精选总结-PLC课程基础知识

PLC基础知识 1 可编程序控制器 PLC ProgrammableLogicController ProgrammableController PersonalComputer 2 缺点 硬设备多接线复杂改变设计困难 可编程序控制器的历史 60年代继电接触控制系统 优点 简单易懂价格便宜 3 可编程序控制器的产生 1969年 美国DEC公司研制出世界上第一台可编程控制器 GM10条是促使其问世的直接原因 1 编程方便 可在现场修改程序 2 维修方便 最好是插件式结构 3 可靠性高于继电器控制装置 4 体积小于继电器控制装置 5 数据可以直接输入管理计算机 4 6 可以直接用交流115V输入 7 输出为交流115V 负载电流要求2A以上 可直接驱动电磁阀 接触器等负载元件 8 通用性强 易扩展 扩展时原系统只需很少变更 9 用户存储器容量大于4KB 10 成本可与继电器控制装置竞争 5 国内外主要PLC产品概况 1美国的PLC产品 美国是PLC生产大国 在美国注册的PLC厂商己超过百家 其中A B公司 通用电气 GE 公司 莫迪康 MODICON 公司 德州仪器 T1 公司 歌德 Gould 公司 西屋公司等都是著名的大公司 A B公司是美国最大的PLC制造商 其产品约占美国PLC市场50 的份额 A BPLC 6 2欧洲的PLC产品 德国的西门子 SIEMENS AEG及法国的TI公司是欧洲著名的PLC制造商 德国的西门子的电子产品以性能精良而久负盛名 西门子的主推产品是S5系列 有S5 90U S5 95U S5 100U S5 115U S5 115UH S5 155U S5 155H是西门子近期推出了S7系列机 有S7 200 小型 S7 300 中型 及S7 400 大型 施耐德ModiconTSXPremium 西门子S7 300系列 西门子S5系列 7 3日本的PLC产品 日本的小型PLC很有特色如欧姆龙 三菱 松下 富士 日立 东芝等 在世界小型PLC市场上 日本产品约占有70 的份额 在中国 OMRON产品的销量居首位 OMRON公司的PLC产品 大 中 小 微型具全 微型机 SP系列 小型机 P型 H型 CPM1A系列 CPM2A系列以及CPM2C CQM1 CQM1H等 中型机 C200H C200H C200HX C200HG C200HE CSl系列 大型机 C1000H C2000H CV CV500 CV1000 CV2000 CVM1 等 欧姆龙CPM2C S1口0C小型PL 欧姆龙C60P 欧姆龙CPM1A 20CDRA A 8 3日本的PLC产品 三菱公司的PLC也是较早进入中国市场的产品 其小型机F1 F2系列 F1 F2 12M F1 F2 20M F1 F2 40M F1 F2 60M FX系列 FX 16M FX 24M FX 32M 48M FX 64M FX 80M FX2系列 FX2 16M FX2 24M FX2 32M FX2 48M FX2 64M FX2 80M FX2N FX2N 16M FX2N 128M 三菱公司的中 大型机为A系列 典型产品有A1 A2 A3系列等 三菱FX1N系列 三菱FX2N系列 三菱MELSEC Q系列 9 3日本的PLC产品 松下电工公司的PLC产品中 FP0为微型机 FP1为整体式小型机 FP3为中型机 FP5 EPl0 FPl0的改进型 FP20为大型机 其中FP20是最新产品 松下FP1 C16 松下FP1 C72 10 4我国的PLC产品 中国科学院自动化研究所的PLC 0088 北京联想计算机集团公司的GK 40 上海机床电器厂的CKY 40 上海起重电器厂的F 40MR旧R 苏州电子计算机厂的YZ PC 001A 原机电部北京机械工业自动化研究所的MPC 001 20 KB 20 40 杭州机床电器厂的DKK02 天津中环自动化仪表公司的DJK S 84 86 480 上海自立电子设备厂的KKI系列 上海香岛机电制造有限公司的ACMY S80 ACMY S256 无锡华光电子工业有限公司 合资 的SR 10 SR 20 21等 江苏无锡HL 26R2小型PLC 11 国际电工委员会 IEC 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统 专为在工业环境下应用而设计 它采用可编程序的存储器 用来在其内部存储执行逻辑运算 顺序控制 定时 计数和算术运算等操作的指令 并通过数字式 模拟式的输入和输出 控制各种类型的机械或生产过程 可编程序控制器及其有关设备 都应按易于与工业控制器系统连成一个整体 易于扩充其功能的原则设计 可编程序控制器的定义 12 1 灵活性和通用性强 可编程序控制器的特点 2 抗干扰能力强 可靠性高 4 PLC与外部设备的连接简单 使用方便 3 编程语言简单易学 5 PLC的功能强 功能的扩展能力强 6 PLC控制系统的设计 调试周期短 7 PLC体积小 重量轻 易于实现机电一体化 13 常闭 线圈 触点类型 常开 14 指令 指令组成 指令系统 程序内的指令一般包括三部分 即 地址 