《電氣控制與PLC》任務(wù)5.2 可編程控制器程序設(shè)計(jì)

?電氣控制與PLC?任務(wù)5.2可編程控制器程序設(shè)計(jì) 5.2.1可編程控制器的工作原理工作方式——集中輸入、集中輸出，周期性循環(huán)掃描的方式進(jìn)行工作的。工作過(guò)程——上電處理、掃描過(guò)程、出錯(cuò)處理〔自診斷〕幾個(gè)階段。PLC的掃描過(guò)程： 輸入采樣階段 程序執(zhí)行階段 輸出刷新階段圖5-19掃描過(guò)程圖5-20

掃描周期操作模式:運(yùn)行〔RUN〕狀態(tài)——運(yùn)行狀態(tài)是執(zhí)行應(yīng)用程序的狀態(tài)停止〔STOP〕狀態(tài)——停止?fàn)顟B(tài)一般用于程序的編制和修改，不執(zhí)行用戶(hù)程序 〔1〕組成器件不同 繼電器控制系統(tǒng)由硬件組成，而梯形圖由“軟繼電器〞組成。是存儲(chǔ)器的觸發(fā)器，其“通〞和“斷〞狀態(tài)是觸發(fā)器置“0〞置“1〞狀態(tài)，不存在電弧、磨損和接觸不良等故障?！?〕觸點(diǎn)數(shù)量不同硬繼電器觸點(diǎn)數(shù)量有限，“軟繼電器〞觸點(diǎn)數(shù)是無(wú)限的?！?〕控制方法不同繼電器控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)邏輯和連鎖關(guān)系通過(guò)硬接線(xiàn)來(lái)解決的。而PLC是通過(guò)梯形圖即軟件編程解決的?！?〕工作方式不同繼電器控制系統(tǒng)采用硬邏輯并行運(yùn)行的方式，如果某個(gè)繼電器的線(xiàn)圈通電或斷電，該繼電器的所有觸點(diǎn)都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作，無(wú)論該觸點(diǎn)在控制系統(tǒng)的哪個(gè)位置，PLC的CPU那么采用順序邏輯掃描用戶(hù)程序的運(yùn)行方式〔串行〕，如果一個(gè)輸出線(xiàn)圈和邏輯線(xiàn)圈被接通或斷開(kāi)，該線(xiàn)圈的所有觸點(diǎn)不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。5.2.3語(yǔ)句表語(yǔ)言語(yǔ)句表程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是用布爾助記符來(lái)描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,語(yǔ)句表設(shè)計(jì)語(yǔ)言是由助記符和操作數(shù)構(gòu)成的。圖5-24梯形圖網(wǎng)絡(luò)1ANT37TONT37,+50網(wǎng)絡(luò)2

順序功能圖常用來(lái)編制復(fù)雜的順序控制類(lèi)程序，這種程序也為調(diào)試、試運(yùn)行帶來(lái)許多方便。它包含步、動(dòng)作和轉(zhuǎn)換三個(gè)要素。先把一個(gè)復(fù)雜的控制過(guò)程分解為一些小的工作狀態(tài)，即劃分為假設(shè)干個(gè)順序出現(xiàn)的步，步中包含控制輸出的動(dòng)作，根據(jù)一步到另一步的轉(zhuǎn)換條件，再依照一定的順序控制要求連接成整體的控制程序。圖5-25步進(jìn)圖2-26功能塊

1.邏輯取〔裝載〕及線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)指令LD/LDN，=〔1〕指令功能LD〔load〕：常開(kāi)觸點(diǎn)邏輯運(yùn)算的開(kāi)始。對(duì)應(yīng)梯形圖那么為在左側(cè)母線(xiàn)或線(xiàn)路分支點(diǎn)處初始裝載一個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)。LDN〔loadnot〕：常閉觸點(diǎn)邏輯運(yùn)算的開(kāi)始〔即對(duì)操作數(shù)的狀態(tài)取反〕，對(duì)應(yīng)梯形圖那么為在左側(cè)母線(xiàn)或線(xiàn)路分支點(diǎn)處初始裝載一個(gè)常閉觸點(diǎn)。=〔OUT〕：輸出指令，表示對(duì)存儲(chǔ)器賦值的指令，對(duì)應(yīng)梯形圖那么為線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)。對(duì)同一元件只能使用一次?！?〕指令格式圖5-27網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)1LD

