第三章小型整体式PLC(3)

1、 PLC原理及应用原理及应用第三章小型整体式第三章小型整体式PLC 第三章第三章 小型整体式小型整体式PLC nCPM系列小型机系统的特点系列小型机系统的特点 nCPM系列机的构成系列机的构成 nCPM系列机的继电器区和数据区系列机的继电器区和数据区 nCPM系列机的指令系统系列机的指令系统 【例3-2】 在龙门刨床上装有横梁机构，刀架装在横梁上。随加工工件的大小不同横梁需要沿立柱上下移动，而在加工过程中，横梁又需要保证夹紧在立柱上不允许松动。横梁夹紧利用电机通过减速机构传动夹紧螺杆，通过杠杆作用使压块将横梁夹紧或放松。横梁完全放松时，压块压下放松限位开关；横梁夹紧时，夹紧电机过流继电器动作，

2、表示横梁已经夹紧。试设计PLC控制程序。程序设计实例程序设计实例【例3-2】程序设计实例程序设计实例 横梁升降电动机安装在龙门项上，通过涡轮传动，使立柱上的丝杠转动，通过螺母使横梁上下移动。横梁的夹紧与放松由夹紧电动机完成。横粱夹紧电动机通过减速机构传动夹紧螺杆，通过杠杆作用使压块将横梁夹紧或放松。-该任务需要两个执行电机，一个为升降电机，一个为夹紧电机，这两个电机均需正反转。 分析：分析：执行机构与动作过程 程序设计实例程序设计实例【例3-2】 按下“上升”按钮后，夹紧电机反转，放松横梁，横梁完全放松后，升降电机正转，横梁上升。上升到需要位置后，松开按钮，升降电机停转，夹紧电机正转，待横梁完

3、全夹紧后，夹紧电机停转。按下“下降”按钮时，动作过程与上升时相同，只不过此时横梁下降而已。 问题：由于操作人员操作失误或者设备故障，横梁到达立柱顶部或底部仍没有停下来，怎么办？ 加保护：上升限位和下降限位 分析：分析：执行机构与动作过程 程序设计实例程序设计实例【例3-2】 首先分析输入输出点： 横梁在静止时，是被机械杠杆机构央紧在龙门刨床的立柱上的，要求横梁运动时必须首先放松横梁。而在横梁运动结束后，自动夹紧在立柱上。所以要有反映横梁放松的参量，可以用行程来表示，采用行程开关来检测和控制。反映夹紧情况的参量，可用夹紧电机的过流信号来表示。 这样如果不考虑电机的过载、过热等保护，输入信号已基本

4、确定：上升、下降的控制信号，上、下限位信号，放松、加紧信号 输出信号实际上就是用来控制升降和夹紧电机的信号，即：上升、下降、夹紧、放松。输入输出与内存分配 程序设计实例程序设计实例【例3-2】 这样，在不考虑电机的过载、过热等保护。该任务中共有6个输入信号，4个输出信号，可用CPM1A CPU主机实现。输入输出与内存分配 程序设计实例程序设计实例【例3-2】输入输出与内存分配 程序设计实例程序设计实例【例3-2】其输入输出点分配如下： 输入信号：上升按钮SB100000 下降按钮SB200001 上升限位S2 00002 下降限位S3 00003 放松信号S1 00004 夹紧信号K3 000

5、05 输出信号：上升KM1 01000 下降KM2 01001 夹紧KM3 01002 放松KM4 01003分析动作过程，编写控制程序：上升：按下“上升”按钮，未达到上升限位，横梁完全放松， 下降不动作时，上升动作。下降：按下“下降”按钮，未达到下降限位，横梁完全放松，上升不动作时，下降动作。夹紧：当“上升”、“下降”按钮松开后，开始夹紧。夹紧后，夹紧电机过流继电器动作，夹紧动作停止。 程序设计 程序设计实例程序设计实例【例3-2】程序设计 程序设计实例程序设计实例【例3-2】00001 0000000005 OUT 01002 图3-30 夹紧程序首先编写夹紧程序：这个程序，不太合理。因为

6、当横梁到达上升限位或下降限位时，虽横梁移动停止，但未松开“上升”或“下降”按钮时，01002不能为ON即不能夹紧。这样，如果横梁到上限位，就有掉下来的危险。所以，在夹紧程序中，松开按钮的条件换成横梁停止移动的条件更加合理，即把00000、00001换成01000、01001。 程序设计 程序设计实例程序设计实例【例3-2】把00000、00001换成01000、01001后的夹紧程序：01001 0100000005 OUT 01002 夹紧程序夹紧后，夹紧电机过流继电器动作，00005为ON，输出01002为OFF，夹紧停止。然而，一旦夹紧停止，过流继电器失电，00005为OFF，输出010

