第五章PLC三菱基本指令及程序设计-周11年9月5日.ppt

第5章基本逻辑指令及其应用,本章以三菱FX2N系列PLC基本逻辑指令（共27条）为例，,5.1基本逻辑指令,5.1.1逻辑取及驱动线圈指令LD/LDI/OUT逻辑取及驱动线圈指令如表5-1所示。,表5-1,逻辑取及驱动线圈指令表,1用法示例2使用注意事项3双线圈输出,5.1.2触点串、并联指令AND/ANI/OR/ORI触点串、并联指令如表5-2所示。,表5-2,触点串、并联指令表,1用法示例,图5-3触点串、并联指令用法图,2使用注意事项3连续输出如图5-4（a）所示，OUTM1指令之后通过X1的触点去驱动Y4，称为连续输出,图5-4连续输出电路,5.1.3电路块连接指令ORB/ANB,表5-3,电路块连接指令表,1用法示例电路块连接指令的应用如图5-5和图5-6所示。,图5-5串联电路块并联,图5-6并联电路块串联,5.1.4多重输出电路指令MPS/MPD/MPP多重输出电路指令如表5-4所示。,表5-4,多重输出指令表,P42，几种输出结构,FX系列PLC中11个存储中间运算结果的存储区域被称为栈存储器。,1,2,3,MPPMRD,MPS,MPP,11,1用法示例多重输出电路指令的应用如图5-7和图5-8所示。,图5-7简单1层栈,MPS和MPP指令必须成对使用，而且连续使用应少于11次。,2使用注意事项,图5-8复杂1层栈,一层栈与ANB.ORB指令配合,5.1.5置位与复位指令SET/RST置位与复位指令如表5-5所示。,表5-5,置位与复位指令表,1指令用法示例指令用法示例如图5-9所示。2使用注意事项,图5-9SET、RST的使用,5.1.6脉冲输出指令PLS/PLF脉冲输出指令如表5-6所示。1用法示例2使用注意事项运行-停止-运行PLS工作,5.1.7脉冲式触点指令LDP/LDF/ANP/ANF/ORP/ORF脉冲式触点指令如表5-7所示。1用法示例2使用注意事项,表5-7,脉冲式触点指令表,5.1.9逻辑运算结果取反指令INV逻辑运算结果取反指令如表5-9所示。,表5-9,逻辑运算结果取反指令表,5.1.10空操作和程序结束指令NOP/END空操作和程序结束指令如表5-10所示。1空操作指令NOP2程序结束指令ENDPLC按照循环扫描的工作方式，首先进行输入处理，然后进行程序处理，当处理到END指令时，即进行输出处理。,表5-10,空操作和程序结束指令表,5.2梯形图的基本规则,1线圈右边无触点,图5-15线圈右边无触点的梯形图,2触点可串可并无限制3线圈不能重复使用4触点水平不垂直5触点多上并左6顺序不同结果不同,5.3基本电路的编程,1电动机的起保停电路（1）控制要求按下起动按钮SB1，电动机起动运行，按下停止按钮SB2，电动机停止运行。（2）输入/输出（I/O）分配X0：SB1，X1：SB2（常开），Y0：电动机（接触器）。（3）梯形图方案设计,图5-20电动机的起保停梯形图（停止优先）,若要改为起动优先，则梯形图如图5-21所示。,图5-21电动机的起保停梯形图（起动优先）,2单台电动机的两地控制（1）控制要求按下地点1的起动按钮SB1或地点2的起动按钮SB2均可起动电动机；按下地点1的停止按钮SB3或地点2的停止按钮SB4均可停止电动机运行。,（2）输入/输出分配X0：SB1，X1：SB2，X2：SB3（常开），X3：SB4（常开），Y0：电动机（接触器）。（3）梯形图方案设计,图5-22单台电动机的两地控制梯形图,3两台电动机的顺序联动控制（1）控制要求电动机M1先起动（SB1），电动机M2才能起动（SB2）。,（2）输入/输出分配X0：电动机M1起动（SB1），X1：电动机M2起动（SB2），X2：电动机M1停止（SB3），X3：电动机M2停止（SB4）；Y0：电动机M1（接触器1），Y1：电动机M2（接触器2）。（3）梯形图方案设计,图5-23两台电动机的顺序联动控制梯形图,4定时器的应用（1）得电延时合（如图5-24所示）,说明：X0得电2s后，Y0动作。图5-24得电延时合梯形图及时序图,（2）失电延时断（如图5-25所示）,图5-25失电延时断梯形图及时序图,（3）3台电动机顺序起动控制要求。