《焊接自動化(機工版)》教學(xué)課件—05焊接自動化中的PLC-控制技術(shù)(101頁PPT)

1、第五章 焊接自動化中的PLC 控制技術(shù)5.1 可編程序控制器5.2 日本三菱FX0N系列可編程序控制器 5.3 可編程控制器的指令及其應(yīng)用 5.4 梯形圖的編程方法與規(guī)則 5.5 可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計 5.6 可編程序控制器在焊接自動化中的應(yīng)用 重點和難點：掌握有關(guān)PLC的基本概念，編程方法；能夠結(jié)合焊接工程實際進行焊接自動化PLC控制系統(tǒng)設(shè)計;能夠進行焊接自動化PLC程序設(shè)計。第1頁，共101頁。5.1 可編程序控制器 1、可編程控制器概論 可編程序控制器是進行機電系統(tǒng)控制和操作的一種電子裝置。 可編程序控制器（Programmable Controller），縮寫為PC，習(xí)慣稱為：PL

2、C。 PLC概念： 以微處理器為核心、具有可編程的一種新型工業(yè)自動控制裝置。 具有邏輯、排序、定時、計數(shù)及算術(shù)運算等功能，并能通過數(shù)字或模擬輸入/輸出模塊及控制元器件控制生產(chǎn)機械或生產(chǎn)過程。 可編程控制器及其外圍設(shè)備，易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個整體、并可以擴充功能。第2頁，共101頁。PLC三大流派 歐洲：西門子（Siemens）； 法國的TE（Telemecanique） 美國：A-B（Allen-Bradly）、GE（General Electric） 日本：三菱電機（Mitsubishi Electric）、 歐姆龍（OMRON）、 富士（FUJI） 目前國內(nèi)市場還有韓國、臺灣等PLC產(chǎn)品。

3、第3頁，共101頁?？煽啃愿撸垢蓴_能力強（“看門狗”技術(shù)）。 控制程序可變，具有很好的柔性 編程簡單，使用方便 功能完善 擴展方便，組合靈活 減少了控制系統(tǒng)設(shè)計及施工的工作量 體積小、質(zhì)量輕 （1）可編程控制器的特點與發(fā)展 特點：PLC的最大特點是：用軟件提供了一個能要求迅速改變的“接線網(wǎng)絡(luò)”，使整個控制過程能根據(jù)需要靈活地改變，從而省去了傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)中拆線、接線的大量繁瑣費時的工作。 計算機程序監(jiān)視技術(shù)。原理：不斷監(jiān)測程序循環(huán)運行的時間，一旦發(fā)現(xiàn)程序運行時間超過循環(huán)設(shè)定的時間，就認為系統(tǒng)已陷入死循環(huán)，然后強迫程序返回到已安排了出錯處理程序的入口地處，使系統(tǒng)回到正常運行。 它可用軟件或

4、硬件方法實現(xiàn)。 第4頁，共101頁。（2）可編程控制器的基本類型 按 PLC 結(jié)構(gòu)分類： 整體箱式和模塊組合式 按控制規(guī)模分類：小型機、中型機及大型機 小型PLC：IO點數(shù)小于256點 中型PLC：IO點數(shù)在2562048之間 大型PLC：其IO點數(shù)在2048點以上 第5頁，共101頁。（3）應(yīng)用 順序控制 過程控制 數(shù)據(jù)處理 群控 運動控制 在工業(yè)控制中，可采用PLC步進指令編程或用移位寄存器編程來實現(xiàn)順序控制。 不僅能進行算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送、排序、查表等，而且還能進行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)顯示和打印等，具有很強的數(shù)據(jù)處理能力。 采用步進電動機或伺服電動機的控制模塊，可以控制電機

5、的起動、停止，電機速度和加速度的控制。 具有閉環(huán)控制的功能。當(dāng)被控制量出現(xiàn)偏差時，采用PID模塊，通過控制算法能計算出正確的輸出。 可以實現(xiàn)多個、甚至幾百個PLC的通訊；可以進行PLC和計算機之間的通訊，可用計算機參與編程及對PLC進行控制管理、交換數(shù)據(jù)和相互操作等。第6頁，共101頁。2、可編程控制器的硬件構(gòu)成 （1）可編程控制器的系統(tǒng)配置 基本配置 模塊以及底板或機架 擴展配置 特殊配置 冗余配置 第7頁，共101頁。（2）PLC 基本配置的硬件構(gòu)成 CPU存儲器輸入/輸出輸入/輸出電源外部設(shè)備第8頁，共101頁。（3）編程器 編程器是專門用于用戶程序編制的裝置；用于用戶程序的編制、編輯、

6、調(diào)試和監(jiān)視；還可以通過其鍵盤去調(diào)用和顯示PLC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)；經(jīng)過接口與CPU連接，完成人一機對話連接。 編程器 分類 盒式編程器 輸入程序時以PLC的匯編語言（語句表）方式（有的也可以圖形方式）通過有限的專用鍵來輸入，顯示方式采用小液晶屏。適合于現(xiàn)場調(diào)試或規(guī)模比較小的應(yīng)用程序的輸入和調(diào)試 。第9頁，共101頁。臺式編程器 輸入程序時可以用梯形圖，也可以用其它匯編（編程）語言，適用于在實驗室研制開發(fā)規(guī)模較大的應(yīng)用程序。 第10頁，共101頁。3、可編程控制器的輸入輸出模塊 （1）開關(guān)量輸入模塊 模塊規(guī)格操作電平每塊的輸入點數(shù)直流輸入模塊5V TTL16/32/48直流輸入模塊1050

