PLC基本指令综合应用-基本指令综合应用分析

任务3-2堂上编程练习

顺序启动逆序关机编程练习与提交作业请在E盘先新建一个文件夹，并以学号后3位数字及中文姓名命名。例：168张三。打开FX仿真学习软件编程，并仿真运行，（编程工程文件（夹）保存在上述文件夹里），控制要求与任务如下：任务1：接通主控开关X24后，按下启动按钮X20→Y20灯立即亮→2S后Y21灯亮→3S后Y22灯亮（模拟3台电动机顺序启动运行）。→按下停止按钮X21→Y22灯立即灭→3S后Y21灯灭→2S后Y20灯灭（模拟3台电动机逆序停止）；任何时候关断主控开关，全部灯立即灭，再接通主控开关X24后，按下启动按钮X20，要求从头开始运行（保存工程时以“任务1命名）拓展任务2：在任务1的基础上增加一项功能—在Y22灯亮的时候要求以2Hz的频率闪烁。（保存工程时以“任务2命名）按启动X20Y20立即亮Y212秒后亮Y223秒后亮任何时候关主控开关，灯全熄灭任务1控制流程图按停止X21Y22立即灭Y213秒后灭Y202秒后灭接通主控开关X24按启动X20Y20立即亮Y212秒后亮3秒后Y22以2Hz频率闪烁任何时候关主控开关，灯全熄灭任务2

控制流程图按停止X21Y22立即灭Y213秒后灭Y202秒后灭接通主控开关X24提交作业是点选目录（不要点文件），选中上述你学号后3位数字及中文姓名的文件夹，整个文件夹原样提交（不要移动里面的文件，也不要压缩文件）。请同学们在下课前务必提交所编辑的程序（即使没做完），并到教师机上检查是否提交及文档的完整性，本次提交作业计入平时实训成绩及考勤。检查文件夹是否提交步骤:查询“我的电脑/计算机”里的“计算机名”，再到教师机上检查是否完整提交了。编程与提交作业大家辛苦了！任务3-2：基本指令综合应用分析一、可编程控制器的应用开发三、基本指令编程实例及经验设计法二、常用基本环节的编程一

可编程控制器的应用开发

可编程控制器的应用开发过程大致由以下部分组成：1、控制对象的生产工艺过程及控制要求调查PLC应用开发之前要充分了解应用的目的和任务：比如被控对象受控的机械、电气设备、生产线或生产过程；了解控制要求：主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等；对较复杂的控制系统，可用功能图表或状态流程图的形式全面表达出来，以利于编程和调试。根据被控对象对PLC控制系统的功能要求，确定系统所需的输入、输出设备；根据系统的I/O设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的PLC机型、存储容量等。2、可编程控制器的资源分配及接线设计

根据生产设备现场的需要及被控对象的主令信号、反馈信号及执行信号，确定控制按钮、行程开关、接触器、电磁阀、信号灯等各种输入输出设备的型号、规格、数量，为每一个信号分配连接PLC的输入或输出端子；同时考虑PLC及外围接入设备的电源，根据所选的PLC的型号，列出输入输出设备与PLC及的I/O端子的对照表，以便绘制PLC外部I/O接线图和编制程序。3、程序编制

根据程序设计思想，首先选择编程的方法及程序的结构，还要选择编程语言将程序构思变成具体的应用，绘出程序流程框图，然后以编程指令为基础，画出程序梯形图，编写程序注释。4、程序的调试及修改完善

根据电气接线图安装接线，用编程工具将用户程序输入计算机，经过反复编辑、编译、下载、调试、运行，直至运行正确。确定控制对象及控制范围可编程控制器的选择程序设计及模拟调试控制盘、布线等硬件设计总装统调是否符合要求是投入运行否否调整硬件调整软件开发流程图二

常用基本环节的编程

实现Y0的启动、保持和停止有如下四种梯形图设计方法。其中X0为启动信号，X1为停止信号。图a、b是利用Y0常开触点实现自锁保持，而图c则是利用SET、RST指令实现自锁保持。1、三相异步机的单向运转控制：起-保-停电路单元Y0X0X1Y0（a）Y0X1Y0X0（b）（c）X0X1SETY0RSTY0

如果输入信号只能由常开触点提供，梯形图中的触点类型与继电器电路的触点类型完全一致。如果接入PLC的是输入信号的常闭触点，这时在梯形图中所用的X1的触点的类型与PLC外接SB2的常开触点时刚好相反，与继电器电路图中的习惯也是相反的。建议尽可能采用常开触点作为PLC的输入信号。2、三相异步电动机可逆运转控制：互锁环节

