模块三三菱PLC基本指令编程..ppt

模块三 三菱PLC基本指令编程 主编图3-1接触器控制三相异步电动机连续运行的电路a)主电路b)控制电路三、常闭触点输入在梯形图中的处理 在继电接触器控制电路中停止按钮总是采用常闭触点。在PLC控制电路中，如果输入端(X0、X1、)输入常闭触点，如图3-2中X2、X4，则它们对应的输入继电器线圈、得电，相应的常开、常闭触点动作，即常开触点闭合、常闭触点断开，但在梯形图中只能出现输入继电器的常开、常闭触点，而不能出现输入继电器的线圈。因此，如果PLC的输入为常闭触点，其在梯形图中应为常开触点(请理解图1-14所示的输入继电器电路和图1-18所示的PLC控制系统等效电路)。所以，对于停止按钮和热继电器的输入可采表3-1I/O地址(编号)分配表四、梯形图程序设计与原理分析图3-3电动机连续运行控制梯形图(一)对照继电接触器控制电路图(见图3-1b)进行梯形图程序设计，输入触点采用上述方法一，输出继电器为Y0对应KM，则电动机连续运行控制的梯形图程序设计如图3-3所示。四、梯形图程序设计与原理分析1)按图3-2所示准备好训练材料并按图示接线。2)做好编程计算机与PLC的通讯连接，并将PLC的开关置于STOP(编程状态)，编写电动机连续运行控制的梯形图，检查无误后下载到PLC中。3)将PLC的开关置于SUN(程序运行状态)，用编程计算机监控程序运行情况并观察PLC运行情况。图3-4电动机连续运行控制梯形图(二)四、梯形图程序设计与原理分析 按下/松开起动按钮SB1，观察X0、Y0的动作情况与变化。按下停止按钮SB2，观察X2、Y0的动作情况与变化。4)如果停止按钮和热继电器采用常开触点输入(即方法二)，请编写电动机连续运行控制的梯形图并重做上述3)的过程。图3-5电动机连续运行控制语句表a)指令表(一)b)指令表(二)一、LD与LDI指令图3-6LD、OUT指令的用法 指令表又叫语句表程序，用于手持式编程器编写程序(现在基本上不用手持式编程器编写程序了，本书不再介绍其使用方法)，各指令的含义如下：一、LD与LDI指令 LD与LDI指令分别用于常开、常闭触点与左母线连接，其操作的目标元件(操作数)为X、Y、M、T、C、S，其用法分别如图3-6、图3-7所示。OUT指令是驱动线圈输出指令，用于将程序段的逻辑运算结果去驱动一个指定的线圈，其用法如图3-6所示。二、OUT输出指令三、AND与ANI指令 AND与ANI指令分别用于继电器的常开、常闭触点与其他触点的串联。AND与ANI指令操作的目标元件为X、Y、M、T、C、S，其应用如图3-8所示。图3-8指令的应用三、AND与ANI指令四、OR与ORI指令 OR与ORI指令分别用于并联单个常开、常闭触点，表示OR、ORI指令后的操作元件从此位置一直并联到离此条指令最近的LD或LDI指令上五、END指令 END指令表示程序结束返回程序开始。完整的程序必须有END指令，如图3-8所示。任务二用PLC实现三相异步电动机正反转控制图3-9PLC的工作过程任务二用PLC实现三相异步电动机正反转控制一、初始化 可编程序控制器每次在电源接通时，将进行初始化工作，主要进行清零，包括IO寄存器和辅助继电器、定时器、计数器复位等。初始化完成后则进入周期扫描工作方式。二、公共处理公共处理部分主要包括以下内容：1)监视钟清零。2)输入输出部分检查。3)存储器检查及用户程序检查。任务二用PLC实现三相异步电动机正反转控制三、通讯 PLC检查是否有与编程器或计算机通信的要求，若有，则进行处理。如接收由编程器送来的程序、命令和各种数据，并把要显示的状态、数据、出错信息等发送给编程器进行显示。如果有与计算机通讯的要求，也在这段时间完成数据的接收和发送任务。四、读入现场信息 PLC在这段时间对各输入端进行扫描，将各输入端的状态送入输入状态寄存器中，这就是输入取样阶段。以后CPU需查询输入端的状态时，只访问输入寄存器即可，而不再扫描各个输入端。