21项目六 任务6 多站小车呼叫 PLC控制电路设计与运行

机床电气控制与PLC任务六

多站小车呼叫PLC控制电路设计与运行项目六PLC控制与继电控制机床电气控制与PLC（1）练习数据传送指令、字节交换／填充指令的基本使用方法'能够正确编制小车运行方向PLC控制程序，（2）能够独立完成小车运行方向PLC控制的线路安装：（3）能够按规定进行通电调试，当出现故障时，能根据设计要求独立检修，直至系统正常。能力目标（1）掌握PLC数据类型及寻址方式（2）掌握数据处理指令的功能及应用编程。（3）学会PLC控制系统输入/输出端口分配及接线方法。（4）熟练运用编程软件进行控制系统联机调试。（5）熟悉8站小车呼叫PLC控制的工作原理和程序设计方法。知识目标（1）培养提升团队合作能力；（2）培养提升组织实施能力；（3）培养“6S”规范操作能力；（4）培养学生的工匠精神。素养目标任务目标

电工车间主任接到生产车间小刘电话，要求完成0606号多站小车呼叫PLC控制电路设计与运行任务。电工车间主任将任务单派给了电工六组。机床电气控制与PLC工作任务编号为0606号设多站小车呼叫PLC控制电路设计与运行派工日期年

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日完成人员电工一组任务负责人小张完工日期年

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日验收人验收日期年

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日任务内容1.进一步了解0606号用PLC完成设计一个自动控制小车运行控制电路要求2.准备安装需要工具、仪表、器材和相关器材资料3.将相关技术材料交付车间档案室归档保存材料申请任务负责人填写：

负责人：任务验收此项填写验收时设备的主要验收技术参数，由任务完成负责人填写：

负责人：车间负责人评价负责人：

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日任务描述机床电气控制与PLC

设计一个自动控制小车运行方向的程序，控制要求如下：(1)如图所示，当小车所停位置限位开关SQ的编号大于呼叫位置按钮SB的编号时，小车向左运行到呼叫位置时停止。(2)当小车所停位置限位开关SQ的编号小于呼叫位置按钮SB的编号时，小车向右运行到呼叫位置时停止。(3)当小车所停位置限位开关SQ的编号等于呼叫位置按钮SB的编号时，小车不动作。(4)具有小车行走位置的七段数码管显示。

当按钮接通或行程开关被压下时，将呼叫按钮号位号地址K2X0和行程开关的位号地址K2X10用数据传送指令分别送到字节D0和D10中，按下起动按钮后，用比较指令将D0和D10进行比较，决定小车左、右行或停止。

任务分析图6-47自动控制小车运行方向机床电气控制与PLC知识超市FX2N系列PLC功能指令有十几大类，两百多条。与基本逻辑指令执行一次只能完成个特定动作不同，执行一条功能指令相当于执行了一个子程序，可以完成一系列的操作。FX2N系列PLC的功能指令由编号FNC00～FNC246指定，其表达形式与基本逻辑指令不同。功作指令采用梯形图和指令助记符相结合的功能框形式，用于表达该指令要做什么。1.功能指令格式

FX2N系列PLC功能指令的梯形图表达形式和执行结果，X000是功能指令的执行条件，其后就是平均值MEAN功能指令，该梯形图的功能是：当X000满足条件（即ON）时，执行MEAN指令。图6-48功能指令使用说明使用功能指令应注意指令的要素。平均值指令的使用要素见表。机床电气控制与PLC功能指令的使用要素说明如下：(1)指令编号：每条功能指令都有一个编号，上表中“FNC45”就是平均值指令的编号。(2)指令名称：说明功能指令的功能。(3)助记符：功能指令的助记符一般都是该指令的英文缩写词。如加法指令ADDITION简写为ADD，采用这种形式容易了解指令的应用。(4)数据长度：功能指令依处理数据的长度分为16位指令和32位指令，在表中用“(16/32)”说明。32位指令采用助记符前加“D”表示，助记符前无D的指令为16位指令。（5）执行形式：功能指令有脉冲执行型和连续执行型。脉冲执行型功能指令采用助记符后加“P”表示，助记符后无“P”的指令为连续执行型。指令名称“指令编号助记符操作数平均值FNC45(16/32)MEAN(P)S（源地址）D（目标地址）nKnY、KnM、KnS、T、C、DKnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZK,Hn=1~641.功能指令格式（1）数据的长度在计算机中使用的都是二进制数，其最基本的存储单位是位(bit)，8位二进制数组成1个字节(Byte)，其中的第0位为最低位(LSB)，第7位为最高位(MSB)。2个字节（16位）组成1个字元件(Word)，2个字元件（32位）组成1个双字元件(DoubleWord)。把位、字节、字和双字占用的连续位数称为长度。（2）字元件与双字元件①字元件：字元件是FX2N系列PLC数据类型基本结构，一个字元件由16位存储单元构成，如图6-49所示。机床电气控制与PLC②双字元件：两个字元件组成双字元件，组成32位数据操作数。如图6-53所示，双字元件由D11和D10组成。低位元件D10，高位元件D11。双字元件对数据存放原则是“低对低，高对高”。2.数据存储类型

