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第5章基本逻辑指令实训

5.1基本逻辑指令的使用5.2基本逻辑指令编程实训5.3多重输出指令、主控指令和脉冲指令实训5.4定时器和计数器实训5.5经验法编程实训基本指令是PLC程序设计中应用最频繁的指令。本章从介绍基本指令和基本环节入手,通过对应用实例的实训,使学生掌握应用基本指令编程的方法与技巧。5.1基本逻辑指令的使用5.1.1FX2N系列可编程控制器主要编程元件

PLC是按照电气继电控制线路设计思想,借助于大规模集成电路和计算机技术开发的一种新型工业控制器。使用者可以不必考虑PLC内部元器件的具体组成线路,可以将PLC看成由各种功能元器件组成的工业控制器,利用编程语言对这些元器件线圈、触点进行编程以达到控制要求,为此使用者必须熟悉和掌握这些元器件的功能、编号及其使用方法。每种元器件都用规定的字母来表示,如X表示输入继电器,Y表示输出继电器,M表示辅助继电器,T表示定时器,C表示计数器,S表示状态元件等。下面对主要元器件进行说明。

FX2N系列PLC具有数十种编程元件。FX2N系列PLC编程元件的编号分为两个部分,第一部分是代表功能的字母,如输入继电器用“X”表示,输出继电器用“Y”表示;第二部分为数字,数字为该类器件的序号。FX2N系列PLC中输入继电器及输出继电器的序号为八进制,其余器件的序号为十进制。

1)输入继电器

FX2N系列可编程控制器输入继电器编号范围为X000~X267(184点)。输入继电器与PLC的输入端相连,由PLC接收外部开关信号,如开关、传感器等输入信号。输入继电器必须由外部信号来驱动,不能用程序驱动。它可提供无数对常开接点、常闭接点,这些接点在PLC内可以自由使用。FX2N系列PLC输入继电器采用八进制地址编号。

2)输出继电器

FX2N系列可编程控制器输出继电器编号范围为Y000~Y267(184点)。输出继电器是PLC用来输送信号到外部负载的元件,输出继电器只能用程序指令驱动,每一个输出继电器有一个外部输出的常开触点,而内部的软接点不管是常开还是常闭,都可以无限次使用。输出继电器的地址是八进制,最多可达184点。

3)辅助继电器M

PLC内部有很多辅助继电器,辅助继电器与输出继电器一样只能用程序指令驱动,外部信号无法驱动它的常开常闭触点,在PLC内部编程时可以无限次自由使用。但是这些接点不能直接驱动外部负载,外部负载必须由输出继电器的外部接点来驱动。在逻辑运算中经常需要一些中间继电器作为辅助运算用,这些器件往往用作状态暂存、移位等运算。另外,辅助继电器还具有一些特殊功能。下面是几种常见的辅助继电器:

(1)通用辅助继电器M0~M499。通用辅助继电器按十进制地址编号,范围为M0~M499,共500点(在FX2N系列PLC中除了输入、输出继电器外,其他所有器件都是十进制编号)。

(2)断电保持辅助继电器M500~M1023(524点)。PLC在运行中若发生停电,则输出继电器和通用辅助继电器全部成为断开状态。上电后,除了PLC运行时被外部输入信号接通的以外,其他仍断开。不少控制系统要求保持断电瞬间状态,断电保持辅助继电器就是用于此场合,断电保持是由PLC内装锂电池支持的。