7、02为ON，夹紧又开始。可见，采用该程序，夹紧动作不能正常停止，存在抖动现象。另外，在夹紧电机启动时，由于夹紧电机有短暂过流，00005也动作，也存在抖动现象。 程序设计 程序设计实例程序设计实例【例3-2】夹紧程序的改进：00004 01003 01001 OUT 01002 01000 00005 01002 由于夹紧开始于移动结束，此时横梁肯定是完全放松的，利用放松开关这一条件，即将00004常开与00005常闭进行逻辑“或”，可消除夹紧电机启动时的抖动现象。 为消除夹紧停止时的抖动现象，将00005常闭与01002常开进行逻辑“与”后再与00004常开进行逻辑“或”。于是，在夹紧电机启

8、动开始夹紧时，放松开关00004起作用，能保证在启动过流时保持01002为ON。启动很短时间后，放松开关00004断开。随着夹紧的继续，只要00005一动作，01002就变成OFF，夹紧停止。 程序设计 程序设计实例程序设计实例【例3-2】放松：按下“上升”或“下降”按钮，开始放松。放松开关00004动作后横梁就已完全放松，放松动作停止。若“上升”或“下降”按钮按动时间较短，则可能出现横梁已放松但未达到完全放松状态，00004未动作；夹紧不动作，横梁出现松动而不能夹紧。为克服这一缺陷，可以使放松动作一旦开始就保持01003为ON，直到横梁完全放松后停止，即在放松程序中加自保。 程序设计 程序设

9、计实例程序设计实例【例3-2】据此，设计出的横梁机构程序 00004 01003 01001 00003 00001 01000 00004 00002 00000 01001 00004 00001 01003 01002 00004 00000 OUT 01000 END OUT 01001 OUT 01002 OUT 01003 01000 00005 01002 上升下降夹紧放松图3-31 横梁机构程序 0 LD00000 1 AND NOT 00002 2 AND00004 3 AND NOT01001 4 OUT01000 5 LD00001 6 AND NOT00003 7 AN

10、D00004 8 AND NOT01000 9 OUT01001 10 LD01002 11 AND NOT 00005 12 OR00004 13 AND NOT 01000 14 AND NOT 01001 15 AND NOT 01003 16 OUT01002 17 LD00000 18 OR00001 19 OR01003 20 AND NOT 00004 21 AND NOT 01002 22 OUT 01003 23 ENDSB S K K 1 SB S K K 2 S K KM K K K K S K K 上升KM 下降KM KM 3 KM 夹紧KM 4 KM KM 放松图3-

11、32 横梁机构继电器控制线路图11111222223311142233 400004 01003 01001 00003 00001 01000 00004 00002 00000 01001 00004 00001 01003 01002 00004 00000 OUT 01000 END OUT 01001 OUT 01002 OUT 01003 01000 00005 01002 上升下降夹紧放松图3-31 横梁机构程序程序设计 程序设计实例程序设计实例【例3-2】程序设计实例程序设计实例图3-46 货叉机构动作示意图左位原位右位低位高位货叉在原位且货叉上无货箱时，货叉应处在低位；货叉在

12、原位且货叉上有货箱时，货叉应处在高位。【例3-3】 某系统中，要实现货叉取放箱动作。要求如下：货叉在低位原位时，按下“左取箱”按钮，货叉左伸到左位，上升到高位；右伸回到原位。 货叉在高位原位时，按下“右放箱”按钮，货叉右伸到右位，下降到低位，左伸回到原位。 货叉动作过程中，断电后能够自动恢复。 程序设计实例程序设计实例【例3-2】分析： 根据要求确定输入输出输入：在该任务中，假定不考虑电机过载、过热等保护。应有“左取箱”、“右放箱”按钮、五个限位开关，还应有货箱检测信号。可用光电开关检测货叉上有无货箱，有箱时光电开光为ON，无箱时为OFF。 输出：在该任务中有两个执行电机，一个用于货叉伸缩，一

13、个用于货叉升降。这两个电机均需要正、反转。因此，在该任务中应有4个输出信号。输入输出信号与内存分配 程序设计实例程序设计实例【例3-2】分析： 该任务中输入信号共有八个，输出信号共有四个。因此，用CPM1A型CPU主机即可实现 输入信号：左取箱按钮 00000 右放箱按钮 00001 原位 00002 左位 00003 右位 00004 高位 00005 低位 00006 货叉有箱 00007 输出信号：左伸 01000 右伸 01001 上升 01002 下降 01003程序设计实例程序设计实例【例3-2】程序设计 由于要求断电后能够自动恢复，所以，凡断电后丢失，而上电后又不能恢复的状态，应

