功能表图中转换实现的基本条件是:该转换的所有前级步都是活动步,同时相应的转换条件得到满足。
功能表图的基本结构:单系列,选择系列,并发系列。各自的结构特点。 功能表图中,两个步不能直接相连,必须用一个转换将它们隔开;两个转换也不能直接相连,必须用一个步将它们隔开。
单周期操作的控制系统:当启动信号到来时,系统从初始步开始运行,在执行完一次工艺过程的全部操作之后,从最后一步返回到初始步,系统停止在初始状态,等待下一次启动信号的到来。
连续循环工作的控制系统:当启动信号到来时,系统从初始步开始运行,在执完一次工艺过程的全部操作之后,系统从最后一步返回到工作周期中开始运行的第一步(即初始等待步),继续执行下一个周期的操作,直到系统的停止信号到来时,系统执行完一个工作周期后,返回并停在初始等待状态(即初始等待步),等待下一个启动信号的到来。
状态表则多用于步数较多的单系列的顺序控制系统的描述较为方便。若系统的功能表图很复杂,包含了大量的选择系列和并行系列,那么用状态表描述是很困难的,改用功能表图描述,则简单直观得多。
顺序功能图具有以下特点:
(1)以功能为主线,条理清楚,便于对程序操作的理解和沟通;
(2)对大型的程序,可分工设计,采用较为灵活的程序结构,可节省程序设计时间和调试时间;
(3)常用于系统的规模校大,程序关系较复杂的场合;
(4)只有在活动步的命令和操作被执行,对活动步后的转换进行扫描,因此,整个程序的扫描时间较其他程序编制的程序扫描时间要大大缩短。
第四节 五种编程方法的比较
一、使用起保停电路的编程(用M200~M277代表各个工步):
基本结构:当Mi-1步为活动步,同时第Mi-1到第Mi步转换条件Xi满足,则转换实现,发生步的进展,第Mi步变为动步(即Mi=1),同时Mi自动保持。若Mi+1变为动步,则Mi应变为静止步,用Mi+1的常闭触点来使Mi停止。该方法不允许出现双线圈输出。
二、使用步进梯形指令(STL)的编程方式(用状态寄存器S600~S647代表各个工步):
基本结构:若S601步为活动步,则STL触点S601驱动该步的动作Y431,同时考查X401是否满足转换条件,若X401=1,则S602变为活动步,同时系统程序使S601自动复位。该方法允许双线圈输出。
三、仿STL指令的编程(用M200~M277代表各个工步):
基本结构:若Mi为活动步,则复位Mi-1步,同时驱动Mi步的动作Yi。若Mi到Mi+1的转换条件满足,则Mi+1被激活,工步由Mi步进展到Mi+1步,同时Mi步的动作Yi相应被停止。该方法不允许双线圈输出。 四、以转换条件为中心的编程(用M200~M277代表各个工步):
基本结构:
若Mi-1为动步,且Xi条件满足,则Mi变为动步,Mi-1变为静步。该方法不允许出现双线圈输出。 五、用移位寄存器的编程
用移位寄存器M200~M277代表各个工步。工步的进展通过移位寄存器中“1”的移位得以实现。
移位寄存器数据输入电路的设计:由移位寄存器中除首位(对应于初始等待步)以外的其余各位的常闭触点与初始状态对应的触点电路串联而成。当PC开始运行程序的第一个扫描周期内,移位寄存器的首位(即初始工步)状态为“1”,初始步被激活。
移位输入电路的设计:把功能表图中所有工步转换实现的条件并联起来输入到SFT端。
复位输入电路的设计:一般可以不考虑处理 注意:该方法不允许双线圈输出。 五种编程方法的比较: 一、编程方式的通用性
起保停电路公由触点和线圈组成,各种型号的PLC的指令系统都有与触点
和线圈有关的指令,因此,使用起保停电路的编程方法的通用性最强,可以用于任意一种型号的PLC。
像STL这一类专门为顺序控制设计的指令,只能用于某一PLC厂家的某些PLC产品,属于电门指令。
二、不同编程方式设计的程序长度不同 编程方式 程序长度(步数) 使用起保停电路的编程方式 30 使用锁存继电器的编程方式 29 使用STL指令的编程方式 21 使用仿STL指令的编程方式 26 以转换为中心的编程方式 30 使用移位寄存器的编程方式 26 三、电路结构及其它方面的比较
