学习情境1 传送带电控装置设计与制作
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可编程控制器应用技术及项目训练
学习情境1 双向运行传送带电控装置设计与制作
1.1 任务要求
1.1.1 工作任务
用户目标：设计制作一套小功率传送带装置。
用户要求：工件对传送带接触面积小于10000 MM2（圆形或方形）；工件重量小于1kg；工件传输距离不大于700MM；传送带能双向运行；传送带速度0.2m/s；手动控制。
1.1.2 设计输入
生产设备往往都是机电（液）一体。在专用设备的设计中，通常由机械工程师组织电气工程师（液压工程师）一起研讨确定方案，然后分头设计、制造、安装，最后联机调试。
传送带被广泛用于各行各业的生产设备中，如电器产品生产、发动机装配、矿山运输等。承接本工作任务的机械设计人员已确定传送带尺寸为750*150MM；驱动电机为三相交流异步电动机，电机功率0.18KW、转速2970r/min、额定电压380V；减速比1︰80。
该工作任务属于典型的逻辑控制，选用三菱可编程序控制器FX2N-16MR-001为控制核心。按钮等主令电器作为输入，控制电机运行的接触器作为PLC的控制对象。
1.1.3 学习产出
电气原理图、控制面板布置图、电气元件清单、控制程序、学习总结。
1.2 学习目标
1.2.1 规范与标准
了解相关行业及国家规范与标准。重点是电气设备安全设计导则GB 4064-83、国家电气设备安全技术规范GB 19517-2004、用电安全导则GBT 13869-92。
1.2.2 PLC应用
在掌握PLC工作原理、理解PLC硬件系统组成以及熟悉编程软件使用的基础上，能编制与调试简单控制程序；熟悉简单PLC应用系统安装与调试方法。
理解如何根据任务要求进行PLC选型和进行控制系统设计。
1.2.3 安装工艺
能按照相关行业及国家规范与标准安装PLC控制系统元件及布置控制线路。
1.2.4 技术文件
学习规范编写原理图、布置图、元件清单等技术文件。
1.3 相关知识 学习情境1 双向运行传送带电控装置设计与制作
1.3.1 梯形图与基本指令的关系
梯形图是在原继电器—接触器控制系统的继电器梯形图基础上演变而来的一种图形语言。它是PLC控制程序最直观也最常用的编程工具。
从形式看，梯形图与控制电路极其相似。不同的是：电路图表达的是以导线相连接的电气控制元件所构成的物理实体，梯形图则表达着某一控制过程的信息组合。二者本质相通之处在于它们均表达着为实现特定的控制目标而必须满足的逻辑因果关系，即当某些逻辑条件得到满足，必会产生相应的逻辑效果。但当需要调整或优化逻辑关系的时候，继电器—接触器控制系统不但需要修改电路图，更必须增减控制元件并进行必要的重新连线，而PLC控制系统往往只需修改梯形图即可达到目的。而且梯形图中的逻辑“连接”不存在实际电路中接触不良之类的问题，其控制系统的可靠性获得极大的提升。
特别注意：
梯形图表示的并不是一个实际电路而只是一个控制程序，其间的连线表示的是它们之间的逻辑关系，即所谓“软接线”。 其中，只不过是借用了常规控制中的“常开触点”、“ 常闭触点”、“ 线圈”等术语罢了。
输入继电器X与输出继电器Y并非物理实体，而是“软继电器”。每个“软继电器”仅对应PLC存储单元中的一位。该位状态为“1”时，对应的继电器线圈接通，其常开触点闭合、常闭触点断开；状态为“0”时，对应的继电器线圈不通，其常开、常闭触点保持原态。
（1）梯形图按行从上至下编写，每一行从左往右顺序编写。PLC程序执行顺序与梯形图的编写顺序一致。
（2）图左、右边垂直线称为起始母线、终止母线。每一逻辑行必须从起始母线开始画起，终止于继电器线圈或终止母线（有些PLC编程软件终止母线可以省略）。
（3）梯形图的起始母线与线圈之间一定要有触点，而线圈与终止母线之间则不能有任何触点。
助记符语言类似于计算机汇编语言，用一些简洁易记的文字符号表达PLC的各种指令。同一厂家的PLC产品，其助记符语言与梯形图语言是相互对应的，可互相转换。
例如，点动控制梯形图中所用到的指令有：
从母线取用常开触点X0指令 LD ；
输出继电器Y0的线圈驱动指令 OUT 。
每条指令占用一个程序步，语句表如右。
助记符语言常用于手持编程器中，梯形图语言则多用于计算机编程环境中 。手持编程器往往只能使用助记符语言向PLC编制程序。但是，在计算机已经普及的今天，手持编程器已很少使用，人们都已经习惯于在计算机上编制梯形图程序并直接向PLC下载了。
