《电气控制与PLC》(5).ppt

1、PLC基本逻辑指令的作用是什么？2、有多少条基本逻辑指令？3、梯形图与指令表之间是否存在对应关系？4、输入信号又是如何来控制输出状态？5、PLC如何进行循环扫描工作？6、PLC程序设计有何技巧？7、实训12实训16,第5章基本逻辑指令及其应用,学习情景引入：,5.1基本逻辑指令5.2PLC的工作原理5.3常用基本电路的程序设计5.4PLC程序设计方法及技巧实训12电动机循环正、反转的PLC控制实训13电动机正、反转能耗制动的PLC控制（1）实训14电动机Y/启动的PLC控制实训15数码管循环点亮的PLC控制（1）实训16彩灯循环点亮的PLC控制,第5章基本逻辑指令及其应用,5.1基本逻辑指令,5.1.1LD、LDI、OUT、END指令,5.1.2AND、ANI、OR、ORI指令,应用1,5.1.3ANB、ORB指令,5.1.4MPS、MRD、MPP指令,应用2,5.1.5SET、RST指令,5.1.6PLS、PLF指令,5.1.7脉冲式触点指令,5.1.9INV、NOP指令,5.1.10MEP、MEF指令,应用5,5.1.8MC、MCR指令,应用3,应用4,5.1.1LD、LDI、OUT、END指令指令的作用LD（LoaD）:取指令，常开触点与母线连接。LDI(LoaDInverse)：取反指令，常闭触点与母线连接。OUT：驱动线圈的输出指令。编程元件LD：LDI：,X、Y、M、S、T、C,5.1基本逻辑指令,OUT：Y、M、S、T、C,5.1.1LD、LDI、OUT、END指令指令的说明LD、LDI用于将触点接到母线上。LD、LDI还与块操作指令ANB、ORB相配合，用于分支电路的起点。OUT不能用于X；并联输出OUT指令可连续使用任意次。OUT指令用于T和C，其后须跟常数K，K为延时时间或计数次数。,5.1基本逻辑指令,5.1.1LD、LDI、OUT、END指令梯形图程序,指令表程序步序指令地址0LDX01OUTY02LDIX13OUTM1004OUTT0K197LDT08OUTY1,5.1基本逻辑指令,5.1.2AND、ANI指令指令的作用AND：与指令，用于串联单个常开触点；ANI(ANdInverse)：与反指令，用于串联单个常闭触点。编程元件AND：ANI：,X、Y、M、S、T、C,5.1基本逻辑指令,二、AND、ANI指令指令的说明AND和ANI指令用于单个触点与左边触点的串联，可连续使用。执行OUT指令后，通过与指令可驱动其它线圈输出。若是两个并联电路块（两个或两个以上触点并联连接的电路）串联，则需用后面的ANB指令。,3.1基本逻辑指令,二、AND、ANI指令梯形图程序,指令表程序步序指令地址0LDX01ANDX22OUTY23LDY24ANIX05OUTM1016ANDT17OUTY3,AND,ANI,AND,3.1基本逻辑指令,5.1.2AND、ANI指令梯形图程序,指令表程序步序指令地址0LDX01ANDX22OUTY23LDY24ANIX05OUTM1016ANDT17OUTY3,AND,ANI,AND,5.1基本逻辑指令,5.1.2AND、ANI指令注意梯形图的画法,指令表程序步序指令地址0LDY21ANIX12MPS3ANDT14OUTM1016MPP7OUTY3,MPS,MPP,5.1基本逻辑指令,5.1.2OR、ORI指令指令的作用OR：或指令，用于并联单个常开触点；ORI(ORInverse)：或反指令，用于并联单个常闭触点。指令的说明OR、ORI编程元件：X、Y、M、T、C、S；OR、ORI指令仅用于单个触点与前面触点的并联；若是两个串联电路块（两个或两个以上触点串联连接的电路）相并联，则用ORB指令。,5.1基本逻辑指令,5.1.2OR、ORI指令梯形图程序,指令表程序步序指令地址0LDX11ORY12ORIM1023OUTY14LDIX15ANIY16ORM1037ANIY28ORIM1049OUTM103,5.1基本逻辑指令,4指令应用实例,用所学指令设计三相异步电动机正、反转控制的梯形图。其控制要求如下：若按正转按钮SB1，正转接触器KM1得电，电动机正转；若按反转按钮SB2，反转接触器KM2得电，电动机反转；若按停止按钮SB或热继电器FR动作，正转接触器KM1或反转接触器KM2失电，电动机停止；只有电气互锁，没有按钮互锁。