(3)特殊辅助继电器M8000~M8255(256点)。PLC内有256个特殊辅助继电器,这些特殊辅助继电器各自具有特定的功能,通常分为下面两大类。①只能利用其接点的特殊辅助继电器。这类特殊辅助继电器的线圈由PLC自动驱动,用户只可以利用其接点。例如:M8000为运行监控用,PLC运行时M8000接通;M8002为仅在运行开始瞬间接通的初始脉冲特殊辅助继电器;M8012为产生100ms时钟脉冲的特殊辅助继电器。②可驱动线圈型特殊辅助继电器。这类特殊辅助继电器经用户激励线圈后,PLC做特定动作。例如:M8030为锂电池电压指示灯特殊辅助继电器,当锂电池电压跌落时,M8030动作,指示灯亮,提醒PLC维修人员更换锂电池;M8033为PLC停止时输出保持辅助继电器;M8034为禁止全部输出特殊辅助继电器;M8039为定时扫描特殊辅助继电器。需要说明的是,未定义的特殊辅助继电器可在用户程序中使用。辅助继电器的常开、常闭接点在PLC内可无限次使用。

4)状态器(S)状态器S是构成状态转移图的重要器件,它与后述的步进顺控指令配合使用。通常,状态器软件有下面五种类型:

(1)初始状态器S0~S9共10点。

(2)回零状态器S10~S19共10点。

(3)通用状态器S20~S499共480点。

(4)保持状态器S500~S899共400点。

(5)报警用状态器S900~S999共100点。这100个状态器器件可用作外部故障诊断输出。

S0~S499没有断电保持功能,但是用程序可以将它们设定为有断点保持功能的状态。状态器的常开、常闭接点在PLC内可以使用,且使用次数不限。不用步进顺控指令时,状态器S可以作辅助继电器M在程序中使用。此外,每一个状态继电器还提供一个步进触点,称为STL触点,在步进控制的梯形图中使用。

5)定时器(T)

PLC中的定时器T相当于继电器控制系统中的延时继电器,它可提供无限对常开延时触点、常闭延时触点供编程使用。定时器元件号按十进制编号,设定时间由编程时设定系数K决定。T0~T199为0.1s定时器,设定值范围为0.1~3276.7s,最小单位为0.1s;T200~T245为0.01s定时器,设定值范围为0.01~327.67s;此外,还有积算型定时器。

6)计数器(C)计数器元件号按十进制编号,计数器计数次数由编程时设定系数K决定。它可提供无限对常开触点、常闭触点供编程使用。C0~C99为通用加计数器,计数范围为1~32767;C100~C199为停电保持加计数器,计数范围为1~32767;此外,还有可逆加减计数器等。5.1.2基本指令

FX2N系列PLC有基本指令20条,步进指令2条,功能指令近百条。本节主要介绍基本指令。

1.逻辑取及线圈驱动指令LD、LDI、OUT

(1) LD:取指令,表示读入一个与母线相连的常开接点指令,即常开接点逻辑运算起始。

(2) LDI:取反指令,表示读入一个与母线相连的常闭接点指令,即常闭接点逻辑运算起始。

(3) OUT:线圈驱动指令,也叫输出指令。图5.1是上述三条基本指令的使用说明。图5.1LD、LDI、OUT指令的使用说明

LD、LDI两条指令的目标元件是X、Y、M、S、T、C,用于将接点接到母线上。也可以与后述的ANB、ORB指令配合使用,在分支起点也可使用。

OUT是驱动线圈的输出指令,它的目标元件是Y、M、S、T、C,对输入继电器X不能使用。OUT指令可以连续使用多次。对定时器的定时线圈使用OUT指令后,必须设定常数K,图5.1中K为10,对应于延时时间为1s。对计数器的计数线圈,使用OUT指令后,也必须设定常数K,K表示计数器设定次数。

2.接点串联指令AND、ANI

(1) AND:与指令,用于单个常开接点的串联。

(2) ANI:与非指令,用于单个常闭接点的串联。

AND与ANI都是一个程序步指令,它们串联接点的个数没有限制,也就是说这两条指令可以多次重复使用。AND、ANI指令的使用说明如图5.2所示。它们的目标元件为X、Y、M、S、T、C。图5.2AND、ANI指令的使用说明