I0.0//裝載常開(kāi)觸點(diǎn)=Q0.0

//輸出線(xiàn)圈網(wǎng)絡(luò)2LDN

I0.0//裝載常閉觸點(diǎn)=M0.0

//輸出線(xiàn)圈說(shuō)明：①觸點(diǎn)代表CPU對(duì)存儲(chǔ)器的讀操作，常開(kāi)觸點(diǎn)和存儲(chǔ)器的位狀態(tài)一致，常閉觸點(diǎn)和存儲(chǔ)器的位狀態(tài)相反。用戶(hù)程序中同一觸點(diǎn)可使用無(wú)數(shù)次。圖5-28觸點(diǎn)②線(xiàn)圈代表CPU對(duì)存儲(chǔ)器的寫(xiě)操作，用戶(hù)程序中，同一操作數(shù)的線(xiàn)圈只能使用一次。圖5-29線(xiàn)圈0③LD/LDN、“=〞指令使用說(shuō)明LD,LDN指令用于與輸入公共母線(xiàn)(輸入母線(xiàn))相聯(lián)的觸點(diǎn),也可與OLD,ALD指令配合使用于分支回路的開(kāi)頭?！?〞指令用于Q,M,SM,T,C,V,S。但不能用于I。輸出端不帶負(fù)載時(shí)，控制線(xiàn)圈應(yīng)使用M或其它。盡可能不要使用Q。“=〞指令可以并聯(lián)使用任意次,但不能串聯(lián)。圖5-30梯形圖LD

LD,LDN的操作數(shù):I,Q,M,SM,T,C,V,S?！?〞(OUT)的操作數(shù):Q,M,SM,T,C,V,S。圖5-31梯形圖輸出線(xiàn)圈不能串聯(lián)2.觸點(diǎn)串聯(lián)指令A(yù)〔And〕、AN〔Andnot〕〔1〕指令功能A(And)：與操作，在梯形圖中表示串聯(lián)連接單個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)。AN〔Andnot〕：與非操作，在梯形圖中表示串聯(lián)連接單個(gè)常閉觸點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)1LDI0.0//裝載常開(kāi)觸點(diǎn)AM0.0//與常開(kāi)觸點(diǎn)=Q0.0//輸出線(xiàn)圈網(wǎng)絡(luò)2LDQ0.0//裝載常開(kāi)觸點(diǎn)ANI0.1//與常閉觸點(diǎn)=M0.0//輸出線(xiàn)圈AT37//與常開(kāi)觸點(diǎn)=Q0.1//輸出線(xiàn)圈〔2〕指令格式如網(wǎng)絡(luò)2所示；圖5-32網(wǎng)絡(luò) 〔3〕A/AN指令使用說(shuō)明；AN是單個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令，可連續(xù)使用。AT37ANT38假設(shè)要串聯(lián)多個(gè)接點(diǎn)組合回路時(shí)，必須使用ALD指令圖5-33梯形圖圖5-33梯形圖假設(shè)按正確次序編程〔即輸入：“左重右輕、上重下輕〞；輸出：上輕下重〕，可以反復(fù)使用“=〞指令。如下圖。但假設(shè)按圖所示的編程次序，就不能連續(xù)使用“=〞指令。圖5-35梯形圖AT37圖5-36梯形圖?A/AN的操作數(shù)：I、Q、M、SM、T、C、V、S。 3.觸點(diǎn)并聯(lián)指令：O〔Or〕/ON〔Ornot〕 〔1〕指令功能O：或操作，在梯形圖中表示并聯(lián)連接一個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)。ON：或非操作，在梯形圖中表示并聯(lián)連接一個(gè)常閉觸點(diǎn)?！?〕指令格式如圖5-37所示。圖5-37梯形圖網(wǎng)絡(luò)1網(wǎng)絡(luò)2〔3〕O/ON指令使用說(shuō)明O/ON指令可作為并聯(lián)一個(gè)觸點(diǎn)指令，緊接在LD/LDN指令之后用，即對(duì)其前面的LD/LDN指令所規(guī)定的觸點(diǎn)并聯(lián)一個(gè)觸點(diǎn)，可以連續(xù)使用。假設(shè)要并聯(lián)連接兩個(gè)以上觸點(diǎn)的串聯(lián)回路時(shí)，須采用OLD指令。ON操作數(shù)：I、Q、M、SM、V、S、T、C。4.電路塊的串聯(lián)指令A(yù)LD〔1〕指令功能ALD：塊“與〞操作，用于串聯(lián)連接多個(gè)并聯(lián)電路組成的電路塊。 〔2〕指令格式如圖5-38所示。圖5-38梯形圖LDI1.0//裝入常開(kāi)觸點(diǎn)OI1.1//或常開(kāi)觸點(diǎn)LDI1.2//裝入常開(kāi)觸點(diǎn)OI1.3//或常開(kāi)觸點(diǎn)ALD//塊與操作=Q0.0//輸出線(xiàn)圈〔3〕ALD指令使用說(shuō)明并聯(lián)電路塊與前面電路串聯(lián)連接時(shí)，使用ALD指令。分支的起點(diǎn)用LD/LDN指令，并聯(lián)電路結(jié)束后使用ALD指令與前面電路串聯(lián)?？梢皂槾问褂肁LD指令串聯(lián)多個(gè)并聯(lián)電路塊，支路數(shù)量沒(méi)有限制。ALD指令無(wú)操作數(shù)。如圖5-39所示。圖5-39梯形圖LD

