工人培訓第六章可編程序控制器技術3

中級電工培訓目錄概述P3PLC的基本原理及組成P28可編程控制器的應用開發(fā)P63FX2N系列可編程序控制器的基本指令P73編程注意事項P88基本指令編程實例及經(jīng)驗設計法P90狀態(tài)編程P116FX2N系列可編程控制器編程軟件及程序下載P131第六章可編程序控制器技術分為：1.概述2.PLC的基本原理及組成3.可編程控制器的應用開發(fā)4.FX2N系列可編程序控制器的基本指令5.編程注意事項6.基本指令編程實例及經(jīng)驗設計法7.狀態(tài)編程8.FX2N系列可編程控制器編程軟件及程序下載基本指令編程實例及經(jīng)驗設計法一、編程實例【例1】三組搶答器，兒童2人、學生1人和教授2人組成3組搶答。兒童任一人按鈕均可搶得,教授需二人同時按鈕可搶得,在主持人按鈕同時宣布開始后10s內有人搶答則幸運彩球轉動表示慶賀。本例選用FX2N-16MR型PLC一臺。完成本例編程可按以下步驟進行。

1.列出本例PLC端子分配情況表1給出了本例PLC的端子分配情況。2023/1/154155基本指令編程實例及經(jīng)驗設計法輸入端子輸出端子其他器件兒童搶答按鈕:X001、X002學生搶答按鈕:X003教授搶答按鈕:X004、X005主持人開始開關:X011主持人復位按鈕:X012兒童搶得指示燈:Y001學生搶得指示燈:Y002教授搶得指示燈:Y003彩球:Y004定時器:T10表1三組搶答器PLC端子分配表輸出口Y001～Y004上接有搶得指示燈及彩球,分別代表兒童搶得、學生搶得、教授搶得及彩球轉動4個事件,是本例梯形圖中的輸出線圈。2023/1/155155基本指令編程實例及經(jīng)驗設計法2.根據(jù)輸出要求畫出草圖設計梯形圖時可先繪含有4個啟—?！Ｖ返牟輬D,以表達各個輸出的基本關系如圖16所示。3.考慮各輸出之間的制約并對草圖做出修改根據(jù)本例要求主要有2個方面的修改。

①搶答器的重要性能是競時封鎖,也就是若已有某組先按鈕搶答,則其他組再按無效。體現(xiàn)在梯形圖上是:Y001～Y003間的互鎖。這就要求在Y001～Y003支路中互串其余二個輸出繼電器的常閉觸點。2023/1/156155基本指令編程實例及經(jīng)驗設計法