机床电气控制与PLC2.数据存储类型

（3）位元件组件

只处理“ON/OFF”信息的软元件为位元件，如X、Y、M、S等均为位元件。而处理数值的软元件为字元件，如T、C、D等。位元件通过组合也可以处理数值，FX2N系列PLC专门设置了将位元件组合成“位元件组件”看到方法，将多个位元件按4位一组的原则来组合，即用4位BCD码来表示1位十进制数。组合方法助记符Kn+最低为的位元件号KnX、KnY、KnM即是位元件组合，其中“K”表示后面跟十进制数，“n”表示4位一组的组数，16位数据，如K2M0表示由M0、M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7位元件组成一个8位的位元件组件。

机床电气控制与PLC（1）传送指令

传送指令功能是将源数据传送到指定位置。如图6-51所示，当X1为ON时，则将S中的数据K100传送到目标操作元件D10中。在指令执行时，常数K100会自动转换成二进制。当X1为OFF时，则指令不执行，数据保持不变。指令名称指令编号助记符操作数传送FNC12(16/32)MOV(P)S（源地址）D（目标地址）K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZKnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z3.传送指令及应用

传送指令包括MOV（传送）、SMOV(BCD码移位传送）、CML（取反传送）、BMOV（数据块传送）、FMOV（多点传送）以及XCH（数据交换）指令。机床电气控制与PLC（2）块传送指令和多点传送指令

块传送指令和多点传送指令见表。块传送指令是将源操作数指定元件开始的n个数据组成数据块传送到指定的目标。块传送指令用法如图6-52所示，传送顺序可以从高元件号开始，也可以从低元件号开始。若用到需要指定位数的位元件，则源操作数和目标操作数的指定位数应相同。多点传送指令是将源操作数中的数据传送到指定目标开始的n个元件中，传送后n个元件中的数据完全相同。如图6-52所示，当X4为ON时，把K0传送到D0~D9中。指令名称指令编号助记符操作数块传送FNC15(16)BMOV(P)S（源地址）D（目标地址）nKnX、KnY、KnM、KnS、T、C、DKnY、KnM、KnS、T、C、DK,H≦512多点传送FNC16(16/32)FMOV(P)K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZKnY、KnM、KnS、T、C、DK,H≦512图6-52块传送与多点传送指令应用机床电气控制与PLC（3）数据交换指令如图6-53所示，当X5为ON时，将D1和D2中的数据相互交换。交换指令一般采用脉冲执行方式，否则每一个扫描周期都要交换一次。指令名称

指令编号助记符操作数数据交换FNC17(16/32)XCH(P)S（源地址）D（目标地址）KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZKnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z数据交换指令见表，它是将数据在指定的目标元件之间交换。机床电气控制与PLC（4）交替输出指令指令名称指令编号助记符操作数交替输出FNC66(16)ALTD（目标地址）Y、M、S交替输出指令见表，ALT指令一般使用脉冲执行方式，否则每个扫描周期都要变换一次。交替输出指令用于实现一个按钮控制负载的启动和停止。如图6-54所示，当X1由OFF到ON时，Y2的状态将改变一次。若有连续的ALT指令则每个扫描周期Y2均改变一次状态。机床电气控制与PLC

指令名称指令编号助记符操作数比较FNC10CMPS1（源地址）S2（目标地址）DK、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZY、M、S区间比较FNC11ZCPS1S2SDK、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZY、M、S4.比较类指令

比较类指令包括CMP(比较)和ZCP(区间比较)及触点型比较指令，见表。

比较指令CMP将源操作数S1和源操作数S2的数据进行比较，比较结果送到目标操作数D中。如图6-55所示，当X002为“ON”时，把常数200与C20的当前值进行比较比较的结果送入M0~M2中。X002为“OFF”时不执行，M0~M2的状态也保持不变。机床电气控制与PLC

区间比较指令ZCP将源操作数S与S1和S2的内容进行比较，将比较结果送到标操作数D中。如图6-56所示，当X000为“ON”时，把C30当前值与K100和K120标比较，将结果送M3、M4、M5中。X000为“OFF”，则ZCP不执行，M3、M4、M5不变。使用比较指令CMP/ZCP时应注意：①使用ZCP时，S2的数值不能小于S1；否则把S2当成S1计算。②所有的源数据都被看成二进制值处理。4.比较类指令

5.数据转换指令

机床电气控制与PLC指令名称指令编号助记符操作数BCD转换FNC18(16/32)BCD(P)S（源地址）D（目标地址）KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZKnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZBIN转换FNC19(16/32）BIN(P)KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZKnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZBIN转换指令可将源元件中的BCD数据转换成二进制数据送到目标元件中，如图6-60所示。常数K不能作为本指令的操作元件；因为在任何处理之前它们都会被转换成二进制数。

