第三章 小型整体式PLC(4).ppt

1、 PLC原理及应用,第三章小型整体式PLC,第三章 小型整体式PLC,CPM系列小型机系统的特点 CPM系列机的构成 CPM系列机的继电器区和数据区 CPM系列机的指令系统,3.4.2 定时器计数器指令,CPM1A提供两种定时器和两种计数器，它们都在TC区内，统一编号。 定时器计数器的编号称为TC号，一个TC号只能用于一个定时器或计数器，不能重复使用。 TC号的范围为000127（CPM2A的TC号范围为000255）。 定时器和计数器都有设定值（SV）和当前值（PV），SV可以使用不同的数据区，其数值为BCD数，由用户程序设定；PV值取决于定时器计数器的工作状态和SV值，由PLC自动处理，但

2、也可由用户程序强制改变其内容。,概述,3.4.2 定时器计数器指令,概述,定时器为通电延时，即当定时器前面的状态为ON时开始延时，经过相应的逻辑操作，可以获得类似于继电器控制线路中时间继电器的通电延时ON、通电延时OFF、断电延时ON、断电延时OFF的触点。,普通计数器为减计数，可逆计数器为双向计数。高速计数有加计数和可逆计数两种方式,1定时器TIM,工作 ：,定时器TIM为通电延时，基本延时单位为0.1秒，延时时间为SV0.1秒。,当TIM前的状态为ON的时间小于SV所设定的时间时，定时器输出不动作，即不能变为ON。 当扫描时间TS100ms时，TIM的定时将不准确。 定时器TIM的SV可以

3、是立即数，也可以是通道。是立即数时，这个立即数必须是BCD数；是通道时，通道中的内容必须是BCD数。当用通道内容作为SV时，改变通道中的内容即可改变延时时间。由于定时器的PV值是在TIM前的状态为OFF时由SV值装入的，所以改变后的SV只有当经过TIM前的状态为OFF后才有效。,1定时器TIM,注意：,数据区与标志位,1定时器TIM,数据区为IR、SR、HR、AR、LR、DM、*DM、#。 TIM指令的数据区是SV的数据区，用IR、HR时只能以通道为单位使用，通道内容必须是BCD数。#表示立即数，立即数也必须是BCD数。 出错标志位25503：当SV不是BCD数时，该位为ON，TIM指令不执行

4、。,1定时器TIM,虽然定时器的输出为通电延时ON，但经过相应的逻辑操作后，可以产生出类似于继电器线路中时间继电器的通电延时ON、通电延时OFF、断电延时ON、断电延时OFF触点。,2.高速定时器TIMH（15）,工作,高速定时器TIMH（15）为通电延时，基本延时单位为10ms，延时时间为SV0.01秒。TIM（15）中的15为指令功能号，利用编程器输入程序时按FUN键后再按15可输入TIMH指令。,当扫描时间Ts10ms时，高速定时器可能会不准确。,注意：,当TIMH前的状态为ON的时间小于SV所设定的时间时，定时器输出不动作，即不能变为ON。,2.高速定时器TIMH（15）,定时器TIM

5、H的SV可以是立即数，也可以是通道。是立即数时，这个立即数必须是BCD数；是通道时，通道中的内容必须是BCD数。当用通道内容作为SV时，改变通道中的内容即可改变延时时间。由于定时器的PV值是在TIMH前的状态为OFF时由SV值装入的，所以改变后的SV只有当经过TIM前的状态为OFF后才有效。,2.高速定时器TIMH（15）,数据区与标志位,数据区为IR、SR、HR、AR、LR、DM、*DM、#。 TIMH的数据区为SV的数据区，其内容必须为BCD数。 出错标志位25503：当SV不是BCD数时，该位为ON，TIMH指令不执行。,语句表 LD 00002 TIMH 000 #0015 LD TI

6、M000 AND 00003 OUT HR0001,2.高速定时器TIMH（15）,程序举例,3计数器CNT,工作,计数器CNT为减1计数。对于图3-55计数器，当复位端00003为ON时，计数器CNT002复位为OFF，其当前值PVSV。当复位端00003为OFF时，计数端00002每来一个脉冲，在脉冲上升沿计数器的PV减1。当PV0时，计数器CNT002输出为ON，此时计数端再来脉冲无效。断电时，计数器的PV保持不变。,3计数器CNT,工作,当用通道内容作为SV时，改变通道内容即可改变计数个数。 由于计数器的PV是在复位计数器时由SV装入的，所以改变后的SV只有经过计数器复位后才能有效。,

