《基本邏輯指令》PPT課件.ppt

4.1基本邏輯指令簡介4.1.1LD、LDI、OUT指令4.1.2AND、ANI指令4.1.3OR、ORI指令4.1.4LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令4.1.5ORB指令4.1.6ANB指令4.1.4MPS、MRD、MPP指令4.1.8MC、MCR指令4.1.9SET、RST指令4.1.10PLS、PLF指令4.1.11NOP指令4.1.12INV指令,4.1.13END指令4.2PLC編程規(guī)則與程序分析4.2.1PLC梯形圖編程規(guī)則4.2.2PLC執(zhí)行用戶程序的過程分析4.3常用基本環(huán)節(jié)編程4.3.1自鎖、互鎖、聯(lián)鎖控制4.3.2定時器擴(kuò)展應(yīng)用4.3.3分頻器4.3.4單按鈕啟?？刂齐娐?.3.5微分脈沖電路4.3.6計數(shù)器擴(kuò)展應(yīng)用4.4基本指令的編程方法與應(yīng)用4.4.1經(jīng)驗設(shè)計法4.4.2時序電路設(shè)計方法,本章難點:常用基本環(huán)節(jié)的編程基本邏輯指令的編程應(yīng)用,本章重點介紹FX1N、FX2N系列PLC的27條基本邏輯指令及其編程應(yīng)用。,基本邏輯指令的功能、名稱、符號、操作元件范圍及使用要求梯形圖的編程規(guī)則常用基本環(huán)節(jié)的編程基本邏輯指令的編程應(yīng)用,本章要點:,4.1.1LD、LDI、OUT指令,4.1基本邏輯指令簡介,LD、LDI、OUT指令的功能、梯形圖表示、可用軟元件、所占的程序步如表4.1所示。,FX1N、FX2N系列可編程控制器共有27條基本指令，供設(shè)計者編制語句表使用，它與梯形圖有嚴(yán)格的一一對應(yīng)關(guān)系。,表4.1LD、LDI、OUT指令的相關(guān)參數(shù),4.1基本邏輯指令簡介,4.1.1LD、LDI、OUT指令,LD指令是從母線上取用常開觸點指令，LDI是從母線上取用常閉觸點指令，它們還可以與后面介紹的ANB、ORB指令配合用于分支回路的開頭；OUT指令是對輸出繼電器、輔助繼電器、狀態(tài)繼電器、定時器、計數(shù)器的線圈進(jìn)行驅(qū)動的指令，但不能用于輸入繼電器。圖4.1給出了本組指令的梯形圖實例，并配有指令表。這里還需指出的是：OUT指令可連續(xù)使用無數(shù)次，相當(dāng)線圈的并聯(lián)(如圖中的OUTM100和OUTT0)；定時器或計數(shù)器的線圈，在使用OUT指令后，必須設(shè)定常數(shù)K，或指定數(shù)據(jù)寄存器的地址號。,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.1LD、LDI、OUT指令,圖4.1LD、LDI、OUT指令的使用,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.2AND、ANI指令,AND、ANI指令的功能、梯形圖表示、可用軟元件、所占的程序步如表4.2所示。,表4.2AND、ANI指令的相關(guān)參數(shù),AND、ANI指令為單個觸點的串聯(lián)連接指令。AND用于常開觸點。ANI用于常閉觸點。串連接點的數(shù)量無限制。圖4.2是使用本組指令的實例。圖中OUT指令后，通過觸點對其他線圈使用,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.2AND、ANI指令,OUT指令(如圖的OUTY004)，稱之為縱接輸出或連續(xù)輸出。此種縱接輸出，如果順序正確可多次重復(fù)。但限于圖形編程器和打印機(jī)幅面限制，應(yīng)盡量做到一行不超過10個接點及一個線圈，總共不要超過24行。在圖4.2中驅(qū)動M101之后可通過觸點T1驅(qū)動Y004。但是，若驅(qū)動順序換成圖4.3的形式，則必須用后述的MPS指令。,圖4.2AND、ANI指令的應(yīng)用,AND,ANI,AND,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.2AND、ANI指令,圖4.3不能使用連續(xù)輸出的例子,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.3OR、ORI指令,OR、ORI指令的功能、梯形圖表示、可用軟元件、所占的程序步如表4.3所示。,表4.3OR、ORI指令的相關(guān)參數(shù),OR、ORI指令為單個觸點的并聯(lián)連接指令。OR為常開觸點的并聯(lián)，ORI為常閉觸點的并聯(lián)。將兩個以上觸點的串聯(lián)回路和其,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.3OR、ORI指令,他回路并聯(lián)時，采用后面介紹的ORB指令。,OR、ORI指令的使用如圖4.4所示。,OR、ORI指令緊接在LD、LDI指令后使用，亦即對LD、LDI指令規(guī)定的觸點再并聯(lián)一個觸點，并聯(lián)的次數(shù)無限制，但限于編程器和打印機(jī)的幅面限制，盡量做到24行以下。