上面左图是电动机正、反转控制电路的PLC端子接线图，其中KM1是正转接触器，KM2是反转接触器；SB2是正转起动控制按钮，SB3是反转起动控制按钮，SB1是电动机停止控制按钮。右图是PLC控制的梯形图，其中X001、X002、Y001和Y002几个常闭触点起的是互锁作用：保证电机正转时不能出现反转控制电路接通，反转时亦然。3、两电机分时起动的电路：基本延时环节X000控制Y001，当X000的常开触点接通后，Y001通电并自锁，同时T1开始计时，10s后T1的常开触点接通，使Y002通电并自锁，从而实现了两电机的分时起动。X002为控制两电机停止的触点。4、定时器的延时功能扩展环节X005控制T10，当计时150秒后，T10常开触点闭合，T11开始计时，计时250秒后，T11常开触点闭合，实现了Y010延时400秒再接通的控制。X000闭合梯形图开始工作，控制T1每隔10秒复位一次，而T1的常开触点每10秒使C1计数一次，当计数至10s×100=1000s时，控制对象Y010接通。从而实现了定时器配合计数器的延时功能。5、定时器构成的振荡电路X0闭合，梯形图开始工作，M0和T0接通时，Y0不通，T0计时2s到，T0常开和Y0接通；接下来T1开始计时，3s后T1常闭断开，Y0断开，同时T1常开闭合，T0又接通，2s后T0常开闭合，Y0又通，前面的振荡重新开始……T0X0K20ENDM0M0T0T1Y0K30T1Y0T0T12SX0Y03S6、分频电路X000闭合，M101置位，M101常开触点闭合，1号支路闭合接通，2号支路断开，Y010接通为高电平，当M101的脉冲结束时，M101常开触点打开，1号支路断开，但此时2号支路中M101常闭闭合，且Y010起自锁作用，所以Y010仍然接通为高电平；当M101的第2个脉冲到来时，2号支路断开，Y010断开使1号支路也断开，因此Y010置低电平，从而实现了二分频。三

基本指令编程实例及经验设计法3.1、编程实例【例1】儿童2人、青年学生1人及教授2人成3组抢答。儿童任1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。按下述步骤进行。1、列出I/O端子分配表输入端子输出端子儿童抢答器钮X001、X002儿童抢得指示灯Y001学生抢答器钮X003青年学生抢得指示灯Y002教授抢答器钮X004、X005教授抢得指示灯Y003主持人开始按钮X011彩球Y004主持人复位按钮X012输入端子输出端子儿童抢答器钮X001、X002儿童抢得指示灯Y001学生抢答器钮X003青年学生抢得指示灯Y002教授抢答器钮X004、X005教授抢得指示灯Y003主持人开始按钮X011彩球Y004主持人复位按钮X012

输入端口的X001、X002和X003分别由儿童抢答钮、学生抢答钮和教授抢答钮驱动；而主持人的开始按钮和复位按钮则驱动输入继电器触点X011和X012；输出端口Y001~Y004上分别与抢得指示灯及彩球相连，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。132、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。如右图所示。3、考虑各输出之间的制约并对草图做出修改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。14②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。根据这两条，对原草图进行修改，修改后的梯形图如右图所示。

在该梯形图中Y004的输出支路上串入了定时器T10的常闭触点，且在母线及T10间并上了Y004的自保触点。【例2】把下图所示的工作台往返运动实例改造为PLC控制。工作台往返运行控制PLC的I/O点分配表

PLC点名称连接的外部设备功能说明X0SB1停止命令X1SB2电动机启动命令X2SQ2电动机正转命令1、I/O端子的选择X3SQ1电动机反转命令Y0KM1控制电动机正转Y1KM2控制电动机反转2、梯形图的设计【例3】把下图所示的Y-Δ起动实例改造为PLC控制。1、I/O端子的分配I/O分配表

根据I/O分配表，画出与其相对应的端子接线图。输入量（I）输出量（O）SB1X1KM1Y0SB2X0KM2Y1KM3Y2COMX0X1COMY1Y0FUY2SB1SB2KM1KM2KM3FR220V~

