《可编程控制器应用》课件-项目二 基本逻辑指令及其应用 任务三

可编程序控制器及其应用项目二基本逻辑指令及其应用

任务三计数器项目二基本逻辑指令及其应用实训4电动机的简单控制实训5数码管循环点亮的PLC控制实训6天塔之光实训7彩灯循环点亮的PLC控制实训8电动机循环正反转的PLC控制实训10电动机Y/△起动的PLC控制任务一基本指令介绍任务二定时器任务三计数器实训9电动机正反转能耗制动的PLC控制知识目标

1、了解计数器的基本知识。

2、掌握计数器的应用。

3、进一步学习PLC基本逻辑指令的应用。能力目标

1、学会计数控制程序的编程

2、掌握PLC控制电路的接线及程序的调试。

3、进一步熟悉PLC的应用。情感目标

1、培养学生小组合作团队协作的能力。

2、养成严谨认真的工作习惯。

3、锻炼学生的沟通表达能力学习重点。

4、培养学生逻辑思维能力。任务三计数器项目二基本逻辑指令及其应用项目二基本逻辑指令及其应用一、本任务主要学习空调水泵控制程序的编写，掌握计数器的有关知识和应用，进一步掌握PLC程序设计的方法。二、随本节设计空调水泵的自动编程程序，通过对计数器和定时器的运用实现以下控制：

1、水泵电动机采用星三角减压启动控制。

2、具有自动控制功能，早晨8:00启动，晚上11:00停止。

3、具有自保护功能，0.5h内不能连续启动三次。如果满三次则系统停止，等待0.5h后才能重新启动运行。

任务分析任务三计数器项目二基本逻辑指令及其应用一、计数器C

表2－15FX1N系列的计数器FX1N系列的计数器如表2－15所示，它分内部信号计数器（简称内部计数器）和外部高速计数器（简称高速计数器）。

任务三计数器PLCFX1N16位通用计数器100（C0～C99）16位电池后备/锁存计数器100（C100～C199）32位通用双向计数器20（C200～C219）32位电池后备/锁存双向计数器15（C220～C234）高速计数器21（C235～C255）项目二基本逻辑指令及其应用1.1内部计数器

内部计数器是用来对PLC的内部组件（X、Y、M、S、T和C）提供的信号进行计数。计数脉冲为ON或OFF的持续时间，应大于PLC的扫描周期，其响应速度通常小于数十赫兹。内部计数器按位数可分为16位加计数器、32位双向计数器，按功能可分为通用型和电池后备／锁存型。任务三计数器项目二基本逻辑指令及其应用1.1.116位加计数器16位加计数器的设定值范围为l～32767。图2—40给出了加计数器的工作过程，

任务三计数器图2－4016位加计数器的工作过程项目二基本逻辑指令及其应用1.1.116位加计数器

图中X10的常开触点接通后，C0被复位，它对应的位存储单元被置0，它的常开触点断开，常闭触点接通，同时其计数当前值被置为0。X11用来提供计数输入信号，当计数器的复位输入电路断开，计数输入电路由断开变为接通（即计数脉冲的上升沿）时，计数器的当前值加1，在5个计数脉冲之后，C0的当前值等于设定值5，它对应的位存储单元的内容被置1，其常开触点接通，常闭触点断开。再来计数脉冲时当前值不变，直到复位输入电路接通，计数器的当前值被置为0。具有电池后备／锁存功能的计数器在电源断电时可保持其状态信息，重新送电后能立即按断电时的状态恢复工作。任务三计数器项目二基本逻辑指令及其应用1.1.232位双向计数器32位双向计数器的设定值范围为-2147483648～＋2147483647，其加／减计数方式由特殊辅助继电器M8200～M8234设定，对应的特殊辅助继电器为ON时，为减计数，反之为加计数,如图2-41。

任务三计数器图2-41加/减计数器项目二基本逻辑指令及其应用1.1.232位双向计数器32位双向计数器的设定值除了可由常数K设定外，还可以通过指定数据寄存器来设定，32位设定值存放在组件号相连的两个数据寄存器中。如果指定的是D0，则设定值存放在D1和D0中。图2－41中C200的设定值为5，当X12断开时，M8200为OFF，此时C200为加计数，若计数器的当前值由4到5，计数器的输出触点ON，当前值为5时，输出触点仍为ON；当X12接通时，M8200为ON，此时C200为减计数，若计数器的当前值由5到4时，输出触点OFF，当前值为4时，输出触点仍为OFF。任务三计数器项目二基本逻辑指令及其应用1.1.232位双向计数器

