第一章可編程控制器概況可編程控制器(PROGRAMMABLECONTROLLER,簡稱PC。與個(gè)人計(jì)算機(jī)的PC相區(qū)別,用PLC表示。PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置,目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能,建立柔性的程控系統(tǒng)。國際電工委員會(huì)(IEC頒布了對PLC的規(guī)定:可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器,用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備,都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)?？梢灶A(yù)料:在工業(yè)控制領(lǐng)域中,PLC控制技術(shù)的應(yīng)用必將形成世界潮流PLC程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序,又有用戶自己開發(fā)的應(yīng)用程序,系統(tǒng)程序提供運(yùn)行平臺(tái),同時(shí),還為PLC程序可靠運(yùn)行及信息與信息轉(zhuǎn)換進(jìn)行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設(shè)計(jì)。第二章PLC的結(jié)構(gòu)及基本配置一般講,PLC分為箱體式和模塊式兩種。但它們的組成是相同的,對箱體式PLC,有一塊CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等,當(dāng)然按CPU性能分成若干型號(hào),并按I/O點(diǎn)數(shù)又有若干規(guī)格。對模塊式PLC,有CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架。無任哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC,都屬于總線式開放型結(jié)構(gòu),其I/O能力可按用戶需要進(jìn)行擴(kuò)展與組合。PLC的基本結(jié)構(gòu)框圖如下:一、CPU的構(gòu)成PLC中的CPU是PLC的核心,起神經(jīng)中樞的作用,每臺(tái)PLC至少有一個(gè)CPU,它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù),用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù),并存入規(guī)定的寄存器中,同時(shí),診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后,從用戶程序存貯器中逐條讀取指令,經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào),去指揮有關(guān)的控制電路,與通用計(jì)算機(jī)一樣,主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成,還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。它確定了進(jìn)行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù),是PLC不可缺少的組成單元。CPU的控制器控制CPU工作,由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。CPU的運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算,在控制器指揮下工作。CPU的寄存器參與運(yùn)算,并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果,它也是在控制器指揮下工作。CPU雖然劃分為以上幾個(gè)部分,但PLC中的CPU芯片實(shí)際上就是微處理器,由于電路的高度集成,對CPU內(nèi)部的詳細(xì)分析已無必要,我們只要弄清它在PLC中的功能與性能,能正確地使用它就夠了。CPU模塊的外部表現(xiàn)就是它的工作狀態(tài)的種種顯示、種種接口及設(shè)定或控制開關(guān)。一般講,CPU模塊總要有相應(yīng)的狀態(tài)指示燈,如電源顯示、運(yùn)行顯示、故障顯示等。箱體式PLC的主箱體也有這些顯示。它的總線接口,用于接I/O模板或底板,有內(nèi)存接口,用于安裝內(nèi)存,有外設(shè)口,用于接外部設(shè)備,有的還有通訊口,用于進(jìn)行通訊。CPU模塊上還有許多設(shè)定開關(guān),用以對PLC作設(shè)定,如設(shè)定起始工作方式、內(nèi)存區(qū)等。