PLC编程基本方法

PLC控制设计的基本原则PLC电气控制系统是控制电气设备的核心部件，因此PLC的控制性能是关系到整个控制系统是否能正常、安全，可靠、高率的关键所在。在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：最大限度地满足被控对象的控制要求。力求控制系统简单、经济、实用，维修方便。保证控制系统的安全、可靠性。操作简单、方便、并考虑有防止误操作的安全措施。满足PLC的各项技术指标和环境要求。PLC程序设计的主要任务就是根据控制要求将工艺流程图转换成梯形图，这是PLC应用中的关键问题，程序的编写是软件设计的具体体现。本节主要介绍程序的编写方法和步骤，1.编程内容编程是一个系统工作，它包含了对控制对象的分析理解，一直到程序调试的全过程。1.明确控制系统要求确定控制任务是设计PLC控制系统十分重要的部分。在设计中首先必须确定控制系统的I/O点数，它决定了PLC的系统配置，然后确定控制系统动作发生的顺序和相应的动作条件。2.I/O分配根据控制系统区分哪些是发送（输入）给PLC的信号，哪些是接收来自PLC的信号（输出），分别给出对应的地址。同时根据程序的需要合理使用定义过的内部辅助继电器、定时器和计数器等。3.绘制梯形图明确输入、输出以及它们之间的关系之后，按照实际的要求编写梯形图。4.将梯形图转换成助记符，编写指令表。如果借助于计算机和编程软件，可省去这一步。5.利用编程器或编程软件将程序输入到PLC中。6.检查程序并纠正错误。7.模拟调试。8.现场调试，并将调试好的程序备份到EEPROM中。2.编程方法在编写PLC程序时，可以根据自己的实际情况采用以下不同的方法。1.经验法经验法是运用自己的或者借鉴别人已经成熟的实例进行设计，可以对已有相近或者类似的实例按照控制系统的要求进行修改，直至满足控制系统的要求。在工作中要尽可能地积累经验和收集资料，不断丰富设计经验。2.解析法PLC的逻辑控制实际上就是逻辑问题的综合，可以根据组合逻辑或者时序逻辑的理论，并运用相应的解析方法，对其进行逻辑关系的求解。然后由求解的结果或画出梯形图，或直接编写指令。解析法比较严谨，可以避免编程的盲目性。3.图解法图解法是依照画图的方法进行PLC程序设计，常见的方法有梯形图法、时序图（波形图）法和流程图法。2.编程方法梯形图法是最基本的方法，无论经验法还是解析法，在把PLC程序等价为梯形图后就要用到梯形图法。时序图（波形图）法适合于时间控制结构，先把对应信号的波形画出来，再依照时序用逻辑关系去组合，就可以把程序设计出来。流程图法是用框图表示PLC程序的执行过程及输入条件与输出间的关系，在使用步进指令编程的情况下，使用该方法设计是很方便的。图解法和解析法不是彼此独立的，解析法中要画图，图解法中也要列解析表达式，只是两种方法的侧重点不一样。4.技巧法技巧法是在经验法和解析法的基础上运用一定的技巧进行编程，以提高编程质量。还可以使用流程图做工具，将巧妙的设计形式化，进而编写所需要的程序。5.计算机辅助设计计算机辅助设计是利用PLC通过上位链接单元与计算机实现链接，运用计算机进行编程。该方法需要有相应的编程软件，现有的软件主要是将梯形图转换成指令的软件。3.编程原则1.输出线圈（包括输出继电器、辅助继电器和定时器/计数器）在程序中只能使用一次，但触点可以无限次使用。2.并联触点和串联触点的个数无限制。3.线圈不能从母线直接输出。如需要始终保持通电，可以使用特殊继电器（常ON）。4.输出线圈可以并联，不能串联，但定时器的线圈可以串联。5.一般以输出线圈和右母线相连，线圈后面不允许有触点。6.不准使用没有定义过的触点和线圈。7.主程序必须以END指令结束。8.定时器/计数器不能直接产生外部输出信号，必须用对应的触点编程到一个输出。9.在梯形图的竖线上不能安排任何元件。4.编程技巧1.输入继电器、输出继电器、辅助继电器、定时器/计数器的触点在程序中不受限制，多次使用可以简化程序和节省存储单元。