PLC多任务控制系统论文(4)

2018-12-27 20:11

F1系列PLC共有20条基本顺序指令,此外还有87条功能指令。仅用基本顺序指令便可以编制出开关量控制系统的用户程序。

LD(Load):常开触点与母线连接的指令。

LDI(Load Inverse):常闭触点与母线连接的指令。 OUT(Out):驱动线圈的输出指令。

LD、LDI指令还可以与ANB、ORB指令配合,用于分支电路的起点 OUT指令还可以用于Y、M、T、C、S这些元件,它不能用于输入继电器 OUT指令可以连续使用若干次,相当于线圈的并联。定时器和计数器的OUT指令之后应设定常数K,常数也占一个步序。

AND(And):常开触点串联连接指令。 ANI(And Inverse):常闭触点串联连接指令。

触点与左边的电路串联时,使用AND和ANI指令,串联触点的个数没有限制。 OR(Or):常开触点的并联连接指令。

ORI(Or Inverse):常闭触点的并联连接指令。

OR 和ORI 用于单个触点与前面电路的并联,并联触点的左端接到LD点上,右端与前一条指令对应的触点的右端相连。

ORB(Or Block):电路块并联连接指令。

两个以上的触点串联连接而成的电路块称为“串联电路块”,将串联电路块并联连接时用ORB指令。它相当于触点的一段垂直连线,ORB指令不带元件号。每个串联电路块的起点都要用LD或LDI指令,电路块的后面用ORB指令。

ANB(And Block):电路块串联连接指令。

ANB指令将并联电路块与前面的电路串联,在使用ANB之前,应先完成并联电路块的内部连接,并联电路块中各支路的起始触点使用LD或LDI指令。 ANB指令相当于两个电路块之间的串联连线,也可以视为它右边的并联电路块的LD点。

在设计并联电路时,应将单个触点的支路放在下面;设计串联电路时,应将单个触点放在右边,否则将多使用一条指令。

RST(Reset):复位指令,用于计数器和移位寄存器的复位。在任何情况下,RST指令都优先执行。

SFT(Shift):移位指令,将移位寄存器的内容移位。

可以将两个移位寄存器串级相连,前一级是后一位的常开触点接到后一级的数据输入端(OUT输入端),它们的移位电路和复位电路应相同,在梯形图内应将后一级移位寄存器放在前一级的上面。

PLS(Pulse):脉冲指令,又叫微分输出指令 PLS指令只能用于M100—M377。

PLS指令常用来给计数器和移位寄存器提供复位脉冲 NOP(Non processing):空操作指令

空操作指令使该步序作空操作。在程序中放入NOP指令,变更程序或增加指令时步序号变更较少。

S(Set):置位指令,使操作保持的指令

R(Reset):复位指令,使操作保持复位的指令。 它们只能用于M200—M377,状态寄存器和输出继电器。 MC(Master Control):主控指令,或公共触点串联连接指令。 MCR(Master Control Reset):主控复位指令,MC指令的复位指令。 CJP(Conditional Jump):条件跳步指令,用于跳步的开始。 EJP(End of Jump):跳步结束指令,用于指示跳步终点。

跳步指令的目标元件号为700—777,共64点。跳步指令是为了在条件满足时不执行某一部分程序而设置的。

END(End):结束指令,表示程序结束。若不写END指令,PLC将从用户程序存贮器的第一步执行到最后一步,将END指令放在程序结束处,PLC只执行第一步到END这一步的程序,使用END指令可以缩短扫描周期。某些PLC要求在程序的结束处必须有END指令。

第五章 PLC的编程方法

在可编程控制器中有多种程序设计语言,它们是梯形图语言、功能表图语言、功能模块图语言及结构化语句描述语言等。梯形图语言是基本程序设计语言,它通常由一系列指令组成,用这些指令可以完成大多数简单的控制功能,例如,代替继电器、计数器、计时器完成顺序控制和逻辑控制等,通过扩展或增强指令集,它们也能执行其它的基本操作。功能表图语言和语句描述语言是高级的程序设计语言,它可根据需要去执行更有效的操作,例如,模拟量的控制,数据的操纵,报表的报印和其他基本程序设计语言无法完成的功能。功能模块图语言采用功能模块图的形式,通过软连接的方式完成所要求的控制功能,它不仅在可编程序控制器中得到了广泛的应用,在集散控制系统的编程和组态时也常常被采用,由于它具有连接方便、操作简单、易于掌握等特点,为广大工程设计和应用人员所喜爱。

第一节 确定各元件的编号,分配I/O地址

利用梯形图编程,首先必须确定所使用的编程元件编号,PLC是按编号来区别操作元件的 。我们选用的FX2N型号的PLC,其内部元件的地址编号如下表所示,使用时一定要明确,每个元件在同一时刻决不能担任几个角色。一般讲,