助记符 操作数 有的指令的操作数可能不止一个 也可以没有操作数 即 地址 指令符 操作数1 操作数2 操作数3 0LDX000 1MOV 0003D0 8END 15 梯形图语言 1 梯形图是一种图形语言 它沿用了继电器电路控制中的触点 线圈 串 并联等术语和图形符号 并增加了一些继电接触控制中没有的符号 16 2 梯形图语言 程序 是一种具有单电源 含左 右母线 呈梯形结构的二端网络图形 梯形图程序的画法规则是 将继电器电路控制的电路稍微加以改动即可 一般电源不再画出 但规定左母线为高电位端 右母线可以省略不画 3 梯形图是程序的一种表示方法 它只能代替继电气电路的控制电路 不能代替主电路 但它不是控制电路 17 18 19 20 FX2N系列PLC的认识 21 22 FX系列PLC型号的含义在PLC的正面 一般都有表示该PLC型号的符号 通过阅读该符号即可以获得该PLC的基本信息 FX系列PLC的型号命名基本格式如下 23 序列号 0 0S 0N 2 2C 1S 2N 2NCI O总点数 10 256单元类型 M 基本单元 E 输入输出混合扩展单元及扩展模块EX 输入专用扩展模块EY 输出专用扩展模块输出形式 R 继电器输出T 晶体管输出S 晶闸管输出 24 特殊品种区别 DC电源 DC输入A1 AC电源 AC输入 大电流输出扩展模块 1A 1点 立式端子排的扩展模块 接插口输入输出方式 输入滤波器1ms的扩展模块 TTL输入扩展模块 独立端子 无公共端 扩展模块 25 若特殊品种一项无符号 说明通指AC电源 DC输入 横排端子排 继电器输出 2A 点 晶体管输出 0 5A 点 晶闸管输出 0 3A 点 例如 FX2N 48MRD含义为FX2N系列 输入输出总点数为48点 继电器输出 DC电源 DC输入的基本单元 又如FX 4EYSH的含义为FX系列 输入点数为0点 输出4点 晶闸管输出 大电流输出扩展模块 FX还有一些特殊的功能模块 如模拟量输入输出模块 通信接口模块及外围设备等 使用时可以参照FX系列PLC产品手册 FX2N系列17种基本单元 CPU单元或主机单元 见表1 2 26 27 28 PLC编程软元件和功能 软继电器 输入继电器 X 输出继电器 Y 辅助继电器 M 定时器 T 计数器 C 等 输入继电器 X 是PLC接受外部开关信息的接口 外部开关信息包括 按钮信号SB 开关信号SA 行程开关信号SQ 热继电器的保护措施FR 传感器的输出 29 编号范围 x000 x267 184点 8进制 30 输出继电器 Y 是PLC向外部负载输出信息的接口 外部负载包括 电动机 接触器 KM 灯 L 电磁阀 二极管 编号范围 Y000 Y267 184点 31 辅助继电器 M 用法和输出继电器相似 相当于中间继电器 不同的是这些触点不能直接驱动外部负载 也就是说不能写在I O分配表里和画在外部接线图中 辅助继电器地址分配表 32 1 按下启动按钮SB1 电机连续运行 按下停止按钮SB2 电机停止运行 有过载保护 I 0的写法 I SB1 X0SB2 X1FR X2 O KM Y0 33 2 按下SB1第一台电机启动 按下SB2第二台电机启动 第一台电机未启动 按SB2无效 按下SB4第二台电机停车 按下SB3第一台电机停车 第二台电机未停车 按SB3无效 3 有彩灯8盏 控制要求如下 按下启动按钮 第一盏彩灯HL1亮 2S后HL2亮 2S后HL3亮 依次类推 直到8盏灯全亮 任意时刻按下停止按钮 所有灯全灭 34 35 注意事项 1 输入部分 无论是常开或常闭触点 一律画成常开 2 输出部分 辅助继电器不画在图中 3 电源部分 输入部分不接电源 输出部分根据负载的特性不同而不同 可以是直流也可以是交流 大小可以变化 36 例4 笼型电动机正反转的控制电路 37 1 确定I O点数及分配 2 外部接线图 38 3 编制梯形图 4 指令语句 39 基本控制电路 典型电路举例 例1电动机的点动控制线路 用途 机床对刀 调零 行车 电动葫芦等 40 1 I O分配表 I SB2 X2 O KM Y0 2 外部接线图 41 3 画出梯形图 4 写出指令表 42 例2电动机的启动停止 连续运转 控制线路 启 保 停电路 43 1 I O分配表 I SB1 X0SB2 X1FR X2 O KM Y0 2 外部接线图 44 3 画出梯形图 45 4 写出指令表 46 练习 1 两台电机的控制 要求 按下SB1第一台电机启动 按下SB2第二台电机启动 按下SB3第一台电机停车 按下SB4第二台电机停车 两台电机均有过载保护 47 例3三相异步电动机的点动 长动控制 48 块串联指令ANB与块并联指令ORB 49 若有多个串联回路块按顺序与前面的回路并联时 对每个回路块使用ORB指令 则对并联的回路个数没有限制 若成批使用ORB指令并联连接多个串联回路块时 由于LD LDI指令的重复次数限制在8次以下 因此这种情况下并联的回路个数限制在8个以下 指令块1 指令块2 50 ORB指令的应用 51 ANB指令的应用 若有多个并联回路块按顺序与前面的回路串联时 对每个回路块使用ANB指令 则对串联的回路个数没有限制 