西门子PLC第2章.ppt

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1、第2章 基本编程指令及其应用,2.1基本指令及应用 2.2定时器与计数器指令 2.3数据处理指令 2.4数据运算指令 2.5其它应用指令 2.6综合应用实例,第2章 基本编程指令及其应用,【学习目标】 掌握PLC基本指令的使用 熟悉PLC的编程过程 了解所有指令的用法 【教学重点】 梯形图的组成，基本编程指令及其应用，应用实例的讲解,2.1基本指令及应用,2.1.1 OMRON CJ系列PLC指令系统概述 CJ1系列PLC编程指令根据功能可分为基本指令和特殊功能指令两大类。基本指令包括输入、输出和逻辑“与”、“或”、“非”等运算，可实现对输入/输出点的简单操作。 特殊功能指令包括顺序输入指令、

2、顺序输出指令、顺序控制指令、定时器和计数器指令、比较指令、数据传送指令、数据移位指令、递增/递减指令、四则运算指令等。,2.1基本指令及应用,2.1.2 CJ1系列的基本逻辑指令LD、AND、OR、NOT、OUT和END(001) 这6条指令是所有程序都不可缺少的。其中END指令作为特殊功能指令，表示用户程序的结束，其功能代码为001。 1.加载：LD 表明一个逻辑行或段的开始，并且根据指定操作位的ON/OFF 状态建立一个ON/OFF 执行条件。,2.1基本指令及应用,2加载非：LD NOT 表明一个逻辑开始，并且根据把一个指定操作位的ON/OFF 状态取反建立一个ON/OFF 执行条件。

3、梯形图符号：,2.1基本指令及应用,下图说明了LD及LD NOT指令的用法，用于从母线开始的第一个位（第一个LD和LD NOT）或者一个逻辑块的第一个位（第二个LD和第三个LD）。,2.1基本指令及应用,3与：AND 把指定的操作位状态和当前执行条件进行逻辑与操作。 梯形图符号： 4与非：AND NOT 把指定操作位的状态取反并和当前执行条件进行逻辑与。 梯形图符号：,2.1基本指令及应用,AND 及AND NOT用于位串联连接。AND 不能直接连到母线， AND表示与前一个接点的串联关系，而 AND NOT表示将该接点取反后再与前一个接点的串联关系。,2.1基本指令及应用,5或：OR 把指定

4、操作位的ON/OFF 状态和当前执行条件进行逻辑或操作。 梯形图符号： 6或非：OR NOT 把指定位状态取反和当前执行条件进行逻辑或操作。 梯形图符号：,2.1基本指令及应用,7逻辑块与：AND LD AND LD 把逻辑块A 和逻辑块B串联起来。 梯形图符号： 8逻辑块：OR LD OR LD 把逻辑块A 和逻辑块B并联起来。 梯形图符号：,2.1基本指令及应用,9.输出：OUT 把逻辑运算的结果（执行条件）输出到指定位。 梯形图符号： 10结束：END(001) 表示一个程序结束。 梯形图符号：,2.1基本指令及应用,2.1.3基本逻辑指令编程举例 使用传统控制方式的电动机自锁运行的控制

5、程序设计。,电动机单向运行控制线路,PLC控制电动机单向运行线路,PLC控制电动机 单向运行梯形图,2.1基本指令及应用,将控制梯形图翻译成对应的指令表,2.1基本指令及应用,2.1.4其它基本指令及应用 1上升沿/ 下降沿微分：DIFU(013) 和DIFD(014) 梯形图符号： 采用一个按钮控制两台电动机的依次起动，控制要求：按下按钮SB1，第一台电动机起动，松开按钮SB1，第二台电动机起动，按下停止按钮SB2，两台电动机同时停止。,2.1基本指令及应用,2. 互锁IL（002）和互锁清除ILC（003） 梯形图符号： IL-ILC执行过程,2.1基本指令及应用,IL（002）和ILC（

6、003）指令的编程举例,2.1基本指令及应用,4保存指令：KEEP(011) KEEP(011)指令用来作为一个锁存。它维持一个ON或OFF状态直到它的两个输入之一把它置位或复位。,2.1基本指令及应用,5跳转和跳转结束： JMP(004)和JME(005)指令用于控制程序的跳转。当JMP条件（即JMP输入的状态）是OFF时，使用JMP和JME的分支程序就转向控制JME后面的第一条指令，也就是说跳过了JMP和JME之间的程序。 JMP-JME的执行过程,2.1基本指令及应用,JMP/JME指令的编程举例,2.2定时器与计数器指令,2.2.1定时器指令 低速定时器指令：TIM.低速定时器指令TI