FX2N系列PLC共有20余条基本指令，供设计者编制语句表使用，它与梯形图有严格的对应关系。
梯形图的绘制方法及编程软件的使用参见附录一。
1.3.2 逻辑处理指令
1.3.2.1 LD、LDI、OUT 指令
1. 指令的作用
LD（LoaD）：取指令，常开触点与母线连接。
LDI(LoaD Inverse)：取反指令，常闭触点与母线连接。
OUT：驱动线圈的输出指令。 程序步 指令 元件
0 LD X0
1 OUT Y0 可编程控制器应用技术及项目训练
2. 编程元件
LD、LDI：X、Y、M、S、T、C。
OUT：Y、M、S、T、C。
FX2N系列PLC各种编程软元件参见本学习情境的任务拓展部分。
3. 指令的说明
LD、LDI用于将触点接到母线上。
LD、LDI还与块操作指令ANB、ORB相配合，用于分支电路的起点。
OUT不能用于X；并联输出OUT指令可连续使用任意次。
OUT指令用于T和C，其后须跟常数K，K为延时时间或计数次数。
4. 应用举例
图1.1 LD 、LDI 、OUT指令应用
1.3.2.2 AND、ANI 指令
1. 指令的作用
AND：与指令，用于串联单个常开触点。
ANI(ANd Inverse)：与反指令，用于串联单个常闭触点。
2. 编程元件
AND、ANI：X、Y、M、S、T、C
3. 指令的说明
AND和ANI指令用于单个触点与左边触点的串联，可连续使用。
执行OUT指令后，通过与指令可驱动其它线圈输出。
若是两个并联电路块（两个或两个以上触点并联连接的电路）串联，则需用后面的ANB指令。
4. 应用举例
图1.2 AND 、ANI指令应用
1.3.2.3 OR、ORI 指令
1.指令的作用 学习情境1 双向运行传送带电控装置设计与制作
OR：或指令，用于并联单个常开触点。
ORI(OR Inverse)：或反指令，用于并联单个常闭触点。
2. 指令说明
OR、ORI编程元件：X、Y、M、T、C、S 。
OR、ORI指令仅用于单个触点与前面触点的并联。
若是两个串联电路块（两个或两个以上触点串联连接的电路）相并联，则用ORB指令。
3. 应用举例
图1.3 OR 、ORI指令应用
1.3.2.4 ANB、 ORB指令
1. 指令的作用
ANB(And Block) 并连电路块串连连接指令。
ORB(Or Block)：串联电路块并联连接指令。
2. 指令的说明
串联电路块两个或以上的触点串连而成的电路块；并联电路块是指两个或以上的触点串连而成的电路。
将并联电路块与前面的电路串联时用ANB指令；将串联电路块并联时用ORB指令。
ANB、ORB指令不带元件号。
并联电路块中各支路的起点使用LD或LDI指令；每个串联电路块的起点都要用LD或LDI指令，电路块后面用ORB指令。
3. 应用举例
图1.4 ANB 、ORB指令应用 可编程控制器应用技术及项目训练
1.3.2.5 MPS、MRD、MPP 指令
1. 指令的作用
MPS(Push)：进栈指令；
MRD(Read)：读栈指令；
MPP(POP)：出栈指令。
2. 指令的说明
MPS、MRD、MPP指令无编程元件。
MPS、MPP指令成对出现，可以嵌套。
MRD指令可有可无，也可有两个或两个以上。
3. 应用举例
图1.5 MPS 、MRD 、MPP指令应用
1.3.2.6 SET、RST 指令
1. 指令的作用
SET：置位指令(接通并保持)。
RST：复位指令。
2. 指令的说明
SET指令的编程元件：Y、M、S 。
RST指令的编程元件：Y、M、S、T、C、D。
RST指令具有优先级。
3. 应用举例
学习情境1 双向运行传送带电控装置设计与制作
图1.6 SET 、RST指令应用
1.3.2.7 PLF、PLS 指令
1. 指令的作用
PLS：上升沿微分输出指令。
PLF：下降沿微分输出指令。
2. 指令的说明
指令只能用于编程元件Y和M。
PLS为信号上升沿（OFF→ON）接通一个扫描周期；PLF为信号下降沿（ON→OFF）接通一个扫描周期。
3. 应用举例
图1.7 PLS 、PLF指令应用
1.3.2.8 NOP、END 指令
1. 指令的作用
NOP：空操作指令。
END: 结束指令。
2. 指令的说明
NOP、 END 指令无编程元件。
PLC执行程序时从0步扫描到END指令为止，后面的程序跳过不执行。
以上列举的18条指令是PLC指令系统中最为常用的指令，任何一种PLC都必含这些基本指令，只是助记符可能约有区别而已。