配置好的PLC,其输入点数与控制对象的输入信号数总是相应的,输出点数与输出的控制回路数也是相应的(如果有模拟量,则模拟量的路数与实际的也要相当),故I/O的分配实际上是把PLC的入、出点号分给实际的I/O电路,编程时按点号建立逻辑或控制关系,接线时按点号“对号入座”进行接线。

第二节 梯形图的编程规则

梯形图程序设计语言是用梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语言。采用梯形图程序设计语言,程序采用梯形图的形式描述。这种程序设计语言采用因果关系来描述事件发生的条件和结果。每个梯级是一个因果关系。在梯级中,描述事件发生的条件表示在左面,事件发生的结果表示在后面。梯形图程序设计语言是最常用的一种程序设计语言。它来源于继电器逻辑控制系统的描述。在工业过程控制领域,电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉,因此,由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到了欢迎,并得到了广泛的应用。

梯形图程序设计语言的特点是:

(1)与电气操作原理图相对应,具有直观性和对应性;

(2)与原有继电器逻辑控制技术相一致,对电气技术人员来说,易于撑握和学习;

(3)与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是,梯形图中的能流(Power FLow)不是实际意义的电流,内部的继电器也不是实际存在的继电器,因此,应用时,需与原有继电器逻辑控制技术的有关概念区别对待;

在使用梯形图程序设计时就遵循以下规则:

1) 每个继电器的线圈和它的触点均用同一编号,每个元件的触点使用时没有数

量限制。

2) 梯形图每一行都是从左边开始,线圈接在最右边(线圈右边不允许再有接触

点),如图(a)错,图(b)正确。

3) 线圈不能直接接在左边母线上。

4) 在一个程序中,同一编号的线圈如果使用两次,称为双线圈输出,它很容易

引起误操作,应尽量避免。

5) 在梯形图中没有真实的电流流动,为了便于分析PLC的周期扫描原理和逻辑

上的因果关系,假定在梯形图中有“电流”流动,这个“电流”只能在梯形图中单方向流动——即从左向右流动,层次的改变只能从上向下。

6) 梯形图中的触点应画在水平线上,而不能画在垂直分支上,如图1(a),由

于X005画在垂直分支上,这样很难判断与其他触点的关系,也很难判断X005与输出线圈Y001的控制方向,因此应根据从左至右,自上而下的原则。正

确的画法如图1(b)

图1(a)

7) 不包含触点的分支应放放在垂直方向,不应放在水平线上,这样便于看清触

图1(b)

点的组和对输出线圈的控制路线,以免编程时出错。如图2所示。

图2(a)不正确画法

图2(b)正确画法

8) 在有几个串联电路相并联时,需钭触点最多的那条串联电路放在梯形图的最

上面,在有几个并联电路串联时,应将触点最多的那个并联放在梯形图的最左面,这样所编的程序比较明了,使用的指令较少,如图3所示。

图3(a)不正确画法图

3(b)正确的画法

9) 按梯形图编制程序时一定要按从左至右,自上而下的原则进行。

图4(a)不正确画法

图4(a)正确画法

第三节 顺序功能图

顺序控制过程有很强的时序性,即先做什么,后做什么,前面的工作没做完,则不能做后面的工作,其中有很多连锁、互锁等逻辑关系。若采用传统的经验设计法来设计用户程序,一般是比较困难的。

顺序控制设计法的基础是系统的状态转换图(即功能表图)的绘制。功能表图主要由步、有向连线、转换、转换条件、命令或动作组成。首先将被控系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段,这些阶段称为步,并用编程元件M或S来代表各步。步是根据输出量的状态变化来划分的,在任何一步之内,各输出量的接通/断开状态不变,但相邻两步输出量总的状态是不同的。然后确定步与步之间的转换条件,若上一步为活动步,且由上一步到当前步的转换条件成立,则发生步的活动状态的进展,当前步变为活动步,上一步变为静步。各步相应的输出即命令或动作,当步处于活动状态时,相应的动作被执行:处于不活动步时,相应的动作被停止。

每个功能表图至少要有一个初始步,该步一般无命令或动作,对应于等待启动命令时的相对静止状态,用双线方框表示。初始步一般对应于系统等待起动的初始状态,这一步可能没有什么输出处于接通状态,但这一步是必不可少的。一方面因为该步与它的相邻步相比,输出变量总的状态各不相同,另一方面如果没有该步,系统将无法表示其初始状态,系统也将无法返回停止状态。在根据功能表图设计梯形图程序时,应考虑在PC开始运行用户程序的第一个扫描周期内,将初始步置成活动步(一般用M71初始化脉冲把代表初始步的编程元件置成“1”状态),否则,系统的功能表图不可能出现活动步,系统将无法启动运行。


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