1、工程三燈光系統(tǒng)PLC控制的設計、安裝與調試 任務義務1彩燈的PLC控制任務義務2交通燈的PLC控制任務義務3搶答器的PLC控制 任務義務1彩燈的PLC控制在PLC的控制系統(tǒng)中，要求對PLC的輸入、輸出端口進展設置即I/O分配，然后根據(jù)I/O分配情況完成PLC的硬件接線，最后進展系統(tǒng)調試。1. I/O分配I/O分配情況如表3-1所示。表3-1I/O分配表 2. PLC硬件接線PLC硬件接線圖如圖3-1所示。圖3-1硬件接線圖3. 設計梯形圖程序(1) 只運用定時器的控制程序如圖3-2所示。圖3-2彩燈控制梯形圖(運用定時器) (2) 運用傳送指令和移位指令的控制程序如圖3-3所示。圖3-3彩燈控

2、制梯形圖(運用傳送指令和移位指令) 4. 系統(tǒng)調試(1) 完成接線并檢查，確認接線正確；(2) 輸入程序并運轉程序，監(jiān)控程序運轉形狀，分析程序運轉結果。一、PLC數(shù)據(jù)存儲1. 數(shù)據(jù)存儲格式OMRON PLC采用通道的概念存儲數(shù)據(jù)。將存儲數(shù)據(jù)的單元稱為通道，也叫字。每個存儲單元都有一個地址，叫作通道地址，簡稱通道號。每個通道有16位，每個位就是一個“軟繼電器，因此一個通道就有16個繼電器，如圖3-4所示。OMRON PLC中可經(jīng)過字地址或位地址指定I/O存儲器，字地址和位地址的格式為十進制。詳細表示如下：字地址=(I/O存儲器識別符)+字編號(十進制)；位地址=(I/O存儲器識別符)+字編號(十

3、進制)+句點(.)+位號(0015)。圖3-4通道表示 2. 數(shù)據(jù)區(qū)通道表示OMRON PLC 將整個數(shù)據(jù)存儲器分為6個區(qū)，分別是輸入/輸出繼電器區(qū)、內(nèi)部輔助繼電器區(qū)、定時器/計數(shù)器區(qū)、數(shù)據(jù)存儲區(qū)、堅持繼電器區(qū)、輔助記憶存儲繼電器區(qū)。(1) 輸入/輸出繼電器區(qū)(CIO)：PLC經(jīng)過輸入/輸出繼電器區(qū)中的各個位與外部的輸入/輸出物理設備建立聯(lián)絡。CP1E系列PLC輸入繼電器區(qū)有100個通道，通道號為099,每個通道有16個輸入繼電器，位號為0015，因此一個繼電器號由兩部分組成：通道號和該繼電器在通道中的位號，即繼電器號=通道號+位號。比如某輸入繼電器編號為0.03，其中前1位0是通道號，后2位

4、03是位號。輸出繼電器區(qū)有100個通道，通道號為100199，每個通道有16個輸入繼電器，位號為0015，編號方法同輸入繼電器區(qū)。比如某輸出繼電器編號是100.02，其中前3位100是通道號，后2位02是位號。(2) 內(nèi)部輔助繼電器區(qū)(WR)：內(nèi)部輔助繼電器用作中間變量，與輸入端、輸出端無對應關系，其觸點只供內(nèi)部編程運用。合理利用內(nèi)部輔助繼電器可實現(xiàn)輸入與輸出之間的復雜變換。 CP1E系列PLC內(nèi)部輔助繼電器區(qū)通道號為W0W99，位號為0015。 (3) 定時器/計數(shù)器區(qū)(TR)：定時器用于定時控制，計數(shù)器用于記錄脈沖的個數(shù)，它們在工業(yè)控制中經(jīng)常用到。OMRON PLC的定時器斷電不堅持，電源

5、斷電時定時器復位。計數(shù)器斷電能堅持，斷電后計數(shù)值仍堅持。CPM1A和CQM1H系列的PLC中定時器和計數(shù)器采用一致編號，一個編號既可以分配給定時器，也可分配給計數(shù)器，但一個編號只能分配一次，不能反復分配。例如，000假設曾經(jīng)分配給定時器(TIM000)，那么其他的定時器和計數(shù)器便不能再運用000這個編號。CP1E系列PLC的定時器和計數(shù)器分別可用256個，定時器號為0255，計數(shù)器號為0255。TIM表示定時器，CNT表示計數(shù)器，編號獨立。(4) 數(shù)據(jù)存儲區(qū)(DM)：數(shù)據(jù)存儲區(qū)提供了在數(shù)據(jù)處置和計算過程中專門用于存儲數(shù)據(jù)的單元，數(shù)據(jù)存儲器具有斷電堅持的功能。 CP1E E型PLC數(shù)據(jù)存儲區(qū)的通

