可编程控制器PLC实训

模块一PLC基本顺序指令项目一了解PLC项目二三相异步电动机运行控制项目三异地控制与顺序控制项目四自动门控制程序项目一了解PLCPLC是可编程序控制器的简称，是这门课要掌握的对象，也是电气自动化及自动控制领域中应用非常广泛的一颗明星。本项目引领大家由外观到结构，从产生到发展，逐步深入，使大家认识、了解与熟悉PLC，并通过与其他控制器件横向比较，加深对PLC的认识，为灵活应用PLC打下良好基础。下一页返回项目一了解PLC1.1学习目标1.了解PLC概念、产生、特点与应用。2.掌握PLC内部结构、分类及工作原理。3.熟悉PLC内部软继电器编号及功能。4.了解PLC性能指标，能根据要求选择合适的型号。5.了解梯形图、指令表等常用编程语言。6.熟悉PLC控制系统构成及系统开发过程。上一页下一页返回项目一了解PLC1.2项目描述根据教材、参考书、网络信息，以及对现有PLC实训设备的观察，学生分组，主要解决以下问题:(1)What-PLC是什么，即PLC的定义、功能、分类与应用;(2)When-PLC什么时间产生，又如何发展起来的;(3)Why-PLC为什么有这样的功能，即PLC的内部结构和工作原理;(4)How-如何选择合适的PLC,设计控制系统;(5)Who-掌握了这门知识，我们可以从事哪种职业，成为什么样的人。上一页下一页返回项目一了解PLC1.3相关知识点PLC是在继电器控制技术、计算机技术和现代通信技术的基础上逐步发展起来的一项先进的控制技术。在现代工业发展中PLC技术、CAD/CAM技术和机器人技术并称为现代工业自动化的三大支柱。它主要以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出(I/O)来控制各种生产过程。上一页下一页返回项目一了解PLC1.3.1PLC产生与发展1946年，世界上第一台电子计算机ENIAC(埃尼阿克)在美国宣告诞生，后来，随着计算机技术的发展，人们一直试图将计算机应用与工业控制结合在一起。但由于计算机技术本身的复杂性，编程难度高、难以适应恶劣的工业环境以及价格昂贵等原因，未能在工业控制中广泛应用。当时的工业控制，主要还是以继电一接触器组成控制系统。这种系统存在一些缺陷，如，系统的能耗较多;工艺流程的更新需要大量的人力物力;因系统是通过各种硬件接线的逻辑控制来实现系统的运行，导致机械触点较多，系统运行的可靠性较差等。上一页下一页返回项目一了解PLC到了20世纪60年代以后，美国汽车制造业为适应市场需求不断更新汽车型号，要求及时改变相应的加工生产线。而汽车生产流水线基本上都是采用传统的继电器一接触器控制，所以整个系统就必须重新设计和配置。汽车生产流水线的更换越来越频繁，原有的继电器一接触器控制系统就经常需要重新设计安装，这不但造成极大的浪费，而且新系统的接线也非常费时，从而延长了汽车的设计生产周期。在这种情况下，采用传统的继电器一接触器控制就显出许多不足。上一页下一页返回项目一了解PLC1968年，美国最大的汽车制造商—通用汽车制造公司(CM)，为适应汽车型号的不断翻新，试图寻找一种新型的工业控制器，以尽可能减少重新设计和更换继电器控制系统的硬件及接线、减少时间，降低成本。因而设想把计算机的完备功能、灵活及通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种适合于工业环境的通用控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化。针对上述设想，通用汽车公司提出了这种新型控制器所必须具备的十大条件(有名的“GM10条”):(1)编程简单，可在现场修改程序;(2)维护方便，最好是插件式;上一页下一页返回项目一了解PLC(3)可靠性高于继电器控制柜;(4)体积小于继电器控制柜;(5)可将数据直接送入管理计算机;(6)在成本上可与继电器控制柜竞争;(7)输入可以是交流115V(注:美国电网电压是110V);(8)输出可以是交流115V、2A以上，可直接驱动电磁阀;(9)在扩展时，原有系统只需要很小的变更;(10)用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。1969年，美国数字设备公司(GEC)首先研制成功第一台可编程序控制器，并在通用汽车公司的自动装配线上试用成功，从而开创了工业控制的新局面。上一页下一页返回项目一了解PLC1971年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台可编程序控制器DSC-8。1973年，西欧国家一也研制出了他们的第一台可编程序控制器。我国从1974年开始研制，1977年开始工业应用。早期的可编程序控制器是为取代继电器控制线路、存储程序指令、完成顺序控制而设计的，主要用于:逻辑运算、计时和计数等顺序控制，均属开关量控制。所以，通常称为可编程序逻辑控制器(PLC-ProgrammableLogicController)。进入20世纪70年代，随着微电子技术的发展，PLC采用了通用微处理器，这种控制器就不再局限于当初的逻辑运算了，功能不断增强。因此，实际上应称之为PC-可编程序控制器。因为容易与PC-PersonalCompute:混淆，所以至今我们仍然沿用以前的简称PLC。上一页下一页返回项目一了解PLC随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的发展，PLC在概念、设计、性能、价格以及应用等方面都有了新的突破，不仅控制功能增强，功耗和体积减小，成本下降，可靠性提高，编程和故障检测更为灵活方便，而且随着远程I/O和通信网络、数据处理以及图像显示的发展，PLC及其网络被公认为现代工业自动化三大支柱(PLC、机器人、CAD/CAM)之一。从近年的统计数据看，在世界范围内，PLC产品的产量、销售、用量高居各种工业控制装置榜首，而且市场需求量一直在逐年上升。关于PLC的培训情况，目前，PLC相关课程已成为“自动化”、“机械制造及自动化”、“电气自动化”和“机电一体化”等专业的主干课程。设置相关专业的学校包括从清华大学、浙江大学这样的国内一流院校，到各种职业培训机构，而涉及的专业外延更加广泛，有不少学校已经将此课程开发为优质课程或精品课程。上一页下一页返回项目一了解PLC1.3.2PLC定义与特点1987年国际电工委员会(IEC)颁布的可编程控制器标准草案中对PLC作了如下的定义:“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。PLC是在继电器一接触器控制系统基础上发展起来的，融合了电子技术、计算机技术、通信技术等先进要素，具有其他控制系统没有的优点，所以应用越来越广泛。上一页下一页返回项目一了解PLC1.可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。为了适应恶劣的工业环境，PLC生产厂家在软硬件方面采用了多种措施提高其可靠性。硬件方面，PLC利用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，可靠性大大提高。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用双CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。