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1、第4章 可编程序控制器的编程指点一、PLC编程特点和原那么一、 PLC编程特点梯形图编程是PLC的第一编程言语，是最常用的方法。梯形图源于传统的继电接触器控制电路图，开展到如今两者之间存在较大差别。1、程序的执行顺序 1PLC程序按扫描执行的结果如图4.1所示。这种扫描执行方式的优点是可滤掉高频干扰，加强抗干扰才干。其缺陷是产生呼应滞后，影响可靠性。2继电器电路图和PLC梯形图执行顺序比较，参看图4.2。当X0闭合后，对于继电器电路来说Y0、Y1同时得电。而在PLC程序中，X0闭合后，Y0先输出，Y1后输出。2、继电器本身的延时效应继电器电路中由于继电器本身的延时效应，当X0动作后，其输出Y0
2、、Y1不能同时得电与断电，与PLC梯形图相比较，如图4.3所示。在PLC梯形图中，当X0动作后，其输出Y0、Y1同时得电与断电，这与继电器电路是不同的。3、PLC中的软继电器所谓软继电器是指PLC存储空间中的一个可以寻址的位。在PLC中软继电器的种类多、数量大。例如FP0型PLC的内部继电器R0R62F共有1008个，特殊继电器R9000R903F共64个，定时器/计数器144个。存放器中触发器的形状可以读取恣意次，相当于每个继电器有无数个常开和常闭触点供编程中运用。二、 PLC编程原那么 学习了PLC的指令系统后，就可以根据实践系统的控制要求编制程序，下面就来阐明编程的根本原那么。1、 PL
3、C软继电器的触点可以多次反复运用PLC的输入/输出继电器、内部继电器、定时器、计数器等器件的接点可多次反复运用，无需用复杂的程序构造来减少接点的运用次数。2、梯形图的编制原那么梯形图的每一行都是从左母线开场，线圈终止于右母线。触点不能放在线圈的右边。3、线圈普通不能与左母线相连(a)用内部继电器常闭触点实现输出图4.4 规那么3的阐明TMX0 K100R0R9010TMX0 K100(b)用内部特殊继电器实现输出除步进程序外，任何继电器线圈、定时器、计数器、高级指令等不能直接与左母线相连。假设需求，可以经过一个没有运用的内部常OFF继电器的常闭触点或者特殊内部常ON继电器的常开触点来衔接，参看
4、图4.4。4、不允许双线圈输出同一编号的线圈在一个程序中运用两次称为双线圈输出。双线圈输出容易引起误操作，应尽量防止线圈的反复运用。(a)用内部继电器常闭触点实现输出5、程序中不允许出现桥式电路在PLC程序中，不能用桥式电路直接编程，参看图4.5 。6、程序的编写顺序程序的编写顺序应按自上而下、自左至右的方式编写。为了减少程序的执行步数，程序应为“左大右小，上大下小，如图4.6和图4.7所示。 (a)不符合左大右小的电路共5步 图4.7 规那么6的阐明二、 PLC 编程实例一、 消费线上自动分拣系统的 PLC 运用1、概述过去工厂检验产品时都采用手任务业，抽样检查，为了提高产品的质量和节省人手
5、而采用了自动测定系统。思索到系统构造紧凑及经济适用，采取松下PLC与LM 激光传感器的组合，能到达既经济又紧凑的目的。本文着重引见 FP1、 LM 激光传感器以及上位机监控构成的实践运用系统。参见图 4.8。2、系统构成首先由传感器把间隔转化为电信号，然后经过 A/ D模块采集，PLC 主机进展数据处置，控制及通讯，监控系统进展数据储存, 分析等，参见图 4.9 。1 LM 激光传感器 把间隔转化为模拟信号。2数据采集 将模拟信号转化为数字信号。3控制处置 采用松下 FP1型 的 PLC 主机进展控制处置。4监控系统 用 IBM微机，用 VB 软件编写的界面进展人机对话，并把 PLC 传来的数
6、据记录存储到硬盘上，还可以画出动态时序图, 正态分布图，即时打印。分析研讨加工条件和产生残次品的关系与运转情况，对消费知识的积累具有实践意义。 图4.9 系统构造表示图3、部分硬件的设计LM 激光传感器是采用松下 LM10 系列丈量间隔模拟传感器，具有高精度的丈量和比较输出的功能。它的原理是用激光二极管发射出波长为 685mm的激光束，遇到妨碍物反射回来，先后的时间差为t。LM 激光传感器是由探测体与控制体两个部分组成，其参数见表 4-1 和表 4-2 。ANR1150ANR1151ANR1182ANR1115测定中心距离50mm50mm80mm130mm测定范围10mm10mm20mm20m
7、m光源最大输出/激光级数激光二极管 波长685mm0.4mW(最大)/级数1光束直径0.61.1mm0.090.05mm0.71.2mm0.71.4mm分辨率(2)10Hz5m5m20m100m线性误差0.2% of F.S.表4-1 探测体(ANR11系列)参数表4-2 控制体参数ANR5131/32ANR5141/42ANR5231/32ANR5241/42模拟输出5V/F.S.(最大2mm)420mA/F.S.(最大250)5V/F.S.(最大2mm)420mA/F.S.(最大250)响应频率(-3DB)响应时间(1090%)1KHz 100Hz 10Hz0.4ms 4ms 40ms检测