计数器的当前值在最大值2147483647加1时，将变为最小值-2147483648，类似地，当前值为-2147483648减1时，将变为最大值2147483647，这种计数器称为“环形计数器”。图3-10中复位输入X13的常开触点接通时，C200被复位，其常开触点断开，常闭触点接通，当前值被置为0。如果使用电池后备/锁存计数器，在电源中断时，计数器停止计数，并保持计数当前值不变，电源再次接通后，在当前值的基础上继续计数，因此电池后备/锁存计数器可累计计数。任务三计数器项目二基本逻辑指令及其应用1.2高速计数器

高速计数器均为32位加减计数器。但适用高速计数器输入的PLC输入端只有6个X0～X5，如果这6个输入端中的一个已被某个高速计数器占用，它就不能再用于其它高速计数器（或其它用途）。也就是说，由于只有6个高速计数输入端，最多只能有6个高速计数器同时工作。高速计数器的选择并不是任意的，它取决于所需计数器的类型及高速输入端子，高速计数器的类型如下：单相无起动/复位端子高速计数器C235～C240；单相带起动/复位端子高速计数器C241～C245；单相双输入（双向）高速计数器C246～C250；双相输入（A－B相型）高速计数器C251～C255。

任务三计数器项目二基本逻辑指令及其应用1.2高速计数器

不同类型的高速计数器可以同时使用，但是它们的高速计数器输入点不能冲突。高速计数器的运行建立在中断的基础上，这意味着事件的触发与扫描时间无关。在对外部高速脉冲计数时，梯形图中高速计数器的线圈应一直通电，以表示与它有关的输入点己被使用，其它高速计数器的处理不能与它冲突。全部高速计数器见下页表2—16所示。任务三计数器项目二基本逻辑指令及其应用1.2高速计数器

任务三计数器表2-16高速计数器项目二基本逻辑指令及其应用1.3计数频率

计数器最高计数频率受两个因素限制。一是各个输入端的响应速度，主要是受硬件的限制；二是全部高速计数器的处理时间，这是高速计数器计数频率受限制的主要因素。因为高速计数器操作是采用中断方式，故计数器用得越少，则可计数频率就高。如果某些计数器用比较低的频率计数，则其它计数器可用较高的频率计数。任务三计数器项目二基本逻辑指令及其应用1.3计数频率

图2—42所示为一相一计数输入高速读数器。

任务三计数器项目二基本逻辑指令及其应用1.3计数频率

图2—42（a）中的C235只有一个计数输入X0，当X10闭合时M8235得电，C235为减计数方式，反之为加计数方式。当X12闭合时，C235对计数输入X0的脉冲进行计数，和32位内部计数器一样，在加计数方式下，当计数值大于等于设定值时，C235接点动作。当X11闭合时，C235复位。图2—42（b）中C245计数器与C235不同的是有规定的复位、启动输入。任务三计数器项目二基本逻辑指令及其应用1.4计数器C的应用

计数器C的应用（如图2－43所示）任务三计数器图2-43计数器C的应用梯形图及时序图项目二基本逻辑指令及其应用1.4计数器C的应用

X3使计数器CO复位，CO对X4输入的脉冲计数，输入的脉冲数达到6个时，计数器CO的常开触点闭合，YO得电动作。X3动作时，CO复位，YO失电。

任务三计数器项目二基本逻辑指令及其应用二、指令应用

编程思路：根据空调水泵的控制要求，将程序划分为手动控制和自动控制程序，自动控制程序又分为自动启停控制程序（长时间定时程序）和自保护程序。首先练习长时间定时程序的编写，然后练习自保护程序的编写。任务三计数器项目二基本逻辑指令及其应用2.11h定时程序1、用计数器实现1h定时程序定时控制程序梯形图，如图2—44所示，其中X1为启动按钮，X3为停止按钮。任务三计数器图2-44定时控制程序梯形图项目二基本逻辑指令及其应用2.11h定时程序2、用M8014和计数器配合实现1h定时程序以M8014作为分时钟脉冲的1h定时程序如图2—45所示。

