可编程序控制器 原理与应用

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可编程序控制器 原理与应用. 第一章 绪论. 1.1 可编程序控制器的产生 1.2 可编程序控制器定义及特点. 1.1 可编程序控制器的产生. 世界上第一台 PLC 1969 年由美国数字设备公司( DEC) 根据美国通用汽车公司( GM) 的要求研制成功 背景: 1968年美国通用汽车公司( GM), 为了适应汽车型号的不断更新,生产工艺不断变化的需要,实现小批量、多品种生产,希望能有一种新型工业控制器,它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线,以降低成本,缩短周期。. 设计思想 : 吸取继电器和计算机两者的优点 - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 可编程序控制器 原理与应用
Page 2: 可编程序控制器 原理与应用

第一章 绪论第一章 绪论

1.1 可编程序控制器的产生

1.2 可编程序控制器定义及特点

Page 3: 可编程序控制器 原理与应用

1.1 1.1 可编程序控制器的产生可编程序控制器的产生 世界上第一台 PLC

1969 年由美国数字设备公司( DEC )根据美国通用汽车公司( GM )的要求研制成功

背景: 1968 年美国通用汽车公司( GM),为了适应汽

车型号的不断更新,生产工艺不断变化的需要,实现小批量、多品种生产,希望能有一种新型工业控制器,它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线,以降低成本,缩短周期。

Page 4: 可编程序控制器 原理与应用

设计思想: 吸取继电器和计算机两者的优点 ☆ 继电器控制系统体积大、可靠性低、接线复杂、不易更改、

查找和排除故障困难,对生产工艺变化的适应性差,但简单易懂、价格便宜;

☆ 计算机功能强大、灵活(可编程)、通用性好,但编程困难;

☆ 采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”进行编程,使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。(梯形图)

Page 5: 可编程序控制器 原理与应用

◆70 年代初期: 仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能,只是用来取代传统的继电器控制 , 通常称为可编程逻辑控制器( Programmable Logic Controller)

◆ 70 年代中期: 微处理器技术应用到 PLC 中,使 PLC 不仅具有逻辑控制功能,还增加了算术运算、数据传送和数据处理等功能

◆80 年代以后:随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术的迅速发展, 16 位和 32 位微处理器应用于 PLC 中,使 PLC 得到迅速发展。 PLC 不仅控制功能增强,同时可靠性提高,功耗、体积减小,成本降低,编程和故障检测更加灵活方便,而且具有通信和联网、数据处理和图象显示等功能。

Page 6: 可编程序控制器 原理与应用

近年来 PLC 发展迅速

PLC 集三电(电控、电仪、电传)为一体、性能价格比高、高可靠性的特点,已成为自动化工程的核心设备。 PLC 成为具备计算机功能的一种通用工业控制装置,其使用量高居首位。

PLC 成为现代工业自动化的三大技术支柱( PLC 、机器人、 CAD/CAM )之一。

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1.2 可编程序控制器定义及特点

定义: 国际电工委员会( IEC )于 1987 年颁布了可编程控制器标准草案第三

稿。在草案中对可编程控制器定义如下: “ 可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用

而设计。它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式和模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备,都应按易于与工业系统联成一个整体,易于扩充其功能的原则设计”。

1.2.1 可编程序控制器定义

Page 8: 可编程序控制器 原理与应用

1.2.2 PLC 的特点 通用性强,使用方便 功能强,适应面广 可靠性高,抗干扰能力强 控制程序可变具有很好的柔性 编程方法简单,容易掌握 PLC 控制系统的设计、安装、调试和维修工作少 .极为方便。控制程序变化方便 . 具有很好的柔性。

体积小、重量轻、功耗低

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PLC 应用类型归纳为以下几个方面:

开关量逻辑控制 运动控制 过程控制( PID闭环控制 ) 数据处理 通信联网(构成DCS、FCS系统)

是一种工业是一种工业控制装置控制装置可编程序控制器( ProgrammbleController )简称 PC或 PLC◆ ◆ 区别于一般微机控制系统区别于一般微机控制系统◆ ◆ 区别于传统控制装置区别于传统控制装置

Page 10: 可编程序控制器 原理与应用

1.2.3 PLC 的国内外现状及发展动向

1969 年美国数据设备公司( DEC )研制了第一台 PLC ,从此 PLC 发展迅猛。

我 国 改 革 开 放 后 , 美 国AB、 GE、 MODICON、 TI ,日本 OMRON 、三菱、富士,德国西门子等厂家的产品不断进入我国,并在各行各业的工控系统中占据重要地位。

Page 11: 可编程序控制器 原理与应用

PLC 三大流派 从第一台 PLC出现以后,日本、德国、法国等也相继开始研制

PLC ,并得到了迅速的发展。各国 PLC都有自己的特色。 欧洲:西门子( Siemens ); 法国的( Telemecanique) 美国: A-B( Allen-Bradly)、GE(General Electric ) 日本:三菱电机( Mitsubishi Electric )、 欧姆龙( OMRON )、

FUJI (日本主要发展中小型 PLC ,其小型机性能先进,结构紧凑,价格便宜)

目前国内市场还有韩国、台湾等 PLC 产品 4. 3 自 1973 年,我国开始研制顺序控制器,并取得不小的进展,现在市场上出现了系列化的国产 PLC ,其价格相对低廉,性价比较高。

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FX0N

FX2N

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S7-400

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FX1S / FX1N

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SLC500

Page 16: 可编程序控制器 原理与应用

第二章 可编程序控制器基本原理

2.1 可编程序控制器基本控制原理

2.2 可编程序控制器内部硬件框图及各部分作用

2.3 可编程控制器工作过程特点及主要性能指标

2.4 可编程序控制器分类

Page 17: 可编程序控制器 原理与应用

2.1 可编程序控制器基本控制原理 2.1.1 PLC 的组成 PLC 由四部分组成 :中央处理单元( CPU板)、输入输出( I/O )部件和电源部件

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PLC外观

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PLC 应用于步进电机控制

Page 20: 可编程序控制器 原理与应用

PLC 的主要逻辑部件

1 、继电器逻辑:输入继电器 X 、输出继电器 Y 、内部继电器(寄存器) R

2 、定时器逻辑 T定时条件——控制定时器操作;定时语句——指定所使用的定时器,给出定时设定值;定时器的当前值——记录定时时间(经过值);定时继电器——定时器达到设定的时间值时为 ON ,未开始定时或未达到设定值时为 OFF 。

3 、计数器逻辑 C计数器的复位信号;计数器的计数信号;计数器设定值的记忆单元;

计数器当前值(经过值)单元。4 、触发器逻辑

5 、移位寄存器6 、数据寄存器

Page 21: 可编程序控制器 原理与应用

2.1.2 PLC 的编程语言 在 PLC 系统结构不断发展的同时, PLC 的编程语言也越来越丰富,功能也不断提高。程序的表达方式基本有四种:梯形图、指令表、逻辑功能图和高级语言。梯形图是当前使用最广泛的一种编程方法。

除了的梯形图语言外,为了适应各种控制要求,出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言( BASIC、 C 语言等)等。多种编程语言的并存、互补与发展是 PLC 进步的一种趋势。

理解梯形图的一个关键概念是“能流”,这仅是概念上的“能流”。如图 2-7把左母线设想为电源“火线”,右母线设想为“零线

Page 22: 可编程序控制器 原理与应用

2.2 可编程序控制器内部硬件框图及各部分作用

2.2.1 PLC 一般结构 PLC 的基本组成与一般的微机系统类似:是一种以微处理器为核心的、用于控制的以微处理器为核心的、用于控制的特殊计算机 PLC 的基本组成包括硬件与软件硬件与软件两部分 PLCPLC 的硬件:的硬件:中央处理器( CPU)、存储器、输入接口、输出接口、通信接口、电源等

