機電傳動控制：D第2章_可編程序控制器（PLC）及其應用

1、第2章可編程序控制器（PLC）及其應用可編程序控制器的產生和發(fā)展現狀世界上第一臺PLC 1969年由美國數字設備公司（DEC）根據美國通用汽車公司（GM）的要求研制成功 背景： 1968年美國通用汽車公司（GM），為了適應汽車型號的不斷更新，生產工藝不斷變化的需要，實現小批量、多品種生產，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設計和更換電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。 設計思想： 吸取繼電器和計算機兩者的優(yōu)點 繼電器控制系統(tǒng)體積大、可靠性低、接線復雜、不易更改、查找和排除故障困難，對生產工藝變化的適應性差，但簡單易懂、價格便宜； 計算機功能強大、靈活（可編程）、通用性好，

2、但編程困難； 采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”進行編程，使不熟悉計算機的人也能很快掌握使用。（梯形圖）可編程序控制器的產生和發(fā)展現狀70年代初期： 僅有邏輯運算、定時、計數等順序控制功能，只是用來取代傳統(tǒng)的繼電器控制,通常稱為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）70年代中期： 微處理器技術應用到PLC中，使PLC不僅具有邏輯控制功能，還增加了算術運算、數據傳送和數據處理等功能 80年代以后：隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路等微電子技術的迅速發(fā)展，16位和32位微處理器應用于PLC中，使PLC得到迅速發(fā)展。PLC不僅控制功能增強，同時可靠性提高，功耗

3、、體積減小，成本降低，編程和故障檢測更加靈活方便，而且具有通信和聯網、數據處理和圖象顯示等功能?？删幊绦蚩刂破鞯漠a生和發(fā)展現狀近年來PLC發(fā)展迅速 PLC集三電（電控、電儀、電傳）為一體、性能價格比高、高可靠性的特點，已成為自動化工程的核心設備。 PLC成為具備計算機功能的一種通用工業(yè)控制裝置，其使用量高居首位。 PLC成為現代工業(yè)自動化的三大技術支柱（PLC、機器人、CAD/CAM）之一。可編程序控制器的產生和發(fā)展現狀可編程序控制器的產生和發(fā)展現狀PLC三大流派 從第一臺PLC出現以后，日本、德國、法國等也相繼開始研制PLC，并得到了迅速的發(fā)展。各國PLC都有自己的特色。歐洲：西門子（Sie

4、mens）； 法國的（Telemecanique）美國：A-B（Allen-Bradly）、GE（General Electric） 日本：三菱電機（Mitsubishi Electric）、 歐姆龍（OMRON）、 FUJI （日本主要發(fā)展中小型PLC，其小型機性能先進，結構緊湊，價格便宜） 自1973年，我國開始研制順序控制器，并取得不小的進展，現在市場上出現了系列化的國產PLC，其價格相對低廉，性價比較高?？删幊绦蚩刂破鞯漠a生和發(fā)展現狀可編程序控制器的產生和發(fā)展現狀可編程序控制器的產生和發(fā)展現狀FX1S / FX1N可編程序控制器的產生和發(fā)展現狀S7-400SLC500/sl/2001.

5、htm三菱F系列PLC介紹可編程序控制器定義及特點定義： 國際電工委員會（IEC）于1987年頒布了可編程控制器標準草案第三稿。在草案中對可編程控制器定義如下： “可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P外圍設備，都應按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯成一個整體，易于擴充其功能的原則設計”。 是一種工業(yè)控制裝置，簡稱(Programmable Controller) PC或PLC (Programma

6、ble Logic Controller) 可編程序控制器定義及特點 PLC的特點無觸電免配線，可靠性高，抗干擾能力強 通用性強，控制程序可變，使用方便硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強編程簡單，容易掌握 系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量少維修工作量小，維護方便體積小，能耗低。PLC的應用開關量邏輯控制自動生產線、機床電氣控制、沖壓機械、鑄造機械、運輸帶、包裝機、飛剪等控制運動控制金屬切削機床、金屬成形機械、裝配機器人、電梯等。閉環(huán)過程控制溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。數據處理數學運算、數據傳輸、轉換、排序、查表、位操作。通信聯網PLC與遠程I/O、PLC之間、PLC與其它智能控

7、制器之間。PLC應用于步進電機控制 PLC基本類型按控制規(guī)模（1）小型機：128點以下（2）中型機：129512點（3）大型機：512點以上按結構（1）整體式：（2）模塊式：指PLC外部輸入和輸出端子數。整體式模塊式模擬量輸入行程開關繼電器觸點各種開關傳感器CPU存儲器電源部件輸出接口照明電磁裝置執(zhí)行機構采用光電隔離裝置繼電器、可控硅、晶體管電路編程器打印機計算機PLC的基本結構輸出狀態(tài)寄存器輸入狀態(tài)寄存器輸入接口外設接口PLC外觀微處理器CPU CPU是PLC的核心，一切邏輯運算及判斷都是由其完成的，并控制所有其它部件的操作。(1) 接收從編程器輸入的用戶程序，并存入程序存儲器中。(2) 用

