電器與PLC控制技術(shù) 課件 項(xiàng)目三（任務(wù)三（1）） 盤磨機(jī)系統(tǒng)控制編程

項(xiàng)目三認(rèn)識PLC的定時器、計數(shù)器及比較指令任務(wù)三盤磨機(jī)系統(tǒng)控制編程（一）

十二·五國家規(guī)劃教材——電器與PLC控制技術(shù)（第2版）機(jī)械工業(yè)出版社項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價項(xiàng)目三認(rèn)識PLC的定時器、計數(shù)器及比較指令項(xiàng)目概述項(xiàng)目七包含三個任務(wù)：任務(wù)一：電動機(jī)星三角降壓啟動控制編程任務(wù)二：鏈板輸送機(jī)（四節(jié)鏈板）順序啟停控制電路安裝與調(diào)試任務(wù)三：盤磨機(jī)系統(tǒng)控制編程（一）學(xué)習(xí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)難點(diǎn)項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價任務(wù)三盤磨機(jī)系統(tǒng)控制編程（一）項(xiàng)目概述學(xué)習(xí)重點(diǎn)：1.計數(shù)器的編程格式和工作原理；2.計數(shù)器的類型的選擇和預(yù)設(shè)值的設(shè)定3.計數(shù)器的編程應(yīng)用及驗(yàn)證。學(xué)習(xí)難點(diǎn)項(xiàng)目概述學(xué)習(xí)重點(diǎn)項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價項(xiàng)目概述學(xué)習(xí)難點(diǎn)：1.PLC計數(shù)器的選擇和預(yù)設(shè)值的設(shè)定。2.工程案例編程解析與實(shí)踐。學(xué)習(xí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)難點(diǎn)項(xiàng)目概述學(xué)習(xí)難點(diǎn)任務(wù)三盤磨機(jī)系統(tǒng)控制編程（一）項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價任務(wù)目標(biāo)知識目標(biāo)：數(shù)器的編程格式和工作原理；計數(shù)器的類型的選擇和預(yù)設(shè)值的設(shè)定；計數(shù)器的編程應(yīng)用。；能力目標(biāo)：掌握計數(shù)器指令編寫方法，編寫計數(shù)器應(yīng)用程序的梯形圖及工程案例編程解析與實(shí)踐；素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生從生活、生產(chǎn)入手，觀察學(xué)習(xí)。培養(yǎng)分析問題、思考問題、解決問題的能力，在學(xué)習(xí)中探索并發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)互助的精神。任務(wù)三盤磨機(jī)系統(tǒng)控制編程（一）項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價某工業(yè)盤磨機(jī)，由電動機(jī)M1拖動運(yùn)行。SB3-SB5為檔位選擇按鈕。按下啟動按鈕SB1后，若選擇A檔，則按下SB3，若選擇B檔，則按下SB4，以此類推。A檔運(yùn)行：電機(jī)以正轉(zhuǎn)20S，停10S，反轉(zhuǎn)20S，停10S為一個運(yùn)行周期，拖動盤磨機(jī)循環(huán)運(yùn)行，運(yùn)行30個周期后自動停止。B檔運(yùn)行：電機(jī)以正轉(zhuǎn)30S，停10S，反轉(zhuǎn)30S，停10S為一個運(yùn)行周期，拖動盤磨機(jī)循環(huán)運(yùn)行，運(yùn)行60個周期后自動停止。C檔運(yùn)行：電機(jī)以正轉(zhuǎn)40S，停10S，反轉(zhuǎn)40S，停10S為一個運(yùn)行周期，拖動盤磨機(jī)循環(huán)運(yùn)行，運(yùn)行90個周期后自動停止。任意時刻，按下停止按鈕SB2，盤磨機(jī)立即停止運(yùn)行，運(yùn)行檔位恢復(fù)到空檔，系統(tǒng)恢復(fù)初始狀態(tài)。任務(wù)描述任務(wù)目標(biāo)任務(wù)三盤磨機(jī)系統(tǒng)控制編程（一）項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價1.