若成批使用ANB指令串联连接多个并联回路块时 由于LD LDI指令的重复次数限制在8次以下 因此这种情况下串联的回路个数限制在8个以下 指令块1 指令块2 52 LDXOORX2LDX1ORIX3LDX4ORIX5ANBANBOUTY0 53 54 昨天你学会了哪些知识 55 一 PLC的编程步骤1 控制对象的生产工艺过程及控制要求分析 确定程序的输入和输出 2 PLC的资源分配 即写出I O分配表 3 接线设计 即画出外部接线图 4 程序编制 绘制梯形图 5 程序的调试及修改完善 56 二 编程规则 1 梯形图中左 右两条线称为母线 2 触点始于左母线 不能直接同右母线相连 3 线圈接于右母线 不能直接同左母线相连 4 同一编号接点的使用不受个数限制 5 同一编号线圈在同一程序中只能使用一次 6 程序的编写必须符合顺序执行的原则 从左向右 从上到下 7 57 三 编程技巧 在具有并联关系的梯形图中 串联触点多的电路应放在上边 如下图所示 a 电路安排不当 b 电路安排得当 58 在具有串联关系的梯形图中 并联触点多的电路应放在左边 如下图所示 a 电路安排不当 b 电路安排得当 59 3 对于结构比较复杂的梯形图 可重复使用触点来简化电路 如下图所示 a 复杂电路 b 重新排列电路 60 4 对于桥式电路 不能直接进行变换 应对电路进行变换 如下图所示 a b 61 想一想 练一练1 62 参考做法 63 想一想 练一练2 64 参考做法 65 CPU存储器输入 输出 I O 接口电源编程设备 PLC的结构和工作原理 PLC的结构及各部分的作用 结构组成 66 PLC硬件系统结构图 电源 输入设备 输出设备 外部设备接口 主机 PLC 67 1 主机 CPU是PLC的核心 主要用来运行用户程序 监控输入 输出接口状态 主机部分包括中央处理器 CPU 系统程序存储器和用户程序及数据存储器 PLC内部存储器 系统程序存储器 用户程序数据存储器 系统程序存储器 主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序 系统程序已由厂家固定 用户不能更改 用户程序及数据存储器 主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据 中间结果 68 2 输入 输出 I O 接口 输入接口用于接收输入设备 如 按钮 行程开关 传感器等 的控制信号 输出接口用于将经主机处理过的结果通过输出电路去驱动输出设备 如 接触器 电磁阀 指示灯等 I O接口是PLC与输入 输出设备联接的部件 I O接口一般采用光电耦合电路 以减少电磁干扰 69 3 电源 PLC电源指为CPU 存储器 I O接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳压电源 输出三种形式 继电器 低速大功率可控硅 高速大功率晶体管 高速小功率 70 4 编程设备 输入 检查 修改 调试用户程序或在线监视PLC工作状况 除手持编程器外 目前 使用较多的是利用通信电缆将PLC和计算机联接 并利用专用的工具软件进行编程或监控 6 外部设备接口 I O扩展接口用于将扩充外部输入 输出端子数扩展单元与基本单元 即主机 联接在一起 5 输入输出扩展接口 此接口可将编程器 打印机 条形码扫描仪等外部设备与主机相连 71 编程练习 主要练习基本环节 脱离电力拖动的图形 1 按下SB1 L1亮 按下SB2 L2亮 按下SB3 L1 L2灭 2 按下SB1 L1亮 按下SB2 L1灭L2亮 按下SB3 L2灭 3 按下SB1 L1亮 按下SB2 L1灭L2亮 按下SB3 L2灭L1亮 SB4为急停 4 按下SB1 L1 L2亮 按下SB2 L2 L3亮 按下SB3 L3 L4亮 按下SB4 L3L4灭 72 小组作业 每个小组商议后定出一个题目 各个小组轮换做题 最后评比出出题有水准的组别 出题时间为20分钟 范围 点动 Q B T 正反转等基本环节的组成 73 三相笼型异步电动机星 三角减压起动控制电路 74 黄蓝白黑红紫绿红黄蓝红黑绿紫白蓝紫红白黑 请依次说出下列各字的颜色 尚未有人能在10秒钟内一字不差的念完 不信你试试 75 有一个灯 按下起动按钮SB1 L1亮6s后自动停止 按下起动按钮SB2 L1亮9s后自动停止 有一个急停按钮SB3 9s和6s之间有互锁 76 PLC的工作原理 PLC的工作原理是 循环扫描 其工作过程分为输入采样 程序执行和输出刷新三个阶段 并进行周期循环 输入端子 输入锁存器 输入状态寄存器 输出锁存器 输出状态寄存器 输出端子 程序执行 读 读 写 输入采样 程序执行 输出刷新 一条指令所需时间一般不超过100ms 77 PLC的主要技术性能 1 I O点数 指PLC外部输入和输出 端子数 通常小型机有几十点 中型机有几百个点 而大型机超过千点 2 用户程序存储容量 用来衡量PLC所能存储用户程序的多少 在PLC中 程序指令按 步 存储 一 步 占用一个地址单元 一条指令有的往往不止一 步 一个地址单元一般占两个字节 3 扫描速度 