PLC功能指令实例
位左移SFTL和位右移SFTR的应用
1、用SFTL实现流水灯的左移(Y0—Y7)
程序说明:
M8002初始脉冲使Y0点亮，M8013过一秒后点亮下一个灯，同时使前一个灯熄灭，当点亮到Y7后过一秒再使Y0点亮，重复以上过程。
思路重点:当Y7点亮后我如何让Y0点亮，并重复上述过程，当Y7点亮后让其常开触点接通下降沿微分脉冲指令，当在过一秒后，Y7失电，这时下降沿微分脉冲指令使M1得电，并点亮Y1。
2、用SFTL实现流水灯逐个点亮(Y0—Y7)
程序说明:M8002初始脉冲使M0置位，并点亮Y0，过一秒后点亮Y1，依次逐个点亮，直到点亮Y7后，过一秒后，再从Y0点亮(同时熄灭其它灯，Y1—Y7)，重复以上过程。
思路说明:首先是依次逐个点亮，可以用位左移实现，此后每点亮一盏灯，寄存器D0中就记一次数，目的是当亮至全亮，做一个判断的条件，从而重新开始。
3、用SFTL实现流水灯单数点亮
程序说明:所谓单数点亮就是Y1，Y3，Y5，Y7轮流点亮，M8002初始脉冲使Y1点亮，过一秒后Y3点亮并且关闭之前的灯Y1，依次类推。直到Y7点亮后，从头使Y1点亮。
思路说明:开始的时候先使单数Y1点亮，过一秒后使左移指令STFL左移两位，从而使Y3点亮，Y1熄灭，一直到Y7点亮的时候，接通下降沿微分脉冲指令，Y7点亮一秒后，先使全部灯熄灭，下降沿微分脉冲指令时M1接通，从而使Y1点亮，重复以上过程。
4、用SFTL实现流水灯双数点亮
程序说明:所谓双数点亮就是Y0，Y2，Y4，Y6轮流点亮，M8002初始脉冲使Y0点亮，过一秒后Y2点亮并且关闭之前的灯Y0，依次类推。直到Y6点亮后，从头使Y0点亮。
思路说明:开始的时候先使双数Y0点亮，过一秒后使左移指令STFL左移两位，从而使Y2点亮，Y0熄灭，一直到Y6点亮的时候，接通下降沿微分脉冲指
令，Y6点亮一秒后，先使全部灯熄灭，下降沿微分脉冲指令时M1接通，从而使Y0点亮，重复以上过程。
5、用MOV和CML实现全灭全亮
程序说明:全灭全亮就是，先使Y0—Y7全部点亮，然后过一秒后Y0—Y7全部熄灭，重复以上过程。
思路说明:初始脉冲M8002先传送HFF使Y0—Y7点亮，并且把HFF传送给寄存器D0，在M8013的上升沿时，取反传送D0给Y0—Y7，然后在M8013的下降沿时，把D0取反再放到D0，接下去就是重复以上过程。
六、用功能指令编的电机顺启逆停
块传送指令:BMOV
格式: BMOV [S] [D] n
例如: BMOV D0 D10 K3
作用把 D0传送到D10
D1传送到D11
D2传送到D12
也就是把D0开始的连续三个单元传送到D10开始的连续三个单元
多点传送指令:FMOV
例如 FMOV K1 D0 K10
作用:就是把1传送到D0—D9单元
数据交换指令:XCH
格式 XCH [D1] [D2]
例如: XCH D0 D1
作用:把D0与D1的数据想交换
ADD 加法指令 SUB 减法指令 MUL 乘法指令 16位相乘结果为32位，低16位放在指定的目标操作组件，高16位放在下一个目标操作组件
DIV 除法指令:商放到指定的操作组件，余数在下一个操作组件
MEAN 求平均值指令: 如下:
MEAN D0 D1 K50
作用:把D0开始的连续50个源操作数进行求平均值，结果放在D1
[S]为源操作数 [D]为目标操作数 n为其它操作数比较指令 : CMP
格式: CMP [S1] [S2] [D] 例如 CMP D0 D1 M0
1、如果D0 > D1，则M0置位
2、如果D0 = D1，则M1置位
3、如果D0 < D1，则M2置位
PLC中还有触点比较指令，其功能作用与比较指令相似，如下: LD = LD > LD < LD > = LD < = LD< >
区间比较指令: ZCP
格式: ZCP [S1] [S2] [S3] [D] 例如 ZCP D0 D1 K50 M0 1、如果K50 <
D0，则M0置位
2、如果D0 < = K50 < = D1，则M1置位
3、如果K50 > D1，则M2置位
注:[S]可以为所有字符件，[D]为Y、M、S
复位指令: RST
格式: RST [D0]
例如 RST M0
如果上面比较结果D0 > D1则M0置位，RST M0 就是把M0复位
区间复位指令: ZRST
格式 ZRST [D0] [D1]
注:目标操作数可以是，T、C、D或Y、M、S 例如 ZRST M0 M3(M0到M3已经置位) 如果用复位指令RST则需要四条，为此引入了区间复位指令， ZRST M0 M3就是把M0到M3同时复位
编码指令: ENCO
格式: ENCO [S] [D] n 作用:相当于数字电路中编码器
译码指令: DECO
格式: DECO [S] [D] n 作用:相当于数字电路中译码器
程序流程指令 CJ (P0~P127) 跳转指令
FEND 主程序结束指令
CALL (P0~P127) 子程序调用指令 SRET 子程序结束指令
FOR 循环指令
NEXT 循环结束指令
外部中断 IRET:中断返回指令
EI:允许中断指令
DI:禁止中断指令
中断指针:I——(0 — 5)
定时中断定时中断指针:(6 — 8)
与外部中断有关的特殊辅助继电器:M805,(,= 0—5) 与定时中断有关的特殊辅助继电器:M805,(,= 6—8) 当特殊辅助继电器得电时，禁止中断。
