模塊二 小車(chē)往返運(yùn)動(dòng)控制

1、模塊二 小車(chē)往返運(yùn)動(dòng)控制知識(shí)點(diǎn)：基本邏輯指令的功能、格式、使用注意事項(xiàng)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(diǎn)：控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jī)械中，經(jīng)常在不同場(chǎng)合用到電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路，如工廠中行車(chē)的移動(dòng)、銑床工作臺(tái)的水平移動(dòng)、Z3050型搖臂鉆床立柱的松緊控制等等。小車(chē)自動(dòng)往返控制線路的核心也是電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制，下面介紹用FX可編程序控制器實(shí)現(xiàn)上述控制要求。二、任務(wù)分析如圖1所示為小車(chē)在兩點(diǎn)間自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)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(jiàn)表代號(hào)名稱(chēng)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(kāi)關(guān)行程控制SO3、SQ4行程開(kāi)關(guān)限位保護(hù)SB1、SB2啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)控制SB3停止按鈕停止控制三、相關(guān)知識(shí)1.準(zhǔn)備知識(shí) PLC控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩個(gè)部分組成。硬件部分：將輸入元件通過(guò)輸入點(diǎn)與PLC連接，將輸出元件通過(guò)輸出點(diǎn)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(guò)程，由PLC程序?qū)崿F(xiàn)，在編程前我們要先學(xué)習(xí)下面的基本邏輯指令?；具壿嬛噶畋碇噶钪浄δ苤噶钪浄δ躄D常開(kāi)接點(diǎn)與母線連接OUT線圈驅(qū)動(dòng)LDI常閉接點(diǎn)與母線連接SET置位（使動(dòng)作保持）LDP上升沿控制運(yùn)算開(kāi)始RST復(fù)位（使動(dòng)作解除或當(dāng)前數(shù)據(jù)“清0”）L

3、DF下降沿控制運(yùn)算開(kāi)始PLS上升沿產(chǎn)生脈沖AND常開(kāi)接點(diǎn)串聯(lián)連接PLF下降沿產(chǎn)生脈沖ANI常閉接點(diǎn)串聯(lián)連接MC主控（公用串聯(lián)接點(diǎn)連接）ANDP上升沿控制串聯(lián)連接MCR主控復(fù)位（公用串聯(lián)接點(diǎn)解除）ANDF下降沿控制串聯(lián)連接MPS進(jìn)棧（運(yùn)算存儲(chǔ)）OR常開(kāi)接點(diǎn)并聯(lián)連接MRD讀棧（讀出存儲(chǔ)）ORI常閉接點(diǎn)并聯(lián)連接MPP出棧（讀出存儲(chǔ)或復(fù)位）ORP上升沿控制并聯(lián)連接INV反向（運(yùn)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(jì)(1)I/O分配表見(jiàn)表 小車(chē)自動(dòng)往返控制系統(tǒng)地址表輸入輸出元件代

4、號(hào)作用輸入繼電器元件代號(hào)作用輸出繼電器SB3停止X0KM1正轉(zhuǎn)控制Y0SB1正轉(zhuǎn)啟動(dòng)X1KM2反轉(zhuǎn)控制Y1SB2反轉(zhuǎn)啟動(dòng)X2SQ1右限位X3SQ2左限位X4SQ3終端保護(hù)X5SQ4終端保護(hù)X6FR過(guò)載保護(hù)X7(2)梯形圖設(shè)計(jì)對(duì)照小車(chē)自動(dòng)往返控制電氣原理圖畫(huà)出小車(chē)自動(dòng)往返控制系統(tǒng)梯形圖。(3)指令表編程若要將梯形圖語(yǔ)言轉(zhuǎn)換為語(yǔ)句表語(yǔ)言，則需掌握復(fù)雜邏輯指令。(4)PLC控制系統(tǒng)電氣原理圖四、任務(wù)實(shí)施【實(shí)習(xí)操作】1.安裝和程序設(shè)計(jì)根據(jù)小車(chē)自動(dòng)往返PLC控制系統(tǒng)電氣原理圖，進(jìn)行安裝元件和布線并進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。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(dòng)、不壓皮、不反圈、不損傷線芯。安裝完畢用萬(wàn)用表檢查線路，確保無(wú)誤后允許通電試車(chē)。4.評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表。項(xiàng)目要求配分評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)得分系統(tǒng)控制原理圖設(shè)計(jì)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(xiě)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(jì)控制程序設(shè)計(jì)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(shí)間90min，每超時(shí)5min,扣5分（延長(zhǎng)時(shí)間不超過(guò)10min）安全文明通電檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)人為短路故障，酌情扣1520分開(kāi)始時(shí)間結(jié)束時(shí)間總分【知識(shí)鏈接】編程軟件編程語(yǔ)言表達(dá)方式 可編程控制器與一般的計(jì)算機(jī)相類(lèi)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(hù)只能在應(yīng)用軟件上進(jìn)行操作，即通過(guò)編程軟件來(lái)編制用戶(hù)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(yǔ)言，至今為止還沒(méi)有一種能適合各種可編程控制器的通用的編程語(yǔ)言，但是各個(gè)可編程控制器發(fā)展過(guò)程有類(lèi)似之處，可編程控制器的編程語(yǔ)言即編程工具都大體差不多，一般有如下五種表達(dá)方式。 ( 一 ) 梯形圖（ Ladder Diagram ） 梯形圖是一種以圖形符號(hào)及圖形符號(hào)在圖中的相互關(guān)系表示控制關(guān)系的編程語(yǔ)言，它是從繼電器控制電路圖演變過(guò)來(lái)的。梯形圖將繼電器控制電路圖進(jìn)行簡(jiǎn)化，同時(shí)加進(jìn)了許多功能強(qiáng)大、使用靈活的指令，將微機(jī)的特點(diǎn)結(jié)合進(jìn)去，使編程更加容易，而實(shí)現(xiàn)的功能卻大大超過(guò)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(yǔ)言。 梯形圖及符號(hào)的畫(huà)法應(yīng)按一定規(guī)則，各廠家的符號(hào)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(duì)于梯形圖的規(guī)則，總結(jié)有以下具有共性的幾點(diǎn)，如表 1 所示，以便讀者加深對(duì)可編程控制器變成的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)。 表 1 可編程控制器部分符號(hào)意義 輸入動(dòng)合觸點(diǎn)輸入動(dòng)斷觸點(diǎn)輸出繼電器輸出繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)歐姆龍松下三菱注釋歐姆龍： 00 表示輸入觸點(diǎn)松下： X表示輸入觸點(diǎn)三菱： X表示輸入觸點(diǎn)歐姆龍： 05 表示輸出觸點(diǎn)（或線圈）松下： Y表示輸出觸點(diǎn)（或線圈）三菱： Y表示輸出觸點(diǎn)（或線圈）1 梯形圖中只有動(dòng)合和動(dòng)斷兩種觸點(diǎn)。各種機(jī)型中動(dòng)合觸點(diǎn)和動(dòng)斷觸點(diǎn)的圖形符號(hào)基本相同，但它們的元件編號(hào)不相同，

