《現(xiàn)代電氣與PLC應(yīng)用技術(shù)》課件項目3的任務(wù)1

項目3梯形圖與指令的轉(zhuǎn)換

任務(wù)1

梯形圖與指令的轉(zhuǎn)換任務(wù)引入

學習PLC編程之前，一項重要的技能就是能將梯形圖編譯成指令。即使使用編程軟件編程，程序在下傳中，也是要將梯形圖編譯成指令的，只不過這項工作由編程軟件完成。梯形圖在編譯成指令的過程中，能使學生更好的了解各元件之間的邏輯關(guān)系，以及梯形圖的編程規(guī)則。見圖3-1所示的梯形圖，分析各元件之間的邏輯關(guān)系，將梯形圖編譯成指令。任務(wù)引入圖3-1梯形圖

任務(wù)分析要將圖3-1所示梯形圖編譯成指令，必須使學生掌握以下知識：1．基本邏輯指令LD、LDN、A、AN、O、ON、ALD、OLD、LPS、LRD、LPP、=的使用方法。2．梯形圖與指令相互轉(zhuǎn)換的方法。相關(guān)知識

（1）LD指令。邏輯關(guān)系為取信號，表示的是元件的常開觸點。使用LD指令的條件：

1）與母線相連的常開觸點可以使用LD指令。在圖3-1中，元件I0.0、M0.0、I0.1、I0.3的常開觸點都與母線相連，都可以使用LD指令。但有一個原則：即用最少的指令將元件之間的邏輯關(guān)系表達清楚。如在并聯(lián)塊1中，元件I0.0、M0.0如果都用LD指令，只表示它們與母線相連，并沒有交代它們之間的并聯(lián)關(guān)系。故還要使用第三條指令OLD來說明它們之間的并聯(lián)關(guān)系，不是最好的結(jié)果。2）不與母線相連的并聯(lián)塊電路中，每條分支的第一個元件是常開觸點的要使用LD指令。如并聯(lián)塊3中元件T37的常開觸點，并聯(lián)塊5中元件Q0.2的常開觸點。1．基本邏輯指令（一）

相關(guān)知識

（2）LDN指令。邏輯關(guān)系為將此處信號斷開，表示的是元件的常閉觸點。使用LDN指令的條件：

1）與母線相連的常閉觸點可以使用LDN指令。如并聯(lián)塊2、并聯(lián)塊4中元件Q0.0的常閉觸點。2）不與母線相連的并聯(lián)塊電路中，每條分支的第一個元件是常閉觸點的可以使用LDN指令。如并聯(lián)塊3中元件C0的常閉觸點。并聯(lián)塊5中元件M4.0的常閉觸點。1．基本邏輯指令（一）

相關(guān)知識

（3）A指令。邏輯關(guān)系為“與”。

使用A指令的條件：單個（指該元件不與其它元件組成并聯(lián)電路）常開觸點與前面的電路組成串聯(lián)關(guān)系的要使用A指令。圖3-1中能使用A指令的元件如網(wǎng)絡(luò)1中元件I0.2的常開觸點，網(wǎng)絡(luò)2中并聯(lián)塊2的元件Q0.1的常開觸點、并聯(lián)塊3中元件C1的常開觸點，并聯(lián)塊4的元件Q0.1的常開觸點。1．基本邏輯指令（一）

相關(guān)知識

（4）AN指令。邏輯關(guān)系為“與非”。

使用AN指令的條件：單個（指該元件不與其它元件組成并聯(lián)電路）常閉觸點與前面的電路組成串聯(lián)關(guān)系的可以使用AN指令。圖3-1中能使用AN指令的元件如網(wǎng)絡(luò)1中元件I0.1的常閉觸點，網(wǎng)絡(luò)2中并聯(lián)塊2的元件M0.1的常閉觸點、并聯(lián)塊3中元件T38的常閉觸點，并聯(lián)塊4的元件M0.1的常閉觸點。1．基本邏輯指令（一）

相關(guān)知識

（5）O指令。邏輯關(guān)系為“或”。

使用O指令的條件：單個（指該條支路中只有一個元件）常開觸點與上面的電路組成并聯(lián)關(guān)系的可以使用O指令。圖3-1中能使用O指令的元件如網(wǎng)絡(luò)1中并聯(lián)塊1的元件M0.0的常開觸點，網(wǎng)絡(luò)2中元件I0.3的常開觸點。1．基本邏輯指令（一）

相關(guān)知識

（6）ON指令。邏輯關(guān)系為“或非”。

使用ON指令的條件：單個（指該條支路中只有一個元件）常閉觸點與上面的電路組成并聯(lián)關(guān)系的可以使用ON指令。圖3-1中能使用ON指令的元件如網(wǎng)絡(luò)2中并聯(lián)塊5的元件M4.0的常閉觸點。以上六條指令的操作數(shù)可為：I、Q、M、SM、T、C、V、S、L。1．基本邏輯指令（一）