任务二用PLC实现三相异步电动机正反转控制五、执行用户程序 PLC的CPU将用户程序的指令逐条调出并执行，以对最新的输入状态和原输出状态（这些状态也称为数据）进行处理，即按用户程序对数据进行算术运算和逻辑运算，将运算结果送到输出寄存器中（注意，这时并不立即向PLC的外部输出），这就是用户程序执行阶段。六、输出结果 当可编程序控制器将所有的用户指令执行完毕时，会集中把输出状态寄存器的状态通过输出部件向外输出到被控设备的执行机构，以驱动被控设备，这就是输出刷新阶段。任务二用PLC实现三相异步电动机正反转控制图3-10按钮、接触器双重联锁控制三相异步电动机正反转运行电路a)主电路b)控制电路任务二用PLC实现三相异步电动机正反转控制一、用PLC程序实现三相异步电动机正反转控制的方法与步骤1.PLC的I/O地址分配I/O地址分配见表33。表3-3I/O地址分配表任务二用PLC实现三相异步电动机正反转控制图3-11PLC输入/输出接线图2.PLC接线图PLC输入/输出接线图如图311所示。任务二用PLC实现三相异步电动机正反转控制3.控制电路的程序设计 双重联锁的正反转控制电路程序设计如图312所示，其中图a为梯形图，图b为指令表。图3-12双重联锁的正反转控制电路程序设计a)梯形图b)指令表任务二用PLC实现三相异步电动机正反转控制4.将程序输入到计算机并下载到PLC中5.按照主电路和PLC的I/O接线图接线，通电试验并通过计算机监控调试与修改提示：在梯形图中已经进行了Y0、Y1互锁，但为了保证在控制程序设计错误或PLC受到外界干扰而导致Y0、Y1同时输出的情况下，避免正、反转接触器KM1、KM2同时得电造成主电路短路，所以在PLC的外部加上KM1、KM2常闭触点进行联锁。这种联锁方式称为硬联锁，程序中Y0、Y1的常闭触点联锁称为软联锁。任务二用PLC实现三相异步电动机正反转控制二、小实验(一)：SET与RST指令的应用1.SET(置位)指令 SET指令称为置位指令即置1（得电），其功能为：驱动指定线圈，使其具有自锁（或记忆）功能，维持接通状态。置位指令的操作元件是：输出继电器Y、辅助继电器M和状态继电器S。SET使操作元件置位后，必须用RST复位才能使操作元件失电。2.RST(复位)指令 RST指令称为复位指令，其功能是使指定线圈复位。复位指令的操作元件是：输出继电器Y、辅助继电器M、状态继电器S、积算定时器T、计数器C以及字元件D和V、Z的清零操作。图3-13置位、复位指令的应用a)梯形图b)时序图任务二用PLC实现三相异步电动机正反转控制三、小实验(二)：边沿检出指令的应用 边沿检出指令是常开触点在闭合的上升沿或断开的下降沿产生的信号，它包括上升沿检出指令和下降沿检出指令。上升沿检出指令仅在指定元件的上升沿（OFFON变化）时，接通一个扫描周期。下降沿检出指令仅在指定元件的下降沿（ONOFF变化）时，接通一个扫描周期。边沿检出指令的梯形图表示方法是在常开触点中间加上（上升沿）、（下降沿），在梯形图中可串联也可并联。图3-14边沿检出指令的应用a)梯形图b)时序图任务三三相异步电动机点动与连续控制一、辅助继电器(M)PLC中有许多辅助继电器，其作用相当于继电接触器控制电路中的中间继电器，常用于中间状态变换、存储或中间信号变换等。辅助继电器线圈的通断状态只能由内部程序驱动，如图315所示。每个辅助继电器都有无数对常开、常闭触点供编程使用，但它们的触点不能直接输出驱动外部负载，只能用于在程序中驱动输出继电器的线圈或其他继电器的线圈，再用输出继电器的触点驱动外部负载。图3-15辅助继电器内部程序驱动图a)辅助继电器内部程序驱动示例b)辅助继电器触点任务三三相异步电动机点动与连续控制图3-16电动机驱动的丝杠传动机构及PLC控制梯形图任务三三相异步电动机点动与连续控制二、特殊辅助继电器 特殊辅助继电器是具有特定功能的继电器。特殊辅助继电器的编号为M8000M8255，共256点。根据使用的不同，特殊辅助继电器可以分为以下两大类：1)线圈只能由PLC自行驱动，用户编程时只能利用其触点的特殊辅助继电器。