②按控制要求,只有在主持人宣布開始的10s內Y001～Y003接通才能啟動彩球,且彩球啟動后,該定時器也應失去對彩球的控制作用。因而梯形圖17中在Y004輸出支路中串入了定時器T10的常閉觸點,且在母線及T10間并上了Y004的自保觸點。圖17是程序設計完成后的梯形圖。2023/1/157155基本指令編程實例及經(jīng)驗設計法圖16三組搶答器梯形圖(草圖)圖17三組搶答器梯形圖(完成)2023/1/158155基本指令編程實例及經(jīng)驗設計法【例2】三電機的循環(huán)啟停運轉控制設計三臺電動機接于Y001、Y002、Y003;要求它們相隔5s啟動,各運行10s停止;并循環(huán)。據(jù)以上要求,繪出電動機工作時序圖如圖18所示。圖18三電動機控制時序圖2023/1/159155基本指令編程實例及經(jīng)驗設計法分析時序圖,不難發(fā)現(xiàn)電動機Y001、Y002、Y003的控制邏輯和間隔5s一個的“時間點”有關,每個“時間點”都有電動機啟停。因而用程序建立這些“時間點”是程序設計的關鍵。由于本例時間間隔相等,“時間點”的建立可借助振蕩電路及計數(shù)器。設X000為電動機運行開始的時刻讓定時器T0實現(xiàn)振蕩。再用計數(shù)器C0、C1、C2、C3作為一個循環(huán)過程中的時間點。循環(huán)功能是通過C3常開觸點將全部計數(shù)器復位來實現(xiàn)的?！皶r間點”建立之后,用這些點來表示輸出的狀態(tài)就十分容易了。設計好的梯形圖如圖19所示。2023/1/1510155三電機控制梯形圖梯形圖中Y001、Y002、Y003支路也屬于啟—?！ｋ娐?其中啟動及停止條件均由“時間點”組成。圖19梯形圖2023/1/1511155基本指令編程實例及經(jīng)驗設計法【例3】十字路口交通燈控制這也是一個時序控制例子。十字路口南北向及東西向均設有紅、黃、綠三只信號燈,六只燈依一定的時序循環(huán)往復工作。圖20是交通燈的時序圖。和前例一樣,本例的關鍵仍然是要用機內器件將信號燈狀態(tài)變化的“時間點”表示出來。分析時序圖,找出信號燈狀態(tài)發(fā)生變化的每個“時間點”,并安排相應的器件如表2所示。2023/1/1512155圖20交通燈時序圖2023/1/1513155器件意義實現(xiàn)方法X000啟動及循環(huán)起點,綠1、紅2點亮啟動按鈕T0綠1亮25s定時器T0設定值K250,從X000接通起計時,計時時間到綠1斷開,T1計時T1、T2綠1閃動3次控制T1、T2形成振蕩,T1通時綠1點亮,C0計數(shù)C0黃1亮2s起點T2為C0計數(shù)信號,C0接通時黃1點亮T3黃1亮2s定時器T3設定值K20,T3接通時為紅1、綠2點亮,紅2熄滅T4綠2亮25s定時器T4設定值K250,從T3接通時計時,計時時間到綠2斷開,T6計時T5、T6綠2閃動3次控制T5、T6形成振蕩,T5通時綠2點亮,C1計數(shù)C1黃2亮2s起點T6為C1計數(shù)信號,C1接通時黃2點亮T7黃2亮2s定時器T7設定值K20,T7接通時黃2熄滅,一循環(huán)周期結束表2時間點及實現(xiàn)方法2023/1/1514155基本指令編程實例及經(jīng)驗設計法

本例梯形圖設計步驟如下:①依表2所列器件及方式繪出各“時間點”形成所需支路。這些支路是依“時間點”的先后順序繪出，且采用一點扣一點的方式進行的。

②以“時間點”為工作條件繪各信號燈的輸出梯形圖。

③為了實現(xiàn)交通信號燈的啟?？刂?，在已繪好的梯形圖上增加主控環(huán)節(jié)。作為一個循環(huán)的結束，第二個循環(huán)開始控制的T7的常閉觸點也作為條件串入主控指令中。本例梯形圖見圖21。2023/1/1515155圖21交通信號燈梯形圖2023/1/1516155基本指令編程實例及經(jīng)驗設計法【例4】運料小車的往返運行控制圖22所示小車一個工作周期的動作要求如下:按下啟動按鈕SB(X000),小車電機M正轉(Y010),小車第一次前進,碰到限位開關SQ1(X001)后小車電動機M反(Y011),小車后退;

小車后退碰到限位開關SQ2(X002)后,小車電動機M停轉,停5s后,第二次前進,碰到限位開關SQ3(X003),再次后退;

第二次后退碰到限位開關SQ2(X002)時,小車停止。2023/1/1517155圖22運料小車往返運行示意圖2023/1/1518155基本指令編程實例及經(jīng)驗設計法1.分析