7、数据区与标志位,3计数器CNT,数据区为IR、SR、HR、AR、LR、DM、*DM、#。,出错标志位25503：当SV不是BCD数时，该位为ON，此时CNT指令不执行。,4可逆计数器CNTR（12）,工作,可逆计数器CNTR为环形计数器，其功能号为12，利用编程器输入时按FUN键后再输入12即可。,可逆计数器编程时，先编加计数端，再编减计数端，再编复位端，然后输入CNTR指令及其TC号和SV。,当复位端00004为ON时，CNTR003被复位，其输出为OFF，PV=0，加、减计数端脉冲无效。当可逆计数器复位端00004为OFF时，加计数端00002每来一个脉冲，在脉冲的上升沿CNTR003的P

8、V值加1，当PV=SV时，加计数端再来一个脉冲，则PV0的同时CNTR003输出为ON，若此时加计数端再来一个脉冲，则PV=1且CNTR003输出为OFF；减计数端00003每来一个脉冲，在脉冲的上升沿CNTR003的PV值减1，当PV=0时，减计数端再来一个脉冲，PVSV的同时CNTR003输出为ON，减计数端再来一个脉冲，PV=SV一1且CNTR003输出为OFF；当加计数端00002和减计数端00003同时来脉冲时，CNTR003的PV值不变。简言之，当PV值有进位或借位时，可逆计数器CNTR的输出为ON。,4可逆计数器CNTR（12）,工作,语 句 表 LD00002 LD00003

9、LD00004 CNTR003 #0010 LDCNT003 OUT 01000,数据区与标志位,4可逆计数器CNTR（12）,数据区为IR、SR、HR、AR、LR、DM、*DM、#。,CNTR的数据区为其SV的数据区，其内容必须为BCD数。,出错标志位25503：当SV不是BCD数时，该位为ON，CNTR指令不执行。,注意,定时器计数器均使用TC区，所有定时器计数器的TC号不能重复。每一个TC号，既可用于定时器TIM或高速定时器TIMH，又可用于计数器CNT或可逆计数器CNTR。但是，同一个TC号只能使用一次，作为触点使用时可无限制地多次使用。为避免TC号重复使用，建议定时器的TC号从000

10、开始使用，计数器的TC号从127开始使用。,在用CNTR的输出作为触点时，仍以CNT表示，它在程序中可多次使用。可逆计数器在断电后，其PV保持不变。,用通道内容作为SV时，改变通道内容即可改变SV，改变后的SV立即有效。,4可逆计数器CNTR（12）,5常用定时器计数器典型程序,（1）延长定时时间,思考：一个定时器TIM的定时时间最长为？,最长定时时间=9999x0.1=999.9秒,若定时时间超过1000秒 ？,5常用定时器计数器典型程序,（1）延长定时时间,解决办法：,a、定时器级联延长定时时间 利用前一个定时器的触点作为后一个定时器的工作条件，前一个定时器输出为ON后，后一个定时器开始定

11、时，定时时间成为两个定时器定时时间之和。利用多个定时器级联便可获得较长的定时时间。,5常用定时器计数器典型程序,（1）延长定时时间,解决办法：,语句表 LD 00002 TIM000 #6000 LDTIM000 TIM001 #6000,图a采用了两个定时器级联延长定时时间，TIM000定时10分钟，TIM000为ON后TIM001开始定时，定时时间也为10分钟。,a、定时器级联延长定时时间,b、内部时钟加计数器延长定时时间 用内部时钟作为计数器的计数端，也可获得较长的定时时间,5常用定时器计数器典型程序,（1）延长定时时间,解决办法：,b、内部时钟加计数器延长定时时间,5常用定时器计数器典