7、M 是单位为0.1s 的递减定时器,具有0.1s的精确度。 TIM指令时序图,2.2定时器与计数器指令,TIM指令的编程举例,2.2定时器与计数器指令,2.2.2计数器指令 计数器指令：CNT CNT是一个预置递减计数器。CNT的计数范围为0000 9999。 CNT指令时序图,2.3数据处理指令,2.3.1 数据移位指令 移位寄存器SFT(010) SFT(010)的移位操作是在从St开始，到E结束的所有连续的字上进行的。 梯形图符号： SFT指令的执行过程,2.3数据处理指令,2.3.2数据传送指令 MOV(021)指令传送数据的一个字到指定字中。 梯形图符号： MOV指令数据传送示意图,

8、2.3数据处理指令,2.3.3数据比较指令 1.输入比较指令 输入比较指令用于比较两个值（常数或指定字的内容），并在比较条件为真时产生一个ON执行条件，输入比较指令可用来比较单字或双字带符号或无符号数据。 2.比较指令：CMP(020) 比较两个无符号二进制值 （常数或指定字的内容），并 输出结果到辅助区的算术标志中。,2.4数据运算指令,2.4.1四则运算指令 1.不带进位的有符号二进制加指令：+(400) 4位（单字）十六进制数据相加。 2.不带进位的有符号二进制减指令：-(410) 4位（单字）十六进制数据相减。,2.4数据运算指令,3.有符号二进制乘指令：*(420) 4位有符号十六进

9、制数的乘法。 4.有符号二进制除指令：/(420) 4位有符号十六进制数除法。,2.4数据运算指令,2.4.2转换指令 1. BCD码到二进制指令：BIN（023） 2. 二进制到BCD码指令：BCD(024) 3. 译码指令MLPX（076） 4.编码指令DMPX（077）,2.5其它应用指令,1. 置进位位STC（040）和清除进位位指令CLC（041） 2.置位指令SET和复位指RSET,2.5其它应用指令,3.七段译码指令SDEC(078) 把指定数字中的十六进制数转换成相应的8位7段显示码，并把它存入指定目的字中的高或低8位。 4.子程序调用指令SBS（091） 5.串行通信发送指令

10、TXD（236）,2.6综合应用实例,2.6.1基本顺序指令练习 1.使用3个开关控制1盏灯，要求任意1个开关闭合时灯都亮。 2.设计一个带互锁逻辑的梯形图,2.6综合应用实例,3.二分频电路的程序设计 将输入信号的频率转换成频率为二倍的输出信号。其时序如图所示，0.00、 200.00、200.01、1.00的时序关系的波形。,2.6综合应用实例,2.6.2 定时器、计数器应用 1.定时器、计数器应用,使用一条TIM 指令和一条CNT 指令组合成一个500 秒定时器。,使用二条TIM 指令组合成一个30分钟的定时器。,2.6综合应用实例,2.6.3电动机不同的控制方式编程练习 有三台电动机，

11、设置2种起停方式：手动操作方式：用每个电动机各自的起停按钮控制M1M3的起停状态。自动操作方式：按下起动按钮，M1M3每隔5s依次起运；按下停止按钮，M1M3同时停止。,2.6综合应用实例,2.6综合应用实例,2.6.4改造三速异步电动机的继电器控制的编程练习 三速异步电动机的继电器控制,2.6综合应用实例,初步改造的梯形图程序,2.6综合应用实例,改进后三速异步电 动机的梯形图程序,2.6综合应用实例,2.6.5 顺序控制程序编程练习控制要求 设计一个用PLC控制的四节皮带传送带控制程序。 1.控制要求 （1）正常起动时，传送带上无物体，先起动M1的皮带机，2s后再依次起动其它的皮带机，其顺

12、序为M1、M2、M3、M4依次启动。 （2）停止时，为使传送带上不留物料，要求顺物料流动方向按一定时间间隔顺序停止，先停止最初的皮带机，1s后再依次停止其它的皮带机，其顺序M1、M2、M3、M4依次停止。 （3）当某条传送带发生故障时，按下紧急停止按钮，传送带应立即停止工作。 （4）故障后启动，为避免前段传送带上造成物料堆积，要求按物料流动相反方向并以一定的时间间隔顺序启动，其顺序为M4、M3 、M2、M1依次启动。 （5）要求各个传送带都具有点动功能。,2.6综合应用实例,I/O分配 （1）输入信号：起动按钮SB10.00、停止按钮SB20.01、 故障紧急停止按钮 0.02、自动/手动选择

