长沙国家高新区ppt课件.ppt

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1、,长沙国家高新区,生物机电,湖南省省级精品课程开发教材 高等职业教育规划教材 电气控制与PLC应用 主 编 王少华 湖南生物机电职院 2008年05月,长沙国家高新区,生物机电,备注1：本电子教案未考虑实训课时，按少课时制作 备注2：同时提供本教材的电子文档，各任课教师可根据实际情况对本电子教案进行增减修改 备注3：电子文档如与教材内容有出入的地方，以教材内容为准 备注4：因涉及有关问题，本电子教案暂不提供动作仿真，敬请谅解 备注4：如有其他问题或事项请与本人联系（0731-4615612） 主 编 王少华 湖南生物机电职院 2008年05月,第五模块 可编程序控制器指令系统 任务一 可编程基

2、本逻辑指令使用 三菱FX系列可编程控制器的指令系统包括逻辑基本指令、步进指令和功能指令三大类。基本逻辑指令有27条、步进指令2条、功能指令100多条（不同系列有所不同）。基本逻辑指令是PLC中最基本的编程语言，掌握了它们也就初步掌握了PLC的使用方法。 5.1.1逻辑取及线圈驱动指令LD、LDI、OUT 1. LD(Load)：取指令。表示一个与输入左母线连接的常开触点指令，即常开触点逻辑运算起始。 2. LDI(Load Inverse)：取反指令。表示一个与输入左母线连接的常闭触点指令，即常闭触点逻辑运算起始。 3. OUT：输出指令。对线圈进行驱动的指令，也称为输出指令。,生物机电,生物

3、机电,生物机电,生物机电,图5-1 取指令与输出指令的使用说明,说明：（1）LD、LDI指令的目标元件为X 、Y 、M 、T、C、S； （2）LD、LDI指令既可用于与输入左母线相连的触点，也可与ANB、ORB指令配合实现块逻辑运算； （3）OUT指令目标元件为Y、M、T、C和S，但不能用于X。 （4）OUT指令可以连续使用若干次（相当于线圈并联），对于定时器和计数器，在OUT指令之后应设置常数K或数据寄存器。 取指令与输出指令的使用方法如图5-1所示。,生物机电,生物机电,图5-2 触点串联指令的使用说明,5.1.2触点串联指令AND、ANI 1. AND：与指令。用于一个常开触点串联连接指

4、令，完成逻辑“与”运算。 2. ANI（And Inverse）：与非指令。用于一个常闭触点串联连接指令，完成逻辑“与非”运算。 触点串联指令的使用方法如图5-2所示。,生物机电,生物机电,说明： （1）AND、ANI都指是单个触点串联连接的指令，串联触点的个数没有限制，可以多次重复使用。由于图形编程器及打印机的功能限制，建议尽量做到一行不超过10个触点和一个线圈，连续输出总共不超过24行。 （2）AND、ANI的目标元件为X、Y、M、T、C和S。 （3）图5-2中“OUT M101”指令之后通过T1的触点去驱动Y4称为连续输出。,生物机电,生物机电,图5-3 触点并联指令的使用说明,5.1.

5、3.触点并联指令OR、ORI 1. OR：或指令。用于单个常开触点的并联，实现逻辑“或”运算。 2. ORI（Or Inverse）：或非指令。 用于单个常闭触点的并联，实现逻辑“或非”运算。 触点并联指令的使用方法如图5-3所示：,生物机电,生物机电,说明： （1）OR、ORI指令都是指单个触点的并联，并联触点的左端接到LD、LDI处（例图5-3的左母线），右端与前一条指令对应触点的右端相连。触点并联指令连续使用的次数不限；当需要两个以上接点串联连接电路块的并联连接时，要用后述的ORB指令。 （2）OR、ORI指令的目标元件为X、Y、M、T、C、S。,生物机电,生物机电,5.1.4串联电路块