指扫描1000步用户程序所需的时间 以ms 千步为单位 有时也用扫描一步指令的时间计 如 s 步 78 4 指令系统条数 PLC具有基本指令和高级指令 指令的种类和数量越多 其软件功能越强 5 编程元件的种类和数量 编程元件是指输入继电器 输出继电器 辅助继电器 定时器 计数器 通用 字 寄存器 数据寄存器及特殊功能继电器等 其种类和数量的多少是衡量PLC硬件功能强弱的一个指标 PLC内部 继电器 是存储器的存储单元 当写入该单元逻辑状态为 1 时 则表示相应继电器的线圈接通 其动合触点闭合 动断触点断开 所以PLC内部这些继电器称为 软 继电器 79 辅助继电器 M 特殊辅助继电器 M8000 M8255 特殊辅助继电器是具有某项特定功能的辅助继电器通常可分为两类 触点型和线圈型 触点型特殊辅助继电器的线圈由PLC自动驱动 用户只可以利用其触点 线圈型特殊辅助继电器的线圈由用户控制 其线圈得电后 PLC作出特定动作 80 触点型1 M8000 M8001 运行监视用特殊辅助继电器PLC运行时M8000得电 M8001断电 PLC停止时M8000失电 M8001得电 81 触点型2 M8002 M8003 初始脉冲特殊辅助继电器M8002 M8003 只在PLC开始运行的第一个扫描周期内得电 断电 其余时间均断电 得电 常用M8002的触点作为一些继电器的初始化复位信号 82 触点型3 M8011 M8012 M8013 M8014 分别为产生周期为10ms 100ms 1s 1min脉冲的特殊辅助继电器 PLCRUN 例如 83 定时器 T PLC的定时器相当于电器系统中的通电延时时间继电器 定时器可提供无数对的常开 常闭延时触点供编程用 定时器中有一个设定值寄存器 一个当前值寄存器和一个用来存储其输出触点的映象寄存器 一个二进制位 这三个量使用同一地址编号 但使用场合不一样 意义也不同 定时器时可分为通用定时器 积算定时器 掉电保持 二种 84 PLC定时器工作原理 定时器是根据时钟脉冲累积计数而达到定时的目的 时钟脉冲有1ms 10ms 100ms 当所计数达到设定值时 其触点动作 设定值可用常数K或数据寄存器D的内容来设置 85 通用定时器不具备断电的保持功能 但具有自复位功能 即当输入电路断开或停电时定时器复位 通用定时器有100ms和10ms两种 设定值 常数K或数据寄存器D的内容 设定值的范围 1 327670 1 3276 7S 86 编号 FX0SFX1SFX0NFX1NFX2N FX2NC 100msT0 T49T0 T62T0 T62T0 T199 10msT24 T49T32 T62T32 T62T200 T245 1ms T63 87 100ms定时器定时范围为0 1 3276 7s 10ms定时器 除FX2N外 M8028 ON时 定时范围为0 01 327 67s 1ms定时器 FX0NT63 采用中断计数 定时范围为0 001 32 767s 88 通用定时器 例 89 按顺序工作的联锁控制线路 在电动机M1 油泵 起动后M2才能起动的控制电路 90 按下启动按钮L1亮 1S后L2亮L1灭 1S后L3亮L2灭 LS后L4亮L3灭 1S后L4灭 有急停按钮 两种方法 启动 X0急停 X1 L1 Y0L2 Y1L3 Y2L4 Y3 91 92 93 按下启动按钮L1亮 1S后L2亮L1灭 1S后L3亮L2灭 LS后L4亮L3灭 1S后L4灭 L1亮 开始循环 直到按下停止按钮为止 两种方法 启动 X0停止 X1 L1 Y0L2 Y1L3 Y2L4 Y3 94 95 96 小测验 2 30 3 301 按下SB1 L1延时1S亮 运行1S后L1灭L2亮 1S后L2灭L3亮 1S后L3灭 SB2为急停按钮 2 有4个照明灯 当PLC上电后 L1 L2常亮 按下SB1 L3 L4亮 5s后L3 L4闪烁 频率f 1HZ SB2为急停按钮 97 多重输出指令MPS MRD MPPMPS为进栈指令MRD为读栈指令MPP为出栈指令 98 99 一段堆栈与ANB ORB指令并用 100 二段堆栈实例 101 三段堆栈实例 102 MPS MRD MPP指令在使用中应注意 1 MPS MRD MPP指令用于多重输出电路 2 MPS与MPP必须配对使用 3 MPS与MPP连续使用必须少于11次 103 MC MCR指令 MC为主控指令 用于公共串联触点的连接 MCR为主控复位指令 即MC的复位指令 应用主控触点可以解决若在每个线圈的控制电路中都串入同样的触点 将多占存储单元 它在梯形图中与一般的触点垂直 它们是与母线相连的常开触点 是控制一组电路的总开关 MC MCR指令的使用如右图 104 105 106 多重嵌套主控指令 107 PLS PLF指令 使用PLS指令时 仅在驱动输入为ON的一个扫描周期内 软元件Y M动作 使用PLF指令时 仅在驱动输入为OFF的一个扫描周期内 软元件Y M动作 108 109 SET RST指令 SET为置位指令 使操作保持 RST为复位指令 使操作保持复位 RST指令一个重要的用途是对计数器复位 110 111 计数器及其应用 112 用定时器实现下面程序 