PLC 编程实例PLC 经典练习第二章一 第2章 基本逻辑控制 图2-1 交通信号灯控制PLC 配置示意图 C P U 输出单元 停止I0.2 启动I0.1 东西人行道红Q1.3 东西人行道绿Q1.2 南北人行道红Q1.1 南北人行道绿Q1.0 东西主车道红Q0.7 东西主车道黄Q0.6 东西主车道直行绿Q0.5 东西主车道左转绿Q0.4 南北主车道红Q0.3 南北主车道黄Q0.2 南北主车道直行绿Q0.1 南北主车道左转绿Q0.0
0 10 13 40 4345 55 58 85 8890 （秒）I0.1 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q1.3 Q1.2 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.1 Q1.0 图2-2 交通信号灯系统正常工作时序图
I0.1 M0.2 Q0.1 Q0.2 T1 T1 T3 T8 T9（3S ） T8（30S ） T7 T5 T4 T6（2S ） T7（10S ） M0.2 M0.1 T1 T5（3S ） T4（30S ） T3（10S ） T1（45S ） T2（45S ） I0.2 M0.1 M0.1 启停控制 Q0.4 Q0.5 M0.2 严重故障 M0.1 T2 红灯工作延时 东西左转绿灯工作延时 东西直行绿灯工作延时 东西绿灯闪烁延时 东西黄灯工作延时 南北左转绿灯工作延时 周期循环控制 南北直行绿灯工作延时 南北绿灯闪烁延时
... T12（0.5S ） T11 M0.1 T12 T9 T10（2S ） 南北黄灯工作延时 T11 闪烁频率设定 T5 T6 T5 T4 T3 T4 Q0.5 Q0.3 T3 Q0.4 T9 T10 T8 T9 T11 T7 T8 Q0.1 Q0.7 T1 Q0.3 Q0.7 M0.2 M0.1 T1 东西主干道红灯 南北主干道红灯 T7 Q0.0 南北主干道左转绿灯 南北主干道直行绿灯 南北主干道绿闪 Q0.2 南北主干道黄灯 东西主干道左转绿灯 T11 Q0.6 东西主干道直行绿灯 东西主干道绿闪 东西主干道黄灯
PLC控制步进电机的实例(图与程序) ·采用绝对位置控制指令(DRVA)，大致阐述FX1S控制步进电机的方法。由于水平有限，本实例采用非专业述语论述，请勿引用。 ·FX系列PLC单元能同时输出两组100KHZ脉冲，是低成本控制伺服与步进电机的较好选择！ ·PLS+，PLS-为步进驱动器的脉冲信号端子，DIR+，DIR-为步进驱动器的方向信号端子。 ·所谓绝对位置控制(DRVA),就是指定要走到距离原点的位置，原点位置数据存放于32位寄存器D8140里。当机械位于我们设定的原点位置时用程序把D8140的值清零，也就确定了原点的位置。 ·实例动作方式：X0闭合动作到A点停止，X1闭合动作到B点停止，接线图与动作位置示例如左图(距离用脉冲数表示)。 ·程序如下图：(此程序只为说明用，实用需改善。) ·说明： ·在原点时将D8140的值清零(本程序中没有做此功能) ·32位寄存器D8140是存放Y0的输出脉冲数，正转时增加，反转时减少。当正转动作到A点时，D8140的值是3000。此时闭合X1，机械反转动作到B点，也就是-3000的位置。D8140的值就是-3000。 ·当机械从A点向B点动作过程中，X1断开(如在C点断开)则D8140的值就是200，此时再闭合X0，机械正转动作到A点停止。 ·当机械停在A点时，再闭合X0，因为机械已经在距离原点3000的位置上，故而机械没有动作！
·把程序中的绝对位置指令(DRVA)换成相对位置指令(DRVI)： ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X0，则机械正转3000个脉冲停止，也就是停在了原点。D8140的值为0 ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X1，则机械反转3000个脉冲停止，也就是停在了左边距离B点3000的位置(图中未画出)，D8140的值为-6000。 ·一般两相步进电机驱动器端子示意图： ·FREE+，FREE-：脱机信号，步进电机的没有脉冲信号输入时具有自锁功能，也就是锁住转子不动。而当有脱机信号时解除自锁功能，转子处于自由状态并且不响应步进脉冲。 ·V+，GND：为驱动器直流电源端子，也有交流供电类型。 ·A+，A-，B+，B-分别接步进电机的两相线圈。
用PLC控制步进电机的相关指令 下面介绍的指令只适用于FX1S、FX1N系列的晶体管输出PLC，如高训的FX1N-60MT。这些指令主要是针对用PLC直接联动伺服放大器，目的是可以不借助其他扩展设备（例如1GM模块）来进行简单的点位控制，使用这些指令时最好配合三菱的伺服放大器（如MR-J2）。 然而，我们也可以用这些指令来控制步进电机的运行，如高训810室的实验台架。下面我们来了解相关指令的用法： 1、脉冲输出指令PLSY（FNC57） PLSY指令用于产生指定数量的脉冲。助记法为HZ、数目Y出来。指令执行如下： 2、带加减速的脉冲输出指令PLSR（FNC59） 3、回原点ZRN（FNC156）--------重点撑握 ZRN指令用于校准机械原点。助记法为高速、减速至原点。指令执行如下：
4、增量驱动DRVI（FNC158）--------重点撑握 DRVI为单速增量驱动方式脉冲输出指令。这个指令与脉冲输出指令类似但又有区别， 只是根据数据脉冲的正负多了个转向输出。本指令执行如下： 5、绝对位置驱动指令DRVA（FNC159） 本指令与DRVI增量驱动形式与数值上基本一样，唯一不同之处在于[S1.]： 在增量驱动中，[S1.]指定的是距离，也就是想要发送的脉冲数；而在绝对位置驱动指令中， [S1.]定义的是目标位置与原点间的距离，即目标的绝对位置。
