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提供一些关于PLC梯形图编程的实际案例或项目经验!
发布时间:2025-10-07        浏览次数:4        返回列表

PLC 梯形图编程的实际案例和项目经验往往能体现逻辑设计的灵活性,更能反映工业现场的真实需求(如安全联锁、时序配合、抗干扰等)。以下结合单机控制、生产线联动、安全保护三大场景,分享 6 个典型案例及编程思路,涵盖三菱 FX 系列、西门子 S7-1200 等主流 PLC,附关键逻辑解析和项目经验总结。

一、单机控制案例(基础逻辑应用)

案例 1:电机正反转互锁控制(避免短路)

应用场景:传送带换向、闸门升降等需正反转的设备,核心是防止正转(KM1)和反转(KM2)接触器同时吸合导致电源短路。

I/O 分配(三菱 FX3U):
  • 输入:正转按钮 X0(常开)、反转按钮 X1(常开)、停止按钮 X2(常闭)、热继电器 FR(X3,常闭)

  • 输出:正转接触器 Y0、反转接触器 Y1

梯形图核心逻辑:

ladder

// 正转控制(串联反转接触器常闭触点互锁)
X0    Y0    X2    X3    Y1/    Y0
|     |     |     |     |      |
----------------------------------( )

// 反转控制(串联正转接触器常闭触点互锁)
X1    Y1    X2    X3    Y0/    Y1
|     |     |     |     |      |
----------------------------------( )
关键经验:
  1. 硬软双重互锁:程序中用 Y0/、Y1 / 实现软件互锁,同时接触器 KM1、KM2 的辅助常闭触点需串联在对方线圈回路(硬件互锁),防止 PLC 输出点粘连导致短路。

  2. 停止与保护优先:停止按钮 X2 和热继电器 X3 串联在主回路,确保任何时候触发都能切断所有输出。

案例 2:自动送料机(定时 + 计数联动)

应用场景:向冲压机自动送料,要求 “送料 10 次后暂停,按下启动按钮继续”,每次送料间隔 3 秒。

I/O 分配(西门子 S7-1200):
  • 输入:启动 X0、急停 X1(常闭)

  • 输出:送料气缸 Y0(推料)、复位气缸 Y1(回位)

  • 定时器:T0(送料间隔 3 秒)

  • 计数器:C0(计数送料次数,设定值 10)

梯形图核心逻辑:

ladder

// 启动与自锁(C0未计满10次时有效)
X0    M0    X1    C0/    M0
|     |     |     |      |
--------------------------( )

// 送料动作(M0=ON时,Y0得电送料,同时触发定时器)
M0    Y0    T0/    Y0
|     |     |      |
----------------------( )

// 定时3秒后复位气缸动作,计数器加1
T0    Y1    T0
|     |     |
----------------( )
LD    Y1           // 复位气缸动作时,计数器计数
EU                 // 上升沿触发(避免持续计数)
CTU   C0, 10       // 计数到10次时,C0=ON

// 计数满10次后,切断自锁(暂停)
C0    RST M0       // C0=ON时,复位启动自锁
关键经验:
  1. 边沿触发计数:用上升沿指令(EU)确保每次送料只计数 1 次,避免气缸持续动作导致多计数。

  2. 状态复位设计:计数满后不仅要暂停送料,还需确保复位气缸回到初始位置(可增加限位开关 X2 检测复位到位)。

二、生产线联动案例(多设备协同)

案例 3:流水线三段传送带联动(顺序启动,逆序停止)

应用场景:食品包装流水线,三段传送带(A→B→C)需按 “C 先启动→B 启动→A 启动” 的顺序启动,停止时按 “A 先停→B 停→C 停”,防止物料堆积。

I/O 分配(三菱 FX5U):
  • 输入:总启动 X0、总停止 X1、急停 X2

  • 输出:A 带 Y0、B 带 Y1、C 带 Y2

  • 定时器:T0(C→B 间隔 1 秒)、T1(B→A 间隔 1 秒)、T2(A→B 停止间隔 1 秒)、T3(B→C 停止间隔 1 秒)

梯形图核心逻辑:

ladder

// 启动逻辑(总启动+急停有效)
X0    M0    X2    M0
|     |     |     |
----------------------( )

// C带先启动,1秒后启动B带,再1秒后启动A带
M0    Y2                // C带启动
M0    T0    K10(1秒)  // 启动T0计时
T0    Y1                // T0到,B带启动
T0    T1    K10(1秒)  // 启动T1计时
T1    Y0                // T1到,A带启动

// 停止逻辑(总停止触发逆序停止)
X1    M1                // 停止信号触发M1
M1    T2    K10(1秒)  // 先停A带,启动T2
T2    Y0/               // T2到,A带停止
T2    T3    K10(1秒)  // 启动T3计时
T3    Y1/               // T3到,B带停止
T3    Y2/               // 同时C带停止(B停后C立即停)
关键经验:
  1. 时序连锁:用定时器实现启动 / 停止间隔,确保前级设备准备就绪后再动作(如 C 带运行后 B 带才能启动)。

  2. 急停优先级:急停 X2 直接串联在所有输出回路,触发时立即切断所有传送带,无需等待时序。

案例 4:自动焊接机(传感器 + 伺服联动)

应用场景:金属件自动焊接,流程为 “上料检测→定位(伺服驱动)→焊接(5 秒)→下料”,需通过光电传感器确认上料到位,限位开关确认定位完成。

I/O 分配(西门子 S7-1200):
  • 输入:上料到位 X0(光电)、定位完成 X1(限位)、启动 X2、急停 X3

  • 输出:伺服使能 Y0、焊接电磁阀 Y1、下料气缸 Y2

  • 中间继电器:M0(上料完成)、M1(定位中)、M2(焊接中)