按下起动按钮SB1 电动机M自动运转 运转2小时后自动停止 SB2为停止按钮 113 学习目标 1 知道计数器的定义 工作原理及其功能 2 会编制计数器的程序 3 提高你们搜集信息能力 编程能力 讲解程序的能力 4 培养你们积极认真的工作意识 114 信息搜集1 计数器的定义 2 计数器的分类 3 16位增计数器的设定值范围 表示方法 4 16位增计数器的编号范围 5 16位增计数器的工作原理 115 6 请试着分析下列梯形图 对吗 116 你们学到了哪些计数器的知识 5分钟 小组讨论 117 小组汇报 118 计数器 C 2 分类 包括16位增计数器和32位可逆计数器 3 设定值范围 1 32767 16位 设定值 1 常数K2 间接通过指定的数据寄存器 D 4 编号 C0 C99 C100 C199 掉电保持用 1 定义 用来统计脉冲的个数 119 5 工作原理 当输入信号的个数累加到设定值时 计数器动作 其常开触点闭合 常闭触点断开 必须执行复位 RST 指令 计数器当前值才复位为零 120 6 功能 功能 计数器具有掉电保护功能 不具有自复位功能 要复位需用复位指令RST来实现 121 吸烟有害健康 所以我吸完这根一定戒烟 大家要向我学习呀 验证 1 假设计数器计到5时突然停电 再次来电后计数器的当前值是多少 2 用停止按钮X001能复位计数器吗 122 用计数器实现下面程序 按下起动按钮SB1 电动机M自动运转 运转2小时后自动停止 SB2为停止按钮 课堂练习 单个作业 123 长延时的现实方法 1 计数器与脉冲配合实现2 用计数器和定时器配合来实现 124 总结1 知识方面 我们学习了计数器的定义 分类 16位增计数器的设定值范围 表示方法 编号范围 工作原理及功能 2 技能方面 我们学会了计数器的编程方法 125 提问和答疑时间 126 想一想 练一练 1 单键控制三台电机 按下SB1一下 M1运行 按下SB1二下 M2运行 按下SB1三下 M3运行 按下SB1四下 M1停止 按下SB1五下 M2停止 按下SB1六下 M3停止 127 想一想 练一练 2 按下起动按钮SB1 电动机M自动运转 运转5小时后自动停止 SB2为停止按钮 128 教学项目过程考核评价表 129 ThankYou 130 交通灯控制 按下起动按钮 东西红灯亮 南北绿灯亮 4s后南北绿灯灭 南北黄灯亮并闪烁 2s后转至南北红灯亮 东西绿灯亮 4s后东西绿灯灭 东西黄灯亮并闪烁 2s后循环 直到按下停止按钮为止 闪烁频率为f 1HZ 131 功能指令 功能指令 应用程序 用于数据的传送 运算 变换及程序控制等功能 有了功能指令 PLC就是一台真正意义上的工业控制计算机 132 PLC在进行输入输出处理 模拟量控制 位置控制时 需要许多数据寄存器以存储数据和参数 数据寄存器为16位 最高位为符号位 32位数据可用两个数据寄存器来存储 如D1D0 数据寄存器有 1 通用数据寄存器 D0 D1992 保持数据寄存器 D200 D79993 特殊数据寄存器 D8000 D81954 文件寄存器 数据寄存器 D 133 通用数据寄存器 通用数据寄存器在PLC由运行 RUN 变为停止 STOP 时 其数据全部清零 如果将特殊继电器M8033置1 则PLC由运行变为停止时 数据可以保持 保持数据寄存器 保持数据寄存器只要不改写 原有数据就不会丢失 无论电源接通与否 PLC运行与否 都不会改变寄存器内容 134 特殊数据寄存器 D8000 特殊数据寄存器用于PLC内各种元件的运行监视 未加定义的特殊数据寄存器 用户不能使用 文件数据寄存器 D1000 文件寄存器是用于存放大量数据的专用数据寄存器 135 功能指令的表示格式大多数功能指令有1至4个操作数 有的功能指令没有操作数 S 表示源操作数 D 表示目标操作数 如果可使用变址功能 用 S 和 D 表示 用n和m表示其它操作数 它们常用来表示常数K和H 或作为源和目标操作数的补充说明上图含义 D0 D1 D2 3 D4Z0 功能指令 136 功能指令的执行方式与数据长度 连续执行与脉冲执行有 P 表示脉冲执行 即该指令仅在接通时执行一次没有 P 则表示连续执行 即在接通的每一个扫描周期指令都被执行 137 数据长度处理32位数据的指令是在助记符前加 D 标志 无此标志即为处理16位数据的指令 在使用32位数据时建议使用首编号为偶数的操作数 D11D10 D13D12 32位 138 功能指令的数据格式 位元件与字元件只处理ON OFF信息的软元件称为位元件 可处理数值的软元件则称为字元件 1个字元件由16位 位元件可以通过组合使用 4个位元件为一个单元 通用表示方法是由Kn加起始的软元件号组成 n为单元数 例如K2M0表示M0 M7组成两个位元件组 K2表示2个单元 它是一个8位数据 M0为最低位 139 程序流向控制类指令 FNC00 FNC09 传送与比较类指令 FNC10 FNC19 算术和逻辑运算类指令 FNC20 FNC29 循环与移位类指令 FNC30 FNC39 数据处理指令 FNC40 FNC49 其它功能指令 FNC50 140 传送指令MOV D MOV