,圖4.4OR、ORI指令的使用,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.4LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令,LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令的功能、梯形圖表示、可用軟元件、所占的程序步如表4.4所示。,表4.4LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令的相關(guān)參數(shù),LDP(取脈沖上升沿),LDF(取脈沖下降沿),上升沿檢出運算開始,下降沿檢出運算開始,2,2,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.4LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令,表4.4LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令的相關(guān)參數(shù)(續(xù)表）,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.4LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令,表4.4LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令的相關(guān)參數(shù)(續(xù)表）,LDP、ANDP、ORP指令是進(jìn)行上升沿檢出的觸點指令，僅在指定位元件的上升沿時(OFFON變化時)接通一個掃描周期；LDF、ANDF、ORF指令是進(jìn)行下降沿檢出的觸點指令，僅在指定位元件的下降沿時(ONOFF變化時)接通一個掃描周期。圖4.5是使用本組指令的實例。在圖中，X000X002由OFFON或由ONOFF變化時，M0或M1僅接通一個掃描周期。,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.4LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令,圖4.5LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令的應(yīng)用,下面梯形圖的動作是相同的。圖4.6(a)中，兩種情況都在X010由OFFON變化時，M6接通一個掃描周期；圖4.6(b)中，,改為M8000,改為M8000,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.4LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令,圖4.5LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令的應(yīng)用,兩種情況都在X020由OFFON變化時，只執(zhí)行一次MOV指令。,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.5ORB指令,ORB指令的功能、梯形圖表示、可用軟元件、所占的程序步如表4.5所示。,表4.5ORB指令的相關(guān)參數(shù),ORB指令是不帶操作元件的指令。兩個以上的觸點串聯(lián)連接的電路為串聯(lián)電路塊，將串聯(lián)電路塊并聯(lián)使用時，用LD、LDI指令表示分支開始，用ORB指令表示分支結(jié)束。圖4.4給出了ORB指令的使用情況。若有多條并聯(lián)電路時，在每個電路塊后使用ORB,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.5ORB指令,指令，對并聯(lián)電路數(shù)沒有限制，但考慮到LD、LDI指令只能連續(xù)使用8次，ORB指令的使用次數(shù)也應(yīng)限制在8次。,圖4.4ORB指令的使用,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.6ANB指令,ANB指令的功能、梯形圖表示、可用軟元件、所占的程序步如表4.6所示。,表4.6ANB指令的相關(guān)參數(shù),ANB指令是不帶操作元件編號的指令。兩個或兩個以上觸點并聯(lián)連接的電路稱為并聯(lián)電路塊。當(dāng)分支電路并聯(lián)電路塊與前面的電路串聯(lián)連接時，使用ANB指令。即分支起點用LD、LDI指令，并聯(lián)電路塊結(jié)束后使用ANB指令，表示與前面的電路串聯(lián)。ANB,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.6ANB指令,指令原則上可以無限制使用，但受LD、LDI指令只能連續(xù)使用8次，ANB指令的使用次數(shù)也應(yīng)限制在8次。圖4.8為ANB指令使用的梯形圖實例。,圖4.8ANB指令的使用,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.4MPS、MRD、MPP指令,MPS、MRD、MPP指令的功能、梯形圖表示、可用軟元件、所占的程序步如表4.4所示。,表4.4MPS、MRD、MPP指令的相關(guān)參數(shù),4.1基本邏輯指令簡介,4.1.4MPS、MRD、MPP指令,這組指令分別為進(jìn)棧、讀棧、出棧指令，用于多重輸出電路。可將連續(xù)點先存儲，用于連接后面的電路。