《可編程控制器應(yīng)用》課件-項目二 基本邏輯指令及其應(yīng)用 任務(wù)三

可編程序控制器及其應(yīng)用項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用

任務(wù)三計數(shù)器項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用實(shí)訓(xùn)4電動機(jī)的簡單控制實(shí)訓(xùn)5數(shù)碼管循環(huán)點(diǎn)亮的PLC控制實(shí)訓(xùn)6天塔之光實(shí)訓(xùn)7彩燈循環(huán)點(diǎn)亮的PLC控制實(shí)訓(xùn)8電動機(jī)循環(huán)正反轉(zhuǎn)的PLC控制實(shí)訓(xùn)10電動機(jī)Y/△起動的PLC控制任務(wù)一基本指令介紹任務(wù)二定時器任務(wù)三計數(shù)器實(shí)訓(xùn)9電動機(jī)正反轉(zhuǎn)能耗制動的PLC控制知識目標(biāo)

1、了解計數(shù)器的基本知識。

2、掌握計數(shù)器的應(yīng)用。

3、進(jìn)一步學(xué)習(xí)PLC基本邏輯指令的應(yīng)用。能力目標(biāo)

1、學(xué)會計數(shù)控制程序的編程

2、掌握PLC控制電路的接線及程序的調(diào)試。

3、進(jìn)一步熟悉PLC的應(yīng)用。情感目標(biāo)

1、培養(yǎng)學(xué)生小組合作團(tuán)隊協(xié)作的能力。

2、養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作習(xí)慣。

3、鍛煉學(xué)生的溝通表達(dá)能力學(xué)習(xí)重點(diǎn)。

4、培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力。任務(wù)三計數(shù)器項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用一、本任務(wù)主要學(xué)習(xí)空調(diào)水泵控制程序的編寫，掌握計數(shù)器的有關(guān)知識和應(yīng)用，進(jìn)一步掌握PLC程序設(shè)計的方法。二、隨本節(jié)設(shè)計空調(diào)水泵的自動編程程序，通過對計數(shù)器和定時器的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)以下控制：

1、水泵電動機(jī)采用星三角減壓啟動控制。

2、具有自動控制功能，早晨8:00啟動，晚上11:00停止。

3、具有自保護(hù)功能，0.5h內(nèi)不能連續(xù)啟動三次。如果滿三次則系統(tǒng)停止，等待0.5h后才能重新啟動運(yùn)行。

任務(wù)分析任務(wù)三計數(shù)器項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用一、計數(shù)器C

表2－15FX1N系列的計數(shù)器FX1N系列的計數(shù)器如表2－15所示，它分內(nèi)部信號計數(shù)器（簡稱內(nèi)部計數(shù)器）和外部高速計數(shù)器（簡稱高速計數(shù)器）。

任務(wù)三計數(shù)器PLCFX1N16位通用計數(shù)器100（C0～C99）16位電池后備/鎖存計數(shù)器100（C100～C199）32位通用雙向計數(shù)器20（C200～C219）32位電池后備/鎖存雙向計數(shù)器15（C220～C234）高速計數(shù)器21（C235～C255）項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用1.1內(nèi)部計數(shù)器

內(nèi)部計數(shù)器是用來對PLC的內(nèi)部組件（X、Y、M、S、T和C）提供的信號進(jìn)行計數(shù)。計數(shù)脈沖為ON或OFF的持續(xù)時間，應(yīng)大于PLC的掃描周期，其響應(yīng)速度通常小于數(shù)十赫茲。內(nèi)部計數(shù)器按位數(shù)可分為16位加計數(shù)器、32位雙向計數(shù)器，按功能可分為通用型和電池后備／鎖存型。任務(wù)三計數(shù)器項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用1.1.116位加計數(shù)器16位加計數(shù)器的設(shè)定值范圍為l～32767。圖2—40給出了加計數(shù)器的工作過程，

任務(wù)三計數(shù)器圖2－4016位加計數(shù)器的工作過程項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用1.1.116位加計數(shù)器

