PLC基本逻辑指令及其应用

第5章PLC基本逻辑指令及其应用基本逻辑指令5.1程序的执行过程5.2常用基本电路的程序设计5.3PLC程序设计5.45.1基本逻辑指令5.1.1逻辑取及驱动线圈指令LD/LDI/OUT表5-1逻辑取及驱动线圈指令表1．用法示例5.1.2触点串、并联指令AND/ANI/OR/ORI表5-2触点串、并联指令表1．用法示例图5-2触点串、并联指令用法图2．使用注意事项3．连续输出实训12基本逻辑指令（1）1．实训目的2．实训器材3．实训内容与步骤（1）LD/LDI/OUT指令实训①写出并理解图5-1梯形图所对应的指令。②通过计算机或手持式编程器将指令输入到PLC中。③将PLC置于RUN运行模式。④分别将输入信号X0、X1置于ON或OFF，观察PLC的输出结果，并做好记录。⑤整理实训操作结果，并分析其原因。（2）AND/ANI/OR/ORI指令实训（见图5-4）图5-4AND/ANI/OR/ORI指令实训梯形图5.1.3电路块连接指令ORB/ANB表5-3电路块连接指令表1．用法示例图5-5串联电路块并联图5-6并联电路块串联5.1.4多重输出电路指令MPS/MRD/MPP多重输出电路指令如表5-4所示。1．用法示例实训13基本逻辑指令（2）1．实训目的2．实训器材3．实训内容与步骤（1）MPS/MRD/MPP指令实训①理解图5-7梯形图所对应的指令。图5-7简单1层栈②通过计算机将指令输入到PLC中（转换成梯形图形式），观察计算机中的梯形图是否与图5-7所示相同。③将PLC置于RUN运行模式。④分别将PLC的输入信号置于ON或OFF，观察PLC的输出结果，并做好记录。⑤若将图5-7指令表中的MPS、MRD、MPP删除，再与上述梯形图比较，有何区别？PLC的输出结果有何不同？⑥整理实训操作结果，并分析其原因。（2）复杂1层栈实训①理解图5-8梯形图所对应的指令。②通过计算机将指令输入到PLC中（转换成梯形图形式），观察计算机中的梯形图是否与图5-8所示相同。图5-8复杂1层栈③若将图5-8指令表中的LDX001改为ANDX001，再与上述梯形图比较，有何区别？④若将图5-8指令表中的第4步ANB删除，再与上述梯形图比较，有何区别？⑤若将图5-8指令表中的ANDX007改为LDX007，再与上述梯形图比较，有何区别？⑥若将图5-8指令表中的第19步ANB删除，再与上述梯形图比较，有何区别？PLC的输出结果有何不同？⑦整理实训操作结果，并分析原因。5.1.5置位与复位指令SET/RST置位与复位指令如表5-5所示。1．用法示例图5-9置位与复位指令用法图5.1.6脉冲输出指令PLS/PLF脉冲输出指令如表5-6所示。1．用法示例图5-10脉冲输出指令用法图5.1.7运算结果脉冲化指令MEP/MEF运算结果脉冲化指令是FX3U和FX3UC系列PLC特有的指令，其形式如表5-7所示。1．用法示例图5-11运算结果脉冲化指令用法图5.1.8脉冲式触点指令LDP/LDF/ANDP/ANDF/ORP/ORF脉冲式触点指令如表5-8所示。1．用法示例5.1.9主控触点指令MC/MCR在编程时，经常会遇到许多线圈同时受1个或1组触点控制的情况，如果在每个线圈的控制电路中都串入同样的触点，将占用很多存储单元，主控指令可以解决这一问题。使用主控指令的触点称为主控触点，它在梯形图中与一般的触点垂直，主控触点是控制1组电路的总开关。主控触点指令如表5-9所示。1．用法示例图5-13主控触点指令用法图5.1.10逻辑运算结果取反指令INV表5-10逻辑运算结果取反指令表5.1.11空操作和程序结束指令NOP/END空操作和程序结束指令如表5-11所示。表5-11空操作和程序结束指令表1.空操作指令NOP2．程序结束指令END实训14基本逻辑指令（3）1．实训目的2．实训器材3．实训内容与步骤（1）SET/RST、PLS/PLF指令实训①理解图5-10梯形图所对应的指令。