任务三计数器图2-45以M8014作为分时钟脉冲的1h定时程序项目二基本逻辑指令及其应用2.2

24h时钟程序

如图2—46所示。是计数器的复位程序应该放在计数程序的上面。

任务三计数器图2-4624h时钟程序项目二基本逻辑指令及其应用2.3

自动控制早8:00启动和晚上11:00停止。1、用计数器实现自动控制程序，如图2—47所示。

任务三计数器项目二基本逻辑指令及其应用2.3

自动控制早8:00启动和晚上11:00停止。2、用比较指令实现自动控制程序，如图2—48所示

。

任务三计数器项目二基本逻辑指令及其应用2.4

0.5h内不能连续启停三次0.5h内不能连续启停三次的控制程序如图2—49所示。任务三计数器项目二基本逻辑指令及其应用2.5

完整程序

空调水泵的完整控制程序如图2—50所示

任务三计数器项目二基本逻辑指令及其应用任务三计数器图2-50空调水泵的完整控制程序项目二基本逻辑指令及其应用三、扩展应用

设计一个报警器，要求当条件X1=ON满足时，蜂鸣器鸣叫，同时，报警器灯连续闪烁16次，每亮2s，熄灭3s，此后，停止声光报警。任务三计数器3.1报警器项目二基本逻辑指令及其应用

报警灯开始工作的条件可以是按钮，也可以是行程开关或接近开关等来自现场的信号，现假定是行程开关。蜂鸣器和报警器分别占有一个输出点。报警灯亮、暗闪烁，可以采用两个定时器分别控制亮和暗的时间，而闪烁的次数则由计数器控制。

任务三计数器3.1.1分析控制要求项目二基本逻辑指令及其应用输入/输出地址表见表2—17

任务三计数器3.1.2分配输入和输出输入输出组件代号作用输入继电器组件代号作用输出继电器SQ行程开关X1HA报警蜂鸣器Y1HL报警灯Y2表2-17输入/输出地址表项目二基本逻辑指令及其应用报警器的PLC接线图如图2—51所示

任务三计数器3.1.3PLC接线图图2-51报警器的PLC接线图项目二基本逻辑指令及其应用1、启动和停止控制程序设计启动信号为X1，当碰到SQ时，X1常开触点闭合，利用脉冲微分指令PLF产生一个脉冲信，使输出继电器Y1线圈得电并自锁，Y1产生的输出信号，使蜂鸣器鸣叫。停止信号是计数器的常开触点，当报警灯闪烁16次后，计数器的常闭触点断开，使Y1的线圈失电，Y1的触点复位，报警电路停止报警。启动控制程序的梯形图如图2—52所示。

任务三计数器3.1.4设计梯形图图2-52启停控制程序的梯形图项目二基本逻辑指令及其应用2、报警灯闪烁控制程序设计报警灯在蜂鸣器鸣叫的同时闪烁，所以，采用Y1的常开触点控制报警灯闪烁。采用定时器T0控制报警灯亮的时间，定时器T1控制报警灯熄灭的时间。当Y1常开触点闭合时，Y2线圈与T0线圈同时得电。Y2线圈得电后，Y2产生的输出信号使报警灯亮。T0线圈得电后，开始计时，经2s延时后，T0常闭触点断开，使Y2线圈失电，Y2的触点复位，报警灯熄灭。同时，T0常开触点闭合，使T1线圈得电，开始定时，经3s延时后，T1常闭触点断开，使T0线圈失电，T0常开触点瞬间断开，T1线圈也随之失电，T1常闭触点闭合，定时器T1的触点只动作了一个扫描周期。当T1常闭触点闭合后，Y2和T0线圈又得电，重复以上动作。该段程序的时序如下页图2—53b图所示。

任务三计数器3.1.4设计梯形图项目二基本逻辑指令及其应用任务三计数器图2-53报警灯闪烁控制程序a)梯形图b)时序图项目二基本逻辑指令及其应用3、报警灯闪烁次数控制程序设计采用计数器C0进行闪烁次数的控制。这时，要考虑计数输入信号和计数器复位信号两个方面。由图2—53b图所示的时序图可看到，Y2产生的脉冲信号下降沿正好是T0脉冲的上升沿。当Y2第十六个脉冲结束时，即报警闪烁16次后，T0正好产生第十六个脉冲，将T0触点的动作作为计数输入信号，这样，当计数器累计到第十六个脉冲时，计数器C0线圈得电，C0常闭触点断开，报警器停止工作。计数器C0的复位信号，可采用C0常开触点，当计数器C0线圈得电，C0常开触点闭合时，RSTC0指令执行，使C0复位，但这时C0常开触点应并联M8002常开触点，在PLC开机时，对C0进行清零：也可以采用Y1的常闭触点，当蜂鸣器鸣叫时，Y1常闭触点是断开的，RSTC0指令不执行，说明计数器C0正在计数，当累计到16个脉冲时，则C0被复位，为报警器下次工作准备。

