PLC比较指令的应用_杜秀芳.pdf

书书书DOI:1019392/jcnki1671-7341202306001PLC 比较指令的应用杜秀芳山东劳动职业技术学院智能制造系山东济南250300摘要:本文结合交通灯的控制实例，主要介绍了 PLC 比较指令配合定时器实现定时的方法，共给出了四种不同的程序设计方案:采用多个定时器实现;采用数据比较指令 CMP(Compare)加一个定时器实现;采用区间比较指令 ZCP(Zoom Compare)加一个定时器实现;采用触点比较指令加一个定时器实现。通过对比不同的程序设计方案，引导学生灵活运用所学指令，激活思维。关键词:数据比较指令 CMP;区间比较指令 ZCP;触点比较指令在 PLC 程序设计中，如果有多个时间段的定时要求，除了可以选择多个定时器实现多种定时之外，还可以选择用比较指令配合一个定时器实现。用比较指令配合定时器实现多种定时，可以使复杂的梯形图程序变得简单易懂，所以在教学过程中，十分有必要带着学生去实验一下比较指令加定时器实现多种定时的设计方案。本文就以PLC 控制按指定时间间隔变化的交通灯为例，简单介绍四种不同的程序设计方案，希望能启发学生举一反三，自主学习并完成更复杂的交通灯控制程序的设计。1 应用案例:交通灯控制系统以 PLC 控制按指定时间间隔变化的交通灯为例，为了便于学生理解，只分析东西方向的交通灯控制，待学生掌握了程序设计思路后，可以自行去扩展。11 交通灯控制时序要求某路口东西方向的交通灯，按照如图 1 所示的时序要求工作。图 1 交通灯控制的时序图按下启动按钮，绿灯亮 3s 后熄灭，接着黄灯亮 2s 后熄灭，接着红灯亮 5s 后熄灭，然后绿灯亮 3s 后熄灭，接着黄灯亮 2s 后熄灭，接着红灯亮 5s 后熄灭依次循环。12 PLC 的输入/输出地址分配PLC 的 I/O(输入/输出)地址分配如表 1 所示。表 1 PLC 的 I/O 地址分配表输入地址输出地址启动按钮X20绿灯Y2黄灯Y1红灯Y013 程序设计方案根据交通灯的时序要求可知，定时时间段有三个:3s、2s、5s。如何实现这三个时间段的定时要求呢?本文共讨论了四种不同的程序设计方案:用三个定时器实现;用数据比较指令 CMP 配合一个定时器实现;用区间较指令ZCP 配合一个定时器实现;用触点比较指令配合一个定时器实现。2 采用多个定时器的解决方案三个时间段 3s、2s、5s 的定时可以分别用三个通用定时器 T0、T1、T2 完成。定时器 T0、T1、T2 的时钟脉冲是100ms，那么三个定时器的设定值分别为 K30、K20、K50。梯形图程序如图 2 所示。图 2 多个定时器实现的交通灯控制系统梯形图1科技风 2023 年 2 月科技创新用三个定时器实现三个时间段的定时，程序虽然简单，但需要的定时器数量较多。3 采用数据比较指令 CMP 加一个定时器的解决方案数据比较指令 CMP 的格式如图 3 所示。CMP 指令是两数比较指令，S1和 S2表示源操作数，D表示目标操作数。CMP 将两个源操作数进行比较，并将比较结果传送到以目标操作数为首地址的三个位元件中。图 3 CMP 的指令格式采用数据比较指令 CMP 加一个定时器实现的系统梯形图程序如图 4 所示。图 4 CMP 加一个定时器实现的交通灯控制系统梯形图CMP 是两个数的比较指令，一个 CMP 指令只能区分两个区间，实现两个时间段的定时，如果要实现三个时间段的定时，需要用两个 CMP 指令。第一个 CMP 指令:当 T0 当前值小于 30 时，M10 接通，驱动绿灯亮 3s;当 T0 当前值等于 30 时，M11 接通，驱动黄灯亮;当 T0 当前值大于 30 时，M12 接通，驱动黄灯亮。