图二:门机及轿厢视图
图三:井道信息装置视图
图四:井道信息装置视图
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第二章 可编程控制器技术
可编程序控制器,英文称Programmable Controller,简称PC。但由于PC容易和个人计算机(Personal Computer)混淆,故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置,专为在工业现场应用而设计,它采用可编程序的存储器,用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令,并通过数字式或模拟式的输入、输出接口,控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物,它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点,充分利用了微处理器的优点,又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯,特别是PLC的程序编制,不需要专门的计算机编程语言知识,而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式,使用户程序编制形象、直观、方便易学;调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后,只需按说明书的提示,做少量的接线和简易的用户程序的编制工作,就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。
第一节 三菱FX系列可编程控制器的使用
一、PLC的工作原理
PLC是采用“顺序扫描,不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时,CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序,按指令步序号(或地址号)作周期性循环扫描,如无跳转指令,则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序,直至程序结束。然后重新返回第一条指令,开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中,还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。
PLC的扫描一个周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。
PLC在输入采样阶段:首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入,并将其写入各对应的输入状态寄存器中,即刷新输入。随即关闭输入端口,进入程序执行阶段。
PLC在程序执行阶段:按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令,执行的结果再写入输出状态寄存器中,输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。
输出刷新阶段:当所有指令执行完毕,输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中,并通过一定的方式(继电器、晶体管或晶闸管)输出,驱动相应输出设备工作。 二、PLC的程序编制
1.编程元件
PLC是采用软件编制程序来实现控制要求的。编程时要使用到各种编程元件,它们可提供规定个数动合和动断触点。编程元件是指输入继电器、输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、通用寄存器、数据寄存器及特殊功能继电器等。 例:FX1N-24MT编程元件的编号范围与功能说明如下表所示 元件名称 输入继电器 代表字母 X 编号范围 X0~X15共14点 7
功 能 说 明 接受外部输入设备的信号 输出继电器 辅助继电器 Y M Y0~Y11共10点 输出程序执行结果并驱动外部设备 100ms延时定时继电器, 触点在程序内部使用 10ms 延时定时继电器, 触点在程序内部使用 加法计数继电器,触点在程序内部使用 数据处理用的数值存储元件 N主控用,P跳跃、子程序用 M0~M383共384点 在程序内部使用,不能提供外部输出 T0~T199 继电器 T T200~T245 计数继电器 数据寄存器 嵌套指针 C D N、P C0~C99 D0~D127 N0~N7 P0~P127 2.编程语言
所谓程序编制,就是用户根据控制对象的要求,利用PLC厂家提供的程序编制语言,将一个控制要求描述出来的过程。PLC最常用的编程语言是梯形图语言和指令语句表语言。
(1)梯形图(语言)
梯形图是一种从继电接触控制电路图演变而来的图形语言。它是借助类似于继电器的动合、动断触点、线圈以及串、并联等术语和符号,根据控制要求联接而成的表示PLC输入和输出之间逻辑关系的图形,直观易懂。
梯形图中常用 、 图形符号分别表示PLC编程元件的动合和动断接点; 用 表示它们的线圈。梯形图中编程元件的种类用图形符号及标注的字母或数字加以区别。