12、型程序,（1）延长定时时间,解决办法：,图b的语句表 LD 00002 AND 25502 LDNOT 00002 CNT 126 #1200,图b采用了内部时钟25502和计数器CNT126延长定时时间，25502是PLC内部秒时钟，周期为1秒，占空比为1：1。因此，每秒钟计数器CNT126的PV值减1，当PV0时CNT126输出为ON。,5常用定时器计数器典型程序,（1）延长定时时间,两种方法比较：,图3-60a程序延时时间分辨率为0.1秒，最大延时时间为1999.8秒，占用资源较多，执行速度较慢。 图3-60b程序延时时间分辨率为1秒，最大延时时间为9999秒，占用资源较少，执行速度较快

13、。,（2）增大计数值,5常用定时器计数器典型程序,思考：一个一个计数器的最大计数值为？,最大计数值=9999秒,若定时时间超过9999秒 ？,解决办法：,（2）增大计数值,5常用定时器计数器典型程序,若计数值超过9999，可采用计数器级联增大计数值。计数器级联后，计数值为级联计数器的计数值之积。,（2）增大计数值,5常用定时器计数器典型程序,解决办法：,计数器级联,LD00002 LDCNT126 ORCNT125 OR00003 CNT126 #0200 LDCNT126 LD00003 CNT125 #0100,图3-61程序为计数值增大到20000的程序。在该程序中，00002为计数信号

14、，00003为复位信号。00002每来200个脉冲，CNT126为ON一个扫描周期，CNT125的当前值减1，当CNT125的PV=0时说明已计数20000次。若把CNT126和CNT125看成一个计数器，CNT126的当前值用PV1表示，CNT125的当前值用PV2表示，则该计数器的当前值PVPV1+PV2200。,（3）ONOFF延时,5常用定时器计数器典型程序,ONOFF延时是指在输入为ON某段时间后，输出才为0N；在输入为OFF某段时间后，输出才为OFF,在输入00002为ON 1秒后，HR0000为0N；00002为OFF 2秒后，HR0000为OFF，可采用图3-62所示程序。,L

15、D00002 TIM000 #0010 LDHR0000 ANDNOT00002 TIM001 #0020 LDTIM000 LDTIM001 KEEPHR0000,（3）ONOFF延时,5常用定时器计数器典型程序,00002为ON 1秒后，TIM000输出为ON，HR0000变为ON。00002变为OFF后，TIM001开始计时，2秒后TIM001为ON，复位HR0000。在下一个扫描周期TIM001变为OFF，可见，TIM001为ON的时间为一个扫描周期。 注意：当00002为ON的时间小于1秒时，HR0000不能变为ON。当00002为OFF的时间小于2秒时，HR0000不能变为OFF

16、。,（4）产生单稳态脉冲,5常用定时器计数器典型程序,不论输入信号为ON的时间为几秒，均输出脉宽为1秒的脉冲。,LD01100 ANDNOTTIM000 OR00002 OUT01100 LD01100 TIM000 #0010 LD01100 ANDNOTTIM000 OUT01101,不论输入00002为ON的时间为几秒，均产生脉宽为1秒的脉冲,（4）产生单稳态脉冲,5常用定时器计数器典型程序,当00002为ON时，输出01100保持为ON，输出01101为ON。1秒钟后TIM000为ON，01101变为OFF。若00002为ON的时间小于1秒，则TIM000为ON一个扫描周期。若0000

17、2为ON的时间大于1秒，则TIM000为ON后直到00002变为OFF时关断。单稳态脉冲宽度取决于TIM000的延时时间。,（5）任意占空比时钟,5常用定时器计数器典型程序,利用两个定时器可构成任意占空比时钟,初始状态下TIM000和TIM001均为OFF，TIM000前面的状态为ON，所以TIM000开始计时。计时2秒后TIM000为ON，TIM001开始计时。1秒后TIM001为ON。在下一个扫描周期TIM000变为OFF，TIM001也变为OFF。再下一个扫描周期TIM000前面的状态又变为ON，TIM000又开始计时。如此循环往复，形成了周期3秒、占空比为1：2的时钟。改变TIM000

