PLC仿真与编程手册j

FX系列PLC仿真软件与编程软件应用手册赵进学2006年5月-1-目录前言···········································································2§1概述·············································································3§2PLC计算机仿真软件······················································5§2.1仿真软件界面和使用方法介绍............................................................5§2.2PLC编程要点和基本原则................................................................9表2-1步进控制中一个工步所包含内容..................................................12常用特殊辅助继电器功能简介................................................................12表2-2PLC编程常用指令........................................................................13§2.3仿真练习........................................................................................13§3PLC计算机编程软件····················································18§3.1编程界面........................................................................................18§3.2编程方法........................................................................................21§3.3读入、写出程序与监控.................................................................25§3思考题..............................................................................................26-2-前言本手册是课本《可编程序控制器及其应用》的补充，分为三章。第一章概述简单介绍PLC的含义、组成、优势和用途第二章PLC计算机仿真软件介绍FX系列PLC“FX-TRN-BEG-C”计算机仿真软件的使用方法。本章附有适合于仿真软件的编程仿真练习题，请读者认真完成。第三章PLC计算机编程软件介绍FX系列PLC“FXGP_WIN-C”计算机编程软件的使用方法。为检查编程结果，以及调用文件方便，本教材对编程文件存盘路径和存盘文件名做如下约定：1.存盘工作路径：D:\PLC\班级2.存盘文件名：练习题目为准确描述梯形图中各个触点以及线圈所在的位置，本教材做如下约定：1.沿左母线自上而下，对梯形图的每行依次标记为A、B、C、…区，对于不同位置的触点，冠以区号确定其具体位置，例如A～X0和B～X0分别表示A区的X0触点和B区的X0触点。2.线圈具有唯一性，不需用区号确定其位置，因此线圈前不加区号，例如X0就表示X0的线圈。在课堂教学过程中，有关继电器触点、线圈位置的描述，与上述方法相同。本手册与课本联系密切，采用了课本一些练习题的梯形图和语句表，上机练习请同时携带课本、作业本。本手册由衡水铁路电气化学校赵进学撰写，错误之处，欢迎指正。2004年8月初稿2005年8月第一次修订2006年5月第二次修订-3-§1概述PLC是“ProgrammableLogicController（可编程序逻辑控制器）”的英文缩写，是采用微电脑技术制造的自动控制设备。它以顺序控制为主，回路调节为辅，能完成逻辑判断、定时、记忆和算术运算等功能。与传统的继电器控制相比，PLC控制具有控制速度快、可靠性高、灵活性强、硬件接线简单、改变工艺方便等优点。PLC的基本构成见图1-1,简要说明如下：1.中央处理器CPU起运算控制作用，指挥协调整机运行。2.存储器(1)系统程序存储器ROM存放生产厂家写入的系统程序，用户不可更改。(2)随机读写存储器RAM存放随机变化的数据。(3)用户程序存储器EPROM或E2PROM存放用户编写的用户程序。3.通信接口与计算机、编程器等设备通信，实现程序读写、监控、联网等功能。4.电源利用开关电源将AC220V转变成DC5V供给芯片；DC12V供给输出继电器；DC24V供给输入端传感器。另有锂电池做为备份电源。5.输入接口IN将外部开关或传感器的信号传递给PLC。6.输出接口OUT将PLC的控制信号输出到接触器、电磁阀线圈等外部执行部件。作为一般技术人员，对于上述构成，主要关心的是输入输出接口。输入输出接口的详细情况，见第9页§3.2的有关介绍和图2-3PLC输入输出接口电路示意图。电源ROMRAMCPU通信接口输入接口IN输出接口OUTDC24VXDC12VDC5VY输入信号开关输出执行部件计算机、编程器图1-3PLC构成框图-4-随着PLC技术的发展，其功能越来越多，集成度越来越高，网络功能越来越强，PLC与PC机联网形成的PLC及其网络技术广泛地应用到工业自动化控制之中，PLC集三电与一体，具有良好的控制精度和高可靠性，使得PLC成为现代工业自动化的支柱。