7、V32直流和交流輸入模塊12V8/16/32直流或交流輸入模塊24V/48V/115V/220V8/16/32第11頁，共101頁。（2）開關(guān)量輸出模塊 模塊規(guī)格操作電平每點最大輸出電流每個模塊的輸入點數(shù)直流輸出模塊5V TTL50mA16/32直流輸出模塊1050V250mA16/32直流輸出模塊12V/24V/48V0.52A8/16/32交流輸出模塊115（220）V2A8/16繼電器輸出模塊24V/48V/115V/220V阻性負載4A，感性負載0.5A5/6/8PLC輸出控制對象：繼電器、電動機、電磁閥、指示燈、接觸器等。 第12頁，共101頁。（3）模擬量輸入輸出模塊 在PLC中，

8、實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換的模塊稱為模擬量I/O模塊。 每塊模擬量I/O模塊有2/4/8路輸入或輸出通道，每路通道的I/O信號電平為l5V/010V/1010V，電流為210mA。 （4）其他輸入輸出模塊 其他用于特殊用途的接口模塊，如通信接口模塊、動態(tài)顯示模塊、步進電機驅(qū)動模塊、撥碼開關(guān)模塊等。 第13頁，共101頁。數(shù)字量輸入 內(nèi)部電路電 源現(xiàn)場開關(guān)R1R2CLED光電耦合A/D光電耦合內(nèi)部電路輸入電壓（+）輸入電流（+）輸入（）+模擬量輸入 第14頁，共101頁。繼電器形式輸出 內(nèi)部電路LRLED繼電器交流電源直流電源負載第15頁，共101頁。晶體管形式輸出 內(nèi)部電路R1LED光電耦合直

9、流電源負載LGD1D2R2保險絲第16頁，共101頁。晶閘管形式輸出 內(nèi)部電路R1LED固態(tài)繼電器（AC SSR）交流電源負載LCR2保險絲壓敏電阻第17頁，共101頁。模擬量輸出 內(nèi)部電路光電耦合D/AVVVI+-電壓輸出電流輸出第18頁，共101頁。4、外部接線 第19頁，共101頁。第20頁，共101頁。FX2N-1PG脈沖定位模塊 SPC200智能定位模塊第21頁，共101頁。5、可編程控制器的編程語言 常用的編程語言：梯形圖 LAD（adder Diagram）語句表 STL（ Statement List）控制系統(tǒng)流程圖 SFC（ System Flowchart Control

10、）邏輯方程式或布爾代數(shù)式等高級語言：如 BASIC、 C語言等。 （1）梯形圖 梯形圖：用各種圖形符號連接而成；這些符號分為常開接點、常閉接點、并聯(lián)連接、串聯(lián)連接、繼電器線圈等。每一接點和線圈均對應(yīng)有一個編號。 電路圖梯形圖第22頁，共101頁。梯形圖特點： 編程時，首先應(yīng)對所使用的元件進行編號，PLC是按編號來區(qū)別操作元件的，而且同一個繼電器的線圈和觸點要使用同一編號。 梯形圖左右兩條垂直線分別稱為起始母線、終止母線。梯形圖按自上而下，從左到右的順序排列。每個繼電器線圈為一個邏輯行，稱為一個梯形。每個邏輯行必須從起始母線開始畫起，結(jié)束于終止母線（終止母線可以省略）。兩母線之間為觸點的各種聯(lián)接

11、。 梯形圖的最右側(cè)必須連接輸出元素或功能塊。輸出元素包括輸出繼電器、計數(shù)器、定時器、輔助繼電器等，一般用圓圈表示，相當(dāng)于繼電器的線圈。 梯形圖中，一般情況下（除有跳轉(zhuǎn)指令和前進指令的程序段外）某個編號的繼電器線圈只能出現(xiàn)一次，而觸點可無限次使用。 圖形中的繼電器往往不是繼電器控制線路中的物理繼電器，它實際上是存儲器中的位觸發(fā)器，因此稱為“軟繼電器”，相應(yīng)某位觸發(fā)器為1時，表示該繼電器的線圈得電，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。第23頁，共101頁。 輸入繼電器用于接收來自PLC外部的信號，由此信號決定其狀態(tài)，而不能由其內(nèi)部其它繼電器的觸點驅(qū)動。因此，梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電器的觸點而不出現(xiàn)其線圈。

12、 輸出繼電器是PLC作為輸出控制的，但它只是輸出狀態(tài)寄存表中的相應(yīng)位，不能直接驅(qū)動現(xiàn)場執(zhí)行部件，現(xiàn)場執(zhí)行部件是由輸出模塊去驅(qū)動。當(dāng)梯形圖中的輸出繼電器得電閉合時，輸出模塊中的功率開關(guān)閉合。每個輸出繼電器只有一個功率開關(guān)，因此只能驅(qū)動一個外部設(shè)備。 PLC中的內(nèi)部繼電器不能作輸出用，它們只是一些邏輯運算過程中的中間存儲單元的狀態(tài)，其觸點可供PLC內(nèi)部使用。 梯形圖中的觸點可以任意串、并聯(lián)，但輸出線圈只能并聯(lián)，不能串聯(lián)。第24頁，共101頁。（2）助記符語言 助記符語言類似于計算機匯編語言的形式，它是用指令的助記符來編程的。又稱語句表。LD X000（表示邏輯操作開始，常開觸點與母線連接）OR Y