圖中X10的常開觸點(diǎn)接通后，C0被復(fù)位，它對應(yīng)的位存儲單元被置0，它的常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)接通，同時其計數(shù)當(dāng)前值被置為0。X11用來提供計數(shù)輸入信號，當(dāng)計數(shù)器的復(fù)位輸入電路斷開，計數(shù)輸入電路由斷開變?yōu)榻油ǎ从嫈?shù)脈沖的上升沿）時，計數(shù)器的當(dāng)前值加1，在5個計數(shù)脈沖之后，C0的當(dāng)前值等于設(shè)定值5，它對應(yīng)的位存儲單元的內(nèi)容被置1，其常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開。再來計數(shù)脈沖時當(dāng)前值不變，直到復(fù)位輸入電路接通，計數(shù)器的當(dāng)前值被置為0。具有電池后備／鎖存功能的計數(shù)器在電源斷電時可保持其狀態(tài)信息，重新送電后能立即按斷電時的狀態(tài)恢復(fù)工作。任務(wù)三計數(shù)器項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用1.1.232位雙向計數(shù)器32位雙向計數(shù)器的設(shè)定值范圍為-2147483648～＋2147483647，其加／減計數(shù)方式由特殊輔助繼電器M8200～M8234設(shè)定，對應(yīng)的特殊輔助繼電器為ON時，為減計數(shù)，反之為加計數(shù),如圖2-41。

任務(wù)三計數(shù)器圖2-41加/減計數(shù)器項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用1.1.232位雙向計數(shù)器32位雙向計數(shù)器的設(shè)定值除了可由常數(shù)K設(shè)定外，還可以通過指定數(shù)據(jù)寄存器來設(shè)定，32位設(shè)定值存放在組件號相連的兩個數(shù)據(jù)寄存器中。如果指定的是D0，則設(shè)定值存放在D1和D0中。圖2－41中C200的設(shè)定值為5，當(dāng)X12斷開時，M8200為OFF，此時C200為加計數(shù)，若計數(shù)器的當(dāng)前值由4到5，計數(shù)器的輸出觸點(diǎn)ON，當(dāng)前值為5時，輸出觸點(diǎn)仍為ON；當(dāng)X12接通時，M8200為ON，此時C200為減計數(shù)，若計數(shù)器的當(dāng)前值由5到4時，輸出觸點(diǎn)OFF，當(dāng)前值為4時，輸出觸點(diǎn)仍為OFF。任務(wù)三計數(shù)器項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用1.1.232位雙向計數(shù)器

計數(shù)器的當(dāng)前值在最大值2147483647加1時，將變?yōu)樽钚≈?2147483648，類似地，當(dāng)前值為-2147483648減1時，將變?yōu)樽畲笾?147483647，這種計數(shù)器稱為“環(huán)形計數(shù)器”。圖3-10中復(fù)位輸入X13的常開觸點(diǎn)接通時，C200被復(fù)位，其常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)接通，當(dāng)前值被置為0。如果使用電池后備/鎖存計數(shù)器，在電源中斷時，計數(shù)器停止計數(shù)，并保持計數(shù)當(dāng)前值不變，電源再次接通后，在當(dāng)前值的基礎(chǔ)上繼續(xù)計數(shù)，因此電池后備/鎖存計數(shù)器可累計計數(shù)。任務(wù)三計數(shù)器項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用1.2高速計數(shù)器

高速計數(shù)器均為32位加減計數(shù)器。但適用高速計數(shù)器輸入的PLC輸入端只有6個X0～X5，如果這6個輸入端中的一個已被某個高速計數(shù)器占用，它就不能再用于其它高速計數(shù)器（或其它用途）。也就是說，由于只有6個高速計數(shù)輸入端，最多只能有6個高速計數(shù)器同時工作。高速計數(shù)器的選擇并不是任意的，它取決于所需計數(shù)器的類型及高速輸入端子，高速計數(shù)器的類型如下：單相無起動/復(fù)位端子高速計數(shù)器C235～C240；單相帶起動/復(fù)位端子高速計數(shù)器C241～C245；單相雙輸入（雙向）高速計數(shù)器C246～C250；雙相輸入（A－B相型）高速計數(shù)器C251～C255。

任務(wù)三計數(shù)器項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用1.2高速計數(shù)器

不同類型的高速計數(shù)器可以同時使用，但是它們的高速計數(shù)器輸入點(diǎn)不能沖突。高速計數(shù)器的運(yùn)行建立在中斷的基礎(chǔ)上，這意味著事件的觸發(fā)與掃描時間無關(guān)。在對外部高速脈沖計數(shù)時，梯形圖中高速計數(shù)器的線圈應(yīng)一直通電，以表示與它有關(guān)的輸入點(diǎn)己被使用，其它高速計數(shù)器的處理不能與它沖突。全部高速計數(shù)器見下頁表2—16所示。任務(wù)三計數(shù)器項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用1.2高速計數(shù)器

任務(wù)三計數(shù)器表2-16高速計數(shù)器項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用1.3計數(shù)頻率

