第7章--简单逻辑控制与基本指令

一、OMRON可编程序控制器概述二、OMRON可编程序控制器分类三、CPM1A系统构成,第6章欧姆龙CPM1A系列PLC,OMRON公司是世界上生产PLC的主要厂家之一，其PLC产品广泛应用于机械、冶金、交通、环保、食品、包装等各行各业,OMRONPLC在各行各业中有着广泛应用,一、OMRON可编程序控制器概述,OMRON公司的PLC产品系列齐全微型PLC小型PLC中型PLC大型PLC,二、OMRON可编程序控制器分类,日本欧姆龙公司（OMRON）的SYSMACCPM1A，是一种小型整体式PLC，在小规模控制系统中已获广泛应用。,三、CPM1A系统构成,CPM1A共有4种主机：10点(6/4)、20点(12/8)、30(18/12)点、40(24/16)点。,AC电源型机高70mm使控制柜更薄,全系列的CE认证,空调器的滤清器,新系列的CPM1A-V1,表6-1CPMlA主机的型号,注意：1、继电器输出的驱动能力强一般可达2A，但信号频率低一般小于1HZ。所以常用于驱动继电器，接触器，电磁阀等负载。2、晶体管输出的驱动能力弱一般为300mA，但信号频率高一般可到1KHZ。,高速脉冲输出点可到510KHZ。所以常用于驱动步进电机、伺服电机等负载。若驱动继电器，接触器，电磁阀等负载，可加中间继电器。,表6-4CPM1A系列PLC的I/O扩展单元,CPM1A系列PLC的I/O扩展单元有三种类型，七种规格。,CPM1A系列PLC单元构成及输入、输出地址分配,输入通道一般分配12点输出通道一般分配8点,CMP1A扩展联接,第一节编程基础知识第二节时序输入/输出指令及应用第三节微分指令及应用第四节定时器/计数器指令及应用第五节时序控制指令及应用,第7章程序编制,内容提要,PLC各种指令的集合称为PLC的指令系统。PLC的指令可概括成基本指令、应用指令和高功能指令等几大类。其中CPM1A的基本指令有时序输入、时序输出、时序控制、定时器/计数器等几类指令，本章以CPM1A系列可编程序控制器为例，介绍PLC的基本指令及其相关的简单逻辑控制实例。作为初学者使用这些指令设计逻辑控制系统是我们学习的初步目标。,一、编程基础知识,5种语言：梯形图（LD）指令表（IL）结构化文本（ST）功能块图（FBD）顺序功能图（SFC）,常用：梯形图和指令表,第一节编程基础知识,LD0.00OUT10.00,梯形图图例,指令表图例,1.梯形图编程触点符号继电器线圈符号操作数2.指令表编程指令步（一般由编程器自动依次给出）操作码操作数,梯形图和指令表,1.软元件地址编号规则,欧姆龙PLC中数据存储格式：位（bit）：二进制数的一位(l/0)，分别对应继电器线圈得/失电（ON/OFF）或触点的通/断（ON/OFF）。字（word）：又称为通道（channel），由2个字节构成。*存储器是字元件，也叫通道（CH），是PLC中数据运算和存储的基本单位，按字使用，每个字16位。*继电器是位元件，是PLC中逻辑运算的基本元素,通常也称为内部继电器;继电器按位使用，地址按通道进行管理。,二、PLC软元件地址分配及功能概要,位地址,通道（字）地址,例：100.00,例：100,例：200.15,例：200,位地址=通道（CH）号+通道内序号,通道（CH）号高位的0可省略,位地址和通道（字）地址的表示方法,2CPM1A中的软元件,CPM1A内部继电器区（IR）分为I/O区(000CH019CH)和内部辅助继电器区(200CH231CH)。（1）I/O区的输入继电器区(000CH009CH)CPM1A的输入继电器区为000009通道，共10个通道，。接收输入信号；只能由外部信号所驱动；不能用程序内部的指令来驱动；触点无限多个。