工人培训 第六章 可编程序控制器技术3综述

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1、中级电工培训 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 目录 概述P3 PLC的基本原理及组成P28 可编程控制器的应用开发P63 FX2N系列可编程序控制器的基本指令P73 编程注意事项P88 基本指令编程实例及经验设计法P90 状态编程P116 FX2N系列可编程控制器编程软件及程序下载P131 Date2155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 第六章 可编程序控制器技术 分为： 1.概述 2.PLC的基本原理及组成 3.可编程控制器的应用开发 4.FX2N系列可编程序控制器的基本指令 5.编程注意事项 6.基本指令编程实例及经验设计法 7.状态编程 8.FX2N系列可编程控制器编程软件及程序下

2、载 Date3155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 基本指令编程实例及经验设计法 一、编程实例 【例1】 三组抢答器，儿童2人、学生1人和教授2人组成 3组抢答。儿童任一人按钮均可抢得,教授需二人同时按 钮可抢得,在主持人按钮同时宣布开始后10s内有人抢答 则幸运彩球转动表示庆贺。 本例选用 FX2N-16MR型PLC一台。完成本例编程可按 以下步骤进行。 1.列出本例PLC端子分配情况 表1给出了本例PLC的端子分配情况。 Date4155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 基本指令编程实例及经验设计法 输 入 端 子输 出 端 子其 他 器 件 儿童抢答按钮:X001、X002 学生抢

3、答按钮:X003 教授抢答按钮:X004、X005 主持人开始开关:X011 主持人复位按钮:X012 儿童抢得指示灯:Y001 学生抢得指示灯:Y002 教授抢得指示灯:Y003 彩球:Y004 定时器:T10 表1 三组抢答器 PLC端子分配表 输出口Y001Y004上接有抢得指示灯及彩球,分别代表 儿童抢得、学生抢得、教授抢得及彩球转动4个事件,是本例 梯形图中的输出线圈。 Date5155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 基本指令编程实例及经验设计法 2.根据输出要求画出草图 设计梯形图时可先绘含有4个启 保 停支路的草 图,以表达各个输出的基本关系如图16所示。 3.考虑各输出之间

4、的制约并对草图做出修改 根据本例要求主要有2个方面的修改。 抢答器的重要性能是竞时封锁,也就是若已有某组 先按钮抢答,则其他组再按无效。体现在梯形图上是: Y001Y003间的互锁。这就要求在 Y001Y003支路中 互串其余二个输出继电器的常闭触点。 Date6155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 基本指令编程实例及经验设计法 按控制要求,只有在主持人宣布开始的10s内 Y001 Y003接通才能启动彩球,且彩球启动后,该定时器也应 失去对彩球的控制作用。因而梯形图17中在Y004输出支 路中串入了定时器T10的常闭触点,且在母线及T10间并上 了Y004的自保触点。 图17是程序设计完

5、成后的梯形图。 Date7155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 基本指令编程实例及经验设计法 图16 三组抢答器梯形图(草图)图17 三组抢答器梯形图(完成) Date8155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 基本指令编程实例及经验设计法 【例2】三电机的循环启停运转控制设计 三台电动机接于Y001、Y002、Y003 ;要求它们相隔 5s启动,各运行10s停止;并循环。据以上要求,绘出电动 机工作时序图如图18所示。 图18 三电动机控制时序图 Date9155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 基本指令编程实例及经验设计法 分析时序图,不难发现电动机Y001、Y002、Y003的控

6、制逻辑和间隔5s一个的“时间点”有关,每个“时间点”都有电动 机启停。因而用程序建立这些“时间点”是程序设计的关键。 由于本例时间间隔相等,“时间点”的建立可借助振荡电路及 计数器。设X000为电动机运行开始的时刻让定时器 T0实现 振荡。再用计数器C0、C1、C2、C3作为一个循环过程中的 时间点。循环功能是通过C3常开触点将全部计数器复位来 实现的。“时间点”建立之后,用这些点来表示输出的状态就 十分容易了。设计好的梯形图如图19所示。 Date10155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 三电机控制三电机控制 梯形图梯形图 梯形图中Y001、 Y002、Y003支路也属于 启 保 停电路

7、, 其中启动及停止条件均 由“时间点”组成。 图19 梯形图 Date11155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 基本指令编程实例及经验设计法 【例3】十字路口交通灯控制 这也是一个时序控制例子。十字路口南北向及东西向 均设有红、黄、绿三只信号灯,六只灯依一定的时序循环 往复工作。图20是交通灯的时序图。 和前例一样,本例的关键仍然是要用机内器件将信号 灯状态变化的“时间点”表示出来。分析时序图,找出信 号灯状态发生变化的每个“时间点”,并安排相应的器件 如表2所示。 Date12155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 图20 交通灯时序图 Date13155 中级电工培训古冶职教中心 李

8、陈辉 器 件意 义实 现 方 法 X000启动及循环起点, 绿1、红2点亮 启动按钮 T0绿1亮25s定时器T0设定值K250 ,从X000接通起计时,计时时间到绿 1断开,T1计时 T1、T2绿1闪动3次控制T1、T2形成振荡,T1通时绿1点亮,C0计数 C0黄1亮2s起点T2为C0计数信号,C0接通时黄1点亮 T3黄1亮2s定时器T3设定值K20,T3接通时为红1、绿2点亮,红2熄灭 T4绿2亮25s定时器T4设定值K250,从T3接通时计时,计时时间到绿2断 开,T6计时 T5、T6绿2闪动3次控制T5、T6形成振荡,T5通时绿2点亮,C1计数 C1黄2亮2s起点T6为C1计数信号,C1

