PLC步進指令及順控程序設(shè)計

1、 可編程控制技術(shù)可編程控制技術(shù)步進指令及順控程序設(shè)計步進指令及順控程序設(shè)計1 1 1.順序控制系統(tǒng) 對于流程作業(yè)的自動化控制系統(tǒng)而言，一般都包含若干個狀態(tài)（也就是工序），當(dāng)條件滿足時，系統(tǒng)能夠從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一種狀態(tài)，我們把這種控制叫做順序控制。對應(yīng)的系統(tǒng)則稱為順序控制系統(tǒng)或流程控制系統(tǒng)。一、順序功能圖2 2 2.順序功能圖 以紅綠燈控制為例，其對應(yīng)的順序功能圖如左圖所示。 S0S0S9S9：初始狀態(tài)專用S10S10S19S19：原點復(fù)位用 S20S20S499S499：一般用S500S500S899S899：停電保持用S900S900S999S999：報警用 針對順序控制要求，PLC提供了

2、順序功能圖（SFC）語言支持。順序功能圖又稱狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，由一系列狀態(tài)（用S表示）組成。系統(tǒng)提供S0S999共1000個狀態(tài)供編程使用，其中：3 3 FX系列PLC提供了一對步進指令。 STLSTL是利用內(nèi)部軟元件（狀態(tài)S S）在順控程序上進行工序步進式控制的指令。 RETRET是用于狀態(tài)（S S）流程的結(jié)束，實現(xiàn)返回主程序（母線）的指令。二、步進指令4 4 一、單流程結(jié)構(gòu)如如紅紅綠綠燈燈控制程序，雖然是循環(huán)控制，但都以一定順序逐步執(zhí)行且沒有分支，所以屬于單一順序流程。圖中在S21S21執(zhí)行完后即結(jié)束。在步進階梯圖中，以復(fù)位（RSTRST）正在執(zhí)行的步階來結(jié)束步進動作。 從頭到尾只有一條路可走，

3、稱為單流程結(jié)構(gòu)。5 5 四、跳轉(zhuǎn)流程 向下面狀態(tài)的直接轉(zhuǎn)移或向系列外的狀態(tài)轉(zhuǎn)移被成為跳轉(zhuǎn)，用符號指向轉(zhuǎn)移的目標(biāo)狀態(tài)。6 6 五、重復(fù)流程 向前面狀態(tài)進行轉(zhuǎn)移的流程稱為重復(fù)。用指向轉(zhuǎn)移的目標(biāo)狀態(tài)。使用重復(fù)流程可以實現(xiàn)一般的重復(fù)，也可以對當(dāng)前狀態(tài)復(fù)位。7 7 一、單流程設(shè)計二、選擇分支流與匯合程設(shè)計三、并進分支與匯合流程設(shè)計8 8 【應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計】 簡易紅綠燈控制系統(tǒng)一、單一順序流程控制設(shè)計9 9 1010 1111 1212 1313 T0T1T2T3X01414 1515 SETSET在步進梯形圖中，作為狀態(tài)轉(zhuǎn)移指令使用。STLSTL為狀態(tài)動作的步進起始指令STLSTL與SETSET指令之間的

4、部分為該狀態(tài)所需做的動作動作。1616 用LD或LDI指令設(shè)置轉(zhuǎn)移條件用SET指令設(shè)置狀態(tài)以STL指令開始設(shè)置動作母線用OUT指令設(shè)置動作1717 例：應(yīng)用單流程模式實現(xiàn)例：應(yīng)用單流程模式實現(xiàn)3臺臺 電動機順序啟動控制電動機順序啟動控制任務(wù)引入任務(wù)引入 某設(shè)備有3臺電動機，控制要求是：按下啟動按鈕，第1臺電動機M1啟動；運行5s后，第2臺電動機M2啟動；M2運行15s后，第3臺電動機M3啟動。按下停止按鈕或發(fā)生過載故障時，3臺電動機全部停止。 1818 1919 2020 操作步驟操作步驟 （1）連接3臺電動機順序啟動控制電路。 （2）將編好的步進指令程序?qū)懭隤LC。 （3）使PLC處于運行狀