8、输出NPN/PNP晶体管开路集电极双点(100mA 30VDC以下，残余电压1.5V以下)NPN/PNP晶体管开路集电极双点(100mA 30VDC以下，残余电压1.5V以下)应差0.2% of F.S.电源电压直流电压1224V(-15%，+10%)消耗电流250mA以下（DC12V输入时）125mA以下（DC24V输入时）使用环境温度工作时：0+501探测体的选用根据被测体的尺寸、丈量精度、传输带宽度及安装的位置，我们就可以确定探测体型号。假设被测体的尺寸为 50 毫米，丈量精度为 0.05 毫米，传输带宽度为 100 毫米，可以选探测体型号 ANR1150 ，检测中心间隔为 50 毫米，
9、检测精度为 0.005 um 。这样被测体两面在探测体的中心位置上，能减少检测误差，按图尺寸安装被测体的尺寸范围，可以在30mm70mm，参看图4.10。2控制体的选用探测体与控制体是配套产品，它们之间的衔接不用思索。主要思索控制体与A/D模块的匹配，A/D模块的输入信号有多种选择输入05V；010V；020mA三种，根据A/D模块输入信号可以选择它们相近的信号，由表2可以查出，型号为ANR5141的模块输出信为420mA与A/D模块相近。把LM1的输出信号接在A/D模块的第一通道CH0，LM2的输出信号接在A/D模块的第二通道CH1。 4、PLC的编程我们检验被测体的尺寸有四种能够：合格测定
10、范围内；不合格尺寸偏小；不合格尺寸偏大；检测系统有出错能够溢出测定范围。在上位机监控系统中设置测定上限值、测定下限值及测定值，并经过串行口传送给PLC，PLC把数据分别存在DT12、DT11、DT10中，对采集实践的数据进展比较。1数据处置 探测体的信号传给控制体产生420mA的电信号，经过A/D模块转换成数字信号，由于A/D模块输入的信号时020mA对应的数字值为01000，我们还不能直接运用该数字，需求经过处置才干运用。也就是说，LM传感器检测的范围是10mm对应420mA，经过A/D模块产生数字范围是2001000，这样很容易得出实践的1mm相当于PLC处置的数据40。经过PLC把LM1
11、的数据读入存储器DT100中，把LM2的数据读入存储器DT101中，此时读入的数据加上中心间隔减10mm，才是LM传感器到被测体的一面的间隔。即：4、PLC的编程我们检验被测体的尺寸有四种能够：合格测定范围内；不合格尺寸偏小；不合格尺寸偏大；检测系统有出错能够溢出测定范围。在上位机监控系统中设置测定上限值、测定下限值及测定值，并经过串行口传送给PLC，PLC把数据分别存在DT12、DT11、DT10中，对采集实践的数据进展比较。1数据处置 探测体的信号传给控制体产生420mA的电信号，经过A/D模块转换成数字信号，由于A/D模块输入的信号时020mA对应的数字值为01000，我们还不能直接运用
12、该数字，需求经过处置才干运用。也就是说，LM传感器检测的范围是10mm对应420mA，经过A/D模块产生数字范围是2001000，这样很容易得出实践的1mm相当于PLC处置的数据40。经过PLC把LM1的数据读入存储器DT100中，把LM2的数据读入存储器DT101中，此时读入的数据加上中心间隔减10mm，才是LM传感器到被测体的一面的间隔。即：L1DT110=DT100+50-1040=DT100+1600 L2DT111=DT101+50-1040=DT101+1600LM1与LM2的间隔为：L=15040=6000 被测体实践的尺寸为：DDT112=L-(L1+L2)2梯形图程序 PLC
13、梯形图程序如图4.11所示。读LM1读LM2L1=LM1+1600L2=LM2+1600L3=LM1+LM2D=6000-L3比较能否适宜不合格上限以上合格不合格下限以下溢出测定范围标志传给上位机实践尺寸传给上位机图4.11 PLC程序梯形图X0：LM激光模拟传感器1输入；X1：LM激光模拟传感器2输入；X2：测定定时输入；WY9：为CH0的地址；WY10：为CH1的地址PLC根据DT20的值可以对不同的次品进展分类，把不同的次品 放在相对应的料槽里。 随着市场的猛烈竞争，产品的质量要求越来越高，以往的人工抽样检查，无法满足消费的要求。采用自动消费线可以对产品逐一进展检查，由上位机设定检查的允