3.接点并联指令OR、ORI

(1) OR:或指令,用于单个常开接点的并联。

(2) ORI:或非指令,用于单个常闭接点的并联。OR与ORI指令都是一个程序步指令,它们的目标元件是X、Y、M、S、T、C。对这两种指令的使用作如下说明:

(1) OR、ORI指令用于单个触点的并联连接指令。

(2)需要两个以上接点串联连接电路块的并联连接时,要用后述的ORB指令。

OR、ORI是从该指令的当前步开始,对前面的LD、LDI指令并联连接,并联的次数无限制。OR、ORI指令的使用说明如图5.3所示。图5.3OR、ORI指令的使用说明

4.串联电路块的并联连接指令ORB两个或两个以上的接点串联连接的电路叫串联电路块。对串联电路块并联连接时,有如下的说明:

(1)分支开始用LD、LDI指令,分支结束用ORB指令。

(2) ORB指令为无目标元件指令,而且为一个程序步。ORB有时也简称或块指令。ORB指令的使用说明如图5.4所示。

ORB指令的使用方法有两种:一种是要并联的每个串联电路块后加ORB指令;另一种是集中使用ORB指令,详见图5.5中语句表。对于前者分散使用ORB指令时,并联电路的个数没有限制;但对于后者集中使用ORB指令时,这种电路块并联的个数不能超过8个(即重复使用LD、LDI指令的次数限制在8次以下),所以不推荐用后者编程。图5.4ORB指令的使用说明(一)图5.5ORB指令的使用说明(二)

5.并联电路的串联连接指令ANB两个或两上以上接点并联的电路称为并联电路块,分支电路并联电路块与前面电路串联连接时,使用ANB指令。在使用时应注意:

(1)分支的起点用LD、LDI指令,并联电路块结束后,使用ANB指令与前面电路串联。

(2) ANB指令也简称与块指令,ANB也是无操作目标元件,是一个程序步指令。ANB指令的使用说明如图5.6和图5.7所示。

(3)当并联的串联电路块大于等于3时,有两种编程方法,但最好采用图5.6所示编程方法。对串联电路块逐块连接,对每一电路块使用ANB指令,ANB使用次数无限制。采用图5.7所示编程方法时,ANB指令虽然也可连续使用,但重复使用LD、LDI指令的次数限制在8次以下,这点请注意。图5.6ANB指令使用说明(一)图5.7ANB指令使用说明(二)

6.多重输出指令MPS、MPD、MPP

(1) MPS:进栈指令;

(2) MRD:读栈指令;

(3) MPP:出栈指令。

PLC中有11个存储运算中间结果的存储器,称为栈存储器。进栈MPS指令就是将运算中间结果存入栈存储器。使用一次MPS指令,该时刻的运算结果就压入栈存储器第一级,再使用一次MPS指令,此次的运算结果压入栈的第一级,上一次压入的数据依次向栈的下一级移动。使用出栈指令MPP就是将存入栈存储器的各数据依次上移,最上级数据读出后就从栈内消失。读栈指令MRD是存入栈存储器最上级最新数据的读出专用指令,栈内的数据不发生上、下移。这三种指令都是没有数据(操作元件号)的指令,可将触点先存储,因此可用于多重输出电路。MPS、MRD、MPP指令的使用说明如图5.8~图5.11所示。图5.8是简单电路,即一层栈电路。图5.9是一层栈与ANB、ORB指令配合。图5.10是二层栈电路。图5.11是一个四层栈电路。

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。图5.8栈存储器与多重输出指令图5.9一层栈电路图5.10二层栈电路图5.11四层栈电路

7.主控、主控复位指令MC、MCR

MC为主控指令,用于公共串联接点的连接,MCR叫主控复位指令,即MC的复位指令。在编程时,经常遇到多个线圈同时受一个或一组接点控制,如果在每个线圈的控制电路中都串入同样的接点,将多占用存储单元。应用主控指令可以解决这一问题。使用主控指令的接点称为主控接点,它在梯形图中与一般的接点垂直。它们是与母线相连的常开接点,是控制一组电路的总开关。MC、MCR指令的使用说明如图5.12所示。