計數(shù)器最高計數(shù)頻率受兩個因素限制。一是各個輸入端的響應(yīng)速度，主要是受硬件的限制；二是全部高速計數(shù)器的處理時間，這是高速計數(shù)器計數(shù)頻率受限制的主要因素。因為高速計數(shù)器操作是采用中斷方式，故計數(shù)器用得越少，則可計數(shù)頻率就高。如果某些計數(shù)器用比較低的頻率計數(shù)，則其它計數(shù)器可用較高的頻率計數(shù)。任務(wù)三計數(shù)器項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用1.3計數(shù)頻率

圖2—42所示為一相一計數(shù)輸入高速讀數(shù)器。

任務(wù)三計數(shù)器項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用1.3計數(shù)頻率

圖2—42（a）中的C235只有一個計數(shù)輸入X0，當(dāng)X10閉合時M8235得電，C235為減計數(shù)方式，反之為加計數(shù)方式。當(dāng)X12閉合時，C235對計數(shù)輸入X0的脈沖進(jìn)行計數(shù)，和32位內(nèi)部計數(shù)器一樣，在加計數(shù)方式下，當(dāng)計數(shù)值大于等于設(shè)定值時，C235接點(diǎn)動作。當(dāng)X11閉合時，C235復(fù)位。圖2—42（b）中C245計數(shù)器與C235不同的是有規(guī)定的復(fù)位、啟動輸入。任務(wù)三計數(shù)器項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用1.4計數(shù)器C的應(yīng)用

計數(shù)器C的應(yīng)用（如圖2－43所示）任務(wù)三計數(shù)器圖2-43計數(shù)器C的應(yīng)用梯形圖及時序圖項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用1.4計數(shù)器C的應(yīng)用

X3使計數(shù)器CO復(fù)位，CO對X4輸入的脈沖計數(shù)，輸入的脈沖數(shù)達(dá)到6個時，計數(shù)器CO的常開觸點(diǎn)閉合，YO得電動作。X3動作時，CO復(fù)位，YO失電。

任務(wù)三計數(shù)器項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用二、指令應(yīng)用

編程思路：根據(jù)空調(diào)水泵的控制要求，將程序劃分為手動控制和自動控制程序，自動控制程序又分為自動啟?？刂瞥绦颍ㄩL時間定時程序）和自保護(hù)程序。首先練習(xí)長時間定時程序的編寫，然后練習(xí)自保護(hù)程序的編寫。任務(wù)三計數(shù)器項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用2.11h定時程序1、用計數(shù)器實(shí)現(xiàn)1h定時程序定時控制程序梯形圖，如圖2—44所示，其中X1為啟動按鈕，X3為停止按鈕。任務(wù)三計數(shù)器圖2-44定時控制程序梯形圖項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用2.11h定時程序2、用M8014和計數(shù)器配合實(shí)現(xiàn)1h定時程序以M8014作為分時鐘脈沖的1h定時程序如圖2—45所示。

任務(wù)三計數(shù)器圖2-45以M8014作為分時鐘脈沖的1h定時程序項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用2.2

24h時鐘程序

如圖2—46所示。是計數(shù)器的復(fù)位程序應(yīng)該放在計數(shù)程序的上面。

任務(wù)三計數(shù)器圖2-4624h時鐘程序項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用2.3

自動控制早8:00啟動和晚上11:00停止。1、用計數(shù)器實(shí)現(xiàn)自動控制程序，如圖2—47所示。

任務(wù)三計數(shù)器項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用2.3

自動控制早8:00啟動和晚上11:00停止。2、用比較指令實(shí)現(xiàn)自動控制程序，如圖2—48所示

。

任務(wù)三計數(shù)器項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用2.4

0.5h內(nèi)不能連續(xù)啟停三次0.5h內(nèi)不能連續(xù)啟停三次的控制程序如圖2—49所示。任務(wù)三計數(shù)器項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用2.5

完整程序

空調(diào)水泵的完整控制程序如圖2—50所示

任務(wù)三計數(shù)器項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用任務(wù)三計數(shù)器圖2-50空調(diào)水泵的完整控制程序項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用三、擴(kuò)展應(yīng)用

設(shè)計一個報警器，要求當(dāng)條件X1=ON滿足時，蜂鳴器鳴叫，同時，報警器燈連續(xù)閃爍16次，每亮2s，熄滅3s，此后，停止聲光報警。任務(wù)三計數(shù)器3.1報警器項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用

報警燈開始工作的條件可以是按鈕，也可以是行程開關(guān)或接近開關(guān)等來自現(xiàn)場的信號，現(xiàn)假定是行程開關(guān)。蜂鳴器和報警器分別占有一個輸出點(diǎn)。報警燈亮、暗閃爍，可以采用兩個定時器分別控制亮和暗的時間，而閃爍的次數(shù)則由計數(shù)器控制。