P 指令编号为FNC12 该指令的功能是将源操作数传送到指定的目标操作数 传送指令 141 应用MOV指令时应注意 1 源操作数可取所有数据类型 K H KnX KnY KnM KnS T C D V Z 目标操作数可以是KnY KnM KnS T C D V Z 2 16位运算时占5个程序步 32位运算时则占9个程序步 142 例 有8盏灯 控制要求如下 按下SB1 灯L1 L4亮 5S后L5 L8亮 5S后循环 SB2为急停 灯L1 L8 分别为Y0 Y7 SB1为X0 SB2为X1 143 数码显示按下启动按钮数码管显示0 1S后显示1 1S后显示2 1S后显示3 直到显示9 1S后开始循环 直到按下停止按钮为止 用MOV指令编程 要求写出I O分配表 画出接线图 写出指令表 绘制外部接线图 144 0H003F1H00062H005B3H004F4H0066 5H006D6H007D7H00078H007F9H006F 145 例 电动机的星 三角降压启动 启动为X0 停止为X1 三个接触器为KM1 KM2 KM3分别为Y0 Y1 Y2 146 例 彩灯的交替点亮控制 灯L1 L8 分别为Y0 Y7 开关为X0 147 1 交通灯控制 按下起动按钮 南北红灯亮30s 同时东西绿灯亮 20s以后绿灯闪烁 5s后黄灯亮 再过5s后 东西红灯亮30s 同时南北绿灯亮 20s以后绿灯闪烁 5s后黄灯亮 再过5s后循环 直到按下停止按钮为止 闪烁频率为f 1HZ 2 按下起动按钮SB1 电动机M自动运转 运转5小时后自动停止 有一个急停按钮SB23 按下SB1 数码管显示1 按下SB2 数码管显示2 按下SB3 数码管无显示 当SB1和SB3同时按 显示1 当SB2和SB3同时按 显示2 当SB1和SB2同时按 数码管无显示 148 1 汽车转向灯开关有三个档位 装有一个单刀三掷开关 开关扳向左边时左灯亮 扳向右边时右灯闪亮 扳到中间为止时关灯 转向灯闪烁时亮 灭间隔0 2秒 若司机转向后忘记关灯 即扳回中间位置 则10s后转向灯自动熄灭 采用PLC控制转向灯 设计其控制梯形图 2 有3台风机和一个信号灯 控制要求如下 当三台风机都正常工作时 信号灯常亮 当其中任意两台风机正常工作时 信号灯闪烁 频率为f 0 5HZ 当只有一台风机正常工作时 信号灯闪烁 频率为f 2HZ 149 比较指令比较指令CMP D CMP P 指令编号为FNC10将源操作数 S1 和源操作数 S2 的数据进行比较 比较结果用目标元件 D 的状态来表示 150 使用比较指令CMP时应注意 1 S1 S2 可取任意数据格式 目标操作数 D 可取Y M和S 3 所有的源数据都被看成二进制值处理 151 密码锁的密码为 H2A4 H01E H18A 12个按钮 X0 X3 X4 X7 X10 X13输出 门锁Y0 用比较器构成密码锁 152 153 简易定时报时器 控制要求 早上6点半 电铃每秒响一次 六次后自动停止 9点到5点 启动住宅报警系统 晚上6点开园内照明 晚上10点关园内照明 X0为启停开关 电铃为Y0 住宅报警系统 园内照明Y2 154 155 1 用CMP指令实现下面的功能 X0为脉冲输入 当脉冲数大于5个时 Y1为ON 反之 Y0为ON 2 试用比较指令设计一密码锁控制电路 密码锁为4键 正确输入H65后2S 开照明 正确输入H87后3S 开空调 156 1 位右移和位左移 位右移位指令是对n1位 D 所指定的位元件进行n2位 S 所指定的位元件的位右移 n1为指定位元件长度 n2为移位的位数 且n2 n1 512 移位控制类指令及应用 157 158 2 循环右移和循环左移 159 在指定的位场合下 只有K4 16位 K8 32位 有效 160 161 用移位指令 RORP ROLP编程序 1 按下SB1 L1到L16依次轮流1S点亮 直到按下SB2为止 2 当X0为ON时 16个灯L1到L16每隔1S点亮一次 点亮顺序为L2 L1L3 L2L4 L3 L16 L15L15 L14L14 L13 L2 L1 重复上述过程 当X1为ON时 停止工作 162 例1 流水灯光控制某灯光招牌有L1 L88个灯接于K2Y0 要求当X0为ON时 灯先以正序每隔1S轮流点亮 当Y7亮后 停2S 然后以反序每隔1S轮流点亮 当Y0再亮后 停2S重复上述过程 当X1为ON时 停止工作 163 164 四则运算类指令及应用 165 定义 将指定的源元件中的二进制数相加 结果送到目标元件中去 166 注意 如果运算结果为0 零标志M8020置1 如果运算结果小于 32767 则借位标志M8021置1 如果运算结果超过32767 则进位标志M8022置1 167 分析下列梯形图的现象 168 定义 将指定的源元件中的二进制数相减 结果送到目标元件中去 169 注意 如果运算结果为0 零标志M8020置1 如果运算结果小于 32767 则借位标志M8021置1 如果运算结果超过32767 则进位标志M8022置1 170 定义 将指定的源元件中的二进制数相乘 结果送到目标元件中去 171 例 当 D10 8 D12 9时 D14 