(2)指令语句表
指令语句表是一种用指令助记符来编制PLC程序的语言,它类似于计算机的汇编语言,但比语句和作用器件编号三部分组成。
下例为PLC实现三相鼠笼电动机起/停控制的两种编程语言的表示方法:
汇编语言易懂易学,若干条指令组成的程序就是指令语句表。一条指令语句是由步序号、指令
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三、FX系列可编程控制器基本指令简介 名 称 取指令 取反指令 线圈驱动指令 与指令 与非指令 或指令 或非指令 或块指令 与块指令 主控指令 主控复位指令 置位指令 复位指令 助记符 LD LDI OUT AND ANI OR ORI ORB ANB MC MCR SET RST 目 标 元 件 X、Y、M、S、T、C X、Y、M、S、T、C Y、M、S、T、C X、Y、M、S、T、C X、Y、M、S、T、C X、Y、M、S、T、C X、Y、M、S、T、C 无 无 Y、M Y、M Y、M、S 说 明 常开接点逻辑运算起始 常闭接点逻辑运算起始 驱动线圈的输出 单个常开接点的串联 单个常闭接点的串联 单个常开接点的并联 单个常闭接点的并联 串联电路块的并联连接 并联电路块的串联连接 公共串联接点的连接 MC的复位 使动作保持 Y、M、S、D、V、Z、T、C 使操作保持复位 上升沿产生脉冲指令 PLS 下降沿产生脉冲指令 PLF 空操作指令 程序结束指令 NOP END Y、M Y、M 无 无 输入信号上升沿产生脉冲输出 输入信号下降沿产生脉冲输出 使步序作空操作 程序结束 1.逻辑取及线圈驱动指令LD、LDI、OUT
LD,取指令。表示一个与输入母线相连的动合接点指令,即动合接点逻辑运算起始。 LDI,取反指令。表示一个与输入母线相连的动断接点指令,即动断接点逻辑运算起始。 OUT,线圈驱动指令,也叫输出指令。
LD、LDI两条指令的目标元件是X、Y、M、S、T、C,用于将接点接到母线上。也可以与后述的ANB指令、ORB指令配合使用,在分支起点也可使用。
OUT是驱动线圈的输出指令,它的目标元件是Y、M、S、T、C。对输入继电器不能使用。OUT指令可以连续使用多次。
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LD、LDI是一个程序步指令,这里的一个程序步即是一个字。OUT是多程序步指令,要视目标元件而定。
OUT指令的目标元件是定时器和计数器时,必须设置常数K,表示计时或计数的值。 2.接点串联指令AND、ANI
AND,与指令。用于单个动合接点与其左方的接点的串联。 ANI,与非指令,用于单个动断接点与其左方的接点的串联。
AND与ANI都是一个程序步指令,它们串联接点的个数没有限制,也就是说这两条指令可以多次重复使用。这两条指令的目标元件为X、Y、M、S、T、C。
OUT指令后,通过接点对其它线图使用OUT指令称为纵输出或连续输出。这种连续输出如果顺序没错,可以多次重复。
3.接点并联指令OR、ORI
OR,或指令,用于单个动合接点与其上方接点的并联。 ORI,或非指令,用于单个动断接点其上方接点的并联。
OR与ORI指令都是一个程序步指令,它们的目标元件是X、Y、M、S、T、C。这两条指令都是一个接点。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。
OR、ORI是从该指令的当前步开始,对前面的LD、LDI指令并联连接。并联的次数无限制。 4.串联电路块的并联连接指令ORB
两个或两个以上的接点串联连接的电路叫串联电路块。串联电路块并联连接时,分支开始用LD、LDI指令,分支结束用ORB指令。ORB指令与后述的ANB指令均为无目标元件指令,而两条无目标元件指令的步长都为一个程序步。ORB有时也简称或块指令。
ORB指令的使用方法有两种:一种是在要并联的每个串联电路后加ORB指令;另一种是集中使用ORB指令。对于前者分散使用ORB指令时,并联电路块的个数没有限制,但对于后者集中使用ORB指令时,这种电路块并联的个数不能超过8个(即重复使用LD、LDI指令的次数限制在8次以下),所以不推荐用后者编程。
5.并联电路的串联连接指令ANB
两个或两个以上接点并联电路称为并联电路块,分支电路并联电路块与前面电路串联连接时,使用ANB指令。分支的起点用LD、LDI指令,并联电路结束后,使用ANB指令与前面电路串联。ANB指令也简称与块指令,ANB也是无操作目标元件,是一个程序步指令。
6.主控及主控复位指令MC、MCR
MC为主控指令,用于公共串联接点的连接,MCR叫主控复位指令,即MC的复位指令。在编程时,经常遇到多个线圈同时受到一个或一组接点控制。如果在每个线圈的控制电路中都串入同样的接点,将多占用存储单元,应用主控指令可以解决这一问题。使用主控指令的接点称为主控接点,它在梯形图中与一般的接点垂直。它们是与母线相连的动合接点,是控制一组电路的总开关。
MC指令是3程序步,MCR指令是2程序步,两条指令的操作目标元件是Y、M,但不允许使用特殊辅助继电器。
7.置位与复位指令SET、RST
SET为置位指令,使动作保持;RST为复位指令,使操作保持复位。SET指令的操作目标元件
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