二、I/O模塊:PLC的對外功能,主要是通過各種I/O接口模塊與外界聯(lián)系的,按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量,I/O模塊可多可少,但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。I/O模塊集成了PLC的I/O電路,其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài),輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。三、電源模塊:有些PLC中的電源,是與CPU模塊合二為一的,有些是分開的,其主要用途是為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí),有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源以其輸入類型有:交流電源,加的為交流220VAC或110VAC,直流電源,加的為直流電壓,常用的為24V。四、底板或機(jī)架:大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架,其作用是:電氣上,實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系,使CPU能訪問底板上的所有模塊,機(jī)械上,實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接,使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。五、PLC的外部設(shè)備外部設(shè)備是PLC系統(tǒng)不可分割的一部分,它有四大類1.編程設(shè)備:有簡易編程器和智能圖形編程器,用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況。編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件,但它不直接參與現(xiàn)場控制運(yùn)行。2.監(jiān)控設(shè)備:有數(shù)據(jù)監(jiān)視器和圖形監(jiān)視器。直接監(jiān)視數(shù)據(jù)或通過畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。3.存儲(chǔ)設(shè)備:有存儲(chǔ)卡、存儲(chǔ)磁帶、軟磁盤或只讀存儲(chǔ)器,用于永久性地存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù),使用戶程序不丟失,如EPROM、EEPROM寫入器等。4.輸入輸出設(shè)備:用于接收信號(hào)或輸出信號(hào),一般有條碼讀人器,輸入模擬量的電位器,打印機(jī)等。六、PLC的通信聯(lián)網(wǎng)PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能,它使PLC與PLC之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息,形成一個(gè)統(tǒng)一的整體,實(shí)現(xiàn)分散集中控制?，F(xiàn)在幾乎所有的PLC新產(chǎn)品都有通信聯(lián)網(wǎng)功能,它和計(jì)算機(jī)一樣具有RS-232接口,通過雙絞線、同軸電纜或光纜,可以在幾公里甚至幾十公里的范圍內(nèi)交換信息。當(dāng)然,PLC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的,PLC與計(jì)算機(jī)之間的通訊,一些生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線,并向標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議靠攏,這將使不同機(jī)型的PLC之間、PLC與計(jì)算機(jī)之間可以方便地進(jìn)行通訊與聯(lián)網(wǎng)。了解了PLC的基本結(jié)構(gòu),我們在購買程控器時(shí)就有了一個(gè)基本配置的概念,做到既經(jīng)濟(jì)又合理,盡可能發(fā)揮PLC所提供的最佳功能。第三章基本指令系統(tǒng)和編程方法§1基本指令系統(tǒng)特點(diǎn)PLC的編程語言與一般計(jì)算機(jī)語言相比,具有明顯的特點(diǎn),它既不同于高級(jí)語言,也不同與一般的匯編語言,它既要滿足易于編寫,又要滿足易于調(diào)試的要求。目前,還沒有一種對各廠家產(chǎn)品都能兼容的編程語言。如三菱公司的產(chǎn)品有它自己的編程語言,OMRON公司的產(chǎn)品也有它自己的語言。但不管什么型號(hào)的PLC,其編程語言都具有以下特點(diǎn):1.