任務(wù)三計數(shù)器3.1.1分析控制要求項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用輸入/輸出地址表見表2—17

任務(wù)三計數(shù)器3.1.2分配輸入和輸出輸入輸出組件代號作用輸入繼電器組件代號作用輸出繼電器SQ行程開關(guān)X1HA報警蜂鳴器Y1HL報警燈Y2表2-17輸入/輸出地址表項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用報警器的PLC接線圖如圖2—51所示

任務(wù)三計數(shù)器3.1.3PLC接線圖圖2-51報警器的PLC接線圖項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用1、啟動和停止控制程序設(shè)計啟動信號為X1，當(dāng)碰到SQ時，X1常開觸點(diǎn)閉合，利用脈沖微分指令PLF產(chǎn)生一個脈沖信，使輸出繼電器Y1線圈得電并自鎖，Y1產(chǎn)生的輸出信號，使蜂鳴器鳴叫。停止信號是計數(shù)器的常開觸點(diǎn)，當(dāng)報警燈閃爍16次后，計數(shù)器的常閉觸點(diǎn)斷開，使Y1的線圈失電，Y1的觸點(diǎn)復(fù)位，報警電路停止報警。啟動控制程序的梯形圖如圖2—52所示。

任務(wù)三計數(shù)器3.1.4設(shè)計梯形圖圖2-52啟?？刂瞥绦虻奶菪螆D項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用2、報警燈閃爍控制程序設(shè)計報警燈在蜂鳴器鳴叫的同時閃爍，所以，采用Y1的常開觸點(diǎn)控制報警燈閃爍。采用定時器T0控制報警燈亮的時間，定時器T1控制報警燈熄滅的時間。當(dāng)Y1常開觸點(diǎn)閉合時，Y2線圈與T0線圈同時得電。Y2線圈得電后，Y2產(chǎn)生的輸出信號使報警燈亮。T0線圈得電后，開始計時，經(jīng)2s延時后，T0常閉觸點(diǎn)斷開，使Y2線圈失電，Y2的觸點(diǎn)復(fù)位，報警燈熄滅。同時，T0常開觸點(diǎn)閉合，使T1線圈得電，開始定時，經(jīng)3s延時后，T1常閉觸點(diǎn)斷開，使T0線圈失電，T0常開觸點(diǎn)瞬間斷開，T1線圈也隨之失電，T1常閉觸點(diǎn)閉合，定時器T1的觸點(diǎn)只動作了一個掃描周期。當(dāng)T1常閉觸點(diǎn)閉合后，Y2和T0線圈又得電，重復(fù)以上動作。該段程序的時序如下頁圖2—53b圖所示。

任務(wù)三計數(shù)器3.1.4設(shè)計梯形圖項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用任務(wù)三計數(shù)器圖2-53報警燈閃爍控制程序a)梯形圖b)時序圖項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用3、報警燈閃爍次數(shù)控制程序設(shè)計采用計數(shù)器C0進(jìn)行閃爍次數(shù)的控制。這時，要考慮計數(shù)輸入信號和計數(shù)器復(fù)位信號兩個方面。由圖2—53b圖所示的時序圖可看到，Y2產(chǎn)生的脈沖信號下降沿正好是T0脈沖的上升沿。當(dāng)Y2第十六個脈沖結(jié)束時，即報警閃爍16次后，T0正好產(chǎn)生第十六個脈沖，將T0觸點(diǎn)的動作作為計數(shù)輸入信號，這樣，當(dāng)計數(shù)器累計到第十六個脈沖時，計數(shù)器C0線圈得電，C0常閉觸點(diǎn)斷開，報警器停止工作。計數(shù)器C0的復(fù)位信號，可采用C0常開觸點(diǎn)，當(dāng)計數(shù)器C0線圈得電，C0常開觸點(diǎn)閉合時，RSTC0指令執(zhí)行，使C0復(fù)位，但這時C0常開觸點(diǎn)應(yīng)并聯(lián)M8002常開觸點(diǎn)，在PLC開機(jī)時，對C0進(jìn)行清零：也可以采用Y1的常閉觸點(diǎn)，當(dāng)蜂鳴器鳴叫時，Y1常閉觸點(diǎn)是斷開的，RSTC0指令不執(zhí)行，說明計數(shù)器C0正在計數(shù)，當(dāng)累計到16個脈沖時，則C0被復(fù)位，為報警器下次工作準(zhǔn)備。

任務(wù)三計數(shù)器3.1.4設(shè)計梯形圖項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用4、將各段程序合并成完整的報警器控制程序，如圖2—54所示