13、000（表示常開觸點并聯(lián)）ANI X001（表示常閉觸點串聯(lián)）OUT Y000（表示輸出） 語句是程序中的最小獨立單元，每個操作功能由一條或幾條語句來執(zhí)行。每條語句表示給CPU一條指令，規(guī)定CPU如何操作。 （3）流程圖（ SFC）語言電路圖梯形圖第25頁，共101頁。6、可編程控制器的工作過程 第26頁，共101頁。檢查CPU等內(nèi)部硬件，對監(jiān)視定時器（WDT）復(fù)位以及其它工作；自診斷 與其它外部設(shè)備（如編程器、計算機等）實現(xiàn)通信 按順序?qū)λ休斎攵说臓顟B(tài)進行采樣，并存入相應(yīng)寄存器對用戶程序掃描執(zhí)行 ，并將結(jié)果存入相應(yīng)的寄存器將寄存器中與輸出有關(guān)狀態(tài)，轉(zhuǎn)到輸出鎖存器，輸出驅(qū)動外部負載 （1）P

14、LC的工作機制 掃描工作機制上電初始化與外設(shè)通訊輸入采樣執(zhí)行程序輸出刷新第27頁，共101頁。（2）PLC的掃描工作過程 整個過程包括公共處理、程序執(zhí)行、掃描周期計算處理、I/O刷新、外設(shè)端口服務(wù)五個階段; 整個過程掃描執(zhí)行一遍所需的時間稱為掃描周期； 掃描周期與CPU運行速度、PLC硬件配置及用戶程序長短有關(guān)。 典型值為1100ms 一般為10 100ms 掃描從第一條程序開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲順序的先后，逐條執(zhí)行執(zhí)行程序，直到程序結(jié)束。然后再從頭開始掃描執(zhí)行，并周而復(fù)始地重復(fù)進行。上電初始化與外設(shè)通訊輸入采樣執(zhí)行程序輸出刷新第28頁，共101頁。硬件、用戶程序內(nèi)存的檢

15、查檢查結(jié)果復(fù)位掃描周期監(jiān)視定時器執(zhí)行用戶程序計算掃描周期與外設(shè)端口交換信息外部設(shè)備輸出繼電器輸出接點輸入接點輸入繼電器異常/報警設(shè)報警信號設(shè)異常信號NY異常異常正常報警上 電初始化PLC的掃描工作方式流程（3）PLC掃描工作方式的特點 集中采樣： 在一個掃描周期中，對輸入狀態(tài)的采樣只在輸入處理階段進行，當(dāng)進入程序處理階段后輸入端將被封鎖，直到下一個掃描周期的輸入處理階段才對輸入狀態(tài)進行重新采樣。 集中輸出： 用戶程序中如果對輸出結(jié)果多次賦值，則最后一次有效。在一個掃描周期內(nèi)，只在輸出處理階段才將輸出狀態(tài)從輸出映象寄存器中輸出，對輸出接口進行刷新。在其它階段里輸出狀態(tài)一直保存在輸出映象寄存器中。

16、第29頁，共101頁。5.2 日本三菱FX0N系列可編程序控制器 1、型號說明 FX0N FX0N：系列名稱 第一個“”：輸入/輸出的總點數(shù)。 第二個“”：單元類型。 例如，M：基本單元；E：擴展單元； EX：輸入擴展模塊； EY：輸出擴展模塊。 第三個“”：輸出形式。 例如，R：繼電器輸出；T：晶體管輸出 ：電源形式。 例如，D：DC電源；無：AC電源 第30頁，共101頁。類型型號輸入點數(shù)輸出點數(shù)電源電壓輸出類型（備注）基本單元FXON24M（R、T）1410AC100240VR：繼電器輸出T：晶體管輸出FXON40M（R、T）2416FXON60M（R、T）3624FXON24MR-D1

17、410DC24VFXON40MR-D2416FXON60MR-D3624擴展單元FXON40ER2416AC100240V繼電器輸出擴展模塊FXON8EX8不需要FXON8EYR8繼電器輸出FXON8EYT8晶體管輸出特殊功能模塊FXON16NT88FXON3A2路模擬量輸入1路模擬量輸出2、系統(tǒng)配置 第31頁，共101頁。FX0N系列PLC的主要性能指標 第32頁，共101頁。3、FXON系列PLC內(nèi)軟繼電器的功能及編號 （1）輸入繼電器X 在程序中輸入繼電器只有觸點，不可能有線圈。其觸點有動合觸點和動斷觸點，這些觸點可以重復(fù)使用，也就是具有無數(shù)個動合和動斷觸點。 輸入繼電器的編號 ：24型

18、：X000X007，X010X015 輸入性能指標 輸入電流X000X007DC24V 7mAX010DC24V 5mA輸入ON電流4.5 mA3.5mA輸入OFF電流1.5 mA1.5 mA響應(yīng)時間約10 ms015 ms內(nèi)約10 ms電路隔離光電隔離第33頁，共101頁。（2）輸出繼電器Y 輸出繼電器是PLC用來將輸出信號傳給負載（用戶輸出設(shè)備）。外部信號不能直接驅(qū)動輸出繼電器，而只能用程序指令驅(qū)動。輸出繼電器只有一個主觸點用于控制輸出設(shè)備，其余的動合和動斷觸點供內(nèi)部程序使用。 輸出繼電器的編號：24型：Y000Y007，Y010Y011 輸出性能指標 繼電器輸出性能指標晶體管輸出性能指標

