第5章 步进阶梯指令 plc.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章,FX,系列,PLC,步进指令及状态编程法,概述,用梯形图或指令表方式编程固然广为电气技术人员接受，但对于一个复杂的控制系统，尤其是顺序控制程序，由于内部的联锁、互动关系极其复杂，其梯形图往往长达数百行，通常罢由熟练的电气工程师才能编制出这样的程序另外如果在梯形图上不加上注释则这种梯形图的可读性也会大大降低,PLC,在梯形图语言之外加上了采用,IEC,标准的,SFC(scquential,Function Chart),语言，用于编制复杂的顺控程序利用这种先进的编程方法，初学者也很容易编出复杂的颁控程序即便是熟练的电气工程师用这种方法后也能大大提高工作效率另外这种方法也为调试、试运行带来许多方便，三菱的小型,PLC,在基本逻辑指令之外增加了两条简单的步进顺控指令，同时辅之以大量状态元件。就可以用类似于,SFC,语言的状态转移方式编程,本章说明了步进顺控指令的内容以及对实际顺序控制的处理方法,1,、状态转移图的功能,状态转移图状态编程法的重要工具具。状态编程的一般思想为：将一个复杂的控制过程分解为若干个工作状态，弄清各状态的工作细节(,状态的功能、转移条件、转移方向,），再依据总的控制顺序要求，将这些状态联系起来形成状态转移图进而编绘梯形图程序。,称为“状态”的软元件是构成状态转移因的重要元索,Fx2,系列可编程控制器的软元件中有900点状态(,S0S899),可用于构成状态转移图其中,S0,一,S19,用作后面将会叙述的特殊目的，如,S0S9,称为初始状态，是状态转移图中的起始状态,FX,的状态元件,状态元件是构成状态转移图的基本元素，是可编程控制器的软元件之一。,状态的性质1,(1)虽然通常用单独触点作为转移条件但是实际上,x,Y,M,s，T,c,等各种元件触点的逻辑组合(复杂的串联、并联)连接时也可用作转移条件,(2)各种负载(,Y,M,S,T,C),和功能指令可由状态的触点驱动，也可由各种元件触点的逻辑组合驱动,状态的性质2,2,、步进阶梯指令及功能,步进阶梯指令的动作,对应的状态转移图,SFC,复杂转移条件,单流程处理,多项工序的选择性处理及同步处理,跳转,重复,分支及汇合,初始状态的使用,RET,指令的作用,例:小车往返运动的步进阶梯控制程序,例:喷水控制,例:闪烁回路,例:机器手控制,将工件由,A,处传送到,B,处的机械手，上升,/,下降和左移,/,右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止。另外，夹紧,/,放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。设备装有上下限位和左、右限位开关，它的工作过程如图所示，有八个动作,控制面板,PLC,接线图,(1)手动操作,这是初次运行时将机械复归左上原点位置的程序状态,S5,是在,PLC,从停机转为运行的瞬间用特殊辅助继电器,M8002,置位的,条件跳转指令,FNC00,CJ,和,CJ,（,P,）,用于跳过顺序程序中的某一部分，这样可以减少扫描时间，并使“双线圈操作”成为可能。跳转时，被跳过的那部分的指令不执行,。,主程序结束,FEND FNC06,表示主程序结束。执行到,FEND,指令时机器进行输出处理、输入处理、警戒时钟刷新，完成以后返回到第,0,步。,(2)自动单循环运行,当机械手处于原位时，上升限位开关X002,、左限位开关,X004,均处于接通。,按下启动按钮，,X000,置“,1”,，产生移位信号，下降阀输出继电器,Y000,接通，执行下降动作。,当下降到位时，下限位开关,X001,接通，下降阀,Y000,断开，机械手停止下降，夹紧电磁阀,Y001,接通，执行夹紧动作，同时启动定时器,T0,，延时,1.7,秒。,机械手夹紧工件后，,T0,动合触点接通，产生移位信号，使上升电磁阀,Y002,接通，执行上升动作。,当上升到位时，上限位开关,X002,接通，产生移位信号，,Y002,线圈断开，右移阀继电器,Y003,接通，执行右移动作。