MC指令是三程序步,MCR指令是二程序步,两条指令的操作目标元件是Y、M,但不允许使用特殊辅助继电器M。图5.12MC、MCR指令的使用说明当图5.12的X0接通时,执行MC与MCR之间的指令;当输入条件断开时,不执行MC与MCR之间的指令。非积算定时器和用OUT指令驱动的元件复位,积算定时器、计数器和用SET/RST指令驱动的元件保持当前的状态。使用MC指令后,母线移到主控接点的后面,与主控接点相连的接点必须用LD或LDI指令。MCR使母线回到原来的位置。在MC指令区内使用MC指令称为嵌套,嵌套级N的编号(0~7)顺次增大,返回时用MCR指令,从大的嵌套级开始解除。见图5.13。图5.13多重嵌套主控指令

8.置位、复位指令SET、RST

SET为置位指令,其功能使元件置位并保持,直至复位为止。RST为复位指令,使元件复位并保持,直至置位为止。SET、RST指令的使用说明如图5.14所示。由图5.14可见,当X000接通后,即使再变成断开,Y000也保持接通;X001接通后,即使再变成断开,Y000也将保持断开。SET指令的操作目标元件为Y、M、S。而RST指令的操作目标元件为Y、M、S、D、V、Z、T、C。这两条指令是1~3程序步。用RST指令可以对定时器、计数器、数据寄存器、变址寄存器的内容清零。对同一编程元件,可多次使用SET和RST指令。SET、RST指令还可用来复位积算定时器T246~T255和计数器。现举一个RST复位指令对计数器、定时器的使用的例子,如图5.15所示。图5.14SET、RST指令的使用说明图5.15RST指令用于T、C的使用说明当X000接通,输出接点T246复位,定时器的当前值也成为0。输入X001接通期间,T246接收1ms时钟脉冲并计数,计到1234时Y000开始动作。32位计数器C200根据M8200的开、关状态进行递加或递减计数,它对X4接点的开关数计数。输出接点的置位或复位取决于计数方向及是否达到D1、D0中所存的设定值。输入X003接通,输出接点复位,计数器C200当前值清零。

9.脉冲输出指令PLS、PLF

PLS指令在输入信号上升沿产生脉冲输出,而PLF在输入信号下降沿产生脉冲输出,这两条指令都是二程序步,它们的目标元件是Y和M,但特殊辅助继电器不能作目标元件。

PLS、PLF指令的使用说明如图5.16所示。使用PLS指令,元件Y、M仅在驱动输入接通后的一个扫描周期内动作(置1),即PLS指令使M0产生一个扫描周期脉冲;而使用PLF指令,元件Y、M仅在驱动输入断开后的一个扫描周期内动作,即PLF指令使元件M1产生一个扫描周期脉冲。

10.空操作指令NOP

NOP指令是一条无动作、无目标的一程序步指令。可编程控制器的编程器一般都有指令的插入和删除功能,但在程序中一般很少使用。NOP指令执行完清除用户存储器的操作后,用户存储器的内容全部变为空操作指令。图5.16PLS、PLF指令的使用说明

11.程序结束指令END

END是一条无目标元件一程序步指令。PLC反复进行输入处理、程序运算、输出处理,若在程序最后写入END指令,则END以后的程序步不再执行,直接进行输出处理。在程序调试过程中,按段插入END指令,可以顺序扩大对各程序段动作的检查。采用END指令可将程序划分为若干段,在确认处于前面电路块的动作正确无误之后,可依次删去END指令。要注意的是,在执行END指令时,也刷新了监视时钟。5.1.3定时器与计数器