为了增强可靠性，有的PLC采用了双CPU，可靠性提高了一倍。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备一也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性一也就不奇怪了。上一页下一页返回项目一了解PLC2.配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。上一页下一页返回项目一了解PLC3.易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接u容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。上一页下一页返回项目一了解PLC4.系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，在外部设备安装的同时，进行实验室系统的开发，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护一也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。5.体积小，质量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，质量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。上一页下一页返回项目一了解PLC1.3.3PLC应用目前，在国内外PLC已广泛应用冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保及文化娱乐等各行各业，随着PLC性能价格比的不断提高，其应用领域不断扩大。从应用类型看，PLC的应用大致可归纳为以下几个方面。(1)开关量逻辑控制:利用PLC最基本的逻辑运算、定时、计数等功能实现逻辑控制，可以取代传统的继电器控制，用于单机控制、多机群控制、生产自动线控制等，例如:机床、注塑机、印刷机械、装配生产线、电镀流水线及电梯的控制等。这是PLC最基本的应用，一也是PLC最广泛的应用领域。上一页下一页返回项目一了解PLC(2)运动控制:大多数PLC都有拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。(3)过程控制:大、中型PLC都具有多路模拟量I/O模块和PID控制功能，有的小型PLC也具有模拟量输入输出。所以PLC可实现模拟量控制，而且具有PID控制功能的PLC可构成闭环控制，用于过程控制。这一功能已广泛用于锅炉、反应堆、水处理、酿酒以及闭环位置控制和速度控制等方面。(4)数据处理:现代的PLC都具有数学运算、数据传送、转换、排序和查表等功能，可进行数据的采集、分析和处理，同时可通过通信接口将这些数据传送给其他智能装置，如计算机数值控制(CNC)设备，进行处理。上一页下一页返回项目一了解PLC(5)通信联网:PLC的通信包括PLC、PLC与上位计算机、PLC与其他智能设备之间的通信，PLC系统与通用计算机可直接或通过通信处理单元、通信转换单元相连构成网络，以实现信息的交换，并可构成“集中管理、分散控制”的多级分布式控制系统，满足工厂自动化(FA)系统发展的需要。上一页下一页返回项目一了解PLC1.3.4PLC编程语言PLC是一台计算机，用户要想使PLC实现特定的功能要求，就要用程序与之交流。借助厂家提供的编程软件和指令，用户可以利用微机或手持式编程器，采用某种编程语言编制程序。PLC支持的编程语言有多种，有梯形图语言、语句表语言、逻辑功能图语言，但应用最广的是梯形图语言LAD。它有以下特点。(1)它是一种图形语言，沿用传统控制图中的继电器触点、线圈、串联等术语和一些图形符号构成，左右的竖线称为左右母线。(2)梯形图中接点(触点)只有常开和常闭，接点可以是PLC输入输出的接点一也可以是PLC内部继电器的接点或内部寄存器、计数器等的状态。上一页下一页返回项目一了解PLC(3)梯形图中的接点可以任意串、并联，但线圈只能并联不能串联。(4)内部继电器、计数器、寄存器等均不能直接控制外部负载，只能作中间结果供CPU内部使用。(5)PLC是按循环扫描事件，沿梯形图先后顺序执行，在同一扫描周期中的结果留在输出状态暂存器中所以输出点的值在用户程序中可以当做条件使用。语句表语言，类似于汇编语言，由操作符和操作对象组成，操作符指明指令的功能，操作对象指明对谁的操作。逻辑功能图语言，沿用数字电子中所学的逻辑框图来表达，一般一个运算框表示一个功能，左边画输入、右边画输出。上一页下一页返回项目一了解PLC1.3.5PLC内部结构PLC是一台专为工业环境开发的计算机，具有计算机的五大组成部分:运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。其中，运算器和控制器集成到一个芯片上，即中央控制器CPU。1.CPUCPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存储用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入输入映像寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存储器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路，上一页下一页返回项目一了解PLC并按指令的规定将逻辑或算数运算的结果存入输出映像寄存器或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将输出映像寄存器的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。CPU主要有控制器、运算器和寄存器组成。控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。CPU速度是PLC的重要参数，决定着PLC的工作速度。上一页下一页返回项目一了解PLC2.存储器PLC软件系统由系统程序和用户程序两部分组成。系统程序包括监控程序、编译程序、诊断程序等，主要用于管理全机、将程序语言翻译成机器语言，诊断机器故障。系统软件相当于个人计算机的操作系统，由PLC厂家提供并已固化在ROM中，用户不能直接存取和干预。用户程序是用户根据现场控制要求，用PLC的程序语言编制的应用程序，用来实现各种控制。FPI}%IN(}R编程软件是松下开发的，专门用于松下可编程控制器组态和编程的标准软件包，一也是本课程开发用户程序主要使用的编程软件，同时它可以进行逻辑程序执行结果的在线监控。可编程控制器使用以下物理存储器:上一页下一页返回项目一了解PLC(1)随机存取存储器(RAM):用户可以用编程装置读出RAM的内容，也可以将信息写入RAM，因此，RAM又叫读写存储器，它是易失性的存储器，它的电源中断后，存储的信息将会丢失。一般用户程序连同相关的逻辑变量及PLC工作单元存在RAM中。RAM的工作速度高，价格便宜，改写方便。在关断可编程控制器的外部电源后，可用锉电池保存在RAM中的用户程序和某些数据，锂电池可用2～5年，需要更换锉电池时，由可编程控制器发出信号，通知用户。(2)只读存储器(ROM)：ROM的内容只能读出，不能由用户写入。