6、的并联连接指令ORB ORB（Or Block）：电路块或指令。用于两个或两个以上的触点串联连接的电路之间的并联。ORB指令的使用方法如图5-4所示。,图5-4 ORB指令的使用,生物机电,生物机电,说明： （1）几个串联电路块并联连接时，每个串联电路块开始时应该用LD或LDI指令； (2）有多个电路块并联回路，如对每个电路块使用ORB指令，则并联的电路块数量没有限制； （3）ORB指令也可以连续使用，但这种程序写法不推荐使用，LD或LDI指令的使用次数不得超过8次，也就是ORB只能连续使用8次以下。,生物机电,生物机电,5.1.5并联电路块的串联连接指令ANB ANB（And Block）：

7、电路块与指令。用于两个或两个以上触点并联连接的电路之间的串联。ANB指令的使用说明如图5-5所示。,图5-5 ANB指令的使用 说明：（1）并联电路块串联连接时，并联电路块的开始均用LD或LDI指令； （2）多个并联回路块连接按顺序和前面的回路串联时，ANB指令的使用次数没有限制。也可连续使用ANB，但与ORB一样，使用次数在8次以下。,生物机电,生物机电,5.1.6多重输出指令MPS、MRD、MPP 多重输出指令是FX系列中新增的基本指令，用于多重输出电路，为编程带来便利。在FX系列PLC中有11个存储单元，它们专门用来存储程序运算的中间结果，被称为栈存储器。 1. MPS：进栈指令。 将运

8、算结果送入栈存储器的第一段，同时将先前送入的数据依次移到栈的下一段。 2. MRD：读栈指令。 将栈存储器的第一段数据（最后进栈的数据）读出且该数据继续保存在栈存储器的第一段，栈内的数据不发生移动。 3. MPP：出栈指令。 将栈存储器的第一段数据（最后进栈的数据）读出且该数据从栈中消失，同时将栈中其它数据依次上移。 堆栈指令的使用如图5-7、5-8所示。其中图5-7为一层栈，进栈后的信息可无限使用，最后一次使用MPP指令弹出信号；图5-8为二层栈，它用了二个栈单元。,生物机电,生物机电,图5-6 栈存储器 图5-7 堆栈指令的使用一层栈,生物机电,生物机电,图5-8 堆栈指令的使用二层栈 说

9、明：（1）堆栈指令没有目标元件； （2）MPS和MPP必须配对使用； （3）由于栈存储单元只有11个，所以栈的层次最多11层。,生物机电,生物机电,5.1.7主控及主控复位指令MC、MCR 1. MC（Master Control）：主控指令。 用于公共串联触点的连接。执行MC后，左母线移到MC触点的后面。 2. MCR（Master Control Rset）：主控复位指令。 它是MC指令的复位指令，即利用MCR指令恢复原左母线的位置。 在编程时常会出现这样的情况，多个线圈同时受一个或一组触点控制，如果在每个线圈的控制电路中都串入同样的触点，将占用很多存储单元，使用主控指令就可以解决这一问题

10、。MC、MCR指令的使用如图5-9所示。利用MC N0 M100实现左母线右移，使Y0、Y1都在X0的控制之下，其中N0表示嵌套等级，在无嵌套结构中N0的使用次数无限制；利用MCR N0恢复到原左母线状态。如果X0断开则会跳过MC、MCR之间的指令向下执行。,生物机电,生物机电,图5-9 主控指令的使用 说明：（1）MC、MCR指令的目标元件为Y和M，但不能用特殊辅助继电器。MC占3个程序步，MCR占2个程序步； （2）主控触点在梯形图中与一般触点垂直（如图5-9中的M100）。主控触点是与左母线相连的常开触点，是控制一组电路的总开关。与主控触点相连的触点必须用LD或LDI指令。 （3）MC指