第二个 CMP 指令:当 T0 当前值小于 50 时，M13 接通，配合 M11、M12 驱动黄灯亮 2s;当 T0 当前值等于 50 时，M14 接通，驱动红灯亮;当 T0 当前值大于 50 时，M15 接通，驱动红灯亮;当 T0 当前值等于设定值 100 时，定时器复位，此时红灯亮了 5s。定时器复位后重新开始定时，交通灯按时序要求循环工作。与用三个定时器实现三个时间段的定时比较，CMP 指令的应用没什么优势。4 采用区间比较指令 ZCP 加一个定时器的解决方案CMP 主要用来比较两个数，如果比较一个数和一个区间范围，用区间比较指令 ZCP 会更容易设计程序。区间比较指令 ZCP 的格式如图 5 所示。ZCP 指令是区间比较指令，S1和S2表示比较区间的起点和终点，S表示比较软元件，D表示目标操作数。ZCP 将 S 与比较区间S1和S2的内容进行比较，并将比较结果传送到以目标操作数 D为首地址的三个位元件中。图 5 ZCP 的指令格式采用区间比较指令 ZCP 加一个定时器实现的系统梯形图程序如图 6 所示。图 6 ZCP 加一个定时器实现的交通灯控制系统梯形图2科技创新科技风 2023 年 2 月ZCP 是区间比较指令，可以区分三个区间，容易实现三个时间段的定时:当 T0 当前值小于 30 时，M10 接通，驱动绿灯亮 3s。当 T0 当前值在 30 和 50 之间时，M11 接通，驱动黄灯亮 2s。当 T0 当前值大于 50 时，M12 接通，驱动红灯亮;当定时器 T0 当前值等于设定值 100 时，定时器复位，此时红灯亮了 5s。定时器复位后重新开始定时，交通灯按时序要求循环工作。与前面的两种设计方案相比，用区间比较指令加一个定时器实现，程序看起来比较简洁。5 采用触点比较指令加一个定时器的解决方案触点比较指令可以分为三类:LD 类、AND 类、O 类。每类指令以其中一个为例，LD指令格式如图 7 所示，当T0 的当前值比 10 小时，Y000 置位。AND指令格式如图8 所示，当 X000 为 ON，并且 T0 的当前值比 10 大时，Y000置位。O=指令格式如图 9 所示，当 X000 为 ON 时，或 T0的当前值等于 10 时，Y000 置位。图 7 LD指令格式图 8 AND指令格式图 9 O=指令格式采用触点比较指令加一个定时器实现的系统梯形图程序如图 10 所示。图 10 触点比较指令加一个定时器实现的交通灯控制系统梯形图用触点指令可以组合出不同的比较区间，以实现不同时间段的定时，用起来比较灵活。结语以上四种梯形图程序，笔者在 PLC 仿真软件和 PLC试验台上试验过了，也带着学生练习过这个内容，学生的完成情况也很不错。从以上交通灯控制系统的四种不同程序设计方案可以看出，同一个控制系统，它的实现方法不止一种，巧妙运用比较指令，往往可以减少控制系统使用的定时器数量，让程序变得简洁直观。教师可以打开思路，引导学生、启发学生去尝试各种解决方案，充分发挥学生的主观能动性，激发学生的潜力。参考文献:1 谢聪基于 PLC 的区间比较指令在校园打铃系统中的设计 J 电子技术与软件工程，2019(22):114-115 2 谢富珍采用比较指令实现时序控制的编程方法 J 电子技术与软件工程，2013(3):268 3 王兰军机床电气控制 M 第 5 版北京:机械工业出版社，2016作者简介:杜秀芳(1982)，女，汉族，山东滨州人，硕士研究生，讲师，研究方向:电气自动化技术。3科技风 2023 年 2 月科技创新