PLC应用技术与技能训练欧姆龙CP1E型项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试

项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试工作任务1PLC的数值运算工作任务2基于PLC的恒压供水系统项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试工作任务1PLC的数值运算根据控制要求，拨码器X与Y分别有4个端子，并且要用数码管进行数值显示，所以在本任务中，PLC的输入信号有10个，输出信号有14个。下面对本任务进行具体设计。1.I/O分配I/O分配情况如表5-1所示。项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试表5-1I/O分配表项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试2.PLC硬件接线PLC硬件接线图如图5-1所示。图5-1硬件接线图项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试3.设计梯形图程序根据控制要求，设计的梯形图程序如图5-2所示。4.系统调试(1)(2)输入程序并运行，监控程序运行状态，分析程序运行结果。项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试图5-2数值运算参考梯形图项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试一、递增/递增/递减指令主要实现数据的累加和递减，有微分和非微分两种形式。递增/递减指令非常简单，具体见表5-2。表5-2递增/递减类指令项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试OMRONCP1E系列PLC中的逻辑运算指令主要是以字/双字为单位对数据进行“与”、“或”、“非”、“异或”、“同或”等逻辑运算。表5-3列出了COM(29)、ANDW(34)、ORW(35)、XORW(36)和XNRW(37)5种单字逻辑运算指令，双字逻辑运算指令有COML(614)、ANDL(610)、ORWL(611)、XORL(612)和XNRL(613)指令，与对应的单字逻辑运算指令功能相似，这里不再介绍。项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试表5-3逻辑运算指令项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试例5.1图5-3是逻辑运算指令应用的例子，分析程序执行完之后D2中的内容。图5-3例5.1梯形图项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试当0.00为ON、0.01为OFF时，执行@BSET指令，将所有存放结果的通道D0～D4都清零。当0.00为OFF、0.01为ON时，执行如下逻辑运算指令：执行@ANDW指令，将常数008F与0081进行逻辑“与”运算,结果0081放在通道D0中；执行@ORW指令，将通道D0的内容与常数0073进行逻辑“或”运算，结果00F3放在通道D1中；执行@XORW指令，将通道D0与D1两个通道的内容进行逻辑“异或”运算，结果0072放在通道D2中。程序执行逻辑运算的过程如图5-4所示。项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试图5-4程序执行逻辑运算的过程项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试由例5.1可知，逻辑运算指令不仅可以完成逻辑运算，还可以用于通道清零；同时还能用逻辑指令将通道中的某些位屏蔽,保留其他位的状态，根据欲保留和欲屏蔽位的情况设定一个常数，用ANDW指令将通道数据与该常数相“与”即可。OMRONCP1E系列PLC中的数据运算指令种类比较多,按进制分类可分为十进制数和二进制数的加、减、乘、除运算；按是否带符号分类可分为无符号数和带符号数的加、减、乘、除运算等。由于在进行加、减运算时进位位也要参与，所以这里也包括进位位的置1和置0指令，这两个指令在编程软件中属于特殊指令类。项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试1.进位位置1指令(STC(40))和进位位置0指令(CLC(41))(1)指令格式：STC(40)；CLC(41)；STC和CLC指令的梯形图符号如图5-5所示。图5-5STC和CLC指令的梯形图符号项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试(2)STC和CLC指令的功能：STC：当执行条件为ON时,进位标志位CY被置1CLC：当执行条件为ON时,进位标志位CY被置0在做加、减法运算时，CY要参与计算，所以在运算之前需要对CY进行清零操作。2.十进制运算指令十进制运算指令是用单/双字BCD码表示的十进制数据进行加、减、乘、除运算。其中，加、减法运算与CY有关,乘、除法与CY无关。下面介绍单字运算指令(+B、+BC－B、－BC、*B、/B)，详见表5-4，对应的双字运算指令(+BL、+BCL、－BL－BCL*BL、/BL)与单字指令功能相似,这里不再赘述。项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试表5-4十进制加法指令项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试在十进制运算指令中，由于两个最大的单字BCD数相乘，即9999×9999=99980001，运算结果不发生进位，所以乘除法运算都不涉及进位位CY。双字指令与单字一样，乘除法也不涉及CY。3.二进制运算指令二进制运算指令就是用单/双字的二进制数据进行加、减、乘、除运算。其中，加、减法运算与CY有关，乘、除法与CY无关。下面介绍单字运算指令(+、+C、－、－C*U、*、/U、/)，详见表5-5。对应的双字运算指令(+L、+CL、－L、－CL、*UL*L/UL、/L)与单字指令功能相似，这里不再赘述。项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试表5-5二进制加法指令项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试同十进制运算相似，在二进制运算指令中，由于两个最大的单字二进制数相乘，即FFFF×FFFF=FFFE0001，运算结果不发生进位，所以乘、除法运算都不涉及进位位CY。双字指令与单字一样，乘、除法也不涉及CY。例5.2图5-6所示梯形图程序是应用+B指令、定时器指令、MOV指令及CMP指令的例子，试分析程序功能。