可编程控制器基本指令.ppt

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1、第2章 可编程控制器基本指令的应用,2.1 三相交流异步电动机的正反转控制,2.2 流水灯控制,2.3电动机的单按钮开关控制,2.4 小车自动往返控制,2.1 三相交流异步电动机的正反转控制,控制任务分析,1控制要求（1）三相交流异步电动机正转、反转均能启动（2）三相交流异步电动机正、反转之间能够直接进行切换（3）具有短路保护和过载保护。,2控制要求分析,电气原理图,图,主要元器件的功能,各个主令信号和PLC输入点相连，输出点Y0、Y1驱动接触器控制电机正反转,PLC控制系统的主电路与图1相同，而控制电路的功能通过编制PLC程序实现,用PLC控制三相交流异步电动机正反转时，通过程序控制输出线圈

2、，输出点驱动接触器KM1、KM2实现电机正反转,逻辑取（LD、LDI）与线圈驱动（OUT）指令LD:逻辑取常开触点指令，用于常开触点与左母线的连接，即逻辑运算起始于常开触点。LDI：逻辑取常闭触点指令，用于常闭触点与左母线的连接，即逻辑运算起始于常闭触点。OUT:线圈驱动指令，用于根据逻辑运算结果驱动一个指定线圈。,相关基础知识,指令的应用举例,说明：（1）LD、LDI的操作元件为输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M、状态继电器S、定时器T、计数器C的触点。（2）LD、LDI除用于触点与左母线的连接外，还可与后面介绍的ANB、ORB指令配合使用于各分支的起始位置。（3）OUT指令的操作元件

3、为Y、M、S、T、C的线圈，多次连续使用OUT指令可实现多个线圈的并联；但OUT指令不能驱动输入继电器X。,AND：“与”操作指令，用于单个常开触点的串联,ANI：“与非”操作指令，用于单个常闭触点的串联,2.触点串联（AND、ANI）指令,说明：（1）AND、ANI指令的操作元件为X、Y、M、S、T、C的触点。（2）AND、ANI指令可连续重复使用，用于单个 触点的连续串联，使用次数不限。,指令的应用举例,OR:“或”操作指令，用于单个常开触点的并联。ORI:“或非”操作指令，用于单个常闭触点的并联。,3.触点并联（OR、ORI）指令,说明：（1）OR、ORI指令的操作元件为X、Y、M、S、

4、T、C的触 点。（2）OR、ORI指令可将触点并联于以LD、LDI起始的电路块。（3）OR、ORI指令可连续重复使用，用于单个触点的连续并联，使用次数不限。,指令的应用举例,4.串联电路块的并联（ORB）指令,ORB：串联电路块的并联指令，用于两个或两个以上串联电路块的并联。,串联电路块是指两个或两个以上触点串联连接的支路每个串联电路块都以LD、LDI指令起始，用ORB指令将两个串联电路块并联连接。,指令的应用举例,说明：（1）ORB指令不带操作元件。（2）多个串联电路块并联时，若每并联一个电路块均使用一次ORB指令，则并联的电路块数没有限制。（3）多个串联电路块并联时，也可集中连续使用ORB

5、指令，但使用的次数应限制在8次。,5.并联电路块的串联（ANB）指令,ANB:并联电路块的串联指令，用于并联电路块的串联,并联电路块是指两个或两个以上触点并联连接的电路,在并联电路块串联时，每个并联电路块都以LD、LDI指令起始，用ANB指令将两个并联电路块串联连接,指令的应用举例,说明：（1）ANB指令不带操作元件。（2）多个并联电路块串联时，若每串联一个电路块均使用一次ANB指令，则并联的电路块数没有限制。（3）多个并联电路块串联时，也可集中连续使用ANB指令，但使用的次数应限制在8次。,6.多重输出（MPS、MRD、MPP）指令,MPS(Push)：进栈指令，用于存储当前的运算结果，栈中

6、内容下移。MRD(Read)：读栈指令，用于读出栈顶的内容。MPP(Pop)：出栈指令，用于读出并清除栈顶的内容，栈中内容上移。,栈操作示意图,三菱FX系列PLC中有11个用于存储中间运算结果的存储区域，称为栈存储器，相当于计算机中的堆栈,栈操作示意图,这3条指令可将当前接点的运算结果保存起来，当需要该接点处的运算结果时再读出，以保证多重输出电路的正确连接。,指令的应用举例,说明：（1）MPS、MRD、MPP指令不带操作元件。（2）多重输出指令为组合指令，不能单独使用，MPS、MPP指令必须成对使用，但使用次数应少于11次。（3）MRD指令可以多次出现，但应保证多重输出电路不超过24行。,输入

