可编程控制器应用技术第4章.优秀PPT.ppt

1可编程限制器应用技术可编程限制器应用技术 可编程限制器应用技术可编程限制器应用技术第四章第四章 FX2N系列可编程限制器基本指令的编程应用系列可编程限制器基本指令的编程应用书目书目n 可可编编程限制器的程限制器的应应用开用开发发n 常用基本常用基本环节环节的的编编程程n 基本指令基本指令编编程程实实例及例及阅历设计阅历设计法法n FX2N系列可系列可编编程限制器程限制器编编程程软软件及程序下件及程序下载载1内容提要内容提要2 基本指令是基本指令是 PLC PLC程序中应用最常见的指令程序中应用最常见的指令,娴熟应用娴熟应用基本指令是基本指令是PLCPLC编程的基础。程序的编制过程是将限制系编程的基础。程序的编制过程是将限制系统工作条件及工作目的间的关系指令化的过程。统工作条件及工作目的间的关系指令化的过程。本章在介绍工业限制中常用基本环节编程的基础上以本章在介绍工业限制中常用基本环节编程的基础上以实例说明实例说明 FX2N FX2N系列系列PLCPLC基本指令的编程应用基本指令的编程应用,并总结并总结“阅阅历法历法”编程的基本技巧。编程的基本技巧。编制完成的程序需下载到编制完成的程序需下载到PLCPLC中运行中运行,各各PLCPLC厂商都为厂商都为自己的产品配备了编程软件自己的产品配备了编程软件,本章简要介绍本章简要介绍SWOPC-FXGP/SWOPC-FXGP/WIN-CWIN-C编程软件的用法。编程软件的用法。第一节第一节 可编程限制器的应用开发可编程限制器的应用开发n可编程限制器在应用开发过程中的步骤组成可编程限制器在应用开发过程中的步骤组成n限制对象的生产工艺过程及限制要求调查限制对象的生产工艺过程及限制要求调查n可编程限制器的资源安排及接线设计可编程限制器的资源安排及接线设计n程序编制程序编制n程序的调试及修改完善程序的调试及修改完善3其次节其次节 常用基本环节的编程常用基本环节的编程n一、三相异步电动机单向运转限制一、三相异步电动机单向运转限制:启启保保停停电路单元电路单元图4-1 异步电动机单向运转控制4其次节其次节 常用基本环节的编程常用基本环节的编程n梯形图程序的全部要素梯形图程序的全部要素n(1)(1)事务事务n(2)(2)事务发生的条件事务发生的条件n(3)(3)事务得以持续的条件事务得以持续的条件n(4)(4)使事务中止的条件使事务中止的条件5其次节其次节 常用基本环节的编程常用基本环节的编程n二、三相异步电动机可逆运转限制二、三相异步电动机可逆运转限制:互锁环节互锁环节n若希望实现三相异步电动机可逆运转，需增加若希望实现三相异步电动机可逆运转，需增加一个反转限制按钮和一只反转接触器。一个反转限制按钮和一只反转接触器。图4-2 三相异步电动机可逆运转控制6其次节其次节 常用基本环节的编程常用基本环节的编程n三、两电机分时启动的电路三、两电机分时启动的电路:基本延时环节基本延时环节图4-3 两台异步电动机延时启动控制设计思路设计思路设计思路设计思路:先绘两台电机先绘两台电机先绘两台电机先绘两台电机独立的启独立的启独立的启独立的启保保保保停电路。停电路。停电路。停电路。第一台电机运用启动按钮第一台电机运用启动按钮第一台电机运用启动按钮第一台电机运用启动按钮启动。其次台电机运用定启动。其次台电机运用定启动。其次台电机运用定启动。其次台电机运用定时器的常开触点启动。两时器的常开触点启动。两时器的常开触点启动。两时器的常开触点启动。两台电机均运用同一停止按台电机均运用同一停止按台电机均运用同一停止按台电机均运用同一停止按钮。然后再解确定时器的钮。然后再解确定时器的钮。然后再解确定时器的钮。然后再解确定时器的工作问题。工作问题。工作问题。工作问题。7其次节其次节 常用基本环节的编程常用基本环节的编程n四、定时器的延时功能扩展环节四、定时器的延时功能扩展环节n接受两种方法接受两种方法图4-4 两定时器接力延时400s图4-5 定时器配合计数器延时1000s8其次节其次节 常用基本环节的编程常用基本环节的编程n五、定时器构成的振荡电路五、定时器构成的振荡电路n图4-5中定时器T1的工作实质是构成一种振荡电路,产生时间间隔为定时器的设定值,脉冲宽度为一个扫描周期的方波脉冲。9其次节其次节 常用基本环节的编程常用基本环节的编程n六、分频电路六、分频电路n用用PLCPLC可以实现对输入信号的随意分频。可以实现对输入信号的随意分频。图4-6 2分频电路及波形10第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法n一、编程实例一、编程实例【例1】三组抢答器儿童2人、青年学生1人和教授2人成3组抢答。