19、額定電流2A/點（8A/4點）額定電流0.5A/點（0.8A/4點）負載電壓交流240V，直流30V負載電壓直流：530V最大負載80VA（感性）100W（燈）最大負載12W（感性）15W（燈）響應(yīng)時間約10 ms響應(yīng)時間1ms電路隔離機械隔離電路隔離光電隔離第34頁，共101頁。（3）輔助（中間）繼電器M PLC中有許多輔助繼電器，由程序驅(qū)動。 每一個輔助繼電器有無數(shù)對動合和動斷觸點，專供PLC編程使用。 與輸出繼電器相同，輔助繼電器只能由程序驅(qū)動。 輔助繼電器不能直接驅(qū)動外部負載。 輔助繼電器類型： 1）普通（一般型）繼電器，其編號為：M0383（384點）。 2）掉電保護繼電器（電池保持

20、），其編號為：M384511（128點）。 （4）特殊型繼電器 完成特殊功能的專用輔助繼電器 第35頁，共101頁。（5）定時器T 通電延時工作方式的時間繼電器 。它可以提供無限對的常開、常閉延時觸點供編程使用。 FXON系列定時器： 以100ms為單位的是：T0T6263點； 以 10ms為單位的是：T32T6231點（M8028置1）； 以 1ms為單位的是：T631點1ms （6）計數(shù)器C 計數(shù)器類型： 通用型：編號：C015（16點）。 高速型：編號：C235254（13點）。 （7）寄存器 各種寄存器，如狀態(tài)寄存器、數(shù)據(jù)寄存器等。 第36頁，共101頁。5.3 可編程控制器的指令及其

21、應(yīng)用 基本指令: 直接對輸入輸出進行簡單操作的指令。 包括輸入、輸出、邏輯“與”、“或”、“非”等。 特殊功能指令: 完成一些特定動作的指令。 例如：程序的跳轉(zhuǎn)，某段程序的循環(huán)，程序的中斷， 數(shù)據(jù)的傳送與比較，算術(shù)與邏輯運算等等。 第37頁，共101頁。1、基本指令 第38頁，共101頁。第39頁，共101頁。第40頁，共101頁。（1）輸入、輸出性指令（LD、LDI、OUT） LD：取指令。用于提取常開觸點的狀態(tài)。 梯形圖中常開觸點與左母線連接；LDI：取反指令。用于提取常閉觸點的狀態(tài)。 梯形圖中常閉觸點與左母線連接。 可以用于提取PLC輸入繼電器的常開觸點和常閉觸點的信號； 也可以用于提取

22、PLC內(nèi)部編程中使用的計數(shù)器、定時器、輔助繼電器以及輸出繼電器的常開觸點和常閉觸點的信號。 OUT：輸出指令； 用于將邏輯運算的結(jié)果驅(qū)動一個指定線圈，例如輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數(shù)器、狀態(tài)寄存器等線圈，但不能用于控制連接可編程控制器輸入接點上的檢測結(jié)果。梯形圖中OUT控制的線圈與右母線連接。第41頁，共101頁。（2）邏輯“與”指令（AND、ANI） AND：邏輯“與”指令。 用于單個常開觸點的串聯(lián)，完成邏輯“與”運算。 ANI：邏輯“與非”指令。 用于單個常閉觸點的串聯(lián)，完成邏輯“與非”運算。 AND、ANI指令串聯(lián)聯(lián)觸點時，是從該指令的當(dāng)前步開始，對前面的LD、LDI指令串聯(lián)連接

23、。 AND、ANI指令均用于單個觸點的串聯(lián)，串聯(lián)觸點數(shù)目沒有限制，指令可以重復(fù)使用。 它們的適用范圍與LD、LDI相同。 第42頁，共101頁。（3）邏輯“或”指令OR、ORI OR：邏輯“或”指令。 用于單個常開觸點的并聯(lián)，完成邏輯“或”運算。 ORI：邏輯“或非”指令。 用于單個常閉觸點的并聯(lián)，完成邏輯“或非”運算。 OR、ORI指令并聯(lián)觸點時，是從該指令的當(dāng)前步開始， 對前面的LD、LDI指令的觸點進行并聯(lián)連接。 該指令并聯(lián)連接次數(shù)不限，其適應(yīng)范圍與LD、LDI相同。 （4）END指令END：結(jié)束指令。用于程序的結(jié)束，無目標元素。一般表示程序的結(jié)束。 PLC在運行時，CPU讀輸入信號，執(zhí)

24、行梯形圖電路并輸出驅(qū)動信號。當(dāng)執(zhí)行到END指令時，END指令后面的程序跳過不執(zhí)行，然后回到程序開始端，如此反復(fù)掃描執(zhí)行。 由此可見，具有END指令時，不必掃描全部PLC內(nèi)的程序內(nèi)容，從而具有縮短掃描時間的功能。 第43頁，共101頁。舉例：焊接小車往返控制 梯形圖 X2、X1分別連接行走啟動、停止開關(guān)； X3、X4分別連接到小車行走往返位置的限位開關(guān)上。 Y1、Y2作為輸出端子分別連接控制小車行走電機正反轉(zhuǎn)的接觸器，控制小車的行走； Y3、Y4分別連接顯示小車行走方向的指示燈，用來顯示小車行走的方向。 兩位狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)X0進行方向控制。 X0連通時，其常開觸點連通，啟動小車，則Y1控制的接觸器