相關(guān)知識

（7）OLD指令。邏輯關(guān)系指串聯(lián)電路塊的并聯(lián)。圖3-1中并聯(lián)塊2、并聯(lián)塊3、并聯(lián)塊4都是由兩條串聯(lián)塊組成的并聯(lián)塊電路。故串聯(lián)塊電路指令寫完后要加OLD指令，表示兩條串聯(lián)塊電路組成了并聯(lián)塊電路。（8）ALD指令。邏輯關(guān)系指并聯(lián)電路塊的串聯(lián)。圖3-1中并聯(lián)塊2和并聯(lián)塊3組成串聯(lián)塊，并聯(lián)塊4和并聯(lián)塊5組成串聯(lián)塊。故要表示它們的邏輯關(guān)系要使用塊串聯(lián)的指令A(yù)LD，而不能使用元件串聯(lián)的指令A(yù)。OLD、ALD指令只是對塊電路的邏輯關(guān)系進行說明，指令后不帶元件。

1．基本邏輯指令（一）

相關(guān)知識

（9）=指令。線圈驅(qū)動指令。只有有線圈的元件才能使用“=”指令。

“=”指令的操作數(shù)可為：Q、M、SM、V、S、L。1．基本邏輯指令（一）

相關(guān)知識

（1）從梯形圖最上邊、最左邊的元件開始寫。（2）一定要按元件執(zhí)行的順序?qū)憽＃?）是塊電路的，一定要將塊電路寫完后，才能寫別的指令。（4）塊電路之間的邏輯關(guān)系一定要交代清楚，否則PLC執(zhí)行時將不清楚它們之間的邏輯關(guān)系，執(zhí)行出錯。2．將梯形圖編譯成指令的步驟將圖3-1中的梯形圖轉(zhuǎn)換成指令如下：

任務(wù)實施

1．讀下面的指令，畫出對應(yīng)的梯形圖。鞏固訓練鞏固訓練2．讀懂圖3-2所示梯形圖各元件之間的邏輯關(guān)系，寫出指令。圖3-2讀梯形圖，寫出指令知識拓展

見圖3-3所示梯形圖，將其編譯成指令。圖3-3讀梯形圖，寫出指令見圖3-4所示梯形圖，分析圖a、b中，元件線圈的輸出有什么不同？1．基本邏輯指令（二）知識拓展

(a)并聯(lián)輸出(b)多重輸出圖3-4線圈輸出的的類型

（1）并聯(lián)輸出。圖3-4（a）所示的梯形圖為并聯(lián)輸出。其特點是分支點與輸出線圈之間沒有元件的觸點或由觸點組成的塊電路。其指令寫法最大的好處是所有線圈都使用“=”指令直接輸出。指令如圖3-4（a）所示。下圖3-5中的梯形圖也可以使用縱接輸出的方法寫指令。

1．基本邏輯指令（二）知識拓展

圖3-5并聯(lián)輸出及指令

（2）多重輸出。

1）典型多重輸出。如圖3-4（b）所示的梯形圖為多重輸出。其特點是分支點與輸出線圈之間有元件的觸點或由觸點組成的塊電路。其指令寫法最大的特點是所有線圈支路都要使用多重輸出指令。多重輸出有三條指令，分別是：LPS：進棧，對第一個輸出進行說明。LRD：讀棧，對中間的輸出進行說明。LPP：出棧，對最后的輸出進行說明。三條指令都不帶操作元件，只是對輸出進行說明。

1．基本邏輯指令（二）知識拓展

下圖3-6所示是不同形式的多重輸出梯形圖，記住其特點和指令的寫法。

1．基本邏輯指令（二）知識拓展

圖3-6多重輸出梯形圖及指令2）二層棧多重輸出。二層棧梯形圖如圖3-7所示。1．基本邏輯指令（二）知識拓展

圖3-7二層棧梯形圖及指令在多重輸出中LPS、LPP必須配對出現(xiàn)。當只有兩條輸出時，中間就沒有讀棧指令LRD了；如果有四條輸出時，中間兩條輸出都必須使用讀棧指令LRD。如圖3-8所示。1．基本邏輯指令（二）知識拓展

圖3-8多重輸出梯形圖及指令

3）使用ALD、OLD指令的多重輸出。在多重輸出中，當出現(xiàn)塊電路時，根據(jù)電路的邏輯關(guān)系，要恰當?shù)氖褂肁LD、OLD指令。如圖3-9所示即為在多重輸出中使用ALD、OLD指令的情況。1．基本邏輯指令（二）知識拓展