如圖4.9所示。在FX系列可編程序控制器中有11個用來存儲運算的中間結(jié)果的存儲區(qū)域被稱為棧存儲器。使用一次MPS指令，便將此刻的運算結(jié)果送入堆棧的第一層，而將原存在第一層的數(shù)據(jù)移到堆棧的下一層。使用MPP指令，各數(shù)據(jù)順次向上一層移動，最上層的數(shù)據(jù)被讀出，同時該數(shù)據(jù)就從堆棧內(nèi)消失。MRD指令用來讀出最上層的最新數(shù)據(jù)，此時堆棧內(nèi)的數(shù)據(jù)不移動。MPS、MRD、MPP指令都是不帶軟元件的指令。MPS、MPP必須成對使用，而且連續(xù)使用應(yīng)少于11次。,圖4.9棧示意圖,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.4MPS、MRD、MPP指令,以下給出了幾個堆棧的實例。(1)一層堆棧，如圖4.10所示。,圖4.10一層堆棧,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.4MPS、MRD、MPP指令,(2)二層堆棧，如圖4.11所示。,圖4.11二層堆棧,4.1基本邏輯指令簡介,(3)四層堆棧，如圖4.12所示。,4.1.4MPS、MRD、MPP指令,圖4.12四層堆棧,左右兩圖均有錯誤,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.8MC、MCR指令,MC、MCR指令的功能、梯形圖表示、可用軟元件、所占的程序步如表4.8所示。,表4.8MC、MCR指令的相關(guān)參數(shù),4.1基本邏輯指令簡介,4.1.8MC、MCR指令,MC為主控指令，用于公共串聯(lián)觸點的連接，MCR為主控復(fù)位指令，即MC的復(fù)位指令。編程時，經(jīng)常遇到多個線圈同時受一個或一組觸點控制。若在每個線圈的控制電路中都串入同樣的觸點，將多占存儲單元。應(yīng)用主控觸點可以解決這一問題。它在梯形圖中與一般的觸點垂直。它們是與母線相連的常開觸點，是控制一組電路的總開關(guān)。MC、MCR指令的使用如圖4.13所示。,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.8MC、MCR指令,圖4.13MC、MCR指令的使用,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.8MC、MCR指令,當(dāng)輸入X000為ON時，執(zhí)行從MC到MCR的指令Y000、Y001在X001、X002為ON時接通。輸入X000為OFF時，Y000、Y001斷開。積算式定時器、計數(shù)器、用SET/RST指令驅(qū)動的元件，在MC觸點斷開后可以保持?jǐn)嚅_前狀態(tài)不變。MC指令后，母線(LD、LDI)移到MC觸點之后，即主控指令MC后面的任何指令，均以LD、LDI指令開始；MCR指令使母線返回。通過更改M的地址號，可以多次使用MC指令，從而形成多個嵌套級，嵌套級N的編號由小到大，返回時使用MCR指令，從大嵌套級開始解除。圖4.14為主控觸點嵌套的實例。,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.8MC、MCR指令,圖4.14MC指令的嵌套,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.8MC、MCR指令,圖4.14MC指令的嵌套(續(xù)圖）,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.8MC、MCR指令,圖4.14MC指令的嵌套(續(xù)圖）,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.9SET、RST指令,SET、RST指令的功能、梯形圖表示、可用軟元件、所占的程序步如表4.9所示。,表4.9SET、RST指令的相關(guān)參數(shù),改為RST,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.9SET、RST指令,SET為置位指令，使操作保持。RST為復(fù)位指令，使操作保持復(fù)位。SET、RST指令的使用如圖4.15所示。圖中X000接通后，Y000被驅(qū)動為ON，即使X000再成為OFF，也不能使Y000變?yōu)镺FF的狀態(tài)；X001接通后，Y000復(fù)位為OFF，即使X001再為OFF，也不能使Y000變?yōu)镺N狀態(tài)。對同一元件，如例中Y000、M0、S0等，SET、RST指令可以多次使用，且不限制使用順序，最后執(zhí)行者有效。,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.9SET、RST指令,圖4.15SET、RST指令的使用,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.9SET、RST指令,圖4.16定時器、計數(shù)器中的SET、RST指令,RST指令還可以用于使數(shù)據(jù)寄存器D、變址寄存器V、Z的內(nèi)容清零。使積算定時器T246T255的當(dāng)前值以及觸點復(fù)位。使計數(shù)器C的輸出觸點復(fù)位及當(dāng)前值清零。RST指令對計數(shù)器、定時器的應(yīng)用如圖4.16。