第五章通过编程使开关输入产生开关输出报告.ppt

1,第5章通过编程使开关输入产生开关输出,目标：,描述PLC触点（输入）的功能。描述PLC线圈（输出）的功能。描述安装PLC开关控制程序的步骤。将工业控制问题转化为PLC逻辑图。阐述PLC系统相比继电器逻辑的优点。编写包括故障保护的PLC程序。针对工业应用问题开发PLC梯形图。,2,5.1概述,这一章将讲述如何通过开关输入输出设备为线路操作编写PLC程序。不同厂家的输入标记不一样，常用的标记包括：测试开/测试关、字、字母、数字序号、字-字母组合以及指令。本书使用输入前缀和数字，比如IN009。不同厂家的输出标记也不一样，一般输出标记为：OUT、数字、字母和CR（控制继电器）。本书使用CR，比如CR013。本章将首先介绍不同种类的输入，然后介绍输出及其与PLC系统的关系，最后是一些典型的开关量编程的操作步骤。书中有许多开关编程的例子，如闭锁/开启线路。此外还涉及到故障保护线路以及工业应用中开关编程的例子。,3,5.2PLC输入,PLC有许多种输入形式，它们可以实现开与关的功能。不同的输入包括：1常开触点。当触点闭合时，执行功能产生某个动作。2常闭触点。当触点开启时，执行功能产生某个动作。3锁定/解锁系统。开启锁定功能的输入以激活锁定功能或使它处于改变状态，即使锁定输入被关闭，锁定功能也将保持。要使该功能关闭，必须打开另一个输入（即解锁）。如果随后关闭解锁输入，该锁定功能仍将保持关闭。4上升沿脉冲。在输入信号的上升沿打开该功能。5下降沿脉冲。在输入信号的下降沿打开该功能。,在一个PLC系统中，每一个输入在输入模块和CPU中都要分配一个编号，这个编号可以是数字或字母。在某些PLC中，可能用到前缀，如IN。若使用前缀系统，第5个输入对应的PLC程序编号是IN0005。典型的输入方案如图5.1所示。输入终端对应一系列编号，如IN0001到IN0016。,假如我们将电压送到终端5，所有已经编程的触点（如IN0005）将会改变状态，输入信号被检测，并产生正确的动作。所有常闭IN0005触点在PLC程序中将处于打开状态。在学习PLC编程时，要重点理解常闭触点的开启。,这些输入指令有可能会产生混扰，尤其对于继电器伺服电路更是如此。这里不妨换一个角度来看这个问题。如图5.1所示，当电压送到输入终端4时，处理器在内存的某个位置放一个1来处理这个输入。当电压送到终端4，PLC的NO符号（）提出这样的问题：“输入终端有电压吗？”在这种情况下，回答是“是”（或正确）。PLC的NC符号（）提出这样的问题：“输入终端无电压吗？”在这种情况下，回答是“不是”（或错误）。,也可用“开状态检查”和“关状态检查”理解这些符号。其他理解方法包括：“开状态正确”和“关状态正确”、“开状态激活”和“关状态激活”、“内存中有1即正确”和“内存中有0即正确”等。还有一个与输入有关的触点问题需要注意。假定内部程序的触点为IN0018，也假定连接好的输入只有IN0001到IN0016。已经编程的IN0018触点将会因为外部信号而改变状态吗？答案是否定的，因为输入模块没有使能信号影响内部CPU的状态。,8,5.3输出：线圈、指示器及其他,内部PLC程序的线圈与输出信号相关，该输出信号传到外部设备。当PLC梯形图中感应线圈得电导通时，通过输出模块产生输出。注意不是所有的线圈都有相应的输出，许多线圈只用于内部逻辑。典型的输出流程图如图5.3所示。输出设备的电压和电流应该与输出模块的值相匹配。,与线圈输出相连的一些典型输出设备如图5.4所示。以前提到的一个关键问题是，当PLC输出关闭时，小型输出模块存在电流泄漏。如果输出设备对低电压敏感，则必须考虑电流泄漏。,11,5.4操作流程,下面用一个简单程序来描述如何使用PLC。假定希望对PLC编程实现以下离散操作过程：当两个触发开关和一个限位开关动作时，继电器线圈将被激励。第一步是给输入输出点分配PLC编号。输入常常有前缀I或IN，输出通常有前缀O或CR（控制继电器）。可以分配如下编号：继电器开关1IN001继电器开关2IN002继电器限位开关IN003继电器输出CR001,第二步是画一张逻辑梯形图来表达操作线路，见图5.5。,接着，设计出输入输出点与输入输出模块的具体连接形式。如果输入和输出模块各有8个终端，则有必要设定模块的开关，这样输出模块就可以确认1-8个输入和1-8个输出。输入输出的连接按照图5.6进行。注意每一个输入或输出只能连接到某一个模块，不允许彼此在模块外部相互连接。,最后，必须通过键盘方式将梯形图输入CPU。按梯形图格式输入的一般步骤是：1将CPU置于停止位，清理PLC程序内存。具体方法会以提纲形式出现在屏幕菜单中或参考PLC操作手册。2在EDIT模式，按以下步骤插入继电器控制行。a按下NO触点；b按下输入键；c按下001数字键；d按下输入键，触点将在监视器上显示；e向右移动一格指针；,f重复步骤a和步骤b；g按下002数字键；h按下输入键，第二个触点将在监视器上显示；i再向右移动一格指针，为003数字键重复同样的过程；j将线延伸到右边；k按下线圈/输出键，线圈将在监视器上显示；l按下001数字键；m按下输入键；n如果该行正确，按下插入梯形图的键，并回车。