PLCPLC 的软件:的软件:系统程序和用户程序

Page 23: 可编程序控制器 原理与应用

PLC 组成

编程器写入器

电 源输入单元

输出单元CPU

通信接口

扩展接口

存储器

Page 24: 可编程序控制器 原理与应用

2.2.2 PLC 内部主要部件功能

PLC 中常采用的 CPU 有三类: 1) 通用微处理器通用微处理器(如 Z80、 8086、 80286 等) 2) 单片微处理器单片微处理器(如 8031 、 8096 等) 3) 位片式微处理器位片式微处理器 (如 AMD29W 等 ) 小型 PLC :大多采用 8 位通用微处理器和单片微处理器,

中型 PLC :大多采用 16 位通用微处理器或单片微处理器

大型 PLC :大多采用高速位片式微处理器( 32 位) 小型 PLC 为单单 CPUCPU 系统,系统,中、大型 PLC则大多为双双 CPUCPU或多或多 CPUCPU 系统。系统。对于双 CPU 系统,一般一个为字处理器字处理器,一般采用 8 位、 16 位或 32 位处理器;另一个为位处理器位处理器,采用由各厂家设计制造的专用芯片。

1. PLC 中的 CPU 及作用

Page 25: 可编程序控制器 原理与应用

CPU 的作用:按系统程序赋予的功能,指挥 PLC 有条不紊地进行工作。归纳起来主要有以下五个方面:

1 )接收并存储编程器或其它外设输入的用户程序或数据

2 )诊断电源、 PLC内部电路故障和编程中的语法错误等3 )接收并存储从输入单元(接口)得到现场输入状态或数据4 )逐条读取并执行存储器中的用户程序,并将运算结果存入存储器中

5 )根据运算结果,更新有关标志位和输出内容,通过输出接口实现控制、制表打印或数据通讯等功能

Page 26: 可编程序控制器 原理与应用

存储器的作用:存储器的作用:

在 PLC 中,存储器主要用于系统程序、用户程序、数系统程序、用户程序、数

据据

存储器的类型:存储器的类型:

① 可读 /写操作的随机存储器随机存储器 RAM

② 只读存储器只读存储器

ROM、 PROM、 EPROM、 E2PROM

2. 系统程序存贮器

Page 27: 可编程序控制器 原理与应用

系统程序 :

系统程序系统程序是完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用、管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能。

系统程序系统程序由 PLC 的制造厂家编写的,在 PLC 使用过程中不会变动,它和 PLC 的硬件组成有关,它关系到 PLC 的性能。

系统程序系统程序 由制造厂家直接固化在只读存储器ROM、 PROM或 EPROM 中,用户不能访问和修改。

Page 28: 可编程序控制器 原理与应用

3. 用户存贮器

◆ 用户程序 : 用户程序是用户根据控制对象生产工艺及控制的要求而编

制的应用程序。它是由 PLC 控制对象的要求而定的, 为了便于读出、检查和修改,用户程序一般存于 CMOS

静态 RAM 中,用锂电池作为后备电源,以保证掉电时不会丢失信息。为了防止干扰对 RAM 中程序的破坏,当用户程序经过运行正常,不需要改变,可将其固化在EPROM 中。

现在有许多 PLC直接采用 EEPROM作为用户存储器。

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4. 输入 / 输出接口( I/O 模块)

输入输入 // 输出接口 输出接口 通常也称 I / O I / O 单元或 单元或 I / O I / O 模块,模块,是

PLC与工业生产现场之间的连接通道。

LCLC 输入接口 输入接口 ---------- 可以检测被控对象的各种数据,用

这些数据作为 PLC 对被控制对象进行控制的依据

PLCPLC 输出接口 输出接口 ----------将处理结果送给被控制对象,以

实现控制目的

Page 30: 可编程序控制器 原理与应用

PLC I/O 处理示意图

Page 31: 可编程序控制器 原理与应用

◆ I / O I / O 接口的作用:接口的作用: 电平转换功能:由于外部输入设备和输出设备所需的信号

电平是多种多样的,而 PLC内部 CPU 的处理的信号是标准电平信号。

光电隔离和滤波功能,以提高 PLC 的抗干扰能力,通常还有状态指示,工作状况直观,便于维护

I / O 接口的类型: 开关量输入 /输出接口 模拟量输入 /输出接口

Page 32: 可编程序控制器 原理与应用

5. PLC 编程器及作用

编程器的作用:编程器的作用:是编辑、调试、输入用户程序,也可在线监控 PLC内部状态和参数,与 PLC 进行人机对话。它是开发、应用、维护 PLC 不可缺少的设备。

简易编程器 专用编程器专用编程器 编程器编程器 智能编程器

通用编程系统:通用编程系统: PCPC上配专用编程软件包上配专用编程软件包

Page 33: 可编程序控制器 原理与应用

6. PLC 中的电源及作用

● PLC配有开关式稳压电源,以提供内部电路使用。 与普通电源相比, PLC 电源的稳定性好、抗干扰能力强。因此,对于电网提供的电源稳定度要求不高,一般允许电源电压在其额定值±15%的范围内波动。

● 许多 PLC 还向外提供直流 24V 稳压电源,用于对外部传感 器供电。

电源的容量

Page 34: 可编程序控制器 原理与应用

7. PLC 中的 I/O 输出接口 及作用

◆ 输入输入 // 输出( 输出( I/OI/O ))点数点数:

PLCPLC的的 I / OI / O 点数点数是指 PLC的 I/O 接口所能接受的输入

信号个数和输出信号个数的总和。

I/OI/O 点数点数是选择 PLC 的重要依据之一

当 I/O 点数不够时,可通过 PLC的 I/O扩展接口对系统进

行扩展

Page 35: 可编程序控制器 原理与应用

◆ PLCPLC 配有各种通信接口与外部设备连接配有各种通信接口与外部设备连接 与打印机连接,可将过程信息、系统参数等输出打印 与监视器连接,可将控制过程图像显示出来 与 P L C 连接,组成多机系统或连成网络,实现更大规模控制 与计算机连接,组成多级分布式控制系统,控制与管理相结合 与人机界面(触摸屏)连接 与智能接口模块连接。智能接口模块是一独立的计算机系统,它

有自己的 CPU 、系统程序、存储器以及与 PLC 系统总线相连的接口 ,PLC 的智能接口模块种类很多,如:高速计数模块、闭环控制模块、运动控制模块、中断控制模块等。

与编程器连接

Page 36: 可编程序控制器 原理与应用

2.3 可编程控制器工作过程特点及 主要性能指标

★ 当 PLC 运行时,需要进行众多的操作

★而 PLC的 CPU 不可能同时去执行多个操作, 每一刻只能执行一个操作 。

2.3.1 循环扫描工作方式

Page 37: 可编程序控制器 原理与应用

扫描工作方式

• 解决的办法:采用分时操作原理 • 由于 CPU 的运算处理速度很快,所以从宏观上来看,

PLC 外部出现的结果似乎是同时完成的。• 这种分时操作的方法称为扫描工作方式扫描工作方式

Page 38: 可编程序控制器 原理与应用

PLC 采用“顺序扫描、不断循环”的工作方式,这个过程可分为输入采样,程序执行、输出刷新三这个过程可分为输入采样,程序执行、输出刷新三个阶段个阶段,整个过程扫描并执行一次所需的时间称为扫描周期。

