基本指令的編程應用

第四章基本指令的編程應用目錄

可編程控制器的應用開發(fā)

常用基本環(huán)節(jié)的編程

基本指令編程實例及經驗設計法

FX2N系列可編程控制器編程軟件及程序下載1內容提要2

基本指令是PLC程序中應用最頻繁的指令,熟練應用基本指令是PLC編程的基礎。程序的編制過程是將控制系統(tǒng)工作條件及工作目的間的關系指令化的過程。本章在介紹工業(yè)控制中常用基本環(huán)節(jié)編程的基礎上以實例說明FX2N系列PLC基本指令的編程應用,并總結“經驗法”編程的基本技巧。編制完成的程序需下載到PLC中運行,各PLC廠商都為自己的產品配備了編程軟件,本章簡要介紹SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件的用法。第一節(jié)可編程控制器的應用開發(fā)可編程控制器在應用開發(fā)過程中的步驟組成控制對象的生產工藝過程及控制要求調查可編程控制器的資源分配及接線設計程序編制程序的調試及修改完善3第二節(jié)常用基本環(huán)節(jié)的編程梯形圖程序的全部要素(1)事件(2)事件發(fā)生的條件(3)事件得以延續(xù)的條件(4)使事件中止的條件51、多重輸入電路第二節(jié)常用基本環(huán)節(jié)的編程2、保持電路第二節(jié)常用基本環(huán)節(jié)的編程3、兩個信號的優(yōu)先電路第二節(jié)常用基本環(huán)節(jié)的編程4、比較電路第二節(jié)常用基本環(huán)節(jié)的編程第二節(jié)常用基本環(huán)節(jié)的編程5、三相異步電動機單向運轉控制:啟—?！ｋ娐穯卧惒诫妱訖C單向運轉控制4第二節(jié)常用基本環(huán)節(jié)的編程6、三相異步電動機可逆運轉控制:互鎖環(huán)節(jié)若希望實現三相異步電動機可逆運轉，需增加一個反轉控制按鈕和一只反轉接觸器。三相異步電動機可逆運轉控制6第二節(jié)常用基本環(huán)節(jié)的編程7、兩電機分時啟動的電路:基本延時環(huán)節(jié)兩臺異步電動機延時啟動控制設計思路:先繪兩臺電機獨立的啟—保—停電路。第一臺電機使用啟動按鈕啟動。第二臺電機使用定時器的常開觸點啟動。兩臺電機均使用同一停止按鈕。然后再解決定時器的工作問題。

7第二節(jié)常用基本環(huán)節(jié)的編程8、定時器的延時功能擴展環(huán)節(jié)采用兩種方法兩定時器接力延時400s定時器配合計數器延時1000s8第二節(jié)常用基本環(huán)節(jié)的編程9、取脈沖指令LDP、LDFLDP取脈沖上升沿，指在輸入信號的上升沿接通一個掃描周期LDF取脈沖下降沿，指在輸入信號的下降沿接通一個掃描周期910、脈沖輸出指令PLS、PLFPLS指令：在輸入信號上升沿產生脈沖輸出PLF指令：在輸入信號下降沿產生脈沖輸出第二節(jié)常用基本環(huán)節(jié)的編程11、微分脈沖電路1第二節(jié)常用基本環(huán)節(jié)的編程12、微分脈沖電路2第二節(jié)常用基本環(huán)節(jié)的編程13、分頻電路X0=1，M100=1，Y0=1；X0=1，M100=0，Y0=1；X0=0，M100=0，Y0=1X0=1，M100=1，Y0=0；X0=1，M100=0，Y0=0；X0=0，M100=0，Y0=0第二節(jié)常用基本環(huán)節(jié)的編程1）兩個定時器組合使用控制要求：當輸入信號X010接通1小時20分鐘后，輸出信號Y032接通。選用普通計數器T1（100ms=0.1s）時，最大延時時間為3276.7s＜1h。1小時20分鐘=4800s14、長延時電路的PLC程序設計2）一個定時器和一個計數器組合