任务三计数器3.1.4设计梯形图项目二基本逻辑指令及其应用4、将各段程序合并成完整的报警器控制程序，如图2—54所示

任务三计数器3.1.4设计梯形图图2-54报警器完整程序项目二基本逻辑指令及其应用

四台电动分别由四个接触器控制启动和停止，当Y1产生输出信号时，KM1线圈得电，KM1主触点闭合，使M1启动运转。当Y1没有信号输出时，KM1线圈失电，KM1主触点断开，M1停止运转，其它电动机工作情况完全类似。四台电动机顺序启停控制的PLC接线图如图2—55所示。

任务三计数器3.2四台电动机顺序启停控制

图2-55四台电动机顺序启停的PLC接线图项目二基本逻辑指令及其应用

本例中，顺序控制的转移条件为时间。例如第一台电动机启动后，到第二台电动机启动的条件是由时间控制的，10min一到，第二台电动机启动……计数器对时钟脉冲进行计数，可以实现定时器功能，因此，本例采用计数器同样能达到定时的目的，其梯形图如图2—56所示。任务三计数器图2-56四台电动机顺序启停的梯形图顺序启停梯形图

项目二基本逻辑指令及其应用

如图，当X1闭合时，发出启动信号，使M0线圈得电，M0常开触点闭合，第一台电动机启动，同时，计数器C0开始计数。当累计到6000个时钟脉冲时，延时时间达到6000*0.1=10min，C0常开触点闭合，Y2线圈得电，Y2产生输出信号，第二台电动机启动，同时计数器C1开始计数……直至线圈Y4产生输出信号，电动机M4启动。当X2常闭触点断开后，M0线圈失电，M0常闭触点闭合，时计数器全部复位，四台电动机全部停止运转。

任务三计数器顺序启停梯形图

项目二基本逻辑指令及其应用四、课外与延伸

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。定时器组成的振荡电路一（如图2－57所示说明：改变TO、T1的参数值，可以调整YO输出脉冲宽度。任务三计数器4.1振荡电路图2-57振荡电路一梯形图及输出波形图项目二基本逻辑指令及其应用应用定时器组成的振荡电路二（如图2－58所示）

任务三计数器4.1振荡电路图2-58振荡电路一梯形图及输出波形图项目二基本逻辑指令及其应用应用M8013时钟脉冲（如图2-59所示）M8013为1S的时钟脉冲，所以YO输出脉冲宽度也是0.5S。任务三计数器4.1振荡电路图2-59M8013振荡电路梯形图项目二基本逻辑指令及其应用（1）控制要求两台电动机交替顺序控制。电动机M1工作10S停下来，紧接着电动机M2工作5S停下来，然后再交替工作；按下停止按钮，电动机M1、M2全部停止运行。（2）输入／输出分配起动按钮：XO，停止按钮：X1，电动机M1：Y1，电动机M2：Y2。（3）梯形图方案设计（如右图2-60所示）

任务三计数器4.2振荡电路的应用项目二基本逻辑指令及其应用FX1N系列PLC定时器的延时都有一个最大值，如100ms的定时器最大延时为3276.7s。若工程中所需要的延时大于选定的定时器的最大值，则可采用多个定时器接力延时，即先起动一个定时器计时，延时到时，用第一个定时器的常开触点起动第二个定时器延时，再使用第二个定时器起动第三个，如此下去，用最后一个定时器的常开触点去控制控制对象，最终的延时为各个定时器的延时之和，如图2-61(a)所示。另外，也可采用计数器配合定时器以获得较长时间的延时，如下页面图2－61(b)所示。

任务三计数器4.3定时器的延时扩展图2-61定时器的延时扩展项目二基本逻辑指令及其应用任务三计数器4.3定时器的延时扩展图2-61定时器的延时扩展当X1