,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.10PLS、PLF指令,PLS、PLF指令的功能、梯形圖表示、可用軟元件、所占的程序步如表4.10所示。,表4.10PLS、PLF指令的相關(guān)參數(shù),4.1基本邏輯指令簡介,4.1.10PLS、PLF指令,PLS、PLF為脈沖輸出指令。PLS在輸出信號上升沿產(chǎn)生脈沖輸出，而PLF在輸入信號下降沿產(chǎn)生脈沖輸出。圖4.14是脈沖輸出指令的例子。從時序圖可以看出，使用PLS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(置1)。使用PLF指令時，元件Y、M僅在驅(qū)動輸入斷開后的一個掃描周期內(nèi)動作。也就是說，PLS、PLF指令可將脈寬較寬的輸入信號變成脈寬等于可編程序控制器的掃描周期的觸發(fā)脈沖信號，而信號周期不變。特殊繼電器不能用作PLS或PLF的操作元件。,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.10PLS、PLF指令,圖4.14PLS、PLF指令的使用,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.11NOP指令,NOP指令的功能、梯形圖表示、可用軟元件、所占的程序步如表4.11所示。,表4.11NOP指令的相關(guān)參數(shù),4.1基本邏輯指令簡介,4.1.11NOP指令,空操作指令使該步作空操作。在程序中加入空操作指令，在變更或增加指令時可以減少步序號的變化。用NOP指令替換一些已寫入的指令，可以改變電路。若將LD、LDI、ANB、ORB等指令換成NOP指令，電路組成將發(fā)生很大的變化，亦可能使電路出錯。舉例如下。(1)AND、ANI指令改為NOP指令時使相關(guān)觸點短路(如圖4.18(a)。(2)ANB指令改為NOP時使前面的電路全部短路(如4.18(b)。(3)OR指令改為NOP時使相關(guān)的電路切斷(如4.18(c)。(4)ORB指令改為NOP時使前面的電路全部切斷(如4.18(d)。(5)與前面的OUT電路縱接(如4.18(e)。當(dāng)執(zhí)行程序全部清零操作時，所有指令均變成NOP。,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.11NOP指令,圖4.18NOP指令應(yīng)用,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.12INV指令,INV指令的功能、梯形圖表示、可用軟元件、所占的程序步如表4.12所示。,表4.12INV指令的相關(guān)參數(shù),4.1基本邏輯指令簡介,4.1.12INV指令,圖4.19INV指令應(yīng)用,INV指令是將INV指令執(zhí)行之前的運算結(jié)果取反的指令，不需要指定軟元件。圖4.19所示是INV指令的例子。,4.1基本邏輯指令簡介,4.1.13END指令,END指令的功能、梯形圖表示、可用軟元件、所占的程序步如表4.13所示。,表4.13END指令的相關(guān)參數(shù),4.1基本邏輯指令簡介,4.1.13END指令,END為程序結(jié)束指令。可編程序控制器按照輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理循環(huán)工作，若在程序中不寫入END指令，則可編程序控制器從用戶程序的第一步掃描到程序存儲器的最后一步。若在程序中寫入END指令，則END以后的程序步不再掃描，而是直接進(jìn)行輸出處理。也就是說，使用END指令可以縮短掃描周期。END指令的另一個用處是分段程序調(diào)試。調(diào)試時，可將程序分段后插入END指令，從而依次對各程序段的運算進(jìn)行檢查。而后，在確認(rèn)前面電路塊動作正確無誤之后依次刪除END指令。,4.2PLC編程規(guī)則與程序分析,4.2.1PLC梯形圖編程規(guī)則,(1)順控程序。順控程序應(yīng)按自上而下、從左至右的方式編制，如圖4.20所示。,圖4.20梯形圖的編制與執(zhí)行順序,4.2PLC編程規(guī)則與程序分析,4.2.1PLC梯形圖編程規(guī)則,(2)多上少右。適當(dāng)?shù)木幊添樞蚩珊喕绦?、減少程序步驟。宜將串聯(lián)觸點多的回路寫在上方，如圖4.21所示。,圖4.21串聯(lián)觸點多的處理,4.2PLC編程規(guī)則與程序分析,4.2.1PLC梯形圖編程規(guī)則,宜將并聯(lián)觸點多的回路寫在左方，如圖4.22所示。,圖4.22并聯(lián)觸點多的處理,4.2PLC編程規(guī)則與程序分析,4.2.1PLC梯形圖編程規(guī)則,(3)水平不垂直。梯形圖的觸點應(yīng)畫在水平線上，不能畫在垂直分支上，如圖4.23所示。,圖4.23橋式電路的處理,4.2PLC編程規(guī)則與程序分析,4.2.1PLC梯形圖編程規(guī)則,(4)線圈右邊無觸點。不能在線圈的右邊畫觸點，建議觸點間的線圈先編程，如圖4.24所示。,圖4.24線圈右邊觸點的處理,4.2PLC編程規(guī)則與程序分析,(5)雙線圈輸出應(yīng)避免。如果在同一程序中，某一線圈被兩次或多次驅(qū)動，稱為雙重輸出(或雙線圈輸出)。這時前面的輸出無效，只有最后一次才有效，如圖4.25所示。