6、道號為D0D2047，CP1E N型PLC數(shù)據(jù)存儲區(qū)的通道號為D0D8191。(5) 堅持繼電器區(qū)(HR)：堅持繼電器在PLC電源切斷時,仍能記憶原來的ON/OFF形狀，這主要靠PLC內(nèi)的鋰電池或大電容器的支持。運用堅持繼電器可使PLC少受斷電的影響，堅持程序運轉的延續(xù)性。堅持繼電器通常有兩種用法：一是當以通道為單位用作數(shù)據(jù)通道時，斷電后再恢復供電時數(shù)據(jù)不會喪失；二是當以繼電器為單位與KEEP指令配合運用或接成自鎖電路，斷電后再恢復供電時，繼電器能堅持斷電前的形狀。CP1E系列PLC的堅持繼電器區(qū)通道號為H0H49。(6) 輔助記憶存儲繼電器區(qū)(AR)：AR區(qū)繼電器用于保管PLC的各種任務形狀

7、，包括由自診斷、初始設定、控制位和形狀數(shù)據(jù)設定的錯誤標志。根據(jù)該區(qū)某些繼電器的形狀，可了解PLC的任務情況。AR區(qū)繼電器具有掉電堅持功能，該區(qū)中包含有只讀字 (A0A447)、可讀/寫字 (A448A753)，部分字和位由系統(tǒng)自動進展設定，其他那么可由用戶自行設定和操作。可經(jīng)過CX-Programmer或程序對此區(qū)中的字和位進展讀/寫。不可對輔助區(qū)中的讀/寫位進展延續(xù)強迫置位/復位。表3-2所列為預先在CX-Programmer全局符號表(變量表)中注冊作為系統(tǒng)定義符號(變量)的輔助區(qū)位和字。表3-2輔助區(qū)地址分配 二、數(shù)據(jù)傳送指令傳送指令是將源通道數(shù)據(jù)或常數(shù)傳送到目的通道，傳送后源通道的數(shù)據(jù)

8、不變。源通道指的是執(zhí)行指令時數(shù)據(jù)的來源通道，目的通道指的是執(zhí)行指令后存放結果的通道。OMRON CP1E型PLC中有多種類型的數(shù)據(jù)傳送指令，如單字傳送指令MOV(21)、雙字傳送指令MOVL(498)、取反傳送指令MVN(22)、位傳送指令MOVB(82)、數(shù)字傳送指令MOVD(83)、多位傳送指令XFRB(62)、塊傳送指令XFER (70)、塊設置指令BSET(71)、數(shù)據(jù)交換指令XCHG(73)、單字數(shù)據(jù)分配指令DIST(80)、數(shù)據(jù)調用指令COLL(81)等。下面主要引見以下4種常用指令。1. 單字傳送指令MOV(21)/ MOV (21)(1) 指令格式： MOV(21)SDMOV指

9、令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域如圖3-5所示。圖3-5MOV指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域 (2) MOV指令功能：非微分方式表示在執(zhí)行條件為ON時，將S傳送到D中，并且在每個掃描周期都執(zhí)行；微分方式表示在執(zhí)行條件OFF變?yōu)镺N時，將S傳送到D中，并且只在條件滿足時執(zhí)行一次。例3.1圖3-6是MOV指令幾種常用方式的運用，分析其功能并區(qū)別之。 圖3-6MOV指令的常用方式功能分析：圖3-6(a)是當0.00由OFF變?yōu)镺N時，在PLC的每個掃描周期里都執(zhí)行一次，將常數(shù)0020傳送到W0中；圖(b)是當0.00由OFF變?yōu)镺N時，只在PLC的第一個掃描周期執(zhí)行一次，將常數(shù)0020傳送到W0中；

10、圖(c)是在PLC上電之后的第一個掃描周期執(zhí)行一次，將常數(shù)0020傳送到W0中；圖(d)是當0.00由OFF變?yōu)镺N時，只在PLC的第一個掃描周期執(zhí)行一次，將常數(shù)0020傳送到W0中。區(qū)別：由上述功能可以看出MOV指令的四種方式的區(qū)別：圖(a)方式只需執(zhí)行條件為ON，程序在PLC的每個掃描周期都執(zhí)行；圖(b)、(d)方式功能一樣，程序只在執(zhí)行條件由OFF變?yōu)镺N時，PLC的第一個掃描周期執(zhí)行一次；圖(c)在PLC上電之后的第一個掃描周期執(zhí)行一次。例3.2用MOV指令實現(xiàn)三臺電機同時啟停控制。在本例中，三臺電機線圈分別接輸出端100.00, 100.01, 100.02；0.00對應“啟動按鈕，