13、开关 0.03 、M1点动按钮0.04 、M2点动按钮0.05 、M3点动按钮：0.06 、M4点动按钮0.07 （2）输出信号 ：KM1 1.00、KM2 1.01、KM3 1.02、KM4 1.03 其中KM1、KM2、KM3、KM4是分别控制电动机M1、M2、M3、M4的接触器线圈。,2.6综合应用实例,硬件原理图,2.6综合应用实例,四节传送带 控制应用 梯形图,2.6综合应用实例,四节传送带 控制应用 梯形图,2.6综合应用实例,四节传送带 控制应用 梯形图,2.6综合应用实例,1.SFT指令的应用： 2.比较指令CMP输出结果编程练习,2.6.6移位指令的应用编程练习,2.6综合应

14、用实例,3.使用MOV指令改变TIM0000的设定值。,2.6.6 数据传送、运算指令编程练习,2.6综合应用实例,4. 4位BCD码加法指令的应用,2.6综合应用实例,2.6.9 流动彩灯控制程序编程练习 用数据传送指令实现8个彩灯同时点亮和熄灭 I/O分配：0.0为起动信号，0.1为停止信号，8个彩灯分别由输出信号1.001.07驱动,2.6综合应用实例,流动彩灯的流动方向和可预置流动彩灯个数的编程练习 输入信号：彩灯流动方向选择开关SA10.01、起动按钮SB10.02、停止按钮SB20.03、1#预置按钮SB30.04、2#预置按钮SB40.04、3#预置按钮SB50.05、4#预置按

15、钮SB60.06。 输出信号：8个彩灯(AH )1.001.07。,2.6综合应用实例,流动彩灯实验的硬件原理接线图,2.6综合应用实例,控制梯形图,2.6综合应用实例,2.6综合应用实例,2.6综合应用实例,2.6.10电动机起动制程序编程练习 1.电动机自动往复循环的正反转PLC控制编程练习 控制要求： 电动机正向启动，当按下SB2时，输入信号0.01有效，电动机正向启动，压下行程开关SQ1，输入信号0.03有效，电动机应自动反转。电动机反向启动，当按下SB3时，输入信号0.02有效，电动机正向启动，压下行程开关SQ2，输入信号0.04有效，电动机应自动反转。电动机反向运行过程与正向相同。

16、若长时间不能压下行程开关，电动机应自动停止。当电动机超载时，输入信号0.05有效，电动机应立即停止。电动机在任意时刻都能停止。,2.6综合应用实例,电动机正反向控制应用硬件原理接线图,2.6综合应用实例,输入信号：停止按钮SB10.00、正向启动按钮SB20.01、反向启动按钮SB30.02、正向限位行程开关SQ10.03、反向限位行程开关SQ20.04、热继电器FR0.05。 输出信号:正向接触器KM11.00、反向接触器KM21.01。,2.6综合应用实例,2.电动机Y-起动程序编程练习 控制过程如下： 输入信号： SB10.00停止信号、SB20.01起动信号。 输出信号: KM11.0

17、0为电源接触器线圈、KM31.01 为Y接接触器线圈、KM21.02 为接接触器线圈。,2.6综合应用实例,Y-降压起动的控制硬件原理接线图,2.6综合应用实例,2.6综合应用实例,3. PLC控制电动机正反转反接制动编程练习 控制要求 电动机正向启动，当按下SB2时，输入信号0.01有效，电动机正向启动运行。按下停止按钮时，电动机进入反接制动状态，当速度接近零时，接触器KM2复位，反接制动结束。电动机反向启动SB3时，输入信号0.02有效，电动机正向启动运行，电动机反向制动过程与正向相同。若长时间不能压下行程开关，电动机应自动停止。当电动机超载时，输入信号0.05有效，电动机应立即停止。电动

18、机在任意时刻都能停止。,2.6综合应用实例,硬件原理接线图,2.6综合应用实例,控制梯形图,2.6综合应用实例,2.6.11多种液体混合装置的控制程序编程练习 控制要求 （1）初始状态 多种液体混合装置的结构示意图，如图2-115 所示。初始状态是各阀门关闭，容器内无液体。即，YA1 = YA2 = YA3 = OFF；SQ1 = SQ2 = SQ3 = OFF；M = OFF。 （2）启动操作 按下启动按钮，开始工作： YA1 = ON，液体A开始进入容器，当液体达到SQ3时，YA1 = OFF ，YA2 = ON，开始注入B液体。液面达到SQ1时YA2 = OFF，M = ON，开始搅拌。