它是非易失性的，它的电源消失后，仍能保存储存的内容。ROM一般用来存放可编程控制器的系统程序。上一页下一页返回项目一了解PLC(3)可电擦除可编程的只读存储器(EEPROM):它是非易失性的，但是可以用编程装置对它编程，兼有ROM的非易失性和RAM的随机存取的优点，但是将信息写入它需要的时间比RAM长得多。现在部分PLC使用EEPROM来存放用户程序和需要长期保存的重要数据，具体配置可查看相关型号说明书。3.I/O模块I/O模块是PLC与电气回路的接u,输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。其输入寄存器反映输入信号状态，输出寄存器暂存输出点状态。I/O分为开关量输入(DI)，开关量输出(DO)，模拟量输入(AI),模拟量输出(AO)等模块。上一页下一页返回项目一了解PLC常用的I/O分类如下:开关量:按电压水平分，有220VAC,110VAC,24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。模拟量:按信号类型分，有电流型(4～20mA,0～20mA)、电压型(0-10V,0～5V，-10～10V)等，按精度分，有12bit，14bit，16bit等。由于PLC输入输出均为小信号，为了提高PLC可靠性，输入输出部分采用了光电耦合器。光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电—光—电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等，如图1-1所示。上一页下一页返回项目一了解PLC在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一起的受光器上后，因光电效应而产生了与输入信号成比例关系的光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了电—光—电的转换。以输入端为例，通过光的隔离，使外部信号影响内部电路，反之，内部电路不能影响外部信号，从而提高了输入信号的准确性。4.电源模块PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有:交流电源(220VAC或110VAC，直流电源(常用的为24VDC)。上一页下一页返回项目一了解PLC5.底板或机架大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是:电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块;机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。6.PLC系统的其他设备编程设备:编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小型PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机(运行编程软件)充当编程器，一也就是我们系统的上位机。上一页下一页返回项目一了解PLC人机界面:最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏(或触摸屏)式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机(运行组态软件)充当人机界面非常普及。7.PLC的通信联网依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出“网络就是控制器”的观点说法。PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制(DCS)。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。PLC的通信现在主要采用通过多点接口(MPI)的数据通信、PROFIBUS或工业以太网进行联网。上一页下一页返回项目一了解PLC1.3.6PLC分类PLC生产厂家很多，每个厂家的型号一也很多，我们可以从以下3个角度对各种PLC进行归纳总结。(1)从结构上分，PLC分为固定式(整体式)和组合式(模块式)两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。(2)按I/O点数、内存大小和功能强弱来分，PLC分为大型、中型和小型PLC。上一页下一页返回项目一了解PLC小型PLC—I/0点数<256点;单CPU,8位或16位处理器，用户存储器容量4K字以下;中型PLC—I/0点数256～2048点;双CPU，用户存储器容量2～8K;大型PLC—I/0点数>2048点;多CPU,16位、32位处理器，用户存储器容量8～16K。(3)按流派分，世界上PLC产品可按地域分成三大流派:一个流派是美国产品，一个流派是欧洲产品，一个流派是日本产品。美国和欧洲以大中型PLC而闻名，而日本则以小型PLC著称。目前，PLC主要的生产厂家有美国A-B公司，GE公司，德国的西门子，日本的松下、三菱、欧姆龙等。上一页下一页返回项目一了解PLC1.3.7PLC工作原理—循环扫描当PLC投入运行后，其工作过程一般分为5个阶段:自检、通信、输入采样、用户程序执行和输出刷新，完成上述5个阶段称作一个扫描周期。自检即检查各部件是否工作正常，这部分工作是由厂家编写的系统程序完成的。通信即PLC与上位机或其他联网设备传递信息的过程。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述过程。上一页下一页返回项目一了解PLC1.输入采样阶段在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映像区中的相应单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/0映像区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。上一页下一页返回项目一了解PLC2.用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映像区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。上一页下一页返回项目一了解PLC即:在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映像区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映像区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用;相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用，这就有一定的滞后性。为了解决这个问题，有的PLC支持立即I/O指令，即在程序执行的过程中可以读取外部信号，而不是读取I/O映像区内的数据，就如同在程序和外部信号之间建立了一条绿色通道。上一页下一页返回项目一了解PLC3.