11、0.01對應“停頓按鈕，參考程序如圖3-7所示。思索： 假照實踐電機所接輸出端與上述所述不一致，傳送所需的常數(shù)有無變化？ 圖3-7三臺電機同時啟停參考程序2. 雙字傳送指令MOVL(498)/ MOVL (498)(1) 指令格式： MOVL(498)SDMOVL指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域如圖3-8所示。(2) MOVL指令功能：與MOV指令功能類似，MOVL指令是將S、S+1兩個通道中的內(nèi)容對應傳送到D、D+1通道中。圖3-8MOVL指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域3. 塊傳送指令XFER(70)(1) 指令格式： XFER(70)NSDXFER指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域如圖3-

12、9所示。圖3-9XFER指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域(2) XFER指令功能：在執(zhí)行條件為ON時，將N個延續(xù)通道中的數(shù)據(jù)傳送到另外N個延續(xù)通道中，比如SS+N1中數(shù)據(jù)知，詳細傳送過程如圖3-10所示。需求留意的是，S和D可以同在一個區(qū)域，但是兩個數(shù)據(jù)塊不能占用一樣的通道，并且S、S+N1與D、D+N1不能超出所在區(qū)域。圖3-10XFER指令傳送過程例如4. 塊設置指令BSET(71)(1) 指令格式： BSET(71)SStEBSET指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域如圖3-11所示。圖3-11BSET指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域 (2) BSET指令功能：在執(zhí)行條件為ON時，將S傳送到

13、從St到E的各通道中。St和E必需在同一區(qū)域，并且StE。需求留意的是，MOV可以改動TC的設定值，BSET既可以改動TC的設定值，也可以改動TC的當前值。例3.3分析下面圖3-12中運用BSET指令的程序功能。功能分析： BSET指令的第二、第三操作數(shù)都是T0，即執(zhí)行BSET指令，只把數(shù)據(jù)傳送到T0中。在0.01為OFF、0.00為ON時，執(zhí)行一次MOV指令將#0050傳送到通道H0中。自此TIM 000以設定值5 s定時，經(jīng)過5 s，定時器TIM000為ON并堅持，線圈100.00 也變?yōu)镺N且堅持。假設在執(zhí)行程序過程中，當需求改動定時器TIM000的當前值時，可經(jīng)過執(zhí)行BSET指令來實現(xiàn)

14、。例如，在TIM000的當前值為0036時，令00001 ON一次，執(zhí)行一次BSET指令將#0050傳送到TIM000中，TIM000的當前值立刻變?yōu)?020。自此，TIM000的當前值從0020開場，每隔0.1 s減1，不斷減到0000為止。由于H0中的數(shù)據(jù)沒有改動，在下一次定時器TIM000任務時，其定時值依然是0050。本例是利用BSET指令改動定時器的當前值。另外，運用BSET指令也可以改動TIM的設定值。在本例中，令BSET指令的第2、3操作數(shù)為H0，執(zhí)行BSET指令后，TIM000的設定值就為0020了。圖3-12運用BSET指令的程序 三、數(shù)據(jù)移位指令OMRON CP1E系列PL

15、C提供了8種類型的數(shù)據(jù)移位指令，即移位存放器指令SFT(10)、可逆移位存放器指令SFTR (84)、字移位指令WSFT(16)、算術左/右移指令ASL(25)/ ASR(26)、循環(huán)左/右移指令ROL(27)/ROR(28)、數(shù)字左/右移指令SLD(74)/SRD(75)、左/右移N位指令NASL(580)/NASR (581)、雙字左/右移N位指令NSLL(582)/NSRL(583)。下面引見6種常用指令。1. 移位存放器指令SFT(10)(1) 指令格式： IN(移位數(shù)據(jù)輸入) SP(移位脈沖輸入) R(復位端) SFT(10)StESt：移位起始通道；E：移位終了通道。SFT指令的梯

16、形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域如圖3-13所示。圖3-13SFT指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域(2) SFT指令功能：當復位端R為OFF時， 在SP端每個移位脈沖上升沿的作用下，移位存放器StE中的數(shù)據(jù)以位為單位依次左移一位，E通道中數(shù)據(jù)的最高位溢出喪失，St通道中的最低位移入IN端的數(shù)據(jù)；當復位端R為ON時， StE的一切通道數(shù)據(jù)復位為零，且移位指令不執(zhí)行。移位存放器指令SFT 的用法：在移位脈沖作用下，StE中的一切數(shù)據(jù)左移過程。如圖3-14所示。圖3-14SFT指令用法表示圖例3.4如圖3-15所示，SFT指令運用舉例。在圖中，SFT的兩個操作數(shù)都是W0，表示只由W0通道組成的16位移位存放