儿童任一人按钮均可抢得,教授需二人同时按钮可抢得,在主持人按钮同时宣布起先后10s内有人抢答则幸运彩球转动表示庆贺。本例选用 FX2N-16MR型PLC一台。完成本例编程可按以下步骤进行。1.列出本例PLC端子安排状况 表4-1给出了本例PLC的端子安排状况。11第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法输 入 端 子输 出 端 子其 他 器 件儿童抢答按钮:X001、X002学生抢答按钮:X003教授抢答按钮:X004、X005主持人开始开关:X011主持人复位按钮:X012儿童抢得指示灯:Y001学生抢得指示灯:Y002教授抢得指示灯:Y003彩球:Y004定时器:T10表4-1 三组抢答器 PLC端子安排表 输出口Y001Y004上接有抢得指示灯及彩球,分别代表儿童抢得、学生抢得、教授抢得及彩球转动4个事务,是本例梯形图中的输出线圈。12第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法2.2.依据输出要求画出草图依据输出要求画出草图 设计梯形图时可先绘含有设计梯形图时可先绘含有4 4个启个启保保停支路的草图停支路的草图,以表达各个输出的基本关系如图以表达各个输出的基本关系如图4-74-7所示。所示。3.3.考虑各输出之间的制约并对草图做出修改考虑各输出之间的制约并对草图做出修改 依据本例要求主要有依据本例要求主要有2 2个方面的修改。个方面的修改。抢答器的重要性能是竞时封锁抢答器的重要性能是竞时封锁,也就是若已有某组也就是若已有某组先按钮抢答先按钮抢答,则其他组再按无效。体现在梯形图上是则其他组再按无效。体现在梯形图上是:Y001Y001Y003Y003间的互锁。这就要求在间的互锁。这就要求在 Y001 Y001Y003Y003支路中互支路中互串其余二个输出继电器的常闭触点。串其余二个输出继电器的常闭触点。13第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法 按限制要求,只有在主持人宣布起先的10s内 Y001Y003接通才能启动彩球,且彩球启动后,该定时器也应失去对彩球的限制作用。因而梯形图4-8中在Y004输出支路中串入了定时器T10的常闭触点,且在母线及T10间并上了Y004的自保触点。图4-8是程序设计完成后的梯形图。14第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法图4-7 三组抢答器梯形图(草图)图4-8 三组抢答器梯形图(完成)15第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法【例2】五组抢答器限制设计 五个队参与抢答竞赛。竞赛规则及所运用的设备如下。设有主持人总台及各个参赛队分台。总台设有总台灯及总台音响,总台起先及总台复位按钮。分台设有分台灯,分台抢答按钮。各队抢答必需在主持人给出题目,说了“起先”并同时按了起先限制钮后的10s内进行,如提前抢答,抢答器将报出“违例”信号(违例扣分)。10s时间到,还无人抢答,抢答器将给出应答时间到信号,该题作废。在有人抢答状况下,抢得的队必需在30s内完成答题。如30s内还没答完,则作答题超时处理。灯光及音响信号所表示的意义是这样支配的:16第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法 音响及某台灯:正常抢得 音响及某台灯加总台灯:违例 音响加总台灯:无人应答及答题超时 在一个题目回答终了后,主持人按下复位按钮。抢答器复原原始状态,为其次轮抢答做好准备。完成本例可按以下步骤进行。17第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法 1.1.1.1.确定输入输出端子及机内器件的支配确定输入输出端子及机内器件的支配确定输入输出端子及机内器件的支配确定输入输出端子及机内器件的支配 为了清晰地表达总台灯、各台灯、总台音响这些输为了清晰地表达总台灯、各台灯、总台音响这些输为了清晰地表达总台灯、各台灯、总台音响这些输为了清晰地表达总台灯、各台灯、总台音响这些输出器件的工作条件出器件的工作条件出器件的工作条件出器件的工作条件,机内器件除了选用了应答时间及答题机内器件除了选用了应答时间及答题机内器件除了选用了应答时间及答题机内器件除了选用了应答时间及答题时间二个定时器外还选用了一些协助继电器时间二个定时器外还选用了一些协助继电器时间二个定时器外还选用了一些协助继电器时间二个定时器外还选用了一些协助继电器,现将本例器现将本例器现将本例器现将本例器件支配列于表件支配列于表件支配列于表件支配列于表4-24-24-24-2。