ON

LD

O

ALDLD

O

ALD=

5.電路塊的并聯(lián)指令OLD〔1〕指令功能OLD：塊“或〞操作，用于并聯(lián)連接多個(gè)串聯(lián)電路組成的電路塊。 〔2〕指令格式如圖5-40所示。圖5-40梯形圖LD

I0.0//裝入常開(kāi)觸點(diǎn)AI0.1//與常開(kāi)觸點(diǎn)LD

I0.2//裝入常開(kāi)觸點(diǎn)A

I0.3//與常開(kāi)觸點(diǎn)OLD

//塊或操作LDN

I0.4//裝入常閉觸點(diǎn)AI0.5//與常開(kāi)觸點(diǎn)OLD

//塊或操作=Q0.0

//輸出線(xiàn)圈〔3〕OLD指令使用說(shuō)明并聯(lián)連接幾個(gè)串聯(lián)支路時(shí)，其支路的起點(diǎn)以L(fǎng)D、LDN開(kāi)始，并聯(lián)結(jié)束后用OLD?？梢皂槾问褂肙LD指令并聯(lián)多個(gè)串聯(lián)電路塊，支路數(shù)量沒(méi)有限制。ALD指令無(wú)操作數(shù)?！纠?-2-1】根據(jù)圖5-41所示梯形圖，寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的語(yǔ)句表。圖5-41梯形圖OLDALD 【例5-2-2】：起動(dòng)保持停止電路〔起保停電路〕LD