18、和TIM001的设定值即可改变时钟周期和占空比。若TIM000的设定值用SV1表示，TIM001的设定值用SV2表示，则时钟周期T（SV1+SV2）0.1秒、占空比为SV2/SV1。,（6）计n个脉冲间的时间间隔,5常用定时器计数器典型程序,利用两个计数器可以构成计n个脉冲时间间隔的程序。一个计数器用于对脉冲分频，另一个计数器计间隔时间,CNT127计完4个脉冲后，其当前值PV0，输出为ON。第5个脉冲到来时CNT127复位。因此，CNT127可以看作5分频器，它为OFF的时间为5个脉冲间的时间间隔即4个脉冲周期，它为ON的时间为两个脉冲间的时间间隔即一个脉冲周期,注意：,（6）计n个脉冲间的

19、时间间隔,5常用定时器计数器典型程序,短时钟脉冲不能生成精确的定时器，因为短暂的“ON”时间 可能在长循环周期内不被准确地读到。尤其不应使用0.02秒和0.1秒的时钟脉冲来产生带CNT指令的定时器。,程序举例,【例3-4】,试编制一个程序，要求如下：按下“启动”按钮后，灯1亮，1秒后灯2亮，2秒后灯3亮，3秒后灯1灭，4秒后灯2灭，5秒后灯3灭，6秒后灯1亮；按下“暂停”按钮，各灯状态保持不变，再按“启动”后各灯继续工作；按下“停止”按钮，各灯立即熄灭，再按“启动”按钮后，重新开始工作。,程序举例,【例3-4】,执行机构与动作过程。,在该任务中，执行机构为3只灯，故需要3个输出。,3只灯的工作

20、为循环方式，循环周期为6秒，每秒一个状态。在一个周期中，对每只灯而言，其动作如下：灯1，按下“启动”按钮后，4秒前亮 ；灯2，1秒后5秒前亮 ；灯3，2秒后6秒前亮 。,输入输出信号与内存分配,程序举例,【例3-4】,该任务中有三个输入信号、三个输出信号，采用CPM1A型主机即可实现该任务。,循环周期为6秒，每秒一个状态，故需6个定时器记录这6个状态。,输入输出及内存分配如下：,程序举例,【例3-4】,输入信号：启动00000 暂停00001 停止00002 输出信号：灯1 01000 灯2 01001 灯3 01002 内部信号：暂停状态 20000 停止状态 20001 定时器自TC号00

21、0开始使用,输入输出信号与内存分配,程序设计,程序举例,【例3-4】,周期为6秒的循环,由于定时器具有得电延时，断电立即关断的特性，所以用定时器TIM005的常闭触点作为定时器工作的条件，即可产生周期为6秒的循环,暂停时各灯状态的保持,程序举例,【例3-4】,程序设计,暂停时各灯状态保持不变，实际就是要求暂停时那六个定时器保持状态不变。在JMPJME程序段中，定时器和计数器在JMP前面的状态为OFF时可保持其当前值不变，故可用JMPJME实现状态保持。再启动后继续工作。,按下“停止”按钮时，应使定时器全部复位，将停止状态触点放在JMP之后即可。,据此设计出的程序如下：,程序举例,【例3-4】,

22、程序设计,按下“启动”按钮00000后，20000、20001为ON，TIM005的常闭触点闭合，于是，TIM000TIM005开始延时。延时到6秒，TIM005为ON，在下一个扫描周期TIM005的常闭触点断开，TIM000TIM005均被复位。自然，TIM005变为OFF，TIM005的常闭触点又闭合，TIM000TIM005又开始延时，构成6秒循环。,在工作过程中按下“暂停”按钮00001，20000变为OFF。这样，JMP前面的状态为OFF，因此JMPJME之间的程序不扫描，定时器TIM000TIM005的PV保持不变，各灯的状态也就保持不变。再按下“启动”按钮00000，20000又

23、变为ON，定时器在原来PV的基础上继续延时，各灯继续工作。,按下“停止”按钮00002，20001变为OFF，因这时20000为ON，所以JMPJME之间的程序执行，TIM000TIM005被复位均为OFF，各灯立即熄灭。再按“启动”按钮00000，20001又变为ON，定时器重新开始延时，各灯重新开始工作。,【例3-5】 某十字路口，东西方向车流量较小，南北方向车流量较大。东西方向上绿灯亮30秒，南北方向上绿灯亮40秒，绿灯向红灯转换中间黄灯亮5秒且闪烁，红灯在最后5秒闪烁。十字路口红绿灯示意图如图3-71所示。试利用PLC进行控制，并编写梯形图程序。,程序举例,执行机构与动作过程,【例3-