圖形式指令結(jié)構(gòu):程序由圖形方式表達(dá),指令由不同的圖形符號(hào)組成,易于理解和記憶。系統(tǒng)的軟件開發(fā)者已把工業(yè)控制中所需的獨(dú)立運(yùn)算功能編制成象征性圖形,用戶根據(jù)自己的需要把這些圖形進(jìn)行組合,并填入適當(dāng)?shù)膮?shù)。在邏輯運(yùn)算部分,幾乎所有的廠家都采用類似于繼電器控制電路的梯形圖,很容易接受。如西門子公司還采用控制系統(tǒng)流程圖來表示,它沿用二進(jìn)制邏輯元件圖形符號(hào)來表達(dá)控制關(guān)系,很直觀易懂。較復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算、定時(shí)計(jì)數(shù)等,一般也參照梯形圖或邏輯元件圖給予表示,雖然象征性不如邏輯運(yùn)算部分,也受用戶歡迎2.明確的變量常數(shù):圖形符相當(dāng)于操作碼,規(guī)定了運(yùn)算功能,操作數(shù)由用戶填人,如:K400,T120等。PLC中的變量和常數(shù)以及其取值范圍有明確規(guī)定,由產(chǎn)品型號(hào)決定,可查閱產(chǎn)品目錄手冊。3.簡化的程序結(jié)構(gòu):PLC的程序結(jié)構(gòu)通常很簡單,典型的為塊式結(jié)構(gòu),不同塊完成不同的功能,使程序的調(diào)試者對整個(gè)程序的控制功能和控制順序有清晰的概念。4.簡化應(yīng)用軟件生成過程:使用匯編語言和高級(jí)語言編寫程序,要完成編輯、編譯和連接三個(gè)過程,而使用編程語言,只需要編輯一個(gè)過程,其余由系統(tǒng)軟件自動(dòng)完成,整個(gè)編輯過程都在人機(jī)對話下進(jìn)行的,不要求用戶有高深的軟件設(shè)計(jì)能力。5.強(qiáng)化調(diào)試手段:無論是匯編程序,還是高級(jí)語言程序調(diào)試,都是令編輯人員頭疼的事,而PLC的程序調(diào)試提供了完備的條件,使用編程器,利用PLC和編程器上的按鍵、顯示和內(nèi)部編輯、調(diào)試、監(jiān)控等,并在軟件支持下,診斷和調(diào)試操作都很簡單?？傊?PLC的編程語言是面向用戶的,對使用者不要求具備高深的知識(shí)、不需要長時(shí)間的專門訓(xùn)練。§2編程語言的形式本教材采用最常用的兩種編程語言,一是梯形圖,二是助記符語言表。采用梯形圖編程,因?yàn)樗庇^易懂,但需要一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)及相應(yīng)的編程軟件;采用助記符形式便于實(shí)驗(yàn),因?yàn)樗恍枰慌_(tái)簡易編程器,而不必用昂貴的圖形編程器或計(jì)算機(jī)來編程。雖然一些高檔的PLC還具有與計(jì)算機(jī)兼容的C語言、BASIC語言、專用的高級(jí)語言(如西門子公司的GRAPH5、三菱公司的MELSAP,還有用布爾邏輯語言、通用計(jì)算機(jī)兼容的匯編語言等。不管怎么樣,各廠家的編程語言都只能適用于本廠的產(chǎn)品。z編程指令:指令是PLC被告知要做什么,以及怎樣去做的代碼或符號(hào)。從本質(zhì)上講,指令只是一些二進(jìn)制代碼,這點(diǎn)PLC與普通的計(jì)算機(jī)是完全相同的。同時(shí)PLC也有編譯系統(tǒng),它可以把一些文字符號(hào)或圖形符號(hào)編譯成機(jī)器碼,所以用戶看到的PLC指令一般不是機(jī)器碼而是文字代碼,或圖形符號(hào)。常用的助記符語句用英文文字(可用多國文字的縮寫及數(shù)字代表各相應(yīng)指令。常用的圖形符號(hào)即梯形圖,它類似于電氣原理圖是符號(hào),易為電氣工作人員所接受。z指令系統(tǒng):一個(gè)PLC所具有的指令的全體稱為該P(yáng)LC的指令系統(tǒng)。它包含著指令的多少,各指令都能干什么事,代表著PLC的功能和性能。一般講,功能強(qiáng)、性能好的PLC,其指令系統(tǒng)必然豐富,所能干的事也就多。我們在編程之前必須弄清PLC的指令系統(tǒng)z程序:PLC指令的有序集合,PLC運(yùn)行它,可進(jìn)行相應(yīng)的工作,當(dāng)然,這里的程序是指PLC的用戶程序。用戶程序一般由用戶設(shè)計(jì),PLC的廠家或代銷商不提供。用語句表達(dá)的程序不大直觀,可讀性差,特別是較復(fù)雜的程序,更難讀,所以多數(shù)程序用梯形圖表達(dá)。z梯形圖:梯形圖是通過連線把PLC指令的梯形圖符號(hào)連接在一起的連通圖,用以表達(dá)所使用的PLC指令及其前后順序,它與電氣原理圖很相似。它的連線有兩種:一為母線,另一為內(nèi)部橫豎線。內(nèi)部橫豎線把一個(gè)個(gè)梯形圖符號(hào)指令連成一個(gè)指令組,這個(gè)指令組一般總是從裝載(LD指令開始,必要時(shí)再繼以若干個(gè)輸入指令(含LD指令,以建立邏輯條件。