项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试图5-6+B指令应用举例项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试当0.00及T001为ON(一个扫描周期)时:执行指令CLC将CY清零；执行指令+B将D10中的数据加上#0300，即定时器TIM000的设定值增加30s；执行指令CMP将#0900与D10比较，若D10大于#0900，则执行指令MOV，再将#0300传送到D10中，即TIM000的设定值恢复为30s。由此可知：TIM000的设定值是变化的，TIM001的设定值是固定的，TIM001用来控制100.00为ON的时间，TIM000用来控制100.00为OFF的时间，100.00为ON的时间总是60s,100.00为OFF的时间从30s起依次增加30s(不超过90s)。该段程序对100.00实现了循环间歇OFF、ON的控制。程序执行的过程如图5-7项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试图5-7程序执行的过程项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试在本例中，TIM000的设定值由D10来确定，可通过使用+B指令来改变D10的值，从而使TIM000的设定值也将发生改变。因此，+B指令可用来修改定时器的设定值。思考：若要多次修改定时器的设定值，还可以使用哪例5.3图5-8所示梯形图程序是应用减法指令(-BC)的例项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试图5-8－BC指令应用举例项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试当0.00为ON时：执行CLC指令，将CY清零；执行(-BC)指令，用H0中的数据减去D0的数据，再减去CY的内容，差存入结果通道H1中。若运算没有借位，CY则被置0，H2即为0；若运算有借位时，结果通道中的内容是差的十进制补码，因此须进行第二次减法运算，于是根据CY的状态(ON)执行第二次减法运算，结果存于H1，同时把H2置1。例5.4图5-9所示梯形图程序是使用二进制运算指令完成(250×8－1000)/50运算，请分析该程序的执行过程。项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试程序功能分析：当0.00为ON、0.01为OFF时，执行@BSET指令，将D0～D4清零。当0.00为OFF、0.01为ON时，执行@MOV指令，将#00FA(十进制的250)传送到H0中；执行@*指令，将H0的内容与#0008相乘，把结果的低位07D0(十进制的2000)存入D0中、结果的高位0000存入D1中；执行@CLC指令将CY清零,以准备进行相减运算。执行一次@-C指令，以D0的内容为被减数与#03E8(十进制数1000)相减,结果#03E8存入D2中；执行@/指令，将D2中的内容除以#0032(十进制的50)，把商#0014(十进制的20)存入D3中，余数#0000存入D4中。项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试此外，本例中的运算也可以用十进制运算指令来实现，思路完全一致。图5-9二进制运算指令应用举例项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试本项工作任务的评分标准见表5-6所示。表5-6评分标准项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试1.控制要求作500×20+300－15的运算，并将结果送到VW50中存储。2.训练内容(1)分析控制要求，写出I/O分配表，并根据控制要求设(2)(3)汇总整理文档，保留工程文件。项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试工作任务2基于PLC的恒压供水系统城市供水状况与人们的正常生活息息相关，传统供水系统中采用固定频率满负荷的运行方式进行工作，此种方式对供水的管道内压力和水位变化不能做出及时、恰当的反应，尤其在晚上用水少的情况下资源消耗比较严重，不能有效节能。而采用变频器调速的供水系统，可以根据用水量的大小控制泵的转速和数量，从而有效解决供水系统的不稳定现象。项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试由PLC、变频器控制两台水泵的恒压供水系统如图5-10所示。只要储水池的水位低于高水位，就会通过电磁阀自动往水池注水，水池水满时电磁阀关闭。同时，水池的高/低水位信号可通过传感器直接传送给PLC，当水池水位到达高/低限时，继电器触点闭合；否则，继电器触点断开。具体控制要求如下：(1)只有水池水满时，才能启动水泵进行抽水；水池缺(2)系统有手动和自动两种控制方式。一般都采用自动控制方式，只有在应急或者检修时才选择手动控制方式。项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试(3)在选用自动控制方式时，按下启动按钮，先由变频器启动1#水泵，如果当工作频率已经达到50Hz，而压力仍不足时，将1#水泵切换成工频运行，再由变频器来启动2#水泵，这时供水系统处于“1工频1变频”的运行状态。如果变频器的工作频率已经下降至频率下限，而压力仍偏高时，则1#水泵停机，供水系统处于1台水泵变频运行的状态。如果变频器工作频率已经达到50Hz，而压力仍不足时，延时后将2#水泵切换成工频运行，再由变频器去启动1#水泵。如此不断循环。项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试图5-10恒压供水系统图项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试根据控制要求，本任务中PLC的开关量输入信号有6个，模拟量输入信号有1个，开关量输出信号有5个，模拟量输出信号有1个。下面进行具体设计。1.I/O分配I/O分配情况如表5-7所示。表5-7I/O分配表项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试2.PLC硬件接线PLC硬件接线图如图5-11所示。图5-11PLC硬件接线图项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试3.设计梯形图程序根据控制要求，设计的梯形图程序如图5-12所示。项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试图5-12恒压供水控制参考梯形图项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试4.系统调试(1)(2)输入程序并运行，监控程序运行状