输入端子

输入端子

输入锁存器

输入锁存器

输入状态寄存器

输入状态寄存器

输出锁存器

输出锁存器

输出状态寄存器

输出状态寄存器

输出端子

输出端子

程序执行

程序执行

读读读读

写写

输入采样输入采样 程序执行程序执行 输出刷新输出刷新

Page 39: 可编程序控制器 原理与应用

检查检查 CPUCPU 等内部硬件,对监视定等内部硬件,对监视定时器(时器( WDTWDT ))复位以及其它工作 复位以及其它工作

与其它智能装置(如编程器、与其它智能装置(如编程器、计算机等)实现通信计算机等)实现通信 按顺序对所有输入端的状态进按顺序对所有输入端的状态进行采样,并存入相应寄存器行采样,并存入相应寄存器

对用户程序扫描执行 ,并将对用户程序扫描执行 ,并将结果存入相应的寄存器结果存入相应的寄存器

将寄存器中与输出有关状态,转到将寄存器中与输出有关状态,转到输出锁存器,输出驱动外部负载输出锁存器,输出驱动外部负载

2.3.2 PLC 的工作过程分自诊断、与编程器或计算机等通信、输入采样、程序执行和输出刷新五个阶段。

Page 40: 可编程序控制器 原理与应用

PLC执行程序的过程

Page 41: 可编程序控制器 原理与应用

PLC 扫描工作方式的特点

★ 集中采样:

在一个扫描周期中,对输入状态的采样只在输入处理阶段进行。当PLC 进入程序处理阶段后输入端将被封锁,直到下一个扫描周期的输入处理阶段才对输入状态进行重新采样。

★集中输出:

在用户程序中如果对输出结果多次赋值,则最后一次有效。在一个扫描周期内,只在输出处理阶段才将输出状态从输出映象寄存器中输出,对输出接口进行刷新。在其它阶段里输出状态一直保存在输出映象寄存器中。

★ 提高了抗干扰能力,增强了系统可靠性 PLC 工作时大多数时间与外部输入 /输出设备隔离,从根本上提高了系统的抗干扰能力,增强了系统的可靠性。

Page 42: 可编程序控制器 原理与应用

2.3.3 PLC 对输入 / 输出的处理原则

根据上述工作特点,归纳出 PLC 对输入 /输出的处理原则如下所述。

输入映像寄存器的数据取决于输入端子板上各输入点在上一个刷新期间的通 / 断状态。

程序如何执行取决于用户所编程序和输入 /输出映像寄存器的内容及各元件映像寄存器的内容。

输出映像寄存器的数据 , 取决于输出指令的执行结果。 输出锁存器中的数据,由上一次输出刷新期间输出映像寄存器中的数据决定。

输出端子的通 / 断状态 , 由输出锁存器决定。

Page 43: 可编程序控制器 原理与应用

1. I/O1. I/O 点数点数

指 PLC 外部输入和输出端子数。

2. 2. 用户程序存储容量用户程序存储容量 用来衡量 PLC 所能存储用户程序的多少。

3. 3. 扫描速度扫描速度 指扫描 1000 步用户程序所需的时间,以 ms/ 千步为单位。

4. 4. 指令系统条数指令系统条数 指 PLC 具有的基本指令和高级指令的种类和数量。种类数量越多,软件功能越强。

2.3.4 PLC 主要技术性能指标

5. 5. 内部寄存器内部寄存器6. 6. 高功能模块高功能模块

Page 44: 可编程序控制器 原理与应用

2.4 可编程序控制器分类

2.4.1 PLC 的分类(按结构形式分类)

PLCPLC 一般可从其一般可从其 I/OI/O 点数、结构形式和功能三方面进行分类点数、结构形式和功能三方面进行分类

根据 PLC 的结构形式,可将 PLC分为整体式和模块式两类 1 )整体式PLC 将电源、 CPU、 I/O 接口等部件都集中装 在一个机箱内, 具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。

整体式 PLC 由不同 I/O 点数的基本单元(又称主机)和扩展单元组成。基本单元内有 CPU、 I/O 接口、与 I/O扩展单元相连的扩展口,以及与编程器或 EPROM写入器相连的接口等。扩展单元内只有 I/O和电源等,没有 CPU 。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。整体式 PLC 一般还可配备特殊功能单元,如模拟量单元、位置控制单元等,使其功能得以扩展。

小型 PLC 一般采用这种整体式结构。

Page 45: 可编程序控制器 原理与应用

2 )模块式PLC 将 PLC 各组成部分分别作成若干个单独的模块,如 CPU 模块、 I/O 模块、电源模块(有的含在 CPU 模块中)以及各种功能模块。

模块式由框架或基板和各种模块组成。模块装在框架或基板的插座上。这种模块式 PLC 的特点是配置灵活,可根据需要选配不同模块组成一个系统,而且装配方便,便于扩展和维修。

大、中型 PLC 一般采用模块式结构。

3 )叠装式叠装式 PLCPLC 还有一些 PLC 将整体式和模块式的特点结合起来。

叠装式 PLC其 CPU 、电源、 I/O 接口等也是各自独立的模块,但它们之间是靠电缆进行联接,并且各模块可以一层层地叠装。这样,不但系统可以灵活配置,还可做得体积小巧。

Page 46: 可编程序控制器 原理与应用

2.4.2 PLC 的分类(按 I/O 点数分类)

根据 PLC的 I/O 点数, PLC分为小型、中型和大型三类。1 )小型小型 PLCPLC I/O 点数为 256点以下的为小型 PLC

( 其 中 I/O 点 数 小 于 64 点 的 为 超 小 型或微 型PLC)2 )中型中型 PLCPLC I/O 点数为 256 点以上、 2048 点以下的为中型 PLC

3 )大型大型 PLCPLC I/O 点数为 2048以上的为大型 PLC

(其中 I/O 点数超过 8192 点的为超大型 PLC)

这个分类界限不是固定不变的,它随 PLC 的发展而变化。

Page 47: 可编程序控制器 原理与应用

2.4.3 PLC 的分类(按功能分类)

11 )低档)低档 PLCPLC 具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能,还可有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机系统

22 )中档)中档 PLCPLC 具有低档 PLC 功能外,具有较强的模拟量输入 /输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程 I/O 、子程序、通信联网等功能。有些还增设中断、 PID 控制等功能

33 )高档)高档 PLCPLC 具有中档机功能外,增加带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数运算、制表及表格传送等。高档 PLC 机具有更强的通信联网功能,可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统,实现工厂自动化。

Page 48: 可编程序控制器 原理与应用

第一节 可编程序控制器 FP1 系列顺序指令

第二节 常用高级指令,常用特殊继电器的功能

第三节 基本功能指令

第四节 控制指令

第四章 习题

第四章 FP1 系列指令系统

第五节 步进控制功能图及步进梯形图

Page 49: 可编程序控制器 原理与应用

ST :常开触点与母线连接, 开始一逻辑运算。也叫初始加载指令。

ST X1

ST/ X1

ST/ :常闭触点与母线连接, 开始一逻辑运算。也叫初始加载非指令。

X1[ ]

X1[ ]

OT :线圈驱动指令,将运算结果输出 到指定接点

OT Y1Y1

[ ]

4.1 基本顺序指令基本顺序指令是以位为单位的逻辑操作,是构成继电器控制电路的基础。

4.1.1 ST、 ST/ 、和 OT 指令:

Page 50: 可编程序控制器 原理与应用

例 : 梯形图 指令表

0 ST X0 1 OT Y0 2 ST/ X1 3 OT Y1 4 OT Y2

Page 51: 可编程序控制器 原理与应用

1、解释:1) X0 接通时, Y0 接通。2) X1 断开时, Y1 接通, X1 接通时, Y1 断开。

2 、时序图:

X0Y0X1Y1Y2

ST、 ST/:适用于 X、 Y、 R、 T、 C。OT:适用于 Y、 R。可以多次并联使用。

Page 52: 可编程序控制器 原理与应用

4.1.2 “/”非指令指令功能:将该指令处的运算结果取反。例 : 指令表 0         ST X0

1          AN X1

2          OT Y0

3           /

4           OT Y1

Page 53: 可编程序控制器 原理与应用

1 、解释:

X0、 X1都接通时, Y0 通,但 Y1 断。即“ /”指令将A 点的运算结果求反后作用于 Y1 。

2 、时序图:

 

Page 54: 可编程序控制器 原理与应用

AN :串联常开触点指令,把原保存在结果寄存器中的逻辑操作结果与指令的继电器内容相“与”并把该逻辑操作结果存入结果寄存器。

AN/ :串联常闭触点指令,把被指定的继电器内容取反,然后与结果寄存器的内容相“与”,操作结果存入结果寄存器。

AN X1X1X

[ ]

4.1.3 AN和 AN/ 指令

AN/ X1 [ ]X1X

Page 55: 可编程序控制器 原理与应用

指令表

0          ST X0

1          AN X1

2          AN/ X2

3          OT Y0

 

例 :

Page 56: 可编程序控制器 原理与应用

1 、解释:

当 X0、 X1均接通且 X2 断开时, Y0 接通。

AN、 AN/指令可连续使用多次。

2 、时序图

操作数: AN、 AN/: X、 Y、 R、 T、 C 。

Page 57: 可编程序控制器 原理与应用

4.1.4 OR、 OR/ 指令

OR :并联常开触点指令,把结果寄存器的内容与指定继电器的内容进行逻辑“或”,其结果存入结果寄存器。

OR/ :并联常闭触点指令,把指定继电器的内容取反后与结果寄存器的内容相“或”,其结果存入结果寄存器。

Page 58: 可编程序控制器 原理与应用

指令表

1 ST X0

2 OR X1

3 OR/ X2

4 OT Y0

例 :

Page 59: 可编程序控制器 原理与应用

1 、解释:

当 X0或 X1 接通或 X2 断开时, Y0均接通。

2 、时序图:

X0

X1

X2

Y0

操作数: OR、 OR/: X、 Y、 R、 T、 C 。

Page 60: 可编程序控制器 原理与应用

练习:根据如图所示的时序图设计梯形图。

X0

X1

X2

X3

 

Y0

Y1

Y2

Page 61: 可编程序控制器 原理与应用

4.1.5 ANS 指令:指令功能:实现多个指令块的“与”运算。

指令表

0 ST X0

1 OR X1 块 1

2 ST X2

3 OR X3 块 2

4 ANS

5 OT Y0 

例 :

Page 62: 可编程序控制器 原理与应用

2 、时序图

1 、例题解释:X0或 X1 接通,且 X2或 X3 也接通时, Y0 接通。

X0

X1

X2

X3

Y0

Page 63: 可编程序控制器 原理与应用

指令使用说明: 组与指令( ANS )

是用来串联指令块

的。每一指令块以

ST或 ST/指令开始。

可以多个指令块串

联。如图右所示。

块 1

块 2

块 3

块 4

块 5

Page 64: 可编程序控制器 原理与应用

4.1.6 ORS 指令:指令功能:实现多个指令块的“或”运算。

指令表

0      ST X0

1      AN X1 块 1

2      ST X2

3      AN X3 块 2

4      ORS

5      OT Y0

例 :

Page 65: 可编程序控制器 原理与应用

指令表 ST X0

块 1 AN X1

块 4 ST X2

块 5 块 2 AN X3

ORS 每一指令块由 ST指令开始

ST X4

块 3 AN X5

ORS

OT Y0

Page 66: 可编程序控制器 原理与应用

块串联指令块串联指令 ANSANS 与块并联指令与块并联指令 ORSORS

[ ]

X0 X1

X2 X3

Y0

指令块 1 指令块 2

指令块 1

指令块 2

语句表指令语句表指令 ST X0 OR X2 ST X2 OR/ X3 ANS OT Y0

语句表指令语句表指令 ST X0 AN X2 ST X2 AN/ X3 ORS OT Y0

[ ]

X0 X1

X2 X3

Y0

Page 67: 可编程序控制器 原理与应用

4.1.7 堆栈指令堆栈指令PSHSPSHS、、 RDSRDS、、 POPSPOPS指令功能:

PSHS :存贮该指令的运算结果。

RDS :读出由 PSHS指令存贮的运算结果。

POPS :读出并清除由 PSHS指令存贮的运算结果。

PSHSPSHS 用于压入堆栈, RDSRDS 用于读出堆栈,

POPSPOPS 用于弹出堆栈。

Page 68: 可编程序控制器 原理与应用

语句表指令 ST X0 PSHS AN X1 OT Y0 RDS AN X2 OT Y1 POPS AN/ X3 OT Y2

[ ]

X1

X2

X3

Y1

[ ]Y0

[ ] Y2

X0

PSHSPSHS

RDSRDS

POPSPOPS 当 X0 接通时,则有:

1 )存贮 PSHS指令处的运算结果,当 X1 接通时, Y0输出(为 ON )。

2) RDS指令读出存贮结果,当 X2 接通时, Y1输出。

由 POPS指令读出存贮结果,当 X3 断开时, Y2输出。且 PSHS指令存贮的结果被清除。

例 :

Page 69: 可编程序控制器 原理与应用

时序图:X0

X1

Y0

X2

Y1

X3

Y2

Page 70: 可编程序控制器 原理与应用

指令使用说明:

重复使用 RDS指令,可多次使用同一运算结果,当使用完毕时,一定要用 POPS指令。如图所示:

 

 

 

 

 

Page 71: 可编程序控制器 原理与应用

4.1.8 微分指令微分指令DFDF,, DF/DF/DF

功能::当输入条件由 OFF OFF 转为转为 ONON 时,指定接点仅 在 PLC的1 次扫描周期内为 ON ,其它时间为 OFF 。该指令产生的输出是一个脉冲,其宽度为一个扫描周期。

[ ]( DF )

DF/

功能:当输入条件由 ONON转为转为 OFFOFF 时,指定接点仅 在 PLC的 1

次扫描周期内为 ON ,其它时间为 OFF 。该指令产生的输出是一个脉冲,其宽度为一个扫描周期。

[ ]( DF/ )

Page 72: 可编程序控制器 原理与应用

指令表:

0 ST X01  DF         2   OT Y0 3 ST X1 4 DF/ 5 OT Y1

X0

X1

Y0

Y1

  一个扫描周期 一个扫描周期

时序图:

Page 73: 可编程序控制器 原理与应用

程序举例练习:例 1 :梯形图如图 4—11所示,试画出其时序图。

X0

X1

R0

Y0

X0

X1

R0

Y0

b)无微分指令的程序和时序图 图 4—11 自保持电路

a) 有微分指令的程序和时序图

1 个扫描周期 虚线部

分为自锁产生的输出

Page 74: 可编程序控制器 原理与应用

例 2 :利用一个开关信号 X0 控制输出 Y0 ,即 X0 第一次接通 Y0输出, X0 第二次接通, Y 0 断开。依次类推。如图所示:

X0

R0

R1

R2

R3

Y0

保持和释放交替变化的电路时序图

Page 75: 可编程序控制器 原理与应用

 