最后為輸出類指令,實(shí)現(xiàn)輸出控制,或?yàn)閿?shù)據(jù)控制、流程控制、通訊處理、監(jiān)控工作等指令,以進(jìn)行相應(yīng)的工作。母線是用來連接指令組的。下圖是三菱公司的FX2N系列產(chǎn)品的最簡單的梯形圖例:它有兩組,第一組用以實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、停止控制。第二組僅一個(gè)END指令,用以結(jié)束程序。z梯形圖與助記符的對應(yīng)關(guān)系:助記符指令與梯形圖指令有嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系,而梯形圖的連線又可把指令的順序予以體現(xiàn)。一般講,其順序?yàn)?先輸入,后輸出(含其他處理;先上,后下;先左,后右。有了梯形圖就可將其翻譯成助記符程序。上圖的助記符程序?yàn)?地址指令變量0000LDX0000001ORX0100002ANDNOTX0010003OUTY0000004END反之根據(jù)助記符,也可畫出與其對應(yīng)的梯形圖。z梯形圖與電氣原理圖的關(guān)系:如果僅考慮邏輯控制,梯形圖與電氣原理圖也可建立起一定的對應(yīng)關(guān)系。如梯形圖的輸出(OUT指令,對應(yīng)于繼電器的線圈,而輸入指令(如LD,AND,OR對應(yīng)于接點(diǎn),互鎖指令(IL、ILC可看成總開關(guān),等等。這樣,原有的繼電控制邏輯,經(jīng)轉(zhuǎn)換即可變成梯形圖,再進(jìn)一步轉(zhuǎn)換,即可變成語句表程序。有了這個(gè)對應(yīng)關(guān)系,用PLC程序代表繼電邏輯是很容易的。這也是PLC技術(shù)對傳統(tǒng)繼電控制技術(shù)的繼承?！?編程器件下面我們著重介紹三菱公司的FX2N系列產(chǎn)品的一些編程元件及其功能。FX系列產(chǎn)品,它內(nèi)部的編程元件,也就是支持該機(jī)型編程語言的軟元件,按通俗叫法分別稱為繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等,但它們與真實(shí)元件有很大的差別,一般稱它們?yōu)椤败浝^電器”。這些編程用的繼電器,它的工作線圈沒有工作電壓等級(jí)、功耗大小和電磁慣性等問題;觸點(diǎn)沒有數(shù)量限制、沒有機(jī)械磨損和電蝕等問題。它在不同的指令操作下,其工作狀態(tài)可以無記憶,也可以有記憶,還可以作脈沖數(shù)字元件使用。一般情況下,X代表輸入繼電器,Y代表輸出繼電器,M代表輔助繼電器,SPM代表專用輔助繼電器,T代表定時(shí)器,C代表計(jì)數(shù)器,S代表狀態(tài)繼電器,D代表數(shù)據(jù)寄存器,MOV代表傳輸?shù)?。一、輸入繼電器(XPLC的輸入端子是從外部開關(guān)接受信號(hào)的窗口,PLC內(nèi)部與輸入端子連接的輸入繼電器X是用光電隔離的電子繼電器,它們的編號(hào)與接線端子編號(hào)一致(按八進(jìn)制輸入,線圈的吸合或釋放只取決于PLC外部觸點(diǎn)的狀態(tài)。內(nèi)部有常開/常閉兩種觸點(diǎn)供編程時(shí)隨時(shí)使用,且使用次數(shù)不限。輸入電路的時(shí)間常數(shù)一般小于10ms。各基本單元都是八進(jìn)制輸入的地址,輸入為X000~X007,X010~X017,X020~X027。它們一般位于機(jī)器的上端。二、輸出繼電器(YPLC的輸出端子是向外部負(fù)載輸出信號(hào)的窗口。輸出繼電器的線圈由程序控制,輸出繼電器的外部輸出主觸點(diǎn)接到PLC的輸出端子上供外部負(fù)載使用,其余常開/常閉觸點(diǎn)供內(nèi)部程序使用。輸出繼電器的電子常開/常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限。輸出電路的時(shí)間常數(shù)是固定的。各基本單元都是八進(jìn)制輸出,輸出為Y000~Y007,Y010~Y017,Y020~Y027。它們一般位于機(jī)器的下端。三、輔助繼電器(MPLC內(nèi)有很多的輔助繼電器,其線圈與輸出繼電器一樣,由PLC內(nèi)各軟元件的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。輔助繼電器也稱中間繼電器,它沒有向外的任何聯(lián)系,只供內(nèi)部編程使用。它的電子常開/常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不受限制。但是,這些觸點(diǎn)不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載,外部負(fù)載的驅(qū)動(dòng)必須通過輸出繼電器來實(shí)現(xiàn)。如下圖中的M300,它只起到一個(gè)自鎖的功能。在FX2N中普遍途采用M0~M499,共500點(diǎn)輔助繼電器,其地址號(hào)按十進(jìn)制編號(hào)。