图3-17特殊辅助继电器的工作波形2)可驱动线圈型特殊辅助继电器。一、三相异步电动机点动与连续控制的要求任务三三相异步电动机点动与连续控制图3-18主电路1)按下起动按钮SB1，电动机连续运行且绿色指示灯亮；按下按钮SB3，电动机停止。2)按下按钮SB2，电动机点动运行，绿色指示灯每秒闪亮一次(即每秒闪烁一次)。任务三三相异步电动机点动与连续控制二、三相异步电动机点动与连续控制程序设计与接线的方法步骤1.主电路三相异步电动机点动与连续控制的主电路只需一个接触器，如图318所示。2.控制电路1)根据要求确定I/O地址的分配，见表3-4。2)I/O接线图。3)程序设计。表3-4I/O地址(编号)分配表任务三三相异步电动机点动与连续控制图3-19PLC输入/输出接线图任务三三相异步电动机点动与连续控制图3-20程序设计a)梯形图b)指令表任务三三相异步电动机点动与连续控制4)程序原理说明。PLC上电，X4=ON。按下SB1X0=ONM0=ON(自锁，Y0线圈得电)Y0=ON，电动机连续运行且Y5线圈得电，指示灯点亮。按下SB3或KH断开，X4恢复断开状态，电动机停止运行。按下SB2，X1=ON，Y0=ON，电动机运行且Y5的M8013(产生1s的脉冲信号)支路接通，指示灯闪烁；松开SB2，X1=OFF，电动机停止运行，完成点动控制。1)用SET、RST指令实现电动机的点动与连续控制。任务三三相异步电动机点动与连续控制2)试一试：图3-21所示是所谓的“点动与连续控制”程序，它是由相应的继电接触器控制电路转变而来的PLC的梯形图(X0为连续运行起动按钮，X1为点动按钮，X2为停止按钮，接线为常闭触点)，将其输入到PLC中，观察它能否完成点动功能，并思考为什么？图3-21题2)梯形图任务四电动机的间歇控制一、定时器(T)定时器相当于继电接触器电路中的时间继电器，均为通电延时型，在程序中可作延时控制。FX2N系列PLC定时器有以下四种类型：1)100ms定时器：T0T199，200点，最小设定单位为0.1s，计时范围为0.13276.7s。2)10ms定时器：T200T245，46点，最小设定单位为0.01s，计时范围为0.01327.67s。任务四电动机的间歇控制3)1ms积算定时器：T246T249，4点(中断动作)，计时范围为0.00132.767s。4)100ms积算定时器：T250T255，6点，计时范围为0.13276.7s。二、计数器(C)计数器在程序中用作计数控制。FX2N系列PLC计数器可分为内部计数器和高速计数器。内部计数器是对机内元件（X、Y、M、T、S和C）的信号进行计数，其接通（ON）和断开（OFF）时间比PLC的扫描周期长。对高于机器扫描频率的信号进行计数，需用高速计数器。1.16位增计数器(设定值：l32767)1)通用型：C0C99(100点)。任务四电动机的间歇控制2)掉电保持型：C100C199(100点)。2.32位双向计数器双向计数器既可设置为增计数器，又可设置为减计数器。它的设定范围为2147483648+2147483647。在FX2N系列的PLC中有两种32位双向计数器，一种是通用计数器，元件编号为C200C219，共20点；一种为掉电保持计数器，元件编号为C220C234，共15点。三、ALT交替输出指令如图322所示，第一次按下按钮X0时，输出Y0置1，再次按下X0，输出Y0置0，如此反复交替进行，可达到单按钮实现电动机起停的目的，而且程序简单、易编、易理解，指令中的P表示脉冲型。任务四电动机的间歇控制图3-22ALT交替输出指令的应用a)梯形图b)时序图一、普通型定时器的应用请将如图323所示的程序输入PLC中，按下X0，6s后断开，然后再长时间按下X0超过10s，用计算机监控T0和Y0的变化。任务四电动机的间歇控制图3-23普通型定时器的应用a)梯形图b)时序图二、积算型定时器的应用任务四电动机的间歇控制请将如图324所示的程序输入PLC中，按下X0，10s以后断开，然后再按下X0超过5s，之后按下X1，用计算机监控T250和Y0的变化。