8、掃描方式采集現場輸入狀態(tài)和數據，并存入相應的數據寄存器中。(3) 執(zhí)行用戶程序，從程序存儲器中逐條取出用戶程序邏輯，經過解釋程序解釋后逐條執(zhí)行，完成程序邏輯規(guī)定的邏輯和算術運算，產生相應的輸出信號，完成程序規(guī)定的各種操作。（4）通過故障自診斷程序，診斷PLC的各種運行錯誤。 系統(tǒng)程序存儲器：主要存放系統(tǒng)程序，包括監(jiān)控程序、解釋程序、故障自診斷程序、標準子程序及其它各種管理程序等。系統(tǒng)程序已由廠家固化在ROM或EPROM中，用戶不能更改。 用戶程序存儲器：主要存放用戶編制的應用程序。是用戶為解決實際問題并根據PLC的指令系統(tǒng)而編制的程序，它通過編程器輸入，經CPU存入用戶程序存儲器。該存儲器使用

9、RAM。存儲器 變量存儲器：主要存放PLC的內部邏輯變量，如內部繼電器、I/O寄存器、定時器/計數器中邏輯變量的現行值等，這些現行值在CPU進行邏輯運算時需隨時讀出、更新有關內容，所以變量存儲器也采用RAM。低功耗的CMOS-RAM及鋰電池供電的掉電保持技術，以提高運行可靠性。輸入/輸出(I/O)接口 輸入接口用于采集現場各種開關接點（如：按鈕、行程開關、傳感器等）的狀態(tài)信號，并將其轉換成標準的邏輯電平，送入CPU處理。光電耦合器件實現現場與PLC主機的電器隔離，以提高抗干擾性。模擬量輸入？輸入/輸出(I/O)接口輸出接口:用于將經主機處理過的結果通過輸出電路去驅動輸出設備 （如:接觸器、電磁

10、閥、指示燈等）。圖2.3 繼電器輸出接口電路編程器 編程器是PLC很重要的外部設備，通過通信端口與PLC相連接。它用于用戶程序的輸入、修改、調試、檢查和監(jiān)視，還可以通過其鍵盤去調用和現實PLC的一些內部狀態(tài)和系統(tǒng)參數。外部設備接口 I/O擴展接口用于將擴充外部輸入/輸出端子數擴展單元與基本單元（即主機）聯接在一起。輸入輸出擴展接口 此接口可將編程器、打印機、條形碼掃描儀等外部設備與主機相連。PLC的基本結構PLC的工作方式 PLC采用“循環(huán)掃描”的工作方式，每個掃描周期可分為輸入采樣，程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段。（2050ms）輸入端子輸入狀態(tài)寄存器輸出鎖存器輸出狀態(tài)寄存器輸出端子程序執(zhí)行讀讀

11、寫輸入采樣程序執(zhí)行輸出刷新1.輸入采樣階段 每個掃描周期開始，控制器首先順序讀入所有輸入端的信號狀態(tài)（0或1），并逐一存入輸入狀態(tài)寄存器（輸入映象寄存器），即輸入刷新。輸入采樣結束后，即使輸入狀態(tài)發(fā)生變化，輸入映象寄存器的內容也不會改變，只有在下一個掃描周期的輸入采樣階段才能被讀入。PLC的工作方式2. 程序執(zhí)行階段 程序執(zhí)行期間，地址計數器順序尋址，依次指向每個存儲單元，控制器順序執(zhí)行這些指令。3. 輸出刷新階段 在所有指令執(zhí)行完畢后，輸出狀態(tài)寄存器中所有的狀態(tài)，在輸出刷新階段轉存到輸出鎖存器，去控制各物理繼電器的通/斷，這才是PLC的實際輸出。PLC的工作方式 對指令制定的輸入狀態(tài)寄存器、

12、輸出或內部輔助繼電器、定時器、計數器、狀態(tài)器的狀態(tài)進行邏輯運算，運算結果通過輸出指令存入輸出狀態(tài)寄存器（輸出鏡像寄存器）。2.2 PLC的編程器件和編程方式 PLC的內部結構可等效為一個繼電器系統(tǒng)。PLC內部存儲單元的每個二進制位可等效為一個繼電器，這種等效繼電器的狀態(tài)由軟件控制，故叫編程器件（或軟繼電器）。圖2.4 PLC的內部等效繼電器電路圖常開觸點常閉觸點2.2.1 F1系列PLC編程器件2.2.1 PLC的編程器件輸入繼電器（X） 輸入繼電器專門用來接收外部開關或傳感器等發(fā)來的信號，它與PLC的輸入端子相連。它只能由外部信號驅動，不能再程序內部用指令來驅動，其觸點也不能直接驅動電路。輸