,5.1.3ORB指令ORB(OrBlock)：串联电路块并联连接指令指令的说明串联电路块：两个或以上的触点串连而成的电路块；将串联电路块并联时用ORB指令；ORB指令不带元件号（相当于触点间的垂直连线）每个串联电路块的起点都要用LD或LDI指令，电路块后面用ORB指令,5.1基本逻辑指令,5.1.3ORB指令梯形图程序,串联电路块,指令表程序步序指令地址0LDX21ANDX02LDIX13ANIY24ORB6OUTY3,3.1基本逻辑指令,5.1.3ANB指令ANB(AndBlock)并连电路块串连连接指令指令的说明并联电路块：两个或以上的触点串连而成的电路；将并联电路块与前面的电路串联时用ANB指令；使用ANB指令前，应先完成并联电路块内部的连接。并联电路块中各支路的起点使用LD或LDI指令；ANB指令相当于两个电路块之间的串联连线。,5.1基本逻辑指令,5.1.3ANB指令梯形图程序,指令表程序步序指令地址0LDIX11ORIX22LDIY03ANIM1004LDIY26ANDM1017ORB8ORT09ANB10ORIX311OUTM115,5.1基本逻辑指令,5.1.4MPS、MRD、MPP指令指令的作用MPS(Push)：进栈指令；MRD(Read)：读栈指令；MPP(POP)：出栈指令。指令的说明MPS、MRD、MPP指令无编程元件。MPS、MPP指令成对出现，可以嵌套。MRD指令可有可无，也可有两个或两个以上。,5.1基本逻辑指令,5.1.4MPS、MRD、MPP指令梯形图（一层栈例）,0LDIX11MPS2ANDM1003OUTY14MRD6ANDM1017OUTY28MPP9AND10210OUTY3,5.1基本逻辑指令,5.1.4MPS、MRD、MPP指令梯形图（一层栈例）,0LDX11MPS2LDIX23ANDM04ORX05ANB6OUTY17MPP8ANDX39OUTY210LDX411ORX512ANB13OUTY3,5.1基本逻辑指令,5.1.4MPS、MRD、MPP指令梯形图（二层栈例）,0LDIX11MPS2AND3MPS4ANIM1006OUTY07MPP8ANDM1029OUTY110MPP11ANDX312MPS13ANDM10014OUTY215MPP16ANDM10517OUTY3,5.1基本逻辑指令,写出下列梯形图的指令：,3指令应用实例用所学指令设计三相异步电动机正、反转控制的梯形图。其控制要求及I/O分配图同前，其梯形图及指令表如图5-11所示。,5.1.5SET、RST指令指令的作用SET：置位指令(接通并保持)RST：复位指令指令的说明SET指令的编程元件：Y、M、SRST指令的编程元件：Y、M、S、T、C、DRST指令具有优先级。,5.1基本逻辑指令,5.1.5SET、RST指令指令的梯形图,指令表程序步序指令地址0LDX01SETY02LDX13RSTY04LDX25RSTD0,5.1基本逻辑指令,5.1.5SET、RST指令积分计数器、定时器复位,指令表程序步序指令地址0LDX01RSTT2502LDX13OUTT250K1206LDX27OUTM82008LDX39RSTC20010LDX411OUTC200K34,5.1基本逻辑指令,3指令应用实例用所学指令设计三相异步电动机正、反转控制的梯形图。其控制要求及I/O分配图同前，其梯形图及指令表如图5-13所示。,5.1.6PLS、PLF指令指令的作用PLS(Pulse)：上升沿微分输出指令PLF：下降沿微分输出指令指令的说明指令只能用于编程元件Y和MPLS为信号上升沿（OFFON）接通一个扫描周期。PLF为信号下降沿（ONOFF）接通一个扫描周期。,5.1基本逻辑指令,5.1.6PLS、PLF指令指令的梯形图,0LDX01PLSM02LDM03SETY04LDX15PLFM16LDM17RSTY0,5.1基本逻辑指令,3指令应用实例用所学指令设计三相异步电动机正、反转控制的梯形图。其控制要求及I/O分配图同前，其梯形图及指令表如图5-15所示。