②通过计算机或手持式编程器将指令输入到PLC中。③将PLC置于RUN运行模式。④分别将输入信号X0、X1置于ON或OFF，观察PLC的输出结果，并做好记录。⑤分别将输入信号X0、X1置于ON（瞬间），观察PLC的输出结果，并做好记录。⑥比较上述第（4）、（5）步的输出结果，并分析其原因。⑦画出X0、X1、M0、M1和Y0的时序图。（2）脉冲式触点指令实训（见图5-16）图5-16脉冲式触点指令实训梯形图（3）MC/MCR/INV指令实训（见图5-17）图5-17MC/MCR/INV指令实训梯形图5.2程序的执行过程5.2.1程序的执行过程1．第1个扫描周期①输入处理阶段。②程序处理阶段。③输出处理阶段。2．第2个扫描周期①输入处理阶段。②程序处理阶段。③输出处理阶段。3．第3个扫描周期①输入处理阶段。因输入信号SB1仍接通，输入处理的结果X0为ON，再次写入X0输入映象寄存器的状态为“1”状态。②程序处理阶段。③输出处理阶段。5.2.2输入/输出滞后时间影响输入/输出滞后的主要原因有：输入滤波器的惯性；输出继电器接点的惯性；程序执行的时间；程序设计不当的附加影响等。对于用户来说，选择了1个PLC，合理的编制程序是缩短响应的关键。5.2.2双线圈输出实训15程序执行过程实训1．实训目的2．实训器材3．实训内容与步骤图5-20双线圈输出梯形图图5-20双线圈输出梯形图（1）双线圈输出实训①写出并理解图5-20梯形图所对应的指令。②通过计算机或手持式编程器将指令输入到PLC中，并将PLC置于RUN运行模式。③将输入信号X1置于ON，输入信号X2置于OFF，观察PLC的输出结果，并做好记录。④进入程序运行监视状态，监视程序的运行情况，理解程序的运行情况。⑤将输入信号X2置于ON，输入信号X1置于OFF，观察PLC的输出结果，并做好记录。⑥进入程序运行监视状态，监视程序的运行情况，理解程序的运行情况。⑦将输入信号X1和X2置于ON，观察PLC的输出结果，并做好记录。⑧进入程序运行监视状态，监视程序的运行情况，理解程序的运行情况。⑨整理实训操作结果，并用PLC的工作原理进行分析。（2）两组彩灯循序点亮实训两组彩灯循序点亮实训控制要求为：按下启动按钮SB1，黄灯点亮，5s后黄灯熄灭红灯点亮，按下停止按钮系统停止运行。3位同学的设计程序如图5-21所示，请为其上机调试。图5-21两组彩灯循序点亮实训5.3常用基本电路的程序设计5.3.1启保停电路启保停电路即启动、保持、停止电路，是梯形图程序设计中最典型的基本电路，它包含了如下几个因素。①驱动线圈。②线圈得电的条件。③线圈保持驱动的条件。④线圈失电的条件。图5-22启保停电路梯形图（停止优先）图5-23启保停电路梯形图（启动优先）实训16启保停电路的应用1．实训目的2．实训器材3．实训任务设计一个单台电动机两地控制的控制系统。其控制要求如下：按下地点1的启动按钮SB1或地点2的启动按钮SB2均可启动电动机；按下地点1的停止按钮SB3或地点2的停止按钮SB4均可停止电动机运行。4．实训步骤（1）I/O分配（2）梯形图方案设计（3）系统接线图（4）系统调试①输入程序。②静态调试。③动态调试。④完成上述系统调试后，再分别调试图5-24（b）、（c）所示的梯形图。⑤修改、打印并保存程序。图5-24单台电动机两地控制的梯形图5．实训报告（1）分析与总结①总结实训中的操作要领。②画出实训中电动机的主电路图。③总结运用启保停电路设计程序的一般步骤及规律。（2）巩固与提高①给实训中的梯形图加适当的设备注释。②试用启动优先的原则设计本实训程序。③设计一个3台电动机的顺序联动运行的控制系统。其控制要求如下：电动机M1先启动（SB1），电动机M2才能在甲地（SB2）或乙地（SB3）启动；只有当电动机M1已启动，电动机M2在甲地启动时，电动机M3才能启动（SB4）；当按下停止按钮（SB）时全部停止。6．能力测试（100分）设计一个两台电动机的顺序联动运行的控制系统。