保持和释放交替变化的电路梯形图

Page 76: 可编程序控制器 原理与应用

SET

功能:当输入条件 变为 ON 时,使指定输出接点保持 ONON 状态,状态, 此后即使输入 变为 OFFOFF ,该输出仍保持 ONON 状态状态。

RST

功能:当输入条件 变为 ONON 时,使指定输出接点保持 OFFOFF 状态状态,此后即使输入 变为 OFFOFF ,该输出仍保持 OFFOFF 状态状态。

< S >Y0

< R > Y0

4.1.9 SET、 RST 指令:

Page 77: 可编程序控制器 原理与应用

解释: 1 )当触发 信 号 X0 接 通 时 ,执行 SET 指令, 使Y0=ON ,而后不管 X0 如何变化,输出 Y0均保持其接通状态,直至执行 RST Y0指令。

2 )当触发信号 X1 接通时,执行 RST 指令,使已接通的Y0=OFF 而后不管触发信号 X1 如何变化 Y0均保持断开状态。

例 :

Page 78: 可编程序控制器 原理与应用

3) SET、 RST操作数: Y、 R

4 )对继电器 Y和 R 可以使用相同编号的 SET、 RST指令次数不限。 5 )当使用 SET和 RST指令时,输出的内容随运行过程中每一段的执行结果而变化。

时序图:时序图:

X0

X1

Y0

Page 79: 可编程序控制器 原理与应用

指令功能:相当于一个锁存继电器,当置位输入为ON 时,使输出接通并保持。

指令表

0 ST X0

1 ST X1

2 KP Y0

X0 :置位信号。 X1 :复位信号。

Y0 中的“ 0” :输出地址。

4.1.10 KP 指令:

例 :

Page 80: 可编程序控制器 原理与应用

解释:当 X0 接通( ON )时 Y0 接通( ON )并保持;当 X1 接通( ON) Y0 断开( OFF )。

X0

X1

Y0

 

时序图:

Page 81: 可编程序控制器 原理与应用

4.1.11 空操作指令空操作指令 NOPNOP

[ ]NOP

Y0R0

语句表指令语句表指令

ST R1ST R1 NOP NOP OT Y0 OT Y0

NOP 指令的使用对程序运行的结果没有任何影响,一般为了方便阅读。

Page 82: 可编程序控制器 原理与应用

4.1.12 4.1.12 可编程控制器的编程原则和方法可编程控制器的编程原则和方法1. 1. 编程原则编程原则( 1) PLC 编程元件的触点在编程过程中可以无限次使用,每个继电器的线圈在梯形图中只能出现一次,它的触点可以使用无数次。

( 2 )梯形图的每一逻辑行皆起始于左母线,终止于右母线。线圈总是处于最右边,且不能直接与左边母线相连。

[ ]

[ ] [ ]

[ ]

Page 83: 可编程序控制器 原理与应用

( 3 )编制梯形图时,应尽量做到“上重下轻、左重右轻”。

[ ]

不合理 合理

[ ]

( 4 )两个或两个以上的线圈可以并联,但不可以串联。

[ ] [ ] X0 X0 Y1

Page 84: 可编程序控制器 原理与应用

(5) 程序以 END指令结束,程序的执行是从第一个地址到END指令结束,在调试的时候,可以利用这个特点将程序分成若干个块,进行分块调试,直至程序全部调试成功。( 6 )在梯形图中串联接点、并联接点的使用次数没有限制,可无限次地使用

无限次使用无限次使用

( 7 )两个或两个以上的线圈可以并联输出

Page 85: 可编程序控制器 原理与应用

4.2 基本功能指令4.2.1 定时器指令( TMR、 TMX和 TMY 指令)

1.TM 指令格式

定时器设置值

定时器序号(用十进制表示默认 0-99 )

定时器类型(分三类用 R、 X、 Y表示)

Page 86: 可编程序控制器 原理与应用

[ ]TMX 50 2

[ ]

X0

T2 Y0

设置值设置值

定时器号定时器号

语句表指令语句表指令 ST X0 TMX 2 K 50 ST T2 OT Y0

t

通电 延时时间通电 延时时间=50*=50* 定时单位定时单位

输入信 号输入信 号 X0X0

定时器接点定时器接点输出信 号输出信 号 T2T2

例 :

Page 87: 可编程序控制器 原理与应用

举例 X0 TM X 30 指令表

5 0 ST X0 5 OT Y0

1 TM X5 6 ST/ T5

T5 Y0 k 30 7 OT Y1

4 ST T5

XO 接通 3S 后( 0.1S×30=3S ),定时器接点( T5 )接通( ON ),这时 y0 接通, T5 断开 ,y1 断开。

Page 88: 可编程序控制器 原理与应用

时序图:

X0

T5

  T5

Y0

Y1

3s 3s

Page 89: 可编程序控制器 原理与应用
Page 90: 可编程序控制器 原理与应用

说明:①定时器指令编号默认值为 0-99(1百个 ) ,若个数不够用,可通过改变系统寄存器 NO.5 的设置来增加其个数。

②预置值的范围: K0~K32767 (十进制数)

③TM指令是一减计数型预置定时器。

④ 定 时 器 的预置 时间为 : 单 位 × 预置值,例如 TMX5 K30 ( 0.1×30=3S )

⑤ 当预定值用十进制常数设定时的步骤为:(其过程如图 3—31 所示)a.当 PLC 的工作方式设置为“ RUN” ,则十进制常数“ K30” 传递到预置值区“ SV5” 。

b.当检测到“ XO”上升沿时( OFF→ON )时 ,K30 由” SV5” 传送到经过值区” EV5” 。

c. 当 XO 为接通状态 (ON)时 ,每次扫描 ,经过的时间从“ EV5” 中减去。

d.当经过值“ EV5” 的数据为 0 时,定时器 T5 的接点工作常开闭合,常闭断开。

Page 91: 可编程序控制器 原理与应用

两个或多个定时器,可串联也可并联但其工作原理有所不同,如图所示:

Page 92: 可编程序控制器 原理与应用

 

X0

T0

T1

Y0

Y1

3S 2S

Page 93: 可编程序控制器 原理与应用

4.4.2 计数器指令( CT )

计数器序号(十进制数表示) 计数器设置值 计数输入控制逻辑行( CP ) 复位控制逻辑行( R )

1.CT 指令格式

说明:CP端每来一个上升沿(由 OFF→ON状态变化)计数器就做减 1 计数。FP1-C40型 PLC默认 44个计数器,序号为 C100~ C143 。同一程序中相同序号的 CT 只能使用一次,与定时器一样设置值范围为 K1~K 32767 中的任意十进制整数。计数器的设置值与经过值自动存放在与计数器同一序号的 SV和 EV 中。

Page 94: 可编程序控制器 原理与应用

计数器工作原理

K20 送入预置值寄存器 SV100 中。检测到一个 X0 的上升沿( OFF→ON 的状态变化), EV100 中的数值减 1 计

数。EV100 中的值减至“ 0”时 C100 的触点动作,即常开触点闭合,常闭触点断

开。检测到 X1 的上升沿(即 OFF→ON )时 C100 的各触点复位。在计数过程中,若复位行发生 OFF→ON状态变化则 EV100被复位为“ 0” ,

但 C100 的触点不动作。直到复位行由 ON→OFF 时刻, SV100 中的数值 K20再次送到 EV100 中。

Page 95: 可编程序控制器 原理与应用
Page 96: 可编程序控制器 原理与应用

X0 X1 C100 Y0

Y1

10 次 5 次 10 次

计数器被复位( X1=ON )或在 X1=OFF 的计数过程中当前值未达到“ 0” 时,上图中的 Y0=OFF; Y1=ON 。在 X1=OFF 的条件下若连续检测到 10次 X0 的上升沿,即当前值为“ 0” ,计数器C100=ON ,即常开触点 C100闭合,常闭触点 C100 断开, Y0=ON, Y1=OFF ,其状态一直保持到复位信号 X1=ON ,各触点及继电器复位