最终的PLC梯形图如下：,16,5.5触点和线圈I/O编程实例,本节有使用触点和线圈进行PLC编程的6个典型例子。前5个例子难度范围是从初级到中级，第6个是较复杂的报警系统。对于前三个例子，既给出了PLC方法，也给出了逻辑继电器方法。对于后三介例子，只给出了PLC解决方案。这6个例子是：例5.1简单的单触点、单线圈电路例5.2标准启动-停止-闭合电路，锁定/解锁电路例5.3带双向联锁的前向-反向-停止电路例5.4可直接反向的前向-反向-停止电路例5.5启动-停止-点动例5.6报警系统,在给出这些例子前，先简要回顾一下继电器逻辑电路图。继电器的面板如图1.1所示。继电器的电气图包括：（1）继电器线圈，当上电时，继电器动作；（2）继电器的相应触点；（3）这些线圈和触点与其他设备和电源接口的相互连接。当继电器线圈动作时，其触点从开到关或者从关到开，取决于触点的类型是NO还是NC。而在PLC编程中，连接是通过内部编程来实现的，可代替许多配线。,再简要回顾一下电机和启动器的连接图。参见图7.4，这是电机电源及其启动器触点的连接图。电机启动器实际上是大功率继电器，该继电器具有允许流过大电流的触点。三相电机电源由三个M触点控制，当启动器M线圈（图中未标出）通电时，这些触点关闭。然后电机的三相电从端子L1、L2、L3传到端子T1、T2、T3。对于单向电机，电机只有两根线，只有两个M触点。要改变三相电机方向，只需使T1、T2、T3中任何两根线分别与L1、L2或L3相反接即可。利用两个放在一个盒子中的启动器继电器和适当的接线输出，就可以实现电机换向。,19,例5.1简单的单触点、单线圈电路,第一个例子是一个简单电路，它具有一个开关（触点）和一个输出（线圈）。当开关打开或关闭时，输出会使能或禁能。图5.8显示了继电器逻辑和梯形逻辑的梯形图。在这个例子中，电机M的控制电压可以是24VDC、120VAC或其他电压。M的电流相对很小，对于继电器或PLC控制，通过电源触点控制的电流可能非常大。电源电压可以是DC或AC的任何值，具体数值由电源触点的工作能力决定。,图5.8简单的单开关单线圈控制,21,例5.2标准启动-停止-闭合电路，锁定/解锁电路,当按下启动按钮时，线圈通电；当按钮松开时，线圈保持通电状态。这种保持是利用了与启动按钮并行的保持式触点。当输出线圈导通时，该触点关闭。如果按下这个停止按钮，线圈断开并保持断开状态。而且控制电源关闭，线圈断开。与例5.1比较，该例子的优点是：当控制电源恢复供电时，必须按下启动键，重新给线圈通电。而在例5.1中，当电源恢复时，线圈会迅速通电，可能给无防备的操作员或维修人员带来安全问题。,锁定/解锁功能:一个输入开关控制输出导通，另一个输入开关控制输出停止,23,例5.6报警系统,第6个例子是报警系统。当产生操作故障时，有4个故障信号传到报警系统。此例中没有定义这些故障具体是什么。对于PLC操作演示，我们只利用了这个事实，即有4个故障输入。系统运作如下：如果一个输入导通，系统不做任何响应。如果两个输入导通，红色指示灯亮。如果任意三个输入导通，发出报警声音。如果4个输入都导通，将通知消防部门。,由于这个例子与以前的例子相比要难懂一些，让我们花点时间来对输入输出进行编号。PLC输入输出编号按下表分配。,26,5.6故障保护电路,一些PLC电路编程后，可以通过给一个信号电压使电路关断，例如锁定/解锁功能要求解锁信号将线圈或输出关闭。因为系统需要控制电源进行关断，如果系统掉电，则按停止按钮后系统没有反应，线圈仍将保持导通状态。PLC电路还需要急停开关或按钮，它与PLC通断电路独立。图5.14给出了一个实用的故障保障电路。通过断开右图故障保障电路中的运行停止开关，可以使所有的线圈断电。,28,5.7半自动钻压控制实例,要钻的零件,起始位置,钻头向下旋转,底部传感器,任何时候只要按下停止按钮，钻头和护罩将向上返回,钻头向上返回,可遵循一定的步骤来解决PLC应用问题。PLC应用所要遵循的步骤是：1定义操作，列出操作步骤。2定义和列出正确操作所需的输入输出设备。3给输入输出设备分配相应的PLC编号。4绘制PLC图，给出必要的注释。5将程序导入PLC。6将PLC系统与仿真器连接，检查系统的操作情况。7检查实际过程的操作。不按指定顺序测试操作情况，以检查是否有安全隐患和程序顺序问题。例如当钻头向下运动到一半时，如果断电，将会发生什么情况？8根据需要做一些修改。,针对本例，步骤1中可列出以下顺序：（1）按下系统启动开关。（2）零件就位，启动LSPP（零件就位限位开关）。（3）同时按下两个启动按钮。（4）放下安全护罩，启动LSSD（护罩向下限位开关）。（5）钻头开始旋转并向下。（6）钻头在下部激活LSDD（钻头向下限位开关）。（7）系统关闭，钻头和护罩通过弹簧向上。（8）系统复位。注意，任何时候按下停止键都将使系统停止运行，使钻头和安全护罩复位到钻床上部。,步骤2将列出如下输入输出设备：系统启动开关。系统停止开关停止所有的部件。系统指示灯。护罩和钻头启动左手开关。护罩和钻头启动右手开关。护罩和钻头停止左手开关。护罩和钻头停止右手开关。位置指示器在位部件。位置指示器护罩向下。位置指示器钻头向下。,第3步是给包括开关和传感器在内的所有的元件分配输入输出编号，如下