13、入繼電器電路2.2.1 PLC的編程器件輸出繼電器（Y） 用于將程序運算的結果結果輸出端送到用戶輸出設備（如接觸器、電磁閥、指示燈等）。每一輸出繼電器只有1個外部輸出觸點與PLC的輸出端子相連，用以控制外部負載?？梢蕴峁┤舾蓛炔坑|點供編程使用。輸出繼電器電路2.2.1 F1系列PLC編程器件2.2.1 PLC的編程器件時間繼電器（T） 又叫定時器。定時器的設定值為K（100ms或10ms時間脈沖）。 功能：當輸入條件使定時器線圈得電時，起動定時器開始定時，設定值遞減，當設定值減到零時，定時器的輸出觸點動作，并停止計時。若定時器的線圈繼續(xù)處于得電狀態(tài)，則它的動合觸點（常開觸點）就一直閉合，動斷觸

14、點（常閉觸點）就一直斷開；反之，若它的線圈斷電，則它的觸點復位，即定時器復位。100ms普通定時器的工作過程驅動輸入X4002.2.1 PLC的編程器件計數器（C）可對外部事件或內部的脈沖進行計數，計數器的設定值為K。功能：計數器開始工作前，要進行復位，即從復位輸入端輸入一個脈沖；以后從計數輸入端來一個脈沖，計數值就減1，當設定值減為零時，計數器的輸出觸點就動作。具有掉電保護功能。不需要掉電保存計數值的場合，使用初始化脈沖進行復位。2.2.1 PLC的編程器件計數器的工作過程2.2.1 PLC的編程器件輔助繼電器（M） 只能由程序指令控制，專供內部編程使用，其觸點不可以直接驅動外部負載。可作中

15、間繼電器和移位寄存器使用。 通常同一單元的8位輔助繼電器組成一個移位寄存器，可以方便地進行順序控制。某一單元一旦選作一位寄存器，就不能在作它用。通用輔助繼電器（十進制）斷電保持輔助繼電器特殊輔助繼電器斷電保持輔助繼電器2.2.1 PLC的編程器件運行監(jiān)視器M70：PLC運行時， M70接通， 監(jiān)視PLC的運行狀態(tài)；初始脈沖繼電器M71 ：開機發(fā)脈沖，可對C、T、S進行初始化；鋰電池電壓過低繼電器M76 ：鋰電池電壓過低時， M76繼電器接通，用來提示鋰電池即將失效；內部時鐘脈沖M72、 M73 ：當PLC通電時， M72和 M73 產生周期分別為10ms（接通和斷開各5ms）、100ms的脈沖

16、信號。電池指示M76，電池電壓下降時接通；全部輸出禁止繼電器M77， M77接通時，全部輸出繼電器均為斷開狀態(tài)；特殊輔助繼電器2.2.1 PLC的編程器件高速計數 M470， M470接通時，執(zhí)行2kHz高速計數；起動信號M472：M472起動C660、C661計數；正反選擇M471： M471接通， C660、C661正向計數； M471斷開，C660、C661反向計數；計數標志M473：六位計數器由999999變0或由0變999999，M473接通；特殊輔助繼電器2.2.1 PLC的編程器件狀態(tài)器（S） 在步進順序控制程序中，狀態(tài)器是重要的編程元件。通常將它與后述的步進指令（STL）配合使

17、用，完成某一工序的步進控制。當其不用于步進控制時，可當作輔助繼電器使用。2.2.2 PLC的編程方式面向控制過程、面向問題、簡單直觀 繼電器梯形圖LAD（Ladder Diagram） 邏輯功能圖 功能流程圖 邏輯代數表達式 指令語句表STL (Statement List)2.2.2 PLC的編程方式繼電器梯形圖與傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制線路圖相似，不同的是采用特定的編程元件和構圖規(guī)則。比較直觀、形象、對于那些熟悉繼電器接觸器控制系統(tǒng)的人 來說，易被接受。適用于比較簡單的控制功能的編程梯形圖左母線右母線觸點線圈2.2.2 PLC的編程方式梯形圖編程的一般規(guī)則1 梯形圖按自上而下、從左到右的順序

18、排列; 每一個繼電器線圈為一個邏輯行，成為一個梯形。起始于左母線，然后是觸點的各種連接，最后是線圈，線圈與右母線相連。 元件編號地址必須在所示用的PLC的有效范圍內。2 梯形圖是PLC形象化的編程方式，其左右兩側母線并不接任何電源，因而圖中各支路也沒有真實的電流流過; 虛擬電流由左向右單方向流動；3 梯形圖中的繼電器實質上是變量存儲器中的位觸發(fā)器，相應某位觸發(fā)器為“1“態(tài)，表示該繼電器線圈通電，其動合觸點閉合，動斷觸點打開 ;線圈是廣義的；2.2.2 PLC的編程方式4 梯形圖中信息流程從左到右，繼電器線圈應與右母線直接相連，線圈的右邊不能有觸點而左邊必須有觸點;5 繼電器的線圈在一個程序中不