,待移至右限位开关动作位置，,X003,动合触点接通，产生移位信号，使,Y003,线圈断开，停止右移，同时,Y000,线圈再次接通，执行下降动作。,当下降到使,X001,动合触点接通位置，产生移位信号,Y000,线圈断开，停止下降，,Y001,线圈断开，机械手松开工件；同时,T1,启动延时,1.5,秒，,T1,动合触点接通，,Y002,线圈再度接通，,X001,断开，机械手又上升，行至上限位置，,X002,触点接通，,Y002,线圈断开，停止上升，,Y004,线圈接通，,X003,断开，左移。,到达左限位开关位置，,X004,触点接通，,Y004,线圈断开，机械手回到原位，由于,X002,、,X004,均接通，完成一个工作周期。,1,、自动单循环状态转移图,2,、机械手控制状态转移图,3,、,1,）机械手控制初始化,指令第一行用于指定原点到达信号,原点位置在机械手的上位,后位以及机械手松开的状态。,指令第二行为状态初始化,直接使用应用指令,IST(FNC 60).,指令规定了控制信号的输入址为,X20,X27,使用的状态元件为,s20,s27,。,其中规定：,X20,手动操作、,X21,回原点、,X22,单步操作、,X23,单循环、,X24,连续运行,.,X25,回零开始,X26,自动启动，,X27,停止,3,、,1,）机械手控制手动,3,、,2,）回原点操作,3,、,3,）自动操作,M8043,回原点完成专用，,M8044,原点条件专用，,选择性分支、汇合的编程,主控与主控复位,重复,.,主控触点(,MC/MCR),编程举例,例：按钮式人行横道,例：,十字路口交通灯控制,信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭。,南北红灯亮维持,25,秒。东西绿灯亮维持,20,秒。到,20,秒时，东西绿灯闪亮，闪亮,3,秒后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持,2,秒。到,2,秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。,东西红灯亮维持,25,秒。南北绿灯亮维持,20,秒，然后闪亮,3,秒后熄灭。同时南北黄灯亮，维持,2,秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮，周而复始。,十字路口交通灯控制实验面板图,交通灯状态转移图,例：,大小球分类及传送控制系统,电动机,M,驱动传送带左右移动，机械臂由液压或气压系统驱动；上下移动通过电磁阀驱动液压缸来控制；利用电磁铁的磁力来吸引大球或小球。,大小球分类原理：机械臂下降，经过,T0,时间延时，当电磁铁压住小球时下限位开关,X2,被压下，,X2,的常开触点接通。若压住大球，则,X2,不会被压下，,X2,的常开触点处于断开状态。,大小球传送工作过程：原点启动机械臂下降电磁铁通电吸球机械臂上升传送带右行,(,大小球右限位不同,),机械臂下降电磁铁断电释放机械臂上升传送带左行原位停止。,大小球分类传送控制系统的,SFC,图,输入：,接近开关,X0,、限位开关分别为,X1,（左）、,X2,（下）、,X3,（上）、,X4,（右,1,）、,X5,（右,2,）；,启动输入信号为,X6.,输出：,控制机械臂下降,Y1,、上升,Y2,的输出信号，控制电磁铁的输出信号为,Y0,，控制传送带右行、左行,(,电动机,M,正反转,),的输出信号为,Y3,、,Y4,。,例：,抢答器控制程序,抢答器系统可实现四组抢答，每组两人。共有,8,个抢答按钮，各按钮对应的输入信号为,X0,、,X1,、,X2,、,X3,、,X4,、,X5,、,X6,、,X7,；主持人的控制按钮的输入信号为,X10,；,各组对应指示灯的输出控制信号分别为,Y1,、,Y2,、,Y3,、,Y4,。,前三组中任意一人按下抢答按钮即获得答题权；,最后一组必须同时按下抢答按钮才可以获得答题权；,主持人可以对各输出信号复位。,抢答器控制系统的,SFC,图,STL,图,例：,喷泉控制,喷泉组及状态分配如,其中,X1,、,X2,分别为启动和停止输入信号。,Y1,、,Y2,、,Y3,分别为,A,组、,B,组、,C,组喷头的输出控制信号。