,4.2.1PLC梯形圖編程規(guī)則,圖4.25雙線圈輸出,4.2PLC編程規(guī)則與程序分析,4.2.1PLC梯形圖編程規(guī)則,雙重輸出在程序方面并不違反輸入規(guī)則，但是由于上述的動作十分復(fù)雜，因此可按如圖4.26所示做相應(yīng)處理。,圖4.26雙線圈輸出的處理,4.2PLC編程規(guī)則與程序分析,4.2.1PLC梯形圖編程規(guī)則,還有其他的方法，如采用跳轉(zhuǎn)指令，或步進(jìn)梯形圖指令，每一步都可在同一輸出編程。但在采用步進(jìn)指令時，若對主程序內(nèi)的輸出線圈在狀態(tài)內(nèi)編程，則處理方法與雙重線圈相同，必須注意。(6)每個繼電器的線圈和它的觸點均用同一編號，每個元件的觸點使用時沒有數(shù)量限制。(4)線圈不能直接接在左邊母線上。(8)在梯形圖中沒有真實的電流流動，為了便于分析PLC的周期掃描原理和邏輯上的因果關(guān)系，假定在梯形圖中有“電流”流動，這個“電流”只能在梯形圖中單方向流動即從左向右流動，層次的改變只能從上向下。,4.2PLC編程規(guī)則與程序分析,4.2.2PLC執(zhí)行用戶程序的過程分析,1用戶程序的I/O狀態(tài)分析法PLC是以循環(huán)掃描的方式執(zhí)行程序的，如果不考慮每個掃描周期中其他的工作階段，只考慮對用戶程序的執(zhí)行過程、模擬實驗系統(tǒng)中出現(xiàn)的輸入信號順序以及I/O暫存器和梯形圖中的邏輯關(guān)系，對用戶程序的執(zhí)行進(jìn)行分析，可得到I/O暫存器中各個輸出點在不同掃描周期內(nèi)的狀態(tài)變化情況。此方法可用于對所編程序的控制順序進(jìn)行分析和實驗，稱為用戶程序的I/O狀態(tài)分析法，這種分析方法如圖4.24所示。,4.2.2PLC執(zhí)行用戶程序的過程分析,4.2PLC編程規(guī)則與程序分析,圖4.24用戶程序的I/O狀態(tài)分析,Y1,Y2,4.2PLC編程規(guī)則與程序分析,4.2.2PLC執(zhí)行用戶程序的過程分析,在圖4.24中，將每一個周期中的輸入狀態(tài)和上一個周期中的輸出狀態(tài)作為已知條件，并將這些已知條件帶入到梯形圖各個梯級的邏輯表達(dá)式中進(jìn)行運算，便可以得到本周期的各個輸出狀態(tài)，依次分析下去，最后得到三個周期的輸出狀態(tài)。把各個周期的輸入、輸出狀態(tài)列出表格，可清楚地看到每個周期的輸入、輸出狀態(tài)的變化情況。在分析時要注意：首先要將每個周期中輸入信號的狀態(tài)填入表內(nèi)，并作為輸入條件代入第一個梯級進(jìn)行邏輯運算，運算后得到的輸出，立即填入表內(nèi)，給第二個梯級運算，并提供相應(yīng)觸點的狀態(tài)，即上一個梯級的運算結(jié)果馬上就被下一個梯級使用。,4.2PLC編程規(guī)則與程序分析,4.2.2PLC執(zhí)行用戶程序的過程分析,下面對照I/O狀態(tài)分析法分析圖4.24中所示的梯形圖：首先將已知輸入信號X0在3個周期內(nèi)的狀態(tài)填入到狀態(tài)表中，再根據(jù)在第一個周期內(nèi)X0=0，判斷出Y0=0，由于Y0=0，則Y1=0，同時X0=0使得Y2=0，將Y0、Y1、Y2此時的狀態(tài)填入表中；在第二周期內(nèi)X0=1，所以Y0=1，而由于此Y2=0(上一個周期結(jié)束時的狀態(tài))，所以現(xiàn)在Y1=0；對于第3個梯級，由于X0=1，而且此時，所以Y2=1，最后分析的結(jié)果如圖4.24中的I/O狀態(tài)表所示。,4.2PLC編程規(guī)則與程序分析,4.2.2PLC執(zhí)行用戶程序的過程分析,2PLC對輸入信號ON/OFF時間的要求輸入信號的狀態(tài)是在PLC的輸入處理階段被檢測的。如果輸入信號ON或OFF的時間過窄，有可能檢測不到。也就是說，PLC輸入信號的ON/OFF時間，必須比PLC的掃描時間長。若考慮輸入單元濾波的響應(yīng)時間延遲為8ms，掃描周期為8ms，一共是16ms，則輸入信號的ON/OFF時間至少為16ms。不過利用PLC的高速處理指令，也可以以中斷方式處理較高頻率的輸入信號。,4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,4.3.1自鎖、互鎖、聯(lián)鎖控制,作為編程元件及基本指令的應(yīng)用，本節(jié)討論一些在應(yīng)用程序中常用的基本環(huán)節(jié)的編程，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)PLC編程應(yīng)用打下基礎(chǔ)。,1自鎖控制啟動、自保持、停止功能是PLC控制電路的最基本環(huán)節(jié)，經(jīng)常用于對Y、M進(jìn)行控制。它有啟動優(yōu)先型和停止優(yōu)先型兩種，如圖4.28(a)、(b)所示。當(dāng)需要狀態(tài)保持時，即在電源掉電時，能夠保留或記憶原來的狀態(tài)，當(dāng)電源恢復(fù)后使掉電前的狀態(tài)保持不變。我們可利用PLC提供的具有斷電保持功能的輔助繼電器(在FX1N系列PLC中，M384M511為EEPROM保持，M512M1535為電容保持)來實現(xiàn)，如圖4.28(c)、(d)所示。