25、通電動作，小車電機正轉(zhuǎn)； X0關(guān)斷時，其常閉觸點連通，啟動小車，則Y2控制的接觸器通電動作，小車電機反轉(zhuǎn)。 第44頁，共101頁。語句表第45頁，共101頁。（5）電路塊并聯(lián)、串聯(lián)連接指令（ ORB 、 ANB ） ANB：將兩個以上觸點并聯(lián)的電路塊與前面電路塊串聯(lián)連接的指令。 ORB：兩個以上觸頭串聯(lián)連接后再與前面支路并聯(lián)連接的指令。 注意:使用以上指令時，串、并聯(lián)連接的各支路必須用LD或LDI開始。多個串聯(lián)電路塊并聯(lián)，在并聯(lián)的每個串聯(lián)電路塊后加ORB指令，則并聯(lián)電路塊的個數(shù)無限制；多個并聯(lián)電路塊串聯(lián)，使用ANB指令與前面支路連接，支路數(shù)量沒有限制。 第46頁，共101頁。步序語 句備 注0

26、LD X000輸入X000連通1AND X001并且輸入X001連通2LD X002輸入X002連通3AND X003并且輸入X003連通4ORB上述兩條件滿足其一5LDI X004輸入X000連通6AND X005并且輸入X001連通7ORB上述兩條件滿足其一8OUT Y001驅(qū)動輸出線圈Y001第47頁，共101頁。步序語 句備 注0LD X000輸入X000連通1OR X001或者輸入X001連通2LDI X002輸入X002斷開3OR X003或者輸入X003連通4ANB上述兩條件同時滿足5OUT Y001驅(qū)動輸出線圈Y001第48頁，共101頁。舉例：多重輸入電路 步序語 句備 注0

27、LD X000輸入X000連通1OR X001或者輸入X001連通2LD X002輸入X002連通3AND X003并且輸入X003連通4LDI X004輸入X004斷開5AND X005并且輸入X005連通6ORB上述兩條件滿足其一7OR X006或者輸入X006連通8ANB上述兩條件同時滿足9OR X003或者輸入X003連通10OUT Y001驅(qū)動輸出線圈Y001第49頁，共101頁。（6）RST、SET指令 SET：置位指令；驅(qū)動輸出置位，輸出線圈保持通電。 RST：復(fù)位指令。驅(qū)動輸出復(fù)位，輸出線圈保持斷電。 RST指令可用于輸出繼電器（Y），輔助繼電器M和狀態(tài)寄存器的復(fù)位操作，對數(shù)據(jù)

28、寄存器D和變址寄存器V、Z進行清零。還可用于對定時器T和計數(shù)器C邏輯線圈的復(fù)位， 當(dāng)RST指令用于計數(shù)器復(fù)位時，計數(shù)器的接點斷開，當(dāng)前計數(shù)值回到設(shè)定值。 當(dāng)RST指令用于移位寄存器復(fù)位時，清除所有位的信息。 這兩種情況下，RST指令均為優(yōu)先執(zhí)行。 第50頁，共101頁。（7）PLS、PLF指令 PLS：輸出脈沖指令；上升沿微分輸出。 PLF：輸出脈沖指令；下降沿微分輸出。 X0、X1必須是脈沖輸入（無鎖開關(guān)）；Y0的置位認為是有驅(qū)動輸出，Y0的復(fù)位認為是無驅(qū)動輸出。 用輸入X0的上升沿微分輸出來驅(qū)動M0，M0導(dǎo)通一個脈沖即PLC的1個掃描周期，從而使Y0置位輸出。Y0置位輸出后，即使M0關(guān)斷，

29、只要沒有使Y0復(fù)位的信號，將保持Y0觸點一直接通。 用輸入X1的下降沿微分輸出來驅(qū)動輔助繼電器M1（1個掃描周期），M1導(dǎo)通使輸出Y0復(fù)位，Y0觸點斷開。 PLS、PLF指令用于對Y、M進行短時間的脈沖控制。使用PLS指令，Y、M僅在驅(qū)動輸入接通后的一個掃描周期內(nèi)動作；使用PLF指令，Y、M僅在驅(qū)動輸入斷開后的一個掃描周期內(nèi)動作。 X000M0Y000X001M1第51頁，共101頁。步序語 句備 注0LDX000輸入X000連通1PLSM0在X000的連通的上升沿，M0輸出一短脈沖3LDX001輸入X001連通4PLFM1在X001的連通的下降沿，M1輸出一短脈沖6LDM0輔助繼電器M0連通

30、7SETY000輸出Y000置位（驅(qū)動輸出）8LDM1輔助繼電器M1連通9RSTY000輸出Y000復(fù)位（停止驅(qū)動輸出）10END程序結(jié)束第52頁，共101頁。舉例：脈沖分頻電路 脈沖信號加入X1，第一個脈沖到來時，利用PLS指令在X1輸入脈沖的上升沿使M0產(chǎn)生一個掃描周期的單脈沖。 即使M0的常開觸點連通一個掃描周期，由于此時的Y0還未被驅(qū)動，其常閉觸點連通，故驅(qū)動輸出Y0線圈在下一個掃描周期連通； 在第二個掃描周期中，M0處于斷開狀態(tài)，其常開觸點斷開、常閉觸點連通，此時的輸出Y0處于連通狀態(tài)，其常開觸點連通、常閉觸點斷開，因此，Y0將繼續(xù)保持連通狀態(tài)，直到X1輸入第二個脈沖； 當(dāng)X1的第二

