可编程序控制器技术与应用(第2版)课件

2020/1/41第3章应用基本指令编程应用基本指令编程，是PLC应用的重要方面。本章主要从介绍编程的方法和技巧开始，再从按空间原则和时间原则编程展开，最后介绍一些编程例子。本章的主要内容如下：–图3-1(b)3.1编写PLC程序的方法和技巧3.2按空间原则编程3.3按时间原则编程3.4编程实例2020/1/423·1编写PLC程序的方法和技巧3．1．1编制梯形图的一些基本要求1．梯形图中每一逻辑行从左到右排列，以触点与左母线联接开始，以线圈与右母线联接结束。2．逻辑电路并联时，宜将串联触点多的电路放在上方，如图3-1所示。(a)(b)图3-12020/1/433．逻辑电路串联时，宜将并联电路放在左方，如图3-2所示。(a)(b)图3-24．线圈输出时，能用纵接输出的，就不要用多重输出，如图3-3所示。(a)(b)图3-35.用基本指令编程，不可以出现“双线圈”现象。2020/1/44(a)(b)2020/1/453.1.2一些常见电路的PLC程序编写方法1.闪烁电路用两个定时器，可以组成一闪烁电路，或称多谐振荡器，如图3-5所示。2.延时断开电路用一扳把开关X0及定时器T0，可以组成延时断开电路，如图3-6所示。2020/1/463.二分频电路图3-7为由定时器和计数器构成的二分频电路。图3-7图中,初始脉冲M8002使C0复位清零。接通X0，则T0、T1构成脉宽为1s的脉冲发生器。C0的设定值K=2，则Y0接通2次，Y1才接通1次，构成二分频电路。如果将C0K2改为C0K4，则构成四分频电路。2020/1/474.长时间延时电路可以用定时器和计数器构成长时间延时电路，如图3-8所示。图中按下X0后，延时4个小时，Y0得电。图中按下X0后，延时4个小时，Y0得电。图3-82020/1/485.三相异步电动机Y—△降压起动电路图3-9为三相异步电动机Y—△降压起动电路。Y起动时，KM1、KM3得电；延时后，KM1、KM2得电，为△正常运行。电路逻辑如下：电路逻辑电路逻辑的简化图3-92020/1/49按上式，得梯形图如3-10所示。注意，I/O图中继电器KM2、KM3要互锁。将继电接触控制电路改换成PLC控制方式时，注意:编制PLC程序，不一定是对继电接触控制电路的“直译”，而是按其电路逻辑的变换。因此，编写程序时，要先写出电路逻辑，再进行简化。(a)I/O分配(b)梯形图图3-102020/1/410如果将继电接触电路的常闭按钮（如FR、SB1），在I/O分配图中接成常闭形式（如图3-11a所示），其梯形图就应如图3-11（b）所示对电路中联锁的器件（如图3-10、图3－11中的KM2、KM3），不仅要在梯形图中实现电气联锁，而且在I/O连接图中也要实现电气联锁。(a)I/O的分配(b)梯形图图3-112020/1/4113·2按空间原则编程在很多工程中都会遇到按空间原则进行控制的问题。按空间原则编写PLC程序，一般要用到行程开关。行程开关受压（或受撞击），其常闭触点断开，而常开触点接通。之后，触点复位。编程时要注意这个特点。下面，用几个例子说明按空间原则编程的特点。例3-1图3-12为行程开关控制的电动机正反转电路，图中行程开关SQ1、SQ2作为往复运动控制用，而SQ3、SQ4作为极限位置保护用。试编写PLC控制电路图。图3-12图3-13a)I/O图2020/1/412图3-13为图3-12的梯形图.图中使用了MC/MCR指令。图3-13b)梯形图2020/1/413例3-2某组合机床的液压动力滑台的工作循环如图3-14所示。电磁阀动作顺序如表3-1所示。试编写PLC控制程序，要求能实现单周和连续工作状态及返回原位，延时10s后又能自动循环工作。图3-14滑台工作循环图3-15（a）为I/O分配图，图中X0为起动按钮，X4为停止按钮，X5为单周/连续选择开关，当开关QS闭合，为自动循环工作状态；当开关QS断开，为单周工作状态。