输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映像区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。由于各部分执行时间不固定，扫描周期一也不确定，基本上是Ill*级。PLC执行速度越快，扫描周期越短，输出对输入的变化反应就更快，控制更准确。上一页下一页返回项目一了解PLC1.3.8PLC内部寄存器以松下FP1-C40为例，PLC输入输出及内部寄存器表如表1-1所示(不同型号略有不同)。(1)寄存器地址用十进制数表示，位址用十六进制数表示，如X120即WX12寄存器中的第。号位，X12F即WX12中第F位，用图表示如下:地址:WX12位址:上一页下一页返回项目一了解PLC(2)由表中所示X0～X12F、Y0～Y12F可见，FP1-C40的最大可扩展输入/输出点数为13×16=208(点)，即输入、输出总共能扩展为416点。但是受外部接线端子及主机驱动能力限制，一般只能扩展到100～120点，其余可作内部继电器使用。(3)数据寄存DT、定时器T、计数器C的编号均为十进制数。(4)特殊内AIS继电器89000～8903F及特殊数据寄存器DT9000～DT9069,如8901A-“>”的标志位，8901C-1秒钟时钟脉冲继电器等位将在后续课程中专门讲解。(5)内部继电器R，可分为保持型和非保持型。FP1-C40默认值是:R0-R9F为非保持型，8100～862F为保持型。若想改变其分配方式，可通过改变系统寄存器N0.7的值达到理想分配数(N0.7默认值为K10)。上一页下一页返回项目一了解PLC(6)定时器/计数器。定时器/计数器的指令符号是TM/CT，与它的接点T/C一一对应，且每个定时器/计数器编号都有一组同编号的寄存器SV、EV。默认设置如表1-2所示。定时器/计数器编号是统一编排的，二者共144点。出厂时按定时器在前，计数器在后编号，默认值是T0～T99,C100～C143,即100个定时器44个计数器。编程时可根据实际需要通过改变系统寄存器N0.5中的设定值而改变其编号分配，但定时器/计数器总数不能改变。如若将N0.5中的值设为K50，则定时器/计数器编号分配为T0～T49(50个)、C50～C143(94个)。系统寄存器N0.6是指定定时器/计数器保持区首地址的，一般情况将N0.6与N0.5设置为相同数值，所以定时器为非保持型，计数器为保持型，当然也可通过改变N0.6的设定值改变定时器/计数器的保持/非保持类型。上一页下一页返回项目一了解PLC(7)数据寄存器DT。数据寄存器可用来存储数据，例如常数。可通过改变系统寄存器N0.8的设定值而指定保持型数据寄存器的首地址。FPI-C40的N0.8默认值是KO，因此默认值DT0～DT1659均为保持型，若设N0.8=K10，则DT0～DT9为非保持型，DT10～DT1659为保持型。上一页下一页返回项目一了解PLC1.3.9PLC控制系统开发的一般步骤(1)确定系统运行方式与控制方式。PLC可构成各种各样的控制系统，如单机控制系统、集中控制系统等。在进行应用系统设计时，要确定系统的构成形式。(2)选择用户输入设备(按钮、操作开关、限位开关、传感器等)、输出设备(继电器、接触器、信号灯等执行元件)以及由输出设备驱动的控制对象(电动机、电磁阀等)。这些设备属于一般的电气元件，其选择的方法属于其他课程的内容。(3)PLC的选择。PLC是控制系统的核心部件，正确选择PLC对于保证整个控制系统的技术经济指标起着重要的作用。选择PLC应包括机型选择、容量选择、I/O模块选择、电源模块选择等。上一页下一页返回项目一了解PLC(4)分配I/O点，绘制I/O连接图，必要时还需设计控制台(柜)。(5)设计控制程序。控制程序是整个系统工作的软件，是保证系统正常、安全、可靠的关键。因此控制系统的程序应经过反复调试、修改，直到满足要求为止。(6)编制控制系统的技术文件，包括说明书、电气原理图及电气元件明细表、I/O连接图、I/O地址分配表、控制软件。上一页下一页返回项目一了解PLC1.4项目实施学生分组，根据教师提供的相关内容及网络搜索引擎，了解PLC，并回答以下问题:(1)PLC的定义是什么，由谁定义的?(2)PLC主要应用在哪些行业，主要功能是什么?(3)PLC是什么时候产生的，如何产生的?(4)PLC有哪些种类，根据什么划分?(5)PLC的内AIS结构是怎样的?(6)PLC是如何工作的?(7)与PLC功能相似的有哪些产品，各有什么特点，相比之下，PLC有什么优点？上一页下一页返回项目一了解PLC(8)PLC与哪些外设构成系统，在系统中各部分起的作用是什么?(9)PLC的编程软件如何操作?(10)我们编程所用的PLC内部继电器有哪些?各有什么作用?(11)我们掌握了PLC的相关知识有什么用，可以从事的职业有什么?(12)学习了PLC，我们可以考取哪些相关职业资格证书?上一页下一页返回项目一了解PLC1.5项目拓展在完成本项目的基础上，回答以下问题:(1)“软继电器”与实际继电器相比，具有哪些好处?(2)常用PLC的生产厂家都有哪些?他们的产品都有哪些系列，各有什么特点?(3)工业控制除了使用PLC之外，还有哪些常用控制器，各有什么特点?(4)若要实现全自动洗衣机如下控制功能:洗衣机有低、中、高3种水位，根据洗衣量调整水位选择开关确定用水量，按下启动按钮，洗衣桶正转5s，停2s，反转5s，停2s，再正转，……如此反复10次，排水。试分析PLC输入输出个数，并选择合适的PLC型号，对输入输出编号。上一页返回项目二三相异步电动机运行控制2.1学习目标1.了解三相异步电动机主电路与继电器控制电路。2.掌握自锁、互锁的概念。3.熟悉PLC控制系统的构成。4.进一步掌握循环扫描的工作原理和内部继电器。5.掌握时序图的画法。6.掌握PLC编程软件输入指令、编辑指令的方法。7.掌握ST、AN、AN/、OR、OR/、/、OT指令的使用。下一页返回项目二三相异步电动机运行控制2.2项目描述电机在现代工业领域中应用极其广泛，可以说，有电能应用的场合都会有它的身影。与内燃机和蒸汽机相比，电机的运行效率要高得多;并且电能比其他能源传输更方便、费用更廉价，此外电能还具有清洁无污、容易控制等特点。电机有很多种，三相异步电动机由于结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠以及质量较小，成本较低等优点，在所有的电动机中应用最为广泛，需求量最大。本项目就从三相异步电机的控制入手，了解PLC的基本应用。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制2.3相关知识点前面我们提到过，PLC是电脑，人与PLC的交互通过程序来实现。程序是由指令构成，如同词组构成句子，句子再构成又章一样。所以，我们先开始学习PLC能够识别的基本指令。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制2.3.1梯形图、指令表和时序图梯形图、指令表和时序图可见表2-1。梯形图(LAD:顾名思义，外形像梯子(Ladder，由左右两根母线—左母线和右母线，以及两根母线中间的阶梯构成，在继电器控制线路基础上变换而来，与继电器控制系统的电路图很相似，是一种图形化的语言。因为直观易懂，很容易被工厂电气人员掌握，应用非常)广泛，被称为PLC的第一编程语言。梯形图常被称为电路或程序，梯形图的设计称为编程。指令表(STL):与计算机中的汇编语言非常相似，采用助记符来表示操作功能。