电动机M1起动5s后电动机M2起动,电动机M2起动5s后电动机M3起动；按下停止按钮时，电动机无条件全部停止运行。,输入/输出分配。X1：起动按钮，X0:停止按钮，Y1：电动机M1，Y2：电动机M2，Y3：电动机M3。梯形图方案设计。,图5-263台电动机顺序起动梯形图,5计数器C的应用（如图5-27所示）,图5-27计数器C的应用梯形图及时序图,6振荡电路振荡电路可以产生特定的通断时序脉冲，它应用在脉冲信号源或闪光报警电路中。（1）定时器组成的振荡电路一（如图5-28所示）,图5-28振荡电路一梯形图及输出波形图,7振荡电路的应用8定时器的延时扩展9两计数器接力计数10单触点的起动/停止控制,5.4梯形图程序设计的技巧,5.4.1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。1基本方法根据继电器电路图来设计PLC的梯形图时，关键是要抓住它们的一一对应关系，即控制功能的对应、逻辑功能的对应以及继电器硬件元件和PLC软件元件的对应。,2转换设计的步骤（1）了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理，这样才能在设计和调试系统时心中有数。（2）确定PLC的输入信号和输出信号，画出PLC的外部接线图。,（3）确定PLC梯形图中的辅助继电器（M）和定时器（T）的元件号。（4）根据上述对应关系画出PLC的梯形图。,（5）根据被控设备的工艺过程和机械的动作情况以及梯形图编程的基本规则，优化梯形图，使梯形图既符合控制要求，又具有合理性、条理性和可靠性。（6）根据梯形图写出其对应的指令表程序。,3转换法的应用例1图5-35是三相异步电动机正反转控制的继电器电路图，试将该继电器电路图转换为功能相同的PLC的外部接线图和梯形图。,图5-35三相异步电动机正反转控制的继电器电路图,解：（1）分析动作原理（2）确定输入/输出信号（3）画出PLC的外部接线图（4）画对应的梯形图（5）画优化梯形图,图5-36电动机正反转的外部接线图,图5-37电动机正反转的继电器电路图所对应的梯形图,图5-38电动机正反转的优化梯形图,5.4.2逻辑法1基本方法用逻辑法设计梯形图，必须在逻辑函数表达式与梯形图之间建立一种一一对应关系，即梯形图中常开触点用原变量（元件）表示，常闭触点用反变量（元件上加一小横线）表示。,表5-11,逻辑函数表达式与梯形图的对应关系,2设计的步骤（1）通过分析控制要求，明确控制任务和控制内容；（2）确定PLC的软元件（输入信号、输出信号、辅助继电器M和定时器T），画出PLC的外部接线图；,（3）将控制任务、要求转换为逻辑函数（线圈）和逻辑变量（触点），分析触点与线圈的逻辑关系，列出真值表；（4）写出逻辑函数表达式；（5）根据逻辑函数表达式画出梯形图；（6）优化梯形图。,3逻辑法的应用例3用逻辑法设计三相异步电动机Y/降压起动控制的梯形图。解：（1）明确控制任务和控制内容（2）确定PLC的软元件，画出PLC的外部接线图（3）列出真值表,表5-12,电动机Y/降压起动真值表,（4）列出逻辑函数表达式（5）画出梯形图（6）优化梯形图,图5-43电动机Y/降压起动梯形图,图5-44电动机Y/降压起动优化梯形图,5.4.3经验法经验法是用设计继电器电路图的方法来设计比较简单的开关量控制系统的梯形图。,1基本方法经验法是在一些典型电路的基础上，根据控制系统的具体要求，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。用经验法设计时，可以参考一些基本电路的梯形图或以往的一些编程经验。,2设计步骤（1）在准确了解控制要求后，合理地为控制系统中的信号分配I/O接口，并画出I/O分配图。,（2）对于一些控制要求比较简单的输出信号，可直接写出它们的控制条件，依起保停电路的编程方法完成相应输出信号的编程；对于控制条件较复杂的输出信号，可借助辅助继电器来编程。,（3）对于较复杂的控制，要正确分析控制要求，确定各输出信号的关键控制点。在以空间位置为主的控制中，关键点为引起输出信号状态改变的位置点；在以时间为主的控制中，关键点为引起输出信号状态改变的时间点。