输入模块则可等效成输入继电器的线圈,输出继电器,由内部程序驱动；具有:由软件构成的内部触点（软触点，用于逻辑运算）由输出模块构成的外部触点（硬触点，能和负载连接）。,（2）内部辅助继电器CPM1A的内部辅助继电器区为200231通道，内部辅助继电器不能直接驱动外部设备，它可以由PLC中各种继电器的触点驱动，供编程使用。由于IO继电器区中未被使用的通道也可作为内部辅助继电器使用，所以IO继电器区与内部辅助继电器一般统称IR区。（3）特殊辅助继电器主要用于动作状态标志、动作起动标志、时钟脉冲输出、模拟电位器、高速计数器、计数模式、中断等各种功能的设定值/现在值的存储单元。,常用的特殊辅助继电器,（4）暂存继电器TR在复杂的梯形图中，用来对回路的分支点的ON/OFF作状态暂存。（5）保持继电器HR具有断电保持功能，当断电时也能保持断电前的ON/OFF状态，在程序内可以自由使用。（6）辅助记忆继电器AR具有PLC各种动作标志功能，用于存放PLC的动作异常标志、高速计数、脉冲输出动作状态标志、扫描周期最大值和当前值、扩展单元连接台数、断电发生次数、通信出错码等。（7）链接继电器LR用于CPM1A同系列、CPM1A和CQM1、CPM1、SRM1或者C200HX/HE/HG的11链接通信时，与对方PLC交换数据。,（8）定时器和计数器C定时器：当条件成立时，当前值从设定值开始，按10ms或100ms的时钟速率减计数，当达到0时，定时器的输出接点动作。常用定时器：普通定时器和高速定时器，定时范围分别为0999.9s和099.99s。计数器：减法计数器和可逆计数器，计数范围均为09999。定时器和计数器C的编号000127共用。（9）数据存储器DM用于存贮数值、数据，以字为单位，其内容在PLC断电、运行开始或停止时能保持不变。利用DM区还能实行间接寻址，其符号为*DM。,CPM1A、CPM2A常用地址对照,一、时序输入/输出指令介绍LD（读）LDNOT（读非）AND（与）ANDNOT（与非）OR（或）ORNOT（或非）ANDLD（块与）/ORLD（块或）OUT（输出）SET（置位）、RSET（复位）KEEP（保持）,第二节时序输入/输出指令及应用,说明：操作不影响标志位；OUT、OUTNOT指令对输出继电器、辅助继电器、暂存继电器TR、保持继电器HR、等继电器线圈的驱动指令，但对输入继电器不能使用；OUT、OUTNOT指令可多次并联使用。,1.读指令和输出指令,对应指令表：,CPM1A梯形图,例：读指令和输出指令的应用,说明：AND、ANDNOT用于LD或LDNOT后一个常开或常闭触点的串联；OR、ORNOT用于LD或LDNOT后一个常开或常闭触点的并联。(串并联的数量不限制)AND、ANDNOT、OR、ORNOT的操作不影响标志位。,2.串联和并联指令,*在指令OUT10.01后，对10.02使用OUT指令，称为纵接输出，可多次重复使用。,对应指令表：,对应指令表：,例：串联和并联指令的应用,说明：两个或两个以上触点并联的电路称为并联电路块两个或两个以上触点串联的电路称串联电路块建立电路块用LD或LDNOT开始当一个并联电路块和前面的触点或电路块串联时，需要用块与ANDLD指令当一个串联电路块和前面的触点或电路块并联时，需要用块或ORLD指令成批使用ANDLD、ORLD指令，使用次数限制在8次以下,3.块与和块或指令,对应指令表：(成批使用ORLD)LD0.00AND0.01LDNOT0.02AND0.03LDNOT0.04ANDNOT0.05ORLDORLDOUT10.00,对应指令表：(分别使用ORLD)LD0.00AND0.01LDNOT0.02AND0.03ORLDLDNOT0.04ANDNOT0.05ORLDOUT10.00,例：块或指令的应用,对应指令表：(并联电路块在后)LD0.00LD0.01OR0.02ANDLDOUT10.00,对应指令表：(并联电路块在前)LD0.01OR0.02AND0.00OUT10.00,例：块与指令的应用,例：ANDLD、ORLD指令的混合使用,4.