2.在不使程序复杂难懂的情况下应尽可能少占用存储空间。3.由于定时器/计数器的编号必须在0～143范围内，且不能重复使用，所以编程时定时器可以从0开始递增使用，而计数器从143开始递减使用，这样就可以避免定时器、计数器使用相同的编号。4.在对复杂的梯形图进行调试时可以在任何地方插入END指令，分段进行调试，从而提高调试的效率。5.由于PLC的扫描方式是按照从左到右，由上而下的顺序进行扫描，上一梯级的执行结果会影响下一级的输入，所以在编程时必须考虑控制系统逻辑上的先后关系。5.FX系列PLC的编程软元件¶输入继电器¶输出继电器¶辅助继电器¶状态继电器¶定时器¶计数器数据寄存器变址寄存器指针常数输出继电器（Y）◆输出继电器是用来将PLC内部信号输出传送给外部负载◆输出继电器线圈是由PLC内部程序驱动，其线圈状态传送给输出单元，再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载※每个输出继电器在输出单元中都对应有一个常开硬触点，但在程序中供编程的输出继电器，不管是常开还是常闭触点，都可以无数次使用。辅助继电器（M）辅助继电器是PLC中数量最多的一种继电器，其作用相当于继电器控制系统中的中间继电器。◆和输出继电器一样，其线圈由程序指令驱动，每个辅助继电器都有无限多对常开常闭触点，供编程使用。但是，其触点不能直接驱动外部负载，要通过输出继电器才能实现对外部负载的驱动。◆FX系列PLC的辅助继电器有：通用辅助继电器保持辅助继电器特殊辅助继电器辅助继电器（M）①通用辅助继电器通用辅助继电器和输出继电器一样，在PLC电源中后，其状态将变为OFF。当电源恢复后，除因程序使其变为ON外，其它仍保持OFFFX0SFX1SFX0NFX1NFX2N、2NCM0～M495M0～M383M0～M383M0～M383M0～M499辅助继电器（M）②保持用辅助继电器保持用辅助继电器在PLC电源中断后，它具有保持断电前的瞬间状态的功能，并在恢复供电后继续断电前的状态FX0SFX1SFX0NFX1NFX2N、2NCM496～M511M384～M511M384～M511M384～M1535M500～M3071注：也可通过程序设定，将它们变为通用辅助继电器辅助继电器（M）③特殊辅助继电器（M8000～M8255）特殊辅助继电器是具有某项特定功能的辅助继电器通常可分为两类：触点型和线圈型●触点型特殊辅助继电器的线圈由PLC自动驱动，用户只可以利用其触点。●线圈型特殊辅助继电器的线圈由用户控制，其线圈得电后，PLC作出特定动作。触点型1M8000（M8001）----运行监视用特殊辅助继电器PLC运行时M8000得电（M8001断电）PLC停止时M8000失电（M8001得电）辅助继电器（M）M8002（M8003）----初始脉冲特殊辅助继电器M8002（M8003）只在PLC开始运行的第一个扫描周期内得电（断电），其余时间均断电（得电）。常用M8002的触点作为一些继电器的初始化复位信号辅助继电器（M）M8011、M8012、M8013、M8014-------分别为产生周期为10ms、100ms、1s、1min脉冲的特殊辅助继电器（PLCRUN）例如：状态器（S）状态器对在步进顺控类的控制程序中起着重要的作用，它与后述的步进指令STL组合使用。①初始用状态器②返回原点用状态器（FX2N）③普通状态器④保持状态器⑤报警用状态器（FX2N）不使用步进指令时，状态器也可当作辅助继电器使用状态器（S）编号FX0SFX1SFX0NFX1NFX2N（FX2NC初始用返回原点用保持用S0~S9----S0~S9--S0~S127S0~S9--S0~S1270~S9--S0~S999S0~S9S10~S19S500~S899普通用S0~S63S10~S127S10~S127S10~S999S20~S499报警用--------S900~S9996.