用一個定時器和一個計數器可構成一個4800s（200秒*24）的定時器，T1產生一個200秒脈沖，計數器C1計數到24次.控制要求：當輸入信號X010接通8小時50分鐘后，輸出信號Y032接通。解：（1）I/O分配表略。（2）控制邏輯梯形圖見圖選用普通計數器T1（1.00ms）時，最大延時時間為3276.7s＜1h，所以采用定時器與計數器聯合編程的方法解決長時間定時的控制要求。編程時，先計小時后計分。長延時電路的PLC程序設計

長延時電路的梯形圖第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法編程實例【例1】三組搶答器兒童2人、青年學生1人和教授2人成3組搶答。兒童任一人按鈕均可搶得,教授需二人同時按鈕可搶得,在主持人按鈕同時宣布開始后10s內有人搶答則幸運彩球轉動表示慶賀。

本例選用FX2N-16MR型PLC一臺。完成本例編程可按以下步驟進行。

1.列出本例PLC端子分配情況表4-1給出了本例PLC的端子分配情況。11第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法輸入端子輸出端子其他器件兒童搶答按鈕:X001、X002學生搶答按鈕:X003教授搶答按鈕:X004、X005主持人開始開關:X011主持人復位按鈕:X012兒童搶得指示燈:Y001學生搶得指示燈:Y002教授搶得指示燈:Y003彩球:Y004定時器:T10表4-1三組搶答器PLC端子分配表

輸出口Y001～Y004上接有搶得指示燈及彩球,分別代表兒童搶得、學生搶得、教授搶得及彩球轉動4個事件,是本例梯形圖中的輸出線圈。12第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法2.根據輸出要求畫出草圖設計梯形圖時可先繪含有4個啟—?！Ｖ返牟輬D,以表達各個輸出的基本關系如圖4-7所示。3.考慮各輸出之間的制約并對草圖做出修改根據本例要求主要有2個方面的修改。①搶答器的重要性能是競時封鎖,也就是若已有某組先按鈕搶答,則其他組再按無效。體現在梯形圖上是:Y001～Y003間的互鎖。這就要求在Y001～Y003支路中互串其余二個輸出繼電器的常閉觸點。②按控制要求,只有在主持人宣布開始的10s內Y001～Y003接通才能啟動彩球,且彩球啟動后,該定時器也應失去對彩球的控制作用。因而梯形圖4-8中在Y004輸出支路中串入了定時器T10的常閉觸點,且在母線及T10間并上了Y004的自保觸點。13第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法圖4-7三組搶答器梯形圖(草圖)圖4-8三組搶答器梯形圖(完成)15第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法【例2】五組搶答器控制設計

五個隊參加搶答比賽。比賽規(guī)則及所使用的設備如下。設有主持人總臺及各個參賽隊分臺。總臺設有總臺燈及總臺音響,總臺開始及總臺復位按鈕。分臺設有分臺燈,分臺搶答按鈕。各隊搶答必須在主持人給出題目,說了“開始”并同時按了開始控制鈕后的10s內進行,如提前搶答,搶答器將報出“違例”信號(違例扣分)。10s時間到,還無人搶答,搶答器將給出應答時間到信號,該題作廢。在有人搶答情況下,搶得的隊必須在30s內完成答題。如30s內還沒答完,則作答題超時處理。燈光及音響信號所表示的意義是這樣安排的:16第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法

音響及某臺燈:正常搶得音響及某臺燈加總臺燈:違例音響加總臺燈:無人應答及答題超時在一個題目回答終了后,主持人按下復位按鈕。搶答器恢復原始狀態(tài),為第二輪搶答做好準備。完成本例可按以下步驟進行。17第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法1.決定輸入輸出端子及機內器件的安排為了清晰地表達總臺燈、各臺燈、總臺音響這些輸出器件的工作條件,機內器件除了選用了應答時間及答題時間二個定時器外還選用了一些輔助繼電器,現將本例器件安排列于表4-2。18輸入器件輸出器件機內其他器件X000:總臺復位按鈕Y000:總臺音響M0:公共控制觸點繼電器X001～X005:分臺按鈕Y001～Y005;各臺燈M1:應答時間輔助繼電器X010:總臺開始按鈕Y014總臺燈M2:搶答輔助繼電器M3:答題時間輔助繼電器M4:音響啟動信號繼電器T1:應答時限10sT2:答題時限30sT3:音響時限1s