5、態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。 （4）PLC上輸入繼電器X0指示燈應(yīng)點亮，表示熱繼電器和停止按鈕連接正常。 （5）按下啟動按鈕SB2，第1臺電動機啟動；運行5s后，第2臺電動機啟動；M2運行15s后，第3臺電動機啟動。 （6）按下停止按鈕SB1，3臺電動機全部停機。2121 例：實現(xiàn)運料小車控制例：實現(xiàn)運料小車控制任務(wù)引入任務(wù)引入 在多分支結(jié)構(gòu)中，根據(jù)不同的轉(zhuǎn)移條件來選擇其中的某一個分支，就是選擇流程模式。運料小車在左邊裝料處（X2限位）從a、b兩種原料中選擇一種裝入，然后右行，自動將原料對應(yīng)卸在A（X3限位）、B（X4限位）處，然后返回裝料處，卸料時間20s。用開關(guān)X0的狀態(tài)選擇在何處卸料，當(dāng)X0

6、=1時，選擇卸在A處；當(dāng)X0=0時，選擇卸在B處。2222 2323 任務(wù)實施任務(wù)實施運料小車的控制程序運料小車的控制程序2424 2525 操作步驟操作步驟 （1）將編好的運料小車控制程序?qū)懭隤LC。 （2）使PLC處于運行狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。 （3）模擬運料小車工作過程。 a原料卸在A處：X0 = 1，X2 = 1，按下運行按鈕X1，Y0燈亮，模擬小車右行；斷開X2，接通X3，延時20s后Y1燈亮，模擬小車左行；接通X2，程序返回S0狀態(tài)，小車停止。 b原料卸在B處：X0 = 0，X2 = 1，按下運行按鈕X1，Y0燈亮，模擬小車右行；斷開X2，接通X3，狀態(tài)無變化；接通X4，延時2

7、0s后Y1 燈亮，模擬小車左行；接通X2，程序返回S0狀態(tài)，小車停止。 （4）在模擬運料小車運行過程中，使PLC處于程序停止?fàn)顟B(tài)，小車停止運行。再次使PLC處于程序運行狀態(tài)，小車保持原方向繼續(xù)運行。2626 （三）任務(wù)實施1. 1. 選擇輸入輸出設(shè)備，分配選擇輸入輸出設(shè)備，分配I/OI/O地址，畫接線圖地址，畫接線圖輸入輸出設(shè)備及I/O地址在圖322中已有確定，具體為：輸入：X1左限位開關(guān)X2 下限位開關(guān)（小球動作、大球不動作）X3 上限位開關(guān)X4 釋放小球的右限位開關(guān)X5釋放大球的右限位開關(guān)X0 系統(tǒng)的起動開關(guān)；X6（機械臂）手動回原點開關(guān)；輸出：Y0 機械臂下降，Y2 機械臂上升， Y1吸

8、球電磁鐵， Y3 機械臂右移，Y4 機械臂左移， Y5機械臂在原點的指示燈。根據(jù)上述地址，繪制I/O接線圖如圖325所示 【應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計】按鈕人行橫道交通燈控制三、并進分支與匯合流程設(shè)計3232 功能分析：在只需要縱向行使的交通系統(tǒng)中，也需要考慮人行橫道的控制。這種情況下人行橫道通常用按鈕進行啟動，交通情況如圖39所示，由圖可見，東西方向是車道，南北方向是人行橫道。正常情況下，車道上有車輛行駛，如果有行人要通過交通路口，先要按動按鈕，等到綠燈亮?xí)r，方可通過，此時東西方向車道上紅燈亮。延時一段時間后，人行橫道的紅燈亮，車道上的綠燈亮。3333 功能分析：34341. 1. 選擇輸入輸出設(shè)備，選擇