置位、复位和保持指令,说明：置位SET、复位RSET指令可单独使用保持指令是置位和复位指令的组合，置位S在先，复位R在后，不能交换次序，S和R也不能单独使用,例：置位、复位和保持指令的应用,对应指令表：LD0.00SET10.00LD0.01RSET10.00LD0.00LD0.01KEEP10.01,说明：触点0.00一旦闭合，线圈10.00得电；触点0.00断开后，线圈10.00仍得电。触点0.01一旦闭合，则无论触点0.00闭合还是断开，线圈10.00都不得电。对同一软元件，SET、RSET可多次使用，先后顺序也可任意，但以最后执行的一行有效。对于使用KEEP指令的线圈10.01，当触点00.00闭合时，线圈10.01得电；触点0.00断开后，线圈10.01仍得电；触点0.01一旦闭合，则无论触点0.00闭合还是断开，线圈10.01都不得电。,时序图：,SET和RSET在梯形图中顺序颠倒后的时序图比较,对应指令表：LD0.00SET10.00LD0.01RSET10.00LD0.00LD0.01KEEP10.01,时序图：,时序图：,对应指令表：LD0.01RSET10.00LD0.00SET10.00LD0.00LD0.01KEEP10.01,1单地起动、停止控制,（1）控制要求,1）启动：SB1KM得电，Y接法启动，电动机M进入正常运转。2）停止：SB2KM失电，电动机M停止。3）过载保护：过载时，FR常开触点闭合KM失电，电动机M停止，报警灯H闪烁。,二、时序输入/输出指令的应用,（2）I/O地址分配表,梯形图最后的END指令，编程软件会自动填入，以后不写了,(3)利用接点组合编写的控制梯形图,(4)利用置位、复位指令编写的控制梯形图,(5)利用保持指令编写的控制梯形图,1）启动：SB1或SB3KM得电，Y接法启动，电动机M进入正常运转。2）停止：SB2或SB4KM失电，电动机M停止。3）过载保护：过载时，FR常开触点闭合KM失电，电动机M停止。,（1）控制要求,控制梯形图不变,2两地起动和停止控制,问题：如果输入按钮这样接呢？,控制梯形图要变了！,换一个接法,问题：为什么是这样？有规律吗？,控制梯形图,两个开关中的任一开关动作（闭合或断开）一次，都能改变输出点10.00的状态,（1）控制要求,3用单联开关实现两地起动和停止控制,两地控制,如果四地、五地呢？,三地控制,（2）控制梯形图,按下SB2，电动机正转；按下SB3，电动机反转；按下SB1，或过载FR闭合时，电动机停转；为了提高控制电路的可靠性，在输出电路中设置电路互锁，同时要求在梯形图中也要实现软件互锁。,控制要求,4电动机正反转控制,（1）使用接点组合的控制梯形图,（2）用置位、复位指令的控制梯形图,当停止按钮SB2和热继电器保护触点FR是以常闭触点形式接入时；梯形图中的触点要写成常开的形式。,（1）关于输入元件的常开触点,5编程注意事项,（3）桥式电路,错误的梯形图,改正后的梯形图,（2）线圈位置不对的梯形图及转换,原梯形图修改后的梯形图（1）修改后的梯形图（2）,（4）同名双线圈输出及其对策,（5）注意梯形图的结构,第三节微分指令及应用,微分指令用于专门检测输入信号的上升沿、下降沿的变化，或者根据驱动信号的变化（上升沿或下降沿）输出时间是一个扫描周期的脉冲。CPM1A有输出微分指令DIFU、DIFD。所有微分功能都能用DIFU、DIFD来实现。