17、器。圖3-15SFT指令運用舉例移位存放器的任務時序如圖3-16所示。圖3-16移位存放器的任務時序分析程序的功能：在本例中，P_1s作為移位秒沖，0.00的ON、OFF形狀作為移入數(shù)據(jù)，用P_First_Cycle對存放器進展上電復位，0.01 ON 可使存放器W0復位。由上面的任務時序圖可以看出，在PLC上電之后，W0通道中一切位均為OFF，當0.01為OFF,在SP端輸入的P_1s的第1個移位脈沖輸入后，0.00的ON形狀移入W0.00，W0.00變?yōu)镺N，原來的OFF移入W0.01，依次左移。在P_1s的第2個移位脈沖輸入后，由于0.00已變?yōu)镺FF，此時W0.00變?yōu)镺FF，W0.0

18、0原來的ON那么移入W0.01,依次左移。同理，在第4個移位脈沖輸入后W0.03變?yōu)镺N，于是100.0變?yōu)镺N。第5個移位脈沖時W0.03變?yōu)镺FF，于是100.0 也變?yōu)镺FF。留意：在移位過程中，只需0.01為ON，移位存放器即復位。思索：(1) 假設將常開觸點W0.03與0.00并聯(lián)，移位過程會如何變化？ (2) 圖3-17所示程序是SFT指令的另一種用法，與上例用法的區(qū)別是什么？ 圖3-17SFT指令運用 2. 可逆移位存放器指令SFTR(84)(1) 指令格式： SFTR(84)CStEC：控制字；St：移位起始通道；E：移位終了通道。SFTR指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域如圖3

19、-18所示。圖3-18SFTR指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域 (2) SFTR指令功能：當執(zhí)行條件為ON時，根據(jù)控制通道C的內(nèi)容，在StE通道內(nèi)，執(zhí)行左移或右移位操作。(3) SFTR的用法： 控制通道C的含義，如圖3-19所示。圖3-19SFTR指令控制通道C的含義 左移、右移位的控制。通道C之bit 15為0時，在移位脈沖的作用下，根據(jù)C之bit 12的形狀進展左移或右移；C之bit 12為1 左移：每個掃描周期，從St到E按位依次左移一位，C之bit13的數(shù)據(jù)移入St之bit 0中，E之bit15的數(shù)據(jù)移入CY中；C之bit 12為0右移：每個掃描周期，從E到St按位依次右移一位，C之

20、bit13的數(shù)據(jù)移入E之bit15中，St之bit0的數(shù)據(jù)移入CY中；在執(zhí)行條件為OFF時停頓任務，此時假設C之bit15為1，St到E及CY仍堅持原形狀不變。例3.5SFTR指令運用舉例，如圖3-20所示。圖3-20SFTR指令運用舉例1功能分析：圖中，W10是控制字，其bit12bit15的形狀是由0.000.03的形狀決議的，其作用分別為：假設0.00為ON，那么W10.12為1，執(zhí)行左移操作；假設0.00為OFF，那么W10.12為0，執(zhí)行右移操作。假設0.01為ON，那么W10.13為1，即輸入數(shù)據(jù)為1；假設0.01為OFF，那么W10.13為0，即輸入數(shù)據(jù)為0。本例中0.02的微分

21、信號作為移位脈沖信號，即每當0.02由OFF變?yōu)镺N時，W11.00和W10.14都會ON一個掃描周期,構成移位脈沖。假設直接以0.02作為移位脈沖，當0.02為ON時，每個掃描周期都要進展一次移位，這將會呵斥移位失控。假設0.03為ON，那么W10.15為ON，H10H11及CY位清0；假設0.03為OFF ，那么W10.15為 OFF，此時根據(jù)W10.12的形狀執(zhí)行移位操作。假設W10.12為ON那么執(zhí)行左移位，每當0.02 由OFF變?yōu)镺N時，H10H11中的數(shù)據(jù)按位依次左移一位。W10.13的形狀進入H10.00， H11.15的數(shù)據(jù)進入CY，如下所示。假設W10.12為OFF那么執(zhí)行