其控制要求如下：电动机M1先启动（SB1），电动机M2才能启动（SB2）。其I/O分配为X0：电动机M1启动（SB1），X1：电动机M2启动（SB2），X2：电动机M1停止（SB3），X3：电动机M2停止（SB4）；Y0：电动机M1（接触器1），Y1：电动机M2（接触器2）。5.3.2定时电路1．得电延时合图5-26得电延时合梯形图及时序图2．失电延时断图5-27失电延时断梯形图及时序图3．长延时程序图5-28长延时程序4．顺序延时接通程序图5-29顺序延时接通电路及时序图5.3.3计数电路图5-30计数器C的应用梯形图及时序图5.3.4振荡电路1．定时器振荡程序图5-31振荡电路一的梯形图及输出时序图图5-32振荡电路二的梯形图及输出时序图图5-33振荡电路三梯形图及输出时序图2．M8013振荡程序3．二分频程序图5-35二分频电路的梯形图及时序图实训17振荡电路的应用1．实训目的2．实训器材3．实训任务设计一个两台电动机交替运行的控制系统。其控制要求如下：电动机M1工作10s停下来，紧接着电动机M2工作5s停下来，然后再交替工作；按下停止按钮，电动机M1、M2全部停止运行。4．实训步骤（1）I/O分配（2）梯形图方案设计（3）系统接线图（4）系统调试①输入程序。②静态调试。③动态调试。④完成上述系统调试后，再调试图5-36（b）所示的梯形图。图5-36两台电动机交替运行的梯形图5．实训报告（1）分析与总结①画出两台电动机交替运行的主电路图。②比较定时器分别计时与累计计时在程序设计上的异同。③总结运用振荡电路设计程序时的一般步骤及规律。（2）巩固与提高①图5-36（a）、（b）所示梯形图中，若不用辅助继电器，则程序应该如何设计？②请用基本逻辑指令，设计一个既能自动循环正反转，又能点动正转和点动反转的控制系统。6．能力测试（100分）设计一个电动机循环正反转的控制系统。其控制要求如下：按下启动按钮，电动机正转3s，暂停2s，反转3s，暂停2s，如此循环5个周期，然后自动停止；运行中，可按停止按钮停止，热继电器动作也应停止。其I/O分配为X0：停止按钮，X1：启动按钮，X2：热继电器动合点；Y1：电动机正转接触器，Y2：电动机反转接触器。5.4PLC程序设计5.4.1梯形图的基本规则（1）线圈右边无触点,如图5-38所示。（2）触点水平不垂直,如图5-39所示。图5-38线圈右边无触点的梯形图图5-39触点水平不垂直的梯形图（3）触点可串可并无限制（4）多个线圈可并联输出，如图5-40所示。（5）线圈不能重复使用，如图5-41所示。图5-40多个线圈可并联输出的梯形图图5-41线圈不能重复使用的梯形图5.4.2程序设计的方法1．经验法（1）基本方法经验法是设计者在掌握了大量典型电路的基础上，充分理解实际控制要求，将实际的控制问题分解成若干典型控制电路，再在典型控制电路的基础上不断修改拼凑而成的，需要经过多次反复地调试、修改和完善，最后才能得到一个较为满意的结果。（2）设计步骤（3）经验法的应用例1用经验法设计三相异步电动机正反转控制的梯形图。其控制要求如下：若按正转按钮SB1，正转接触器KM1得电，电动机正转；若按反转按钮SB2，反转接触器KM2得电，电动机反转；若按停止按钮SB或热继电器动作，正转接触器KM1或反转接触器KM2失电，电动机停止；只有电气互锁，没有按钮互锁。解：①根据以上控制要求，可画出其I/O分配图，如图5-42所示。②根据以上控制要求可知：正转接触器KM1得电的条件为按下正转按钮SB1，正转接触器KM1失电的条件为按下停止按钮SB或热继电器动作。反转接触器KM2得电的条件为按下反转按钮SB2，反转接触器KM2失电的条件为按下停止按钮SB或热继电器动作，线圈保持有电的条件是其相应的自锁触点。因此，可用两个启保停电路叠加，在此基础上再在线圈前增加对方的常闭触点作电气软互锁，如图5-43（a）所示。图5-43电动机正反转控制梯形图例2用经验法设计3台电动机顺序启动的梯形图。其控制要求如下：电动机