模塊二 小車往返運動控制

1、模塊二 小車往返運動控制知識點：基本邏輯指令的功能、格式、使用注意事項基本邏輯指令的編程方法常用的輸入、輸出元件和連接方法編程軟件的使用技能點：控制系統(tǒng)設(shè)計的步驟和方法PLC外部連接的方法編程軟件的使用一、任務(wù)引入在生產(chǎn)機械中，經(jīng)常在不同場合用到電動機正反轉(zhuǎn)控制線路，如工廠中行車的移動、銑床工作臺的水平移動、Z3050型搖臂鉆床立柱的松緊控制等等。小車自動往返控制線路的核心也是電動機正反轉(zhuǎn)控制，下面介紹用FX可編程序控制器實現(xiàn)上述控制要求。二、任務(wù)分析如圖1所示為小車在兩點間自動往返運動示意圖，繼電控制系統(tǒng)電氣控制原理圖如圖2所示。 圖1 圖21 元器件功能表元器件功能表見表代號名稱用途KM1

2、交流接觸器正轉(zhuǎn)控制KM2交流接觸器反轉(zhuǎn)控制SO1、SQ2行程開關(guān)行程控制SO3、SQ4行程開關(guān)限位保護SB1、SB2啟動按鈕啟動控制SB3停止按鈕停止控制三、相關(guān)知識1.準備知識 PLC控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩個部分組成。硬件部分：將輸入元件通過輸入點與PLC連接，將輸出元件通過輸出點與PLC連接，構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)。軟件部分；控制過程，由PLC程序?qū)崿F(xiàn)，在編程前我們要先學習下面的基本邏輯指令。基本邏輯指令表指令助記符功能指令助記符功能LD常開接點與母線連接OUT線圈驅(qū)動LDI常閉接點與母線連接SET置位（使動作保持）LDP上升沿控制運算開始RST復位（使動作解除或當前數(shù)據(jù)“清0”）L

3、DF下降沿控制運算開始PLS上升沿產(chǎn)生脈沖AND常開接點串聯(lián)連接PLF下降沿產(chǎn)生脈沖ANI常閉接點串聯(lián)連接MC主控（公用串聯(lián)接點連接）ANDP上升沿控制串聯(lián)連接MCR主控復位（公用串聯(lián)接點解除）ANDF下降沿控制串聯(lián)連接MPS進棧（運算存儲）OR常開接點并聯(lián)連接MRD讀棧（讀出存儲）ORI常閉接點并聯(lián)連接MPP出棧（讀出存儲或復位）ORP上升沿控制并聯(lián)連接INV反向（運算結(jié)果的反向）ORF下降沿控制并聯(lián)連接NOP空操作（程序清除或空格用）ANB電路塊串聯(lián)連接END結(jié)束（程序結(jié)束，返回0步）ORB電路塊并聯(lián)連接2 控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(1)I/O分配表見表 小車自動往返控制系統(tǒng)地址表輸入輸出元件代

4、號作用輸入繼電器元件代號作用輸出繼電器SB3停止X0KM1正轉(zhuǎn)控制Y0SB1正轉(zhuǎn)啟動X1KM2反轉(zhuǎn)控制Y1SB2反轉(zhuǎn)啟動X2SQ1右限位X3SQ2左限位X4SQ3終端保護X5SQ4終端保護X6FR過載保護X7(2)梯形圖設(shè)計對照小車自動往返控制電氣原理圖畫出小車自動往返控制系統(tǒng)梯形圖。(3)指令表編程若要將梯形圖語言轉(zhuǎn)換為語句表語言，則需掌握復雜邏輯指令。(4)PLC控制系統(tǒng)電氣原理圖四、任務(wù)實施【實習操作】1.安裝和程序設(shè)計根據(jù)小車自動往返PLC控制系統(tǒng)電氣原理圖，進行安裝元件和布線并進行程序設(shè)計。2.系統(tǒng)調(diào)試如果出現(xiàn)故障，應(yīng)首先檢查PLC輸入輸出線路，硬件檢修完成后在修改梯形圖，完畢后重新