31、個脈沖到來時，由于PLS指令的作用，在X1輸入脈沖的上升沿使M0又產(chǎn)生一個掃描周期的單脈沖，在此掃描周期內(nèi)M0的常開觸點連通、常閉觸點斷開，由于此掃描周期中Y0仍然處于連通狀態(tài)，故其常閉觸點處于斷開狀態(tài)。因此，驅(qū)動Y0線圈在下一個掃描周期斷開；從下一個掃描周期開始，Y0將保持斷開狀態(tài)，也就相當(dāng)于控制的初始狀態(tài)；當(dāng)X1的第三個脈沖到來時，重復(fù)上述的過程，循環(huán)往復(fù)，Y0輸出的脈沖為X1輸入脈沖的二分頻。第53頁，共101頁。（8）主令控制指令（MCMCR） MC：主令控制起始指令（公共串聯(lián)觸點連接） ； MCR：主令控制結(jié)束指令（公共串聯(lián)觸點斷開） 。 其目的操作數(shù)的選擇范圍為Y、M，常數(shù)n為嵌套

32、數(shù)，選擇范圍為N0N7。 MCMCR指令是一觸點（稱主令觸點）控制多條支路的控制指令；必須成對使用。 輸入X000接通，公共串聯(lián)接點M0接通，此時，由MC指令起MCR指令為止的程序段中的輸出都可能接通。 在上述條件下，輸入X001接通時，驅(qū)動輸出Y001。 如果輸入X000未接通，即公共串聯(lián)接點M0未接通，則由MC指令起MCR指令為止的程序段中的輸出都不可能接通，即此時即便輸入X001接通時，也不能驅(qū)動輸出Y001。 第54頁，共101頁。語句表步序語 句備 注0LDX000輸入X000連通1MCN0 M0公共串聯(lián)接點M0接通4LDX001輸入X001連通5OUTY001驅(qū)動輸出Y0016MC

33、R N0公共串聯(lián)接點M0斷開8LD X002輸入X002接通9OUTY002驅(qū)動輸出Y00210END程序結(jié)束第55頁，共101頁。（9）MPS、MRD、MPP指令 MPS：進棧指令。用于儲存結(jié)果，記憶到MPS指令為止的狀態(tài)，并將其儲存。 MRD：讀棧指令。用于讀出記憶結(jié)果，即讀出用MPS指令記憶的狀態(tài)。 MPP：出棧指令。讀出并復(fù)位，即讀出用MPS指令記憶的結(jié)果并清除這些結(jié)果。 （10）空操作指令（NOP） NOP：空操作（無操作）指令。 執(zhí)行這指令時，不完成任何操作，只是占用一步的時間。 第56頁，共101頁。2、定時器及計數(shù)器的使用 1）通電延時型 時間繼電器 語句表步序語 句備 注0L

34、DX000輸入X000接通1ORM0或者M0接通2OUTM0驅(qū)動輔助繼電器M0 3OUTT0 K100定時器T0計時，計時10秒時，T0輸出6LDT0T0接通7OUTY000輸出 Y000第57頁，共101頁。2）斷電延時型時間繼電器 第58頁，共101頁。3）計數(shù)器的應(yīng)用 語句表LDX000輸入X000接通RSTC0計數(shù)器復(fù)位（計數(shù)器清零）LDX001輸入X00接通OUTC0 K5計數(shù)器C0計數(shù)，計數(shù)計到時，C0輸出LDC0計數(shù)器C 0輸出（接通）OUTY000輸出 Y001END程序結(jié)束第59頁，共101頁。3、功能指令 當(dāng)X0動合觸點閉合時，CJ 指令與P10之間的程序不執(zhí)行，即程序跳轉(zhuǎn)

35、執(zhí)行P10后的程序。而X0動合觸點未閉合時，則繼續(xù)執(zhí)行CJ 后面的程序。（1 ）跳轉(zhuǎn)指令 CJ：條件跳轉(zhuǎn)指令； 當(dāng)條件滿足時，該程序跳過順序程序的一部分，執(zhí)行下面的程序。形式：CJ P10P10為跳轉(zhuǎn)指針標號。指針：P0P63，其中P63為END，無需再標號。第60頁，共101頁。 注意：一旦Y、M被OUT、SET、RST指令驅(qū)動，即使跳轉(zhuǎn)過程中輸入發(fā)生變化，其仍保持跳轉(zhuǎn)前的狀態(tài)。例如，通過X1驅(qū)動輸出Y001后發(fā)生跳轉(zhuǎn)，在跳轉(zhuǎn)過程中，即使X1變?yōu)椤癘FF”，而輸出Y001仍然有效。 若跳轉(zhuǎn)發(fā)生時定時器或計數(shù)器正變化動作，則此時立即中斷計數(shù)或定時，直到跳轉(zhuǎn)結(jié)束后，繼續(xù)進行定時或計數(shù)。但是，正在

36、工作的T63或高速計數(shù)器，無論有無跳轉(zhuǎn)仍舊連續(xù)工作。 第61頁，共101頁。（2）循環(huán)指令 循環(huán)區(qū)起點為：FOR，循環(huán)區(qū)終點為：NEXT。 FORNEXT之間的循環(huán)處理可重復(fù)執(zhí)行幾次（由源數(shù)據(jù)指定次數(shù)，例如K4，即為執(zhí)行4次）； 執(zhí)行完循環(huán)后，程序就轉(zhuǎn)到緊跟在NEXT后面的程序； 循環(huán)次數(shù)可以設(shè)定為n=132767，若設(shè)定為327670時，則視為n=1。 在FORNEXT指令中，可嵌套5層其它的FORNEXT指令。 注意:當(dāng)NEXT指令寫在FOR前面；或缺少NEXT指令；或NEXT與FOR指令數(shù)目不一致時，程序都會出錯。 第62頁，共101頁。5.4 梯形圖的編程方法與規(guī)則 1）在每一邏輯行中