請根據(jù)工業(yè)盤磨機(jī)控制要求，設(shè)計電氣控制原理圖及PLC接線圖，編寫控制程序，并在相關(guān)設(shè)備上安裝調(diào)試系統(tǒng)。2.編寫PLC控制程序，并在PLC實(shí)訓(xùn)設(shè)備或YL—235A實(shí)訓(xùn)裝置上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)任務(wù)要求的功能。任務(wù)描述任務(wù)目標(biāo)任務(wù)三盤磨機(jī)系統(tǒng)控制編程（一）項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價任務(wù)分析電動機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行方式在生產(chǎn)中常常應(yīng)用于需要前后、左右、上下移動的生產(chǎn)機(jī)械的控制，如塔吊、超重機(jī)、電梯、升降操作平臺的上升與下降等?？勺冎芷诘目刂品绞?，可變周期是指相同的動作過程，但各個不同動作過程的時間發(fā)生改變的一種生產(chǎn)運(yùn)行方式。本節(jié)以用電動機(jī)拖動的工業(yè)盤的可變周期控制為例，學(xué)習(xí)可變周期的PLC控制編程與調(diào)試。從盤磨機(jī)工作任務(wù)分析來看，系統(tǒng)控制需要用五個控制按鈕來控制啟動、停止及檔位的選擇，控制對象為電動機(jī)主電路接觸器。系統(tǒng)啟動后需要進(jìn)行運(yùn)行檔位的選擇（可變周期控制選擇）才能開始按要求工作，當(dāng)按下停止按鈕時，系統(tǒng)停止工作并復(fù)位。通過分析編程中可采用計數(shù)器或定時器和相應(yīng)功能指令進(jìn)行控制編程，使程序簡潔、邏輯關(guān)系易于分析，所以可變周期的控制可以這一編程方法。任務(wù)三盤磨機(jī)系統(tǒng)控制編程（一）項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價一、PLC計數(shù)器（C)1.PLC計數(shù)器的用途PLC計數(shù)器的基本用途是計數(shù)。可以用于對產(chǎn)品的數(shù)量進(jìn)行計數(shù)和統(tǒng)計，也可以用于計量控制；也可以作為機(jī)械的動作計數(shù)。除了計數(shù)外，計數(shù)器可以方便地轉(zhuǎn)換為計時器，計數(shù)器不僅能用于對時鐘脈沖計數(shù)，還可以用于分頻、定時、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖和脈沖序列以及進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算等。如在計數(shù)器的計數(shù)輸入端輸入時基脈沖或由定時器震蕩產(chǎn)生的脈沖，計數(shù)器就成了計時器，編程中常用這類方法產(chǎn)生超長時間的計時脈沖或非標(biāo)準(zhǔn)時基的具體時長脈沖。在控制中，計數(shù)器還可以用作位置控制，當(dāng)運(yùn)動體位置變化等長距離發(fā)出一個脈沖時，脈沖計數(shù)乘以距離可以得到總的位置變化數(shù)量，所以，PLC中的計數(shù)器可以通過與其他元件的組合實(shí)現(xiàn)多種控制需要。知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三知識點(diǎn)四任務(wù)三盤磨機(jī)系統(tǒng)控制編程（一）項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價2.元件組成及格式采用C與十進(jìn)制數(shù)共同組成定時器地址編號，采用K與十進(jìn)制數(shù)共同組成定時器的計數(shù)設(shè)定值。如圖3-3-3a)所示。計數(shù)器的設(shè)定值除了可以用常數(shù)K直接設(shè)定，如K100。還可以通過指定數(shù)據(jù)寄存器的元件號來間接設(shè)定，如D10，如果D10的值為100，那么與設(shè)定K100是等效的,如圖3-3-4b)所示知識點(diǎn)一知識點(diǎn)三知識點(diǎn)三知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)四a）定時器元件組成及格式1b）定時器元件組成及格式2圖3-3-3定時器的格式任務(wù)三盤磨機(jī)系統(tǒng)控制編程（一）項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價知識點(diǎn)二知識點(diǎn)一知識點(diǎn)三知識點(diǎn)四3.