任務(wù)三計數(shù)器3.1.4設(shè)計梯形圖圖2-54報警器完整程序項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用

四臺電動分別由四個接觸器控制啟動和停止，當(dāng)Y1產(chǎn)生輸出信號時，KM1線圈得電，KM1主觸點(diǎn)閉合，使M1啟動運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)Y1沒有信號輸出時，KM1線圈失電，KM1主觸點(diǎn)斷開，M1停止運(yùn)轉(zhuǎn)，其它電動機(jī)工作情況完全類似。四臺電動機(jī)順序啟?？刂频腜LC接線圖如圖2—55所示。

任務(wù)三計數(shù)器3.2四臺電動機(jī)順序啟停控制

圖2-55四臺電動機(jī)順序啟停的PLC接線圖項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用

本例中，順序控制的轉(zhuǎn)移條件為時間。例如第一臺電動機(jī)啟動后，到第二臺電動機(jī)啟動的條件是由時間控制的，10min一到，第二臺電動機(jī)啟動……計數(shù)器對時鐘脈沖進(jìn)行計數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)定時器功能，因此，本例采用計數(shù)器同樣能達(dá)到定時的目的，其梯形圖如圖2—56所示。任務(wù)三計數(shù)器圖2-56四臺電動機(jī)順序啟停的梯形圖順序啟停梯形圖

項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用

如圖，當(dāng)X1閉合時，發(fā)出啟動信號，使M0線圈得電，M0常開觸點(diǎn)閉合，第一臺電動機(jī)啟動，同時，計數(shù)器C0開始計數(shù)。當(dāng)累計到6000個時鐘脈沖時，延時時間達(dá)到6000*0.1=10min，C0常開觸點(diǎn)閉合，Y2線圈得電，Y2產(chǎn)生輸出信號，第二臺電動機(jī)啟動，同時計數(shù)器C1開始計數(shù)……直至線圈Y4產(chǎn)生輸出信號，電動機(jī)M4啟動。當(dāng)X2常閉觸點(diǎn)斷開后，M0線圈失電，M0常閉觸點(diǎn)閉合，時計數(shù)器全部復(fù)位，四臺電動機(jī)全部停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

任務(wù)三計數(shù)器順序啟停梯形圖

項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用四、課外與延伸

振蕩電路可以產(chǎn)生特定的通斷時序脈沖，它應(yīng)用在脈沖信號源或閃光報警電路中。定時器組成的振蕩電路一（如圖2－57所示說明：改變TO、T1的參數(shù)值，可以調(diào)整YO輸出脈沖寬度。任務(wù)三計數(shù)器4.1振蕩電路圖2-57振蕩電路一梯形圖及輸出波形圖項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用應(yīng)用定時器組成的振蕩電路二（如圖2－58所示）

任務(wù)三計數(shù)器4.1振蕩電路圖2-58振蕩電路一梯形圖及輸出波形圖項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用應(yīng)用M8013時鐘脈沖（如圖2-59所示）M8013為1S的時鐘脈沖，所以YO輸出脈沖寬度也是0.5S。任務(wù)三計數(shù)器4.1振蕩電路圖2-59M8013振蕩電路梯形圖項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用（1）控制要求兩臺電動機(jī)交替順序控制。電動機(jī)M1工作10S停下來，緊接著電動機(jī)M2工作5S停下來，然后再交替工作；按下停止按鈕，電動機(jī)M1、M2全部停止運(yùn)行。（2）輸入／輸出分配起動按鈕：XO，停止按鈕：X1，電動機(jī)M1：Y1，電動機(jī)M2：Y2。（3）梯形圖方案設(shè)計（如右圖2-60所示）

任務(wù)三計數(shù)器4.2振蕩電路的應(yīng)用項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用FX1N系列PLC定時器的延時都有一個最大值，如100ms的定時器最大延時為3276.7s。若工程中所需要的延時大于選定的定時器的最大值，則可采用多個定時器接力延時，即先起動一個定時器計時，延時到時，用第一個定時器的常開觸點(diǎn)起動第二個定時器延時，再使用第二個定時器起動第三個，如此下去，用最后一個定時器的常開觸點(diǎn)去控制控制對象，最終的延時為各個定時器的延時之和，如圖2-61(a)所示。另外，也可采用計數(shù)器配合定時器以獲得較長時間的延時，如下頁面圖2－61(b)所示。

任務(wù)三計數(shù)器4.3定時器的延時擴(kuò)展圖2-61定時器的延時擴(kuò)展項目二基本邏輯指令及其應(yīng)用任務(wù)三計數(shù)器4.3定時器的延時擴(kuò)展圖2-61定時器的延時擴(kuò)展當(dāng)X1