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1、模块四 PLC控制系统基本指令的编程和应用,【知识目标】 1掌握可编程控制器基本指令。 2掌握PLC定时器和计数器的使用及基本单元电路的使用。 3掌握PLC梯形图的编写规则和优化方法。 4掌握PLC控制系统的接线和调试方法。 5掌握PLC的经验编程方法和继电器电路移植编程方法。,【能力目标】 1能使用PLC的基本元件实现编程。 2能够根据控制要求应用基本指令实现PLC控制系统的编程。 3能正确连接PLC系统的电气回路。 4能合理分配I/O地址，绘制PLC控制流程图。 5能够使用PLC的定时器、计数器软元件，会设计定时、计数基本电路。 6能够使用PLC的经验编程方法和继电器电路移植编程方法。,单
2、元一 PLC基本指令及其在电动机 自锁运行中的应用,1.任务提出,工作原理： 当按下启动按钮SB1后，继电器线圈KM通电，主电路中KM主触点闭合，电机开始运行，同时控制电路中的KM辅助触点闭合形成自锁，当按下停止按钮SB2时，继电器线圈KM断电，电机停止运行。,任务一 电动机的自锁运行,图3-1 三相异步电动机的自锁运行,2. 相关新知识,“bit”表示存储区域的某一个位，必须指定存放地址才能存取这个位，地 址包括存储器标识符、字节地址和位号。位寻址使用 “字节位”的 寻址方式，即先寻找到某个位所在的字节，再寻找这个位。 触点代表CPU对存储器某个位的读操作，常开触点和存储器的位状态相 同，常
3、闭触点和存储器的位状态相反。 线圈代表CPU对存储器某个bit的写操作，若程序中逻辑运算结果为 “1”,表示CPU将该线圈所对应存储器的位置“1”；若程序中逻辑运算 结果为“0”，表示CPU将该线圈所对应存储器的位置“0”。,3任务解决方案,图3-3 三相异步电动机的启动PLC控制外部接线图和梯形图,4 其他解决方案,梯形图程序：,分析：当起动按钮I0.1按下时，Q0.0被置为1(N为1)，电机开始运行；当按下停止按钮I0.2时，Q0.0被复位为0，电机停止运行。使用置位与复位指令进行控制不需要考虑如何实现自锁，电动机会一直保持运行状态直到按下停止按钮。,5其他线圈与触点指令,6应用示例,例1
4、 触点串联指令应用：使用3个开关同时控制1盏灯，要求3个开关全部闭合时灯亮，其他情况灯灭。,例2 触点并联指令应用：使用3个开关控制1盏灯，要求任 意1个开关闭合时灯都亮。,例3 试设计互锁电路如图3-7。,分析：当输入信号I0.0接通时，M0.0线圈得电并自保持，使Q0.0得电输出，同时M0.0的常闭触点断开，即使I0.1再接通也不能使M0.1动作，因此Q0.1不能输出。若I0.1先接通，则刚好相反。在控制环节中该电路可实现信号间的互锁。,单元二 PLC基本指令及其在改进的电动机自锁运行中的应用,任务二 改进的电动机自锁运行,1.任务提出,存在的问题： 当起动按钮按下后电机开始运行，如果起动
5、按钮出现故障不能弹起，按下停止按钮电机能够停止转动，一旦松开停止按钮，电机又马上开始运行了 。,2. 相关新知识,提示：,EU、ED指令只有下输入信号发生变化时有效，其输出信号的脉冲宽度为一个机器扫描周期 对于开机时就为接通状态的输入条件，EU指令不被执行 ； EU、ED指令无操作数 取反指令没有操作数。执行该指令时，能流到达该触点时即停止；若能流未到达该触点，该触点为其右侧提供能流,3任务解决方案,图 改进的控制程序,4其他解决方案,分析： 按下起动按钮I0.0，置位S1端为1，Q0.0得电，电机开始运行，按下停止按钮I0.1，复位R端为1，Q0.0断电，电机停止运行。,图3-11 电机起动
6、的RS 触发器指令程序,5应用示例,例1 试采用一个按钮控制两台电动机的依次起动，控制要求：按下按钮SB1，第一台电动机起动，松开按钮SB1，第二台电动机起动，按下停止按钮SB2，两台电动机同时停止。,例2 根据梯形图程序及给出的I0.0的波形画出M0.0、M0.1、Q0.0的波形。,例3 使用触发器指令进行编程，试分析图3-14的程序，当输入I0.0、I0.1同时闭合时，Q0.1如何变化？,分析：对于SR触发器指令，当I0.0、I0.1同时接通时，Q0.1变为ON；对于RS触发器指令，当I0.0、I0.1同时接通时，Q0.1变为OFF。,单元三 PLC的其它指令及其在保护电动机的正反转控制中