計數(shù)器類型FX2N、FX3U系列PLC有256個計數(shù)器，其編號為C000～C255。FX2N、FX3U系列PLC中定時器時可分為通用計數(shù)器和高速計數(shù)器兩種類型，其中高速計數(shù)器在特定場合才會使用。按設(shè)定值寄存器的不同可分16位計數(shù)器和32位計數(shù)器；按是否具備斷電保持功能可分為和為通用型和積算型計數(shù)器。常用的計數(shù)器有如下5類。1）16位通用遞增計數(shù)器C0～C99，共100點(diǎn)，設(shè)定值：1～32767，16位是指其設(shè)定值寄存器為16位。2）16位積算型加計數(shù)器C100～C199，共100點(diǎn)，設(shè)定值：1～32767。任務(wù)三盤磨機(jī)系統(tǒng)控制編程（一）項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價知識點(diǎn)二知識點(diǎn)一知識點(diǎn)三知識點(diǎn)四3.計數(shù)器類型常用的計數(shù)器有如下5類。3）32位通用加/減雙向計數(shù)器C200～C219，共20點(diǎn)，設(shè)定值：-2147483648～+2147483647。4）停電保持加/減雙向計數(shù)器：C220～C234共15點(diǎn)，設(shè)定值：-2147483648～+2147483647。加/減的方向控制方法：C220～C234加/減雙向計數(shù)器的計數(shù)方向由特殊輔助繼電器M8220～M8234設(shè)定，對應(yīng)的特殊輔助繼電器為ON時，為減計數(shù)器，反之為加計數(shù)器。任務(wù)三盤磨機(jī)系統(tǒng)控制編程（一）項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價知識點(diǎn)二知識點(diǎn)一知識點(diǎn)三知識點(diǎn)四3.計數(shù)器類型常用的計數(shù)器有如下5類。5）4.高速計數(shù)器三菱PLCFX3UC高速計數(shù)器(C235~C255)也是計數(shù)器的一種，在本節(jié)課程中不作詳細(xì)講解。任務(wù)三盤磨機(jī)系統(tǒng)控制編程（一）項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價知識點(diǎn)二知識點(diǎn)一知識點(diǎn)四知識點(diǎn)三二、計數(shù)器的工作原理計數(shù)器是在執(zhí)行掃描操作時對內(nèi)部器件（如X、Y、M、S、T和C）的信號脈沖進(jìn)行計數(shù)的計數(shù)器，其接通時間和斷開時間比PLC的掃描周期稍長。當(dāng)所計脈沖個數(shù)達(dá)到設(shè)定值時，被控制的觸點(diǎn)動作。計數(shù)器可提供無限對動合（常開）動斷（常閉）延時觸點(diǎn)。（1）通用遞增計數(shù)器的工作過程如圖3-3-6a）所示，表示了遞加計數(shù)器的動作過程。X0是計數(shù)輸入，每當(dāng)XO接通一次，計數(shù)器當(dāng)前值加1。當(dāng)XO接通5次時，計數(shù)器的當(dāng)前值為5時，計數(shù)器CO的接點(diǎn)接通，Y0輸出。之后即使輸入X0接通次婁再增加，計數(shù)器的當(dāng)前值也保持不變。當(dāng)復(fù)位輸入X1接通時，執(zhí)行RST復(fù)位指令，計數(shù)器當(dāng)前值復(fù)位為0，輸出接點(diǎn)也斷開。對應(yīng)程序的時序圖如圖3-3-6b）所示，任務(wù)三盤磨機(jī)系統(tǒng)控制編程（一）項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價知識點(diǎn)二知識點(diǎn)一知識點(diǎn)四知識點(diǎn)三PLC計數(shù)器的典型應(yīng)用1.基于計數(shù)器的延時控制應(yīng)用計數(shù)器通過與其他元件的組合也可以作為定時器使用，只要提供一個時鐘脈沖信號作為計數(shù)器的計數(shù)輸入信號，計數(shù)器就可以實(shí)現(xiàn)定時功能，時鐘脈沖信號的周期與計數(shù)器的設(shè)定值相乘就是定時時間。時鐘脈沖信號，可以由PLC內(nèi)部特殊繼電器產(chǎn)生（如FX系列PLC的M8011、M8012、M8013和M8014等），也可以由連續(xù)脈沖發(fā)生程序產(chǎn)生，還可以由PLC外部時鐘電路產(chǎn)生。任務(wù)三盤磨機(jī)系統(tǒng)控制編程（一）項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價知識點(diǎn)二知識點(diǎn)一知識點(diǎn)四知識點(diǎn)三如圖3-3-8所示為采用計數(shù)器實(shí)現(xiàn)延時的程序，由M8012產(chǎn)生周期為0.1s時鐘脈沖信號。