编程应用举例传送带机械手控制设计传送带机械手基本情况和控制要求在一条自动生产线上，由机械手将传送带1上的物品传送到传送带2上。机械手的上升、下降、左转、右转、夹紧、放松动作分别由电磁阀控制液压传动系统工作，并用限位开关及光电开关检测机械手动作的状态和物品的位置。传送带1、2均由三相鼠笼型异步电动机驱动。电动机应有相应的保护。机械手初始状态为手臂在下限位（下限位开关SQ4受压），手在传送带1上（右限位开关SQ2受压）手指松开。机械手和传送带动作控制示意图如图8-26所示。机械手要求有3种控制方式：1）手动控制方式.2）单周期控制方式.3）连续控制方式。传送带机械手动作控制示意图光电开关M2电动机M1电动机传送带2传送带1SQ3SQ2SQ4SQ5上升下降右转左转夹紧SQ6SQ1I/O设备及I/O点分配表输入元件输入继电器输入元件输入继电器输出元件输出继电器光电开关X0放松按钮X10放松电磁阀Y0夹紧开关X1夹紧按钮X11夹紧电磁阀Y1上限位开关X2上升按钮X12上升电磁阀Y2下限位开关X3下降按钮X13下降电磁阀Y3左限位开关X4左转按钮X14左转电磁阀Y4右限位开关X5右转按钮X15右转电磁阀Y5起动按钮X6单周/连续X16电机1控制Y6停止按钮X7手动X17电机2控制Y7HL9SB1SB2SQ1SQ2SQ3SQ4电源X0X1X2X3X4X5Y0Y1Y2Y3Y4Y5COMCOM1～起动停止单周期光电开关上限位下限位QS电源开关电源灯(a)传送带PLC输入输出接线图FR1FR2热保护1热保护2SQ5SQ6左限位右限位夹紧SB3SB4SB5SB6SB7SB8X6X7手动连续X10X11X12X13X14X15X16X17SA松开松开夹紧夹紧上升上升下降下降左转左转右转右转传送带1传送带2KM1KM2YV1YV2YV3YV4YV5YV6HL1HL2HL3HL4HL5HL6HL7HL8Y6Y7COM2M13～3～KM1KM2QF1QF2FR1FR2(b)传送带电动机主电路图M23～+24V操作方式Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7电源开关松开夹紧上升下降左转右转传送带1传送带2停止单周期X7手动连续X16X17起动X6X10X11X12X13X14X15松开夹紧上升下降左转右转操作控制面板松开夹紧上升下降左转右转Y0Y1Y2Y3Y4Y5X0X1X2X3X4X5起动光电开关上限位下限位左限位右限位夹紧X6上升Y2X2上限位下降Y3X3下限位单周期连续X16X16S0S20S21S22S23S24S25S26S27X1夹紧M0起动X6起动X6传送带1传送带2Y6Y7T0T0T0K100M0Y6Y7X0X3X4光电开关下限位左限位X0光电开关X0光电开关X2上限位停止X7停止X7ZRSTS20S27停止X7X1X2X3X4X5上限位下限位左限位右限位夹紧X10X11X12X13X14X15松开夹紧上升下降左转右转Y0Y1Y2Y3Y4Y5松开夹紧上升下降左转右转Y0Y1Y2Y3Y4Y5X1夹紧(a)传送带及物品检测梯形图(c)机械手手动控制梯形图(b)机械手自动控制梯形图传送带及物品检测梯形图机械手自动控制梯形图机械手手动控制梯形图手动自动X17CJP0X17CJP1P0P1(d)总控制程序框图X3起动X6起动X6传送带1传送带2Y6Y7T0T0T0K100M0Y6Y7X0X3X5下限位右限位X0光电开关X0光电开关X2上限位停止X7停止X7ZRSTS20S27停止X7自动X17CJP0夹紧Y1起动X6S0S20S20X1夹紧M0SETS0SETS21SET原位松开上升下降左转右转Y0Y2Y3Y4Y5X1X2X3X4X5上限位下限位左限位右限位夹紧上升Y2X2上限位S22S23S24S25S26S27S21S22S23S24S25S26SETSETSETSETSETSETX0光电开关下降Y3X3下限位X16X16S27连续单周期ENDRET夹紧X1Y5