22、右移位，每當0.02 由OFF變?yōu)镺N時，H10H11中的數(shù)據(jù)按位依次右移一位。W10.13的形狀進入H11.15，H10.00的數(shù)據(jù)進入CY，如下所示。思索：圖3-21所示程序是SFTR指令的另一種用法，與例3.5用法的區(qū)別是什么？ 0.02能否能直接作為脈沖控制信號？ 圖3-21SFTR指令運用舉例23. 字移位指令WSFT(16)(1) 指令格式： WSFT(16)WSFT(16)S SStStE ES：移位數(shù)據(jù)；St：移位起始通道；E：移位終了通道。WSFT指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域如圖3-22所示。(2) WSFT指令功能：當執(zhí)行條件為ON時，將S通道移入St通道，將StE中的

23、內(nèi)容以字為單位依次左移，過程如下：圖3-22WSFT指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域4. 算術左/右移指令ASL(25)/ASR(26)(1) 指令格式： 算術左移算術右移 ASL(25) ASR(26)CHCHCH：移位通道號。ASL/ASR指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域如圖3-23所示。圖3-23ASL/ASR指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域(2) ASL/ASR指令功能：ASL：當執(zhí)行條件為ON時，執(zhí)行指令將CH中的數(shù)據(jù)以位為單位依次左移1位，最高位移入CY，最低位補0，如圖3-24所示。ASR指令與ASL指令的運用方法類似，只是當執(zhí)行條件為ON時，執(zhí)行指令將CH中的數(shù)據(jù)以位為單位依次

24、右移1位，最高位補0，最低位移入CY。圖3-24ASL指令移位過程5. 循環(huán)左/右移指令ROL(27)/ROR(28)(1) 指令格式： 循環(huán)左移循環(huán)右移 ROL(27) ROR(28) CHCHCH：移位通道號。ROL/ROR指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域如圖3-25所示。圖3-25ROL/ROR指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域 (2) ROL/ROR指令功能：ROL：當執(zhí)行條件為ON時，執(zhí)行指令將CH中的數(shù)據(jù)及CY中的數(shù)據(jù)以位為單位依次循環(huán)左移位1位，如圖3-26所示。ROR指令與ROL指令的運用方法類似，只是當執(zhí)行條件為ON時，執(zhí)行指令將CH中的數(shù)據(jù)及CY中的數(shù)據(jù)以位為單位依次循環(huán)右移

25、1位。圖3-26ROL指令移位過程 6. 數(shù)字左/右移指令SLD(74)/SRD(75)(1) 指令格式： 數(shù)字左移數(shù)字右移 SLD(74) SRD(75) St St E ESt：移位起始通道；E：移位終了通道。SLD/SRD指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域如圖3-27所示。圖3-27SLD/SRD指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域 (2) SLD/SRD指令功能：SLD：當執(zhí)行條件為ON時，執(zhí)行指令將StE中的數(shù)據(jù)以數(shù)字為單位依次左移1位，最高位溢出，最低位補0，如圖3-28所示。SRD指令與SLD指令的運用方法類似，只是當執(zhí)行條件為ON時，執(zhí)行指令將StE中的數(shù)據(jù)以數(shù)字為單位依次右移1位，

26、最高位補0，最低位溢出。圖3-28SLD指令移位過程 小結：運用移位指令時，要根據(jù)以下幾個方面來選擇不同的移位指令： 需求移位的單位是位、數(shù)字還是字； 需求單向移位還是循環(huán)移位； 能否需求標志位CY參與移位。本項任務義務的評分規(guī)范見表3-3所示。表3-3評 分 標 準 訓練1：用PLC實現(xiàn)8盞燈的控制1. 控制要求按下“啟動按鈕SB1，L1和L3點亮，再按下SB1，依次左移兩位點亮，當L5和L7點亮時，再按下SB1，L7和L1點亮，再按下SB1，L1和L3點亮，系統(tǒng)循環(huán)運轉。恣意時辰按下SB2，彩燈全部點亮，按下SB3，彩燈全部熄滅，系統(tǒng)停頓循環(huán)運轉。2. 訓練內(nèi)容(1) 分析義務，弄清彩燈的

27、移位過程；(2) 寫出I/O分配表；(3) 繪出PLC控制系統(tǒng)硬件接線圖；(4) 根據(jù)控制要求設計梯形圖程序；(5) 輸入程序并調試；(6) 匯總整理文檔，保管工程文件。訓練2：用SFTR指令實現(xiàn)噴泉的控制1. 控制要求 有10個噴泉頭“一字排開。系統(tǒng)啟動后，噴泉頭要求每間隔1 s從左到右依次噴出水來，全部噴出10 s后停頓，然后系統(tǒng)從右到左依次噴水，如此循環(huán)。10個噴泉頭由10個繼電器控制，繼電器得電，相應的噴泉頭噴水。2. 訓練內(nèi)容(1) 分析義務，弄清噴泉各噴頭循環(huán)移位過程；(2) 寫出I/O分配表；(3) 繪出PLC控制系統(tǒng)硬件接線圖；(4) 根據(jù)控制要求設計梯形圖程序；(5) 輸入程