當(dāng)啟動信號X15閉合時，M2得電并自鎖，M8012時鐘脈沖加到C0的計數(shù)輸入端。當(dāng)C0累計到18000個脈沖時，計數(shù)器C0動作，C0常開觸點(diǎn)閉合，Y5線圈接通，Y5的觸點(diǎn)動作。從X15閉合到Y(jié)5動作的延時時間為18000×0.1＝1800s。延時誤差和精度主要由時鐘脈沖信號的周期決定，要提高定時精度，就必須用周期更短的時鐘脈沖作為計數(shù)信號。時控制應(yīng)用程序a）計數(shù)器的延時控制應(yīng)用梯形圖程序b）計數(shù)器的延時控制應(yīng)用時序圖圖3-3-8計數(shù)器的延控制應(yīng)用程序任務(wù)三盤磨機(jī)系統(tǒng)控制編程（一）項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價知識點(diǎn)二知識點(diǎn)一知識點(diǎn)四知識點(diǎn)三2.計數(shù)器的最大延時控制應(yīng)用延時程序最大延時時間受計數(shù)器的最大計數(shù)值和時鐘脈沖的周期限制，如圖5-11所示計數(shù)器C0的最大計數(shù)值為32767，所以最大延時時間為：32767×0.1＝3276.7s。要增大延時時間，可以增大時鐘脈沖的周期，但這又使定時精度下降。為獲得更長時間的延時，同時又能保證定時精度，可采用兩級或多級計數(shù)器串級計數(shù)。如圖3-3-9所示為采用兩級計數(shù)器串級計數(shù)延時的一個例子。圖中由C0構(gòu)成一個1800s（30min）的定時器，其常開觸點(diǎn)每隔30min閉合一個掃描周期。這是因?yàn)镃0的復(fù)位輸入端并聯(lián)了一個C0常開觸點(diǎn)，當(dāng)C0累計到18000個脈沖時，計數(shù)器C0動作，C0常開觸點(diǎn)閉合，C0復(fù)位，C0計數(shù)器動作一個掃描周期后又開始計數(shù)，使C0輸出一個周期為30min、脈寬為一個掃描周期的時鐘脈沖。C0的另一個常開觸點(diǎn)作為C1的計數(shù)輸入，當(dāng)C0常開觸點(diǎn)接通一次，C1輸入一個計數(shù)脈沖，當(dāng)C1計數(shù)脈沖累計到10個時，計數(shù)器C1動作，C1常開觸點(diǎn)閉合，使Y5線圈接通，Y5觸點(diǎn)動作。從X15閉合，到Y(jié)5動作，其延時時間為18000×0.1×10＝18000s（5h）。計數(shù)器C0和C1串級后，最大的延時時間可達(dá)：32767×0.1×32767s＝29824.34h＝1242.68天。任務(wù)三盤磨機(jī)系統(tǒng)控制編程（一）項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價知識點(diǎn)二知識點(diǎn)一知識點(diǎn)四知識點(diǎn)三圖3-3-9計數(shù)器的最大延時控制應(yīng)用（兩個計數(shù)器的延時程序）任務(wù)三盤磨機(jī)系統(tǒng)控制編程（一）項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價知識點(diǎn)二知識點(diǎn)一知識點(diǎn)四知識點(diǎn)三a）通用遞增計數(shù)器梯形圖b）通用遞增計數(shù)器時序圖圖3-3-6通用遞增計數(shù)器任務(wù)三盤磨機(jī)系統(tǒng)控制編程（一）項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價（一）在實(shí)訓(xùn)設(shè)備上或仿真軟件驗(yàn)證圖3-3-6通用遞增計數(shù)器程序，觀察程序運(yùn)行過程和結(jié)果觀察要點(diǎn)：1、通過軟件的監(jiān)控功能觀察X0接通第幾次時Y0置ON2、通過軟件的監(jiān)控功能觀察X0接通次數(shù)小于5的任意次數(shù)時，X1接通后時C0的當(dāng)前值如何變化。3、通過軟件的監(jiān)控功能觀察X0接通次數(shù)大于5時，X1接通后時C0的當(dāng)前值如何變化，Y0如何變化。任務(wù)實(shí)施五、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價任務(wù)三盤磨機(jī)系統(tǒng)控制編程（一）項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價（二）用PLC實(shí)訓(xùn)設(shè)備觀察圖3-3-8計數(shù)器的延時控制應(yīng)