Page 97: 可编程序控制器 原理与应用

4.2.3 左移寄存器指令( SR )

指令格式:

SR 指令的运行移位触发信号 X1由 OFF→ON (上升沿)时 WR3 中的数据左移一位。WR3 中的数据左移一位后,最低位R30 中的数据取决于移位脉冲触发时刻数据输入行的ON/OFF状态。

任何时刻,一旦复位逻辑行 X2=ON (上升沿)指定寄存器 WR3 中的内容全部清零,在 X2=ON 期间移位脉冲不起作用。复位输入比移位输入具有优先权。

如果在此时刻 X0=ON 则 R30 中输入的新数据为“ 1” ,若此时刻X0=OFF 则 R30 中输入的新数据为“ 0” 。

Page 98: 可编程序控制器 原理与应用
Page 99: 可编程序控制器 原理与应用

X1

X2

R901C

Y0

Y1

Y2

Y31s

Page 100: 可编程序控制器 原理与应用

思考题:在不改变控制工艺的前提下,对本题梯形图进行修改。去掉对 X0 信号的操作限制,使之在 X0 接通后只能在 R901C 第一个上升沿到来时接收一次。下一个脉冲到来时,即使 X0仍旧接通 R40 中输入的数据也是“ 0” 。

例题 :现代工业生产广泛采用流水作业,排除残次品是必需的工序。在流水线上,成品或半成品往往要经过若干项检查,符合要求者得以通过,随着流水线进入下一道生产工序。不合格产品必需在某处集中排除,不得进入下一生产环节。因此,成品 /半成品随传送带递进过程中所进行的检验结果也必需同步地向前移动,这样当不合格产品移到规定的地点时才能正确地加以排除从而实现质检与分检。用 PLC 提供的移位寄存器指令可以很方便地做到这一点。

0 1 2 3 4 5 6 7

S

LS

PH1

废品 正品

YVPH2

Page 101: 可编程序控制器 原理与应用

当 X0=ON 时,执行该功能指令。在编程时,如果多个高级指令连续使一触发信号。如图 4—17所示:

 

图 4—17

后两个 X0触发信号可省略。不必每一次使用时都写出该触发信号,第二、三个指令的 X0 可以省略。

Page 102: 可编程序控制器 原理与应用

如果指令只在触发信号的上升沿执行一次,可使用微分指令( DF )。如图 4—18所示:

 

 

图 4—18

 

Page 103: 可编程序控制器 原理与应用

二、高级指令的类型:

1.数据传输指令:这些指令可对 16 位或 32 位数据进行传输、拷贝、交换。

2. BIN (二时制)算术运算指令:这些指令可对 16位或 32 位数据进行加、减、乘、除运算。

3. BCD 算术运算指令:这些指令可对 BCD码数进行加、减、乘、除运算。

4.数据比较指令:这些指令可对 16 位或 32 位数据进行比较。

5.逻辑运算指令:这些指令可实现逻辑(与、或、异或、同或)运算。

Page 104: 可编程序控制器 原理与应用

6.数据转换指令:将 16 位或 32 位数据按指定格式转换。

7.数据移位指令:

8.可逆计数和左 /右移位寄存器指令:

9.数据左 /右循环移位指令:

10.位操作指令:该指令以位为单位处理数据。

11.高速计数器特殊指令:

等等…

在此重点讲解几个常用高级指令。其它在此不作详细讲解只以表格形式列出,今后使用中可参阅产品手册。

Page 105: 可编程序控制器 原理与应用

三、高级指令举例:

(一) F0(MV) 16 位数据传输指令:

1.指令功能:将 16( bit )数据从一个 16 位数据区传到另一个 16 位区。

2.程序举例,如图 4—19所示: 指令表

ST X0

1         F0 (MV )

S D WX 0

WR 0

S (源区) 16 位常数或存放常数的 16 位区。

D (目的区) 16 位区。

S D

Page 106: 可编程序控制器 原理与应用

例题解释:当触发信号 X0 接通时外部输入的字继电器WX0 中的内容传送到内部字继

电器 WR0 中。如图 4—20所示: 源区 [S]: HACAE

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0

位址

WX0

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0

位址

WR0

目的区 [D]: HACAE

Page 107: 可编程序控制器 原理与应用

1.操作数:

S :WX、WY、WR、 SV、 EV、 DT、 K、 H、 IX、IY 。

D:WY、WR、 SV、 EV、 DT、 IX、 IY 。

练习:设计一梯形图,将拨盘数据寄存器 DT9040 中的数据传送到 WR20 中,并上机监控。

Page 108: 可编程序控制器 原理与应用

X0

T0

T1

Y0

Y1

2S

3S

Page 109: 可编程序控制器 原理与应用

三、 UDC( F118 )加 / 减计数器指令

1 、功能:作为加减计数器使用。

2 、程序举例,

Page 110: 可编程序控制器 原理与应用

指令表

50 ST X0 58 ST R9010

51 ST X1 59 F60 ( CMP )

52 ST X2 k 50

53 F118 ( UDC ) DT 0

WR 0 64 ST R900B

DT 0 65 OT R0

Page 111: 可编程序控制器 原理与应用

S :预置值区 其回标元素可 以 是WX , WY , WR , SV , EV , DT , K ,H 。

D :经过值区 其回标元素可 以 是WY,WR, SV, EV, DT 。

X0=ON :加计数, X0=OFF 减计数。

该计数器是计 X1由 OFF→ON (上升沿)的个数,复位信号 X2由 OFF→ON (下降沿)计数器复位。即将经过值区的 D 变为零。当X2由 ON→OFF 时预置值区 S 的值传送给 D 。即只有 x2=OFF 时才对 X1 计数。

Page 112: 可编程序控制器 原理与应用

1 、例题解释:

① 当检 测 到 复 位触发 信 号 X2 的上升沿( OFF→ON )时,“ 0” 的传送到经过值字寄存器的 DTO 中。

②当检测到X2的下降沿( ON→OFF ),内部预置值区的字寄存器 WR0 中的数据传送到 DT0中。如图 4—39所示:

③当 X0=ON且 X2=OFF 时检测到 X1 的上升沿DT0加 1 。

当 X0=OFF X2=OFF 时,当检测到 X1 的上升沿DT0减 1 。

Page 113: 可编程序控制器 原理与应用

X2

K50

X1

DT0 0 50 49 48 47 48 49 50

减 加

X0

R900B

( DT0=K50 )

R0  图 4—39

Page 114: 可编程序控制器 原理与应用

④使用 F60( CMP )指令即十六位数据比较指令,将 DT0 中的数据与 K50 进行比较。如果 DT0=K50 ,特殊内部继电器 R900B( = 标志)接通随之内部继 电器 R0 接通。

⑤预置值范围: K-32768~K32767

当计算结果超出 16 位数的范围(上道或下溢)时,立即接通。 16 位数据的范围:

K-32768~32768

Page 115: 可编程序控制器 原理与应用

( 3 )应注意的问题。

①使用 R900B和 R9009作为这条指令的标志时,切记将 R900B或 R9009紧跟在指令后面编程。

②只有当复位触发信号的下降沿被检出时, S 中的值被传到 D 。在电源接通时,如果需将计数器复位,可用特殊内部继电器 90B 编写一个程序。( R900B 是一个 PLC 运行单脉冲继电器,即当PLC开始运行的瞬间 R90B 只接通一个扫描周期可利用 R90B 对程序进行初始化)

