V4.0编程软件）；

③ PC/PPI通信电缆一根；

④ 小车送料实训模块；

⑤ 实验导线若干。

2.PLC的I/O分配及功能表（见表4-1）

表4-1 PLC的I/O分配及功能表

3.PLC的外部接线图（见图4-2）

4.梯形图程序（见图4-3）

为了使小车向右的运动自动停止，将右限开关对应的I0.4的常闭触点与控制右行的Q0.0的线圈串联。为了在右端使小车暂停8s，用I0.4的常开触点来控制定时器T37，T37的定时时间到时，其常开触点闭合，给控制Q0.1的启保停电路提供启动信号，使Q0.1的线圈通电，小车自动返回。小车离开SQ2所在的位置后，I0.4的常开触点断开，T37被复位。回到SQ1所在位置时，I0.3的常闭触点断开，使Q0.1的线圈断电，小车停在起始位置。

5.演示步骤

① 按如图4-2所示的线路连接好PLC的外部控制线路。

② 接通PLC的电源。

③ 启动编程软件，单击工具栏“停止”按钮（▇）使PLC处于STOP（停止）状态。

④ 将如图4-3所示的梯形图程序下载到PLC中。

⑤ 单击工具栏“运行”按钮（►）使PLC处于RUN（运行）状态。

⑥ 将小车送料实训模块上的左限位开关SQ1闭合，模拟小车停在左边。

⑦ 单击右行启动按钮SB1，Q0.0灯亮，小车右行，马上断开SQ1。接通右限位开关SQ2，Q0.0灯灭，小车停止运行。8s后Q0.1灯亮，小车左行，马上断开SQ2。接通左限位开关SQ1，Q0.1灯灭，小车停止运行。

6.常闭触点提供的输入信号的处理

有些输入信号只能由常闭触点提供，在图4-2中，热继电器FR的常闭触点接在输入端子I0.5上，在梯形图中，应该用I0.5的常开触点与Q0.0和Q0.1的线圈串联。这是因为在没有过载的正常情况下，FR的常闭触点闭合，I0.5的常开触点闭合，不会影响Q0.0和Q0.1的正常工作。过载时FR的常闭触点断开，I0.5变为OFF，I0.5的常开触点断开，切断了正在运行的Q0.0和Q0.1的线圈，起到了保护作用。