助记符程序具有下列特点。(1)采用助记符来表示操作功能，具有容易记忆，便于掌握的特点。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制(2)在编程器的键盘上采用助记符表示，具有便于操作的特点，可在无计算机的场合进行编程设计。(3)与梯形图有一一对应关系，每条指令都有各自的梯形图符号和相应的助记符。时序图中的“时序”指的是时间顺序，我们可以分析某个输入或输出随着时间变化而如何变化，我们也可以把所有输入输出或者中间量的时序变化图放在一起，研究中间量和输出是怎样随着输入变化而变化的，也就是说同时进行横向研究和纵向对比，这就是时序图。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制2.3.2PLC基本指令不同厂家生产的PLC所支持的指令不同，同一个厂家不同型号的PLC所支持的指令条数也不同，不过不要灰心，不同品牌的PLC指令大同小异，熟练掌握一种以后，我们可以很容易的举一反三!1.ST、ST/和OT指令(1)指令功能。ST指令:逻辑运算开始。与母线连接的触点组开始的常开触点。符号为:ST/指令:逻辑运算开始。与母线连接的触点组开始的常闭触点。符号为:上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制OT指令:线圈驱动指令，将运算结果输出到指定的继电器。符号为:YO叫ST、ST/的操作数:X、Y、R、C、T。OT的操作数:Y、R。(2)编程实例。ST、ST/和OT指令应用示例如表2-1所示。程序解释:①当X0为ON时，Y0得电，输出为ON,X0为OFF时，Y0失电为OFF。②当X1为ON时，Y1失电，输出为OFF,X1为OFF时，Y1得电为ON。(3)指令使用说明。①ST和ST/指令是将指定操作数的内容送入结果寄存器。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制②OT指令不能直接从左母线输出(用步进指令控制除外)，不能串联使用，可以连续使用，相当于并联输出，在梯形图中位于逻辑行末尾，紧靠右母线。如果未特别设置(输出线圈使用设置)，则在程序中OT指令的任一编号的继电器线圈(Y、R)只能使用一次。注意:每条指令实现特定的功能，有不同的梯形图符号和助记符，也有不同的操作对象，我们在学习中要多加注意。2.AN和AN/(与和与非)指令(1)指令功能。AN：串联常开触点指令，将原来保存在结果寄存器中的内容与指定继电器的内容进行逻辑“与”运算，并将这一逻辑操作的结果存入结果寄存器。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制AN/：串联常闭触点指令，将指定继电器的内容取反，然后与结果寄存器的内容进行逻辑“与”运算，并将操作结果存入结果寄存器。操作数:X、Y、R、C、T。(2)编程实例。AN与AN/指令应用示例如表2-2所示。程序解释:当X0、X1为ON，X2为OFF时，Y0得电输出，否则Y0失电。指令说明:(1)串联单个常开触点时使用AN指令，串联单个常闭触点时使用AN/指令。(2)AN和AN/可以连续使用，并且连续使用同一个或不同继电器的常开和常闭触点的次数没有限制。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制3.OR和OR/(或和或非)指令(1)指令功能。OR:并联常开触点指令。将原来保存在结果寄存器的内容与指定继电器的内容进行逻辑“或”运算，并将这一逻辑操作的结果存入结果寄存器。OR/:并联常闭触点指令。将指定继电器的内容取反，然后与结果寄存器的内容进行逻辑“或”运算，并将操作结果存入结果寄存器。操作数:X、Y、R、C、T。(2)编程实例。OR与OR/指令应用示例如表2-3所示。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制程序解释:当X0为ON、X1为OFF，并且X2为ON时，Y0得电输出(ON)，否则Y0失电(OFF)。4./指令指令功能:将该指令前的运算结果取反。例:/指令应用示例如表2-4所示。程序解释:当X0、X1为ON时，Y0得电输出(ON)，Y1失电(OFF)，当X0或X1任意有一个为OFF时，Y0失电(OFF)，Y1得电(ON)。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制2.3.3FPWINGR编程软件简介(1)启动FPIWINGR程序。(2)程序启动后，如图2-1所示有3个选项，按需要选择，此处选择创建新文件。(3)选择机型。如图2-2所示，按所用PLC的机型来选择机型型号。点击OK进入程序。(4)FPWINGR程序界面，打开视图菜单，如图2-3所示。符号梯形图编辑:如图2-3所示，在输入区栏中显示符号，程序编辑窗口输入梯形图。布尔梯形图编辑:在输入区栏显示指令代码，在程序编辑窗口输入梯形图。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制布尔非梯形图编辑:在输入区栏显示指令代码，在程序编辑窗口输入指令表。三种编辑方式选择任一种编辑方式输入后均可转换到另两种编辑方式下显示。显示注释:当程序中有注释输入时，控制注释的显示和隐藏。此功能亦可由工具栏中的实现。缩放:可选择程序编辑窗口的缩放比例。监控显示基数:选择程序数据监控时默认的基数。(5)工具栏各工具按钮功能。:依次是新建、打开、保存、打印。:由PLC上载，当要从所连接的PLC内部读出程序时，选择此项。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制:下载到PLC，将PLC中的程序下载到PLC中。:转换程序，将PLC梯形图程序转换为PLC可识别的代码。PLC程序输入后，背景为灰色，转换后背景为自色。:离线切换、在线切换。PLC的编辑方式有两种，离线编辑方式和在线编辑方式。在离线编辑方式下改写PLC程序，PLC内部程序并不改变，程序改变后，必须重新下载，才能运行新程序。在在线编辑方式下工作时需要注意:①若PLC处于PROG模式下，可以改写PLC内部程序，但程序并不直接运行，在程序状态栏会显示“PLC=遥控PROG”的状态下进行。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制②若在RUN模式下，可直接改写PLC内部程序，程序状态栏会显示“PLC=遥控RUN”的状态下进行，PLC按照改写后的程序继续进行处理。其中“RUN”和“PROG”模式切换可通过工具栏按钮实现。故在修改程序时，最好改为离线、PROG模式。:启动/停止监控。按下时为监控状态，可通过软件监控PLC内部运行情况，弹出时停止监控。(6)程序的编辑。点击编辑菜单，如图2-4所示。返回程序修改前:当程序被修改后，点击此选项，则程序刚刚被修改，背景为灰色的部分被删除。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制取消程序转换:程序刚刚转换后，点击此选项，刚刚转换的程序背景由自色变为灰色，转换被取消。剪切:当程序被转换后，程序区无灰色背景色部分时，此项可用。插入空行:在光标所在处上方插入一空行。删除空行:删除光标所在处的空行。线连接:选择此选项后，指定起始位置和结束位置，可在光标起始位置和结束位置间连线。