第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法2.分析搶答器的控制要求本例輸出器件比較多,且需相互配合表示一定的意義。仔細分析并抓住以下幾個關鍵事件對編寫輸出器件的工作條件有重要的意義。①主持人是否按下開始按鈕。這是正常搶答和違例的界限。②是否有人搶答。③應答時間是否到時。④答題時間是否到時。程序設計時,要先用機內器件將以上事件表達出來,并在后續(xù)的設計中用這些器件的狀態(tài)表達輸出的條件。20第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法3.按以下順序繪制程序圖

①先繪出圖中“應答允許”、“應答時限”、“搶答繼電器”、“答題時限”等支路。這些支路中輸出器件的狀態(tài)是進一步設計的基礎。②設計各臺燈梯形圖。各臺燈啟動條件中串入M2的常閉觸點體現了搶答器的一個基本原則:競時封鎖,在已有人搶答之后按按鈕無效。③設計總臺燈梯形圖。由總臺燈工作條件分析可知,梯形圖中應具有以下4項內容:·M2的常開和M1的常閉串聯:主持人未按開始按鈕即有人搶答,違例;·T1的常開和M2的常閉串聯:應答時間到無人搶答,本題作廢;·T2的常開和M2的常開串聯:答題超時;·Y014常開:自保觸點。

21第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法④設計總臺音響梯形圖?？偱_音響梯形圖的結構本來可以和總臺燈一樣,但為了縮短音響的時間(設定為1s),在音響的輸出條件中加入了啟動信號的脈沖處理環(huán)節(jié)。有關的支路請讀者自行分析。⑤最后解決復位功能?？紤]到主控觸點指令具有使主控觸點后的所有啟—?！ｋ娐份敵鲋兄沟淖饔?將主控觸點M0及其相關電路加在已設計好的梯形圖前部。本例的梯形圖見圖4-9。23第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法圖4-9搶答器梯形圖24第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法【例3】三電機的循環(huán)啟停運轉控制設計

三臺電機接于Y001、Y002、Y003;要求它們相隔5s啟動,各運行10s停止;并循環(huán)。據以上要求,繪出電機工作時序圖如圖4-10所示。圖4-10三電機控制時序圖25第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法

分析時序圖,不難發(fā)現電機Y001、Y002、Y003的控制邏輯和間隔5s一個的“時間點”有關,每個“時間點”都有電機啟停。因而用程序建立這些“時間點”是程序設計的關鍵。由于本例時間間隔相等,“時間點”的建立可借助振蕩電路及計數器。設X000為電機運行開始的時刻讓定時器T0實現振蕩。再用計數器C0、C1、C2、C3作為一個循環(huán)過程中的時間點。循環(huán)功能是通過C3常開觸點將全部計數器復位來實現的?！皶r間點”建立之后,用這些點來表示輸出的狀態(tài)就十分容易了。設計好的梯形圖如圖4-11所示。26第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法三電機控制梯形圖

梯形圖中Y001、Y002、Y003支路也屬于啟—保—停電路,其中啟動及停止條件均由“時間點”組成。27第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法【例4】十字路口交通燈控制

這也是一個時序控制例子。十字路口南北向及東西向均設有紅、黃、綠三只信號燈,六只燈依一定的時序循環(huán)往復工作。圖4-12是交通燈的時序圖。和例3一樣,本例的關鍵仍然是要用機內器件將信號燈狀態(tài)變化的“時間點”表示出來。分析時序圖,找出信號燈狀態(tài)發(fā)生變化的每個“時間點”,并安排相應的器件如表4-3所示。28器件意義實現方法X000啟動及循環(huán)起點,綠1、紅2點亮啟動按鈕T0綠1亮25s定時器T0設定值K250,從X000接通起計時,計時時間到綠1斷開,T1計時T1、T2綠1閃動3次控制T1、T2形成振蕩,T1通時綠1點亮,C0計數C0黃1亮2s起點T2為C0計數信號,C0接通時黃1點亮T3黃1亮2s定時器T3設定值K20,T3接通時為紅1、綠2點亮,紅2熄滅T4綠2亮25s定時器T4設定值K250,從T3接通時計時,計時時間到綠2斷開,T6計時T5、T6綠2閃動3次控制T5、T6形成振蕩,T5通時綠2點亮,C1計數C1黃2亮2s起點T6為C1計數信號,C1接通時黃2點亮T7黃2亮2s定時器T7設定值K20,T7接通時黃2熄滅,一循環(huán)周期結束表4-3時間點及實現方法29第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法