梯形图核心逻辑:

ladder

// 上料检测与启动
X0    M0                // 上料到位,M0=ON
X2    M0    X3    M1    // 启动+上料到位,进入定位状态M1
M1    Y0                // 伺服使能,开始定位

// 定位完成后进入焊接
X1    M1/   M2          // 定位完成,复位M1,进入焊接M2
M2    Y1                // 焊接电磁阀动作
M2    T0    K50(5秒)  // 焊接计时
T0    M2/   M3          // 焊接完成,进入下料M3
M3    Y2                // 下料气缸动作(持续1秒)
T0    T1    K10(1秒)  // 下料计时
T1    M3/               // 下料完成,复位所有状态
关键经验:
  1. 状态机设计:用中间继电器(M0~M3)划分 “上料→定位→焊接→下料” 状态,避免动作冲突(如焊接时不能上料)。

  2. 传感器冗余:定位完成除限位开关 X1,可增加伺服位置反馈(如实际位置 = 目标位置)作为双重确认,防止限位失效导致过冲。

三、安全与保护案例(故障处理)

案例 5:液压机双手启动与急停保护

应用场景:液压机压合操作,需双手同时按下启动按钮(防止单手操作时手在模具内),急停触发时立即泄压,且故障时锁定设备。

I/O 分配(三菱 FX3U):
  • 输入:双手按钮 X0、X1(常开,需同时按下)、急停 X2(常闭)、泄压完成 X3(限位)

  • 输出:液压泵 Y0、压合电磁阀 Y1、故障灯 Y2

  • 中间继电器:M0(双手确认)、M1(运行中)、M2(故障锁定)

梯形图核心逻辑:

ladder

// 双手启动确认(X0和X1必须同时闭合,持续0.5秒防误触)
X0    X1    T0    K5(0.5秒)  // 同时按下启动,T0计时
T0    M0                       // 确认双手操作,M0=ON

// 运行逻辑(无故障+急停正常)
M0    M2/   X2    M1    M1     // 启动自锁
M1    Y0    Y1                 // 液压泵和压合动作

// 急停处理(触发后立即泄压)
X2/   RST M1    Y0/   Y1/      // 急停断开,停止所有动作
X2/   T1    K10(1秒)         // 计时等待泄压
T1    X3/   M2                 // 1秒后未泄压完成,触发故障锁定
M2    Y2                       // 故障灯亮,需手动复位(X4)
X4    RST M2                   // 故障复位按钮
关键经验:
  1. 双手启动防误操作:增加 0.5 秒定时器,避免因振动或误触导致单按钮启动。

  2. 故障锁定:急停后若泄压超时(未检测到 X3),用 M2 锁定设备,必须手动复位,防止带故障运行。

案例 6:恒温烘箱(PID + 报警逻辑)

应用场景:电子元件烘干烘箱,需将温度控制在 100±5℃,超温(>110℃)时停机报警,温度低于 90℃时加热。

I/O 分配(西门子 S7-1200):
  • 输入:启动 X0、停止 X1、温度传感器 AIW0(4~20mA 对应 0~200℃)

  • 输出:加热管 Y0、报警灯 Y1

  • 中间变量:PV(当前温度)、SP(设定值 100℃)、H(上限 110℃)、L(下限 90℃)

梯形图核心逻辑(简化):

ladder

// 温度读取与转换(AIW0→PV)
LD    SM0.0
MOVW  AIW0, VW0                // 读取模拟量
ITD   VW0, VD4                 // 转换为双整数
DIV   VD4, 32000, VD8          // 4~20mA对应0~200℃,计算当前温度PV

// 加热控制(低于90℃加热,PID调节可替换此处)
LD    PV < L(90℃)
O     (PV > L AND PV < SP)     // 低于设定值时加热
AN    M0(超温报警)
=     Y0                       // 加热管输出

// 超温报警与停机
LD    PV > H(110℃)
S     M0, 1                    // 置位报警标志
LD    M0
=     Y1                       // 报警灯亮
R     Y0, 1                    // 停止加热
// 报警复位需按下停止按钮X1
LD    X1
R     M0, 1
关键经验:
  1. 模拟量处理:传感器信号需转换为实际温度值(注意量程对应),并加滤波(如取 3 次平均值),避免波动导致误动作。

  2. PID 优化:简单逻辑可用上下限控制,高精度场景需启用 PLC 的 PID 指令(如三菱的 PID 指令、西门子的 FB41),并通过调试软件整定参数(比例 P、积分 I)。

四、通用项目经验总结

  1. 逻辑分层设计:将程序分为 “输入处理层(滤波、信号转换)→ 逻辑控制层(动作流程)→ 输出处理层(驱动执行元件)”,便于调试和修改。

  2. 注释规范:每个网络(逻辑块)加功能注释(如 “送料计时逻辑”),关键触点 / 线圈标注含义(如 “X0:上料到位(光电传感器)”),后期维护效率提升 50%。

  3. 安全优先:急停、过载等安全信号必须 “硬软结合”(程序和硬件回路同时串联),确保任何单一故障(如 PLC 死机)不导致危险。

这些案例覆盖了 80% 以上的工业控制场景,核心是通过 “触点串联 / 并联实现条件判断,线圈 / 定时器 / 计数器实现状态转换”,同时结合现场需求设计安全和容错逻辑。实际编程

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