7、/输出分配,1.输入/输出分配表,2输入/输出接线图,程序设计,由翻译法容易得出电机正反转控制梯形图程序如图所示,修改后的正反转控制梯形图,2.2 流水灯控制,2.2.1 控制任务及分析,有三盏灯分别为红灯、绿灯和黄灯。要求：（1）按下启动按钮SB1三盏灯按以下顺序 循环：,（2）按下停止按钮SB2三盏灯均熄灭，系统恢复 初始状态。,1控制要求,2控制任务分析,这是一个典型的时间顺序控制问题，中间的时间间 隔可以通过定时器来控制,定时器和继电器电路中的时间继电器相似，也有线圈和常开、常闭延时触点，因此可以按继电器电路的设计方法来设计该PLC控制程序,2.2.2 相关基础知识,1.辅助继电器（M

8、）,辅助继电器相当于继电器电路中的中间继电器，经常用作状态暂存、移位运算等，每个辅助继电器都有无数个常开、常闭触点可供PLC内部编程时使用，但不能直接驱动负载。,（1）通用辅助继电器,该继电器的元件编号为M0M499共500点，编程时每个通用辅助继电器的线圈仍由OUT指令驱动，而其触点的状态取决于线圈的通、断。,通用辅助继电器用法,按下X0，M0线圈接通自锁，其常开触点闭合Y0、Y1接通；按下X1时，M1线圈接通，其常闭触点断开，M0线圈断开，Y0、Y1断开。M0、M1在程序中起到了继电器电路中中间继电器的作用。,（2）停电保持辅助继电器,停电保持辅助继电器的元件编号为M500M1024共52

9、4点，用于保存停电瞬间的状态，并在来电后继续运行。,若按下X0，M0、Y0、M500线圈均接通自锁，此时突然断电则M0、Y0、M500线圈均断开。当重新来电PLC投入运行时，M0、Y0线圈仍处于断开状态，而M500线圈恢复断电前的接通状态；若断电前已按下X1,M500线圈处于断开状态，则PLC重新投入运行时M500线圈不接通，仍保持断电前的断开状态。,a.不可驱动线圈型：,用户只能应用其触点编程，线圈由PLC自动驱动，用户不能编程驱动。,M8000:运行监控（PLC为RUN时接通）M8002:初始脉冲（PLC为RUN时接通一个扫描周期）M8013:1S时钟脉冲（以1S为周期不断地接通和断开）,

10、例：,（3）特殊辅助继电器,b.可驱动线圈型：,需要用户编程驱动其线圈，接通后PLC完成特定的动作。,例：,M8030:熄灭锂电池欠压指示灯,M8033:PLC停止（STOP）时使输出保持,M8034:禁止所有输出,2.定时器（T）,定时器作为时间元件主要用于定时控制，每个定时器也都有线圈和无数个触点可供用户编程使用。编程时其线圈仍由OUT指令驱动，但用户必须设置其设定值。三菱FX2系列PLC的定时器为增定时器，当其线圈接通时，定时器当前值由0开始递增，直到当前置达到设定值时，定时器触点动作。与继电器电路不同的是PLC中无失电延时定时器，若需使用可以通过编程实现。,定时器以十进制编号，可分为通

11、用定时器和积算定时器两类。,（1）通用定时器：通用定时器的编号为T0T245共245点。按定时单位不同可分为100ms定时器和 10ms定时器。,a.100ms定时器100ms定时器的编号为T0T199共200点，定时单位为0.1S，最大设定值为K32767(K表示十进制数),定时时间为0.1S3276.7S。b.10ms定时器10ms定时器的编号为T200T245共46点，定时单位为0.01S，最大设定值为K32767,定时时间为0.01S327.67S。,通用定时器应用举例如图所示,图中X0闭合，T0线圈接通开始计时，20S后定时器T0动作，其常开触点闭合，T1开始计时，20S后Y0接通。

12、,用一个定时器定时的最长时间为3276.7S,若定时时间超过这一值，就可以用几个定时器定时时间相加的方法来实现。,图中若定时器在计时期间X0断开或PLC断电，则定时器T0、T1复位，其当前值恢复为0。,（2）积算定时器,积算定时器所计时间为其线圈接通的累计时间，若在计时期间线圈断开或PLC断电，定时器并不复位，而是保持其当前值不变，当线圈再次接通或PLC上电定时器继续计时，直到累计时间达到设定值定时器动作。,积算定时器按定时单位不同可分为1ms积算定时器和100ms积算定时器。,100ms定时器的编号为T250T255共6点，定时单位为 0.1S，最大设定值为K32767,定时时间为0.1S3