11、令的输入触点断开时，在MC和MCR之内的积算定时器、计数器、用复位/置位指令驱动的元件保持其之前的状态不变。非积算定时器和计数器，用OUT指令驱动的元件将复位，如图5-9中当X0断开，Y0和Y1即变为OFF。 （4）在一个MC指令区内若再使用MC指令称为嵌套。嵌套级数最多为8级，编号按N0N1N2N3N4N5N6N7顺序增大，每级的返回用对应的MCR指令，从编号大的嵌套级开始复位。,生物机电,生物机电,5.1.8置位与复位指令SET、RST 1. SET：置位指令。 它的作用是使被操作的目标元件置位并保持。 2. RST（Rset）：复位指令。 使被操作的目标元件复位并保持清零状态。 SET、

12、RST指令的使用如图5-10所示。当X0常开接通时，Y0变为ON状态并一直保持该状态，即使X0断开Y0的ON状态仍维持不变；只有当X1的常开闭合时，Y0才变为OFF状态并保持，即使X1常开断开，Y0也仍为OFF状态。 说明：（1）SET指令的目标元件为Y、M、S，RST指令的目标元件为Y、M、S、T、C、D、V 、Z。RST指令常被用来对D、Z、V的内容清零，还用来复位积算定时器和计数器。 （2）对于同一目标元件，SET、RST可多次使用，顺序也可随意，但最后执行者有效。,生物机电,生物机电,图5-10 置位与复位指令的使用,生物机电,生物机电,5.1.9 计数器、定时器（OUT/RST） 计

13、数器用来记录触点接通的次数，共有256个，编号为C0C255，计数器的设定值由K值决定。各种PLC都设有数量不等的定时器，其作用相当于时间继电器。所有的继电器都是通电延时型，可以用程序的方式实现断电延时功能。定时器的延时时间的设定由K值确定，也可以由计数器D的内容确定。定时器和计数器的定时和计数由OUT指令实现。对于定时器、计数器、数据寄存器的清零可用RST指令实现。 OUT/RST对定时器、计数器的应用的如图5-11所示：,生物机电,生物机电,图5-11 OUT/RST指令对计数器、定时器的应用,生物机电,生物机电,5.1.10脉冲输出指令PLS、PLF 1. PLS：上升沿脉冲指令。 在输

14、入信号上升沿产生一个扫描周期的脉冲输出。 2. PLF：下降沿脉冲指令。 在输入信号下降沿产生一个扫描周期的脉冲输出。 脉冲输出指令的使用方法如图5-12所示。利用微分指令检测到信号的边沿，通过置位和复位命令控制Y0的状态。 说明：（1）PLS、PLF指令的目标元件为Y和M； （2）使用PLS时，仅在驱动输入为ON后的一个扫描周期内目标元件ON，如图5-12所示，M0仅在X0的常开触点由断到通时的一个扫描周期内为ON；使用PLF指令时只是利用输入信号的下降沿驱动，其它与PLS相同。,生物机电,生物机电,图5-12 脉冲指令的使用,生物机电,生物机电,5.1.11 脉冲式触点指令（LDP/LDF

15、/ANP/ANF/ORP/ORF） 1.LDP（取上升沿指令）：与左母线连接的常开触点的上升沿检测指令，仅在指定位元件的上升沿（由OFFON）时接通一个扫描周期。 2.LDF（取下降沿指令）：与左母线连接的常闭触点的下降沿检测指令。 LDP、LDF指令的使用方法如图5-13所示。 说明：（1）LDP、LDF指令仅在对应元件有效时维持一个扫描周期的接通。图5-13中，当M1有一个下降沿时，则Y3只有一个扫描周期为ON。 （2）LDP、LDF指令的目标元件为X 、Y 、M 、T、C、S。,生物机电,生物机电,图5-13 脉冲式触点指令的使用,生物机电,生物机电,3.ANDP：上升沿检测串联连接指令

16、。 4.ANDF：下降沿检测串联连接指令。 ANDP、ANDF触点串联指令的使用方法如图5-14所示。 说明：（1）ANDP、ANDF都指是单个触点串联连接的指令，串联次数没有限制，可反复使用。 （2）ANDP、ANDF的目标元元件为X、Y、M、T、C和S。,图5-14 ANDP、ANDF触点串联指令的使用,生物机电,生物机电,5. ORP：上升沿检测并联连接指令。 6. ORF：下降沿检测并联连接指令。 ORP、ORF触点并联指令的使用方法如图5-15所示。 说明： （1）ORP、ORF指令都是指单个触点的并联，并联触点的左端连接到LDP、LPF处（例图5-15的左母线），右端与前一条指令对