③当复位触发信号,计数触发信号同时被检测到时,优先执行复位信号。

Page 116: 可编程序控制器 原理与应用

可编程控制器教学演示片

4.4 步进控制及步进梯形图 采用前面所讲的继电器逻辑来编制程序,最大的优点是电路工作原理比较直观,但这种程序方式对步进控制的设计就很困难,电路工作原理不易理解。功能图就是针对这一问题而产生的。下面举例来说明功能图,功能梯形图及步进指令。

Page 117: 可编程序控制器 原理与应用

步 进 过 程 控 制步 进 功 能 图 及 步 进 梯 形 图

顺序控制

选择分支过程控制

并行分支及合并控制过程

循环控制过程

综合应用

习题

Page 118: 可编程序控制器 原理与应用

4.4.1 顺 序 控 制 机械手的控制

下限位 X1

手夹紧 X2

手向下 Y1=ON

手夹紧 Y2=ON

手向上 Y3=ON 工件

功能叙述

流程图

梯形图

上限位X3

返回

Page 119: 可编程序控制器 原理与应用

定义: X0启动开关, X1下限位开关, X2 机械手夹紧检测, X3上限位开关。 手向下时 Y1= ON 手夹紧时 Y2= ON 手向上时 Y3= ON工序为: 启动→手向下至下限位→夹紧→检测是否夹紧→手向上运行至上限位停止。其工作过程为步进过程,即第一步工序结束就是第二步的开始,或者说第二步的开始信号也就是第一步的结束信号,其功能流程图如图 4—50所示。工作过程一步一步顺序进行,即步进工作控制过程。步进控制又可分为顺序过程控制、选择分支过程控制、并行分支及合并过程控制等几种类型。

返回

Page 120: 可编程序控制器 原理与应用

X3 接通自动关闭过程 2 同

时将整个步进过程结束

X1 接通自动关闭过程 0 ,同

时启动过程 1

X0 接通自动启动过程 0

功能流程图

(顺序控制)

过程 0 Y!(手向下)

X0

X1

过程 1 Y2 (手夹紧)

过程 2 Y3 (手向上)

X2

X3

结束

X2 接通自动关闭过程 1 ,同

时启动过程 2

返回

Page 121: 可编程序控制器 原理与应用

步 进 梯 形 图

CSTP2CSTP2

过程 0

过程 1

过程 2

开始一个步进过程( X0上升沿触发)

进入步进过程

开始一个步进

过程( X1=1 触发)

复位指定的步进过程

关闭步进程序区并返回一般梯形图

程序

返回

Page 122: 可编程序控制器 原理与应用

NSTP :当检测到该触发信号的上升沿时,执行 NSTP指令,即开始执行步进过程,并将包括指令本身在内的整个步进过程复位。SSTP :表示进入步进程序,当有一个与该指令编 号相同的NSTL 的受激时,这个过程即开 始。NSTL :当触发信号接通(= ON )时,执行 NPSL指令。即开始执行步进过程,并将包括该指令本身在内的整个步进过程复位。CSTP :复位指定的步进过程,即清除与该指令编号相同的过程。STPE :关闭与步进和序区,并返回一般梯形图程序,即步时过程结束。

返回

继续

4.4.2 步进控制指令

Page 123: 可编程序控制器 原理与应用

指令说明

在步进程序中,识别一个过程是从一个 SSTP指令开始到下一个 SSTP指令,或一个 SSTP指令到 STPE指令。

NSTL( NSTP ):执行该程序时,步进过程应从NSTL 编号相同的过程开始。在步进过程中,当执行 NSTL 时,先将这个 NSTL所在的过程清除,再将与 NSTL 编号相同的过程打开。

使用 NSTL、 NSTP指令时应注意二者的区别。

返回

继续

Page 124: 可编程序控制器 原理与应用

标志的状态:

R9015 :在刚刚打开一个步进过程的第上扫描期间R9015 只接通一瞬间。用它编程可作为步进过程显示如图所示:用 R9015作为该指令的标志时,一定要将标志编写在步进过程的开头。注意:顺序控制可不必按过程编号的顺序执行,在影响当前的状态时,也可用 NPSL指令触发前一个过程。

返回

继续

Page 125: 可编程序控制器 原理与应用

4.4.3 顺序过程控制梯形图

[CSTP 2]

过程 0

过程 1

过程 2

Page 126: 可编程序控制器 原理与应用

图 4-75 顺序控制步进过程时序图

X0

X1

X2

X3

Y1

Y2

Y3

Page 127: 可编程序控制器 原理与应用

4.4.4 选择分支过程控制:

根据特定过程的运行结果和动作需要有选择的切换到下一个过程,每一个过程循环执行直到任务完成。

在一个过程进行时,可用两个或多个NSTL指令分别触发不同的过程,那一个过程被触发,取决于过程执行的情况(条件满足者即被触发)。

梯形图

流程图

返回

Page 128: 可编程序控制器 原理与应用

选 择 分 支 过 程 控 制

过程 0 Y1

过程 1 过程 2

过程 3

X0

X2X1

X3 X4

Y3Y2

Y4

X5

结 束

分支 1 分支 2

在过程 0 进行中 X1闭合选择分支 1执行

在过程 0 进行中 X2闭合选择分支 2执行

返回

Page 129: 可编程序控制器 原理与应用

选择分支过程控制梯形图

返回

Page 130: 可编程序控制器 原理与应用

4.4.5 并行分支及合并控制过程 一个过程同时可触发多个过程,每个分支过程都完成了各自的任务后,又重新合并在一起转换到下一个过程。

流程图

返回

梯形图

Page 131: 可编程序控制器 原理与应用

并行分支及合并控制过程

过程 0

过程 3

过程 4

过程 2

过程 1

X0

Y1 X1

Y2 Y3

Y4

X3

Y5

X2

X4

结 束

分支 1 分支 2

X1 接通分支1、 2 同时被启动,并行运行

X3 接通同时关闭过程2、 3关启动

过程 4

返回

Page 132: 可编程序控制器 原理与应用

并行分支及合并控制过程梯形图 返回

Page 133: 可编程序控制器 原理与应用
Page 134: 可编程序控制器 原理与应用

过程 0

过程 3

过程 4

过程 2

过程 1

X0

Y1

X1

Y2 Y3

Y4

X3

Y5

X2

X4

返回

梯形图

4.4.6 循环控制过程

Page 135: 可编程序控制器 原理与应用

返回

Page 136: 可编程序控制器 原理与应用

与 图 4-80 相比只 有 这 一 条指令不同

Page 137: 可编程序控制器 原理与应用

步 进 过 程 实 训 课 题

小车

后限位 X2

前限位 X1

车向前 Y0=ON

车向后 Y2=ON

小车门

漏斗门

小车启动按钮 X0

返回功能叙述

Page 138: 可编程序控制器 原理与应用

手动控制运动包括以下几种情况:手动操作按钮 X14 接通并且小车底门关半闭时,小车向前运动并停止在最前端位置,前限位开关 X1 接通;手动操作按钮 X16 接通,翻门打开,货物通过漏斗装车, 7S 后自动关闭漏斗的翻门;手动按钮 X15 接通,小车向后运动直至后限位开关X2 接通;手动操作按钮 X17 接通,底门打开将小车中货物卸下。