輔助繼電器中還有一些特殊的輔助繼電器,如掉電繼電器、保持繼電器等,在這里就不一一介紹了。四、秒;秒;秒;秒;當(dāng)定時(shí)器線圈T200的驅(qū)動(dòng)輸入X000接通時(shí),T200的當(dāng)前值計(jì)數(shù)器對10ms的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行累積計(jì)數(shù),當(dāng)前值與設(shè)定值K123相等時(shí),定時(shí)器的輸出接點(diǎn)動(dòng)作,即輸出觸點(diǎn)是在驅(qū)動(dòng)線圈后的1.23秒(10*123ms=1.23s時(shí)才動(dòng)作,當(dāng)T200觸點(diǎn)吸合后,Y000就有輸出。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輸入X000斷開或發(fā)生停電時(shí),定時(shí)器就復(fù)位,輸出觸點(diǎn)也復(fù)位。每個(gè)定時(shí)器只有一個(gè)輸入,它與常規(guī)定時(shí)器一樣,線圈通電時(shí),開始計(jì)時(shí);斷電時(shí),自動(dòng)復(fù)位,不保存中間數(shù)值。定時(shí)器有兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器,一個(gè)為設(shè)定值寄存器,另一個(gè)是現(xiàn)時(shí)值寄存器,編程時(shí),由用戶設(shè)定累積值。如果是積算定時(shí)器,它的符號(hào)接線如下圖所示:定時(shí)器線圈T250的驅(qū)動(dòng)輸入X001接通時(shí),T250的當(dāng)前值計(jì)數(shù)器對100ms的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行累積計(jì)數(shù),當(dāng)該值與設(shè)定值K345相等時(shí),定時(shí)器的輸出觸點(diǎn)動(dòng)作。在計(jì)數(shù)過程中,即使輸入X001在接通或復(fù)電時(shí),計(jì)數(shù)繼續(xù)進(jìn)行,其累積時(shí)間為34.5s(100ms*345=34.5s時(shí)觸點(diǎn)動(dòng)作。當(dāng)復(fù)位輸入X002接通,定時(shí)器就復(fù)位,輸出觸點(diǎn)也復(fù)位。五、計(jì)數(shù)器(CFX2N中的16位增計(jì)數(shù)器,是16位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器,它是在計(jì)數(shù)信號(hào)的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù),它有兩個(gè)輸入,一個(gè)用于復(fù)位,一個(gè)用于計(jì)數(shù)。每一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖上升沿使原來的數(shù)值減1,當(dāng)現(xiàn)時(shí)值減到零時(shí)停止計(jì)數(shù),同時(shí)觸點(diǎn)閉合。直到復(fù)位控制信號(hào)的上升沿輸入時(shí),觸點(diǎn)才斷開,設(shè)定值又寫入,再又進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)。其設(shè)定值在K1~K32767范圍內(nèi)有效。設(shè)定值K0與K1含義相同,即在第一次計(jì)數(shù)時(shí),其輸出觸點(diǎn)就動(dòng)作。通用計(jì)數(shù)器的通道號(hào):C0~C99,共100點(diǎn)。保持用計(jì)數(shù)器的通道號(hào):C100~C199,共100點(diǎn)。通用與掉電保持用的計(jì)數(shù)器點(diǎn)數(shù)分配,可由參數(shù)設(shè)置而隨意更改。舉個(gè)例子:由計(jì)數(shù)輸入X011每次驅(qū)動(dòng)C0線圈時(shí),計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值加1。當(dāng)?shù)?0次執(zhí)行線圈指令時(shí),計(jì)數(shù)器C0的輸出觸點(diǎn)即動(dòng)作。之后即使計(jì)數(shù)器輸入X011再動(dòng)作,計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值保持不變。z當(dāng)復(fù)位輸入X010接通(ON時(shí),執(zhí)行RST指令,計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值為0,輸出接點(diǎn)也復(fù)位。