機(jī)電一體化 PLC 5課件

Plc基本指令練習(xí)3.3.2.5步進(jìn)順控圖指令順序功能圖（SFC圖）以流程圖形式表示機(jī)械動(dòng)作，它符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)以SFC為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)程序指令表時(shí)，步進(jìn)順控圖指令STL指令起重要的作用。采用這種方式的程序，便于其他人員理解其機(jī)械的動(dòng)作，并且還具有動(dòng)態(tài)監(jiān)視功能，為調(diào)試運(yùn)行提供非常方便的手段。FX0N系列PLC可將SFC程序和以往的繼電器階梯圖程序自由組合。在SFC程序和繼電器階梯圖程序之間，用RET指令來劃分。同時(shí)，也可將SFC圖變換成繼電器階梯圖的式樣。此時(shí)，將該圖稱作步進(jìn)階梯圖。指令功能目標(biāo)軟元件步數(shù)指令執(zhí)行時(shí)間μsSTL步進(jìn)階梯圖開始。S0～S12716.4+6.8nRET返回。步進(jìn)階梯圖結(jié)束。無112.4選擇結(jié)構(gòu)如果從多個(gè)分支狀態(tài)或分支狀態(tài)序列中只選擇執(zhí)行某一個(gè)分支狀態(tài)或分支狀態(tài)序列，則稱為選擇性分支。這樣的分支畫在水平單線之下。選擇性分支的轉(zhuǎn)移條件短劃線畫在水平單線之下的分支上。每個(gè)分支上必須具有1個(gè)或l個(gè)以上的轉(zhuǎn)移條件。在這些分支中，如果某一個(gè)分支后的狀態(tài)或狀態(tài)序列被選中，當(dāng)轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)會(huì)發(fā)生狀態(tài)的轉(zhuǎn)移。而沒有被選中的分支，既使轉(zhuǎn)移條件已滿足，也不會(huì)發(fā)生狀態(tài)的轉(zhuǎn)移，選擇性分支，可以允許同時(shí)選擇1個(gè)或1個(gè)以上的分支狀態(tài)或狀態(tài)序列。流程圖（并行結(jié)構(gòu)）雙線·并行性分支。所有的分支狀態(tài)或分支狀態(tài)流程序列都被選中執(zhí)行的，則稱為并行性分支。并行性分支畫在水平雙線之下。在水平雙線之上的干支上必須有1個(gè)或1個(gè)以上的轉(zhuǎn)移條件。當(dāng)干支上的轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)，允許各分支的轉(zhuǎn)移得以實(shí)現(xiàn)。干支上的轉(zhuǎn)移條件稱為公共轉(zhuǎn)移條件。在水平雙線之下的分支上，也可以有各分支自己的轉(zhuǎn)移條件。在這種情況下，表示某分支轉(zhuǎn)移得以實(shí)現(xiàn)除了公共轉(zhuǎn)移條件之外，還必須具有的特殊轉(zhuǎn)移條件。0LDX0001SETS202STLS203OUTY0004LDX0015SETS216STLS217OUTY0018LDX002常用基本環(huán)節(jié)編程--3.4.1延時(shí)斷開電路

控制要求：輸入條件X000滿足（ON），則輸出Y010也接通，當(dāng)輸入條件X000不滿足（OFF），則輸出Y010延時(shí)一定時(shí)間后才斷開。在梯形圖中，用到一個(gè)PLC內(nèi)部定時(shí)器，編號(hào)為T0，定時(shí)為1.2s。該定時(shí)器的工作條件是輸出Y010=ON并且輸入X000=OFF。定時(shí)器工作1.2s后，定時(shí)器觸點(diǎn)閉合使輸出Y010斷開。輸入X000=ON時(shí)，Y010=ON，并且輸出Y010的觸點(diǎn)自鎖保持Y010接通，直至T0定時(shí)器1.2s到，Y010斷開。3.4.2雙延時(shí)電路當(dāng)輸入X020為ON時(shí)，T0開始定時(shí)，1.0秒后接通繼電器線圈Y010并保持。當(dāng)輸入X020由ON變OFF時(shí)，T1開始定時(shí)，1.5秒后，T1常閉觸點(diǎn)斷開Y010，實(shí)現(xiàn)了輸出線圈Y010在通電和失電時(shí)均產(chǎn)生延時(shí)的控制效果。3.4.3分頻電路不同占空比的多諧振蕩電路時(shí)序當(dāng)輸入X001接通后，Y010出現(xiàn)一個(gè)導(dǎo)通時(shí)間為t2+Δt，間斷時(shí)間為t2的脈沖。這個(gè)脈沖的占空比可用改變這兩個(gè)定時(shí)器的預(yù)置值加以改變，即接通時(shí)間為0.2s由定時(shí)器T20設(shè)定，斷開時(shí)間為0.1s由定時(shí)器T21設(shè)定。3.4.7保持電路保持電路的作用是將輸入信號(hào)加以保持記憶。將X000接通一下，保持輔助繼電器M400接通并且保持，Y000有輸出，停電后再通電，Y000仍然有輸出，這是因?yàn)镸400有電池保護(hù)，只有X001觸點(diǎn)斷開，才使M400自我保持消失，使Y000無輸出。注意1.所有指令大寫，指令序號(hào)寫清0123…2.LD,LDI指令應(yīng)用于從母線開始的取指令，和分支電路塊的起點(diǎn)3.OUT不能用輸入繼電器，OUTX000,八進(jìn)制X000-X007,Y000-Y007,Y010-Y017,Y020-Y0274.梯形圖每一行都是從左母線開始，線圈接在最右邊X0X1Y0X2X0X1Y0X27、兩個(gè)或兩個(gè)以上線圈可并聯(lián)輸出，但不可串聯(lián)輸出。X0Y0Y1Y28.在程序中，不允許同一編號(hào)的線圈兩次輸出。下面的梯形圖是不允許的。9、不允許出現(xiàn)橋式電路。錯(cuò)誤的橋式電路