D15 72 源操作数为16位 目标操作数为32位 最高位为符号位 0为正 1为负 172 定义 将指定的源元件中的二进制数相除 结果送到目标元件中去 173 例 当 D10 19 D12 3时 D14 6 D15 1 174 175 在16位运算时 32767再减1就变成 32768 但标志位不置位 在16位运算时 32768再减1就变成 32767 但标志位不置位 176 应用实例 X 代表输入端口K2X0送入的二进制数 X0 X7 Y 代表运算结果用输出口K2Y0表示 Y0 Y7X20为启停开关 177 178 2 使用乘除运算实现灯组移位点亮控制 有一组灯15个 接于Y0 Y16 要求 当X0为ON时 灯正序每隔1S单个位移 并循环 当X1为OFF时 灯反序每隔1S单个移位 至Y0为ON 停止 3 彩灯12盏 接于Y0 Y13 试用加1 减1指令实现灯正序亮至全亮 反序熄至全熄 再循环控制 变化的时间为1S 练习 179 180 181 第八章步进指令 第一节步进指令及步进梯形图 第二节顺序功能图的类型 第三节步进梯形图设计实例 182 本节讲解 第一节步进指令及步进梯形图 一 顺序功能图 二 步进指令 三 步进梯形图 四 步进指令的表示及其动作 183 教学目标 184 1 顺序控制系统对于流程作业的自动化控制系统而言 一般都包含若干个状态 也就是工序 当条件满足时 系统能够从一种状态转移到另一种状态 我们把这种控制叫做顺序控制 对应的系统则称为顺序控制系统或流程控制系统 一 顺序功能图 185 2 顺序功能图 以红绿灯控制为例 其对应的顺序功能图如左图所示 S0 S9 初始状态专用S10 S19 原点复位用S20 S499 一般用S500 S899 停电保持用S900 S999 报警用 针对顺序控制要求 PLC提供了顺序功能图 SFC 语言支持 顺序功能图又称状态转移图 由一系列状态 用S表示 组成 系统提供S0 S999共1000个状态供编程使用 其中 186 FX系列PLC提供了一对步进指令 STL是利用内部软元件 状态S 在顺控程序上进行工序步进式控制的指令 RET是用于状态 S 流程的结束 实现返回主程序 母线 的指令 二 步进指令 187 用步进指令可以将顺序功能图转换为步进梯形图 也可以直接编写步进梯形图 对梯形图和顺序功能图应注意以下几点 1 状态的动作与输出的重复使用 状态编号不可重复使用 如果状态触点接通 则与其相连的电路动作 如果状态触点断开 则与其相连的电路停止工作 在不同状态之间 允许对输出元件重复输出 但对同一状态内不允许双重输出 三 步进梯形图 188 3 输出的互锁 在状态转移过程中 由于在瞬间 1个扫描周期 两个相邻的状态会同时接通 因此为了避免不能同时接通的一对输出同时接通 必须设置外部硬接线互锁或软件互锁 定时器线圈与输出线圈一样 也可对在不同状态的同一软元件编程 但在相邻的状态中不能编程 如果在相邻状态下编程 则工序转移时定时器线圈不能断开 定时器当前值不能复位 2 定时器的重复使用 189 如右图所示 在状态内的母线将LD或LDI指令写入后 对不需要触点的驱动就不能再编程 需要按下图方式进行变换 5 输出的驱动方法 190 OUT指令与SET指令对于STL指令后的状态具有同样的功能 都将原来的状态自动复位 此外 还有自保持功能 但是 在使用OUT指令时 用于向状态转移图中的分离状态转移 6 状态的转移方法 7 可在状态内处理的指令 191 1 步进指令的顺序功能图表示及其动作 四 步进指令的表示及其动作 192 2 步进指令的梯形图表示及其动作 四 步进指令的表示及其动作 193 本节讲解 第二节顺序功能图的类型 一 单流程结构 二 选择分支流程结构 三 并进分支流程结构 四 跳转流程结构 五 重复流程结构 194 一 单流程结构 如红绿灯控制程序 虽然是循环控制 但都以一定顺序逐步执行且没有分支 所以属于单一顺序流程 图中在S21执行完后即结束 在步进阶梯图中 以复位 RST 正在执行的步阶来结束步进动作 从头到尾只有一条路可走 称为单流程结构 M8002 195 当S0之行后 若X1先有效 则跳到S21执行 此后即使X2有效 S22也无法执行 之后若X3有效 则脱离S21而跳到S23执行 当X5有效后 则结束流程 二 选择分支与汇合流程 当S0之行后 若X2先有效 则跳到S22执行 此后即使X1有效 S21也无法执行 若有多条路径 而只能选择其中一条路径来执行 这种分支方式称为选择分支 196 选择分支流程不能交叉 对左图所示的流程必须按右边所示的流程进行修改 二 选择分支与汇合流程 197 当S0执行后 若X1有效 则S20及S21同时执行 若有多条路径 且必须同时执行 这种分支的方式称为并进分支流程 在各条路径都执行后 才会继续往下指令 像这 种有等待功能的方式称之为并进汇合 当S22及S23都已执行后 若X4有效 则脱离S22及S23而跳到S24执行 程序结束 当左边路径已执行到S22 而右边路径尚停留在S21时 此时即使X4有效 也不会跳到S24执行 三 并进分支与汇合流程 198 三 并进分支与汇合流程 如左图所示的流程都是可能的程序 