1.定时器定时器相当于继电器电路中的时间继电器,可在程序中用作延时控制。

1)定时器的类型

FX2N系列可编程控制器定时器具有以下四种类型。

(1) 100ms定时器:T0~T199(200点),计时范围为0.1~3276.7s。

(2) 10ms定时器:T200~T245(46点),计时范围为0.01~327.67s。

(3) 1ms积算定时器:T246~T249(4点,中断动作),计时范围为0.001~32.767s。

(4) 100ms积算定时器:T250~T255(6点),计时范围为0.1~3276.7s。

2)定时器的工作原理可编程控制器中的定时器是对机内1ms、10ms、100ms等不同规格时钟脉冲累加计时的。定时器除了占有自己编号的存储器位外,还占有一个设定值寄存器和一个当前值寄存器。设定值寄存器用于存放程序赋予的定时设定值。当前值寄存器用于记录计时当前值。这些寄存器为16位二进制存储器。其最大值乘以定时器的计时单位值即为定时器的最大计时范围值。定时器满足计时条件时开始计时,当前值寄存器则开始记数,当它的当前值与设定值寄存器存放的设定值相等时定时器动作,其常开触点接通,常闭触点断开,并通过程序作用于控制对象,达到时间控制的目的。

3)普通定时器与积算定时器的使用图5.17为定时器在梯形图中使用的情况。图5.17(a)中X001为计时条件,当X001接通时,定时器T10计时开始。K20为设定值。十进制“20”为该定时器计时单位值的倍数。T10为100ms定时器,当设定值为“K20”时,其计时时间为2s。图5.17(a)中Y010为定时器的工作对象。当计时时间到,定时器T10的常开触点接通,Y010置1。在计时中,若计时条件X001断开或PLC电源停电,则计时过程中止且当前值寄存器复位(置0)。若X001断开或PLC电源停电发生在计时过程完成且定时器的触点已动作,则触点的动作也不能保持。图5.17定时器的使用若把定时器T10换成积算定时器T250,情况就不一样了。积算定时器在计时条件失去或PLC失电时,其当前值寄存器的内容及触点状态均可保持,可在多次断续的计时过程中“累计”计时时间。所以称为“积算”。图5.17(b)为积算定时器T250的工作梯形图。因积算定时器的当前值寄存器及触点都有记忆功能,故必须在程序中加入专门的复位指令。图5.17(b)中X002即为复位条件。当X002执行“RSTT250”指令时,T250的当前值寄存器及触点同时置0。定时器可采用十进制常数(K)作为设定值,也可用后述的数据寄存器D的内容作间接指定。

2.计数器计数器在程序中用作计数控制。FX2N系列可编程控制器计数器可分为内部计数器及外部计数器。内部计数器是对机内元件(X、Y、M、S、T和C)的信号计数的计数器。由于机内信号的频率低于扫描频率,因此内部计数器是低速计数器,也称普通计数器。对高于机器扫描频率的信号进行计数,需用高速计数器。机内高速计数器的使用将在后续章节介绍。现将普通计数器分类介绍如下。

1) 16位增计数器(设定值:1~32767)有两种16位二进制增计数器,即通用的C0~C99(100点)和掉电保持用的C100~C199(100点)。

16位指其设定值及当前值寄存器为二进制16位寄存器,其设定值在K1~K32767范围内有效。图5.18所示为16位增计数器的工作过程。图中,计数输入X011是计数器的工作条件,X011每次接通驱动计数器C0的线圈时,计数器的当前值加1。“K10”为计数器的设定值。当第10次执行线圈指令时,计数器的当前值和设定值相等,触点就动作,计数器C0的工作对象Y000接通,在C0的常开触点置1后,即使计数器输入X011再动作,计数器的当前状态保持不变。图5.1816位增计数器的工作过程由于计数器的工作条件X011本身就是断续工作的,外电源正常时,其当前值寄存器具有记忆功能,因此即使是非掉电保持型的计数器也需复位指令才能复位。图5.18中,X010为复位条件。当复位输入X010接通时,执行RST指令,计数器的当前值复位为0,输出触点也复位。计数器的设定值除了常数设定外,也可通过数据寄存器间接设定。使用计数器C100~C199时,即使停电,当前值和输出触点的置位/复位状态也能保持。