13、276.7S。,a.1ms积算定时器,b.100ms积算定时器,1ms定时器的编号为T246T249共4点，定时单位为 0.001S，最大设定值为K32767,定时时间为0.001S32.767S。,积算定时器应用举例如图所示。,积算定时器可以用RST指令复位，将其当前值恢复为0。,3.主控（MC、MCR）指令,用于公共串联触点的连接，将左母线移至主控触点之后。,MC:主控指令,MCR:主控复位指令,使左母线回到使用主控指令前的位置,编程时，当多个线圈受控于同一个或一组触点时，若每个线圈都串入相同触点作为控制条件，将会占用更多的存储单元，此时使用主控指令则可使程序得到优化。,主控指令的应用举例

14、,在使用主控复位（MCR）指令，左母线已恢复原位，所以程序第16步X3常开触点也使用LD 指令。,按X0，M100接通，执行主控电路块内的程序。,按X2，Y0线圈接通自锁，定时器T0开始计时，10S后T0动作Y1线圈接通；,若按X1，M100断开不执行主控电路块内的程序，此时即使按下X2输出点Y0也不接通，但PLC仍扫描这段程序。,由于使用主控（MC）指令后，左母线移至主控触点之后，所以程序第6、12步X2、T0常开触点仍用LD指令；,说明：（1）主控指令的操作元件为Y、M（特殊辅助继电器除外）。（2）主控指令可嵌套使用，嵌套级的编号为07，最多不能超过8级。（3）主控指令嵌套使用时，嵌套级的

15、编号应从0开始顺次递增，返回时从大的嵌套级开始逐级返回。,等效电路,1.输入/输出分配表,2.2.3 输入/输出分配,2输入/输出接线图,2.4 程序设计,控制任务要求分别由启动按钮、停止按钮控制系统的启动和停止，因此可以用主控指令来编制程序。,将启动按钮作为主控指令的触发信号，并使其自锁保持，而将流水灯控制程序放在主控电路块之中；,当需要停止时，用停止按钮解除主控指令触发信号的自锁，使其断开，从而PLC不执行流水灯控制程序，系统停止工作。上图中分别用六个定时器T0T5进行六个时间段的时间控制，为保持T3和T5的线圈得电，程序中采用了两个通用辅助继电器M1和M2，以保证流水灯按控制要求正确运行

16、。,2.3 电动机的单按钮开关控制,2.3.1 控制任务分析,1控制要求,（1）按下按钮SB1奇数次时，交流接触器KM1得电，电动 机M1启动运转。（2）按下按钮SB1偶数次时，交流接触器KM1失电，电动机M1停止运转。（3）具有短路保护和过载保护。,2控制要求分析,利用一个按钮控制电动机的启停，类似于开关型轻触按键，但它要求内部必须具有自锁的功能。在整个的工作过程中，电动机的启停频率是按纽按下的频率的一半，因此要实现控制要求实际上只需将按钮信号的频率进行二分频。,2.3.2 相关基础知识,1.时序图及其画法,(1)时序图 是指输入状态、电路状态和输出状态等随时间变化的波形图。,(2)时序图的

17、画法,a、画出输入点、时钟等信号变化的波形图b、找出各相关元件状态变化的分界点c、根据电路的逻辑功能，准确确定各元件在各分界点时刻的状态d、最后画出各元件相应的波形。,（3）单按钮控制电动机启停时序图,按钮接于X0，控制电机的接触器接于Y0,2.微分脉冲输出（PLS、PLF）指令,PLS：上升沿微分脉冲输出指令，在触发信号的上升沿时使操作元件产生一个扫描周期的脉冲输出。PLF：下降沿微分脉冲输出指令，在触发信号的下降沿时使操作元件产生一个扫描周期的脉冲输出。微分脉冲指令可以将脉宽较宽的触发信号变成脉宽等于PLC扫描周期的触发脉冲信号,微分脉冲指令用法,当按下X000时，Y000接通并自锁，按下

18、X002，Y000断开；当按下X001时，在X001上升沿M0接通一个扫描周期，Y000接通；在X001下降沿M1接通一个扫描周期，断开Y000。由此可见，该梯形图实现了Y000的点动和自锁两个功能。,脉冲触点指令用法,该图中上升沿脉冲触点ORP指令代替了上图中PLS指令，同样当与X001相连的按钮按住不放时，X001的上升沿脉冲触点也只接通一个扫描周期。,说明：,（1）PLS/PLF指令的操作元件为Y，M和S（2）使用PLS指令时，操作元件（Y，M和S）仅在触发信号上升沿到来时的一个扫描周期内接通；使用PLF指令时，操作元件（Y，M和S）仅在触发信号下 降沿到来时的一个扫描周期内接通。（3）