18第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法输 入 器 件输 出 器 件机内其他器件X000:总台复位按钮Y000:总台音响M0:公共控制触点继电器X001X005:分台按钮 Y001Y005;各台灯M1:应答时间辅助继电器X010:总台开始按钮Y014总台灯M2:抢答辅助继电器M3:答题时间辅助继电器M4:音响启动信号继电器T1:应答时限10sT2:答题时限30sT3:音响时限1s 表4-2 器件支配表19第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法 2.2.2.2.分析抢答器的限制要求分析抢答器的限制要求分析抢答器的限制要求分析抢答器的限制要求 本例输出器件比较多本例输出器件比较多本例输出器件比较多本例输出器件比较多,且需相互协作表示确定的意义。且需相互协作表示确定的意义。且需相互协作表示确定的意义。且需相互协作表示确定的意义。细致分析并抓住以下几个关键事务对编写输出器件的工细致分析并抓住以下几个关键事务对编写输出器件的工细致分析并抓住以下几个关键事务对编写输出器件的工细致分析并抓住以下几个关键事务对编写输出器件的工作条件有重要的意义。作条件有重要的意义。作条件有重要的意义。作条件有重要的意义。主持人是否按下起先按钮。这是正常抢答和违例主持人是否按下起先按钮。这是正常抢答和违例主持人是否按下起先按钮。这是正常抢答和违例主持人是否按下起先按钮。这是正常抢答和违例的界限。的界限。的界限。的界限。是否有人抢答。是否有人抢答。是否有人抢答。是否有人抢答。应答时间是否到时。应答时间是否到时。应答时间是否到时。应答时间是否到时。答题时间是否到时。答题时间是否到时。答题时间是否到时。答题时间是否到时。程序设计时程序设计时程序设计时程序设计时,要先用机内器件将以上事务表达出来要先用机内器件将以上事务表达出来要先用机内器件将以上事务表达出来要先用机内器件将以上事务表达出来,并在后续的设计中用这些器件的状态表达输出的条件。并在后续的设计中用这些器件的状态表达输出的条件。并在后续的设计中用这些器件的状态表达输出的条件。并在后续的设计中用这些器件的状态表达输出的条件。20第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法 3.3.3.3.按以下依次绘制程序图按以下依次绘制程序图按以下依次绘制程序图按以下依次绘制程序图 先绘出图中先绘出图中先绘出图中先绘出图中“应答允许应答允许应答允许应答允许”、“应答时限应答时限应答时限应答时限”、“抢答抢答抢答抢答继电器继电器继电器继电器”、“答题时限答题时限答题时限答题时限”等支路。这些支路中输出器件的等支路。这些支路中输出器件的等支路。这些支路中输出器件的等支路。这些支路中输出器件的状态是进一步设计的基础。状态是进一步设计的基础。状态是进一步设计的基础。状态是进一步设计的基础。设计各台灯梯形图。各台灯启动条件中串入设计各台灯梯形图。各台灯启动条件中串入设计各台灯梯形图。各台灯启动条件中串入设计各台灯梯形图。各台灯启动条件中串入 M2 M2 M2 M2的常的常的常的常闭触点体现了抢答器的一个基本原则闭触点体现了抢答器的一个基本原则闭触点体现了抢答器的一个基本原则闭触点体现了抢答器的一个基本原则:竞时封锁竞时封锁竞时封锁竞时封锁,在已有人在已有人在已有人在已有人抢答之后按按钮无效。抢答之后按按钮无效。抢答之后按按钮无效。抢答之后按按钮无效。21第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法 设计总台灯梯形图。由总台灯工作条件分析可知,梯形图中应具有以下4项内容:M2的常开和M1的常闭串联:主持人未按起先按钮即有人抢答,违例;T1的常开和M2的常闭串联:应答时间到无人抢答,本题作废;T2的常开和M2的常开串联:答题超时;Y014常开:自保触点。22第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法 设计总台音响梯形图。总台音响梯形图的结构原来可以和总台灯一样,但为了缩短音响的时间(设定为1s),在音响的输出条件中加入了启动信号的脉冲处理环节。有关的支路请读者自行分析。最终解决复位功能。