2) 32位增/减计数器(设定值:-2147483648~+2147483647)有两种32位的增/减计数器,即通用的C200~C219(20点)和掉电保持用的C220~C234(15点)。

32位指其设定值寄存器为32位。由于是双向计数,32位的首位为符号位。设定值的最大绝对值为31位二进制数所表示的十进制数,即-2147483648~+2147483647。设定值可直接用常数或间接用数据寄存器D的内容。间接设定时,要用元件号连续的两个数据寄存器。计数的方向(增计数器或减计数器)由特殊辅助继电器M8200~M8234设定。对于C200,当M8200接通(置1)时为减法计数,当M8200断开(置0)时为加法计数。图5.19为32位增/减计数器的动作过程。图中,X014作为计数输入驱动C200线圈进行加计数或减计数。X012为计数方向选择。计数器设定值为-5。当计数器的当前值由-6增加为-5时,其触点置1,由-5减少为-6时,其触点置0。图5.1932位增/减计数器的工作过程

32位增/减计数器为循环计数器。当前值的增减虽与输出触点的动作无关,但从+2147483647起再进行加计数,当前值就变成-2147483648;从-2147483648起再进行减计数,则当前值变为+2147483647。当复位条件X013接通时,执行RST指令,则计数器的当前值为0,输出触点也复位。使用断电保持计数器,其当前值和输出触点状态皆能断电保持。

32位计数器可当作32位数据寄存器使用,但不能用作16位指令中的操作元件。5.2基本逻辑指令编程实训

1.实训目的实训目的如下:

(1)通过实训掌握基本逻辑指令的使用。

(2)掌握使用编程器或编程软件写入、检查和修改程序的方法。

(3)熟悉PLC程序运行的方法。

2.实训要求按照梯形图输入指令语句,检查输入程序的正确性,操作PLC运行程序,手动模拟输入信号,观察输出的状态,并记录PLC程序运行的结果。

3.实训内容和步骤

1)启保停电路如图5.20所示,当X000接通一下,辅助继电器M100接通并自保持,Y000有输出;只有当X001触点断开,M100断开,Y000无输出。启保停电路可将输入信号加以保持记忆。

2)优先电路(互锁电路)如图5.21所示,输入信号X000和X001谁先到,谁先取得优先权,它们的输出信号互相联锁,当X000=1时,M100=1,M100常闭触点,切断M101回路。图5.20启保停电路图5.21互锁电路

3)比较电路如图5.22所示,该电路按预先设定的输出要求,根据对两个输入信号的比较,决定某一输出。若X000、X001同时接通,则Y000有输出;若X000、X001均不接通,则Y001有输出;若X000不接通,X001接通,则Y002有输出;若X000接通,X001不接通,则Y003有输出。

4)微分电路

(1)上升沿微分脉冲电路如图5.23(a)所示。由于PLC是以循环扫描方式工作的,在PLC第一次扫描时输入X000由OFF—ON时,M100、M101线路接通,但处在第一行的M101的常闭触点仍然接通,因为该行已经扫描过了。等到PLC第二次扫描时,M101的触点才断开,Y0线圈断开。Y0接通时间为一个扫描周期。图5.22比较电路图5.23上升沿和下降沿微分电路

(2)下降沿微分脉冲电路。当X000由ON—OFF时,M100接通一个扫描周期,则Y000输出一个脉冲,如图5.23(b)所示。

(3)选做练习。图5.24所示为上升沿和下降沿取指令的应用。上升沿和下降沿指令的执行时间为一个扫描周期,分析并画出相对应X012、X014的变化,输出Y003、Y005状态的变化情况。