28、序并調試；(6) 匯總整理文檔，保管工程文件。3. 參考程序(1) I/O分配如表3-4所示。(2) 參考梯形圖程序如圖3-29所示。表3-4I/O分配 圖3-29用SFTR指令控制噴泉梯形圖(3) 程序分析：本程序編程的關鍵是控制字W2高4位(即W2.15、W2.14、W2.13、W2.12)的編程控制。系統(tǒng)啟動時及噴泉從左向右執(zhí)行一次后(即C0得電)都要對SFTR指令進展復位。W2.14作SFTR的脈沖輸入時，一定要留意，假設W2.14的脈沖寬度等于或超越了兩個掃描周期，那么SFTR將在一個脈沖時間里作多次移位。為了防止這種情況，P_1s后加了一個上升沿微分指令，使得W2.14的脈沖寬度僅

29、為一個掃描周期，保證了SFTR在一個脈沖時間里只作一次移位。W2.13作SFTR的數(shù)據(jù)輸入端，系統(tǒng)啟動后為“1。編程控制SFTR向左移還是向右移是本程序的難點。系統(tǒng)啟動后，SFTR應向左移，因此程序中W0.00上升沿脈沖使W2.12得電為“1，W2.12自鎖。系統(tǒng)噴泉從左向右執(zhí)行一次后C0得電，解除了W2.12的自鎖，W2.12由“1變?yōu)椤?，SFTR向右移。當系統(tǒng)噴泉從左向右、從右向左執(zhí)行一次后(即一個周期)C1得電，W2.12得電為“1，SFTR向左移。如此循環(huán)控制。留意：C0和C1的得電時間不能一樣，C1的得電時間必需大于C0的得電時間，否那么無法使W2.12得電。所以為了延伸C1的得電

30、時間，在它的復位端串上了W1.00。任務義務2交通燈的PLC控制十字路口的交通燈表示圖如圖3-30所示。控制要求如下：按下“啟動按鈕SB1后，東西綠燈亮20 s后滅，黃燈亮5 s后閃5 s滅，紅燈亮30 s后綠燈又亮，20 s后滅，依次循環(huán)；分別對應東西方向綠、黃、紅燈亮的情況南北紅燈亮30 s，接著綠燈亮20 s后滅；黃燈亮5 s后閃5 s滅，紅燈又亮并循環(huán)；當按下“停頓按鈕SB2時，系統(tǒng)停頓運轉。圖3-30十字路口交通燈表示圖假設PLC各輸出信號的形狀變化有一定的時間順序，可用時序圖設計法來設計程序。由于用時序圖法畫出各輸出信號的時序后，很容易理順各形狀轉換的時辰和轉換的條件，從而可以建立

31、明晰的設計思緒。在本義務中，假設用PLC的根本邏輯指令編程來處理一些問題，程序構造會比較復雜，并且不易了解，這時用時序圖法來設計PLC程序是個有效的方法。在本義務中，首先根據(jù)控制要求畫出各輸出信號的時序，然后綜合定時器指令和比較指令來實現(xiàn)控制，重點是比較指令的選擇和運用方法。根據(jù)控制要求，本義務中PLC接納的輸入信號有兩個: 啟動按鈕SB1和系統(tǒng)停頓按鈕SB2；進展控制的輸出信號有六個，分別為：東西方向紅、黃、綠燈，南北方向紅、黃、綠燈。下面進展詳細設計。1. I/O分配I/O分配情況如表3-5所示。2. PLC硬件接線PLC硬件接線圖如圖3-31所示。表3-5I/O分配表 圖3-31硬件接線

32、圖3. 設計梯形圖程序(1) 根據(jù)控制要求，畫出各方向綠、黃、紅燈的任務時序圖，如圖3-32所示。由時序圖可以看出各輸出信號之間的時間關系。圖中，東西方向綠燈和黃燈亮的時間區(qū)間與南北方向紅燈亮的時間區(qū)間一樣，同時東西方向黃燈換紅燈前閃爍；東西方向紅燈亮的時間區(qū)間與南北方向綠燈和黃燈亮的時間區(qū)間一致，同時南北方向黃燈換紅燈前閃爍。另外從時序圖中可以看出，在一個循環(huán)內(nèi)共有6個時間段，在每個時間段的分界點(t1, t2, t3, t4, t5, t6)對應信號燈的形狀將發(fā)生變化。圖3-32各方向綠、黃、紅燈的任務時序圖(2) 根據(jù)上述分析，6個時間段可以由6個定時器確定或者可經(jīng)過1個定時器和比較指令

