西门子PLC第2章.ppt

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、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。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 LDAND 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 LDOR 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（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TIM 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,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，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。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:KM11.00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。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 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？,