图3-15（b）为梯形图。图中M0为主控点。图3-15（a）I/O分配图2020/1/414图3-15（b）梯形图如执行图3-15（b）程序，当碰击行程开关SQ2时，YA3闭合，但当离开行程开关SQ3时，YA3又接通，因此无法进入工进状态。其原因是在这类行程开关中，当档板压行程开关，则常开接通，常闭断开，而当档板离开行程开关，则常开复位继开，而常闭复位接通。2020/1/415如果将图3-15（b）改为图3-16，利用辅助继电器M1、M2则能实现对图3-14的控制。但这类步进控制式过程，最好用步进顺控的方法，或用位移位指令SFTL或SFTR来编程，见后述。图3-162020/1/4163·3按时间原则编程很多实际控制问题，都与时间有关。按时间原则编程，要用到定时器。定时器的使用，要注意它的时间设定及其触点控制的支路，常有两种方式，如图3-17所示。图中（a）为定时器与驱动线圈分开编程方式；图（b）为定时器与驱动线圈混合编程方式，各个动作在一个逻辑行中完成，使用纵接或多重输出。对于含有多个定时器的驱动电路，采用图（a）方式为好。(a)(b)图3-172020/1/417例3-3有四台电机，M1、M2、M3、M4，顺序起动，反顺序停止。起动时的顺序为M1→M2→M3→M4，时间间隔分别为3s、4s、5s。停止时的顺序为M4→M3→M2→M1。时间间隔分别为5s、4s、3s。为维修方便，每台电机可单独起动，单独停止，试画出I/O分配图以及梯形图。本题I/O分配图如图3-18（a）所示，梯形图如图3-18（b）所示。图中T0、T1、T2为起动时的时间设定，T3、T4、T5为停止时的时间设定。当按X0接通，M0得电，Y1、Y2、Y3、Y4顺序得电，电机顺序起动。当X1接通时M1得电，Y1、Y2、Y3、Y4反顺序失电，电机反顺序停止。Y1、Y2、Y3、Y4、分别有单独检修的起动和停止控制。当M0得电时，单独检修电路不能工作。只有当M0失电时，单独检修电路才能工作。例如对电机Y1，当M0失电，M0=1，按X2，Y1得电；按X3，Y1失电。余类推。图3-18a)I/O分配图2020/1/4182020/1/419图3-18b)四台电动机顺序工作控制的梯形图2020/1/420例3-4电机M1、M2、M3工作时序如图3-19所示。要求（1）按起动按钮，运行100个循环，自动停止，（2）之后再按起动按钮，又能自动循环工作。（3）任何时刻按下停止按钮，都能顺序完成一个完整的循环才停止。图3-19电机M1、M2M3、M4工作时序编程时，先将工作时序图的各时段记作T0、T1、T2，…，再编写程序。由图3-19知，本题目含定时器的时间的设定，循环，计数器的清零、计数及复位。电机M1一次起停，M2二次起停，M3三次起停。它们的逻辑关系为2020/1/421按上式及图3-19时序图可编得梯形图如图3-20所示。2020/1/422图3-20梯形图中的X0为起动按钮，X1为停止按钮。第18逻辑行中的T6，起到控制循环的作用。当程序运行到T6，延时2s时间到，T6为OFF，则T0、T1、…T6均失电，T6的常闭触点又闭合，T0、T1、…，T6又顺次得电，开始另一循环。每执行T6一次，计数一次。当C0当前值得于100，C0常闭断开，程序结束，但同时又使计数器C0复位，准备下一次循环。程序的第0逻辑行中（M1+T6）是为了响应“顺序完成一个完整的循环才停止”而设计。第11逻辑行中（M8002+C0+X0·X2）为C0清零控制，其中X2为当X1按下急停后要重新计数或继续计数的切换。2020/1/423例3-5三台电机的工作时序如图3-21所示。要求①有停止、起动按钮，完成100个循环之后，再按起动按钮，又能重新循环工作；②用计数器来控制时间。图3-21电机M1、M2、M3的工作时序本题的关键是用计数器来控制时间。用计数器来完成时间的控制，一般先要设置一个一定时间的连续脉冲，然后再对此脉冲的个数进行计数，从而达到时间控制的目的。