AN

圖5-42梯形圖圖5-43波形圖圖5-44接線(xiàn)圖如果把停止按鈕換為常閉按鈕，同樣完成“起保停〞的控制功能，將如修改梯形圖？圖5-45梯形圖圖5-46接線(xiàn)圖每一個(gè)傳感器或開(kāi)關(guān)輸入對(duì)應(yīng)一個(gè)PLC確定的輸入點(diǎn)，每一個(gè)負(fù)載對(duì)應(yīng)PLC一個(gè)確定的輸出點(diǎn)。外部按鈕一般用常開(kāi)按鈕。6.邏輯堆棧的操作S7-200系列采用模擬棧的結(jié)構(gòu)，用于保存邏輯運(yùn)算結(jié)果及斷點(diǎn)的地址，稱(chēng)為邏輯堆棧。〔1〕指令的功能圖5-47進(jìn)出棧 〔2〕梯形圖如圖5-48所示。圖5-48梯形圖LDI0.0//裝載常開(kāi)觸點(diǎn)LPS//壓入堆棧LDI0.1//裝載常開(kāi)觸點(diǎn)OI0.2//或常開(kāi)觸點(diǎn)ALD//塊與操作=Q0.0//輸出線(xiàn)圈LRD//讀棧LDI0.3//裝載常開(kāi)觸點(diǎn)OI0.4//或常開(kāi)觸點(diǎn)ALD

//塊與操作=Q0.1//輸出線(xiàn)圈LPP//出棧AI0.5//與常開(kāi)觸點(diǎn)=Q0.2//輸出線(xiàn)圈〔3〕指令使用說(shuō)明邏輯堆棧指令可以嵌套使用，最多為9層。為保證程序地址指針不發(fā)生錯(cuò)誤，入棧指令LPS和出棧指令LPP必須成對(duì)使用，最后一次讀棧操作應(yīng)使用出棧指令LPP。堆棧指令沒(méi)有操作數(shù)?！纠?-2-3】將圖5-49所示梯形圖轉(zhuǎn)換成語(yǔ)句表。圖5-49梯形圖LPSLRDLPSLPPLPP7.置位/復(fù)位指令：S/R置位指令S：使能輸入有效后從起始位S-bit開(kāi)始的N個(gè)位置“1〞并保持。復(fù)位指令R：使能輸入有效后從起始位S-bit開(kāi)始的N個(gè)位清“0〞并保持。表5－4網(wǎng)絡(luò)1SQ0.0,1網(wǎng)絡(luò)4RQ0.0,1圖5-50梯形圖和波形圖 指令試用說(shuō)明： ?對(duì)同一元件(同一存放器的位)可以屢次使用S/R指令(與“=〞指令不同)。?由于是掃描工作方式，當(dāng)置位、復(fù)位指令同時(shí)有效時(shí)，寫(xiě)在后面的指令具有優(yōu)先權(quán)。?操作數(shù)N為：VB,IB,QB,MB,SMB,SB,LB,AC,常量,*VD,*AC,*LD。取值范圍為：0～255。數(shù)據(jù)類(lèi)型為：字節(jié)。?操作數(shù)S-bit為：Q,M,SM,T,C,V,S,L 。數(shù)據(jù)類(lèi)型為：布爾。?置位復(fù)位指令通常成對(duì)使用，也可以單獨(dú)使用或與指令盒配合使用?！纠?-2-4】圖5-52所示的置位、復(fù)位指令應(yīng)用舉例及時(shí)序分析。圖5-51置位、復(fù)位指令SQ0.1,1RQ0.2,28.脈沖生成指令EU/ED〔1〕指令功能EU指令：在EU指令前的邏輯運(yùn)算結(jié)果有一個(gè)上升沿時(shí)〔由OFF→ON〕產(chǎn)生一個(gè)寬度為一個(gè)掃描周期的脈沖，驅(qū)動(dòng)后面的輸出線(xiàn)圈。ED指令：在ED指令前有一個(gè)下降沿時(shí)產(chǎn)生一個(gè)寬度為一個(gè)掃描周期的脈沖，驅(qū)動(dòng)其后線(xiàn)圈。〔2〕指令格式如表5-5所示，表5-5

網(wǎng)絡(luò)1LDI0.0

//裝入常開(kāi)觸點(diǎn)EU

//正跳變=M0.0

//輸出網(wǎng)絡(luò)2LDM0.0

//裝入SQ0.0,1

//輸出置位網(wǎng)絡(luò)3LDI0.1

//裝入ED

//負(fù)跳變=M0.1