,（4）确定了关键点后，用起保停电路的编程方法或基本电路的梯形图，画出各输出信号的梯形图。（5）在完成关键点梯形图的基础上，针对系统的控制要求，画出其他输出信号的梯形图。,（6）在此基础上，审查以上梯形图，更正错误，补充遗漏的功能，进行最后的优化。3经验法的应用例5用经验法设计三相异步电动机正反转控制的梯形图。控制要求为：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。,解：（1）根据以上控制要求，可画出其I/O分配图，如图5-36所示。图5-49电动机正反转控制梯形图（2）根据以上控制要求可知：正转接触器KM1得电的条件为按下正转按钮SB1，正转接触器KM1失电的条件为按下停止按钮SB或热继电器动作；,反转接触器KM2得电的条件为按下反转按钮SB2，反转接触器KM2失电的条件为按下停止按钮SB或热继电器动作。因此，可用两个起保停电路叠加，在此基础上再在线圈前增加对方的常闭触点作电气软互锁，如图5-38所示。,另外，可用SET、RST指令进行编程，若按正转按钮X1，正转接触器Y1置位并自保持；若按反转按钮X2，反转接触器Y2置位并自保持；,若按停止按钮X0或热继电器X3动作，正转接触器Y1和反转接触器Y2复位并自保持；在此基础上再增加对方的常闭触点作电气软互锁，如图5-49所示。,图5-49电动机正反转控制梯形图,实训课题3编程软件的使用,实训9GXDeveloper编程软件的使用一、实训目的（1）熟悉GXDeveloper软件界面；（2）掌握梯形图的基本输入操作；（3）掌握利用PLC编程软件编辑、调试等基本操作。,二、实训器材（1）可编程控制器1台（FX2N-48MR）；（2）计算机（已安装GXDeveloper编程软件）1台。,三、实训指导1编程软件简介2GX编程软件的使用在计算机上安装好GX编程软件后，运行GX软件，其界面如图5-61所示。,图5-61运行GX后的界面,（1）菜单栏GX编程软件有10个菜单项。（2）工具栏工具栏分为主工具、图形编辑工具、视图工具等，它们在工具栏的位置是可以拖动改变的。,图5-62建立新工程画面,图5-63程序的编辑窗口,（3）编辑区是程序、注解、注释、参数等的编辑的区域。（4）工程数据列表以树状结构显示工程的各项内容，如程序、软元件注释、参数等。,（5）状态栏显示当前的状态如鼠标所指按钮功能提示、读写状态、PLC的型号等内容。图5-64梯形图3梯形图程序的编制,图5-64梯形图,图5-65程序编制画面,图5-66程序变换前的画面,图5-67用鼠标和键盘操作的画面,4指令方式编制程序5程序的传送（1）PLC与计算机的连接（2）进行通信设置（3）程序写入、读出,图5-68指令方式编制程序的画面,图5-69通信设置画面,图5-70程序写入画面,6编辑操作（1）删除、插入（2）修改（3）删除、绘制连线,（4）复制、粘贴（5）打印（6）保存、打开工程（7）其他功能,四、程序输入练习（1）按图5-23输入程序，根据控制要求运行程序，观察输出指示等的变化情况；（2）按图5-24输入程序，运行程序后合一下X0，观察输出指示等的变化情况；,（3）按图5-25输入程序，运行程序后闭合X0，观察输出指示等的变化情况；（4）按图5-29输入程序，运行程序后闭合X0，观察输出指示等的变化情况。五、实训报告,实训课题4电动机的PLC控制,实训10电动机循环正反转的PLC控制一、实训目的（1）掌握PLC的基本逻辑指令；（2）掌握PLC编程的基本方法和技巧；（3）掌握编程软件的基本操作；（4）掌握电动机循环正反转的PLC外部接线及操作。,二、实训器材（1）可编程控制器1台（FX2N-48MR）；（2）交流接触器2个（40A）；（3）热继电器1个（40A）；（4）按钮开关3个（常开，其中1个用来代替热继电器的常开触头）；（5）熔断器2个（0.5A）；,（6）实训控制台1个；（7）电动机1台；（8）电工常用工具1套；（9）计算机1台（已安装GXDeveloper或GPP软件）；（10）连接导线若干。,三、实训要求设计一个用PLC的基本逻辑指令来控制电动机循环正反转的控制系统，并在此基础上练习编程软件的各种功能。