,5.1.7脉冲式触点指令LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令的作用LDP：上升沿脉冲逻辑运算开始LDF：下降沿脉冲逻辑运算开始ANDP：上升沿脉冲串联连接ANDF：下降沿脉冲串联连接ORP：上升沿脉冲并联连接ORF：下降沿脉冲并联连接,5.1基本逻辑指令,指令的说明LDP、ANDP和ORP指令是用来作上升沿检测的触点指令，触点的中间有一个向上的箭头，对应的触点仅在指定位元件的上升沿（由OFF变为ON）时接通一个扫描周期。LDF、ANDF和ORF是用来作下降沿检测的触点指令，触点的中间有一个向下的箭头，对应的触点仅在指定位元件的下降沿（由ON变为OFF）时接通一个扫描周期。脉冲式触点指令的操作元件有X、Y、M、T、C和S。在图3-16中，X2的上升沿或X3的下降沿出现时，Y0仅在一个扫描周期为ON。,5.1基本逻辑指令,5.1.7LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令指令的梯形图,5.1基本逻辑指令,3指令应用实例用所学指令设计三相异步电动机正、反转控制的梯形图。其控制要求及I/O分配图同前，其梯形图及指令表如图5-17所示。,5.1.8MC、MCR指令指令的作用MC(MasterControl)：主控指令(公共触点串联)MCR(MasterControlReset)：主控复位指令指令的说明MC、MCR指令的编程元件：Y、M；MC、MCR指令成对出现，缺一不可；MC指令后用LD/LDI指令，表示建立子母线。MC、MCR指令可以嵌套使用，嵌套级别为N0N7。,5.1基本逻辑指令,5.1.8MC、MCR指令指令的梯形图,指令表程序步序指令地址0LDX01MCN02M1003LDX14OUTY15LDX36OUTY27MCRN0,5.1基本逻辑指令,多重嵌套主控指令,LDX0MCN0M100LDX1OUTY0。LDX2MCN1M101LDX3OUTY1。MCRN1LDX4OUTY2。MCRN0LDX5OUTY3,3指令应用实例用所学指令设计三相异步电动机正、反转控制的梯形图。其控制要求及I/O分配图同前，其梯形图及指令表如图5-19所示。,5.1.9INV指令指令的作用INV：逻辑运算结果取反指令的说明INV指令在梯形图中用一条45的短斜线来表示，它将使无该指令时的运算结果取反，如运算结果为0时则将它变为1，如运算结果为1时则将它变为0。,5.1基本逻辑指令,5.1.9INV指令指令的梯形图,3.1基本逻辑指令,5.1.9NOP指令指令的作用NOP：空操作指令END:结束指令指令的说明NOP、END指令无编程元件PLC执行程序时从0步扫描到END指令为止，后面的程序跳过不执行。,5.1基本逻辑指令,5.1.10MEP、MEF指令指令的作用MEP：运算结果上升沿时输出脉冲MEF：运算结果下降沿时输出脉冲指令的说明MC、MCR指令的编程元件：无；MEP（MEF）指令将使无该指令时的运算结果上升（下降）沿时输出脉冲。MEP（MEF）指令不能直接与母线相连，它在梯形图中的位置与AND指令相同。,5.1基本逻辑指令,5.1.10MEP、MEF指令指令的梯形图,5.1基本逻辑指令,5.2PLC的工作原理,本部分采用我校的教学软件进行讲解。,5.3常用基本电路的程序设计,问题的提出为顺利掌握PLC程序设计的方法和技巧，尽快提升PLC的编程技能，本节介绍一些常用基本电路的程序设计，相信对今后PLC编程技能的提高会大有益处。,5.3.1启保停电路,启保停电路是梯形图中最典型的基本电路，它包含了如下几个因素。输出线圈。每一个梯形图逻辑行都必须针对输出线圈，本例为输出线圈Y0。线圈得电的条件。梯形图逻辑行中除了线圈外，还有触点的组合，即线圈得电的条件，也就是使线圈为ON的条件，本例为启动按钮X0为ON。线圈保持输出的条件。即触点组合中使线圈得以保持的条件，本例为与X0并联的Y0自锁触点闭合。线圈失电的条件。即触点组合中使线圈由ON变为OFF的条件，本例为X1常闭触点断开。,启动优先,5.3.2定时器的应用,定时器设定值最大为32767，最长延时时间不足1小时，如何实现长延时？,问题的提出FX系列PLC提供的定时器只有通电延时类型，如何实现断电延时的功能？,5.3.2定时器的应用,1.得电延时程序,5.3.2定时器的应用,2.