19、能重復使用；而繼電器的觸點，編程中可以重復使用，且使用次數不受限制。6由梯形圖編寫指令程序時，應遵循自上而下、從左到右的順序，梯形圖中的每個符號對應于一條指令，一條指令為一個步序；在定時器、計數器的輸出指令后，必須緊跟定值常數K，設置定時常數和計數常數K也是一個步序。 不存在幾條并列支路同時動作。2.2.2 PLC的編程方式邏輯功能圖：沿用半導體邏輯電路的邏輯圖表達式優(yōu)點：易于描述較為復雜的控制功能，表達直觀，查錯找漏容易缺點：必須采用帶有顯示屏的編程器才能描述功能流程圖：類似于計算機的程序框圖優(yōu)點：描述控制過程比較詳細具體，包括每一框圖前的輸入信號，框內的判斷和工作內容，框后的輸出狀態(tài)；構思

20、容易；邏輯代數表達式：與邏輯功能圖和功能流程圖相配合寫出輸出信號或中間變量的邏輯表達式，輔助程序設計方法2.2.2 PLC的編程方式指令語句表利用類似于匯編語言的指令表來編程。優(yōu)點：編程方便、編程設備簡單低廉。缺點：抽象；梯形圖指令語句表2.3.1 F1系列PLC系統(tǒng)構成型號說明F140MR？relayTransistorSilicon2.3.1 F1系列PLC系統(tǒng)構成系統(tǒng)構成 F112M 6入6出； F120M 12入8出； F130M 16入14出； F140M 24入16出； F160M 36入24出；(1)基本單元(2)擴展單元 F110E 4入6出； F120E 12入8出； F14

21、0E 24入16出； F160E 36入24出；擴展單元內部不具有CPU、RAM、ROM、 C、 T、 M、 S等不能單獨使用2.3.1 F1系列PLC系統(tǒng)構成(3)編程器1)簡易手提式編程板F120P-E。編程時要將編程板插入PLC的主機單元或通過電纜與主機單元相連，均用于對PLC的在線編程。 2)程序存取器F220H-DE。將編程板F1-20PE或F2 20P-E插入F220HDE后使用，具有離線編程功能。同時，另有一個優(yōu)點是有打印機接口，能打印程序圖、程序表以及元件表。 3)手提式多功能圖象編程器。能用梯形圖或語句表離線編程；與PLC間程序傳送；在RUN方式下，在線監(jiān)視，強制合改變定時器

22、/計數器常數；具有錄音機、EPROM寫入器、打印機、磁盤驅動器等接口；4) IBM個人計算機編程。IBM個人計算機配上MEDOC軟件包，能進行編程、編輯和生成文件。2.3.1 F1系列PLC系統(tǒng)構成(4)程序存儲卡 程序存儲卡有F-EEPROM-1及F-ROM-l兩種類型，程序容量分1K和2K程序步。(5)寫入器 寫入器分F20MW和GP80ROWEEPROM寫入器兩種類型。其功能是實現PLC和EPROM之間程序傳送，即PLC中RAM區(qū)程序通過寫入器固化到程序存儲卡中，或將程序存儲卡中程序傳送到PLC的RAM區(qū)中去。2.3.1 F1系列PLC系統(tǒng)構成1)模擬定時器F-4T-E。通過PLC主機單

23、元的擴展口接上模擬定時器F-4TE，使PLC 又增加了4點定時器。定時范圍是0.1600s，分四段區(qū)域0.11 s；1-10s；1060s；60600s?？赏ㄟ^螺釘旋具來調節(jié)延時大小。2)位置控制器P20CM及位控編程板F20CP。這個特殊單元是與PLC主機單元擴展口相連。此單元能有10個可編程條件接受400點位置。這些條件包括系統(tǒng)在哪一點進入低速、慢性補償和精確度檢查。3)模擬輸入輸出單元F16AE。本單元與F1系列除F1-12M外的基本單元的擴展口相連。它具有4點模擬輸入，并將模擬量轉換成數字量，PLC能對這些數字量進行算術運算、比較等處理。之后通過本單元將數字量轉變成模擬量輸出，模擬輸出

24、有2點；以完成模擬量的輸入輸出控制。(6)特殊單元2.3.1 F1系列PLC系統(tǒng)構成技術性能 PLC技術性能包括一般性能、功能特性、輸入輸出性能和其它性能等結構特點 F1系列PLC屬于整體式(單元式)結構，其特點是非常緊湊。它所有的電路都裝在一個模塊內，構成一個整體，體積小巧、成本低、安裝方便。2.3.3 F1系列PLC指令1邏輯取(輸入)及線圈驅動(輸出)指令LD、LDI、OUT1) LD 取指令，從輸入母線開始，取用常開觸點。2) LDI 取反指令，從輸入母線開始，取用常閉觸點。3) OUT輸出指令，用于驅動輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數器、狀態(tài)器和功能指令。在編程中，并聯的OUT指