37、，串聯(lián)觸點多的支路應(yīng)放在上方。如果將串聯(lián)觸點多的支路放在下方，則語句增多、程序變長。 M0Y000X001X002M0Y000X001X002LD X001AND X002OR M0OUT Y000LD M0LD X001AND X002ORB OUT Y0001、梯形圖編程規(guī)則第63頁，共101頁。2）在每個邏輯行中，并聯(lián)觸點多的電路應(yīng)放在左方。如果將并聯(lián)觸點多的電路放在右方，則語句增多、程序變長。 M0Y000X002X001M0Y000X001X002LD X002OR M0AND X001OUT Y000LD X001LD X002OR M0ANB OUT Y000第64頁，共101頁

38、。3）梯形圖中，不允許一個觸點上有雙向“電流”通過。如果觸點 有雙向“電流”通過，該梯形圖不可編程。對于這樣的梯形圖，應(yīng)根據(jù)其邏輯功能作適當(dāng)?shù)牡刃ё儞Q。 45236143325254161453241265第65頁，共101頁。4）設(shè)計梯形圖時，輸入繼電器的觸點狀態(tài)全部按相應(yīng)的輸入設(shè)備為常開進行設(shè)計更為合適，不易出錯。因此，也建議盡可能用輸入設(shè)備的常開觸點與PLC輸入端連接。如果某些信號只能用常閉輸入，可先接輸入設(shè)備全部為常開來設(shè)計，然后將梯形圖中對應(yīng)的輸入繼電器觸點取反（即常開改成常閉，常閉改成常開）。 第66頁，共101頁。2、常用基本電路的編程 （1）按鈕啟動停止程序 （2）電機異地控制

39、 第67頁，共101頁。（3）延時啟動與延時停止電機 第68頁，共101頁。（4）長延時程序（定時器、計數(shù)器的擴展）利用雙定時器延時采用兩個定時器進行延時控制，其延時時間是兩個定時器延時時間之和。 第69頁，共101頁。利用定時器、計數(shù)器進行長延時控制 該延時時間為定時器和計數(shù)器設(shè)定值的乘積。 采用該方法可以成倍增加延時時間。如果需要更長的延時時間，可以再增加定時器和計數(shù)器的數(shù)量。 第70頁，共101頁。（5）單穩(wěn)態(tài)電路 第71頁，共101頁。Y0和Y1對送絲電機的給定值進行切換就可以實現(xiàn)送絲速度的切換。 引弧及熄弧控制的程序 焊接開始，按下焊炬開關(guān)，X0連通 利用單穩(wěn)態(tài)電路，在M0上出現(xiàn)第一

40、個脈沖，C1計數(shù)到設(shè)定值，Y0連通，慢速送絲引弧電弧引燃后，松開焊炬開關(guān)，X0關(guān)斷，由于單穩(wěn)態(tài)電路作用，在M0上出現(xiàn)第二個脈沖，C2計數(shù)到設(shè)定值，Y1連通，Y0關(guān)斷，以Y1控制的送絲速度進行焊接；焊接結(jié)束時，按下焊炬開關(guān)，X0再次連通，利用單穩(wěn)態(tài)電路，在M0上出現(xiàn)第三個脈沖，C3計數(shù)到設(shè)定值，Y1關(guān)斷，Y0連通，慢速送絲熄弧填弧坑；當(dāng)弧坑填滿后，松開焊炬開關(guān)，X0關(guān)斷，由于單穩(wěn)態(tài)電路作用，在M0上出現(xiàn)第四個脈沖，C4計數(shù)到設(shè)定值，Y0關(guān)斷，停止焊接，同時對C1 C4計數(shù)器復(fù)位以便下一次焊接控制。 第72頁，共101頁。5.5 可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計 1、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則最大限度地

41、滿足被控對象的控制要求。在滿足控制要求的前提下，力求使系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便。保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。 考慮生產(chǎn)發(fā)展和工藝改進，選擇PLC容量時，適當(dāng)留有余量。 第73頁，共101頁。2、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容 1）選擇輸入設(shè)備，輸出設(shè)備以及由輸出設(shè)備驅(qū)動的控制對象。2）PLC的選擇。包括機型的選擇、容量的選擇、IO模塊的選擇、 電源模塊的選擇等。3）分配IO，繪制IO連接圖。4）設(shè)計、調(diào)試控制程序。5）設(shè)計控制臺（柜）。6）編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件?；亓骱窹LC控制柜第74頁，共101頁。1）根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求，如需要完成的動作（動作順 序、動作條件、必須的保護和聯(lián)

42、鎖等），操作方式（手動、自動、 連續(xù)、單周期、單步等）2）根據(jù)控制要求確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。據(jù)此確定PLC的 I/O點數(shù)。3）選擇PLC。4）分配PLC的I/O點，設(shè)計I/O連接圖（這一步也可以結(jié)合第2步 進行）。5）進行PLC程序設(shè)計，同時可進行控制臺（柜）的設(shè)計和現(xiàn)場施工。 3、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟 第75頁，共101頁。第76頁，共101頁。4、電弧焊的程序自動控制 （1）程序自動控制的對象和要求 程序自動控制：以合理的次序使自動弧焊機的各個部件（控制對象） 進入特定的工作狀態(tài)。 1）自動電弧焊的程控對象 a弧焊電源；b送絲電動機；c焊接小車行走或工件移動的拖動電機；d氣