橋式電路的替代電路

10、ORB,ANB指令相當(dāng)于一段連線，沒有后面元件，多個(gè)并聯(lián)，每個(gè)電路塊后面用一個(gè)，如果集中一起用最多只能用7次步序號(hào)指令元素0LDX0001ANIX0012LDIX0043ANDX0054ORB5ORIX0076LDIX0027ANDX0038ORX0069ANB10OUTY00011END看梯形圖畫波形圖設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)A、B兩個(gè)電機(jī)的程序(只畫梯形圖)A電機(jī)(Y000輸出驅(qū)動(dòng))必須在B電機(jī)(Y001輸出驅(qū)動(dòng))工作時(shí)才能工作。X000接A電機(jī)起動(dòng)開關(guān)、X001接A電機(jī)停止開關(guān)。X002接B電機(jī)起動(dòng)開關(guān)、X003接B電機(jī)停止開關(guān)。設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)A電機(jī)(由Y000輸出驅(qū)動(dòng))的程序(只畫梯形圖)X000接A電機(jī)起動(dòng)開關(guān)、X001接為A電機(jī)停止開關(guān)。X000接通5秒后A電機(jī)啟動(dòng)，X001斷開2秒后A電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)定時(shí)器選用以100ms為單位的T0，T1。電動(dòng)機(jī)相關(guān)1刀閘開關(guān)控制對(duì)象：380V，5.5kW以下小電機(jī)QS2熔斷器作用：用于短路保護(hù)。電路符號(hào)FU線圈鐵芯銜鐵主觸頭彈簧輔助觸頭M3~電機(jī)4接觸器~380~~動(dòng)作過程線圈通電銜鐵被吸合觸頭閉合電機(jī)接通電源接觸器有關(guān)符號(hào)：接觸器線圈接觸器主觸頭－－用于主電路（流過的電流大，需加滅弧裝置）常開常閉接觸器輔助觸頭－－用于控制電路（流過的電流小，無需加滅弧裝置）接觸器控制對(duì)象：電動(dòng)機(jī)及其它電力負(fù)載接觸器技術(shù)指標(biāo)：額定工作電壓、電流、觸點(diǎn)數(shù)目等。簡(jiǎn)單的接觸器控制ABCM3~刀閘起隔離作用自保持停止按鈕起動(dòng)按鈕特點(diǎn)：小電流控制大電流。發(fā)熱元件功能：過載保護(hù)熱繼電器結(jié)構(gòu)：I常閉觸頭雙金屬片工作原理：發(fā)熱元件接入電機(jī)主電路，若長(zhǎng)時(shí)間過載，雙金屬片被烤熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，扣板被彈簧拉回，常閉觸頭斷開?？郯鍩崂^電器的符號(hào)發(fā)熱元件串聯(lián)在主電路中串聯(lián)在控制電路中常閉觸頭FRFR異步機(jī)的直接起動(dòng)M3~ABCKMFUQSB'C'KMSB一、點(diǎn)動(dòng)控制動(dòng)作過程觸頭（KM）打開按鈕松開線圈（KM）斷電電機(jī)停轉(zhuǎn)。觸頭（KM）閉合按下按鈕（SB）