17、应触点的右端相连。触点并联指令连续使用的次数不限； （2）ORP、ORF指令的目标元件为X、Y、M、T、C、S。,生物机电,生物机电,图5-15 ORP、ORF触点并联指令的使用,生物机电,生物机电,5.1.12 逻辑运算结果取反（INV） INV：取反指令。 执行该指令后将原来的运算结果取反。取反指令的使用如图5-16所示。如果X0断开，则Y0为ON，否则Y0为OFF。使用时应注意INV不能象指令表的LD、LDI、LDP、LDF那样与母线直接连接，也不能象指令表中的OR、ORI、ORP、ORF指令那样单独使用。该指令是一个无操作元件指令，占一个程序步。,图5-16 取反指令的使用,生物机电,

18、生物机电,5.1.13.空操作指令NOP NOP：空操作指令。 不执行操作，但占一个程序步。执行NOP时并不做任何事，有时可用NOP指令短接某些触点或用NOP指令将不要的指令覆盖。当PLC执行了清除用户存储器操作后，用户存储器的内容全部变为空操作指令。 5.1.14.程序结束指令END END：结束指令。 表示程序结束。若程序的最后不写END指令，则PLC不管实际用户程序多长，都从用户程序存储器的第一步执行到最后一步；若有END指令，当扫描到END时，则结束执行程序，这样可以缩短扫描周期。在程序调试时，可在程序中插入若干END指令，将程序划分若干段，在确定前面程序段无误后，依次删除END指令，

19、直至调试结束。注意，执行END指令时，也刷新监视定时器（watch-dog-timer）。,生物机电,生物机电,5.1.15.编程注意事项 1. 梯形图编程规则 （1）按从左到右（串联）、自上而下（并联）的顺序编制。每个继电器线圈为一逻辑行，每个逻辑行起于左母线，经过触点、线圈，止于右母线。 注意：（a）左母线与线圈之间一定要有触点； （b）线圈与右母线之间不能有任何触点； （c）每个逻辑行最后都必须是继电器线圈。 下列画法均不正确：,图5-17 梯形图画法规则之一,生物机电,生物机电,（a）不合理,（b）合理,（2）触点串联块并联时，触点较多的块应放在上面，以减少存储单元。图（a）的画法不合

20、理（但是允许的），应当改为图（b）的画法。,图5-18梯形图画法规则之二,图5-19梯形图画法规则之三,生物机电,生物机电,（a）不合理,（b）合理,（3）触点并联块串联时，触点较多的块应放在左边，可减少编程语句和节约存储单元。 图（a）不合理，应改为如图（b）所示。,图5-19梯形图画法规则之三,生物机电,生物机电,（4）触点不能出现在垂直梯形图线上。 图（a）所示的桥式电路应作适当的变换画成图（b）或（c）所示。 （5）输出线圈不能是输入继电器或特殊继电器。,(a) (b) (c) 图5-20梯形图画法规则之四,生物机电,生物机电,2.梯形图编程注意事项 （1）避免双线圈输出 如在同一程序

21、中同一元件线圈使用两次或多次，称为双线圈输出。 注意：双线圈输出时，前一次输出无效，只有最后一次输出才有效如图5-21所示。 （2）输入信号的频率不能太高（高速计数器输入除外） PLC输入信号的ON和OFF的时间，必须比PLC的扫描周期长。,图5-21 双线圈输出,生物机电,生物机电,5.1.16.编程实例 电动机起动、保持、停止梯形图程序,图5-22 电动机起动、保持、停止梯形图,生物机电,生物机电,2. 电机正反转控制梯形图,图5-23 电机正反转控制梯形图,生物机电,生物机电,3. 延时接通程序（通电延时） （1）按下起动按钮X0，延时5s后输出Y0接通；当按下停止按钮X1后，输出Y0断