33、的方法來確定。下面以第2種方法來實現(xiàn)。定時器個數(shù)為1個，編號為TIM000，其對應時間區(qū)間功能明細表如表3-6所示。(3) 根據(jù)定時器功能明細表和I/O分配，編寫梯形圖程序，如圖3-33所示。4. 系統(tǒng)調試(1) 完成接線并檢查，確認接線正確；(2) 輸入程序并運轉，監(jiān)控程序運轉形狀，分析程序運轉結果。表3-6定時器功能明細表 圖3-33交通燈控制梯形圖1. 符號類比較指令符號類比較指令是將指令的兩個操作數(shù)(常數(shù)或指定字的內(nèi)容)按照指令的符號進展比較，比較結果為“真時，邏輯導通執(zhí)行下一步程序。該類指令實踐相當于一個接觸器，滿足條件時接觸器接通，不滿足時斷開，其邏輯銜接方式可分為LD型、AND型

34、和OR型三種。符號比較有以下四種：無符號LD, AND, OR +=, , , ,=雙字長，無符號LD, AND, OR +=, , , ,= + L帶符號LD, AND, OR +=, , , ,= +S雙字長，帶符號LD, AND, OR +=, , , ,= +S(1) 指令格式：符號+選項S1S2 其中，符號：“=，“， “， “， “= ；選項： S(帶符號)，L(雙字)；S1、S2：比較數(shù)1和比較數(shù)2。符號類指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域如圖3-34所示。闡明：假設符號類指令選項是L時，操作數(shù)S1、S2表示比較數(shù)1、2的首字，且兩個操作數(shù)不能取常數(shù)。圖3-34符號類指令的梯形圖符

35、號及操作數(shù)取值區(qū)域(2) 符號類指令功能：當執(zhí)行條件為ON時，按照符號和選項設定方式對S1和S2兩個比較數(shù)(常數(shù)或指定單、雙字的內(nèi)容)進展比較，滿足條件時輸出為ON(能流導通)。輸入比較指令(無符號)對兩個數(shù)值(常數(shù)與/或指定字的內(nèi)容)進展比較。比較結果為“真時，構成一個ON執(zhí)行條件。輸入比較指令可用于對單字長或雙字長的無符號或帶符號數(shù)據(jù)進展比較。符號比較指令的任務過程如圖3-35所示。 圖3-35符號比較指令的任務過程 2. 無符號比較指令CMP(20)(1) 指令格式： CMP(20) S1 S2S1、S2：比較數(shù)1和比較數(shù)2。CMP指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域如圖3-36所示。(2)

36、 CMP指令功能：當執(zhí)行條件為ON時，將S1 和S2中的無符號二進制值 (常數(shù)或指定字的內(nèi)容)進展比較，并將比較結果送到各標志位。當S1S2時，標志位P_GT置位為ON；當S1S2時，標志位P_EQ置位為ON；當S1S2時，標志位P_LT置位為ON。圖3-36CMP指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域例3.6用一個定時器實現(xiàn)3個彩燈的控制。控制要求：按下啟動按鈕，L1燈亮，10 s后L1燈滅L2燈亮，20 s后L3燈也亮，直到按下停頓按鈕3個燈全滅。下面給出了兩種方法的編程，參考程序如圖3-37和3-38所示。方法一：采用符號比較指令與1個定時器實現(xiàn)3個彩燈的控制，梯形圖如圖3-37所示。圖3-3

37、7符號比較指令實現(xiàn)3個彩燈的控制方法二：采用CMP指令與1個定時器實現(xiàn)3個彩燈的控制，梯形圖如圖3-38所示。思索：(1) 本例中I/O如何分配？ (2) 由本例可見，配合符號比較指令或CMP指令均可實現(xiàn)用一個定時器控制多個輸出位，兩者有何區(qū)別？ 圖3-38CMP指令實現(xiàn)3個彩燈的控制程序例3.7用CMP指令實現(xiàn)一個按鈕控制電機啟保停控制。可采用計數(shù)器與CMP指令來實現(xiàn)，參考梯形圖程序如圖3-39所示(I/O分配略)。圖3-39CMP指令與計數(shù)器指令的電機啟保停控制程序3. 雙字長無符號比較指令CMPL(60)(1) 指令格式： CMPL(60)S1S2S1、S2：比較數(shù)1和比較數(shù)2。CMPL