其控制要求如下：,（1）按下起动按钮，电动机正转3s，停2s，反转3s，停2s，如此循环5个周期，然后自动停止。（2）运行中，可按停止按钮停止，热继电器动作也应停止。,四、软件程序1I/O分配X0：停止按钮，X1：起动按钮，X2：热继电器动合点；Y1：电动机正转接触器，Y2：电动机反转接触器。,图5-71电动机循环正反转的梯形图,2梯形图方案设计,五、系统接线根据系统控制要求，其系统接线图如图5-72所示。,图5-72电动机循环正反转的系统接线图,图5-72电动机循环正反转的系统接线图,六、系统调试（1）输入程序（2）静态调试（3）动态调试（4）修改、打印并保存程序,清华大学出版社,自动往返小车的控制,动作要求：小车可以分别在左右两地分别起动，运行碰到限位开关后，停1分钟再自动往回行走，如此往复，直到按下停止按钮，小车停止运行，小车在任何位置均可以通过手动停车。点击观看设计步骤,实训11、自动往返控制,清华大学出版社,自动往返小车的控制设计步骤,首先根据控制任务要求，可以算出I/O点数。输入信号：右行起动按钮、左行起动按钮、右限位开关、左限位开关、停止按钮开关；输出信号：右行接触器、左行接触器，运行指示灯。根据输入输出点数及功能要求，选用FX2N-16MR型可编程控制器可以满足控制系统的要求。点击观看I/O分配表外部连线图梯形图,清华大学出版社,自动往返小车I/O分配表,输入信号：右行起动按钮SB2X0左行起动按钮SB3X1右限位开关SQ1X2左限位开关SQ2X3停止按钮开关SB1X4输出信号：右行接触器KM1Y0左行接触器KM2Y1,清华大学出版社,自动往返小车梯形图,“经验”编程方法,前进,后退,二次启动服务,延时,实训11-2、自动往返控制,问题：如何使系统停止工作？,“经验”编程方法,前进,后退,延时,实训11-2、自动往返控制,问题：如何使系统停止工作？,程序设计初步：分析,解答：设置一个停止按钮SB1，对应X10，同时修改程序。,“经验”编程方法,前进,后退,二次启动服务,二、自动往返控制,延时,问题：如果要求每按一次启动按钮，只完成一次完整的控制工作过程，应该如何修改控制程序？,“经验”编程方法,二、自动往返控制,前进,后退,二次启动服务,延时10s,延时15s,装料,卸料,问题：如果自动往返控制的梯形图如右图所示，控制的工作过程如何？PLC的I/O配置如何？,清华大学出版社,物料传送系统的控制,动作要求自动物流生产线上，一般通过加工、检测、包装等工位的传送带来运送加工的工件。按启动按钮后加工工位的传送带开始运行，有工件运送到传送带的尾部时传感器动作，启动检测工位的传送带，再传送到尾部时传感器动作，启动包装工位传送带，该传送带启动2秒后，前条传送带没有工件则停止运行。传感器检测到工件到达位置3秒后，前条传送带没有工件则停止运行。设计步骤,实训12、物料传送系统的控制,清华大学出版社,物料传送系统的控制设计步骤,首先根据控制任务要求，可以算出I/O点数。输入信号：启动按钮，停止按钮，自动/手动开关，加工工位传感器，检测工位传感器，包装工位传感器，手动启动检测传送带，手动启动包装传送带。输出信号：加工工位电机，检测工位电机，包装工位电机。根据输入输出点数及功能要求，选用FX2N-16MR型可编程控制器可以满足控制系统的要求。点击观看I/O分配表外部连线图梯形图,清华大学出版社,物料传送系统的I/O分配表,输入信号：启动按钮X0停止按钮X1加工工位传感器X2检测工位传感器X3输出信号：加工工位电机Y0检测工位电机Y1包装工位电机Y2,清华大学出版社,物料传送系统的梯形图,“经验”编程方法,三、装配流水线控制,在装配流水线上，设置有三个装配操作工位（A、B、C）、四节传送带（D、E、F、G）和一个仓库（H），各部分由信号灯模拟。由两个按钮控制启动和停止。工作过程如下：,1s,1s,1s,1s,3s,C1,C2,C3,C4,C10,C20,C30,C40,7s,7s,7s,7s,(传送D)Y0,(传送E)Y1,(传送F)Y2,(传送G)Y3,(装配A)Y4,(装配B)Y5,(装配C)Y6,(仓库H)Y7,C5,时序图,“经验”编程方法,三、装配流水线控制,传送D,D、E、F、G各运行1秒；A、B、C、H各运行3秒。,传送E,传送F,传送G,装配A,装配B,