断电延时程序,5.3.2定时器的应用,得电延时/断电延时程序,通电延时接通,断电延时断开,5.3.2定时器的应用,3.长延时程序定时器的串联,定时器的最大设定值为32767，不足1小时，为了扩展定时器的延时时间，可以采用几种方法,延时时间=T0+T1=3600s,4.顺序延时接通程序,5.3.3计数器应用程序,5.3.3计数器的应用（长延时电路）,定时器和计数器配合使用,延时时间=60s60=3600s,C0对T0的60s脉冲计数,5.3.4振荡程序1定时器组成的振荡电路一,5.3.4振荡程序2定时器组成的振荡电路二,5.3.4振荡程序3定时器组成的振荡电路三,5.3.4振荡程序4M8013振荡电路,5.3.4振荡程序5分频程序,5.4PLC程序设计方法及技巧,5.4.1梯形图的基本规则触点只能与左母线相连，不能与右母线相连；线圈只能与右母线相连，不能直接与左母线相连，右母线可以省略；线圈可以并联，不能串联连接；触点水平不垂直；触点可串可并无限制应尽量避免双线圈输出。,1经验法经验法是设计者在掌握了大量典型电路的基础上，充分理解实际控制要求，将实际的控制问题分解成若干典型控制电路，再在典型控制电路的基础上不断修改拼凑而成的，需要经过多次反复地调试、修改和完善，最后才能得到一个较为满意的结果。,5.4.2程序设计的方法,2转换法转换法就是将继电器电路图转换成与原有功能相同的PLC内部的梯形图。其一，原继电控制系统经过长期使用和考验，已经被证明能完成系统要求的控制功能；其二，继电器电路图与PLC的梯形图在表示方法和分析方法上有很多相似之处，因此根据继电器电路图来设计梯形图简便快捷；其三，这种设计方法一般不需要改动控制面板，保持了原有系统的外部特性，操作人员不用改变长期形成的操作习惯。,5.4.2程序设计的方法,3逻辑法逻辑法就是应用逻辑代数以逻辑组合的方法和形式设计程序。逻辑法的理论基础是逻辑函数，逻辑函数就是逻辑运算与、或、非的逻辑组合。因此，从本质上来说，PLC梯形图程序就是与、或、非的逻辑组合，也可以用逻辑函数表达式来表示。,5.4.2程序设计的方法,4步进顺控法对于复杂的控制系统，特别是复杂的顺序控制系统，一般采用步进顺控的编程方法。步进顺控设计法是一种先进的设计方法，很容易被初学者接受，对于有经验的工程师，也会提高设计的效率，并且程序的调试、修改和阅读也很方便。,5.4.2程序设计的方法,5.4.3梯形图程序设计的技巧1.并联电路上下位置可调，应将单个触点的支路放下面。,0LDX41LDX12ANDX23ORB4OUTY0,0LDX11ANDX22ORX23OUTY0,好！,不好！,2.串联电路左右位置可调，应将单个触点放在右边。,0LDX11LDX22ORX43ANB4OUTY0,0LDX21ORX42ANDX13OUTY0,好！,不好！,3.双线圈输出的处理,4.线圈并联电路中，应将单个线圈放在上边。,0LDX11MPS2ANDX23OUTY04MPP5OUTY1,0LDX11OUTY12ANDX23OUTY0,好！,不好！,5.桥形电路的化简方法：找出每条输出路径进行并联,5.4.4程序设计实例,1、启保停程序的应用控制思路电动机的额定电流较大，PLC不能用直接控制主电路，需要主电路。找出所有输入量和输出量，接入I/O接线图。为了扩大输出电流，采用继电器输出方式。热继电器的常闭触点可以作为输入信号进行过载保护，也可以在输出进行保护。梯形图和指令表。,1.1电动机的连续运转,FR,FU,KM,QS,电源开关,接触器主触点,热继电器热元件,熔断器,三相异步电动机,L1L2L3,主电路,1.1电动机的连续运转,I/O接线图,启动按钮SB1X1,停止按钮SB2X2,运行接触器KMY1,热继电器的常闭触点可以作为输入信号进行过载保护，也可以在输出进行保护,热继电器,1.1电动机的连续运转,梯形图,指令表程序,启动,自锁,停止,X1,Y1,X2,步序指令地址,0LDX1,1ORY1,2ANIX2,3OUTY1,4END,输出线圈,电动机的连续运转,1.1电动机的连续运转,常闭触点输入信号的处理,电气原理图,端子接线图,常闭触点,梯形图,常开触点,1.2电动机的正反转控制,FU,KM1,QS,正转接触器,反转接触器,L1L2L3,主电路,KM