25、令可以連續(xù)使用任意次；對定時器、計數器使用OUT指令后，必須設置常數K。LD、LDI地址碼：X、Y、C、T、MOUT地址碼：Y、C、T、M2.3.3 F1系列PLC指令000 LDI X400001 OUT Y430002 LD X401003 OUT M100004 OUT T450005 K 99006 LD T450007 OUT Y430 2邏輯指令AND、ANI；OR、ORI；ORB、ANB (1)與指令(觸點串聯)AND、ANl 1)AND 與指令，用于單個常開觸點的串聯。 2)ANI 與反指令，用于單個常閉觸點的串聯。2.3.3 F1系列PLC指令000 LD X402001 A

26、ND M101002 OUT Y430 003 LD Y431004 ANI X403005 OUT M101006 AND T451007 OUT Y434(2) 或指令(觸點并聯)OR、ORI 1)OR 或指令，用于單個常開觸點的并聯。 2)ORI 或反指令，用于單個常閉觸點的并聯。2.3.3 F1系列PLC指令000 LD X400001 OR Y430002 AND X401003 ORI X410004 ANI X404005 OR T450006 AND Y430(3)電路塊連接指令ORB、ANB1)ORB 電路塊或指令，用于兩個以上觸點串聯的支路與前面支路并聯連接。 ORB是獨立

27、指令，它不帶任何器件編號。 電路塊的并聯可采用兩種方式編程。 多重并聯，每重并聯的電路塊分別用ORB指令，并聯支路數不受限制。 集中并聯，將各串聯電路塊相繼編寫，最后集中使用ORB指令，但ORB最多只能出現8次。 推薦使用多重并聯方式。2.3.3 F1系列PLC指令2.3.3 F1系列PLC指令000 LD X400001 LD X401002 AND X402003 ORB004 LD X403005 AND X404006 ANI X405007 ORB008 LD X410009 AND X411010 ANI X412011 ORB012 OUT Y430000 LD X400001

28、LD X401002 AND X402003 LD X403004 AND X404005 ANI X405006 LD X410007 AND X411008 ANI X412011 ORB012 OUT Y4302)ANB 電路塊與指令，用于并聯電路塊與前面接點電路或并聯電路塊的串聯。 ANB也是獨立指令，不帶器件編號。串聯方法也有兩種，也推薦使用多重串聯方式。2.3.3 F1系列PLC指令000 LD M100001 LD X400002 OR X401003 ANB004 LD X402005 AND X403006 LDI X404007 ANI X405008 ORB009 OR

29、X406010 ANB011 OR X403012 OUT Y437 000 LD M100001 LD X400002 OR X401003 LD X402005 AND X403006 LDI X404007 ANI X405008 ORB009 OR X406010 ANB011 OR X403012 OUT Y4373)ORB和ANB指令綜合使用 對于梯形圖中既有電路塊并聯，又有電路塊串聯的情況，則應按照由上而下，從左到右的順序，綜合使用ORB、ANB等各種指令，逐個元件、逐條支路編程。2.3.3 F1系列PLC指令000 LD X400001 ANI T450002 LDI M100

30、003 AND X404004 ORI X402005 AND X405006 ORB007 LDI Y430008 OR C460009 ANB010 OR Y441011 OUT Y431012 AND X406013 OUT M110014 AND X407015 OUT T452016 K 853復位指令RST 復位指令RST，用于計數器或移位寄存器的復位。復位時，對計數器是將其當前值恢復至設定值；對移位寄存器是將其內容清零。 在任何情況下，RST指令優(yōu)先執(zhí)行；在RST輸入有效時，不接受計數器和移位寄存器輸入信號。 因復位回路的程序與計數器的計數回路程序是相互獨立的，其程序的執(zhí)行順序可

31、任意安排，且可分開編程。 由電池支持的計數器和移位寄存器，具有掉電保護功能； 在不必要保持其原有功能時，可使用RST復位。2.3.3 F1系列PLC指令2.3.3 F1系列PLC指令000 LD X400001 OR M71002 RST C460003 LD X402004 AND M72005 OUT C460006 K 99007 LD C460008 OUT Y4304移位指令SFT 移位指令SFT，用于移位寄存器的移位。每8個或16個輔助繼電器可組成一個移位寄存器，首位輔助繼電器的號碼作為移位寄存器的號碼。2.3.3 F1系列PLC指令M100M100 M101 M102 M103

32、M104 M105 M106 M107M110M110 M111 M112 M113 M114 M115 M116 M117移位寄存器輔助繼電器2.3.3 F1系列PLC指令（1）數據輸入端：置初始位（2）移位脈沖輸入端：每通斷一次，右移一位。000 LD X402001 OUT M110002 LD X400003 SFT M110004 LD X401005 RST M110順序驅動線圈，利用其對應觸點可進行順序控制X402M110（3）復位輸入端：復位指令使移位寄存器清零。若復位信號一直保持，則數據輸入信號和移位脈沖輸入信號無效。2.3.3 F1系列PLC指令移位寄存器作順序控制用1 0