線圈（KM）通電電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；控制電路主電路二、電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行自保持KMSB2C'M3~ABCKMFUQSB'SB1起動(dòng)按鈕停車按鈕KM注意：接觸器線圈電壓380V時(shí)，采用此種接線方式。KMSB1KMSB2FRM3~ABCKMFUQSFR電流成回路，只要接兩相就可以了。三、異步機(jī)的直接起動(dòng)+過載保護(hù)發(fā)熱元件熱繼電器觸頭電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制KMFKMFSB1SBFFRKMRKMRKMRSBRM3~ABCKMFFUQSFR該電路必須先停車才能由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)或由反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)。SBF和SBR不能同時(shí)按下，否則會(huì)造成短路！操作過程：SBF正轉(zhuǎn)SBR反轉(zhuǎn)停車SB1正轉(zhuǎn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制—加互鎖互鎖作用：正轉(zhuǎn)時(shí)，SBR不起作用；反轉(zhuǎn)時(shí)，SBF不起作用。從而避免兩觸發(fā)器同時(shí)工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRABCKMFFUQSFRKMRSBR互鎖KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRSBRKMRKMFY0X0X2X1Y1X0Y1Y0Y0Y1I/O分配：SB1X0SBFX1SBRX2KMFY0KMRY1例：三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)FLC控制X1X0COMY0COM~KMFSBFSB1220V24VX2SBRY1KMRFRY0X0X2X1Y1X0Y1Y0Y0Y1Y0X0X2X1Y1X0Y1Y0Y0Y1左重右輕一、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則1．滿足被控對(duì)象的控制要求考慮將來發(fā)展的需要，PLC選用功能較強(qiáng)的新產(chǎn)品，并留有適當(dāng)?shù)挠嗔俊?．系統(tǒng)安全、可靠3．盡可能簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用與維修方便4．具有高的性能價(jià)格比。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容與步驟1．分析被控對(duì)象，提出控制要求。2.確定輸入、輸出設(shè)備。3．確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)，選擇PLC機(jī)型。4．分配I/O點(diǎn)數(shù)，繪制PLC控制系統(tǒng)輸入、輸出端子接線圖。5．程序設(shè)計(jì)，繪制工作循環(huán)圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。1）初始化程序；2）控制程序；3）檢測(cè)、故障診斷和顯示等程序；4）保護(hù)和聯(lián)鎖程序。6．程序調(diào)試。先進(jìn)行模擬調(diào)試，再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)機(jī)調(diào)試；先進(jìn)行局部、分段調(diào)試，再進(jìn)行整體、系統(tǒng)調(diào)試。7．調(diào)試過程結(jié)束，整理技術(shù)資料，投入使用。二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟流程圖

PLC機(jī)型的選擇

I/O點(diǎn)的數(shù)量和種類

CPU的速度內(nèi)存容量編程器打印機(jī)

I/O模塊通訊接口模塊通訊傳輸電纜PLC的硬件設(shè)置一、PLC機(jī)型選擇結(jié)構(gòu)形式整體式模塊式安裝方式集中式遠(yuǎn)程I／O式分布式功能要求響應(yīng)速度系統(tǒng)可靠性機(jī)型統(tǒng)一輸入器件：指連接到PLC輸入接線端子用于產(chǎn)生輸入信號(hào)的器件。分類主令器件檢測(cè)器件有源觸點(diǎn)輸入器件無源觸點(diǎn)輸入器件輸入信號(hào)模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)開關(guān)信號(hào)二、PLCI/O端口選擇按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字開關(guān)行程開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、繼電器觸點(diǎn)，接觸器輔助觸點(diǎn)行程開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、繼電器觸點(diǎn)，接觸器輔助觸點(diǎn)行程開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、繼電器觸點(diǎn)，接觸器輔助觸點(diǎn)壓力傳感器、溫度傳感器數(shù)字開關(guān)按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、形成開關(guān)、觸點(diǎn)輸出器件：指連接到PLC輸出接線端子用于執(zhí)行程序運(yùn)行結(jié)果的器件。分類：驅(qū)動(dòng)負(fù)載顯示負(fù)載輸出端口：繼電器輸出晶體管輸出晶閘管輸出接觸器、繼電器、電磁閥二、PLCI/O端口選擇指示燈、數(shù)字顯示裝置、電鈴、蜂鳴器交直流負(fù)載直流負(fù)載交流負(fù)載I/O點(diǎn)數(shù)的確定