下面以高训810室的设备为例，说明步进电机的驱动方法： 在用步进电机之前，请学员考虑一下几个相关的问题： 1、何谓步进电机的步距角？何为整步、半步？何谓步进电机的细分数？ 2、用步进电机拖动丝杆移动一定的距离，其脉冲数是如何估算的？ 3、在步进顺控中运用点位指令应注意什么？（切断电源的先后问题！） 步进电机测试程序与接线如下： 1、按下启动按钮，丝杆回原点，5秒钟后向中间移动，2秒后回到原点。
PLC教程理论篇之PLC 的位移与步进指令及 其应用一 一、移位指令简介 移位指令用于字或多个位（BIT）字中二进制位依次顺序左移或右移。有多种多样的移位指令： 简单左移：执行一次本指令移一次位。移位时用0移入最低位。原最低位的内容，移入次低位……依次类推，最高位的内容移出，或移入进位位（而原进位位的内容丢失）。有的PLC可设为，每次可移多个位。 简单右移：与左移不同的只是它为右移，先把进位位的内容移入字的最高位，原最高位的内容移入次高位……依次类推，原最低位的内容丢失，或移入进位位（而原进位位的内容丢失）。有的PLC可设为，每次可移多个位。 循环左移：它与简单左移不同的只是它的进位位的内容不丢失，要传给00位，以实现 循环。循环右移：与循环左移不同的是00的内容不丢失，传给进位位，原进位的值传给第15 位，以实现循环右移。还有可设定输入值的移位，如左移，不是都用0输入给最低位，而是可设定这个输入的值。还有可逆移位指令，由用控制字，控制左还是右移，并可实现多字移位。除了二进制的位（bit）移位，还有数位（digit）移位，可左移，也可右移SRD。移位的对象可以多个字。 还有字移位，以字为单位的移，执行一次本指令移一个字。移时0000移入起始地址（最小地址），起始地址的原内容移入相邻的较高地址，……最高地址（结束地址）的内容丢失。多次执行本指令，可对从起始到结束地址的内容清零。 等等。 图8-1示的为三家PLC左移指令梯形图符号。 图a中St是移位开始通道，Ed是移位终了通道，P是移位脉冲输入，R是复位输入，S 是移位信号输入。当P从OFF到ON时，而R又为OFF，则从St到Ed间的各个位（BIT），依次左移一位，并把S的值（OFF或ON）赋值给St的最低（00）位，Ed的最高（15）位溢出；但如R复位输入ON，移位禁止，并St到Ed各通道清零。 图b中SHL之后加DW为双字，即4个字节移位，EN为此指令执行条件。其输入为ON，才能执行本指令，否则，不执行。IN是进行移位的双字，OUT是移位结果输出的双字，N是每执行一次本指令将移位的位（BIT）数。每次移位时，除了移位双字各位值相应左移，并用0填入移入的位。
第4章步进指令 各大公司生产的PLC都开发有步进指令，主要是用来完成顺序控制，三菱FX系列的PLC有两条步进指令，STL（步进开始）和RET（步进结束）。 4.1 状态转移（SFC）图 在顺序控制中，我们把每一个工序叫做一个状态，当一道工序完成做下一道工序，可以表达成从一个状态转移到另一个状态。如有四个广告灯，每个灯亮1秒，循环进行。则状态转移图如图4-1所示。每个灯亮表示一个状态，用一个状态器S，相应的负载和 定时器连在状态器上，相邻两个状态器之间有 一条短线，表示转移条件。当转移条件满足时， 则会从上一个状态转移到下一个状态，而上一 个状态自动复位，如要使输出负载能保持，则 应用SET来驱动负载。每一个状态转移图应有 一个初始状态器（S0～S9）在最前面。初始状 态器要通过外部条件或其他状态器来驱动，如 图中是通过M8002驱动。而对于一般的状态器 一定要通过来自其他状态的STL指令驱动，不 能从状态以外驱动。 下面通过一个具体例子来说明状态转移图的画 法。 例4-1有一送料小车，初始位置在A点，按下启动按钮，在A点装料，装料时间5s,装完料后驶向B点卸 料，卸料时间是7s，卸 完后又返回A点装料， 装完后驶向C点卸料， 按如此规律分别给B、C 两点送料，循环进行。 当按下停止按钮时，一 定要送完一个周期后停 在A点。写出状态转移 初始状态器
图。 分析：从状态转移图中可以看出以下几点: (1) 同一个负载可以在不同的状态器中多次输出。 (2) 按下起动按钮X4，M0接通，状态可以向下转移，按下停止按钮，M0断开，当状态转移到S0时，由于M0是断开的，不能往下转移，所以小车停在原点位置。 (3) 要在步进控制程序前添加一段梯形图（见图4-3b ） （b ） 梯形图 （a ） 状态转移图 图4-3 控制送料小车状态转移图 M0 启动辅助继电器X1 原点条件M8002T3 X1 S23 S22 X3 S23 T2 S21 S24 X1 X2 T1 S22 S21 T0 S20 S0 打开卸料阀小车左行Y4A点 Y2T3C点 K70小车左行Y4小车右行 打开装料阀 原点指示Y1 Y3T2K50Y0A点 打开卸料阀小车右行B点 Y2T1K70Y3打开装料阀 Y1 T0 K50