9、輸入輸出設(shè)備，分配輸入分配輸入/ /輸出地址，畫輸出地址，畫出出I/OI/O接線圖接線圖 輸入設(shè)備：X0：SB1（人行道北按鈕）X1：SB2（人行道南按鈕）輸出設(shè)備：Y0：LD0（車道紅燈）Y1：LD1（車道黃燈）Y2：LD2（車道綠燈）Y3：LD3（人行道紅燈）Y4：LD4（人行道綠燈）輸入輸出接線圖如圖314所示。 設(shè)計按鈕人行道控制系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設(shè)計按鈕人行道控制系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖根據(jù)控制要求，繪制的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖見圖315所示。初始狀態(tài)是車道綠燈、人行道紅燈。按下人行道按鈕（X0或X1）后系統(tǒng)進入并行運行狀態(tài)，車道綠燈、人行道紅燈，并且開始延時。30s后車道變?yōu)辄S燈，再經(jīng)10s變?yōu)榧t燈。5

10、s后人行道變?yōu)榫G燈，15s后人行道綠燈開始閃爍，5s后人行道變?yōu)榧t燈，再過5s返回初始狀態(tài)。3535 3636 3737 3838 【練習(xí)】機械手臂控制系統(tǒng)3939 工件的補充使用人工控制，可直接將工件放在D D點（LS0LS0動）?？刂普f明：只要D D點有工件，機械手臂即先下降（B B缸動作）將工件抓取（C C缸動作）后上升（B B缸復(fù)位），再將工件搬運（A A缸動作）到E E點上 方，機械手臂再次下降（B B缸動作）后放開（C C缸復(fù)位）工件，機械手臂上升（B B缸復(fù)位），最后機械手臂再回到原點（A A缸復(fù)位）。A,B,C缸均為單作用氣缸，使用電磁控制。C缸在抓取或放開工件后，都需有1秒的

11、間隔，機械手臂才能動作。當(dāng)E點有工件且B缸已上升到LS4LS4時，傳送帶電機轉(zhuǎn)動以運走工件，經(jīng)2秒后傳送帶電機自動停止。工件若未完全運走（計時未到）時，則應(yīng)等待傳送帶電機停止后才能將工件移走。4040 要求： 進行功能分析、元件分配、繪制順序功能圖、將順序功能流程轉(zhuǎn)換為步進梯形圖，然后將程序錄入計算機并下載到PLC，進行最后的調(diào)試。4141 4242輸入輸入輸出輸出設(shè)備名稱設(shè)備名稱代號輸入點編號設(shè)備名稱代號輸出點編號輸出點編號手動擋手動擋SAX0上升電磁閥線圈YV1Y0Y0回原位擋回原位擋SAX1 下降電磁閥線圈YV2Y1Y1單步擋單步擋SAX2左行電磁閥線圈YV3Y2Y2單周期擋單周期擋SA

12、X3右行電磁閥線圈YV4Y3Y3連續(xù)擋連續(xù)擋SAX4夾緊/放松電磁閥線圈YV5Y4Y4回原位擋回原位擋SB1X5 自動啟動按鈕自動啟動按鈕SB2X6 停止按鈕停止按鈕SB3X7 下降按鈕下降按鈕SB4X10 上升按鈕上升按鈕SB5X11 右行按鈕右行按鈕SB6X12 左行按鈕左行按鈕SB7X13 夾緊按鈕夾緊按鈕SB8X14 松開按鈕松開按鈕SB9X15 下限位開關(guān)下限位開關(guān)SQ1X16 上限位開關(guān)上限位開關(guān)SQ2X17 右限位開關(guān)右限位開關(guān)SQ3X20 左限位開關(guān)左限位開關(guān)SQ4SQ4X21X21 4343 4444 例：實現(xiàn)電動機例：實現(xiàn)電動機3速控制速控制任務(wù)引入任務(wù)引入 在硬件方面使用