I/O點(diǎn)數(shù)是衡量可編程控制器規(guī)模大小的依據(jù)。確定依據(jù)：將與PLC相連的全部輸入、輸出器件根據(jù)所需的電壓、電流的大小和種類分別統(tǒng)計(jì)，考慮將來發(fā)展的需要再相應(yīng)增加10％～15％的余量二、PLCI/O端口選擇CPU的運(yùn)行速度是指執(zhí)行每一步用戶程序的時(shí)間。對(duì)于以開關(guān)量為主的控制系統(tǒng)，不用考慮掃描速度，一般的PLC機(jī)型都可使用。對(duì)于以模擬量為主的控制系統(tǒng)，則需考慮掃描速度，必須選擇合適CPU種類的PLC機(jī)型。三、CPU的速度遠(yuǎn)程I/O模塊：輸入、輸出裝置比較分散，工作現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)離控制站高速計(jì)數(shù)器模塊：當(dāng)PLC內(nèi)部的高速計(jì)數(shù)器的最高計(jì)數(shù)頻率不能滿足要求時(shí)，可選擇使用定位模塊：在機(jī)械設(shè)備中，保證加工精度進(jìn)行定位通信聯(lián)網(wǎng)模塊：PLC與PLC之間，或PLC與計(jì)算機(jī)之間的通信與聯(lián)網(wǎng)模擬輸入模塊、輸出模塊：把流量、速度、壓力、風(fēng)力、張力等變換成數(shù)字量，及把數(shù)字量變換成模擬量，進(jìn)行輸入、輸出。

四、PLC模塊的選擇PLC的外圍設(shè)備主要是人—機(jī)對(duì)話裝置，用于PLC的編程和監(jiān)控。通過人—機(jī)對(duì)話裝置可以進(jìn)行編程、調(diào)試及顯示圖形報(bào)表、文件復(fù)制、報(bào)警等。PLC外圍設(shè)備有編程器、打印機(jī)、EPROM寫入器、顯示器等。五、PLC外圍設(shè)備我國(guó)優(yōu)先選擇220V的交流電源電壓，特殊情況可選擇24V直流電源供電。輸入信號(hào)電源，一般利用PLC內(nèi)部提供的直流24V電源。對(duì)于帶有有源器件的接近開關(guān)可外接220V交流電源，提高穩(wěn)定避免干擾。選用直流I/O模塊時(shí)，需要外設(shè)直流電源。六、電源電壓的選擇PLC的軟件設(shè)計(jì)指PLC控制系統(tǒng)中用戶程序的設(shè)計(jì)。PLC的軟件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容控制流程圖梯形圖狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖指令表【應(yīng)用范例1】機(jī)械手臂控制①工件的補(bǔ)充使用人工控制，可直接將工件放在D點(diǎn)（LS0動(dòng)作）?？刂普f明：②只要D點(diǎn)有工件，機(jī)械手臂即先下降（B缸動(dòng)作）將工件抓取（C缸動(dòng)作）后上升（B缸復(fù)位），再將工件搬運(yùn)（A缸動(dòng)作）到E點(diǎn)上方，機(jī)械手臂再次下降（B缸動(dòng)作）后放開（C缸復(fù)位）工件，機(jī)械手臂上升（B缸復(fù)位），最后機(jī)械手臂再回到原點(diǎn)（A缸復(fù)位）。④C缸在抓取或放開工件后，都需有1秒的間隔，機(jī)械手臂才能動(dòng)作?？刂普f明：③A,B,C缸均為單作用氣缸，使用電磁控制。⑤當(dāng)E點(diǎn)有工件且B缸已上升到LS4時(shí)，傳送帶馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)以運(yùn)走工件，經(jīng)2秒后傳送帶馬達(dá)自動(dòng)停止。工件若未完全運(yùn)走（計(jì)時(shí)未到）時(shí)，則應(yīng)等待傳送帶馬達(dá)停止后才能將工件移走?？刂普f明：⑥LS0→D點(diǎn)有無工件偵測(cè)用限制開關(guān)

LS5→E點(diǎn)有無工件偵測(cè)用限制開關(guān)

LS1→A缸前行限制開關(guān)（左極限）LS2→A缸退回限制開關(guān)（右極限）

LS3→B缸下降限制開關(guān)（下極限）LS4→B缸上升限制開關(guān)（上極限）功能分析：①原點(diǎn)復(fù)位：選定以A缸退回至右極限位置（LS2ON）、B缸上升至上極限位置（LS4ON）及C缸松開為機(jī)械手臂的原點(diǎn)。執(zhí)行一個(gè)動(dòng)作之后，應(yīng)做原點(diǎn)復(fù)位的偵測(cè)（因?yàn)锳、B、C缸均為單作用氣缸，所以會(huì)自動(dòng)退回原點(diǎn)）。②工件搬運(yùn)流程：依題意其動(dòng)作為