小车运动,分手动、自动控制。自动控制又分单循环和自动循环运行。

工作方式选择开关

返回

Page 139: 可编程序控制器 原理与应用

手动功能控制

工作方式选择开关

自动功能叙述

返回

手动操作按钮功能X14 小车向前X15 小车向后X16 漏斗翻门开X17 小车底门打开

单循环X12

自 动循环X13

手 动X11

工作方式选择开关示意图

Page 140: 可编程序控制器 原理与应用

小车的单循环运行是指,小车处于最后端位置,即后限位开关 X2 接通,启动按钮接通,并且小车底门已关闭,小车将向前运动,直至前限位开关 X1 接通。继而翻斗门打开 7S ,货物装入小车中。小车向后运动直至后限位开关 X2 接通,最后小车底门打开 5S卸下货物。由此完成一个循环运动。 自动循环过程与单循环过程不同之处不仅仅是完成一个循环而是将连续自动循环。  

返回

流程图

Page 141: 可编程序控制器 原理与应用

手动操作开关

X14 小车向前

X15 小车向后

X16 漏斗翻门打开

X17 小车底门 打开

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图 4-92 手动控制梯形图

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功能图中每一个状态表明一个动作工步。 R9013 是一个特殊功能继电器。 PLC 一但运行 R9013就输出一个单脉冲信号驱动 R0作为初始状态。当启动按钮接通并且满足迹输入条件即底门关闭及小车处于最后端位置,过程 1受激,工作状态将从初始状态转移到小车向前运行状态,直至 X1 接通过程 2受激,小车向前运行状态结束漏斗翻门打开,同时,时间继电器 T1线圈受激。 T1 线圈受激 7S后 T1触点接通,过程 3受激,过程 2结束。

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小车向后运动直至后限位开关 X2 接通,过程 4受激过程 3结束小车翻门打开,同时 T2 线圈受激。 5秒后T2触点接通。此时如果工作方式处于单循环工作方式即 X12 接通,小车回归原初始状态,等待启动按钮重新按下开始第二次循环。如果工作方式处于自动方式即 X13 接通状态将转移至过程 2 ,此时,又将接通 Y0小车又将向前运行,重复以上过程。

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问题:

按下启动按钮小车循环运行二次后停车。请画出流程图、设计梯形图并上机调试运行。

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1 、传送带上产品的分送:题图 1 中货车到传送线上分岔口时受到翻门的控制,货车按 1:2 的比例子交替进入两个岔道。请编写程序流程图及梯形图。

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2 号路

号路

图 4-83

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图 4-85 梯形图

R0

R2

R3

R1过程 1

R1

R0(DF)

R2过程 2

R2

R0( DF )

R3过程 3

R3

R0( DF )

Y0

图 4-84 流程图

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2 、电机顺序起动和停止:右图表明,电动机顺序起动,而电动机的停止又是按相反的顺序进行的。请编写程序流程图及梯形图。

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3 、多个传送带的起动和停止如下图所示。起动按钮按下后,电动机 M1启动, X1 接通后M2 启动,当 X2 接通后电动机 M1 停止。以后几个传送带动作类推。请编写流程图及梯形图。

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Page 149: 可编程序控制器 原理与应用

4 、交通灯控制时序图如图所示,试编写梯形图并上机调试运行。

马路

人行道

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例:分析下列梯形图的工作过程并上机监控。如图 4—40所示:

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第四节    控制指令

 

一、 MC (主控继电器)和 MCE (主控继电器结束)指令》

1 、指令功能:当预置触发信号接通时执行 MC至MCE 之间的指令。

2 、程序举例

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指令表

0 ST X0

1 MC 0

3 ST X1

4 OT Y0

5 ST/ X2

6 OT Y1

7 MCE 0

电路原理图:只有在 X0=ON 的前提下 ,X1,X2,X3才能对 Y1,Y2,Y3起控制作用。

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1 、指令使用说明。

①预置触发信号接通时,执行 MC~MCE 之间的程序。

②当预置触发信号为断开时, MC~MCE 之间的指令操作如表 4—21所示:

表 4—21 MC和MCE 之间指令操作

指 令 I/O状 态

OT 全 OFF

KP 在触发信号 OFF 之前,保持状态

SET RST

TM和 F137( STMR ) 复位

CT和 F118( UDC ) 在触发信号 OFF 之前,经过值保持

SR和 F119( LRSR )

其它指令 不执行

 

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主控指令可以“嵌套”,即在一对至主控指令之间可以有另一对主控指令,如图 4—45所示:

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第四章 习题

1 、报警电路: X0 为报警输入条件即 X0=ON 要求报警。输出 Y0 为报警灯, Y1 为报警蜂鸣器。报警时 Y0振荡闪烁其周期为 1S, Y1鸣叫。 X1 为报警响应,报警时X1 接通后 Y0 由闪烁变为常亮, Y1鸣叫器关闭。 X2 为报警灯的测试信号,即 X2 接通 Y0 接通。时序图如题图 4所示编写梯形图并上机调试

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第四章 习题

  4. 1  延时断开电路:输入条件 X0 接通 Y0接通,当 X0 由通变断时 Y0延长一定时间断开。其时序图如题图 4—1所示。试设计梯形图。

Page 157: 可编程序控制器 原理与应用

4 . 1  分频电路:在许多控制场合,需要对控制信号进行分频。输入 X0引入信号脉冲,要求输出 Y0引出的脉冲是前者的二分频。时序图如题图 2 。设计梯形图。

Page 158: 可编程序控制器 原理与应用

  4 . 1  振荡电路:要

求, X0 接通后 Y0 产生一个振荡信号,时序电路如题图 3 所示。设计梯形图。

Page 159: 可编程序控制器 原理与应用

4 . 4 报警电路: X0 为报警输入条件即 X0=ON要求报警。输出 Y0 为报警灯, Y1 为报警蜂鸣器。报警时 Y0 振荡闪烁其周期为 1S, Y1鸣叫。 X1为报警响应,报警时 X1接通后 Y0 由闪烁变为常亮, Y1鸣叫器关闭。 X2为报警灯的测试信号,即X2 接通 Y0 接通。时序图如题图 4所示编写梯形图并上机调试。

Page 160: 可编程序控制器 原理与应用

4. 5分选电路:现代工业生产方泛采用流水作业,对成品或半成品进行分捡,排除残次品是必需的工序。在流水线上,成品或半成品往往要经过若于项检查,符合要示者得以通过,随着流水线进入下一道生产工步。面不合格者必需在某处集中排除,不得进入下一道生产环节。因此,成品半成品随传送带递进过程

Page 161: 可编程序控制器 原理与应用

4 . 6              如题图 6所示,传送带上 20S 内无产品通过则报警,接通 YA 。试设计梯形图,并上机调试。

 

Page 162: 可编程序控制器 原理与应用

4. 6              如题图 7所示,电动机 Y——△起动时序图,试设计梯形图,并

上机调试

Page 163: 可编程序控制器 原理与应用

4. 8智力竞赛抢答装置:工艺要求:主持人一个开关控制三个抢答桌。主持人说出题目后,谁先按按钮,谁的桌子上的灯即亮。这时主持人按控制按钮 X5 后灯才熄灭,否则一直亮着。三个抢答桌的按钮是这样安排的。( 1 )儿童组桌上有两只按钮 X0、 X1 ,无论按下哪一只,桌上的灯 Y0都亮。( 2 )大人组桌上也有两只按钮 X2、 X3 ,只有两只按钮都按下桌上的灯 Y1才亮。( 3 )中学生组桌上只有一只按钮 X4 ,一按下桌上的灯 Y2即亮。( 4 )主持人还有一个时间控制开关 X6,X6 接通前抢答灯亮但电铃 Y3 不响, X6 接通 10S 后再抢答,也灯亮铃不响,即提前抢答或超时抢答均无效。根据工艺要求设计梯形图,并上机调试。