工人培训第六章可编程序控制器技术3

中级电工培训目录概述P3PLC的基本原理及组成P28可编程控制器的应用开发P63FX2N系列可编程序控制器的基本指令P73编程注意事项P88基本指令编程实例及经验设计法P90状态编程P116FX2N系列可编程控制器编程软件及程序下载P131第六章可编程序控制器技术分为：1.概述2.PLC的基本原理及组成3.可编程控制器的应用开发4.FX2N系列可编程序控制器的基本指令5.编程注意事项6.基本指令编程实例及经验设计法7.状态编程8.FX2N系列可编程控制器编程软件及程序下载基本指令编程实例及经验设计法一、编程实例【例1】三组抢答器，儿童2人、学生1人和教授2人组成3组抢答。儿童任一人按钮均可抢得,教授需二人同时按钮可抢得,在主持人按钮同时宣布开始后10s内有人抢答则幸运彩球转动表示庆贺。本例选用FX2N-16MR型PLC一台。完成本例编程可按以下步骤进行。

1.列出本例PLC端子分配情况表1给出了本例PLC的端子分配情况。2023/1/154155基本指令编程实例及经验设计法输入端子输出端子其他器件儿童抢答按钮:X001、X002学生抢答按钮:X003教授抢答按钮:X004、X005主持人开始开关:X011主持人复位按钮:X012儿童抢得指示灯:Y001学生抢得指示灯:Y002教授抢得指示灯:Y003彩球:Y004定时器:T10表1三组抢答器PLC端子分配表输出口Y001～Y004上接有抢得指示灯及彩球,分别代表儿童抢得、学生抢得、教授抢得及彩球转动4个事件,是本例梯形图中的输出线圈。2023/1/155155基本指令编程实例及经验设计法2.根据输出要求画出草图设计梯形图时可先绘含有4个启—保—停支路的草图,以表达各个输出的基本关系如图16所示。3.考虑各输出之间的制约并对草图做出修改根据本例要求主要有2个方面的修改。

①抢答器的重要性能是竞时封锁,也就是若已有某组先按钮抢答,则其他组再按无效。体现在梯形图上是:Y001～Y003间的互锁。这就要求在Y001～Y003支路中互串其余二个输出继电器的常闭触点。2023/1/156155基本指令编程实例及经验设计法

②按控制要求,只有在主持人宣布开始的10s内Y001～Y003接通才能启动彩球,且彩球启动后,该定时器也应失去对彩球的控制作用。因而梯形图17中在Y004输出支路中串入了定时器T10的常闭触点,且在母线及T10间并上了Y004的自保触点。图17是程序设计完成后的梯形图。2023/1/157155基本指令编程实例及经验设计法图16三组抢答器梯形图(草图)图17三组抢答器梯形图(完成)2023/1/158155基本指令编程实例及经验设计法【例2】三电机的循环启停运转控制设计三台电动机接于Y001、Y002、Y003;要求它们相隔5s启动,各运行10s停止;并循环。据以上要求,绘出电动机工作时序图如图18所示。图18三电动机控制时序图2023/1/159155基本指令编程实例及经验设计法分析时序图,不难发现电动机Y001、Y002、Y003的控制逻辑和间隔5s一个的“时间点”有关,每个“时间点”都有电动机启停。因而用程序建立这些“时间点”是程序设计的关键。由于本例时间间隔相等,“时间点”的建立可借助振荡电路及计数器。设X000为电动机运行开始的时刻让定时器T0实现振荡。再用计数器C0、C1、C2、C3作为一个循环过程中的时间点。循环功能是通过C3常开触点将全部计数器复位来实现的。“时间点”建立之后,用这些点来表示输出的状态就十分容易了。设计好的梯形图如图19所示。2023/1/1510155三电机控制梯形图梯形图中Y001、Y002、Y003支路也属于启—保—停电路,其中启动及停止条件均由“时间点”组成。图19梯形图2023/1/1511155基本指令编程实例及经验设计法【例3】十字路口交通灯控制这也是一个时序控制例子。十字路口南北向及东西向均设有红、黄、绿三只信号灯,六只灯依一定的时序循环往复工作。图20是交通灯的时序图。和前例一样,本例的关键仍然是要用机内器件将信号灯状态变化的“时间点”表示出来。分析时序图,找出信号灯状态发生变化的每个“时间点”,并安排相应的器件如表2所示。2023/1/1512155图20交通灯时序图2023/1/1513155器件意义实现方法X000启动及循环起点,绿1、红2点亮启动按钮T0绿1亮25s定时器T0设定值K250,从X000接通起计时,计时时间到绿1断开,T1计时T1、T2绿1闪动3次控制T1、T2形成振荡,T1通时绿1点亮,C0计数C0黄1亮2s起点T2为C0计数信号,C0接通时黄1点亮T3黄1亮2s定时器T3设定值K20,T3接通时为红1、绿2点亮,红2熄灭T4绿2亮25s定时器T4设定值K250,从T3接通时计时,计时时间到绿2断开,T6计时T5、T6绿2闪动3次控制T5、T6形成振荡,T5通时绿2点亮,C1计数C1黄2亮2s起点T6为C1计数信号,C1接通时黄2点亮T7黄2亮2s定时器T7设定值K20,T7接通时黄2熄灭,一循环周期结束表2时间点及实现方法2023/1/1514155基本指令编程实例及经验设计法