14、该用KEEP指令加HR位予以保持。 从图3-46可以看出，无论是“左取箱”还是“右放箱”，货叉都需要左右伸缩，伸缩的规律取决于按下的是“左取箱”按钮还是“右放箱”按钮。 程序设计实例程序设计实例【例3-2】程序设计 “左取箱”状态保持：在货叉低位、原位、货叉上无箱时，按下“左取箱”按钮，“左取箱”状态保持，否则按下按钮无效。当“左取箱”动作完成，货叉回到原位时，“左取箱”状态清除，为下一次操作做好准备。另外，“左取箱”状态还应与“右放箱”状态互锁。因“左取箱”状态需具有断电记忆功能，所以用KEEP HR0000记录该状态。显然，使“左取箱”状态保持的条件应作为KEEP HR0000的置位端，使

15、“左取箱”状态清除的条件应作为KEEP HR0000复位端。 图3-46 货叉机构动作示意图左位原位右位低位高位程序设计实例程序设计实例【例3-2】程序设计 图3-47 “左取箱”状态保持00006000020000000007KEEP HR0000 HR000100002图3-47中，HR0001是“右放箱”状态，用于对“左取箱”状态互锁。由于货叉回到原位时动作结束，所以可利用原位开关00002来清除“左取箱”状态。但是这样存在一个问题。 程序设计实例程序设计实例【例3-2】程序设计 图3-47 “左取箱”状态保持00006000020000000007KEEP HR0000 HR00010

16、0002在“左取箱”动作开始前，货叉也在原位，按下“左取箱”按钮时，KEEP指令的置位端和复位端同时为ON，KEEP指令复位，按下“左取箱”按钮无效。 因此，在清除时，既应利用原位这一条件，又应使这一条件所产生的状态与动作前的原位状态有所不同。利用原位的上升沿来清除则可以解决这一问题。 00000 00006 00002 00007 KEEP HR0000 20000 HR0001 左取箱DIFU 20000 00002 程序设计实例程序设计实例【例3-2】程序设计 “右放箱”状态保持：当货叉在原位、高位、货叉上有箱时，按下“右放箱”按钮，“右放箱”状态保持，否则按下按钮无效。当“右放箱”动作

17、完成，货叉回到原位时，利用原位的上升沿清除“右放箱”状态。另外，“右放箱”状态还应与“左取箱”状态互锁。 DIFU 20000 0000 2 00005 00002 00007 KEEP HR0001 20000 HR0 000 00001 右放箱回位程序设计实例程序设计实例【例3-2】程序设计 左伸：在“左取箱”或“右放箱”时，只要货叉处在低位即开始左伸。从图3-46可以看出，“左取箱”时应左伸到左位；“右放箱”时应左伸到原位。由于“右放箱”时左伸到原位“右放箱”状态即已清除，因此，左伸的关断条件可只用左位，而不需要用原位。另外，左伸和右伸应互锁，在关断条件中加入右伸互锁。由于00006低位

18、开关在左伸过程中不会断开，而取放箱状态已具备断电恢复能力，所以可以用内部继电器实现左伸。 图3-46 货叉机构动作示意图左位原位右位低位高位 0000 3 0000 6 HR0 000 01001 OUT 01000 HR0 001 左伸程序设计实例程序设计实例【例3-2】程序设计 右伸：工作原理同左伸。开始条件为高位，关断条件为右位，加左伸互锁。 0000 4 0000 5 HR0000 01000 OUT 01001 HR0 001 右伸上升：“左取箱”在左位时，以及原位货叉上有箱且不在高位时开始上升，上升到高位停止。上升的条件均具备断电恢复能力，可用内部继电器实现。图3-46 货叉机构动作示意图左位原位右位低位高位 00005 00003 HR0 000 01003 OUT 01002 00002 00007 上升下降：“右放箱”在右位时，以及原位货叉上无箱且不在低位时开始下降，下降到低位停止。下降的条件也具备断电恢复能力，可用内部继电器实现。 0000 6 0000 4 HR00 01 01002 OUT 01003 0000 2 0000 7 下降程序设计实例程序设计实例【例3-2】程序设计 货叉取放箱程序如图所示。 00000 DIFU 20000 0000