7、的应用,任务三 保护电动机的正反转控制,1.任务提出,为了保护电机通常要求：按下起动按钮I1.0，系统启动。如果先按下正转按钮I0.1，2秒钟后电机开始正转，此时按下反转按钮，电机停止正转，2秒钟后开始反转；如果先按下反转按钮I0.2，2秒后电机开始反转，此时按下正转按钮，电机停止反转，2秒钟后开始正转。一旦按下停止按钮，电机停止转动。,2. 相关新知识,分辨率是指定时器单位时间的时间增量，也称时基增量，S7-200提供1ms、10ms、100ms三种分辨率的定时器。 定时器的设定时间等于设定值与分辨率的乘积， 即：设定时间设定值分辨率 定时器的当前值寄存器用于存储定时器累计的时基增量值。 定
8、时器位用来描述定时器的延时动作的触点状态。 定时器位为ON时，梯形图中对应的常开触点闭合，常闭触点断开； 定时器位为OFF时，梯形图中对应的常开触点断开，常闭触点闭合。,说明：,T表示定时器号，IN表示输入端，PT端的取值范围是132767； 接通延时定时器输入电路断开时，定时器自动复位，即当前值被清零，定时器位变为OFF； TON与TOF指令不能共享同一个定时器号，即在同一程序中，不能对同一个定时器同时使用TON与TOF指令； 断开延时定时器TOF可以用复位指令进行复位； 保持型接通定时器TONR只能使用复位指令进行复位，即定时器当前值被清零，定时器位变为OFF； 保持型接通定时器TONR可
9、实现累计输入端接通时间的功能。,分析以下程序与时序图,3任务解决方案,图3-19 使用定时器的电机正 反转控制程序,4其他常用功能块计数器指令,相关新知识,说明：,三种计数器号的范围都是0255，设定值PV端的取值范围都是132767； 可以复位指令对加计数器进行复位； 减计数器的复位端是LD，加减计数器的复位端是与加计数器相同是R ； 对于加减计数器，其当前值达到最大值32767时，下一个CU的正跳变将使当前值变为最小值32768，反之亦然 。,分析以下程序与时序图,5应用示例,例1 使用接在I0.0输入端的光电开关检测传送带上通过的产品，有产品通过时I0.0为ON，如果在10s内没有产品通
10、过，由Q0.0发出报警信号，用I0.1输入端外接的开关解除报警信号。试设计该控制程序。,图 梯形图程序,例2 用定时器设计输出脉冲的周期和占空比可调的振荡电路。,例3 用计数器扩展定时器的定时范围。,单元四 PLC的其它指令及其在改造三速异步电动机的继电器控制中的应用,1.任务提出,将梯形图程序转换成语句表，如何转换？,任务四 需要掌握的其他指令,2. 相关新知识,S7-200系列PLC提供一个9层的堆栈，用于保存逻辑运算结果及断点的地址，称为逻辑堆栈。堆栈中的数据按“先进后出”的原则存取。,练习1,练习2,1.任务提出,图3-35 某三速异步电动机的继电器控制电路图,任务五 改造三速异步电动
11、机的继电器控制电路图,2. 相关新知识,具体步骤 ：,了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理； 确定PLC的输入和输出并进行相应的I/O分配，画出PLC的外部接线图； 确定继电器电路图的中间继电器、时间继电器与梯形图中存储器位(M)和定时器(T)的对应关系，进行地址分配并列表； 根据I/O分配表编写梯形图语言。,经过初步改造的梯形图程序,图3-37 经过初步改造 的梯形图程序,经过初步后存在的问题：,由继电器电路图可以看出，与起动按钮SB1并联的三个常开触点与停车按钮SB2共同控制电机的起动和加速电路，为简化梯形图程序因此使用位存储器M0.1代替以上功能，这是改造继电器电路常用的方法； 定时器T38的常开触点不能代替时间继电器KT2的瞬动触点的功能，需要使用位存储器M0.2的常开触点替换； 对于受M0.1常开触点控制的各条电路，如果使用语句表编程，需要使用LPS、LRD、LPP指令，程序是比较复杂，建议将各条电路分开设计。,