,(a),喷泉组；,(b),时序图及状态分配,喷泉控制的,SFC,图、,STL,图,特殊辅助继电器,M8000,M8255,共,256,点为特殊辅助继电器。根据使用方式可分为触点型和线圈型两大,类。,（,a,触点型：,其线圈由,PLC,自行驱动，用户只能利用其触点。,例如：,M8000,：运行监视器（在,PLC,运行时接通），,M8001,与,M8000,相反逻辑。,M8002,：初始脉冲，只在,PLC,开始运行的第一个扫描周期接通，,M8003,与,M8002,相反,逻辑。,M8011,：,10ms,时钟脉冲。,M8012,：,100ms,时钟脉冲。,M8013,：,1s,时钟脉冲。,M8014,：,1min,时钟脉冲。,(b),线圈型：,由用户程序驱动线圈后,PLC,执行特定的动作。,例如：,M8030,：使,BATTLED,（锂电池欠压指示灯）熄灭。,M8033,：,PLC,停止时输出保持M8034,：禁止全部输出。,M8039,：定时扫描方式。,附：可编程序控制器在工业应用中的一些问题,1,可编程序控制器控制系统的设计与调试步骤,可编程序控制器控制系统的设计调试过程如图所示。,(1),确定系统输入元件,(,如按钮、指令开关、限位开关、接近开关、传感器、变送器等,),和输出元件,(,如继电器、接触器、电磁阀、指示灯等,),的型号。,(2),根据设备的操作任务和操作方式，确定操作面板所需的元件，如指示灯、数字显示装置、开关和按钮等，有的系统可能需要智能的操作员面板。,(3),确定可编程序控制器的输入点和输出点。列表统计可编程序控制器的输入信号和输出信号在表中标明各信号的意义和类型，如信号是数字量还是模拟量，模拟信号的范围等。,(4),确定可编程序控制器的型号和硬件配置。如确定,CPU,模块的型号，扩展模块的型号和块数。,2.,与硬件有关的设计,(5),给各输入、输出变量分配地址，梯形图中变量的地址与可编程序控制器的外部接线端子号是一致的。这一步为绘制硬件接线图作好了准备，也为梯形图的设计作好了准备。,(6),画出可编程序控制器的外部硬件接线图。给输入输出变量分配好地址后，画出可编程序控制器的外部硬件接线图，以及其他电气原理图和接线图。,(7),画出操作站和控制柜面板的机械布置图和内部的机械安装图。,(8),建立符号表。符号表用来给存储器内的绝对地址命名，可对物理输人输出信号和程序中用到的其他存储单元命名。建立符号表后可以在程序中显示各绝对地址的符号名，有利于程序的设计和阅读。,首先应根据总体要求和控制系统的具体情况，确定用户程序的基本结构，画出程序流程图或数字量控制系统的顺序功能图。它们是编程的主要依据，应尽可能地准确和详细。,较简单的系统的梯形图可以用经验法设计，复杂的系统一般采用顺序控制设计法。,3.1,梯形图程序的模拟调试,根据顺序功能图，用小开关和按钮来模拟可编程序控制器实际的输人信号，通过模块上各输出位对应的发光二极管，观察各输出信号的变化是否满足设计的要求。,3.,设计梯形图程序,3.2,现场调试,完成上述工作后，将可编程序控制器安装在控制现场，接人实际的输入信号和负载。在联机总调试过程中将暴露出系统中可能存在的传感器、执行器和接线等硬件方面的问题，以及可编程序控制器的外部接线图和梯形图设计中的问题，发现问题后在现场加以解决，直到完全符合要求。,技术文件应包括：,(1),可编程序控制器的外部接线图和其他电气图纸。,(2),可编程序控制器的编程元件表，包括程序中使用的输入输出位、存储器位、定时器计数器、顺序控制继电器等的地址、名称、功能，以及定时器、计数器的设定值等。,(3),顺序功能图、带注释的梯形图和必要的总体文字说明。,4.,编写技术文件,5.,可编程序控制器控制系统的可靠性措施,外部干扰的来源,(1),控制系统供电电源的波动以及电源电压中高次谐波产生的干扰。,(2),其他设备或空中强电场通过分布电容的耦合窜人控制系统引起的干扰。,(3),邻近的大容量电气设备起动和停机时，因电磁感应引起的干扰。,(4),相邻信号线绝缘降低，通过导线绝缘电阻引起的干扰。,对电源的处理,安装与布线的注意事项,可编程序控制器的接地,强烈干扰环境中的隔离措施,可编程序控制器输出的可靠性措施,故障的检测与诊断,