用步进指令编程 步进顺序控制:状态寄存器、步进顺控指令。 一、状态寄存器 FX2N共有1000个状态寄存器，其编号及用途见下表。 类 别 元件编号 个 数 用 途 及 特 点 初始状态 S0 ～S9 10 用作SFC的初始状态 返回状态 S10 ～S19 10 多运行模式控制当中，用作返回原点的状态 一般状态 S20～S499 480 用作SFC的中间状态 掉电保持状态 S50～S899 400 具有停电保持功能，用于停电恢复后需继续执行的场合 信号报警状态 S900～S999 100 用作报警元件使用 说明：1）状态的编号必须在规定的范围内选用。 2）各状态元件的触点，在PLC内部可以无数次使用。 3）不使用步进指令时，状态元件可以作为辅助继电器使用。 4）通过参数设置，可改变一般状态元件和掉电保持状态元件的地址分配。 二、步进顺控指令 FX2N系列PLC的步进指令：步进接点指令STL 步进返回指令RET。 1、步进接点指令STL 说明： 1）梯形图符号： 。 2）功能：激活某个状态或称某一步，在梯形图上表现为从主母线上引出的状态接点。 STL指令具有建立子母线的功能，以使该状态的所有操作均在子母线上进行。3）STL指令在梯形图中的表示：
2、步进返回指令RET 说明： 1）梯形图符号： 2）功能：返回主母线。 步进顺序控制程序的结尾必须使用RET指令。 三、状态转移图的梯形图和写指令表 1、状态的三要素 状态转移图中的状态有驱动负载、指定转移目标和指定转移条件三个要素。 图中Y5：驱动的负载 S21：转移目标 X3：转移条件。
3、注意事项 1)程序执行完某一步要进入到下一步时，要用SET指令进行状态转移，激活下一步，并把前一步复位。 2)状态不连续转移时，用OUT指令，如图为非连续状态流程图： 非连续状态流程图 例：液压工作台的步进指令编程，状态转移图、梯形图、指令表如图所示。
PLC步进顺序控制指令 应用：工作过程按照一定的顺序动作或动作的重复较多即可使用步进顺控指令。 特点：程序的可读性强。 一、状态流程图 1、对于比较复杂的顺序控制进行编程： 首先，要根据控制过程画出状态流程图； 然后，用步进指令实现。 2、状态流程图的三要素 （1）状态的任务，即该状态要做什么。 （2）状态转移条件，即满足什么条件实现状态转移。 （3）状态转移的方向，即转移到什么状态去。 二、状态元件 状态继电器：S0-S899，其中：S0-S499（非保持型）； S500-S899（非保持型）； 分类：1、S0-S9初始状态继电器 2、S10-S19回零状态继电器 3、S20-S899通用状态继电器 三、步进指令（STL RET） STL 步进接点指令，操作元件是状态继电器S， 功能：将步进接点接在左母线上。 RET 步进返回指令，没有操作元件。 功能：使副母线返回到原来左母线的位置。 四、常用辅助继电器 M8000 运行监视，运行时接通。 M8002 初始脉冲，仅在瞬间（1个扫描周期）接通。 M8013 1秒钟脉冲，M8012 0.1秒钟脉冲，M8014 1分
钟脉冲 M8015 1小时脉冲 M8040 禁止转移 M8031、M8032清除数据 M8034 暂停 五、状态流程图与梯形图的相互转化 练习： S0 M8002 (ZRST S0 S22) S20 (Y1) X1 S21 (Y2) (Y1) X2 X3 S22 (Y3) X4 S0 状态流程图梯形图（程序）S20 X0 (ZRST S20 S22) S20 (Y1) X1 S21 (Y2) T1 T2 S22 (Y3) T3 S21 (T2 K20) (T3 K20)
可编程控制器应用技术 第七章 FX2N系列可编程控制器数据处理指令及应用 ?传送比较类指令及应用 ?四则及逻辑运算类指令及应用 ?移位控制类指令及应用 ?数据处理类指令及应用 ?数据处理指令应用归纳及编程方法 内容提要 FX2N系列可编程控制器数据处理指令含传送比较类指令、数据变换类指令、四则及逻辑运算类指令、移位指令及编解码指令等,是数据处理程序中使用十分频繁的指令。 第一节传送比较类指令及应用 ?一、传送比较指令说明 FX2N系列PLC有八条数据传送指令,能实现单一数据或批数据的传送、数制的变换或数据移位。 FX2N系列PLC有两条数据比较指令及触点形比较指令,可实现数据的单一比较及区间比较。 FNC 10 CMP K100C20 M MO M1 M2K100>C20当前值，M0=ON K100=C20当前值，M1=ON K100 第一节 传送比较类指令及应用 二、传送比较类指令应用实例 【例1】 用程序构成一个闪光信号灯,改变输入口所接置数开关可改变闪光频率。 设定开关4个,分别接于X000～X003, X010为起停开关;信号灯接于Y000。 梯形图如图7-10所示。图中第一行为变址寄存器清零,上电时完成。第二行从输入口读入设定开关数据,变址综合后送到定时器T0的设定值寄存器D0,并和第三行中的定时器T1配合产生D0时间间隔的脉冲。 RST M0 RST M1 RST M2 X000 FNC 10 ZRST M0 M2 X000 或 图7-2 比较结果复位 图7-10 频率可变的闪光信号灯梯形图及说 第4章 步进指令 各大公司生产的PLC 都开发有步进指令，主要是用来完成顺序控制，三菱FX 系列的PLC 有两条步进指令，STL （步进开始）和RET （步进结束）。 4.1 状态转移（SFC ）图 在顺序控制中，我们把每一个工序叫做一个状态，当一道工序完成做下一道工序，可以表达成从一个状态转移到另一个状态。如有四个广告灯，每个灯亮1秒，循环进行。则状态转移图如图4-1所示。每个灯亮表示一个状态，用一个状态器S ，相应的负载和 定时器连在状态器上，相邻两个状态器之间有 一条短线， 表示转移条件。 当转移条件满足时，则会从上一个状态转移到下一个状态，而上一个状态自动复位，如要使输出负载能保持，则应用SET 来驱动负载。每一个状态转移图应有一个初始状态器（S0～S9）在最前面。