19、 混合液体搅拌均匀后(设时间为30s)，M = OFF，YA3 = ON，放出混合液体。 当液体下降到SQ2时，SQ2从ON变为OFF，再过20s后容器放空，关闭YA3，YA3 = OFF; 完成一个操作周期。只要没按下停止按钮，则自动进入下一操作周期。 （3）停止操作 按下停止按钮，则在当前混合操作周期结束后，才停止操作，系统停止时与初始状态。,2.6综合应用实例,多种液体自动混合装置示意图,根据多种液体混合装置控制 要求设计的硬件原理接线图,2.6综合应用实例,控制梯形图,2.6综合应用实例,2.6综合应用实例,2.6.12交通灯控制程序编程练练习 控制要求 启动PLC后，首先南北向红灯点

20、亮，延时30秒后，南北向绿灯接通，同时南北向红灯灭，南北向绿灯点亮延进25秒后，南北向绿灯灭，接着南北向绿灯闪烁3次，南北向黄灯接通，延时2秒后南北向黄灯灭同时南北向红灯亮，以后南北向信号灯重复上述过程，进行循环。东西向信号灯的工作过程与其相同，当南北向点亮红灯时，东西向点亮绿灯及黄灯；东西向点亮红灯时，南北向点亮绿灯及黄灯。,2.6综合应用实例,交通信号灯控制示意图,交通信号灯控制硬件原理图,2.6综合应用实例,交通信号灯控制时序图,2.6综合应用实例,采用定时器设计的梯形图,2.6综合应用实例,2.6综合应用实例,2.6.13加工中心刀具库控制编程练习 1.控制要求 数控加工中心的刀具库在

21、工件加工过程中，根据加工工艺要求进行自动换刀。加工中心刀具库选择控制板结构示意图如图2-123 所示。图中SIN1SIN6是六个刀具到位信号开关，PO1PO6是六个刀具请求信号按钮。 “符合”和“换刀”是两个指示灯，刀具盘由电机驱动控制，PLC只要给出电机的两个控制信号顺/逆即可。 在换刀控制过程中，刀具库中各刀具的位置是固定的，刀具的选择指令是以刀具编号为存取地址来控制存取刀具动作的。,2.6综合应用实例,加工中心刀具库选择控制板结构示意图,2.6综合应用实例,（1）上电 初始化程序 PLC上电后将1 送入刀具请求 控制字W1中， 使刀具盘转动 至初始位置,2.6综合应用实例,（2）刀具请求

22、 信号登记程序,2.6综合应用实例,（3）刀具位置信号登记程序,2.6综合应用实例,（4）刀具盘转动及换刀程序,2.6综合应用实例,2.6综合应用实例,2.6综合应用实例,2.6综合应用实例,2.6.14 滤波程序编程练习 在模拟量数据采集中，为了防止干扰，经常通过程序进行数据滤波，其中一种方法为平均值滤波法。要求连续采集五次数作平均，并以其值作为采集数。这五个数通过五个周期进行采集。,2.6综合应用实例,2.6综合应用实例,2.6.15自动循环送料装置综合编程练习 1.自动循环送料装置控制要求 送料车的运行过程，其控制过程 （1）送料车由原位出发，前进至A处压下SQ2停止，延时30s自动返回

23、至原位压下SQ1停止，再延时30s自动前进，经过B不停前进至B点压下SQ3停止，再延时30s自动返回原位停。 （2）在原位再停留30s，再自动前进，按上述过程自动循环。 （3）要求循环到预定次数，送料车自动停止在原位。 （4）循环次数可有多种设定方式。 （5）在运行的任意位置停止，停止后可手动返回原位。,2.6综合应用实例,自动循环送料装置工作过程示意图,PLC硬件原理图,2.6综合应用实例,自动循环送料 控制装置软件 控制流程图,2.6综合应用实例,自动循环送料控制装置应用梯形图,2.6综合应用实例,2.6综合应用实例,2.6综合应用实例,思考题,1.用计数器设计一个定时器延时时间为30秒 2.在应用程序图2-84中，分别说明CNT0001的复位信号0.01、CNT0001的作用。 3.MOV指令对传送的数据有何要求？ 4.在应用程序图图2- 97中，若将P_EQ改为P_ LT或P_ GT程序的运行结果将如何变化？ 5.在图2- 96 中应用程序，若将0.02的输入时定为3秒，移位寄存器的结果将如何？（用时序图说明） 6.在应用程序图2-98 CMP的应用梯形图中，两次使用P GE指令的作用是什么？ 7.CLC(041)指令在程序运行时起何作用？,