电气控制与PLC课件

单/击/此/处/添/加/副/标/题/内/容电气控制与PLC4.1位逻辑指令4.2定时器及计数器指令4.3数据处理指令4.4程序控制类指令、可编程控制器的编程和应用可编程控制器的基本指令及应用4.1.1PLC的编程语言

在PLC中有多种程序设计语言，包括梯形图、语句表、顺序功能流程图、功能块图等。梯形图和语句表是基本程序设计语言，通常由一系列指令组成，用这些指令可以完成大多数简单的控制功能，例如代替继电器、计数器、计时器完成顺序控制和逻辑控制等，通过扩展或增强指令集，它们也能执行其他的基本操作。

梯形图程序设计语言是最常用的一种程序设计语言，它来源于继电器逻辑控制系统的描述。在工业过程控制领域，电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉，因此，由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到了欢迎，并得到了广泛的应用。梯形图

图形指令有触点、线圈和指令盒3个基本形式。1．梯形图(LadderDiagram)程序设计语言

??????a)常开触点b)常闭触点(1)触点：其基本符号如图所示。问号代表需要指定的操作数的存储器的地址。触点代表输入条件如外部开关、按钮及内部条件等。触点有常开触点和常闭触点。CPU运行扫描到触点符号时，到触点操作数指定的存储器位访问(即CPU对存储器器的读操作)。计算机读操作的次数不受限制，用户程序中，常开触点、常闭触点可以使用无数次。1．梯形图(LadderDiagram)程序设计语言

1．梯形图(LadderDiagram)程序设计语言()???c)线圈(2)线圈：其基本符号（c）所示。线圈表示输出结果，即CPU对存储器的赋值操作。线圈左侧接点组成的逻辑运算结果为1时，“能流”可以达到线圈，使线圈得电动作，CPU将线圈的操作数指定的存储器的位置为1；逻辑运算结果为0时，线圈不通电，存储器的位置0。即线圈代表CPU对存储器的写操作。PLC采用循环扫描的工作方式，所以在用户程序中，每个线圈只能使用一次。

1．梯形图(LadderDiagram)程序设计语言(3)指令盒。指令盒代表一些较复杂的功能，如定时器、计数器或数学运算指令等。当“能流”通过指令块时，执行指令块所代表的功能。

d）定时器指令语句表程序设计语言是用布尔助记符来描述程序的一种程序设计语言。是由助记符和操作数构成的，与计算机中的汇编语言非常相似。采用助记符来表示操作功能，操作数是指定的存储器的地址。左侧：助记符

右侧：操作数2.语句表（StatementList）程序设计语言采用顺序功能流程图的描述，控制系统被分为若干个子系统，从功能人手，使系统的操作具有明确的含义。顺序功能流程图的主要元素是步、转移、转移条件和动作，如图所示。3.顺序功能流程图(SepuentialFunctionChart)程序设计功能块图程序设计语言是采用逻辑门电路的编程语言，有数字电路基础的人很容易掌握。功能块图指令由输入、输出段及逻辑关系函数组成。方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入输出端的小圆圈表示“非”运算，信号自左向右流动。

4．功能块图(FunctionBlockDiagram)程序设计语言经验设计法经验设计法即在一些典型的控制电路程序的基础上，根据被控制对象的具体要求，进行选择组合，并多次反复调试和修改梯形图，有时需增加一些辅助触点和中间编程环节，才能达到控制要求。这种方法没有规律可遵循，设计所用的时间和设计质量与设计者的经验有很大的关系，所以称为经验设计法。经验设计法用于较简单的梯形图设计。应用经验设计法必须熟记一些典型的控制电路，如前面已经介绍过起保停电路、下面将要介绍的交流电动机正反转电路等。4.1.2PLC程序设计常用的方法

经验设计法经验设计法即在一些典型的控制电路程序的基础上，根据被控制对象的具体要求，进行选择组合，并多次反复调试和修改梯形图，有时需增加一些辅助触点和中间编程环节，才能达到控制要求。这种方法没有规律可遵循，设计所用的时间和设计质量与设计者的经验有很大的关系，所以称为经验设计法。经验设计法用于较简单的梯形图设计。应用经验设计法必须熟记一些典型的控制电路，如前面已经介绍过起保停电路、下面将要介绍的交流电动机正反转电路等。4.1.2PLC程序设计常用的方法

