電氣控制與PLC課件

單/擊/此/處/添/加/副/標/題/內/容電氣控制與PLC4.1位邏輯指令4.2定時器及計數器指令4.3數據處理指令4.4程序控制類指令、可編程控制器的編程和應用可編程控制器的基本指令及應用4.1.1PLC的編程語言

在PLC中有多種程序設計語言，包括梯形圖、語句表、順序功能流程圖、功能塊圖等。梯形圖和語句表是基本程序設計語言，通常由一系列指令組成，用這些指令可以完成大多數簡單的控制功能，例如代替繼電器、計數器、計時器完成順序控制和邏輯控制等，通過擴展或增強指令集，它們也能執(zhí)行其他的基本操作。

梯形圖程序設計語言是最常用的一種程序設計語言，它來源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。在工業(yè)過程控制領域，電氣技術人員對繼電器邏輯控制技術較為熟悉，因此，由這種邏輯控制技術發(fā)展而來的梯形圖受到了歡迎，并得到了廣泛的應用。梯形圖

圖形指令有觸點、線圈和指令盒3個基本形式。1．梯形圖(LadderDiagram)程序設計語言

??????a)常開觸點b)常閉觸點(1)觸點：其基本符號如圖所示。問號代表需要指定的操作數的存儲器的地址。觸點代表輸入條件如外部開關、按鈕及內部條件等。觸點有常開觸點和常閉觸點。CPU運行掃描到觸點符號時，到觸點操作數指定的存儲器位訪問(即CPU對存儲器器的讀操作)。計算機讀操作的次數不受限制，用戶程序中，常開觸點、常閉觸點可以使用無數次。1．梯形圖(LadderDiagram)程序設計語言

1．梯形圖(LadderDiagram)程序設計語言()???c)線圈(2)線圈：其基本符號（c）所示。線圈表示輸出結果，即CPU對存儲器的賦值操作。線圈左側接點組成的邏輯運算結果為1時，“能流”可以達到線圈，使線圈得電動作，CPU將線圈的操作數指定的存儲器的位置為1；邏輯運算結果為0時，線圈不通電，存儲器的位置0。即線圈代表CPU對存儲器的寫操作。PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，所以在用戶程序中，每個線圈只能使用一次。

1．梯形圖(LadderDiagram)程序設計語言(3)指令盒。指令盒代表一些較復雜的功能，如定時器、計數器或數學運算指令等。當“能流”通過指令塊時，執(zhí)行指令塊所代表的功能。

d）定時器指令語句表程序設計語言是用布爾助記符來描述程序的一種程序設計語言。是由助記符和操作數構成的，與計算機中的匯編語言非常相似。采用助記符來表示操作功能，操作數是指定的存儲器的地址。左側：助記符

右側：操作數2.語句表（StatementList）程序設計語言采用順序功能流程圖的描述，控制系統(tǒng)被分為若干個子系統(tǒng)，從功能人手，使系統(tǒng)的操作具有明確的含義。順序功能流程圖的主要元素是步、轉移、轉移條件和動作，如圖所示。3.順序功能流程圖(SepuentialFunctionChart)程序設計功能塊圖程序設計語言是采用邏輯門電路的編程語言，有數字電路基礎的人很容易掌握。功能塊圖指令由輸入、輸出段及邏輯關系函數組成。方框的左側為邏輯運算的輸入變量，右側為輸出變量，輸入輸出端的小圓圈表示“非”運算，信號自左向右流動。

4．功能塊圖(FunctionBlockDiagram)程序設計語言經驗設計法經驗設計法即在一些典型的控制電路程序的基礎上，根據被控制對象的具體要求，進行選擇組合，并多次反復調試和修改梯形圖，有時需增加一些輔助觸點和中間編程環(huán)節(jié)，才能達到控制要求。這種方法沒有規(guī)律可遵循，設計所用的時間和設計質量與設計者的經驗有很大的關系，所以稱為經驗設計法。經驗設計法用于較簡單的梯形圖設計。應用經驗設計法必須熟記一些典型的控制電路，如前面已經介紹過起保停電路、下面將要介紹的交流電動機正反轉電路等。4.1.2PLC程序設計常用的方法

經驗設計法經驗設計法即在一些典型的控制電路程序的基礎上，根據被控制對象的具體要求，進行選擇組合，并多次反復調試和修改梯形圖，有時需增加一些輔助觸點和中間編程環(huán)節(jié)，才能達到控制要求。這種方法沒有規(guī)律可遵循，設計所用的時間和設計質量與設計者的經驗有很大的關系，所以稱為經驗設計法。經驗設計法用于較簡單的梯形圖設計。應用經驗設計法必須熟記一些典型的控制電路，如前面已經介紹過起保停電路、下面將要介紹的交流電動機正反轉電路等。4.1.2PLC程序設計常用的方法