初始状态器要通过外部条件或其他状态器来驱动，如图中是通过M8002驱动。而对于一般的状态器一定要通过来自其他状态的STL 指令驱动，不能从状态以外驱动。 下面通过一个具体例子来说明状态转移图的画 法。 例4-1 有一送料小车，初始位置在A 点，按下启动按钮，在A 点装料，装料时间5s,装完料后驶向B 点卸料，卸料时间是7s ，卸完后又返回A 点装料，装完后驶向C 点卸料，按如此规律分别给B 、C 两点送料，循环进行。当按下停止按钮时，一定要送完一个周期后停在A 点。写出状态转移 图。 分析：从状态转移图中可以看出以下几点: (1) 同一个负载可以在不同的状态器中多次输出。 (2) 按下起动按钮X4，M0接通，状态可以向下转移，按下停止按钮，M0断开，当状态转移到S0时，由于M0是断开的，不能往下转移，所以小车停在原点位置。 (3) 要在步进控制程序前添加一段梯形图（见图4-3b ） （b ） 梯形图 （a ） 状态转移图 图4-3 控制送料小车状态转移图 M0 启动辅助继电器X1 原点条件M8002T3 X1 S23 S22 X3 S23 T2 S21 S24 X1 X2 T1 S22 S21 T0 S20 S0 打开卸料阀小车左行Y4A点 Y2T3C点 K70小车左行Y4小车右行 打开装料阀 原点指示Y1 Y3T2K50Y0A点 打开卸料阀小车右行B点 Y2T1K70Y3打开装料阀 Y1 T0 K50 第7章PLC应用系统设计及实例 本章要点 ● PLC应用系统设计的步骤及常用的设计方法 ●应用举例 ● PLC的装配、检测和维护 7.1 应用系统设计概述 在了解了PLC的基本工作原理和指令系统之后，可以结合实际进行PLC的设计，PLC 的设计包括硬件设计和软件设计两部分，PLC设计的基本原则是： 1. 充分发挥PLC的控制功能，最大限度地满足被控制的生产机械或生产过程的控制要求。 2. 在满足控制要求的前提下，力求使控制系统经济、简单，维修方便。 3. 保证控制系统安全可靠。 4. 考虑到生产发展和工艺的改进，在选用PLC时，在I/O点数和内存容量上适当留有余地。 5. 软件设计主要是指编写程序，要求程序结构清楚，可读性强，程序简短，占用内存少，扫描周期短。 7.2 PLC应用系统的设计 7.2.1 PLC控制系统的设计内容及设计步骤 1. PLC控制系统的设计内容 （1）根据设计任务书，进行工艺分析，并确定控制方案，它是设计的依据。 （2）选择输入设备（如按钮、开关、传感器等）和输出设备（如继电器、接触器、指示灯等执行机构）。 （3）选定PLC的型号（包括机型、容量、I/O模块和电源等）。 （4）分配PLC的I/O点，绘制PLC的I/O硬件接线图。 （5）编写程序并调试。 （6）设计控制系统的操作台、电气控制柜等以及安装接线图。 （7）编写设计说明书和使用说明书。 2. 设计步骤 （1）工艺分析 深入了解控制对象的工艺过程、工作特点、控制要求，并划分控制的各个阶段，归纳各个阶段的特点，和各阶段之间的转换条件，画出控制流程图或功能流程图。 （2）选择合适的PLC类型 在选择PLC机型时，主要考虑下面几点： 1功能的选择。对于小型的PLC主要考虑I/O扩展模块、A/D与D/A模块以及指令功能（如中断、PID等）。 2I/O点数的确定。统计被控制系统的开关量、模拟量的I/O点数，并考虑以后的扩充（一般加上10%～20%的备用量），从而选择PLC的I/O点数和输出规格。 3内存的估算。用户程序所需的内存容量主要与系统的I/O点数、控制要求、程序结构长短等因素有关。一般可按下式估算：存储容量=开关量输入点数×10+开关量输出点数×8+模拟通道数×100+定时器/计数器数量×2+通信接口个数×300+备用量。 （3）分配I/O点。分配PLC的输入/输出点，编写输入/输出分配表或画出输入/输出端子的接线图，接着就可以进行PLC程序设计，同时进行控制柜或操作台的设计和现场施工。 （4）程序设计。对于较复杂的控制系统，根据生产工艺要求，画出控制流程图或功能流程图，然后设计出梯形图，再根据梯形图编写语句表程序清单，对程序进行模拟调试和修改，直到满足控制要求为止。 （5）控制柜或操作台的设计和现场施工。设计控制柜及操作台的电器布置图及安装接线图；设计控制系统各部分的电气互锁图；根据图纸进行现场接线，并检查。 （6）应用系统整体调试。如果控制系统由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可先进行分段调试，然后连接起来总调。 （7）编制技术文件。技术文件应包括：可编程控制器的外部接线图等电气图纸，电器布置图，电器元件明细表，顺序功能图，带注释的梯形图和说明。 7.2.2 PLC的硬件设计和软件设计及调试 1. PLC的硬件设计 PLC硬件设计包括：PLC及外围线路的设计、电气线路的设计和抗干扰措施的设计等。 选定PLC的机型和分配I/O点后，硬件设计的主要内容就是电气控制系统的原理图的设计，电气控制元器件的选择和控制柜的设计。电气控制系统的原理图包括主电路和控制电路。控制电路中包括PLC的I/O接线和自动、手动部分的详细连接等。电器元件的选择主要是根据控制要求选择按钮、开关、传感器、保护电器、接触器、指示灯、电磁阀等。 2. PLC的软件设计 软件设计包括系统初始化程序、主程序、子程序、中断程序、故障应急措施和辅助程序的设计，小型开关量控制一般只有主程序。首先应根据总体要求和控制系统的具体情况，确定程序的基本结构，画出控制流程图或功能流程图，简单的可以用经验法设计，复杂的系统一般用顺序控制设计法设计。 