图3-24积算型定时器的应用a)梯形图b)时序图任务四电动机的间歇控制三、某自动化生产线对冷却泵电动机的工作要求1)当加工机构装卸工件时，冷却泵电动机停止工作，加工时冷却泵电动机泵出冷却液。2)工作过程为装卸工件与加工工件循环进行，装卸工件时间为4min，加工时间为5min。(1)主电路只需一个接触器控制，因工作时间短，可不用热继电器保护，电路图略。(2)控制电路1)因只用一个按钮，设X0为按钮输入点，PLC的输入/输出接线图如图3-25所示。2)控制电路的梯形图如图3-26所示。任务四电动机的间歇控制图3-25PLC输入/输出接线图3)程序原理说明。任务四电动机的间歇控制四、普通型计数器的应用请将如图327所示的程序输入PLC中，点动按下X0至5次以上，之后再按下X1，用计算机监控C0和Y0的变化。图3-27普通型计数器的应用a)梯形图b)时序图1)PLC中的定时器相当于继电接触器控制系统中的。任务五三相异步电动机星形三角形减压起动控制(一)1)通过电动机星形三角形减压起动控制编程，进一步掌握PLC控制程序按时间控制原则编程的逻辑思维方法。2)进一步学习PLC的I/O接线和程序的调试与修改方法。1)左右母线。2)左母线只能接各种继电器的触点，而不能直接接继电器的线圈(见图3-29a)。图3-29梯形图编写规则(一)a)错误梯形图b)正确梯形图c)错误梯形图d)正确梯形图e)避免双线圈输出f)多线圈并联输出任务五三相异步电动机星形三角形减压起动控制(一)3)右母线只能接各种继电器的线圈而不能接继电器的触点(见图3-29c)，如图3-29d所示。4)输入输出继电器、内部继电器、定时器、计数器等内部软元件的触点可以多次重复使用，不必要使用复杂的程序结构来简化触点的使用次数。5)同一编号的线圈在一个程序中使用两次称为双线圈输出，双线圈输出容易造成程序运行错误，应尽量避免双线圈输出，这与触点的使用不同，如图3-29e中的M。6)两个或两个以上的线圈可以并联输出，如图3-29f所示。7)尽量把串联触点多的电路块放在最上边，把并联触点多的电路块放在最左边，以节省指令，减少程序步，提高PLC读取程序的速度，同时起到美观的作用，如图3-30所示。任务五三相异步电动机星形三角形减压起动控制(一)图3-30梯形图编写规则(二)a)串联触点多的电路块放在最上边b)并联触点多的电路块放在最左边任务五三相异步电动机星形三角形减压起动控制(一)图3-31主电路任务五三相异步电动机星形三角形减压起动控制(一)1.主电路与继电接触器控制系统中的主电路相同，如图331所示。2.控制电路1)根据要求确定I/O地址的分配，见。表3-5I/O地址(编号)分配表2)I/O接线图。3)程序设计。任务五三相异步电动机星形三角形减压起动控制(一)图3-32PLC输入/输出接线图3.程序优化任务五三相异步电动机星形三角形减压起动控制(一)(1)问题的提出1)由程序可看出，当K断开时，KM立即闭合，在实际应用中，经常会产生较大的电弧，容易引起短路以及损坏设备，如何解决这个问题?2)当K线圈出现故障不能闭合，系统在运行时，会出现KM闭合一段时间后(此时K不闭合)，KM直接闭合，造成直接三角形起动，容易造成事故，如何解决这个问题?(2)问题解决方案1)用一个定时器，控制KM延时闭合，确保K完全断开，但是时间应该很短(一般为0.10.3s)。2)将K的一个常开触点接到输入端，作为起动条件，防止电动机直接任务五三相异步电动机星形三角形减压起动控制(一)(3)改造后的I/O接线图和梯形图程序改进后的I/O接线图及程序如图3-34所示。图3-34改进后的I/O接线图及程序a)I/O接线图b)梯形图任务五三相异步电动机星形三角形减压起动控制(一)1)两台电动机M1、M2，控制要求为：M1起动后30s M2自行起动，M2起动后工作1h，两台电动机同时停止，请为其设计控制程序(梯形图)并列出I/O分配表，画出I/O接线图，将程序输入到PLC中运行，用计算机监控其运行情况。