9、接通时黄2点亮 T7黄2亮2s定时器T7设定值K20,T7接通时黄2熄灭 ,一循环周期结束 表2 时间点及实现方法 Date14155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 基本指令编程实例及经验设计法 本例梯形图设计步骤如下本例梯形图设计步骤如下: : 依表2所列器件及方式绘出各“时间点”形成所需支路。 这些支路是依“时间点”的先后顺序绘出，且采用一点扣一点的 方式进行的。 以“时间点”为工作条件绘各信号灯的输出梯形图。 为了实现交通信号灯的启停控制，在已绘好的梯形图 上增加主控环节。作为一个循环的结束，第二个循环开始控 制的T7的常闭触点也作为条件串入主控指令中。本例梯形图 见图21。 Dat

10、e15155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 图21 交通信号灯梯形图 Date16155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 基本指令编程实例及经验设计法 【例4】运料小车的往返运行控制 图22所示小车一个工作周期的动作要求如下: 按下启动按钮SB(X000),小车电机M正转(Y010),小车 第一次前进,碰到限位开关SQ1(X001)后小车电动机M 反(Y011),小车后退; 小车后退碰到限位开关SQ2(X002)后,小车电动机 M停转,停5s后,第二次前进,碰到限位开关SQ3(X003), 再次后退; 第二次后退碰到限位开关SQ2(X002)时,小车停止 。 Date17155 中级电工

11、培训古冶职教中心 李陈辉 图22 运料小车往返运行示意图 Date18155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 基本指令编程实例及经验设计法 1.1.分析分析 本例的输出较少，只有电动机正转输出Y010及反转输出 Y011。但控制工况比较复杂。由于分为第一次前进、第一 次后退、第二次前进、第二次后退，且限位开关SQ1在二 次前进过程中，限位开关SQ2在二次后退过程中所起的作 用不同，要直接绘制针对Y010及Y011的启 保 停电路 梯形图不太容易。 该例解题步骤如下该例解题步骤如下: : Date19155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 基本指令编程实例及经验设计法 将启 保 停电路的内容

12、简单化，可不直接针 对电机的正转及反转列写梯形图，而是针对第一次 前进、第一次后退、第二次前进、第二次后退列写 启保停电路梯形图。为此选 M100、M101及 M110、M111作为两次前进及两次后退的辅助继电 器，选定时器 T37控制小车第一次后退在SQ2处停止 的时间 (本例的输入、输出口安排已标在图22中)。 Date20155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 基本指令编程实例及经验设计法 2.2.绘梯形图草图绘梯形图草图 针对二次前进及二次后退绘出的梯形图草图如图23所 示。图中有第一次前进、第一次后退、计时、第二次前进 、第二次后退 5个支路，每个支路的启动与停止条件都是清 楚的。

13、但是程序的功能却不能符合要求，因为细分支路后 小车的各个工况间的牵涉虽然少了，但并没有将两次前进 两次后退的不同区分开，第二次前进碰到 SQ1时即会转入 第一次后退的过程，且第二次后退碰到 SQ2时还将启动定 时器，不能实现停车。 Date21155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 基本指令编程实例及经验设计法 图23 小车往返控制梯形图草图 Date22155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 基本指令编程实例及经验设计法 3.3.修改梯形图修改梯形图 既然以上提及的不符合控制要求的两种情况都发生在第 二次前进之后，那么就可以设法让 PLC“记住”第二次前进的 “发生”，从而对计时及后退加

14、以限制。在本例中，选择了 M102以实现对第二次前进的记忆。对草图修改后的程序如 图24 所示。图24中将两次后退综合到一起，还增加了前进 与后退的继电器的互锁。 Date23155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 小车往返控小车往返控 制梯形图制梯形图 图24 程序 Date24155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 基本指令编程实例及经验设计法 二、经验设计法 1.1.经验设计法的要点经验设计法的要点 PLC的编程,从梯形图来看,其根本点是找出符合控制 要求的系统各个输出的工作条件,这些条件又总是用机 内各种器件按一定的逻辑关系组合实现的。 Date25155 中级电工培训古冶职教中心

15、 李陈辉 基本指令编程实例及经验设计法 梯形图的基本模式为启 保 停电路。每个启 保 停电 路一般只针对一个输出，这个输出可以是系统的实际输出， 也可以是中间变量。 梯形图编程中有一些约定俗成的基本环节，它们都有一定 的功能，可以像摆积木一样在许多地方应用。 Date26155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 基本指令编程实例及经验设计法 在准确了解控制要求后，合理地为控制系统中的事件分 配输入输出口。选择必要的机内器件，如定时器、计数器 、辅助继电器。 对于一些控制要求较简单的输出，可直接写出它们的工 作条件，依启 保 停电路模式完成相关的梯形图支路。 工作条件稍复杂的可借助辅助继电器(如前例中小车前进部 分的 M100、M101及M102)。 2.“2.“经验法经验法”编程步骤编程步骤 Date27155 中级电工培训古冶职教中心 李陈辉 基本指令编程实例及经验设计法 对于较复杂的控制要求，为了能用启 保 停电路模 式绘出各输出口的梯形图，要正确分析控制要求，并确定 组成总的控制要求的关键点。在空间类逻辑为主的控制中 关键点为影响控制状态的点，（如抢答器例中主持人是否 宣布开始，答题是否到时等）在时间类逻辑为主的控制中 （如交通灯），关键点为控制状态转换的时间。 将关键点用梯形图表达出来。