线删除:选择此选项后，指定起始位置和结束位置，可删除光标起始位置和结束位置间的连线。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制折回匹配输入:当输入的触点较多，在一行中无法输入时，选择此选项，弹出如图2-5所示对话框，输入折回编号，然后选择折回匹配输出点和输入点，结果如图2-6所示，可将编号相同的两行连接，作一行处理。折回单点输入:将折回匹配输入的结果分两次分别指定。触点反转:点击此选项，弹出如图2-7所示对话框。设置好触点反转类型及其编号，可以将程序该设备的所有常闭触点反转为常开触点，常开触点反转为常闭触点。设备变更:点击设备变更选项，弹出如图2-8所示对话框。设置变更源的类型、编号以及变更目标的类型、编号，可以将某一类型的设备变更为另一类型设备。图示为将所有Y0变更为R0。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制2.4项目实施-三相异步电动机点动控制2.4.1功能分析三相异步电动机点动控制继电器控制线路如图2-9所示。功能分析:熔断器FU1、FU2分别负责主电路与控制电路中短路保护。闭合开关Q，再闭合控制电路中按钮SB，接触器线圈KM通电，同时主电路中接触器KM主触点闭合，主电路导通，电机旋转;松开按钮SB，线圈KM断电，主触点断开，主电路中电机停转。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制2.4.2输入/输出分配分析程序功能，确定系统输入/输出，并进行编号，如下所示:输入:启动按钮SBX0输出:线圈KMY02.4.3梯形图程序设计梯形图编程如图2-10所示。将上图程序录入并下载到PLC中，PLC可以代替继电器控制电路功能，主电路不能缺少。程序编辑步骤如下。(1)打开FPWINGR软件，将光标移到需要绘制梯形图的位置。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制(2)用鼠标输入、、和，在程序编辑窗口会出现。继续输入、、，在编辑窗口会出现。(3)点击工具栏中按钮，将程序进行转换，此时程序背景色变为白色。(4)在每个指令上都有一个数字，分别对应键盘的F1～F12，若用键盘输入，只要按相应的键即可完成。(5)检查程序。点击“调试/总体检查”，弹出如图2-11所示窗口。点击“执行”，检查程序有无错误。若无错误，显示如图2-12所示。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制若有错误，显示如图2-13所示。此时点击“跳转”，程序编辑窗口光标将跳转到总体检查错误窗口中蓝色背景所对应的错误处。可检查错误，关闭总体检查错误窗口，可修改程序错误。2.4.4通信设置与硬件接线(1)用松下PLC通信线将PLC通信端口与电脑串口相接。(2)点击“选项/通信设置”，弹出如图2-14所示窗口。选择“端口No.”，将串口设置为与PLC通信线与电脑所接串口一致。(3)如图2-15所示接线，输出接触器线圈用灯L代替。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制注:实训装置硬件连接说明:(1)PLC的输入和输出继电器必须通电才能正常使用，故在使用时，应先将输入和输出端相对应的COM端与电源正极相连接。(2)在实验中，用开关来代替实际中的开关量输入，开关的两端对应开关量的两端输入，接线时将开关量的一端接地，另一端接输入继电器接口。(3)实训装置用LED来代替PLC对外AIS的控制器件，Y输出端为正极。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制2.4.5程序下载与时序图监控程序检查无误后，将PLC接通电源，使电源指示灯亮，击工具栏中按钮，将程序下载到PLC，并转换到RUN模式。选择“在线/时序图监控”，用鼠标点击左侧的触点登录区、数据登录区，或选择“设置/设备登录/触点登录(数据登录)”，设置所要监控的设备或数据，选择“设置/采样条件”，设置采样条件，选择标尺设置标尺，然后点击工具栏的按钮，进行时序图监控。2.4.6视图切换将视图切换到“布尔非梯形图编辑”模式，可查看对应的指令表如下:0STX01OTY0上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制2.5项目拓展2.5.1电动机连续运转1.继电器控制线路主电路不变，继电器控制线路如图2-16所示。当按下SB1，KM线圈接通，同时控制电路中的KM常开辅助触点接通，电流可以从辅助触点通过，使KM线圈一直通电，主电路闭合，电机连续运转。所以KM的辅助触点就叫做自锁触点。若要停止，需要按下按钮SB2，使控制电路断开，KM线圈断电，辅助触点一也断开，解除自锁，主电路中的电机也停止运转。2.输入/输出分配输入:SB1X0SB2X1FRX2输出:KMY0上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制3.程序设计与输入梯形图如图2-17所示。停止按钮X1和热继电器X2均外接常开触点，其闭合状态由PLC功能指令实现。如的输入:点击、、、、。注意程序输入过程中，竖线的输入和删除:将光标放置在要输入竖线的右侧，击。4.硬件连接硬件连接，如图2-18所示。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制5.程序验证打开电源开关，下载程序，并将程序转为RUN模式，监控。按下启动按钮X0(SB1)，观察结果，然后按下停止按钮X1(SB2)，观察实验现象。按下SB3，观察现象。在观测外部情况的同时，用软件观测触点的状态。6.时序图监控选择“在线/时序图监控”，输入监控触点为X0、X1、X2、Y0，用时序图监控触点的状态，并画出时序图。7.对应语句表0STX02AN/X11ORY03AN/X24OTY0上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制2.5.2电动机正反转启动控制1.继电器控制线路继电器控制线路如图2-19所示。按下按钮5B1，接触器KM1接通，主电路中电机正转;按下按钮SB2，接触器KM2接通，主电路中KM2使三相电中其中两相相序颠倒，电机反转。同时为了防止主电路中KM1，KM2同时接通造成短路，在控制电路中增加了按钮的互锁(将正转启动按钮SB1的常闭触点串入反转控制线路中，将反转启动按钮SB2的常闭触点串入正转控制线路中)以及接触器KM1和KM2的互锁(将正转接触器的常闭触点串入反转控制线路中，将反转接触器的常闭触点串入正转控制线路中)。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制2.I/O分配I/O分配如表2-5所示。3.梯形图梯形图如图2-20所示。4.语句表0STX06STX11ORY07ORY12AN/X28AN/X23AN/X19AN/X04AN/Y110AN/Y05OTY011OTY112ED上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制2.5.3电动机点动和自锁控制电路1.控制要求机床设备在正常工作中，需要电动机处在连续运转状态;但在试车或维修时，有需要电机能点动控制，实现这种工艺的线路就是连续与点动混合正转控制电路。