3. 软件硬件的调试 调试分模拟调试和联机调试。 软件设计好后一般先作模拟调试。模拟调试可以通过仿真软件来代替PLC硬件在计算机上调试程序。如果有PLC的硬件，可以用小开关和按钮模拟PLC的实际输入信号（如起动、停止信号）或反馈信号（如限位开关的接通或断开），再通过输出模块上各输出位对应的指示灯，观察输出信号是否满足设计的要求。需要模拟量信号I/O时，可用电位器和万用表配合进行。在编程软件中可以用状态图或状态图表监视程序的运行或强制某些编程元件。 台达PLC步进继电器与步进指令台达PLC步进继电器S简介（DVP-ES2 ） 1 ?步进梯形指令简介（下称STL指令） 当步进继电器S结合“步进梯形图”指令STL使用时，相当于一个特殊的接点。在编程软件WPLSoft中，梯形图显示出的STL指令形式为—v S> —。而在ISPSoft中，显示为逻辑块的形式。 两种表现形式的实质是一样的，本文程序将以WPLSoft编辑，图1是一个示例。 图1 运行程序：接通XI、S3接通，Y1接通；断开X1, Y1保持接通。再接通X2、S3断开，随之Y1断开。 也就是说，图1中，S3的通断，控制了Y1的通断；而这是通过STL S3实现的，所以STL S3相当于一个接点。 试用ISPSoft编程软件，打开图1程序，得其形式如图2。 NETWORK 1 图2 2. STL指令特点 实际上，在应用STL指令时，步进继电器的复位，一般是在“状态转换”时进行的，参见图3。 运行结果仍然是：接通一下X1 （接通后随即断开）、Y1接通, 接通一下X2、Y1断开。 但此时的S3断开、Y1断开，是因为S20接通的缘故，即状态 发生了转换，由S3的接通、转换到了S20的接通。 28 2 ）示例2。取《自学自会PLC 指令一一三菱FX2N 编程技术及 这里，Y1作为试验指示用，实际编程时，应根据具体情况 决 定STL S3回路块内的驱动器件。而 S20，同样可以如图3的S3一样， 继续驱动有关器件。 3.编程示例 清楚了指令的工作原理，就可以根据“设计要求”试编程序。 1 ）示例1。试编制这样一个程序: 接通一下XI 、Y1接通，3秒后Y1断开、Y2接通，再3秒后Y2 断开、Y1接通，如此循环，直到 X2接通，Y1、Y2才全断开。 根据要求，可以编制一个如图 4所示的程序，来达到目的。 T I ------------- S3 XI YS ------------ 忡 S20 YE ---------------- SSL - PLC步进顺控指令 虽然该类的题目见的很多，可是好象讲清楚的并没见到。就是本人来讲，也是看了很久都无法清楚。故才下决心搞懂它。差不多花了一天多时间才明白它的道理，它并不复杂，而且很好画梯形图和编程。 顺控实际是按照生产工艺要求而规定的一定操作顺序而已。首先要根据生产工艺要求，画出顺序功能图，然后根据功能图再画出梯形图。 上图即为顺序功能图：图中双框S0表示为初始步，单框中的S20、S21、S22、S23依次根据工艺顺序要求而设置的各活动步。我们来看S0初始步上方垂线上设有M8002其为初始步激活的条件（该步的意思不妨可以理解为自动合上空开？），在S0步与S20步之间有X1、X3，它说明只有符合这二条件要求后，步才能从S0步转移到S20步，而当S20步处于活动状态时Y002、T0处于动作状态。而S20步与S21步之间的T0，它受时间控制，只要时间一到，S21步被激活投入，使Y001处于工作，同时S20步则处于关闭（其控制的Y002、T0则停止）以下各步中的X2、T1、X1含意均同（均为转换 条件），但要注意下一步被激活，其相应控制元件则动作，意味着上一步被停止。而各步之间均插入了X4其箭头均指向初始步S0，即恢复处于初始状态，X4在这地方的作用是急停。而步S23下的X1条件一符合，可转入步S20，即处于循环状态。根据顺序功能图就可很方便地将它转换成梯形图。 梯形图如上图所示，其工作过程如下： 第一梯级中的0、LD M8002：M8002为特殊辅助继电器的常开触点，其作用仅在PLC通电瞬间接通。1、SET S0：SET 为置位指令，功能是驱动线圈，并使其具有自保功能。也就是说在PLC通电的瞬间M8002产生一脉冲，将状态元件S0激活（并自保持）。 第二梯级中最左侧的3、STL S0：STL为步进触点指令，功能为步进触点驱动，当上一步（1、SET S0）为置位时该接点闭合，4、LD X001为小车停止位置的必要条件，也就是说小车开始时必须停在X1位置（该接点才能闭合），此时按外部的按钮（SB1）从而驱动（5、AND X003）的闭合，程序才能执行，这就是所说的条件。当这二条件满足后才能激活状态元件S20（6、SET S20），从而转入第三梯级。 P L C控制步进电机的实例(图与程序) ·采用绝对位置控制指令(DRVA)，大致阐述FX1S控制步进电机的方法。由于水平有限，本实例采用非专业述语论述，请勿引用。 ·FX系列PLC单元能同时输出两组100KHZ脉冲，是低成本控制伺服与步进电机的较好选择！ ·PLS+，PLS-为步进驱动器的脉冲信号端子，DIR+，DIR-为步进驱动器的方向信号端子。 ·所谓绝对位置控制(DRVA),就是指定要走到距离原点的位置，原点位置数据存放于32位寄存器D8140里。当机械位于我们设定的原点位置时用程序把D8140的值清零，也就确定了原点的位置。 ·实例动作方式：X0闭合动作到A点停止，X1闭合动作到B点停止，接线图与动作位置示例如左图(距离用脉冲数表示)。 ·程序如下图：(此程序只为说明用，实用需改善。) ·说明： ·在原点时将D8140的值清零(本程序中没有做此功能) ·32位寄存器D8140是存放Y0的输出脉冲数，正转时增加，反转时减少。当正转动作到A点时，D8140的值是3000。此时闭合X1，机械反转动作到B点，也就是-3000的位置。D8140的值就是-3000。 ·当机械从A点向B点动作过程中，X1断开(如在C点断开)则D8140的值就是200，此时再闭合X0，机械正转动作到A点停止。 ·当机械停在A点时，再闭合X0，因为机械已经在距离原点3000的位置上，故而机械没有动作！ ·把程序中的绝对位置指令(DRVA)换成相对位置指令(DRVI)： ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X0，则机械正转3000个脉冲停止，也就是停在了原点。D8140的值为0 ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X1，则机械反转3000个脉冲停止，也就是停在了左边距离B点3000的位置(图中未画出)，D8140的值为-6000。 ·一般两相步进电机驱动器端子示意图： ·FREE+，FREE-：脱机信号，步进电机的没有脉冲信号输入时具有自锁功能，也就是锁住转子不动。而当有脱机信号时解除自锁功能，转子处于自由状态并且不响应步进脉冲。 ·V+，GND：为驱动器直流电源端子，也有交流供电类型。 ·A+，A-，B+，B-分别接步进电机的两相线圈。 实训课题三 PLC实现步进电机正反转和调速控制 一、实验目的 1、掌握步进电机的工作原理 2、掌握带驱动电源的步进电机的控制方法 3、掌握DECO指令实现步进电机正反转和调速控制的程序 二、实训仪器和设备 -48MR PLC一台 1、FX 2N 2、两相四拍带驱动电源的步进电机一套 3、正反切换开关、起停开关、增减速开关各一个 三、步进电机工作原理 步进电机是纯粹的数字控制电动机，它将电脉冲信号转换成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，图3-1是一个三相反应式步进电机结图。从图中可以看出，它分成转子和定子两部分。定子是由硅钢片叠成，定子上有六个磁极（大极），每两个相对的磁极（N、S极）组成一对。共有3对。每对磁极都绕有同一绕组，也即形成1相，这样三对磁极有3个绕组，形成三相。可以得出，三相步进电机有3对磁极、3相绕组；四相步进电机有4对磁极、四相绕组，依此类推。 反应式步进电动机的动力来自于电磁力。在电磁力的作用下，转子被强行推动到最大磁导率（或者最小磁阻）的位置，如图3-1（a）所示，定子小齿与转子小齿对齐的位置，并处于平衡状态。对三相异步电动机来说，当某一相的磁极处于最大导磁位置时，另外两相相必处于非最大导磁位置，如图3-1（b）所示，即定子小齿与转子小齿不对齐的位置。 把定子小齿与转子小齿对齐的状态称为对齿，把定子小齿与转子小齿不对齐的状态称为错齿。错齿的存在是步进电机能够旋转的前提条件，所以，在步进电机的结构中必须保证有错齿的存在，也就是说，当某一相处于对齿状态时，其它绕组必须处于错齿状态。 本实验的电机采用两相混合式步进电机，其内部上下是两个磁铁，中间是线圈，通了直流电以后，就成了电磁铁，被上下的磁铁吸引后就产生了偏转。因为 P L C控制步进电机的应 用案例 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN# P L C控制步进电机的应用案例1（利用P L S Y指令）任务： 利用PLC作为上位机，控制步进电动机按一定的角度旋转。控制要求：利用PLC控制步进电机顺时针2周，停5秒，逆时针转1周，停2秒，如此循环进行，按下停止按钮，电机马上停止（电机的轴锁住）。 1、系统接线 PLC控制旋转步进驱动器，系统选择内部连接方式。 2、I/O分配 X26——启动按钮，X27——停止按钮；Y1——脉冲输出，Y3——控制方向。 3、细分设置 在没有设置细分时，歩距角是，也即是200脉冲/转，设置成N细分后，则是200*N脉冲/转。假设要求设置5细分，则是1000脉冲/转。 4、编写控制程序 控制程序可以用步进指令STL编写，用PLSY指令产生脉冲，脉冲由Y1输出，Y3控制方向。 5、脉冲输出指令（PLSY）的使用 脉冲输出指令PLSYM8029置1。如上图所示，当X10由ON变为OFF时，M8029复位，停止输出脉冲。若X10再次变为ON则脉冲从头开始输出。 注意：PLSY指令在程序中只能使用一次，适用于晶体管输出类型的PLC。 6、控制流程图 7、梯形图程序（参考） 8、制作触摸屏画面 PLC控制步进电机的应用案例2（利用定时器T246产生脉冲） 任务： 利用步进电机驱动器可以通过PLC的高速输出信号控制步进电机的运动方向、运行速度、运行步数等状态。其中：步进电机的方向控制，只需通过控制U/D-端的On和Off就能决定电机的正传或者反转；将光耦隔离的脉冲信号输入到CP端就能决定步进电机的速度和步数；控制FREE 信号就能使电机处于自由转动状态。 1、系统接线 系统选择外部连接方式。PLC控制左右、旋转、上下步进驱动器的其中一个。 CP+端、U/D+端——+24VDC；CP-——Y0；U/D-——Y2；PLC的COM1——GND； A、A-——电机A绕组； B、B-——电机B绕组 2、I/O分配 X0—正转/反转方向，X1—电机转动，X2—电机停止，X4—频率增加，X5—频率减少； Y0—脉冲输出，Y2—方向。 