PLC的生产厂家和型号、种类繁多，不同型号自成体系，有不同的程序语言和使用方法，但是编程指导思想和模式是相同的,其编程和调试步骤如下：1.设计I/O接线图根据现场输入条件和程序运行结果等生产工艺要求，设计PLC的外围元件接线图，作为现场接线的依据，也作为PLC程序设计的重要依据。(I/O接线图参见9页图2-3)2.编制PLC的梯形图和指令语句表根据生产工艺要求在计算机上利用专用编程软件编制PLC的梯形图，并转换成指令语句表（FX系列PLC编程常用指令见13页表2-2）。3.程序写出与联机调试用编程电缆连接计算机和PLC主机，执行“写出”操作，将指令语句表写出到PLC主机。PLC输入端连接信号开关，输出端连接执行部件，暂不连接主回路负载，进行联机调。PLC的控制方式是由继电器控制方式演化而来，由PLC内部的微电子电路构成的模拟线圈和触点取代了继电器的线圈和触点，用PLC的程序指令取代继电器控制的连接导线，将各个元件按照一定的逻辑关系连接起来，PLC控制的梯形图在许多方面可以看作是继电器控制的电路图。可以理解为，PLC内部有大量的由软件程序构成的继电器、计时器和计数器等软元件，用软件程序按照一定的规则将它们连接起来，取代继电控制电路中的控制回路。本文第一章介绍利用PLC计算机仿真软件，学习PLC用户程序设计，并且仿真试运行、调试程序。由于仿真软件不需要真正的PLC主机，就可以在计算机上仿真运行调试，所以它既是学习PLC程序设计的得力助手，也给实际工作中调试程序带来很大方便。本章的编程仿真练习题，请读者认真完成，会对掌握PLC应用大有帮助。本文第二章介绍PLC实际应用的编程软件的使用方法。-5-§2PLC计算机仿真软件FX系列PLC可用“FX-TRN-BEG-C”仿真软件，进行仿真运行。该软件既能够编制梯形图程序，也能够将梯形图程序转换成指令语句表程序，模拟写出到PLC主机，并模拟仿真PLC控制现场机械设备运行。使用“FX-TRN-BEG-C”仿真软件，须将显示器象素调整为1024*768，如果显示器象素较低，则无法运行该软件。§2.1仿真软件界面和使用方法介绍启动“FX-TRN-BEG-C”仿真软件，进入仿真软件首页。软件的A-1、A-2两个章节，介绍PLC的基础知识，此处从略，请读者自行学习。从A-3开始，以后的章节可以进行编程和仿真培训练习，界面显示如图2-1所示。图2-1仿真编程界面编程仿真界面的上半部分为仿真界面，下半部分为编程和显示操作界面。§2.1.1仿真界面编程仿真界面的上半部分，左起依次为远程控制画面、培训辅导画面和现场工艺仿真画面。点击远程控制画面的教师图像，可关闭或打开培训辅导画面。-6-仿真界面“编辑”菜单下的I/O清单选项，显示该练习项目的现场工艺过程和工艺条件的I/O配置说明。对每个练习项目的I/O配置说明，需仔细阅读，正确运用。远程控制画面的功能按钮，自上而下依次为：“梯形图编辑”-------将仿真状态转为编程状态，可以开始编程；“PLC写入”--------将转换完成的用户程序，写入模拟的PLC主机。PLC写入后，方可进行仿真操作，此时不可编程；“复位”-----------将仿真运行的程序停止复位到初始状态；“正俯侧”-----选择现场工艺仿真画面的视图方向；“＜＞”---------选择基础知识的上一画面和下一画面；“主要”-----------返回程序首页；“编程/运行”显示窗---显示编程界面当前状态。仿真现场给出的X的位置，实际是该位置的传感器，连接到PLC的某个输入接口X；给出的Y的位置，实际是该位置的执行部件被PLC的某个输出接口Y所驱动。本文亦以X或Y的位置替代说明传感器或执行部件的位置。仿真现场的机器人、机械臂和分拣器等，为点动运行，自动复位。仿真现场的光电传感器，遮光时，其常开触点接通，常闭触点分断，通光时相反。在某个培训练习项目下，可根据该项目给定的现场工艺条件和工艺过程，编制PLC梯形图，写入模拟的PLC主机，仿真驱动现场机械设备运行；也可不考虑给定的现场工艺过程，仅利用其工艺条件，编制任意的梯形图，用灯光、响铃等显示运行结果。§2.1.2编程界面编程仿真界面的下半部分左侧为编程界面，编程界面上方为操作菜单，其中“工程”菜单，相当于其他应用程序的“文件”菜单。只有在编程状态下，才能使用“工程”菜单进行打开、保存等操作。编程界面两侧的垂直线是左右母线，之间为编程区。编程区中的光标，可用鼠标左键单击移动，也可用键盘的四个方向键移动。光标所在位置，是放置、删除元件等操作的位置。仿真运行时，梯形图上不论触点和线圈，蓝色表示该元件接通。受软件反应灵敏度所限，为保证可靠动作，对各元件的驱动时间应不小于0.5s。§2.1.3显示操作界面编程仿真界面的下半部分右侧依次为I/O状态显示画面、模拟灯光显示画面和模拟开关操作画面。I/O状态显示画面，用灯光显示一个48个I/O点的PLC主机的某个输入或输出继电器是否接通吸合。模拟灯光显示画面，其模拟电灯已经连接到标示的PLC输出点。模拟开关操作画面，其模拟开关已经连接到标示的PLC输入点，PB为自复位式点动常开按钮，SW为自锁式转换开关，面板的“OFFON”系指其常开触点分断或接通。-7-§2.1.4编制程序和仿真调试点按“梯形图编辑”进入编程状态，该软件只能利用梯形图编程，并通过点按界面左下角“转换程序”按钮或F4热键，将梯形图转换成语句表，以便写入模拟的PLC主机。但是该软件不能用语句表编程，也不能显示语句表。编程界面下方显示可用鼠标左键点击的元件符号，如图2-2所示。图2-2编程热键常用元件符号的意义说明如下::将梯形图程序转换成语句表程序(F4为其热键)；：放置常开触点；：并联常开触点；：放置常闭触点；：并联常闭触点；：放置线圈；:放置指令；：放置水平线段；：放置垂直线段于光标的左下角；：删除水平线段；：删除光标左下角的垂直线段；：放置上升沿有效的常开触点；：放置下降沿有效的常开触点。元件符号下方的F5—F9等字母数