2.I/O分配输入:连续启动X1;点动启动X0;停止X2;热继电器保护X3输出:Y03.梯形图梯形图如图2-21所示。上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制4.语句表0STX13AN/X36ORX01ORR04OTR07OTY02AN/X15STR0上一页下一页返回项目二三相异步电动机运行控制2.6思考与练习1.写出图2-22所示梯形图相应的语句表。2.画出电动机正反转控制与电动机点动与自锁控制的硬件连接图。3.编程实现电梯上行呼梯与下行呼梯按钮控制。在电梯控制中，当乘梯人需要上行时，按下上行呼梯按钮，上行呼梯指示灯亮，当电梯停于该层时，指示灯灭;当需要下行时，按下下行呼梯按钮，下行呼梯指示灯亮，当电梯停于该层时，指示灯灭，试设计上行呼梯与下行呼梯按钮指示灯控制。I/O分配:输入:上行呼梯按钮X0;下行呼梯按钮X1;电梯停于该层X2输出:上行呼梯按钮指示灯Y0;下行呼梯按钮指示灯Y1上一页返回项目三异地控制与顺序控制3.1学习目标1.掌握ANS、ORS、KP、SET、RST指令的使用，能熟练进行梯形图、指令表的互换。2.掌握异地控制与顺序控制的编程方法。3.进一步掌握程序的输入和调试方法。4.进一步掌握启-保-停电路的设计方法。下一页返回项目三异地控制与顺序控制3.2项目描述上一个项目我们学习了电动机的启动按钮和停止按钮控制，若是有多个开关同时控制一台电机，则如何实现呢?在装有多台电动机的生产机械中，各电动机所起的作用是不同的，有时需按一定的顺序启动或停止，才能保证操作过程的合理和工作的安全可靠，如磨床上要求，必须冷却泵电动机启动后，砂轮电动机才能启动，停止时正好相反。此时就需要电机按一定顺序启动和停止，该如何控制?上一页下一页返回项目三异地控制与顺序控制3.3相关知识点1.ANS和ORS(组与和组或)指令(1)指令功能。ANS指令:实现多个触点组(逻辑块)之间的逻辑“与”运算。ORS指令:实现多个触点组(逻辑块)之间的逻辑“或”运算。ANS和ORS指令没有操作数，操作对象是该指令助记符前的逻辑块。大家可以把ANS，ORS与AN，OR指令做一下对比，AN表示串联一个常开触点，ANS则表示串联一个逻辑块(触点的组合);同样OR表示并联一个常开触点，ORS则表示并联一个逻辑块。(2)编程实例。ANS指令应用实例如表3-1所示。上一页下一页返回项目三异地控制与顺序控制ORS指令应用实例如表3-2所示。比较两道例题，如同汉字的分解，上题为左右结构，被串联的部分包含两个触点的并联，所以要用ANS块的串联指令;下题为上下结构，被并联的部分包含两个触点的串联，所以要用ORS块的并联指令。注意:为了简化程序，要做到上重下轻，左重右轻，可以避免使用ANS和ORS指令。2.KP(保持)指令(1)指令功能。当置位控制端信号到来时，KP指令使内部继电器R或Y接通并保持状态，相当于一个锁存器，只有在复位控制端信号到来时改变状态，输出复位断开。当置位与复位信号同时到来时，复位信号优先。上一页下一页返回项目三异地控制与顺序控制KP指令的操作数为R或Y。(2)编程实例。KP指令应用实例如表3-3所示。程序解释:当X0为ON时，Y0得电输出(ON)并保持，X1为ON时，Y0失电(OFF)。若是XO和X1同时接通，Y0是接通呢，还是断开呢?3.SET和RST(置位和复位)指令指令功能:(1)SET:置位指令，强制对象接通并保持。(2)RST复位指令:强制对象断开并保持。三步指令。上一页下一页返回项目三异地控制与顺序控制操作数:R或Y。例:SET和RST应用实例如表3-4所示。上机仔细观察实验现象，思考自锁程序、SET与RST指令和保持指令相比，有什么不同?上一页下一页返回项目三异地控制与顺序控制3.4项目实施3.4.1电机的异地开关控制1.控制要求一台电机的启动和停止控制可以在现场进行，也可以在控制室进行，试设计其控制程序。2.输入、输出点的分配(I/O分配)输入:现场启动按钮SB1X1;控制室启动按钮SB3X3;现场停止按钮SB2X2;控制室停止按钮SB4X4输出:电机Y0上一页下一页返回项目三异地控制与顺序控制3.梯形图梯形图如图3-1所示。4.硬件连接硬件连接，如图3-2所示。5.程序下载与验证点击工具栏按钮或选择“文件/下载到PLC"，将程序下载到PLC，按下任意启动按钮和停止按钮，观察输出结果，并画出时序图。上一页下一页返回项目三异地控制与顺序控制3.4.2灯的异地开关控制1.控制要求楼上楼下有两个开关同时控制一盏灯，楼上开灯，楼下关灯，楼下开灯，楼上关灯，电气控制电跄如图3-3所示，当两个开关同时接1线或同时接2线时，灯亮;否则，灯灭。试设计该控制电路。2.I/O分配输入:K1X0ON时接1线，OFF时接2线K2X1ON时接2线，OFF时接1线输出:灯Y03.控制程序控制程序如图3-4所示。上一页下一页返回项目三异地控制与顺序控制4.语句表异地开关控制语句表。0STX01AN/X12ST/X03ANX14ORS5OTYO上一页下一页返回项目三异地控制与顺序控制5.硬件连接硬件连接，按如图3-5所示接线图接线。6.程序下载与验证下载程序到PLC，按下K1(X0)，观察灯的指示，再按下K2(K1)，观察现象，此时再断开K1，观察现象。上一页下一页返回项目三异地控制与顺序控制3.4.3顺序控制1.控制电路如图3-6所示为两台电机顺序启动，同时停止控制程序。按下SB1，KM1接通，电机M1运转，之后按下SB2，KM2接通，电机M2运转。反之，如果先启动M2，即先按下SB2，没有任何效果。若按下SB3，则两台电机同时停止。2.分配表输入输出分配表如表3-5所示。3.控制程序控制程序如图3-7所示。上一页下一页返回项目三异地控制与顺序控制4.硬件接线硬件接线如图3-8所示。5.程序下载调试按下按钮SB1,电机M1接通，之后按下SB2,电机M2运转。反之，如果先启动M2，先按下SB2，没有任何效果。若按下SB3，则两台电机同时停止。上一页下一页返回项目三异地控制与顺序控制3.5项目拓展1.控制要求在多数表决控制中，比赛共有3个裁判，当有两个以上裁判允许通过时，比赛才能通过，自灯亮，否则不能通过，红灯亮。2.I/O分配输入:裁判1X0;裁判2X1;裁判3X2;复位X4输出:自灯Y0;红灯Y13.梯形图梯形图如图3-9所示。4.语句表指令表1：0STX0指令表2：0STX0上一页下一页返回项目三异地控制与顺序控制