,一、微分指令介绍,注意：IR区中已用作输入通道的位不能作为脉冲输出指令的输出位,输出型微分DIFU、DIFD指令,二、微分指令应用,1单按钮单地起动、停止控制,（1）利用微分指令和接点组合编写的单按钮控制梯形图,（2）利用微分指令和保持指令编写的控制梯形图,2用时序输入/输出指令生成脉冲输出,没有微分指令时，也可用已学的时序输入/输出指令设计一个简单的梯形图，来生成一个脉冲输出。,第四节定时器/计数器指令及应用,一、定时器指令及应用,（一）定时器指令,CPM1A常用定时器指令:有TIM(BCD定时器)和TIMH（BCD高速定时器）。在指令后缀X，并在CX-P编程软件的“PLC属性”设定为“以二进制形式执行定时器/计数器”，即成为以二进制BIN计数的定时器。,BCD定时器,1：基本定时器指令2：高速定时器指令,TIM、TIMH的使用,1序列脉冲发生电路,（二）定时器指令应用,周期为5s（忽略了一个扫描周期的时间）的脉冲序列,2单稳态电路,延时0.5s的单稳态程序,3无稳态电路（两个暂稳态）,周期为3s的无稳态程序,4Y/降压起动控制,（1）控制要求按下SB1，主回路电动机M成Y接法，开始起动，同时开始定时；定时时间到，接触器线圈KM2失电，KM3得电，电动机M成接法，进入正常运转。2）按下SB2，接触器线圈均失电，主回路电动机M停止。3）若电动机过载时，FR动合触点闭合，接触器线圈也均失电，电动机M停止。4）KM1和KM2除在输出回路中有电路硬触点互锁外，在梯形图程序中软接点互锁。,（2）控制梯形图,Y/降压起动控制梯形图,问题：1）如果停止按钮、热继电器触点是常闭触点，怎么办？2）怎样调整定时时间？,怎样调整定时时间？,A642,D1,（a）利用模拟电位器调整设定值将定时器的设置值改为“A642”。在0255的范围内调整。（b）利用运算指令调整设定值将定时器的设置值改为“D1”，利用运算指令改变设置值。,5皮带运输机控制,提问：该控制系统有几个输入点？几个输出点？,(1)控制要求1）正常启动M1M2M3YV，（6s、5s、4s）2）正常停止YVM3M2M1，（均为4s）3）紧急停止YV、M3、M2、M1立即停止。4）故障处理M1过载时：YV、M3、M2、M1立即停止；M2过载时：YV、M3、M2立即停止，M1延时4s后停止；M3过载时：YV、M3立即停止；延时4s，M2后停止；再延时4s，M1停止。,(2)I/O地址分配,（I：6，O：4）,（3）顺序启动和紧急停止,（4）全部功能,顺序启动,紧急停止,正常停止,过载保护,二、计数器指令及应用,（一）计数器指令,常用计数器指令:CNT(BCD计数器)、CNTR（BCD可逆计数器）,b)可逆计数器,a)普通计数器,CNT执行减法计数，CP为计数脉冲输入，每来一个脉冲，计数器的当前值减1，直到0结束，此时，计数器的常开触点闭合，常闭触点断开；R为复位，当复位端有效时，计数器被复位，返回到设定值CNTR执行加法或减法计数，ACP为加计数脉冲输入，SCP为减计数脉冲输入，R为复位。可逆计数器在进位或借位时有输出，即在加计数过程中当加到设定值再加1，或在减计数过程中减到0再减1时，计数器的常开触点闭合，常闭触点断开；当复位端有效时，计数器被复位，返回到0。,1长时间定时器,（二）定时器和计数器的扩展,（1）定时器的串联,（2）定时器与计数器的串联,（3）时钟脉冲与计数器的组合,CPM1A系列PLC内部有1min、1s、0.2s、0.1s和0.02s等5种时钟脉冲，通过选择时钟脉冲与计数器组合可以得到不同的定时时间范围,2、多位计数器,如果需要进行9999次以上的计数，可通过对计数器进行多级编程来实现,2计数器和定时器构成的长定时电路,定时长度是600100=60000s,第五节时序控制指令及应用,常用的时序控制指令有:END（结束）、NOP（空操作）IL（联锁）/ILC（联锁清除）JMP（转移）/JME（转移结束）,说明：在将全部程序清除时，全部指令成为空操作。