用PLC控制代替继电-接触器控制电路时，首先要熟悉继电-接触器控制电路的功能，以保持替换前后功能不变。例如原控制电路中的停止按钮SB1的讨论。

若I/O接线图中SB1仍用常闭，则PLC只要通电，X1触点就会打开，Y0不会得电。

控制步骤为：按下SB2→KM1线圈得电→KM1常闭触点闭合自锁→电动机正向连续运转；按下SB1→KM1线圈失电→电动机停转。SB1SB2KM1KM1Y0X1X0Y0

若端子接线图中SB1改为常开，PLC控制功能就能保持原来不变。COMX0X1COMY1Y0FUY2KM1KM2KM3FR220V~SB1SB2

编制PLC控制的电动机Y-∆起动控制电路梯形图。Y0X0X1K10Y0Y0Y2T0T0Y1Y2T0Y1Y2END

写出对应指令表0LDX01ORY02ANIX13OUTY0

第1梯级KM1线圈得电，为电动机起动做好准备。4LDY05ANIY26OUTT0K109ANIT010OUTY1

第2梯级电动机Y形起动，定时器计时。11LDT012ORY213ANIY114OUTY2

第3梯级电动机∆形运行。【例4】上图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)后小车电机M反(Y011)，小车后退;

小车后退碰到限位开关SQ2(X002)后，小车电机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。

本小车往返运动的输出较少，只有电机正转输出及反转输出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—停电路梯形图显然不太容易。1、分析问题

如果将启—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。2、绘制梯形图草图3、对梯形图草图修改

草图中有第一次前进、第一次后退、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。为设法让PLC“记住”第二次前进的“发生”，从而对计时及后退加以限制，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右图所示。图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。3.2经验设计法

1、经验设计法要点：

①从梯形图来看，PLC编程的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。

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。

2、经验法编程步骤

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(如例5中小车前进部分的M100、M101及M102)。

③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。

④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。

⑤在完成关键点梯形图的基础上，针对系统最终的输出进行梯形图的编绘。使用关键点综合出最终输出的控制要求。

⑥审查以上草绘图纸，在此基础上，补充遗漏的功能，更正错误，进行最后的完善。注意！“经验设计法”并无一定的章法可循。在设计过程中如发现初步的设计构想不能实现控制要求时,可换个角度试一试。当您的设计经历多起来时，经验法就会得心应手了。任务3-2

基本指令综合应用总结重点：基本指令的基本环节与典型应用梯形图难点：基本指令的综合应用编程思路任务3-2基本指令综合应用总结3.2.1

可编程控制器的应用开发

可编程控制器的应用开发过程大致步骤如下：1、控制对象的生产工艺过程及控制要求调查PLC应用开发之前要充分了解控制的要求和任务：比如被控对象受控的机械、电气设备、生产线或生产过程；

了解控制要求：主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等；对较复杂的控制系统，可用功能图表或状态流程图的形式全面表达出来，以利于编程和调试。根据被控对象对PLC控制系统的功能要求，确定系统所需的输入、输出设备；根据系统的I/O设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的PLC机型、存储容量等。（书P.47）2、可编程控制器的I/O分配及接线设计

根据生产设备现场的需要及被控对象的主令信号、反馈信号及执行信号，确定控制按钮、行程开关、接触器、电磁阀、信号灯等各种输入输出设备的型号、规格、数量，为每一个信号分配连接PLC的输入或输出端子；同时考虑PLC及外围接入设备的电源，根据所选的PLC的型号，列出输入输出设备与PLC及的I/O端子的分配表，绘制PLC外部I/O接线图。3、程序编制

根据程序设计思想，首先选择编程的方法及程序的结构，还要选择编程语言将程序构思变成具体的应用，绘出程序流程框图，然后以编程指令为基础，编辑程序梯形图，编写程序注释。4、程序的调试及修改完善

根据电气接线图安装接线，用编程工具将用户程序输入计算机，经过反复编辑、编译、下载、调试（监视）、运行，直至运行正确。确定控制对象及控制要求可编程控制器的选择程序设计及模拟调试控制盘、布线等硬件设计总装统调是否符合要求是投入运行否否调整硬件调整软件开发流程图3.2.2

常用基本环节的编程

实现Y0的启动、保持和停止有如下四种梯形图设计方法。其中X0为启动信号，X1为停止信号。图a、b是利用Y0常开触点实现自锁保持，而图c则是利用SET、RST指令实现自锁保持。一、三相异步机的单向运转控制：起-保-停电路单元Y0X0X1Y0（a）Y0X1Y0X0（b）（c）X0X1SETY0R