24、5】,虽然十字路口有12只红绿灯，但同一个方向上的同色灯（如灯1与灯7）同时动作，应作为一个输出，所以共有6个输出。,由于一个方向上亮绿灯或黄灯时，另一个方向上肯定亮红灯，所以亮红灯可不作为一个单独的时间状态。,十字路口红绿灯工作为循环方式，循环周期为80秒。由4部分组成：40秒5秒30秒5秒。,【例3-5】,输入输出信号与内存分配,该任务中无输入信号，只有6个输出信号，利用CPM1A即可实现。输入输出及内存分配如下：,输出信号：灯1、7 01000 灯2、8 01001 灯3、9 01002 灯4、10 01003 灯5、11 01004 灯6、12 01005 内部信号：TIM000TIM

25、003构成80秒循环,【例3-5】,程序设计,80秒循环 ：类似于例3-4，可用TIM003的常闭触点作为定时器的工作条件构成循环。,TIM000的定时时间为40秒，TIM001的定时时间为45秒，TIM002的定时时间为75秒，TIM003的定时时间为80秒。,【例3-5】,程序设计,TIM000为ON之前的40秒中灯1、7亮；TIM000为ON之后TIM001为ON之前的5秒中灯2、8亮，串入PLC内部秒时钟25502可形成闪烁。TIM001为ON之后TIM002为ON之前的30秒中灯4、10亮；TIM002为ON后TIM003为ON之前的5秒中灯5、11亮，串入PLC内部秒时钟25502

26、可形成闪烁。一个方向上绿灯或黄灯亮时另一个方向上红灯亮，两个方向上的绿、黄灯间加上互锁。,【例3-6】某大酒店自动门，在门内侧和外侧各装有个超声波探测器。探测器探测到有人后0.5秒，自动门打开；探测到无人后1秒，自动门关闭。试用CPM1A实现之。,【例3-5】,执行机构与动作过程,【例3-5】,该任务中门的开、关用一个执行电机控制，电机正转时开门，电机反转时关门。因此，共有两个输出。,探测器探测到有人后0.5秒，自动门开始打开。若一直探测到有人，则打开到全开为止；,若打开过程中又探测到无人，则停止打开。探测器探到无人后1秒，自动门开始关闭。若一直探测到无人，则关闭到全关闭为止；,若关闭过程中又

27、探测到有人，则停止关闭。,输入输出信号与内存分配,【例3-5】,两个超声波探测器采用输出开关式探测器，探测到有人时开关闭合，无人时开关断开。,除两个探测器外，该任务中还应有开门限位和关门限位，故该任务中共有4个输入信号。,共有两个输出信号以控制电机正反转,输入输出信号及内存分配如下：,输入输出信号与内存分配,【例3-5】,输入信号：内探测器00000 外探测器00001 开限位 00002 关限位 00003 输出信号： 开门01000 关门 01001 内部信号：开门延时TIM000 关门延时TIM001,【例3-5】,程序设计,开门：有人后0.5秒、未到开限位时开门,关门：无人后1秒、未到

28、关限位时关门,据此，设计出自动门程序如图3-73所示,3.4.3 比较指令,CPM1A具有四种比较指令： 比较指令CMP：用于比较两个数的大小； 倍长比较指令CMPL：用于比较两个双通道数的大小； 表比较指令TCMP：用于一个数据与数据表中的数据比较是否相等，数据表由16个数据组成； 块比较指令BCMP：用于一个数据与数据表中的数据范围比较，判断数据落入哪些范围内，数据表由32个通道构成16个数据范围。,3.4.3 比较指令,问题：CPM系列的继电器区与数据区由哪几部分组成？,内部继电器区（IR）、特殊辅助继电器区（SR）、暂存继电器区（TR）、保持继电器区（HR）、辅助记忆继电器区（AR）、