1、在转换实现时,对前级步的状态寄存器和由它驱动的输出继电器的复位是由系统程序完成的,而不是由用户程序在梯形图中完成的,因此用STL指令设计的程序最短。
2、STL触点具有与主控指令(MC)相同的特点,即LD点移到了STL触点的右端,对于选择序列的分支对应的指明转换条件和转换目标的并联电路的设计是很方便的。用STL指令设计复杂系统的梯形图时更能显示其优越性。
3、与条件跳步指令(CJP)类似,CPU不执行处于断开状态的STL触点驱动的电路块中的指令,在没有并行序列时,同时只有一个STL触点为“1”状态,因此使用STL指令可以显著的缩短用户程序的执行时间,提高PLC的输入、输出响应速度。
4、对于不用STL指令的编程方式,一般不允许出现双线圈现象,即同一编程元件的线圈不能在两处或多处出现(唯一的例外是允许同一元件的线圈分别在跳步条件相反的跳步区内各出现一次)。在用这些编程方式设计输出电路时,应仔细观察顺序功能图或状态表,对那些在两步或多步中为“1”状态的输出继电器,应将各有关步对就的编程元件的常开触点并联后驱动相应输出继电器的线圈。当顺序功能图的步数很多,输出继电器也很多时,输出电路设计工件量是很大的,稍不小心就会出错。
第六章 PLC的单机多任务控制系统设计方案
在PLC的使用过程中,我们不应该只是停留在用单台PLC实现对单个任务的控制这样一个基本层次的使用上。只要PLC的I/O接口资源足够和现场的控制条件允许,我们完全可以用一台基本单元(或再加扩展单元)来实现对现场的多个不相关任务的控制。
在多任务的控制系统中,我们只要合理地安排和分配PLC内部的编程资源和PLC外部的I/O接口资源,使它们在完成不同的任务的用户程序中不发生冲突,必要时还可以用条件跳步指令来控制不同任务的执行条件,就可以用一台
PLC实现对现场的多个不相关的任务的控制。
在多任务的控制系统中,重点是I/O接口的分配,这不仅要在I/O接口少的情况下做,在I/O接口资源多的情况下也要做好,因为这样可以减少开销,节省费用。
减少所需I/O接口点数的方法 一、分组输入
自动程序和手动程序不会同时执行,自动和手动这两种工件方式分别使用的输入量可以分成两组。
二、矩阵输入
矩阵输入可以显著的减少所需的PLC输入点数。
F1-40MRY430Y430D1Y432X400K1K4K7X401K2K5K8X402K3K6K9COM3COM
三、输入触点的合并
将某些功能相同的触点串联或并联,它们只占PLC的一个输入点。 四、将系统的输入信号设置在PLC之外
系统的某些功能简单、涉及面很窄的输入信号,如某些手动操作按钮、电动机热继电器FR常闭触点等,没有必要作为PLC的输入信号,可以将它们设置在PLC外部的硬件电路中。某些手动按钮需要串接一些安全联锁触点,如果外部连锁电路过于复杂,则应考虑仍将有关信号送入PLC,用梯形图实现联锁。
PLC手动手动按钮自动~220VFR
五、只用一个按钮的控制电路
普通的起保停电路需要起动和停止两个按钮,如下图
第七章 PLC的单机多任务控制系统设计主要程序
第一节 两个课题
一、板料剪切:
初始状态时,如下图的压钳和剪刀在上限位置,X400和X401为“1”状态。按下起动按钮X410,工作过程如下:首先板料右行(Y430为“1”状态)至限位开关X403为“1”状态,然后压钳下行(Y431为“1”状态并保持)。压紧板料后,压力继电器X404为“1”状态,压钳保持压紧,剪刀开始下行(Y432为“1”状态)。剪断板料后,X402变为“1”状态,压钳和剪刀同时上行(Y433和Y434为“1”状态,Y431和Y432为“0”状态),它们分别碰到限位开关X400和X401后分别停止上行,均停止后,又开始下一周期的工作,剪完10块料后停止工作并停在初始状态。
压钳Y430X401Y431X402Y4323S4S2S4SX403板料剪刀