本例梯形圖設計步驟如下:①依表4-3所列器件及方式繪出各“時間點”形成所需支路。這些支路是依“時間點”的先后順序繪出,且采用一點扣一點的方式進行的。②以“時間點”為工作條件繪各信號燈的輸出梯形圖。③為了實現交通信號燈的啟?？刂?在已繪好的梯形圖上增加主控環(huán)節(jié)。作為一個循環(huán)的結束,第二個循環(huán)開始控制的T7的常閉觸點也作為條件串入主控指令中。本例梯形圖見圖4-13。30第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法圖4-12交通燈時序圖31第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法圖4-13交通信號燈梯形圖32第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法【例5】運料小車的往返運行控制

圖所示小車一個工作周期的動作要求如下:按下啟動按鈕SB(X000),小車電機M正轉(Y010),小車第一次前進,碰到限位開關SQ1(X001)后小車電機M反(Y011),小車后退;

小車后退碰到限位開關SQ2(X002)后,小車電機M停轉,停5s后,第二次前進,碰到限位開關SQ3(X003),再次后退;

第二次后退碰到限位開關SQ2(X002)時,小車停止。33圖4-14運料小車往返運行示意圖第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法1.分析

本例的輸出較少,只有電機正轉輸出Y010及反轉輸出Y011。但控制工況比較復雜。由于分為第一次前進、第一次后退、第二次前進、第二次后退,且限位開關SQ1在二次前進過程中,限位開關SQ2在二次后退過程中所起的作用不同,要直接繪制針對Y010及Y011的啟—保—停電路梯形圖不太容易。35第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法

將啟—?！ｋ娐返膬热莺唵位?可不直接針對電機的正轉及反轉列寫梯形圖,而是針對第一次前進、第一次后退、第二次前進、第二次后退列寫啟—?！ｋ娐诽菪螆D。為此選M100、M101及M110、M111作為兩次前進及兩次后退的輔助繼電器,選定時器T37控制小車第一次后退在SQ2處停止的時間.36第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法2.繪梯形圖草圖

針對二次前進及二次后退繪出的梯形圖草圖如圖4-15所示。圖中有第一次前進、第一次后退、計時、第二次前進、第二次后退5個支路,每個支路的啟動與停止條件都是清楚的。但是程序的功能卻不能符合要求,因為細分支路后小車的各個工況間的牽涉雖然少了,但并沒有將兩次前進兩次后退的不同區(qū)分開,第二次前進碰到SQ1時即會轉入第一次后退的過程,且第二次后退碰到SQ2時還將啟動定時器,不能實現停車。37第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法圖4-15小車往返控制梯形圖草圖38第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法小車往返控制梯形圖40第三節(jié)基本指令編程實例及經驗設計法3.修改梯形圖

既然以上提及的不符合控制要求的兩種情況都發(fā)生在第二次前進之后,那么就可以設法讓PLC“記住”第二次前進的“發(fā)生”,從而對計時及后退加以限制。在本例中,選擇了M102以實現對第二次前進的記憶。對草圖修改后的程序如圖4-16所示。圖中將兩次后退綜合到一起,還增加了前進與后退的繼電器的互鎖。39控制要求：1.在方式選擇開關SA斷開時，選擇短時報警運行方式。當料箱盛料過少，限位開關LS變?yōu)镺N后，蜂鳴器開始鳴叫，同時報警燈連續(xù)閃爍20次（亮1.5秒，滅2.5秒），此后蜂鳴器停止鳴叫，燈也熄滅。復位按鈕SB可以使二者中止。2.在方式選擇開關SA接通時，選擇連續(xù)報警運行方式。

當料箱盛料過少限位開關LS變?yōu)镺N后，蜂鳴器開始鳴叫，同時燈開始閃