43、保護弧焊機中控制保護氣體或離子氣的電磁閥；e非熔化極電弧焊機中的高頻或脈沖發(fā)生器f工件定位或夾緊控制閥、焊槍到位等的控制閥；g焊槍或工件調(diào)整定位拖動電機，焊劑回收泵等。 第77頁，共101頁。 a提前和滯后送氣（氣保護弧焊機一般均有這一控制要求）； b引燃電弧控制； c熄弧控制； d焊接過程參數(shù)的程序控制； e. 自動焊接起始、終止位置控制； f. 焊接自動夾具夾緊、松卡控制； g. 焊接變位機、焊接小車等焊接輔機具的控制2）自動電弧焊的程控要求第78頁，共101頁。程序循環(huán)圖：受控對象某些特征參數(shù)的時間函數(shù)曲線圖第79頁，共101頁。（2）焊接程序控制的原則程序自動控制的原則 a時間轉(zhuǎn)換 即

44、按照時間間隔進行程序轉(zhuǎn)換。 b行程轉(zhuǎn)換 即按工作行程進行程序轉(zhuǎn)換。 c條件轉(zhuǎn)換 以系統(tǒng)達到某種特定條件進行程序轉(zhuǎn)換。 電機啟動/斷電延時控制焊槍行走行程控制TIG高頻引弧電路切換第80頁，共101頁。5.6 可編程序控制器在焊接自動化中的應(yīng)用 （1）環(huán)形焊縫的自動焊 人工上料，氣動裝卡，自動焊接。 1）根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求 a動作順序 焊接程序循環(huán) b操作方式 自動控制：實現(xiàn)氣動夾具、焊機、轉(zhuǎn)胎的自動控制。手動控制：可以進行手動控制裝卡，實現(xiàn)焊機、轉(zhuǎn)胎自動程序控制， 但焊機停止采用人工監(jiān)控，一般用于焊接工藝實驗或補焊。c其它要求 需要一些必要的指示燈，如焊接指示燈，旋轉(zhuǎn)位置指示燈等。

45、 第81頁，共101頁。第82頁，共101頁。2）根據(jù)控制要求確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。據(jù)此確定PLC的I/O 點數(shù)，選擇PLC，設(shè)計I/O連接圖。 系統(tǒng)中:啟動按鈕SB1 停止按鈕SB2 氣動夾具SB3 弧焊電源控制SB4 轉(zhuǎn)胎電機控制SB5 自動/手動控制選擇開關(guān) SA1選擇。 氣動夾具通過電磁閥進行控制， 轉(zhuǎn)胎電機通過接觸器（或繼電器）控制， 弧焊電源可以與焊接電源的遙控開關(guān)連接。 采用E6A2-CS5C型編碼器為傳感器進行位置控制第83頁，共101頁。輸入輸出X0 編碼器信號輸入Y0氣動夾具電磁氣閥YVX1啟動按鈕SB1Y1轉(zhuǎn)胎電機接觸器KMX2停止按鈕SB2Y2弧焊電源控制SBX

46、3自動/手動控制選擇開關(guān)SA1Y3焊接指示燈VL1X4氣動夾具SB3Y4工件旋轉(zhuǎn)指示VL2X5弧焊電源SB4Y5工件旋轉(zhuǎn)指示VL3X6轉(zhuǎn)胎電機SB5I/O安排一覽表 第84頁，共101頁。硬件接線設(shè)計第85頁，共101頁。AA（3）PLC程序設(shè)計 流程圖第86頁，共101頁。梯形圖第87頁，共101頁。第88頁，共101頁。（2）變壓器鐵心焊接 假設(shè)變壓器鐵心形狀是圓柱形，采用4條焊縫進行固定，每條焊縫相隔90。 首先利用氣動夾具夾緊工件； 接通弧焊電源，焊槍右行焊接； 焊槍行走碰到右邊的行程開關(guān)時，焊槍停止行走，同時切斷弧焊電源，焊接停止； 延時5秒，變壓器鐵心旋轉(zhuǎn)90（利用編碼器定位），

47、接通弧焊電源，焊槍左行焊接； 焊槍行走碰到左邊的行程開關(guān)時，焊槍停止行走，同時切斷弧焊電源，焊接停止； 延時5秒，變壓器鐵心再旋轉(zhuǎn) 90； 重復(fù)上述過程，直至4條焊縫焊接完畢，氣動夾具松卡，自動控制過程結(jié)束，人工取下焊好的變壓器鐵心。 第89頁，共101頁。第90頁，共101頁。YesNo旋轉(zhuǎn)90延時5秒遇到右行程開關(guān)/遇到左行程開關(guān)延時3秒啟動氣動夾緊接通弧焊電源焊槍右行 / 焊槍左行焊槍停止行走變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器停轉(zhuǎn)氣動松卡初始化切斷弧焊電源結(jié)束AA焊接4次？第91頁，共101頁。輸入輸出X0啟動按鈕SB1X6焊接電源控制SBY0氣動夾具電磁閥X1停止按鈕SB2X7焊槍右行控制SB3Y1弧焊電源控制X2右行程開關(guān)X10焊槍左行控制SB4Y2焊槍右行控制接觸器X3左行程開關(guān)X11工件旋轉(zhuǎn)控制SB5Y3焊槍左行控制接觸器X4編碼器信號輸入X12氣動夾具控制SB6Y4焊接指示X5自動/手動控制選擇開關(guān)SA1Y5工件旋轉(zhuǎn)控制接觸器I/O安排一覽表 第92頁，共101頁。硬件接線設(shè)計第93頁，共101頁。M4X003T0M5T1