14、许上、下限值，对一切产品实现自动检查，这样大大提高了产质量量，节省了人力，提高了消费经济效益。(二、FP0的PWM脉宽调制功能在变频调速系统中的运用1、概述 变频器运用于电梯控制系统中的调速部分是现行工程开展的方向。传统的电梯工程普通采用大、中型PLC和A/D、D/A模块以及电梯公用变频器对公用电机进展速度控制。本文引见一种小型PLC利用其PWM公用指令，不需A/D、D/A模块即可对变频器进展变频调速的方法，以期对中小型电梯企业提供一些自创。 脉宽调制PWMpulse width modulation，即PLC输出的幅值、频率不变，占空比变化的信号。松下小型PLC如FP0具有PWM功能的指令，
15、可直接控制变频器的启动、停顿、无级调速运转等。现以六层电梯模型中的变频调速为例，论述PWM的运用设计。2、PLC-变频器调速系统的构成设计的PWM变频调速系统是由松下FP0型PLC、小型VF0变频器、旋转编码器、三相异步电动机、上位机等组成的具有速度反响环节的闭环控制系统。1变频器接线图变频器的主电路接线较简单，从变频器的主回路端子U、V、W相接入三相异步电动机即可，主接线图略。本文只给出变频器与PLC控制电路接线图，如图4.12所示。变频器控制端子图4.12 PLC与变频器控制电路接线图2闭环控制系统构成为了控制电梯的平层定位精度，设计了具有速度反响环节的闭环控制系统，如图4.13所示。实现
16、闭环控制有两种方法：一种是采用内置PID变频器，利用变频器内部PID的功能构成自闭环；另一种是不采用内置PID变频器，上位机做总闭环计算的控制，其优点是采用上位机做各种PID的算法，计算速度快，控制精度高，采用FP0的公用PID指令，实现简单。其特点是一切的反响信号都接到上位机，由上位机经过PWM信号输出控制变频器运转的速度。上位机计算机或PLC变频器频率给定信号变频器电源电机及检测元件图4.13 闭环控制系统的设计反响信号：电压、电流或脉冲信号3、PLC脉宽调制PWM程序梯形图设计 F170是PWM输出公用指令，在图4.14中“n可设为K0或K1。当设定为K0时，脉宽调制波占用内部存放器0通
17、道，当R10为ON时，其输出波形由Y0输出；当“n值设为K1时，脉宽调制波占用内部存放器1通道，其输出波形由Y1输出。PWM脉宽调制波经过驱动器接到变频器的输入端子，变频器接受此信号后，输出频率改动，从而控制三相异步电机的转速。当PLC程序中DT21数据发生变化时，输出脉冲占空比随之而改动，变频器控制的电机转速相应发生变化。图4.14 PWM指令运用阐明R10F170 PWM , DT20 , K0sn 由于高速计数器与PWM不能占用同一个通道。因此还需设置系统存放器400来选择通道。FP0中高速计数器占用内部存放器0通道，PWM只能用内部存放器1通道。“n值设定后，程序运转是不能改动的。图4
18、.15为PWM初始化程序，DT20数据存放器存放脉冲周期，K13位对应脉冲周期1ms，DT21中的数据为占空比的设定值，PLC在每次扫描时占空比都可以根据DT21值的改动而改动，用户可以经过F0MV指令来修正DT21的值，以到达修正PWM脉宽调制波占空比的目的。频率设置在PWM指令运转后不能再改动其参数。图4.15 初始化梯形图设计R9013F0 MV , K13 , DT20R9010F170 PWM , DT20, K1F0 MV , K13 , DT21初始化PWM控制指令初始脉冲信号PWM控制方式PWM频率控制PWM控制方式常闭继电器 作为运用设计，必需思索电梯运转平稳、温馨，还需思索
19、设计电梯的加减速程序。经过多次实验，结果阐明电梯加减速的参数与楼层高度、速度、加减速时间等有关。图4.16、图4.17为电梯加减速运转的梯形图程序。4.17为电梯加减速运转的梯形图程序。 减速程序设计：减速从当前速度开场，以一定斜率下降到一定值，在此数值确定的频率下运转，直至平层。当检测有轿厢减速信号且DT21数据存放器中PWM波形输出占空比的值大于10%时，PWM输出按0.5%如K5不宜过小，过小会导致到平层时减速缓慢；也不宜过大，过大会导致平层出现过冲。图4.16 电梯减速梯形图程序R800 DT21 , K100轿厢减速信号PWM频率控制R9018DF0.01s时钟脉冲11F27- ,
20、DT21 , K5 , DT21PWM频率控制PWM频率控制图4.17 电梯加速梯形图程序 加速程序设计：加速从零速开场，以一定斜率上升到一定值，在此数值确定的频率下运转。改动此梯形图中按比例递加值K5可以改动加速斜率。改动比较指令中数据K750的值可以限定加速后到达的最快速度。如本设计变频器最大频率设定为70Hz，那么电梯稳定运转的频率为7075%=52.5Hz。 对TVT-2000E电梯模型经过调试选择图4.16、图4.17中所示的频率及占空比设置，获得了理想的调速效果。利用PLC对变频器的PWM控制，还可以将变频器的运转情况保送到上位计算机，可对消费过程进展集中控制。实际证明，这种控制方法完全可以运用到实践电梯设计中。