3、编写控制程序 4、制作触摸屏画面 PLC控制步进电机的应用案例3（利用FX2N-1PG产生脉冲） 任务： 应用定位脉冲输出模块FX2N-1PG，通过步进驱动系统对机器人左右、旋转、上下运动进行定位控制。控制要求：正向运行速度为1000Hz，连续输出正向脉冲，加减速时间为100ms， 1、系统接线 系统选择外部连接方式。PLC通过FX2N-1PG控制左右、旋转、上下步进驱动器的其中一个。 PLC 编程实例PLC 经典练习第二章一 第2章 基本逻辑控制 图2-1 交通信号灯控制PLC 配置示意图 C P U 输出单元 停止I0.2 启动I0.1 东西人行道红Q1.3 东西人行道绿Q1.2 南北人行道红Q1.1 南北人行道绿Q1.0 东西主车道红Q0.7 东西主车道黄Q0.6 东西主车道直行绿Q0.5 东西主车道左转绿Q0.4 南北主车道红Q0.3 南北主车道黄Q0.2 南北主车道直行绿Q0.1 南北主车道左转绿Q0.0 0 10 13 40 4345 55 58 85 8890 （秒）I0.1 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q1.3 Q1.2 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.1 Q1.0 图2-2交通信号灯系统正常工作时序图 I0.1 M0.2 Q0.1 Q0.2 T1 T1 T3 T8 T9（3S ） T8（30S ） T7 T5 T4 T6（2S ） T7（10S ） M0.2 M0.1 T1 T5（3S ） T4（30S ） T3（10S ） T1（45S ） T2（45S ） I0.2 M0.1 M0.1 启停控制 Q0.4 Q0.5 M0.2 严重故障 M0.1 T2 红灯工作延时 东西左转绿灯工作延时 东西直行绿灯工作延时 东西绿灯闪烁延时 东西黄灯工作延时 南北左转绿灯工作延时 周期循环控制 南北直行绿灯工作延时 南北绿灯闪烁延时 T12（0.5S ） T11（0.5S ） M0.1 T12 T9 T10（2S ） 南北黄灯工作延时 T11 闪烁频率设定 T5 T6 T5 T4 T3 T4 Q0.5 Q0.3 T3 Q0.4 T9 T10 T8 T9 T11 T7 T8 Q0.1 Q0.7 T1 Q0.3 Q0.7 M0.2 M0.1 T1 东西主干道红灯 南北主干道红灯 T7 Q0.0 南北主干道左转绿灯 南北主干道直行绿灯 南北主干道绿闪 Q0.2 南北主干道黄灯 东西主干道左转绿灯 T11 Q0.6 东西主干道直行绿灯 东西主干道绿闪 东西主干道黄灯 日照市技师学院教案 组织教学回顾旧知 创设情景导入新课 讲授新课集合、点名、填写教学日志、分组， 检查学生劳防用品穿戴情况， 讲解实训安全操作规 大声诵读7S内涵： 整理、整顿、清洁、清扫、安全、素养、节约 FX2N系列PLC基本指令及编程方法 经过前面PLC基本指令编程的训练，可以用输入继电 器、输出继电器、通用辅助继电器、定时器和计数器， 以及基本编程指令编程指令编制出许多PLC控制程 序。同时，我们也发现，用基本指令编程，前后相互 牵连，相互制约，编程时要通盘考虑、前后兼顾，反 复调试，耗费时间和精力比较多，对于比较复杂的控 制过程，更是如此。 那么有没有办法把复杂的问题简单化呢? 一、状态转移（SFC）图 1.状态的含义 在顺序控制中，我们把每一个工序叫做一个 状态，当一道工序完成做下一道工序时，可以 表达为，从一个状态转移到另一个状态。 例如：有四个广告灯，每个亮1秒，循环进行， 状态转移图如如图所示： 2.特点： 当转移条件满足时，则会从上一个状态转移 到下一个状态，而上一个状态自动复位。 3.应用场合：顺序控制中的应用 调整情绪集中 学生注意力 通过提问的形 式，引导学生 系统回顾以前 学过的知识点 集中 注意力 思考 回答问题 操作练习二、步进指令 助记符、 名 称 功能说明回路表示及可用软元 件 STL步 进 指 令 步进梯形 图开始 RET步 进 返 回 步进梯形 图结束 STL是利用内部软元件（状态S）在顺控程序上 进行工序步进式控制的指令。 RET是用于状态（S）流程的结束，实现返回主 程序（母线）的指令。 用步进指令可以将顺序功能图转换为步进梯形 图，也可以直接编写步进梯形图。对梯形图和 顺序功能图应注意以下几点： 1.状态的动作与输出的重复使用 2.定时器的重复使用 3.输出的互锁 4.输出的驱动方法 5.状态的转移方法 6.可在状态内处理的指令 1.设计一个广告牌，要求如下： 1）使用普通开关头作为启动用 2）合上开关，依次输出Y1-Y3,间隔时间为2秒 3）全部完成时维持5秒，此后全部熄灭1秒， 再全部点亮2秒，要求全亮全熄灭闪烁5次。 4）自动重复下一轮循环。 彩灯控制分析 初始状态定义S0：PLC初始化（上电），S0转换 为下一状态设定转移条件SB1. 第一步序：S20（Y1亮），S21(Y2两秒后亮)S22（ Y3 四秒后亮），Y1-Y3，5秒维持全亮，计时时间到，转 入下一状态S23。 第二步序：在S23状态中加入定时器和计数器，使全 亮全灭闪烁5次，自动转移为S0初始状态，开始下 调整情绪集中 学生注意力 分发实习任 务 集中注意力 聆听、理解 内容，不清 楚的地方提 出疑问PLC步进指令使用
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