5)分频电路

(1)用PLC可以实现对输入信号的任意分频,图5.25是一个2分频电路。根据X000的波形画出M100和Y000的波形。

(2)选做练习。根据图5.26的梯形图画出M206的波形图。图5.24微分电路练习图5.25分频电路图5.26分频电路练习5.3多重输出指令、主控指令和脉冲指令实训

1.实训目的实训目的如下:

(1)掌握多重输出指令MPS、MRD、MPP的使用方法。

(2)掌握主控指令MC和MCR的使用方法。

2.实训要求按照梯形图输入指令语句,检查输入程序的正确性,操作PLC运行程序,手动模拟输入信号,观察输出的状态,并记录PLC程序运行的结果。

3.实训内容和步骤

1)多重输出指令实训已知二层堆栈梯形如图5.27所示。实训步骤:按照梯形图输入指令语句,操作PLC运行程序,手动输入信号X000~X006观察输出信号Y000~Y003的变化情况。

2)主控指令实训图5.28所示为主控指令使用的梯形图。实训步骤如下:

(1)根据梯形图输入指令语句,操作PLC运行程序;

(2)当输入X010=0,X000=X001=1时,观察PLC输出端Y000、Y001的变化情况;

(3)当输入X010=1,X000=1,X001=1时,观察PLC输出端Y000、Y001的变化情况;

(4)画出Y000、Y001的波形图。图5.27二层堆栈图5.28主控指令梯形图

3)脉冲指令实训图5.29所示为脉冲指令实训练习,图中X000为上升沿微分指令的执行条件,X001为下降沿微分指令的执行条件。实训步骤如下:

(1)根据梯形图编写并输入指令;

(2)使输入信号X000和X001分别由OFF到ON变化一次,观察Y000、Y001的变化情况;

(3) X012通断一次使Y000、Y001复位;

(4)画出M0、M1、Y000、Y001的时序波形。图5.29脉冲指令实训5.4定时器和计数器实训

1.实训目的实训目的如下:

(1)掌握定时器、计数器指令的编程方法。

(2)掌握定时器、计数器常数的设置。

(3)掌握定时器、计数器的使用技巧。

2.实训要求实训要求如下:

(1)按照梯形图输入指令语句,检查输入程序的正确性,操作PLC运行程序,手动模拟输入信号,观察输出的状态,并记录PLC程序运行的结果。

(2)计数器设置、复位操作功能。

(3)分析梯形图并画出相对应的时序波形图。

3.实训内容和步骤

1)延时接通电路实训图5.30是延时接通的梯形图原理,当X000输入信号,经2s延时接通Y000,对应的指示灯亮;再经2s延时接通Y001,再经20s延时,接通Y002对应的指示灯亮,然后再经过2s后Y003有输出。当X001有输入时,所有输出立即复位。实训步骤:按照梯形图输入指令语句,检查输入程序的正确性,操作PLC运行程序,当X000从OFF到ON,观察各输出的变化。图5.30延时接通电路

2)延时断开电路程序的实训图5.31是延时断开电路。给X000一个输入信号,Y000输出经4s延时后,Y000指示灯灭。将X000接通一下,经2s延时后再接通一下。注意:Y000从X000第二次接通后是经2s后还是4s后断开。将X001接通一下,Y010输出,经4s延时后,Y010断开。将X001接通一下,经2s延时后再接通一下。请思考:Y010从X001第二次接通后,是经2s后还是4s后断开。根据运行结果,分析积算定时器和非积算定时器的异同点。图5.31延时断开电路

3)振荡电路图5.32是脉冲振荡电路。此电路可以产生周期为50s的脉冲信号,当X000闭合后经过30s后,其常开触点闭合,T51线圈得电开始延时,经过20s后T51触点动作,其常闭触点使T50线圈失电,T50常开触点又使T51断开,一个周期结束。在一个周期中T50的触点闭合20s,断开30s,而T51的触点只闭合一个扫描周期的时间。实训步骤:按照梯形图输入指令语句,检查输入程序的正确性,操作PLC运行程序,手动输入信号X000为ON观察PLC输出端Y000的状态变化,并画出波形图。图5.32脉冲振荡电路