本例梯形图设计步骤如下:①依表2所列器件及方式绘出各“时间点”形成所需支路。这些支路是依“时间点”的先后顺序绘出，且采用一点扣一点的方式进行的。

②以“时间点”为工作条件绘各信号灯的输出梯形图。

③为了实现交通信号灯的启停控制，在已绘好的梯形图上增加主控环节。作为一个循环的结束，第二个循环开始控制的T7的常闭触点也作为条件串入主控指令中。本例梯形图见图21。2023/1/1515155图21交通信号灯梯形图2023/1/1516155基本指令编程实例及经验设计法【例4】运料小车的往返运行控制图22所示小车一个工作周期的动作要求如下:按下启动按钮SB(X000),小车电机M正转(Y010),小车第一次前进,碰到限位开关SQ1(X001)后小车电动机M反(Y011),小车后退;

小车后退碰到限位开关SQ2(X002)后,小车电动机M停转,停5s后,第二次前进,碰到限位开关SQ3(X003),再次后退;

第二次后退碰到限位开关SQ2(X002)时,小车停止。2023/1/1517155图22运料小车往返运行示意图2023/1/1518155基本指令编程实例及经验设计法1.分析

本例的输出较少，只有电动机正转输出Y010及反转输出Y011。但控制工况比较复杂。由于分为第一次前进、第一次后退、第二次前进、第二次后退，且限位开关SQ1在二次前进过程中，限位开关SQ2在二次后退过程中所起的作用不同，要直接绘制针对Y010及Y011的启—保—停电路梯形图不太容易。该例解题步骤如下:2023/1/1519155基本指令编程实例及经验设计法将启—保—停电路的内容简单化，可不直接针对电机的正转及反转列写梯形图，而是针对第一次前进、第一次后退、第二次前进、第二次后退列写启—保—停电路梯形图。为此选M100、M101及M110、M111作为两次前进及两次后退的辅助继电器，选定时器T37控制小车第一次后退在SQ2处停止的时间(本例的输入、输出口安排已标在图22中)。2023/1/1520155基本指令编程实例及经验设计法2.绘梯形图草图针对二次前进及二次后退绘出的梯形图草图如图23所示。图中有第一次前进、第一次后退、计时、第二次前进、第二次后退5个支路，每个支路的启动与停止条件都是清楚的。但是程序的功能却不能符合要求，因为细分支路后小车的各个工况间的牵涉虽然少了，但并没有将两次前进两次后退的不同区分开，第二次前进碰到SQ1时即会转入第一次后退的过程，且第二次后退碰到SQ2时还将启动定时器，不能实现停车。2023/1/1521155基本指令编程实例及经验设计法图23小车往返控制梯形图草图2023/1/1522155基本指令编程实例及经验设计法3.修改梯形图

既然以上提及的不符合控制要求的两种情况都发生在第二次前进之后，那么就可以设法让PLC“记住”第二次前进的“发生”，从而对计时及后退加以限制。在本例中，选择了M102以实现对第二次前进的记忆。对草图修改后的程序如图24所示。图24中将两次后退综合到一起，还增加了前进与后退的继电器的互锁。2023/1/1523155小车往返控制梯形图图24程序2023/1/1524155基本指令编程实例及经验设计法二、经验设计法

1.经验设计法的要点①PLC的编程,从梯形图来看,其根本点是找出符合控制要求的系统各个输出的工作条件,这些条件又总是用机内各种器件按一定的逻辑关系组合实现的。2023/1/1525155基本指令编程实例及经验设计法②梯形图的基本模式为启—保—停电路。每个启—保—停电路一般只针对一个输出，这个输出可以是系统的实际输出，也可以是中间变量。③梯形图编程中有一些约定俗成的基本环节，它们都有一定的功能，可以像摆积木一样在许多地方应用。2023/1/1526155基本指令编程实例及经验设计法①在准确了解控制要求后，合理地为控制系统中的事件分配输入输出口。选择必要的机内器件，如定时器、计数器、辅助继电器。②对于一些控制要求较简单的输出，可直接写出它们的工作条件，依启—保—停电路模式完成相关的梯形图支路。工作条件稍复杂的可借助辅助继电器(如前例中小车前进部分的M100、M101及M102)。2.“经验法”编程步骤

2023/1/1527155基本指令编程实例及经验设计法③对于较复杂的控制要求，为了能用启—保—停电路模式绘出各输出口的梯形图，要正确分析控制要求，并确定组成总的控制要求的关键点。在空间类逻辑为主的控制中关键点为影响控制状态的点，（如抢答器例中主持人是否宣布开始，答题是否到时等）在时间类逻辑为主的控制中（如交通灯），关键点为控制状态转换的时间。④将关键点用梯形图表达出来。关键点总是用机内器件来表达的，在安排机内器件时需要考虑并合理安排。绘关键点的梯形图时，可以使用常见的基本环节，如定时器计时环节、振荡环节、分频环节等。