22、开，试设计PLC程序。 按钮：松开后复位，必须使用辅助继电器及自锁电路，使定时器线圈能保持通电。,(a)延时5秒接通程序 (b)时序图 图5-24 延时接通程序（通电延时）,生物机电,生物机电,（2）按下起动开关X0，延时5s后输出Y0接通；当按下停止按钮X1后，输出Y0断开，试设计PLC程序。,(a)延时5秒接通程序 (b)时序图 图5-25 延时接通程序（通电延时）,生物机电,生物机电,（a）延时断开程序,（b）时序图,图5-26 延时断开程序（断电延时）,4. 延时断开程序（断电延时） 输入信号X0接通后，输出Y0马上接通；当X0断开后，输出延时5s后断开。,生物机电,生物机电,(a)延

23、时接通延时时断开程序,(b)时序图,5. 延时接通延时断开程序 X0控制Y1，要求在X0变为ON后延时9S后Y1才变为ON，X0变为OFF再过7S后 Y1才变为OFF。,图5-27 延时接通延时断开程序,生物机电,生物机电,6.长延时程序 FX2N系列PLC的定时器最长定时时间为3276.7s，下面介绍长延时程序。 （1）多个定时器组合 用FX2N系列PLC实现5000s的延时程序。,图5-28 延时5000s程序 说明：利用定时器的组合，可以实现大于3276.7s的定时，但很长的几万秒甚至更长的定时，需用定时器与计数器的组合来实现。,生物机电,生物机电,（2）定时器与计数器的组合 当X0接通

24、后，延时20000s，输出Y0接通；当X0断开后，输出Y0断开。,图5-29 定时器计数器组合实现的延时20000s程序,生物机电,生物机电,（3）两个计数器组合 PLC内部的特殊辅助继电器提供了四种时钟脉冲：10ms（8011）、100ms（8012）、1s（8013）、1min（8014），可利用计数器对这些时钟脉冲的计数达到延时的作用。 若将M8011的10ms脉冲送给计数器，则计数常数： K=（36006）0.01=2160000 而一个计数器的K32767，故应将两个计数器进行组合，才能达到6小时的延时。 注意：每次C0计满后应及时复位，否则C1只能得到一个脉冲。控制要求为当X0接通

25、后，延时50000s，输出Y0接通；当X0断开后，输出Y0断开。,生物机电,生物机电,图5-30 两个计数器组合实现的延时程序,生物机电,生物机电,7. 顺序延时接通程序 当X0接通后，输出端Y0、Y1、Y2按顺序每隔10s输出接通。 用三个定时器T0、T1、T2设置不同的定时时间，可实现按顺序先后接通，当X0断开后同时停止。,图5-31 顺序延时接通程序,生物机电,生物机电,图5-32 顺序循环接通程序,8. 顺序循环接通程序 当X0接通后，Y0Y2三个输出端按顺序各接通10s，如此循环直至X0断开后，三个输出全部断开。,生物机电,生物机电,图5-33 脉冲发生电路程序一,9.脉冲发生电路

26、（1）试设计频率为10Hz等脉冲发生器。等脉冲即占空比为1，即输入信号X0接通后，输出Y0产生0.05s接通、0.05s断开的方波，选择精度为0.01s的定时器。,生物机电,生物机电,（2）设计周期为50s的脉冲发生器，其中断开30s，接通20s。 占空比不为1的脉冲，接通和断开时间不相等，由于定时时间较长，可用0.1s的定时器，因此只要改变时间常数就可实现。,图5-34 脉冲发生电路程序二,生物机电,生物机电,10. 二分频程序 输入端X0输入一个频率为f的方波，要求输出端Y0输出一个频率为f/2的方波，即设计一个二分频程序。,图5-35 二分频程序,生物机电,生物机电,生物机电,生物机电,生物机电,生物机电,