,4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,4.3.1自鎖、互鎖、聯(lián)鎖控制,圖4.28自鎖控制梯形圖,4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,4.3.1自鎖、互鎖、聯(lián)鎖控制,4.3.1自鎖、互鎖、聯(lián)鎖控制,2互鎖控制在電氣設(shè)備控制中，經(jīng)常用到互鎖控制，以達(dá)到相互制約的目的。如圖4.29所示是PLC編程實現(xiàn)的Y1、Y2間的互鎖控制。必須強(qiáng)調(diào)的是，對于電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制等要求嚴(yán)格的互鎖控制，除了編程實現(xiàn)內(nèi)部互鎖外，還必須設(shè)置電氣互鎖、機(jī)械互鎖等外部互鎖，以提高可靠性。3聯(lián)鎖控制在順序控制中，經(jīng)常會碰到上一個動作結(jié)果是下一動作的條件這種控制要求，解決的辦法就是將代表前一個動作的常開觸點串聯(lián)在后一個動作的啟動電路中，如圖4.30所示，以達(dá)到順序控制的目的。,4.3.1自鎖、互鎖、聯(lián)鎖控制,4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,圖4.29互鎖控制梯形圖,圖4.30聯(lián)鎖控制梯形圖,4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,4.3.2定時器擴(kuò)展應(yīng)用,1長延時定時器定時器的計時時間都有一個最大值，如100ms的定時器最大計時時間為32767.7s。如工程中所需的延時時間大于這個數(shù)值，一個最簡單的方法是采用定時器接力方式，即先啟動一個定時器計時，計時時間到時，用第一只定時器的常開觸點啟動第二只定時器，再使用第二只定時器啟動第三只，如此等等。記住使用最后一個定時器的觸點去控制最終的控制對象就可以了。圖4.31中的梯形圖即是一個這樣的例子，輸入X0導(dǎo)通后，輸出Y0在t1+t2=200+300=500s的延時之后接通，延時時間為兩個定時器設(shè)定值之和。,4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,4.3.2定時器擴(kuò)展應(yīng)用,圖4.31定時器接力獲得長延時,4.3.2定時器擴(kuò)展應(yīng)用,4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,圖4.32定時器配合計數(shù)器獲得長延時,上述為利用多定時器的計時時間相加獲得長延時。此外還可以利用計時器配合計數(shù)器獲得長延時，如圖4.32所示。圖中常開觸點X0是這個電路的工作條件，當(dāng)X0保持接通時電路工作。,4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,4.3.2定時器擴(kuò)展應(yīng)用,在定時器T0的線圈回路中接有定時器T0的常閉觸點，它使得定時器T0每隔100s接通一次，接通時間為一個掃描周期。定時器T0的每一次接通都使計數(shù)器C0記一個數(shù)。而當(dāng)記到計數(shù)器的設(shè)定值時使其工作對象Y0接通，從X0接通為始點的延時時間為定時器的設(shè)定值乘上計數(shù)器的設(shè)定值(，為一個掃描周期，很短可忽略)。X1為計數(shù)器C0的復(fù)位條件。2斷電延時定時器PLC內(nèi)部定時器都是通電延時型的，當(dāng)需要斷電延時時，可采用如圖4.33所示的編程實現(xiàn)。當(dāng)X0接通時，Y0立即接通；當(dāng)X0斷開時，Y0延時(3s)斷開。,4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,4.3.2定時器擴(kuò)展應(yīng)用,3雙延時定時器所謂雙延時定時器，就是指通電和斷電均延時的定時器，可采用如圖4.34所示編程實現(xiàn)。當(dāng)X0接通時，Y0延時(3s)接通；當(dāng)X0斷開時，Y0延時(5s)斷開。,圖4.33斷電延時定時器的實現(xiàn),4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,4.3.2定時器擴(kuò)展應(yīng)用,4點動定時器常用的點動計時器，其功能為每次輸入X0接通時，Y0輸出一個脈寬為定長的脈沖，脈寬由定時器T0設(shè)定值設(shè)定。它的時序圖如圖4.35所示，根據(jù)時序圖我們就可以畫出相應(yīng)的梯形圖。,圖4.34雙延時定時器的實現(xiàn),改為T1,改為Y0,4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,4.3.2定時器擴(kuò)展應(yīng)用,圖4.35點動定時器的實現(xiàn),4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,4.3.2定時器擴(kuò)展應(yīng)用,5振蕩電路圖4.32中定時器T0的工作實質(zhì)就是構(gòu)成一種振蕩電路，產(chǎn)生時間間隔為定時器的設(shè)定值，脈沖寬度為一個掃描周期的方波脈沖，圖4.32中這個脈沖序列用做計數(shù)器C0的計數(shù)脈沖。當(dāng)需要占空比、脈沖寬度可調(diào)的振蕩器時，可用如圖4.36所示編程實現(xiàn)。