33、 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0Y430得電M110M111M1175脈沖輸出指令PLS 脈沖輸出指令PLS，又稱為微分輸出指令。它利用輔助繼電器將脈寬較寬的輸入信號變成脈寬等于PLC掃描周期的窄脈沖信號，而信號周期不變；在計數器或移位寄存器需外觸發(fā)信號復位和移位時常用這種窄脈沖信號。2.3.3 F1系列PLC指令000 LD X400001 PLS M101002 LD M101003 RST C460004 LD X401005 OUT C460006 K 50007 LD C460008 OUT Y4306空操作指令NOP 空操作指令NOP，或稱空處理，用于程序的修

34、改，便于調試程序。在編程時預先在程序加入一些NOP指令，使這些步序不起作用，可在調試程序中更改或增改指令時，使步序號的更改較小。7程序結束指令END 程序結束指令END用于程序的終了。在程序末尾寫入END指令，則END以后的程序就不再執(zhí)行，直接進行輸出處理，以縮短執(zhí)行周期。在程序調試過程中，按段設置中斷點插入END指令，可以順序逐段調試程序，每段調試完畢后刪除END。 2.3.3 F1系列PLC指令2.3.3 F1系列PLC指令8保持指令S、R 置位保持指令S和復位保持指令R用于輸出繼電器Y、狀態(tài)器S和輔助繼電M200M377的置位和復位保持工作。 通常都是成對出現，s和R指令使用順序無限制，

35、在s和R指令間還可插入其它程序。當連續(xù)編制s與R指令而且中間沒有插入其它程序，并且兩者的插入條件同時具備時，則后執(zhí)行的指令取代先執(zhí)行的結果，即后執(zhí)行的指令有效。000 LD X401001 S M201 010 LD X402011 R M2019主控指令MC、MCR（目標元素M100M177） 1)主控指令MC 用一常開觸點控制一組電路，LD轉換到分支母線上。 2)主控復位指令MCR 主控電路塊結束，LD轉換到原主母線上。 主控指令MC之后，出現一個新的分支母線，掛在分支母線上的每條邏輯行電路的編程，都要由LD或LDI開頭；在梯形圖中可以多次使用主控指令，并可嵌套使用，但最多不能超過8次。使

36、用主控指令時應注意：MC和MCR指令必須成對出現。2.3.3 F1系列PLC指令 多個繼電器同時受一個觸點或一組觸點控制，這種控制稱為主控。指令多，占用內存多2.3.3 F1系列PLC指令2.3.3 F1系列PLC指令輸出繼電器Y530、Y531、Y532受輸入繼電器X500、X501主控000 LD X500001 AND X501002 OUT M100003 MC M100004 LD X502005 OUT Y530006 LD X503007 OUT Y531008 LD X504009 OUT Y532010 MCR M100011 LD X505012 OUT Y533更好的辦法

37、：采用主控指令10條件跳步指令CJP、EJP 1)CJP條件跳步指令(轉移開始指令)。 2)EJP 跳步結束指令(轉移目的地指令)。 這對指令用來跳過需要停止執(zhí)行的程序段。使用時必須成對出現，兩條指令中的跳轉號必須相同。其范圍為700 777。2.3.3 F1系列PLC指令2.3.3 F1系列PLC指令（1）CJP、EJP后面跟一個標號，代表目的地址。其范圍為700777。程序A跳轉條件成立？程序C程序BYN（2）程序中CJP跳轉目的地、必須有EJP對應。CJP總在前，EJP總在后。當X400接通，產生跳轉，計數器停止計數，0.1s的定時器停止計時，跳轉復位后，繼續(xù)進行；注：0.01s定時器若

38、已開始工作，則不停止，定時時間到設定值后，其輸出觸點只有在跳轉復位后才接通。2.3.3 F1系列PLC指令000 LD X404001 ANI X405002 OUT Y432003 LD X400004 CJP 701005 LD X401006 RST C460007 LD X402008 OUT C460009 K 10010 LD X403011 OUT T450012 K 50013 LD T450014 OUT Y430015 EJP 701016 LD T450017 OUT Y431018 END2.3.3 F1系列PLC指令11步進梯形指令STL、RET 1)STL步進梯形指

39、令（步進指令） 2)RET步進梯形結束指令。（步進結束指令） 步進梯形指令STL是用來簡化梯形圖編程的一種指令，主要用來實現步進式的控制方式。其目標元件是狀態(tài)繼電器S600S647，觸點符號用 狀態(tài)器作為普通繼電器使用時，其功能與有斷電保持功能的輔助繼電器相同。2.3.3 F1系列PLC指令狀態(tài)器的觸點左邊接在主母線上，右邊建立新的分支母線，分支母線上的觸點由LD或LDI開始；（主控功能）自動復位功能，狀態(tài)轉移后原狀態(tài)會自動復位注：狀態(tài)轉移電路必須設置在STL回路中，原狀態(tài)器才會自動復位。負載驅動功能，直接驅動，或通過其它觸點驅動步進復位指令RET，表示下面的程序不受步進指令的控制2.3.3