繼電器控制電路轉換為梯形圖法繼電器控制電路轉換為梯形圖設計方法的主要步驟如下：1.熟悉現有的繼電器控制線路。2.對照PLC的I/O端子接線圖，將繼電器電路圖上的被控器件（如接觸器線圈、指示燈、電磁閥等）換成接線圖上對應的輸出點的編號，將電路圖上的輸入裝置（如傳感器、按鈕開關、行程開關等）觸點都換成對應的輸入點的編號。3.將繼電器電路圖中的中間繼電器、定時器，用PLC的輔助繼電器、定時器來代替。4.畫出全部梯形圖，并予以簡化和修改。這種方法對簡單的控制系統(tǒng)是可行的，比較方便，但較復雜的控制電路，就不適用了。

位操作指令是以“位”為操作數地址的PLC常用的基本指令。梯形圖指令有觸點和線圈兩大類，觸點又分常開觸點和常閉觸點兩種形式；語句表指令有與、或、輸出等邏輯關系。位操作指令能夠實現基本的位邏輯運算和控制。4.1.3基本位邏輯指令介紹1.置位與復位指令

執(zhí)行S(Set，置位或置1)與R(Reset，復位或置0)指令時，從指定位地址開始的N個點的映像寄存器都被置位(變?yōu)?)或復位(變?yōu)?)，并保持該狀態(tài)。指令名稱LADSTL功能置位指令SetS-bit─(S)NSbit，N使能輸入有效后，從指定bit地址開始的N個位置“1”并保持復位指令ResetS-bit─(R)NRbit,N使能輸入有效后，從指定bit地址開始的N個位置“0”并保持2.RS觸發(fā)器指令RS觸發(fā)器具有置位與復位的雙重功能。其指令格式及功能如表所示RS觸發(fā)指令應用梯形圖及時序圖3.正負跳變指令

正負跳變指令指令格式及功能指令名稱LADSTL功能正跳變指令EU檢測到EU指令前的邏輯運算結果有一個上升沿時，產生一個寬度為一個掃描周期的脈沖負跳變指令ED檢測到ED指令前的邏輯運算結果有一個下降沿時，產生一個寬度為一個掃描周期的脈沖正跳變觸點檢測到一次正跳變(觸點的輸入信號由0變?yōu)?即上升沿脈沖)時，或負跳變觸點檢測到一次負跳變(觸點的輸入信號由1變?yōu)?即下降沿脈沖)時，觸點接通一個掃描周期。其指令格式及功能見表所示。LDI0.0//裝入常開觸點EU//正跳變=M0.0//輸出網絡2LDM0.0//裝入SQ0.0，1//輸出置位網絡3LDI0.1//裝入ED//負跳變=M0.1//輸出網絡4LDM0.1//裝入RQ0.0，1//輸出復位

EU/ED指令應用的梯形圖、語句表和時序圖(a)梯形圖(b)語句表

(c)時序圖4.取反指令NOT取反觸點將它左邊電路的邏輯運算結果取反，運算結果若為1則變?yōu)?，為0則變?yōu)?，該指令沒有操作數。能流到達該觸點時即停止。若能流未到達該觸點，則該觸點給右側供給能流。NOT指令將堆棧頂部的值由0改為1，或由1改為0。其梯形圖指令格式是，，其應用舉例及時序分析如圖2-24所示。

任務

設計一個單臺電動機的正反轉互鎖PLC控制系統(tǒng)

其控制要求如下：當按下正轉啟動按鈕SB1時，電動機M正向啟動且連續(xù)運轉；當按下反轉啟動按鈕SB2時，電動機M反向啟動且連續(xù)運轉。其中按鈕SB1、SB2和接觸器KM1、KM2的常閉觸點分別串接在對方接觸器線圈回路中，當接觸器KM1通電閉合時，接觸器KM2不能通電閉合；反之當接觸器KM2通電閉合時，接觸器KM1不能通電閉合，具備互鎖功能。其電氣控制圖如圖2-43所示。

圖2-43三相異步電動機正反轉電氣控制電路原理圖

輸入信號輸出信號PLC地址電氣符號功能說明PLC地址電氣符號功能說明I0.0SB1正轉啟動按鈕，常開觸點Q0.0KM1正轉接觸器線圈I0.1SB2反轉啟動按鈕，常開觸點Q0.1KM2反轉接觸器線圈I0.2SB3停止按鈕，常開觸點I0.3FR熱繼電器動斷觸點

(1)I/O端口分配

根據控制要求，I/O端口分配情況如表所示圖

電動機正反轉電路的PLC外部接線圖(2)三相異步電動機正反轉控制的PLC控制接線圖如圖所示。(3)程序設計