z應(yīng)注意的是,計(jì)數(shù)器C100~C199,即使發(fā)生停電,當(dāng)前值與輸出觸點(diǎn)的動(dòng)作狀態(tài)或復(fù)位狀態(tài)也能保持。六、數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器是計(jì)算機(jī)必不可少的元件,用于存放各種數(shù)據(jù)。FX2N中每一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器都是16bit(最高位為正、負(fù)符號(hào)位,也可用兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器合并起來存儲(chǔ)32bit數(shù)據(jù)(最高位為正、負(fù)符號(hào)位。1通用數(shù)據(jù)寄存器D通道分配D0~D199,共200點(diǎn)。只要不寫入其他數(shù)據(jù),已寫入的數(shù)據(jù)不會(huì)變化。但是,由RUN→STOP時(shí),全部數(shù)據(jù)均清零。(若特殊輔助繼電器M8033已被驅(qū)動(dòng),則數(shù)據(jù)不被清零。2停電保持用寄存器通道分配D200~D511,共312點(diǎn),或D200~D999,共800點(diǎn)(由機(jī)器的具體型號(hào)定?；旧贤ㄓ脭?shù)據(jù)寄存器。除非改寫,否則原有數(shù)據(jù)不會(huì)丟失,不論電源接通與否,PLC運(yùn)行與否,其內(nèi)容也不變化。然而在二臺(tái)PLC作點(diǎn)對的通信時(shí),D490~D509被用作通信操作。3文件寄存器通道分配D1000~D2999,共2000點(diǎn)。文件寄存器是在用戶程序存儲(chǔ)器(RAM、EEPROM、EPROM內(nèi)的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū),以500點(diǎn)為一個(gè)單位,最多可在參數(shù)設(shè)置時(shí)到2000點(diǎn)。用外部設(shè)備口進(jìn)行寫入操作。在PLC運(yùn)行時(shí),可用BMOV指令讀到通用數(shù)據(jù)寄存器中,但是不能用指令將數(shù)據(jù)寫入文件寄存器。用BMOV將數(shù)據(jù)寫入RAM后,再從RAM中讀出。將數(shù)據(jù)寫入EEPROM盒時(shí),需要花費(fèi)一定的時(shí)間,務(wù)必請注意。4RAM文件寄存器通道分配D6000~D7999,共2000點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)特殊輔助繼電器M8074,由于采用掃描被禁止,上述的數(shù)據(jù)寄存器可作為文件寄存器處理,用BMOV指令傳送數(shù)據(jù)(寫入或讀出。5特殊用寄存器通道分配D8000~D8255,共256點(diǎn)。是寫入特定目的的數(shù)據(jù)或已經(jīng)寫入數(shù)據(jù)寄存器,其內(nèi)容在電源接通時(shí),寫入初始化值(一般先清零,然后由系統(tǒng)ROM來寫入?！?FX2N系列的基本邏輯指令基本邏輯指令是PLC中最基本的編程語言,掌握了它也就初步掌握了PLC的使用方法,各種型號(hào)的PLC的基本邏輯指令都大臺(tái)大同小異,現(xiàn)在我們針對FX2N系列,逐條學(xué)習(xí)其指令的功能和使用方法,。每條指令及其應(yīng)用實(shí)例都以梯形圖和語句表兩種編程語言對照說明。一、輸入輸出指令(LD/LDI/OUT下面把LD/LDI/OUT三條指令的功能、梯形圖表示形式、操作元件以列表的形式加以說明:三、電路塊的并聯(lián)和串聯(lián)指令(ORB、ANBORB指令7次。指令,指令在程序結(jié)束處寫上END指令,PLC只執(zhí)行第一步至END之間的程序,并立即輸出處理。若不寫END指令,PLC將以用戶存貯器的第一步執(zhí)行到最后一步,因此,使用END指令可縮短掃描周期。另外。在調(diào)試程序時(shí),可以將END指令插在各程序段之后,分段檢查各程序段的動(dòng)作,確認(rèn)無誤后,再依次刪去插入的END指令。其他的一些指令,如置位復(fù)位、脈沖輸出、清除、移位、主控觸點(diǎn)、空操作、跳轉(zhuǎn)指令等,同學(xué)們可以參考一些課外書,在這里我們不詳細(xì)介紹了。下面同學(xué)們可練習(xí)由梯形圖寫出與之對應(yīng)的助記符形式的指令。并由后面的GPP軟件傳輸?shù)絇LC中,實(shí)時(shí)運(yùn)行。1是按編的入、圖(a圖(b3、線圈不能直接接在左邊母線上。4、在一個(gè)程序中,同一編號(hào)的線圈如果使用兩次,稱為雙線圈輸出,它很容易引起誤操作,應(yīng)盡量避免。5、在梯形圖中沒有真實(shí)的電流流動(dòng),為了便于分析PLC的周期掃描原理和邏輯上的因果關(guān)系,假定在梯形圖中有“電流”流動(dòng),這個(gè)“電流”只能在梯形圖中單方向流動(dòng)——即從左向右流動(dòng),層次的改變只能從上向下。