数据转换指令见表。BCD码转换指令可将源元件中的二讲制数转换成BCD码送到目标元件中，如图6-57所示。如果指令进行16位操作时，执行结果超出0~9999范围将会出错：当指令进行32位操作时，执行结果超过0~99999999范围也将出错。PLC中内部的运算为二进制运算，可用BCD指令将二进制数转换为BCD码输出到七段数码管显示器。机床电气控制与PLC指令名称指令编号助记符操作数S1（源地址1）S2（源地址2）D（目标地址）加法FNC20(16/32)ADD(P)KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZKnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z（乘法、除法中V、Z限16位计算时可指定）减法FNC21(16/32）SUB(P)乘法FNC22(16/32）MUL(P)除法FNC23(16/32）DIV(P)6.算术运算指令

算术运算指令包括二进制加法指令、减法指令、乘法指令和除法指令，见表。算术运算指令可将两个源操作数S1、S2进行四则运算，并将结果放到目标元件D中，如图6-58所示。指令的执行过程如下:(1)X000为ON时,执行(D1)+(D2)→(D4)。(2)(2)X001为ON时,执行(D0)-56→(D1)。(3)X002为ON时,执行(D1)×(D6)→(D9、D8)。(4)乘积的低位字送到D8,高位字送到D9。(5)X003为ON时,执行除法运算(D7)/(D12),商送到(D20),余数送到(D21)。机床电气控制与PLC6.算术运算指令

使用算术运算指令时应该注意:①数据为有符号二进制数,最高位为符号位(0为正,1为负)。②加法指令有三个标志:零标志(M8020)、借位标志(M8021)和进位标志(M8022)。当运算结果超过32767(16位运算)或2147483647(32位运算),则进位标优点志置1;当运算结果小于-32767(16位运算)或-2147483647(32位运算),借位标志就会置1。③32位乘法运算中,如用位元件作为目标,则只能得到乘积的低32位,高32位将丢失,这种情况下应先将数据移入字元件再运算。除法运算中若将位元件指定为[D],则无法得到余数,除数为0时会发生运算错误。④积、商和余数的最高位为符号位。机床电气控制与PLC指令名称指令编号助记符操作数七段译码FNC73(16)SEGD(P)S（源地址）D（目标地址）KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZKnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z7.七段译码指令七段译码指令将S指定元件的低4位所确定的十六进制数(0～F)经译码后存于D指定的元件中，以驱动七段数码管显示器，D的高8位保持不变,见表。如果要显示0，则应在D0中放入数据3FH。七段译码指令使用如图6-59所示，当X000断开时，不执行SEGD指令的操作；当X0闭合时，每扫描一次就将D0中16位二进制数的低四位所表示的十六进制数译码成可以驱动与输出端Y000~Y007相连七段数码管的控制信号，其中Y007始终为0。机床电气控制与PLC16进制数位组合格式预设定表示的数字B7B6B5B4B3B2B1B000000001111110100010000011012001001011011230011010011113401000110011045010101101101560110011111016701110110011178100001111111891001011011119A101001110111AB101101111100BC110000111001CD110101011110DE111001111001EF111101111011F7.七段译码指令七段译码指令译码表

本任务需团队合作完成。老师可根据班级人数、工位及设备情况将班级学生按4-6人一组分组。分组时应充分考虑学生认知水平、学习能力及动手能力，均衡各团队水平。机床电气控制与PLC团队角色团队成员组成任务分工及说明电工车间主任教师派发任务单并指导各团队工作项目经理各团队组长（1名学生）根据团队成员特点分配具体工作任务，并填写任务单及任务自查表操作工3-5名学生按照分工进行资料搜集、绘图、元器件检查、安装及调试等安全员1名学生监督团队成员工作过程，提醒规范操作、注意用电安全。任务角色机床电气控制与PLC输

入输

出编程元件地址功

能编程元件地址功

能X000呼叫按钮SB1Y000小车右行X001呼叫按钮SB2Y001小车左行X002呼叫按钮SB3Y004小车右行指示灯X003呼叫按钮SB4Y005小车左行指示灯X004呼叫按钮SB5数码管aY010X005呼叫按钮SB6数码管bY011X006呼叫按钮SB7数码管cY012X007呼叫按钮SB8数码管dY013X010限位开关SQl数码管eY014X011限位开关SQ2数码管fY015X012限位开关SQ3数码管gY016X013限位开关SQ4X014限位开关SQ5X015限位开关SQ6X016限位开关SQ7X017限位开关SQ8任务实施１.I/O地址分配机床电气控制与PLC2.PLC控制电路接线多站小车呼叫PLC控制电路接线如图6-60所示。机床电气控制与PLC3.编写梯形图程序多站小车呼叫PLC控制梯形图程序,如图6-61所示。（1）通电调试,验证是否符合设计要求。①编写梯形图程序，编译后将梯形图程序下载到PLC中。②按下呼叫按钮