40、F1系列PLC指令000 STL S601001 LD X401002 OUT Y430003 LD M101004 S S604005 STL S604 006 OUT Y432007 LD X404008 S S602009 RET010 LD Y432011 AND X403 012 OUT M104（STL觸點與母線相連）（LD點右移）（STL觸點與母線相連）復位指令（復位指令后LD點與原母線相連）步進指令可以與CJP、EJP指令聯用，但不可以與MC、MCR聯用。2.3.3 F1系列PLC指令LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI對觸點操作的指令ANB、ORB觸點塊連接指令OUT、

41、S、R、PLS、RST、SFT對線圈操作的指令CJP、EJP、MC、MCR、NOP、END 、 STL其它指令2.4 PLC控制系統(tǒng)設計 2.4.1 PLC控制系統(tǒng)設計步驟2.4.2 PLC移位寄存器控制方式應用實例2.4.3 PLC步進梯形指令控制方式應用實例分析控制系統(tǒng)確定控制流程確定I/O點數及類型估計PLC規(guī)模估計PLC規(guī)模選購PLC主機、 I/O器件及外設程序設計調試程序修改程序現場調試及運行交工使用保存程序運行正確程序正確現場安裝接線YNYN2.4.1 PLC控制系統(tǒng)設計步驟PLC 控制系統(tǒng)設計步驟硬件設計主要包括：1)確定安排PLC的輸入、輸出點；2)設計外圍電路，包括主電路；3

42、)選購PLC并進行現場安裝接線等內容。軟件設計，大多采用梯形圖和指令字程序，主要包括：1)設計控制流程，根據工藝要求先畫出工作循環(huán)，如有必要再畫詳細的狀態(tài)流程圖；2)根據工作循環(huán)圖，畫出虛擬的電路圖繼電器梯形圖；3)按梯形圖編寫指令程序表；4)系統(tǒng)調試，根據設計要求，對程序進行調試和修改，必要時還可對硬件電路進行修改，直到符合要求為止。1畫工藝流程圖和動作順序表 設計一個PLC控制系統(tǒng)時，首先必須詳細分析控制過程與要求，全面、清楚地掌握具體的控制任務，確定被控系統(tǒng)必須完成的動作及完成這些動作的順序，畫出工藝流程圖和動作順序表。 確定輸入量和輸出量。2.4.1 PLC控制系統(tǒng)設計步驟2. 選擇P

43、LC （1）PLC規(guī)模的估算 （2）PLC的選擇 (1) PLC規(guī)模的估算 1) 輸入、輸出點的估算。 為了準確地統(tǒng)計出被控設備輸入、輸出點的總需求量，可以把被控設備的信號源一一列出，并認真分析輸入、輸出點的信號類型。 PLC與計算機、打字機、CRT顯示器等設備的連接，需要專用接口，也應一起列出來。 輸入輸出總點數輸入輸出總點數估算值（1.151.2） 2)存儲容量的計算 。 用戶程序占用內存的多少與多種因素有關。例如，輸入、輸出點的數量和類型；輸入、輸出量之間關系的復雜程度；需要進行運算的次數；處理量的多少；程序結構的優(yōu)劣等，都與內存容量有關。 一般粗略的估計方法是：指令條數 (輸入點數+輸

44、出點數)x(1012) 在按上述數據估算后，通常再增加1520的備用量，作為選擇PLC內存容量的依據。2.4.1 PLC控制系統(tǒng)設計步驟（2）PLC的選擇 1) PLC的功能（速度）2.4.1 PLC控制系統(tǒng)設計步驟 產品檢測傳送帶如圖示，用PLC來檢測產品數量。為確保不漏檢，對PLC掃描周期有何要求？ 產品通過檢測點的時間間隔為：T=0.025m/(50m/60s)=30ms, 所以，PLC的掃描周期必須小于30ms3)輸出接口模塊。 輸出接口模塊的任務，是將PLC的內部輸出信號變換成可以驅動執(zhí)行機構的控制信號。除了考慮輸出點數外，在選擇時通常還要注意下面兩個問題: 輸出接口模塊允許的工作電

45、壓、電流應大于負載的額定工作電壓、電流值。對于燈絲負載、電容性負載、電動機負載等要注意起動沖擊電流的影響，留有足夠的余量。 對于感性負載，則應注意在斷開瞬間，可能產生很高的反向感應電動勢。為避免這種感應電勢擊穿元器件或干擾PLC主機的正常工作，應采取必要的抑制措施。2.4.1 PLC控制系統(tǒng)設計步驟 2) 輸入接口模塊。 PLC的輸入直接與被控設備的一些輸出量相連。因此，除按前述估算結果考慮輸入點數外，還要選好傳感器等?？紤]輸入點的參數，主要是它們的工作電壓和工作電流要與傳感器的輸出相匹配，最好不經過轉換就能直接相連。 3編制IO地址號分配對照表 一般在工業(yè)現場，各輸入接點和輸出設備都有各自的