B流程没有问题 但A流程在并进汇合处有等待动作的状态 请务必注意 199 三 并进分支与汇合流程 如在并进分支与汇合点处不允许符号 或符号的转移条件 应按右图修改 200 四 跳转流程 向下面状态的直接转移或向系列外的状态转移被成为跳转 用符号 指向转移的目标状态 201 五 重复流程 向前面状态进行转移的流程称为重复 用 指向转移的目标状态 使用重复流程可以实现一般的重复 也可以对当前状态复位 202 一 单流程设计二 选择分支流与汇合程设计三 并进分支与汇合流程设计 203 教学目标 204 应用系统设计 简易红绿灯控制系统 205 206 207 208 209 210 211 212 213 练习 机械手臂控制系统 214 工件的补充使用人工控制 可直接将工件放在D点 LS0动 控制说明 只要D点有工件 机械手臂即先下降 B缸动作 将工件抓取 C缸动作 后上升 B缸复位 再将工件搬运 A缸动作 到E点上方 机械手臂再次下降 B缸动作 后放开 C缸复位 工件 机械手臂上升 B缸复位 最后机械手臂再回到原点 A缸复位 A B C缸均为单作用气缸 使用电磁控制 C缸在抓取或放开工件后 都需有1秒的间隔 机械手臂才能动作 当E点有工件且B缸已上升到LS4时 传送带电机转动以运走工件 经2秒后传送带电机自动停止 工件若未完全运走 计时未到 时 则应等待传送带电机停止后才能将工件移走 215 要求 进行功能分析 元件分配 绘制顺序功能图 将顺序功能流程转换为步进梯形图 然后将程序录入计算机并下载到PLC 进行最后的调试 216 应用范例 洗车流程控制 二 选择分支与汇合流程设计 217 若方式选择开关 COS 置于手动方式 当按下START启动后 则按下列程序动作 执行泡沫清洗 用MC1驱动 按PB1则执行清水冲洗 用MC2驱动 按PB2则执行风干 用MC3驱动 按PB3则结束洗车 若方式若选择开关 COS 置于自动方式 当按START启动后 则自动按洗车流程执行 其中泡沫清洗10秒 清水冲洗20秒 风干5秒 结束后回到待洗状态 任何时候按下STOP 则所有输出复位 停止洗车 项目说明 218 功能分析 手动 自动只能选择其一 因此使用选择分支来做 依题目说明可将电路规划为两种功能 而每种功能有三种依PB按钮或设定时间而顺序执行的状态 手动状态状态S21 MC1动作状态S22 MC2动作状态S23 MC3动作状态S24 停止 自动状态状态S31 MC1动作状态S32 MC2动作状态S33 MC3动作状态S24 停止 219 元件分配 启动按钮 停止按钮 使用输入继电器X0 X1 方式选择开关 使用输入继电器X2 清水冲洗按钮 使用输入继电器X3 泡沫清洗驱动 使用输出继电器Y1 风干机驱动 使用输出继电器Y2 清水冲洗驱动 使用输出继电器Y0 风干按钮 使用输入继电器X4 结束按钮 使用输入继电器X5 220 绘绘制状态流程图 STOP动作 设置M0 可暂存START按钮状态 避免一直按住按钮 另一种结束方式 清除本身 允许再次启动电路 221 步进阶梯图转换 222 键入程序 将程序录入编程器并下载到目标PLC 将步进阶梯图转换为语句表 223 应用系统设计 气压式冲孔加工机控制系统 三 并进分支与汇合流程设计 224 工件的补充 冲孔 测试及搬运可同时进行 控制说明 工件的补充由传送带 电机M0驱动 送入 工件的搬运分合格品及不合格品两种 由测孔部分判断 若测孔机在设定时间内能测孔到底 MS2ON 则为合格品 否则即为不合格品 不合格品在测孔完毕后 由A缸抽离隔离板 让不合格的工件自动掉入废料箱 若为合格品 则在工件到达搬运点后 由B缸抽离隔离板 让合格的工件自动调入包装箱 225 功能分析 系统由5个流程组成 复位流程 清除残余工件 工件补充流程 根据有无工件控制传送带的启停 冲孔流程 根据冲孔位置有无工件控制冲孔机是否实施冲孔加工 测孔流程 检测孔加工是否合格 由此判断工件的处理方式 搬运流程 将合格工件送入包装箱 因为只有一个放在工件补充位置的PH0来侦测工件的有无 而另外的钻孔 测孔及搬运位置并没有其他传感装置 那么应如何得知相应位置有无工件呢 本题所使用的方式是为工件补充 钻孔 测孔及搬运设置4个标志 即M10 M13 当PH0侦测到传送带送来的工件时 则设定M10为1 当转盘转动后 用左移指令将M10 M13左移一个位元 亦即M11为1 钻孔机因此标志为1而动作 其他依此类推 测孔机依标志M12动作 包装搬运依M13动作 226 元件分配及端子接线 227 绘绘制功能流程图 a 原点复位流程 OFF动作 定位由OFF变为ON时转盘停止 驱动转盘电机 M1ON A缸抽离隔离板 判断是否做完四次 228 绘绘制功能流程图 b 工件补充流程 传送带转动 M0ON 设定M10为1 表示有工件 有工件 PH0动作 时间到没有工件 c 气压冲孔流程 钻孔机动作 Y4ON 钻孔机返回 有无工件标志 M11为1表示有工件 设置8秒等待时间 229 绘绘制功能流程图 d 测孔流程 e 工件搬运流程 230 步进阶梯图转换 231 本章小结 本章主要介绍了步进指令 顺序功能图类型及设计步骤