2)一台连续运行的电动机设有过载保护，当电动机过载时，电动机停止运行，但发出声(鸣笛)光(闪烁，1s一次)报警。任务六液体混合装置控制1)掌握PLS、PLF微分(脉冲)输出指令在编程中的使用方法。2)进一步掌握顺序控制编程方法。1)PLS指令仅在输入信号发生变化时有效，它在输入信号的上升边沿触发，其使用方法如图3-35所示。图3-35PLS指令的使用方法a)梯形图b)时序图2)PLF是指在输入信号下降边沿触发的指令，其使用方法如图3-36所示。任务六液体混合装置控制图3-36PLF指令的使用方法a)梯形图b)时序图任务六液体混合装置控制图3-37液体混合装置控制图任务六液体混合装置控制一、液体混合装置控制的要求1.初始状态液体A、B阀门均为关闭状态，混合液阀门打开20s将容器放空后关闭。2.运行过程按下起动按钮SB1：1)液体A阀门打开，液体A流入容器。2)当液面到达高水位SQH时，关闭液体B阀门，搅拌电动机开始搅匀。3)搅匀电动机工作1min后停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。4)当液面下降到低水位SQL后，SQL由接通变为断开，再过20s后，容器放空，混合液阀门关闭，开始下一周期。3.停止按下停止按钮SB2，当前的混合操作处理完毕后，停止至初始状态。任务六液体混合装置控制二、液体混合装置控制程序设计与PLC接线的方法步骤1.主电路只需一个接触器控制电动机，因工作时间短，可不用热继电器保护，电路图略。电磁阀功率和电流较小，直接接在PLC的输出电路上。2.控制电路(1)PLC的I/O地址分配I/O地址分配见表3-6。表3-6I/O地址分配表任务六液体混合装置控制图3-38液体混合装置控制I/O接线(2)PLC的I/O接线图液体混合装置控制I/O接线如图3-38所示。任务六液体混合装置控制(3)程序设计液体混合装置控制程序梯形图如图3-39所示。图3-39液体混合装置控制程序梯形图任务六液体混合装置控制(4)程序工作过程分析1)初始状态。2)起动运行。3)液面上升到中水位。4)液面上升到高水位。5)搅匀后放混合液。6)停止操作。1)比较微分输出指令与触点边沿指令的异同点。2)电磁抱闸断电制动在起重机械上得到广泛的应用，但如用在机床等设备上，断电后因电磁抱闸的作用，手工调整工件的位置是非常困难的。任务七多台电动机顺序起动逆序停止控制1)理解MC、MCR主控指令的意义，了解它在编程中的使用方法。2)了解生产设备顺序起动逆序停止控制的工艺要求和编程方法。图3-40主控指令的梯形图a)MC指令的使用b)MCR指令的使用任务七多台电动机顺序起动逆序停止控制图3-41多分支输出与使用主控指令的比较a)多分支输出b)主控指令的使用任务七多台电动机顺序起动逆序停止控制图3-42主控指令二级嵌套的用法与监控a)主控指令二级嵌套的用法b)图a中X0、X4接通时的监控情况任务七多台电动机顺序起动逆序停止控制图3-43三条带运输机工作示意图1)起动顺序为1号、2号、3号，即顺序起动，以防止货物在带上堆积。2)停车顺序为3号、2号、1号，即逆序停止，以保证停车后带上不残存货物。3)当出现故障时，系统应能急停。任务七多台电动机顺序起动逆序停止控制1.主电路采用一个接触器控制一台电动机，并用热继电器进行过载保护，电路图略。2.控制电路1)PLC的I/O地址分配。2)PLC的I/O接线图如图3-44所示。3)程序设计。表3-7I/O地址分配表任务七多台电动机顺序起动逆序停止控制图3-44I/O接线图4)程序说明：顺序起动，依次闭合X0、X1、X2，任务七多台电动机顺序起动逆序停止控制并由对应嵌套级中的辅助继电器M常开触点闭合自锁，使电动机连续运行；逆序停止，设计时将后一级嵌套中的M与前一级嵌套的停止按钮并联，只有后一级嵌套断开(停止)，前一级按下停止按钮才能断开，即依次按下X3、X4、X5实现逆序停止；当系统出现故障时，按下急停按钮(或热继电器断开)，N0级主控点断开，三级传送带都停止运动。