19、特殊继电器不能用作PLS和PLF指令的操作元件。,3.置位/复位（SET/RST）指令,SET：置位指令 在触发信号接通时，使操作元件接通并保持（置1）。RST：复位指令 在触发信号接通时，使操作元件断开复位（置0）。,当X000的上升沿到来时，M0接通一个扫描周期，将Y000置位并保持；当X001下降沿到来时，M1接通一个扫描周期，将Y000复位，省去了Y000的自锁电路。,置位和复位指令的应用举例及对应的时序图如图所示。,说明：,（1）SET指令的操作元件为Y，M和S；RST指令的操作元件为Y，M，S，T，C（计数器），D（数据寄存器），V、Z（变址寄存器）。（2）对于同一操作元件，SET

20、、RST指令可多次使用，使用次数不限，但操作元件的状态取决于地址最大处的置位/复位指令。（3）RST指令可以用于定时器、计数器、数据寄存器以及变址寄存器的内容清零。（4）为保证程序可靠运行，SET、RST指令的驱动通常采用短脉冲信号。,2.3.3 输入/输出分配,1.输入/输出分配表,2输入/输出接线图,2.3.4 程序设计,电机单按钮控制程序一,电机单按钮控制程序一时序图,电机单按钮控制程序二,2.4 小车自动往返控制,如图所示一运料小车为A、B两处运料，工作要求如下：（1）小车必须在原位才能启动，此时按下启动按钮SB小车第一次前进，碰到限位开关SQ1后停于A点；延时5S卸料后小车自动后退，

21、碰到限位开关SQ0后停于原位装料。（2）装料5S后小车第二次前进，此次碰到限位开关SQ1时不停，直到碰到限位开关SQ2时小车才停于B点；延时5S卸料后自动后退，碰到限位开关SQ0后小车停于原位，完成一个工作循环。（3）小车完成三个工作循环后自动停于原位，等待下一个工作周期的开始,2.4.1 控制任务分析,1控制要求,2控制要求分析,实现本控制任务时，我们可以利用计数器的常开或常闭触头作为部分电路开启或关断的约束条件，实现对小车的控制。在设计程序时，可用计数器对SQ1压合的次数进行计数，并用其常开触点将与SQ1相连的输入点（X）屏蔽，使小车第二次到达A点时继续前进，小车碰到SQ1的运动方向后取向

22、决定于计数器的计数值；而大循环的次数同样可以由计数器控制，当大循环的次数达到预定次数时，用其常闭触点控制小车前进回路，使小车回到原位后不再继续前进，停于原位。,2.4.2 相关基础知识,1.16位增计数器,(1)通用型16位增计数器,通用型16位增计数器在工作时，其当前值由0开始计数，当当前值等于设定值时，计数器动作；而当PLC断电或从“RUN”到“OFF”时，其当前值复位为0。通用型16位增计数器的编号为C0C99共100点，其设定值范围为132767。,16位通用增计数器的应用,图中计数器的初始值为0，X001为计数脉冲输入端，每次X001上升沿到来时，计数器的当前值加1。当计数器的当前值

23、等于设定值十进制数6时，计数器C0的常开触点接通，Y000接通，之后当X001的上升沿再次到来时，计数器C0的当前值始终保持不变，Y000保持接通状态，直到计数器复位信号X000上升沿到来，计数器C0才复位，当前值复位为0，其触点恢复常态。,时序图,(2)断电保持型16位增计数器,断电保持型16位增计数器的工作方式与通用型计数器基本相同，只是当PLC断电或从“RUN”到“OFF”时，其当前值保持不变，要使其复位必须采用RST指令。断电保持型16位增计数器的编号为C100C199共100点，设定值范围同样为132767。,2.32位双向计数器,（1）通用型32位双向计数器 通用型32位双向计数器

24、以十进制编号，其编号为C200C219共20点，设定值范围为-2147483648+2147483647。32位双向计数器的工作过程与16增计数器相同，但它可以进行减计数，因此其设定值可以为负数。计数器的计数方向由特殊辅助继电器M8200M8234设定，对于C*,当其对应的特殊辅助继电器M8*接通（置1）时，为减计数器；当M8*断开（置0）时，为加计数器。,（2）断电保持型32位双向计数器,断电保持型32位双向计数器和16位断电保持型增计数器一样具有断电保持的功能，其编号为C220C234，设定值范围为-2147483648+2147483647。,32位双向计数器的应用举例,时 序 图,3计数器实现定时器功能,利用特殊辅助继电器中的时钟脉冲和计数器结合可构成相应的定时器。,4长时间定时器,在FX2系列PLC中，由于定时器的最大设定值为K32767,因此一个定时器最大的定时时间为3276.7S，若定时时间操过该数值，则可用多个定时器实现。,多个定时器实现长时间定时,结合计数器实现长时间定时,2.4.3 输入/输出分配,（1）小车自动往返控制电路的输入/输出分配表,（2）输入/输出接线图,2.4.4 程序设计,本章结束,