13、了PLC-變頻器調(diào)速系統(tǒng)，可以進行電動機的低、中、高3速控制，電路特點如下： （1）為了便于操作，啟動與調(diào)速共用一個按鈕。 （2）滿足平穩(wěn)啟動，高速生產(chǎn)的工藝要求。每當(dāng)按下啟動/調(diào)速按鈕時，電動機逐級升速，即啟動低速狀態(tài)中速狀態(tài)高速狀態(tài)。 （3）在高速狀態(tài)下可以降為中速狀態(tài)來處理生產(chǎn)問題，處理完畢后再上升為高速狀態(tài)。即在高速狀態(tài)按下啟動/調(diào)速按鈕時，電動機從高速狀態(tài)中速狀態(tài)。 （4）在任何狀態(tài)下按下停止按鈕，電動機立即停止。4545 4646 4747 相關(guān)知識相關(guān)知識 將固定電壓和頻率的交流電變換為可變電壓和頻率的交流電的裝置稱為“變頻器”。變頻器首先將交流電變換為直流電，然后再將直流電變換

14、為電壓和頻率可變的三相交流電去驅(qū)動三相異步電動機，由于異步電動機的轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比，所以電動機可以平滑調(diào)速。 在變頻器上通常都有主電路接線端和控制電路接線端?？刂齐娐返墓δ芸煞譃檎崔D(zhuǎn)方向控制以及低速、中速、高速控制等。例如，三菱FR-E540通用變頻器的低速、中速、高速頻率出廠設(shè)定值分別為10 Hz、30 Hz、50Hz。 4848 任務(wù)實施任務(wù)實施編寫電動機編寫電動機3速控制程序速控制程序4949 5050 模擬操作步驟模擬操作步驟 本任務(wù)只進行模擬操作，不接入變頻器。 （1）接通PLC電源，將步進程序?qū)懭隤LC。 （2）使PLC處于運行狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。 （3）PLC上輸入指

15、示燈X1應(yīng)點亮，表示停止按鈕連接正常。 （4）PLC上輸出指示燈Y0應(yīng)點亮，表示接通變頻器正轉(zhuǎn)控制端。 （5）第1次按下啟動/調(diào)速按鈕X0，輸出指示燈Y1應(yīng)點亮，表示接通變頻器低速控制端；第2次按下按鈕X0，輸出指示燈Y2應(yīng)點亮，表示接通變頻器中速控制端；第3次按下按鈕X0，輸出指示燈Y3應(yīng)點亮，表示接通變頻器高速控制端；第4次按下按鈕X0，輸出指示燈Y2應(yīng)點亮，表示接通變頻器中速控制端；第5次按下按鈕X0，輸出指示燈Y3應(yīng)點亮，表示接通變頻器高速控制端。 （6）無論在何種狀態(tài)下按下停止按鈕X1，輸出指示燈Y1、Y2、Y3均熄滅，表示變頻器速度控制端全部斷開，變頻器停止輸出。5151 本章小結(jié)

16、本章小結(jié)四、步進順序控制程序設(shè)計注意事項1、跳轉(zhuǎn)程序設(shè)計向下面狀態(tài)的直接轉(zhuǎn)移或向系列外的狀態(tài)轉(zhuǎn)移被稱為跳轉(zhuǎn)，用箭頭符號指向轉(zhuǎn)移的目標(biāo)狀態(tài)。圖圖3-28 跳轉(zhuǎn)程序設(shè)計跳轉(zhuǎn)程序設(shè)計5252 53532、選擇分支流程不能交叉選擇分支流程不能交叉，如圖所示，對左圖所示的流程必須按右邊所示的流程進行修改。 54543、并行分支與匯合流程中,并聯(lián)分支后面不能使用選擇轉(zhuǎn)移條件,在轉(zhuǎn)移條件*后不允許并行匯合,如圖中 (a)所示,應(yīng)改成圖 (b)后,方可編程。 55554、分支、匯合的組合流程有些狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖是若干個或若干類分支、匯合流程的組合。有的分支、匯合的組合流程不能直接編程,需要轉(zhuǎn)換后才能進行編程,如圖,