图3-22为编制的梯形图。梯形图中X0为起动按钮，X2为停止按钮。T0产生一连续5s的脉冲，C1、C2、C3、C4分别对脉冲个数计数，利用脉冲个数再依据工作时序图对Y1、Y2、Y3控制。C0为对循环次数控制。当C0达到设完值，循环结束。注意图中对计数器清零复位采用三种清零方式：起始清零，达到计数设完值复位清零及急停复位清零，即RSTC0=M8002+C0+X22020/1/424图3-222020/1/4253·4编程例子试设计一声光报警电路，要求按起动按钮后，报警灯亮0.5s，灭0.5s,闪烁100次。这段时间蜂鸣器一直在响。100次到达，停5s后又重复上述过程，如此反复三次，结束。之后再按起动按钮，又能进行上述工作。2020/1/426图3-25球磨机工作的I/O图和梯形图2020/1/427例3-8十字路口交通灯控制，如图3-26所示。控制要求如下（1）车行道：横向绿（G）灯亮30s→绿灯闪3次，各次1s→黄灯（Y）亮2s→红灯（R）亮35s；纵向红灯（R）亮35s→绿灯（G）亮30s→绿灯闪3次，每次1s→黄灯亮2s。（2）人行道：横向绿灯（G）亮30s→绿灯闪5次，每次1s→红灯（R）亮35s；纵向红灯（R）亮35s→绿灯（G）亮30s→绿灯闪5次，每次1s。2020/1/428按题目要求得交通灯的工作时序如图3-27所示。图3-27由交通灯工作时序图，可编制梯形图如图3-28所示。梯形图中采用了MC、MCR语句，作为主控。第6行至第35行为时间的设定，其中T6、T7产生连续1s的脉冲。第39行至第49行为车横道G、Y、R灯，第53行至第64行为车纵道R、G、Y灯。第67行为人行横道绿灯。第74行为人行纵道绿灯。第81行为报警灯，即当车行横道纵道同为红灯或绿灯，人行横道和纵道同为红灯或绿灯，报警。2020/1/42900MT00MT注意第39行、第57行、第67行和第74行灯的连续得电与闪烁的编程。其中第39行（M0·T0）为连续得电控制，（T0·T6·T1）为闪烁的控制。2020/1/4302020/1/431例3-9电镀生产线的PLC控制设该生产线由电镀槽、回收槽、清水槽，行车线，升降吊钩，行程开关等组成，如图3-29所示。图中A为原位，工件放于此处。工件与吊钩挂好之后，使吊钧上升。上升到顶，碰行程开关SQ2，上升停止；行车右行，碰SQ3，吊钩下降；到最低位碰SQ1，工件停于电镀槽中，电镀300s。吊钩上升，碰SQ2，停30s让镀液滴下。之后，右行到SQ4，吊钩下降，碰SQ1，在回收槽中停40s；吊钩上升，碰SQ2，停20s。之后，右行到SQ5，吊钩下降，碰SQ1，在清水槽中停30s；吊钩上升，碰SQ2，停20s。之后，右行，碰SQ6，吊钩下降，碰SQ1，将已镀工件放在B处，运走。然后吊钩上升，碰SQ2，行车左行，退回最左边碰SQ7，吊钩下降，回到A位置。然后再挂工件进行第二次循环工作。图3-29电镀生产线示意图2020/1/432由上述生产流程要求，选用PLC的I/O分配如图3-30所示电镀生产线程序如图3-31所示。图中用定时器T0、T1、T2、T3设定各步停止等待的时间，而T4为已镀工件放到B位置卸下的时间。Y1为吊钩升，Y2吊钩降，Y3右行，Y4左行。在Y1的控制中，除起动按X10上升以外，其余均是当T0、T1、T2、T4延时到达时上升。Y3右行，也是条件右行。例如第二次右行是当T1到达时开始，右行碰SQ4（X4）停止。SQ4一旦被碰合，立即驱动吊钩下降（Y2动作），到底端碰SQ1（X1），下降停止。图3-30I/O分配图2020/1/4332020/1/4342020/1/435第4章步进顺序控制4·1步进阶梯指令和步进顺控状态转移图4·2单流程的步进顺控4·3分支流程的步进顺控4·4步进顺控的编程例子2020/1/4364·1步进阶梯指令和步进顺序状态转移图4．1．1步进顺控指令步进顺控指令有两个：步进阶梯指令STL和