本例的輸出較少，只有電動機正轉輸出Y010及反轉輸出Y011。但控制工況比較復雜。由于分為第一次前進、第一次后退、第二次前進、第二次后退，且限位開關SQ1在二次前進過程中，限位開關SQ2在二次后退過程中所起的作用不同，要直接繪制針對Y010及Y011的啟—?！ｋ娐诽菪螆D不太容易。該例解題步驟如下:2023/1/1519155基本指令編程實例及經(jīng)驗設計法將啟—保—停電路的內容簡單化，可不直接針對電機的正轉及反轉列寫梯形圖，而是針對第一次前進、第一次后退、第二次前進、第二次后退列寫啟—?！ｋ娐诽菪螆D。為此選M100、M101及M110、M111作為兩次前進及兩次后退的輔助繼電器，選定時器T37控制小車第一次后退在SQ2處停止的時間(本例的輸入、輸出口安排已標在圖22中)。2023/1/1520155基本指令編程實例及經(jīng)驗設計法2.繪梯形圖草圖針對二次前進及二次后退繪出的梯形圖草圖如圖23所示。圖中有第一次前進、第一次后退、計時、第二次前進、第二次后退5個支路，每個支路的啟動與停止條件都是清楚的。但是程序的功能卻不能符合要求，因為細分支路后小車的各個工況間的牽涉雖然少了，但并沒有將兩次前進兩次后退的不同區(qū)分開，第二次前進碰到SQ1時即會轉入第一次后退的過程，且第二次后退碰到SQ2時還將啟動定時器，不能實現(xiàn)停車。2023/1/1521155基本指令編程實例及經(jīng)驗設計法圖23小車往返控制梯形圖草圖2023/1/1522155基本指令編程實例及經(jīng)驗設計法3.修改梯形圖

既然以上提及的不符合控制要求的兩種情況都發(fā)生在第二次前進之后，那么就可以設法讓PLC“記住”第二次前進的“發(fā)生”，從而對計時及后退加以限制。在本例中，選擇了M102以實現(xiàn)對第二次前進的記憶。對草圖修改后的程序如圖24所示。圖24中將兩次后退綜合到一起，還增加了前進與后退的繼電器的互鎖。2023/1/1523155小車往返控制梯形圖圖24程序2023/1/1524155基本指令編程實例及經(jīng)驗設計法二、經(jīng)驗設計法

1.經(jīng)驗設計法的要點①PLC的編程,從梯形圖來看,其根本點是找出符合控制要求的系統(tǒng)各個輸出的工作條件,這些條件又總是用機內各種器件按一定的邏輯關系組合實現(xiàn)的。2023/1/1525155基本指令編程實例及經(jīng)驗設計法②梯形圖的基本模式為啟—?！ｋ娐贰Ｃ總€啟—?！ｋ娐芬话阒会槍σ粋€輸出，這個輸出可以是系統(tǒng)的實際輸出，也可以是中間變量。③梯形圖編程中有一些約定俗成的基本環(huán)節(jié)，它們都有一定的功能，可以像擺積木一樣在許多地方應用。2023/1/1526155基本指令編程實例及經(jīng)驗設計法①在準確了解控制要求后，合理地為控制系統(tǒng)中的事件分配輸入輸出口。選擇必要的機內器件，如定時器、計數(shù)器、輔助繼電器。②對于一些控制要求較簡單的輸出，可直接寫出它們的工作條件，依啟—?！ｋ娐纺Ｊ酵瓿上嚓P的梯形圖支路。工作條件稍復雜的可借助輔助繼電器(如前例中小車前進部分的M100、M101及M102)。2.“經(jīng)驗法”編程步驟

2023/1/1527155基本指令編程實例及經(jīng)驗設計法③對于較復雜的控制要求，為了能用啟—?！ｋ娐纺Ｊ嚼L出各輸出口的梯形圖，要正確分析控制要求，并確定組成總的控制要求的關鍵點。在空間類邏輯為主的控制中關鍵點為影響控制狀態(tài)的點，（如搶答器例中主持人是否宣布開始，答題是否到時等）在時間類邏輯為主的控制中（如交通燈），關鍵點為控制狀態(tài)轉換的時間。④將關鍵點用梯形圖表達出來。關鍵點總是用機內器件來表達的，在安排機內器件時需要考慮并合理安排。繪關鍵點的梯形圖時，可以使用常見的基本環(huán)節(jié)，如定時器計時環(huán)節(jié)、振蕩環(huán)節(jié)、分頻環(huán)節(jié)等。