1ANX11ANX12STX12STX13ANX23ANX24ORS4STX05STX05ANX26ANX26ORS7ORS7ORS8AN/X38AN/X39OTY09OTY010/10/11OTY111OTY112ED12ED上一页下一页返回项目三异地控制与顺序控制3.6思考题与练习写出如图3-10所示梯形图相应的指令(语句)表。运动小车示意图如图3-11所示，试根据要求设计运动小车自动往返控制线路，并进行调试。3.用KP、SET、RST指令实现电机正反转控制。4.在顺序控制中，如果要使两台电机M1先启动，M2再启动，停止时M2先停止，M1再停止，如何实现?试编程并运行，调试。上一页返回项目四自动门控制程序4.1学习目标1.掌握微分指令、堆栈指令、置复位等指令的功能及应用。2.进一步掌握顺序控制的编程方法。3.进一步掌握程序的输入和调试方法。4.掌握内部继电器的应用。5.熟悉常用传感器输入设备的使用和自动门的工作过程。下一页返回项目四自动门控制程序4.2项目描述如图4-1所示为自动门控制示意图，程序功能要求如下，试编制程序。(1)超声开关A发射声波，当有人进入检测区域时，超声开关检测出物体反射的回波，自动门升门。(2)光电开关B发射光束，有人遮断光束，光电开关检测到信号，自动门降门。(3)门顶和门底有两个限位开关C和D,控制升降门动作的完成。上一页下一页返回项目四自动门控制程序4.3相关知识点1.DF和DF/(上升沿和下降沿微分)指令指令功能:(1)DF:上升沿微分指令。在检测到信号上升沿时，使对象仅接通一个扫描周期。(2)DF/:下降沿微分指令。在检测到信号下降沿时，使对象仅接通一个扫描周期。(一步指令)例:DF和DF/指令应用实例如表4-1所示。注意:观察、调试、思考下面如图4-2所示两个程序，体会一下它们的不同。上一页下一页返回项目四自动门控制程序2.PSHS、RDS和POPS(入找、读找和出找)指令(1)指令功能。PSHS:将该指令前的运算结果存储起来(推入堆栈)，以供反复使用。RDS:读出由PSHS指令存储的运算结果(读出堆栈)。POPS:读出并清除由PSHS指令存储的运算结果(弹出堆栈)。(2)编程实例。PSHS、RDS和POPS指令应用实例如表4-2所示。上一页下一页返回项目四自动门控制程序3.SET(置位指令)和RST(复位指令)(1)指令功能。SET:置位指令，强制对象接通并保持。RST:复位指令，强制对象断开并保持。三步指令。操作数:R或Y(2)编程实例。SET和RST应用实例如表4-3所示。上一页下一页返回项目四自动门控制程序4.4项目实施在完成自动门控制任务之前，我们先来通过二分频电路，感受一下微分指令的作用。4.4.1二分频电路二分频电路如图4-3所示，程序中用到了内部继电器R。根据梯形图的从上到下，从左到右的运行顺序和PLC循环扫描的工作过程，我们可以按照时间顺序来分析程序的运行过程。上一页下一页返回项目四自动门控制程序程序工作过程如下:当Y0输出低电平时，X0脉冲上升沿到来，R0接通一个扫描周期的时间，此时Y0通电，其常开触点闭合，一个扫描周期后，R0失电，其常开、常闭触点恢复，而此时Y0常开触点接通，故Y0自锁继续接通，当下一个脉冲上升沿到来时，R0瞬时接通，此其常开触点闭合，常闭触点断开，Y0失电，输出低电平。该过程用时序图表示如图4-4所示，Y0的工作周期是X0的两倍，而频率是X0的1/2。上一页下一页返回项目四自动门控制程序1.控制要求(1)超声开关检测出物体反射的回波，自动门升门。(2)光电开关检测到信号下降沿，自动门降门。(3)门顶和门底有两个限位开关C和D,控制升降门动作的完成。2.I/O分配输入:超声波开关AX0;开门限位CX1;光电开关BX2;关门限位DX3输出:门上升Y0;门下降Y13.梯形图梯形图如图4-5所示。控制接线图如图4-6所示。上一页下一页返回项目四自动门控制程序4.程序输入DF指令的输入:点击、，即可完成输入。DF/指令的输入:点击、、，即可完成输入。KP指令的输入:点击:，选择KEEP指令，再击、、即可输入。SET指令输入:点击、、、，即可输入。RST指令输入:点击、、、，即可输入。上一页下一页返回项目四自动门控制程序按所讲述的程序输入方法输入程序，转换并做“总体检查”，检查输入程序有无错误。5.程序下载与验证下载程序，按控制要求，当有人进入超声波检测区域时，X0有信号，车库门打开，开门限位行程开关X1接通，停止开门。当汽车进入车库，车头进入时，光电开关X2产生信号，当车尾离开X2检测范围时，X2产生下降沿，开始关门。当行程开关X3接通时，停止关门。6.实现功能用SET指令和RST指令实现上述功能，如图4-7所示。上一页下一页返回项目四自动门控制程序4.5项目拓展4.5.1组合吊灯控制1.控制要求一个按钮开关控制三盏灯，按钮按下接通一次，一盏灯亮，按两次，两盏灯亮，按三次，三盏灯亮，按四次，全灭。当开关再次按下后，重复上述过程。2.I/O分配输入:开关X0输出:三盏灯分别为:Y0Y1Y23.梯形图梯形图如图4-8所示。上一页下一页返回项目四自动门控制程序4.语句表0STX06ANY112STR01EF7STR013KPY12ANY28KPY214STX03OTR09STX015DF4STX010DF16STR05DF11ANY017KPY0上一页下一页返回项目四自动门控制程序4.5.2传送带控制1.控制要求如图4-9所示，用两条传送带传送钢板之类的长物体时，要求尽可能减少传送带运行时间。为此，在传送带端部设置了3个光电开关，传送带A、B分别由两台电机控制。当被传送物体的前沿到达时，光电开关1接通，传送带A开始运行，当传送物体前沿到达光电开关2时，光电开关2接通，传送带B也开始运行，当被传送物体的后沿离开光电开关2时，传送带A停止，当物体后沿离开光电开关3时，传送带B也停止。2.I/O分配输入:光电开关1X0;光电开关2X1;光电开关3X2输出:传送带AY0;传送带BY1;上一页下一页返回项目四自动门控制程序3.梯形图梯形图如图4-10所示。4.语句表0STX05STX11DF6DF2STX17STX23DF/8DF/4KPY09KPY110ED5.实现功能用SET、RST指令实现传送带控制如图4-11所示。上一页下一页返回项目四自动门控制程序4.6思考题与练习1.写出自动门控制程序的语句表。2.编程实现水塔水位控制。当水塔水位低于低水位界(S2为ON表示)且水池水位高于水池低水位界(S4为OFF表示)时，水泵M工作，水塔进水，当水塔水位高于水塔高水位界(S1为ON表示)时，水泵M关闭。当水池水位低于低水位界(S4为ON表示)时，水泵M也将关闭，电磁阀Y打开，于是进水(S4为OFF表示水位高于水池低水位界)，当水位高于水池高水位界(S3为ON表示)，电磁阀关闭。上一页下一页返回项目四自动门控制程序3.编程实现自动轧钢机控制。当启动按钮按下，电动机M1,M2运行，传送钢板。检测传送带上有钢板时，传感器S1有信号输出高电平，则电动机M3正转，S1的信号消失S1=OFF，检测传送带上钢板到位后传感器S2有信号S2=ON,表示钢板到位，电磁阀Y1动作，电动机M3反转，此时传走钢板，当传感器S2的信号消失S2=OFF，成品件数的计数器Y2加一次，重新传送钢板，如此循环下去。当按下停止按钮则停机，需要重新启动。上一页返回图1-1PLC的输入电路返回表1-1松下PLC输入/输出及内部寄存器表返回表1-2定时器/计数器默认设置表返回表2-1梯形图、指令表和时序图返回表2-2梯形图、指令表和时序图返回表2-3梯形图、指令表和时序图返回表2-4梯形图、指令表和时序图返回图2-1FPWINGR;先择启动菜中返回图2-2选择PLC机型返回图2-3视图菜单选择返回图2-4编辑菜单窗口返回图2-5指定折回编号对话框返回图2-6折回匹配输入返回图2-7触点反转返回图2-8设备变更返回图2-9三相异步中动机点动控制线路返回图2-10点动控制梯形图返回图2-11总体检查窗口返回图2-12总体检查无错误窗口返回图2-13总体检查有错误窗口返回图2-14通信设置窗口返回图2-15电动机点动控制接线图返回图2-16电动机直接启动继电器控制电路返回图2-17电动机直接启动控制梯形图返回图2-18三相异步电动机直接启动接线图返回图2-19电机正反转继电器控制电路图返回表2-5电机正反转I/O分配表返回图2-20电动机正反转控制梯形图返回图2-21电动机点动与自锁控制梯形图返回图2-22梯形图返回表3-1梯形图、指令表和时序图返回表3-2梯形图、指令表和