5、調(diào)試，直至系統(tǒng)正常工作。3.工藝要求熟悉所有電器元件的作用和控制線路的工作原理。列出IO分配表，配齊所有電器元件，并檢查質(zhì)量。繪制元件布置圖，經(jīng)檢查合格后，在控制板上安裝電器元件。電器元件安裝應(yīng)牢固，并符合工藝要求。線路安裝應(yīng)遵循由內(nèi)向外、橫平豎直的原則；盡量做到合理布線、就近走線；編碼正確、齊全；接線可靠、不松動、不壓皮、不反圈、不損傷線芯。安裝完畢用萬用表檢查線路，確保無誤后允許通電試車。4.評分標準評分標準見表。項目要求配分評分標準得分系統(tǒng)控制原理圖設(shè)計原理圖繪制規(guī)范5不完整規(guī)范，每處扣1分IO地址表編寫IO地址表完整5不完整規(guī)范，每處扣1分控制程序設(shè)計控制程序設(shè)計整潔、易讀，符合控制要

6、求30不正確每處扣5分控制系統(tǒng)安裝符合安裝工藝規(guī)范30不符合規(guī)范每處扣20分控制系統(tǒng)調(diào)試調(diào)試控制程序符合控制要求30第一次調(diào)試不合格扣10分第二次調(diào)試不合格扣20分第三次調(diào)試不合格扣30分時間90min，每超時5min,扣5分（延長時間不超過10min）安全文明通電檢測，發(fā)現(xiàn)人為短路故障，酌情扣1520分開始時間結(jié)束時間總分【知識鏈接】編程軟件編程語言表達方式 可編程控制器與一般的計算機相類似，在軟件方面有系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件之分，只是可編程控制器的系統(tǒng)軟件由可編程控制器生產(chǎn)廠家固化在 ROM 中，一般的用戶只能在應(yīng)用軟件上進行操作，即通過編程軟件來編制用戶程序。編程軟件是由可編程控制器生產(chǎn)廠家

7、提供的編程語言，至今為止還沒有一種能適合各種可編程控制器的通用的編程語言，但是各個可編程控制器發(fā)展過程有類似之處，可編程控制器的編程語言即編程工具都大體差不多，一般有如下五種表達方式。 ( 一 ) 梯形圖（ Ladder Diagram ） 梯形圖是一種以圖形符號及圖形符號在圖中的相互關(guān)系表示控制關(guān)系的編程語言，它是從繼電器控制電路圖演變過來的。梯形圖將繼電器控制電路圖進行簡化，同時加進了許多功能強大、使用靈活的指令，將微機的特點結(jié)合進去，使編程更加容易，而實現(xiàn)的功能卻大大超過傳統(tǒng)繼電器控制電路圖，是目前最普通的一種可編程控制器編程語言。 梯形圖及符號的畫法應(yīng)按一定規(guī)則，各廠家的符號和規(guī)則雖不

8、盡相同，但基本上大同小異，如圖 1 所示。 圖 1 三種不同的梯形圖 a) 歐姆龍 b) 松下 c) 三菱 對于梯形圖的規(guī)則，總結(jié)有以下具有共性的幾點，如表 1 所示，以便讀者加深對可編程控制器變成的認識和學習。 表 1 可編程控制器部分符號意義 輸入動合觸點輸入動斷觸點輸出繼電器輸出繼電器動合觸點歐姆龍松下三菱注釋歐姆龍： 00 表示輸入觸點松下： X表示輸入觸點三菱： X表示輸入觸點歐姆龍： 05 表示輸出觸點（或線圈）松下： Y表示輸出觸點（或線圈）三菱： Y表示輸出觸點（或線圈）1 梯形圖中只有動合和動斷兩種觸點。各種機型中動合觸點和動斷觸點的圖形符號基本相同，但它們的元件編號不相同，

9、隨不同機種、不同位置（輸入或輸出）而不同。統(tǒng)一標記的觸點可以反復使用，次數(shù)不限，這點與繼電器控制電路中同一觸點只能使用一次不同。因為在可編程控制器中每一觸點的狀態(tài)均存入可編程控制器內(nèi)部的存儲單元中，可以反復讀寫，故可以反復使用。 2 梯形圖中輸出繼電器（輸出變量）表示方法也不同，有圓圈、括弧和橢圓表示，而且它們的編程元件編號也不同，不論哪種產(chǎn)品，輸出繼電器在程序中只能使用一次。 3 梯形圖最左邊是起始母線，每一邏輯行必須從起始母線開始畫。梯形圖最左邊還有結(jié)束母線，一般可以將其省略。 4 梯形圖必須按照從左到右、從上到下順序書寫，可編程控制器是按照這個順序執(zhí)行程序。 5 梯形圖中觸點可以任意的串