46、代號，PLC內的I0繼電器也有地址編號。為使程序設計、現場調試和查找故障方便，要編制一個已確定下來的現場輸入輸出信號的代號和分配到PLC內與其相連的輸入輸出繼電器號或器件號的對照表，簡稱IO號分配表。 還要確定需要的定時器、計數器、內部繼電器、狀態(tài)器等的數量和編號。2.4.1 PLC控制系統(tǒng)設計步驟4畫出PLC與現場器件的實際安裝連線圖并按圖安裝接線 5畫出梯形圖6按照梯形圖編寫指令程序并通過編程器送入PLC 7進行系統(tǒng)模擬調試和完善程序8對整個PLC控制系統(tǒng)進行現場調試和試運行 9交工使用及保存程序 2.4.1 PLC控制系統(tǒng)設計步驟2.4.2 PLC移位寄存器控制方式應用實例 下面將通過搬

47、運機械手的具體實例，介紹PLC控制系統(tǒng)的設計方法。 1工藝流程圖與動作順序表:搬運機械手示意圖2.4.2 PLC移位寄存器控制方式應用實例夾持后，延時3S再上升，保證可靠夾持松開后，延時2S再上升，保證可靠松開ST1：下限 ST2：上限ST3：右限 ST4：左限 電磁閥驅動汽缸來實現工件夾持和松開YA2：ON夾持，OFF松開機械手移動：YA1，控制下降YA3，上升YA4，右移YA5，左移2.4.2 PLC移位寄存器控制方式應用實例步序輸入條件下降YA1夾緊YA2上升YA3右移YA4左移YA5燈HL原點ST2 ST4+下降SB1+夾緊ST1+上升KT1(3s)+右移ST2+下降ST3+松開ST1

48、上升KT2(2s)+左移ST2+原點ST2 ST4+2.4.2 PLC移位寄存器控制方式應用實例2.4.2 PLC移位寄存器控制方式應用實例現場器件內部繼電器地址說明現場器件內部繼電器地址說明輸入SB1X400起動按鈕輸出YA1Y431下降電磁閥ST1X401下限位開關YA2Y432夾持電磁閥ST2X402上限位開關YA3Y433上升電磁閥ST3X403右限位開關YA4Y434右移電磁閥ST4X404左限位開關YA5Y435左移電磁閥SB2X406復位按鈕HLY430原位電磁閥現場器件與PLC內部繼電器對照表2.4.2 PLC移位寄存器控制方式應用實例設計思路：2.4.2 PLC移位寄存器控制

49、方式應用實例順序控制移位寄存器步進梯形指令原位下降夾緊上升右行下降松開M100 M101 M102 M103 M104 M105 M106 上升左行回原點M107 M110 M111M106T451松開延時K 20X402X404M200M105ST2 ST4X401M101ST1下限位下降T450M102夾持延時繼電器夾緊X402M103上限位上移M100X400原點啟動X403M104右行右限位X401M105下移ST1下限位T451M106松開放松延時繼電器X402M107上移上限位X404M110左行左限位X406復位PLSM200OUTRSTSFTM100M117|M106M104M

50、103M102M101M107M110M111M201Y432M102SM201原點指示M100Y430M105T450夾持延時K 30M107M103Y433上升右行M104Y434RM201M101Y431下降M110Y435左行M105M106M104M103M102M101M107M1102.4.3 PLC步進指令控制方式應用實例2.4.3 PLC步進指令控制方式應用實例負載驅動圖轉步條件圖狀態(tài)轉換圖2.4.3 PLC步進指令控制方式應用實例狀態(tài)轉換圖2.4.3 PLC步進指令控制方式應用實例2.4.3 PLC步進指令控制方式應用實例手動順序操作單一操作返回原位，返回原點位置。自動順序操作步進操作， 每按一次起動按鈕，動作向前執(zhí)行一步單周期操作 原位，按下起動按鈕，自動完成一個周期的操作，然后又停在原位； 執(zhí)行過程中，按下停止按鈕，機器停留在該步工序上。按下起動按鈕，從該步執(zhí)行。連續(xù)操作 原位，按下起動按鈕，連續(xù)周期重復進行各步序工作，到按下停止按鈕，機器執(zhí)行完最后一個周期，停止在原位。2.4.3 PLC步進指令控制方式應用實例2.4.3 PLC步進指令控制方式應用實例2.4.3 PLC步進指令控制方式應用實例圖 2.28 狀態(tài)的初始化(1)初始狀態(tài)復位 在選擇返回原位方式下，按返回原位按鈕，則表示機器