當(dāng)X0接通后，Y0出現(xiàn)一個導(dǎo)通時間為t2，間隔時間為t1的脈沖。,圖4.36振蕩電路的實現(xiàn),4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,用PLC可以實現(xiàn)對輸入信號的任意分頻，下面以二分頻為例說明PLC編程實現(xiàn)分頻的方法。圖4.34所示是兩個二分頻電路。,4.3.3分頻器,圖4.37分頻電路,改為Y0的常開觸點,改為Y0,改為Y0的常閉觸電,4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,4.3.3分頻器,圖4.34(a)中，當(dāng)輸入X0在t1時刻接通時，此時M0產(chǎn)生一個掃描周期的脈沖，然而輸出Y0在此前并未導(dǎo)通，其常開觸點處于斷開狀態(tài)。因此掃描程序至第三行時，盡管M0導(dǎo)通，M2也不可能導(dǎo)通。掃描至第四行時，Y0導(dǎo)通并自保持。此后這部分程序雖多次掃描，但由于M0僅接通一個掃描周期，M2不可能接通。Y0導(dǎo)通使其對應(yīng)的常開觸點閉合，為M2導(dǎo)通做好了準(zhǔn)備；等到t2時刻，輸入X0再次接通，M0再次產(chǎn)生單脈沖。因此掃描程序至第三行時，M2滿足導(dǎo)通條件而導(dǎo)通，其對應(yīng)的常閉觸點斷開；掃描至第四行時，Y0失電。此后，雖X0繼續(xù)存在，但由于M0是單脈沖信號，雖多次掃描第四行，輸出Y0也不可能導(dǎo)通；到t3時刻，輸入X0第三次接通，M0又產(chǎn)生單脈沖，輸出Y0再次接通；t4時刻，輸出Y0再,4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,4.3.3分頻器,次失電，這樣循環(huán)往復(fù)，使Y0正好是X0的二分頻。這種邏輯是每當(dāng)輸入控制信號出現(xiàn)時，就產(chǎn)生輸出狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)，因此也可用做觸發(fā)器。圖4.34(b)中，待分頻的脈沖信號加在X0端，在第一個脈沖信號到來時，M0產(chǎn)生一個掃描周期的脈沖，使M0的常開觸點閉合一個掃描周期。這時確定Y0狀態(tài)的前提是Y0置0，M0置1。圖中Y0工作條件的兩個支路中上一支路接通，下一支路斷開，Y0置1。第一個脈沖到來一個掃描周期后，M0置0，Y0置1，在這樣的條件下分析Y0的狀態(tài)，下一支路使Y0保持置1。當(dāng)?shù)诙€脈沖到來時，M0在產(chǎn)生一個掃描周期的單脈沖，這時Y0置1，M0也置1，這使得Y0的狀態(tài)由置1變?yōu)橹?。第二個脈沖到來一個掃描,4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,4.3.3分頻器,周期后，Y0置0且M0也置0直到第三個掃描到來時Y0及M0的狀態(tài)和第一個脈沖到來時完全相同，Y0的狀態(tài)變化將重復(fù)前邊討論過的過程。通過以上的分析可知，X0每送兩個脈沖，Y0產(chǎn)生一個脈沖，完成了對輸入信號的二分頻。,4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,4.3.4單按鈕啟停控制電路,通常一個電路的啟動和停止是由兩個按鈕分別控制的，這在PLC控制系統(tǒng)中將占用兩個輸入點，為了節(jié)省輸入點數(shù)，我們可用單按鈕來實現(xiàn)啟?？刂疲鐖D4.38所示是用計數(shù)器實現(xiàn)的單按鈕啟?？刂齐娐贰Ｓ刹ㄐ慰梢钥闯?，該電路實質(zhì)也是一個二分頻器。,4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,4.3.4單按鈕啟?？刂齐娐?圖4.38用計數(shù)器實現(xiàn)的單按鈕啟停控制電路,改為RSTC0,4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,4.3.5微分脈沖電路,前面介紹的脈沖輸出PLS、PLF指令的功能，也可編程實現(xiàn)。如圖4.39所示是上升沿微分脈沖電路，PLC是以循環(huán)掃描方式工作的，在PLC第一次掃描時，輸入X0由OFF變?yōu)镺N時，M0、M1線圈接通，但處在第一行的M1的常開觸點仍接通，因為該行已經(jīng)掃描過了，等到PLC第二次掃描時，M1的觸點才斷開，Y0線圈斷開。Y0的接通時間為一個掃描周期。,4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,4.3.5微分脈沖電路,圖4.39上升沿微分脈沖電路,改為Y0,4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,4.3.5微分脈沖電路,圖4.40下降沿微分脈沖電路,如圖4.40所示是下降沿微分脈沖電路，當(dāng)X0由ON變?yōu)镺FF時，M0接通一個掃描周期，則Y0輸出一個掃描脈沖。,改為Y0,4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,4.3.6計數(shù)器擴(kuò)展應(yīng)用,當(dāng)需要計數(shù)值超過單個計數(shù)器的最大值時，可將兩個計數(shù)器串聯(lián)，得到計數(shù)值為的計數(shù)器，如圖4.41所示。