10、聯(lián)或并聯(lián)，而輸出繼電器線圈可以并聯(lián)但不可以串聯(lián)。 6 程序結(jié)束后應(yīng)有結(jié)束符。 ( 二 ) 指令表（ Instruction List ） 梯形圖編程語言優(yōu)點是直觀、簡便，但要求用帶 CRT 屏幕顯示的圖形編程器才能輸入圖形符號。小型的編程器一般無法滿足，而是采用經(jīng)濟便攜的編程器（指令編程器）將程序輸入到可編程控制器中，這種編程方法使用指令語句（助記符語言），它類似于微機中的匯編語言。 語句是指令語句表編程語言的基本單元，每個控制功能有一個或多個語句組成的程序來執(zhí)行。每條語句規(guī)定可編程控制器中 CPU 如何動作的指令，它是由操作碼和操作數(shù)組成的。 操作碼用助記符表示要執(zhí)行的功能，操作數(shù)（參數(shù)）表

11、明操作的地址或一個預先設(shè)定的值。歐姆龍、松下、三菱可編程控制器指令語句程序見表 2 。 機型步序操作碼操作數(shù)參數(shù)說明歐姆龍12345LDORANDNOTOUTEND0000050000010500邏輯行開始，動合觸點 0000 從母線開始并聯(lián)輸出繼電器的動合觸點 0500串聯(lián)輸入動斷觸點 0001輸出繼電器 0500 輸出，邏輯行結(jié)束程序結(jié)束松下12345STORANIOTEDX0Y1X1Y0邏輯行開始，動合觸點 X0 從母線開始并聯(lián)輸出繼電器的動合觸點 Y1串聯(lián)輸入動斷觸點 X1輸出繼電器 Y0 輸出，邏輯行結(jié)束程序結(jié)束三菱12345LDORANIOUTENDX0Y1X1Y0邏輯行開始，動合

12、觸點 X0 從母線開始并聯(lián)輸出繼電器的動合觸點 Y1串聯(lián)輸入動斷觸點 X1輸出繼電器 Y0 輸出，邏輯行結(jié)束程序結(jié)束表 2 幾種不同的可編程控制器指令語句表（三）順序功能圖（ Sequential Chart ） 順序功能圖常用來編制順序控制類程序。它包含步、動作、轉(zhuǎn)換三個要素。順序功能編程法可將一個復雜的控制過程分解為一些小的順序控制要求連接組合成整體的控制程序。順序功能圖法體現(xiàn)了一種編程思想，在程序的編制中具有很重要的意義。在介紹步進梯形指令時將詳細介紹順序功能圖編程法。圖 2 所示為順序功能圖。 圖 2 順序功能圖 （四）功能塊圖（ Function Block Diagram ） 功能

13、圖編程語言實際上是用邏輯功能符號組成的功能塊來表達命令的圖形語言，與數(shù)字電路中邏輯圖一樣，它極易表現(xiàn)條件與結(jié)果之間的邏輯功能。圖 3 所示為先“或”后“與”再輸出操作的功能塊圖。 由圖可見，這種編程方法是根據(jù)信息流將各種功能塊加以組合，是一種逐步發(fā)展起來的新式的編程語言，正在受到各種可編程控制器廠家的重視。 圖 3 功能塊圖編程語言圖 （五）結(jié)構(gòu)文本（ Structure Text ） 隨著可編程控制器的飛速發(fā)展，如果許多高級功能還是用梯形圖來表示，會很不方便。為了增強可編程控制器的數(shù)字運算、數(shù)據(jù)處理、圖表顯示、報表打印等功能，方便用戶的使用，許多大中型可編程控制器都配備了 PASCAL 、 BASIC 、 C 等高級編程語言。這種編程方式叫做結(jié)構(gòu)文本。與梯形圖相比，結(jié)構(gòu)文本有兩個很大優(yōu)點，其一，是能實現(xiàn)復雜的數(shù)學運算，其二，是非常簡潔和緊湊。用結(jié)構(gòu)文本編制極其復雜的數(shù)學運算程序只占一頁紙。結(jié)構(gòu)文本用來編制邏輯運算程序也很容易。 以上編程語言的五種表達式是由國際電工委員會（ IEC ） 1994 年 5 月在可編程控制器標準中推薦的。對于一款具體的可編程控制器，生產(chǎn)廠家