9、隨不同機(jī)種、不同位置（輸入或輸出）而不同。統(tǒng)一標(biāo)記的觸點(diǎn)可以反復(fù)使用，次數(shù)不限，這點(diǎn)與繼電器控制電路中同一觸點(diǎn)只能使用一次不同。因?yàn)樵诳删幊炭刂破髦忻恳挥|點(diǎn)的狀態(tài)均存入可編程控制器內(nèi)部的存儲(chǔ)單元中，可以反復(fù)讀寫(xiě)，故可以反復(fù)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(hào)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(kāi)始畫(huà)。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(shū)寫(xiě)，可編程控制器是按照這個(gè)順序執(zhí)行程序。 5 梯形圖中觸點(diǎn)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(yǔ)言?xún)?yōu)點(diǎn)是直觀、簡(jiǎn)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(hào)。小型的編程器一般無(wú)法滿(mǎn)足，而是采用經(jīng)濟(jì)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(yǔ)句（助記符語(yǔ)言），它類(lèi)似于微機(jī)中的匯編語(yǔ)言。 語(yǔ)句是指令語(yǔ)句表編程語(yǔ)言的基本單元，每個(gè)控制功能有一個(gè)或多個(gè)語(yǔ)句組成的程序來(lái)執(zhí)行。每條語(yǔ)句規(guī)定可編程控制器中 CPU 如何動(dòng)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(gè)預(yù)先設(shè)定的值。歐姆龍、松下、三菱可編程控制器指令語(yǔ)句程序見(jiàn)表 2 。 機(jī)型步序操作碼操作數(shù)參數(shù)說(shuō)明歐姆龍12345LDORANDNOTOUTEND0000050000010500邏輯行開(kāi)始，動(dòng)合觸點(diǎn) 0000 從母線開(kāi)始并聯(lián)輸出繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn) 0500串聯(lián)輸入動(dòng)斷觸點(diǎn) 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(kāi)始，動(dòng)合觸點(diǎn) X0 從母線開(kāi)始并聯(lián)輸出繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn) Y1串聯(lián)輸入動(dòng)斷觸點(diǎn) 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(kāi)始，動(dòng)合

12、觸點(diǎn) X0 從母線開(kāi)始并聯(lián)輸出繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn) Y1串聯(lián)輸入動(dòng)斷觸點(diǎn) 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(yǔ)句表（三）順序功能圖（ Sequential Chart ） 順序功能圖常用來(lái)編制順序控制類(lèi)程序。它包含步、動(dòng)作、轉(zhuǎn)換三個(gè)要素。順序功能編程法可將一個(gè)復(fù)雜的控制過(guò)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(jìn)梯形指令時(shí)將詳細(xì)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(yǔ)言實(shí)際上是用邏輯功能符號(hào)組成的功能塊來(lái)表達(dá)命令的圖形語(yǔ)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(jiàn)，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(lái)的新式的編程語(yǔ)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(yǔ)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(jí)功能還是用梯形圖來(lái)表示，會(huì)很不方便。為了增強(qiáng)可編程控制器的數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、圖表顯示、報(bào)表打印等功能，方便用戶(hù)的使用，許多大中型可編程控制器都配備了 PASCAL 、 BASIC 、 C 等高級(jí)編程語(yǔ)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(gè)很大優(yōu)點(diǎn)，其一，是能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，其二，是非常簡(jiǎn)潔和緊湊。用結(jié)構(gòu)文本編制極其復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算程序只占一頁(yè)紙。結(jié)構(gòu)文本用來(lái)編制邏輯運(yùn)算程序也很容易。 以上編程語(yǔ)言的五種表達(dá)式是由國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC ） 1994 年 5 月在可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)中推薦的。對(duì)于一款具體的可編程控制器，生產(chǎn)廠家