4)定时器的扩展若将几个定时器串联使用或者将定时器和计数器串联使用,可以实现扩充设定值的目的,图5.33是定时器的扩展电路,图中通过两个定时器的串联,可以实现1300s的延时。当X000为ON时,T0就开始计时,当到达800s时,T0所带的常开触点闭合,使T1得电开始计时,再延时500s后,T1的常开触点闭合,Y000线圈得电,获得1300s的输出信号。实训步骤:按照梯形图输入指令语句,检查输入程序的正确性,操作PLC运行程序,手动操作X000=1,观察Y000的状态变化,画出Y000的时序波形图。图5.33定时器扩展电路

5)定时器和计数器的组合使用图5.34所示为定时器和计数器的组合使用,该电路可以获得30000s的延时,当X000闭合时,T0线圈得电开始计时,当延时100s后,T0的常闭触点断开,使T0自身复位,在T0线圈再次得电后又可以开始计时。在电路中,T0的常开触点每隔100s闭合一次,计数器计数一次,当计到300次时,C0的常开触点闭合,Y001线圈得电闭合,从而实现Y001线圈从X000为ON时刻,延时300 × 100s才有输出,X004用于计数器复位。实训步骤:按照梯形图输入指令语句,检查程序的正确性,操作PLC运行程序,手动操作输入信号X000为ON,观察输出Y000的状态,并画出波形图。图5.34定时器和计数器的组合5.5经验法编程实训经验法编程是依据设计者经验进行编程设计的方法。它主要基于以下几点:

(1)要画出符合逻辑的梯形图,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,这些条件又总是以机内各种器件的逻辑关系出现的。

(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基本环节,它们具有一定的功能,可以像积木一样,可在许多地方应用。下面通过实训来了解和掌握经验法编程。5.5.1三相交流电动机的Y-△减压启动控制

1.实训目的实训目的如下:

(1)掌握PLC的编程方法和程序调试方法。

(2)掌握编程软件或简易编程器的使用方法。

(3)用PLC构成三相交流电动机Y-△降压启动控制系统。

2.实训要求三相交流电动机Y-△降压启动继电接触器控制电路图如图5.35所示。图5.35中,输入点2点(停止按钮SB0、启动按钮SB1),输出点共3点,即控制KM0接触器Y000、控制KM1接触器Y001、控制KM2接触器Y002,过载保护FR热继电器常闭触点接在接触器KM1和KM2回路,对电动机进行过载保护。图5.35三相交流电动机Y-△降压启动断电接触器控制电路

3.实训内容及步骤实训内容及步骤如下:

(1)由I/O点数确定PLC的选型。

(2)设计I/O的端口分配。

(3)设计I/O的接线图。

(4)编制程序流程。

(5)模拟初调程序。

(6)连接PLC外部的输入设备及负载,进行软、硬件整体调试,直到满足要求为止。

(7) PLC系统输入/输出(I/O)分配表如表5-1所示,PLC的外部接线图见图5.36。表5-1PLC输入/输出(I/O)分配图5.36外部接线图将梯形图或指令表用编程软件或简易编程器写入PLC中,进行调试和模拟运行。按下SB1,X001接通,Y000和Y001接通,接触器KM0和KM1得电吸合,交流电动机Y形连接启动,与此同时定时器T0开始延时,当延时5s后,定时器T0动作,其常闭触点使输出继电器Y001断开,Y001指示灯熄灭,Y001的常闭触点闭合,使输出继电器Y002接通,Y002指示灯亮,接触器KM0和KM2得电吸合,交流电动机△形连接投入运行,按下停止按钮SB0,X000接通,M100断开,Y000、Y002断开,使K

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