继电器控制电路转换为梯形图法继电器控制电路转换为梯形图设计方法的主要步骤如下：1.熟悉现有的继电器控制线路。2.对照PLC的I/O端子接线图，将继电器电路图上的被控器件（如接触器线圈、指示灯、电磁阀等）换成接线图上对应的输出点的编号，将电路图上的输入装置（如传感器、按钮开关、行程开关等）触点都换成对应的输入点的编号。3.将继电器电路图中的中间继电器、定时器，用PLC的辅助继电器、定时器来代替。4.画出全部梯形图，并予以简化和修改。这种方法对简单的控制系统是可行的，比较方便，但较复杂的控制电路，就不适用了。

位操作指令是以“位”为操作数地址的PLC常用的基本指令。梯形图指令有触点和线圈两大类，触点又分常开触点和常闭触点两种形式；语句表指令有与、或、输出等逻辑关系。位操作指令能够实现基本的位逻辑运算和控制。4.1.3基本位逻辑指令介绍1.置位与复位指令

执行S(Set，置位或置1)与R(Reset，复位或置0)指令时，从指定位地址开始的N个点的映像寄存器都被置位(变为1)或复位(变为0)，并保持该状态。指令名称LADSTL功能置位指令SetS-bit─(S)NSbit，N使能输入有效后，从指定bit地址开始的N个位置“1”并保持复位指令ResetS-bit─(R)NRbit,N使能输入有效后，从指定bit地址开始的N个位置“0”并保持2.RS触发器指令RS触发器具有置位与复位的双重功能。其指令格式及功能如表所示RS触发指令应用梯形图及时序图3.正负跳变指令

正负跳变指令指令格式及功能指令名称LADSTL功能正跳变指令EU检测到EU指令前的逻辑运算结果有一个上升沿时，产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲负跳变指令ED检测到ED指令前的逻辑运算结果有一个下降沿时，产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲正跳变触点检测到一次正跳变(触点的输入信号由0变为1即上升沿脉冲)时，或负跳变触点检测到一次负跳变(触点的输入信号由1变为0即下降沿脉冲)时，触点接通一个扫描周期。其指令格式及功能见表所示。LDI0.0//装入常开触点EU//正跳变=M0.0//输出网络2LDM0.0//装入SQ0.0，1//输出置位网络3LDI0.1//装入ED//负跳变=M0.1//输出网络4LDM0.1//装入RQ0.0，1//输出复位

EU/ED指令应用的梯形图、语句表和时序图(a)梯形图(b)语句表

(c)时序图4.取反指令NOT取反触点将它左边电路的逻辑运算结果取反，运算结果若为1则变为0，为0则变为1，该指令没有操作数。能流到达该触点时即停止。若能流未到达该触点，则该触点给右侧供给能流。NOT指令将堆栈顶部的值由0改为1，或由1改为0。其梯形图指令格式是，，其应用举例及时序分析如图2-24所示。

任务

设计一个单台电动机的正反转互锁PLC控制系统

其控制要求如下：当按下正转启动按钮SB1时，电动机M正向启动且连续运转；当按下反转启动按钮SB2时，电动机M反向启动且连续运转。其中按钮SB1、SB2和接触器KM1、KM2的常闭触点分别串接在对方接触器线圈回路中，当接触器KM1通电闭合时，接触器KM2不能通电闭合；反之当接触器KM2通电闭合时，接触器KM1不能通电闭合，具备互锁功能。其电气控制图如图2-43所示。

图2-43三相异步电动机正反转电气控制电路原理图

输入信号输出信号PLC地址电气符号功能说明PLC地址电气符号功能说明I0.0SB1正转启动按钮，常开触点Q0.0KM1正转接触器线圈I0.1SB2反转启动按钮，常开触点Q0.1KM2反转接触器线圈I0.2SB3停止按钮，常开触点I0.3FR热继电器动断触点

(1)I/O端口分配

根据控制要求，I/O端口分配情况如表所示图

电动机正反转电路的PLC外部接线图(2)三相异步电动机正反转控制的PLC控制接线图如图所示。(3)程序设计