下圖是一個(gè)錯(cuò)誤的橋式電路梯形圖。X000時(shí),T000設(shè)定根據(jù)時(shí)序圖我們就可畫出相應(yīng)的梯形圖:下面是一個(gè)延時(shí)接通/延時(shí)斷開電路。同學(xué)們根據(jù)時(shí)序圖,畫出梯形圖。第四章實(shí)驗(yàn)部分下面我們提供四個(gè)實(shí)驗(yàn)題目,讓同學(xué)們自己設(shè)計(jì)梯形圖,并輸入到計(jì)算機(jī)中,帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)一、用可編程控制器控制交流異步電動(dòng)機(jī)預(yù)習(xí)要求(1復(fù)習(xí)已學(xué)過的磁力啟動(dòng)器、正反轉(zhuǎn)控制線路及異步電動(dòng)機(jī)順序控制的有關(guān)內(nèi)容。(2閱讀材料中有關(guān)可編程控制器和交流異步電動(dòng)機(jī)控制的有關(guān)內(nèi)容。(3閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,預(yù)先設(shè)計(jì)線路和梯形圖。(4熟悉GPP軟件及其應(yīng)用。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)自己設(shè)計(jì)梯形圖。2、熟練應(yīng)用GPP軟件進(jìn)行編程,并在ONLINE狀態(tài)下運(yùn)行負(fù)載。3、學(xué)習(xí)用可編程控制器控制交流異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn),并對電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)進(jìn)行接線。二、實(shí)驗(yàn)器材:1.個(gè)人電腦PC。2.PLC程控器實(shí)驗(yàn)裝置。3.RS—232數(shù)據(jù)通信線。4.繼電控制裝置實(shí)驗(yàn)板。5.異步電動(dòng)機(jī)一臺(tái)。6.導(dǎo)線若干。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容說明吊車或某些生產(chǎn)機(jī)械的提升機(jī)構(gòu)需要作左右上下兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng),拖動(dòng)它們的電動(dòng)機(jī)必須能作正、反兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)。由異步電動(dòng)機(jī)的工作原理可知,要使電動(dòng)機(jī)反向旋轉(zhuǎn),需對調(diào)三根電源線中的兩根以改變定子電流的相序。因此實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)需要兩個(gè)接觸器。電機(jī)正反轉(zhuǎn)的繼電器控制線路實(shí)驗(yàn)圖如下圖4-1所示。圖4-1虛線框部分,我們稱為主電路,其余部分稱為控制電路。從圖中主電路可見,若正轉(zhuǎn)接觸器KMF主觸點(diǎn)閉合,電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn),若KMF主觸點(diǎn)斷開而反轉(zhuǎn)接觸器KMR主觸點(diǎn)閉合,電動(dòng)機(jī)接通電源的三根線中有兩根對調(diào),因而反向旋轉(zhuǎn)。不難看出,若正、反轉(zhuǎn)接觸器主觸點(diǎn)同時(shí)閉合,將造成電源二相短路。用可編程控制器控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)時(shí)控制電路中的接觸器觸點(diǎn)邏輯關(guān)系可用編程實(shí)現(xiàn)從而使線路接線大為簡化。用可編程控制器實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的接線圖,主電路不變,控制電路如圖4-2所示。正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)停車Y000Y001COMY005Y006Y007COM程控器輸出端接線X001X002X003X004COM程控器輸入端接線圖4-2下面是異步電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制輸入/輸出地址定義表輸入口地址定義定義三、實(shí)驗(yàn)步驟1.根據(jù)定義表,在GPP下編寫正確梯形圖。2.將程序傳送至程控器,先進(jìn)行離線調(diào)試。3.程序正確后,在斷電狀態(tài)下,按照圖4-1、圖4-2進(jìn)行正確接線。