考虑到主控触点指令具有使主控触点后的全部启保停电路输出中止的作用,将主控触点M0及其相关电路加在已设计好的梯形图前部。本例的梯形图见图4-9。23第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法图4-9 抢答器梯形图24第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法【例3】三电机的循环启停运转限制设计 三台电机接于Y001、Y002、Y003;要求它们相隔5s启动,各运行10s停止;并循环。据以上要求,绘出电机工作时序图如图4-10所示。图4-10 三电机控制时序图25第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法 分析时序图,不难发觉电机Y001、Y002、Y003的限制逻辑和间隔5s一个的“时间点”有关,每个“时间点”都有电机启停。因而用程序建立这些“时间点”是程序设计的关键。由于本例时间间隔相等,“时间点”的建立可借助振荡电路及计数器。设X000为电机运行起先的时刻让定时器 T0实现振荡。再用计数器C0、C1、C2、C3作为一个循环过程中的时间点。循环功能是通过C3常开触点将全部计数器复位来实现的。“时间点”建立之后,用这些点来表示输出的状态就特别简洁了。设计好的梯形图如图4-11所示。26第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法三电机控制三电机控制三电机控制三电机控制梯形图梯形图梯形图梯形图 梯形图中Y001、Y002、Y003支路也属于启保停电路,其中启动及停止条件均由“时间点”组成。27第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法【例4】十字路口交通灯限制 这也是一个时序限制例子。十字路口南北向及东西向均设有红、黄、绿三只信号灯,六只灯依确定的时序循环往复工作。图4-12是交通灯的时序图。和例3一样,本例的关键仍旧是要用机内器件将信号灯状态变更的“时间点”表示出来。分析时序图,找出信号灯状态发生变更的每个“时间点”,并支配相应的器件如表4-3所示。28器器 件件意意 义义实实 现现 方方 法法X000启动及循环起点,绿1、红2点亮启动按钮T0绿1亮25s定时器T0设定值K250,从X000接通起计时,计时时间到绿1断开,T1计时T1、T2绿1闪动3次控制T1、T2形成振荡,T1通时绿1点亮,C0计数C0黄1亮2s起点T2为C0计数信号,C0接通时黄1点亮T3黄1亮2s定时器T3设定值K20,T3接通时为红1、绿2点亮,红2熄灭T4绿2亮25s定时器T4设定值K250,从T3接通时计时,计时时间到绿2断开,T6计时T5、T6绿2闪动3次控制T5、T6形成振荡,T5通时绿2点亮,C1计数C1黄2亮2s起点T6为C1计数信号,C1接通时黄2点亮T7黄2亮2s定时器T7设定值K20,T7接通时黄2熄灭,一循环周期结束表4-3 时间点及实现方法29第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法 本例梯形图设计步骤如下:依表4-3所列器件及方式绘出各“时间点”形成所需支路。这些支路是依“时间点”的先后依次绘出,且接受一点扣一点的方式进行的。以“时间点”为工作条件绘各信号灯的输出梯形图。为了实现交通信号灯的启停限制,在已绘好的梯形图上增加主控环节。作为一个循环的结束,其次个循环起先限制的T7的常闭触点也作为条件串入主控指令中。本例梯形图见图4-13。30第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法图4-12 交通灯时序图31第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法图4-13 交通信号灯梯形图32第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法【例5】运料小车的来回运行限制 图4-14所示小车一个工作周期的动作要求如下:按下启动按钮SB(X000),小车电机M正转(Y010),小车第一次前进,遇到限位开关SQ1(X001)后小车电机M反(Y011),小车后退;小车后退遇到限位开关SQ2(X002)后,小车电机 M停转,停5s后,其次次前进,遇到限位开关SQ3(X003),再次后退;其次次后退遇到限位开关SQ2(X002)时,小车停止。33第三节第三节 基本指令编程实例及阅历设计法基本指令编程实例及阅历设计法图4-14 运料小车往返运行示意图34