圖3-9使用ALD、OLD指令的多重輸出將圖3-3所示梯形圖編譯成指令如圖3-10所示：1．基本邏輯指令（二）任務(wù)實施

圖3-10圖3-3梯形圖的指令用上面所學知識將圖3-11所示梯形圖編譯成指令。鞏固提高

圖3-11梯形圖

自鎖程序1）關(guān)斷優(yōu)先自鎖程序，如圖3-3所示。當執(zhí)行關(guān)斷指令，X1有信號，無論X0的狀態(tài)如何，輸出Y0的線圈均為OFF（斷電）。2）啟動優(yōu)先自鎖程序，如圖3-4所示。當執(zhí)行啟動指令，X0有信號，無論X1的狀態(tài)如何，輸出Y0的線圈均為ON（得電）。相關(guān)知識2．典型小程序圖3-3關(guān)斷優(yōu)先

圖3-4啟動優(yōu)先互鎖程序互鎖程序用于不允許同時動作的兩個繼電器的控制，如電機的正反轉(zhuǎn)控制?；ユi程序梯形圖如圖3-5所示。圖3-5互鎖程序梯形圖相關(guān)知識總結(jié)程序設(shè)計的步驟如下：I/O分配。列表將所要使用的輸入繼電器、輸出繼電器的作用、地址、連接設(shè)備寫出來。梯形圖設(shè)計。梯形圖設(shè)計時要將控制設(shè)備可能發(fā)生的情況都考慮到，這樣無論控制設(shè)備發(fā)生何種故障，只要程序設(shè)計時考慮到了的，PLC都能作出報警、停機等反映。初設(shè)計好的梯形圖不一定就是正確的，要在PLC上調(diào)試，反復修改，直到最后合適。指令表將設(shè)計好的梯形圖轉(zhuǎn)化成指令。外部接線圖外部接線圖就是PLC是如何控制設(shè)備的原理圖。PLC的外部接線圖一般比較簡單，因為很多控制都在梯形圖中完成了。初學者往往認為PLC的外部接線圖較難設(shè)計，多練習畫外部接線圖就能解決這個問題。相關(guān)知識4．設(shè)計步驟控制要求用PLC控制電動機的運行，能實現(xiàn)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)的可逆運行。訓練要達到的目的1）掌握元件的自鎖、互鎖的設(shè)計方法。2）掌握過載保護的實現(xiàn)方法。3）掌握外部接線圖的設(shè)計方法，學會實際接線。任務(wù)實施用PLC實現(xiàn)對電動機正反轉(zhuǎn)的控制任務(wù)實施控制要求分析具有雙重互鎖的電動機正反轉(zhuǎn)控制，在電氣控制中，使用交流接觸器接線實現(xiàn)。如圖3-6所示。圖3-6具有雙重互鎖的電動機正反轉(zhuǎn)控制原理圖使用PLC控制時，各元件之間的邏輯關(guān)系不再通過接線實現(xiàn)，而是通過畫梯形圖表現(xiàn)圖3-6中的邏輯關(guān)系，PLC通過指令去實現(xiàn)，所以稱為程序邏輯。

任務(wù)實施實訓設(shè)備FX2N—64MR一臺。電路控制板（由空氣開關(guān)、交流接觸器、熱繼電器、熔斷器組成）一塊。0．5KW4極三相異步電動機一臺。

任務(wù)實施設(shè)計步驟1）I/O信號分配輸入／輸出信號分配如表3-1所示。表3-1輸入輸出信號分配表輸入（I）輸出（O）元件功能信號地址元件功能信號地址按鈕SB1電機正轉(zhuǎn)信號X0KM1控制電機正轉(zhuǎn)Y0按鈕SB2電機反轉(zhuǎn)信號X1KM2控制電機反轉(zhuǎn)Y1按鈕SB3電機停止信號X3FR1過載保護信號X2

任務(wù)實施2）可編程控制器的外部接線圖如圖3-7所示圖3-7電動機正反轉(zhuǎn)控制的PLC外部接線圖任務(wù)實施3）梯形圖及指令如圖3-8所示圖3-8PLC控制電動機正反轉(zhuǎn)梯形圖及指令表

任務(wù)實施程序講解1）停止信號、過載保護信號為什么使用常閉觸點控制？停止按鈕SB3、過載保護FR1使用常閉觸點，則使輸入繼電器X3、X2與公共點COM接通，梯形圖中的X3、X2的常開觸點將閉合。當給正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)啟動信號時，輸出繼電器Y0或Y1能正常輸出。在工業(yè)控制中，具有“停止”和“過載保護”等關(guān)系到安全保障功能的信號一般都應(yīng)使用常閉觸點，防止因不能及時發(fā)現(xiàn)斷線故障而失去作用。2）交流接觸器的線圈為什么要加電氣互鎖？電動機正反轉(zhuǎn)的主電路中，交流接觸器KM1和KM2的主觸點不能同時閉合，并且必須保證，一個接觸器的主觸點斷開以后，另一個接觸器的主觸點才能閉合。在PLC的輸出回路中，KM1的線圈和KM2的線圈之間必須加電氣互鎖。一是避免當交流接觸器主觸點熔焊在一起而不能斷開時，造成主回路短路