實(shí)驗(yàn)二、十字路口交通信號(hào)燈自動(dòng)控制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.通過實(shí)驗(yàn),了解上位機(jī)與PLC之間是通過RS-232口相聯(lián)的,它們之間的數(shù)據(jù)通信是網(wǎng)絡(luò)通信中最基本的一對一的通信。2.進(jìn)一步熟悉PLC的一些指令、時(shí)序圖,如定時(shí)、計(jì)數(shù)指令。3.進(jìn)一步了解軟件GPP,并熟練應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)器件:1.個(gè)人電腦PC。2.PLC程控器實(shí)驗(yàn)裝置。3.RS—232數(shù)據(jù)通信線。4.十字路口交通信號(hào)燈自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)板。5.導(dǎo)線若干。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:模擬十字路口交通燈的信號(hào),控制車輛有次序地在東西向、南北向正常通行,本實(shí)驗(yàn)的要求是,紅燈亮20秒,綠燈亮15秒,黃燈亮5秒,完成一個(gè)循環(huán)周期為40秒,它的時(shí)序圖如下:05101520253035400510152025303540圖1-1輸入地址:啟動(dòng)X000復(fù)位X001向綠燈Y003分別由綠、黃、紅三種5V圖1-3從上圖可看出,程控器的公共端接5V電源的負(fù)極,而燈的公共端接電源的正端,燈的另一端接到程控器的輸出端,如Y000,Y001……等。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.根據(jù)時(shí)序圖及輸入輸出地址,應(yīng)用GPP軟件在計(jì)算機(jī)上編制梯形圖。2.根據(jù)面板圖1-3正確接線。3.將梯形圖傳輸至PLC,并運(yùn)行,觀察交通燈是否正常工作。實(shí)驗(yàn)三舞臺(tái)藝術(shù)燈飾的PLC控制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1:掌握PLC與上位機(jī)的接線。2:進(jìn)一步熟悉PLC的一些指令,如移位寄存器指令。3:熟練應(yīng)用GPP軟件。二、實(shí)驗(yàn)器件:1:個(gè)人電腦PC。2:PLC程控器實(shí)驗(yàn)裝置,型號(hào)FX2N。3:RS—232數(shù)據(jù)通訊線。4:舞臺(tái)藝術(shù)燈飾控制板。5:穩(wěn)壓電源一臺(tái)。6:導(dǎo)線若干。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:我們平時(shí)看到五光十色的舞臺(tái)燈光,可以用PLC來控制,如下圖2所示的舞臺(tái)燈飾,共有7道燈,上方4道呈拱形,下方3道呈階梯形,現(xiàn)要求1--7號(hào)燈閃亮的時(shí)序如下圖1:7654321圖17號(hào)燈一亮一滅交替進(jìn)行,6、5、4號(hào)3道燈由內(nèi)到外依次點(diǎn)亮,3、2、1號(hào)階梯燈由上至下依次點(diǎn)亮,再全滅,整個(gè)過程需要60秒,循環(huán)往復(fù)。其面板布置圖如下圖2:321圖2程控器與舞臺(tái)燈飾面板電路接線圖如下圖3:24V電源的負(fù)端,所有燈的公Y000,Y001,四、實(shí)驗(yàn)步驟1.根據(jù)時(shí)序圖,在計(jì)算機(jī)上編制梯形圖。(也可自己設(shè)計(jì)燈光閃爍時(shí)序。2.由面板圖,按圖3正確接線。3.運(yùn)行自己編制的梯形圖,觀察燈光閃爍的情況,是否與時(shí)序圖相吻合。第五章GPP軟件簡介一、基本概況SW3D5-GPPW-E是三菱電氣公司開發(fā)的用于可編程控制器的編程軟件,可在Windows3.1及Windows95下運(yùn)行,適用于IBMPC/AT(兼容其CPU為i486SX或更高,內(nèi)存需8兆或更高(推薦16兆以上。該程序可在串行系統(tǒng)中可與可編程控制器進(jìn)行通訊,文件傳送,操作監(jiān)控以及各種測試功能。在GPP軟件中,你可通過線路符號(hào),助記符來創(chuàng)建順控指令程序,建立注釋數(shù)據(jù)及設(shè)置寄存器數(shù)據(jù),并可將其存儲(chǔ)為文件,用打印機(jī)打印。在PLC與PC之間必須有接口單元及纜線。接口單元:FX-232AWC型RS-232C/RS-422轉(zhuǎn)換器(便攜式.FX-232AW型RS-232C/RS-422轉(zhuǎn)換器(內(nèi)置式纜線:FX-422CAB型RS-422纜線[用于FX1,FX2,FX2C型可編程控制器,0.3米];FX-422CAB-150型RS-422纜線[用于FX1,FX2,FX2C型可編程控制器,1.5米。二、用GPP編寫梯形圖GPP軟