END指令以后的其余程序步不再执行，而直接进行输出处理；若在程序中没有END指令，则要处理到最后的程序步，并且编程软件在进行语法检查时，还会显示语法错误的提示；在调试中，可在各程序段插入END指令，依次检查各程序段的动作执行END指令时，ER、CY、GR、EQ、LE标志被置为OFF,1.END和NOP指令,2、IL/ILC指令,说明：联锁和解锁指令是专为处理分支电路而设计的。IL指令前的串联触点相当于分支电路分支点前的总开关，IL和ILC间的梯形图相当于各条分支电路联锁IL指令有效，相当于总开关接通，在IL和ILC之间的梯形图被驱动。但不论联锁指令有效与否，IL和ILC之间的指令均参与运算，都要占用扫描时间在IL内再采用IL指令，就成为联锁指令的嵌套，相当于在总开关后接分路开关。但ILC指令只能用一条,IL、ILC指令的应用,说明：当触点0.00闭合时，IL有效，若此时触点0.01、0.02闭合，则线圈10.00得电，定时器线圈T0得电，10s后触点T0闭合，线圈10.02得电。当触点00.0断开时，IL无效，若此时触点0.01、0.02闭合，则线圈10.00、T0均不得电，输出继电器10.00无输出，定时器T0不计时。线圈10.01在ILC指令之后，不受联锁指令的影响,含有嵌套的IL、ILC指令应用,说明：和接点0.03相连的IL是联锁的第二层，因为多了一层联锁，所以只有当接点0.00、0.03和0.02同时闭合时，才会驱动定时器T0。,3、JMP/JME指令,说明：JMP/JME指令用于控制程序流向，当JMP的执行条件为OFF时，跳过JMP到JME之间的程序，转去执行JME后面的程序，JMP到JME之间的程序不参与运算，所有输出、定时器、计数器的状态保持不变。跳转开始和跳转结束的编号要一致。多个JMPN可以共用一个JMEN，这样使用后，在进行程序编译时会出现警告信息，但程序能正常执行。跳转指令可以嵌套使用，但必须是不同跳转号的嵌套,例：JMP、JME指令的应用,说明：当触点0.00闭合时，输出线圈10.00、定时器T0、计数器C1都分别受到触点0.01、0.02、0.03、0.04的控制。当触点0.00断开时，JMP00到JME00间的梯形图都不参与运算。具体表现为：输出线圈10.00不论触点0.01的闭合与否，都保持触点0.00断开前的状态；定时器T0停止计时，触点0.02闭合，定时器不计时，触点0.02断开，定时器也不复位；计数器C1停止计数，触点0.04闭合不能复位计数器，触点0.03的通断也不能使计数器计数。,思考与练习,控制要求：按下启动按钮SB1，电动机旋转，传送带带动工件向右移动；当工件经过传感器S时，传感器输出信号为ON；若在10秒钟内有6个工件通过，指示灯H常亮，若在10秒钟内通过的工件少于6个或多余6个，指示灯H闪烁。显示要求，上一个10秒钟检测的结果，在下一个10秒显示，以此类推。当停止按钮SB2按下时，电动机停止旋转，指示灯灭。,工件检测,本章小结,1.熟悉地址分配。2.掌握指令的应用规则。3.学会典型的单元程序。4.能用基本指令，结合单元程序，解决简单的控制要求。,试编制一个程序实现以下要求:按下启动按钮后，灯1亮，1秒后灯2亮，2秒后灯3亮，3秒后灯1灭，4秒后灯2灭，5秒后灯3灭，6秒后灯1亮如此循环；按下暂停按钮后，各灯状态保持不变，再按下启动按钮后继续工作；按下停止按钮后，各灯立即熄灭，再按下启动按钮后重新开始循环。解：（1）输入输出分配。由题目要求可知该任务中有三个输入信号，三个输出信号，地址分配如下：输入信号：启动00000暂停00001停止00002输出信号：灯101001灯201002灯301003,（2）动作过程分析。灯13按周期为6秒，节