29、链接继电器区（LR）、定时器计数器区（TIM/CNT）、数据存储区（DM）。,特殊继电器区中运算标志位都是有哪些？,25402为负数标志，25504为进位标志，25505为大于标志，25506为等于标志，25507为小于标志。,1比较指令CMP（20）,3.4.3 比较指令,比较指令的梯形图符号如图3-127所示。其中，C1为比较数据1，C2为比较数据2。,（2）工作,1比较指令CMP（20）,3.4.3 比较指令,当CMP前面的状态为ON时，比较C1和C2的大小，比较结果影响标志位。 根据标志位的状态，可以构成程序分支。 比较指令所影响的标志位的状态，保持到有新的指令改变了这些标志位的状态为

30、止。 因此，若想在整个程序范围内使用一条比较指令的结果，应将标志位先输出给一个IR位或HR位，然后在整个程序范围内使用这个IR位或HR位。,比较指令例程：,1比较指令CMP（20）,3.4.3 比较指令,IR200通道与#0123比较后影响标志位25505、25506、25507，IR200通道与#0010比较后也影响标志位25505、25506、25507。这三个标志位在第一次执行比较指令后，代表的是第一个比较指令的比较结果；在第二次执行比较指令后，代表的是第二个比较指令的比较结果。,在比较指令后面，将25505、25506、25507分别输出给IR位0100001005后，在整个程序范围内

31、01000、01001、01002都代表IR200通道与0123比较的结果，01003、01004、01005都代表IR200通道与0010比较的结果。,虽然25505、25506、25507在程序的不同部分其状态是不同的，但是01000、01001、01002总是执行了第一条比较指令后的结果，而在程序的其他部分不影响01000、01001、01002的状态。,LD00002 IL CMP200 #0123 LD25505 OUT 01000 LD25506 OUT 01001 LD25507 OUT 01002 ILC LD00002,IL CMP200 #0010 LD25505 OUT0

32、1003 LD25506 OUT01004 LD25507 OUT01005 ILC,比较指令例程：,思考：在上述程序中没有IL-ILC指令时，情况有什么不同？,（3）数据区与标志位,1比较指令CMP（20）,3.4.3 比较指令,1）数据区：IR、SR、HR、AR、LR、TC、DM、*DM、#。使用TC区时，使用定时器或计数器的当前值PV（下同）。,2）出错标志位25503：间接寻址DM单元不存在时为ON，此时该指令不执行。 大于标志位25505：当C1C2时为ON。 等于标志位25506：当C1=C2时为ON。 小于标志位25507：当C1C2时为ON。,2倍长比较指令CMPL（60）,3

33、.4.3 比较指令,（1）梯形图符号 倍长比较指令的梯形图符号如图3-129所示，其中，C1为比较数据1的第一个通道，C2为比较数据2的第一个通道。,2倍长比较指令CMPL（60）,3.4.3 比较指令,（2）工作 当CMPL前面的状态为ON时，比较C1、C11和C2、C21的大小，比较结果影响标志位。,当00000为ON时，执行CMPL指令。如果HR10、HR09的内容大于201、200的内容，则01000为ON；如果HR10、HR09的内容等于201、200的内容，则01001为ON；如果HR10、HR09的内容小于201、200的内容，则01002为ON。,（3）数据区与标志位,2倍长比

34、较指令CMPL（60）,3.4.3 比较指令,1）数器区：IR、SR、HR、AR、LR、TC、DM、*DM。使用TC区时，使用定时器或计数器的当前值PV。,2）出错标志位25503：间接寻址DM单元不存在时为ON，此时指令不执行 大于标志位25505：当（C11、C1）（C21、C2）时为ON 等于标志位25506：当（C11、C1）=（C21、C2）时为ON 小于标志位25507：当（C11、C1）（C21、C2）时为ON,3表比较指令 TCMP （85）/TCMP（85）,3.4.3 比较指令,（1）梯形图符号 表比较指令的梯形图符号如图3-131所示。其中，CD为比较数据，TB为比较表的第一个通道，R为比较表结果通道。,3表比较指令 TCMP （85）/TCMP（85）,3.4.3 比较指令,（2）工作 比较表中有16个通道，范围为TBTB+15。 TCMP