,圖4.41大容量計數(shù)器之一,4.3常用基本環(huán)節(jié)編程,4.3.6計數(shù)器擴(kuò)展應(yīng)用,如圖4.42所示電路中，計數(shù)器C0對輸入X0的通/斷次數(shù)進(jìn)行計數(shù)，當(dāng)計到200(n1)次時，C0的常開觸點閉合，使C1計一次數(shù)，接著C0自復(fù)位，重新從0開始對X0的通/斷進(jìn)行計數(shù)。當(dāng)C1計到300(n2)次時，即此時X0共接通n2n2=200300=60000次，C1的常開觸點閉合，使Y0線圈接通。,圖4.42大容量計數(shù)器之二,改為C0,4.4基本指令的編程方法與應(yīng)用,4.4.1經(jīng)驗設(shè)計法,所謂“經(jīng)驗法”，就是利用自己或別人的經(jīng)驗進(jìn)行程序設(shè)計。其設(shè)計思路就是在已有的一些典型梯形圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對象的控制要求，通過多次反復(fù)地調(diào)試和修改梯形圖，增加中間編程元件和觸點，以得到一個較為滿意的程序。程序設(shè)計是一個反復(fù)試湊的過程，因此該方法又稱為“試湊法”。這種方法要求設(shè)計者在熟悉常用基本環(huán)節(jié)編程的條件下，掌握梯形圖設(shè)計的基本原則和編程技巧，以便把“經(jīng)驗程序”修改為滿足實際控制要求的控制程序。因此，初學(xué)者必須熟練掌握前一節(jié)所述的基本環(huán)節(jié)的編程方法，平時努力實踐，積累經(jīng)驗，不斷提高PLC編程應(yīng)用能力。,4.4基本指令的編程方法與應(yīng)用,4.4.1經(jīng)驗設(shè)計法,1編程步驟(1)分析控制要求，選擇控制原則。(2)設(shè)計主令、檢測元件和執(zhí)行元件，確定輸入輸出設(shè)備。(3)設(shè)計控制程序。(4)檢查修改和完善程序。下面以實例加以說明。2舉例【例4-1】搶答器的PLC控制程序設(shè)計。(1)控制要求：一個四組搶答器，任意一組搶先按下按鍵后，顯示器能及時顯示該組的編號并使蜂鳴器發(fā)出響聲，同時鎖住搶答器，使其他,4.4基本指令的編程方法與應(yīng)用,4.4.1經(jīng)驗設(shè)計法,組按下按鍵無效，搶答器有復(fù)位開關(guān)，復(fù)位后可重新?lián)尨稹?2)I/O分配(如表4.14所示)。,表4.14I/O分配,改過,4.4基本指令的編程方法與應(yīng)用,4.4.1經(jīng)驗設(shè)計法,【解】設(shè)計思路：以眾所周知的自鎖、互鎖的梯形圖為基礎(chǔ)，即可設(shè)計出的搶答器的搶先控制梯形圖。該程序設(shè)計的難點在于如何使顯示器能及時顯示搶先組的編號。先分析出各組搶先的顯示字段，如表4.15所示，即1組搶先按下按鍵1時，Y2、Y3=1，顯示“1”；2組搶先按下按鍵2時，Y1、Y2、Y4、Y5、Y7=1，顯示“2”；。,表4.15搶先的顯示字段,4.4基本指令的編程方法與應(yīng)用,4.4.1經(jīng)驗設(shè)計法,顯然，如果由條件直接到結(jié)果，就會出現(xiàn)線圈的二次驅(qū)動，達(dá)不到控制目的。解決的辦法就是引入輔助繼電器M1、M2、M3、M4分別表示各組搶先按下的標(biāo)志，作為中間轉(zhuǎn)換，當(dāng)M2或M3=1時，Y1=1；當(dāng)M1或M2或M3或M4=1時，Y2=1；以保證結(jié)果唯一。其梯形圖程序如圖4.43所示。3總結(jié)經(jīng)驗設(shè)計法沒有規(guī)律可遵循，具有很大的試探性和隨意性，往往需經(jīng)多次反復(fù)修改和完善才能符合設(shè)計要求，設(shè)計所用的時間、設(shè)計的質(zhì)量與編程者的經(jīng)驗有很大的關(guān)系，設(shè)計的結(jié)果往往不很規(guī)范，因人而異。因此梯形圖的可讀性差、系統(tǒng)維護(hù)困難，只適用于邏輯關(guān)系較簡單的梯形圖程序設(shè)計，可收到快速、簡單的效果。,4.4基本指令的編程方法與應(yīng)用,4.4.1經(jīng)驗設(shè)計法,4.4基本指令的編程方法與應(yīng)用,4.4.1經(jīng)驗設(shè)計法,圖4.43四組搶答器的PLC控制程序,豎線取消,4.4基本指令的編程方法與應(yīng)用,4.4.2時序電路設(shè)計方法,PLC控制電路大多為時序電路，在設(shè)計中可以根據(jù)時序圖找出輸出與輸入及內(nèi)部觸點的對應(yīng)關(guān)系，并可根據(jù)觸點控制規(guī)律適當(dāng)化簡。一般來講，時序電路設(shè)計法應(yīng)與經(jīng)驗法配合使用，否則將可能使邏輯關(guān)系過于復(fù)雜。1觸點控制規(guī)律設(shè)X、Y、Z為三個觸點，則其邏輯關(guān)系有如下控制規(guī)律。(1)交換律：XY=YXX+Y=Y+X(2)結(jié)合律：(XY)Z=X(YZ)(X+Y)+Z=X+(Y+Z),4.4基本指令的編程方法與應(yīng)用,4.4.2時序電路設(shè)計方法,(3)吸收律：0+X=X1X=X1X=X0X=0(4)重復(fù)律：XXXX=XX+X+X+X=X(5)分配律：X(Y+Z)=XY+XZX+YZ=(X+Y)(X+Z)(6)逆項吸收律：(4)雙重否定律：(8)反演律：,