38、指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域如圖3-40所示。圖3-40CMPL指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域 (2) CMPL指令功能：CMPL指令功能與CMP指令功能類似，當執(zhí)行條件為ON時，將通道S1+1、S1與S2+1、 S2構成的兩個雙字長無符號二進制值 (常數(shù)或指定字的內(nèi)容)進展比較，并將比較結果送到各標志位。當(S1+1、S1)(S2+1、S2)時，標志位P_GT 置位為ON；當(S1+1、S1)(S2+1、S2)時，標志位P_EQ 置位為ON；當(S1+1、S1)(S2+1、S2)時，標志位P_LT 置位為ON。比較兩個雙字長無符號二進制值(常數(shù)與/ 或指定字的內(nèi)容)，并將結果輸出到輔助

39、區(qū)中的算術標志。CMPL指令的任務過程如圖3-41所示。圖3-41CMPL指令的任務過程4. 表比較指令TCMP(85)(1) 指令格式： TCMP(85)CTRC：比較數(shù)據(jù)；T：數(shù)據(jù)表的起始通道；R：結果通道。TCMP指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域如圖3-42所示。圖3-42TCMP指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域(2) TCMP指令功能：當執(zhí)行條件為ON時，將C與數(shù)據(jù)表T、T+1、T+2、T+15中的16個數(shù)據(jù)逐一進展比較，當C與表中某個通道的數(shù)據(jù)一樣時，那么結果通道R中對應的位置為1，否那么置0。將源數(shù)據(jù)與16個字進展比較，并當結果一致時，將相應位轉為ON。TCMP指令的任務過程如圖3

40、-43所示。圖3-43TCMP指令的任務過程例3.8TCMP指令運用舉例。知H0H15構成的數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)已提早寫入，分析圖3-44所示程序執(zhí)行完之后，H19通道中每一位的形狀。程序執(zhí)行過程如圖3-45所示，根據(jù)表中預先寫入的數(shù)據(jù)，執(zhí)行完程序之后，H19.02為 ON。圖3-44運用TCMP指令程序 圖3-45TCMP指令執(zhí)行過程 5. 區(qū)域比較指令ZCP(88)(1) ZCP指令格式： ZCP(88)CLLULC：比較數(shù)據(jù)；LL：下限范圍；R：結果通道。ZCP指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域如圖3-46所示。圖3-46ZCP指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域(2) ZCP指令功能：當執(zhí)行條件為

41、ON時，C 中16 位無符號二進制值 (字內(nèi)容或常數(shù))與上、下限范圍(LL與UL)設定的上、下限值(常數(shù)或指定字的內(nèi)容)進展比較，并將比較結果傳送到各標志位。當LLCUL時，標志位P_ EQ置位為ON；當CUL時，標志位P_GT置位為ON；當CLL時，標志位P_LT置位為ON。6. 塊比較指令BCMP(68)(1) BCMP指令格式： BCMP(68)CBRC：比較數(shù)據(jù)；B：數(shù)據(jù)塊的起始通道；R：結果通道。BCMP指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域如圖3-47所示。圖3-47BCMP指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域 (2) BCMP指令功能：數(shù)據(jù)塊由B、B+1、B+2、B+31共32個通道構成，

42、每兩個相鄰通道為一組，前一個為上限，后一個為下限，上限值應大于等于下限值，共構成16個比較區(qū)域。當執(zhí)行條件為ON時，將C與16個數(shù)據(jù)區(qū)域逐一進展比較，假設C處于某一個區(qū)域時，那么結果通道R中對應的位置為1，否那么置0，比較區(qū)域與R位的對應關系如下所示：比較區(qū)域RBCB+1 bit00置1B+2CB+3 bit01置1B+4CB+5 bit02置1依次類推，B+30CB+31 bit15置1比較源數(shù)據(jù)與16組比較數(shù)據(jù)(16個上下限范圍)，當在取值范圍內(nèi)時，可將結果字中的相應位轉為ON。BCMP指令的任務過程如圖3-48所示。圖3-48BCMP指令的任務過程7. 時辰類比較指令時辰類比較指令是將指

43、令的兩個時辰操作數(shù)的內(nèi)容按照符號進展比較，比較結果為“真時，邏輯導通執(zhí)行下一步程序。該類指令實踐相當于一個接觸器，滿足條件時接觸器接通，不滿足時斷開，所以其邏輯銜接方式也有三種，分別為LD型、AND型和OR型。(1) 指令格式： 符號 C S1 S2 符號：“=DT，“DT， “DT， “DT， “=DT；C：控制字；S1、S2：當前時辰首通道、比較時辰首通道。時辰類比較指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域如圖3-49所示。圖3-49時辰類指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域(2) 時辰類比較指令各操作數(shù)的含義： 控制字C的含義：當數(shù)據(jù)比較設定位為“0時，表示比較的時間類型有效；為“1時，表示比較的時

44、間類型無效。如圖3-50所示。圖3-50時辰類指令控制字C的含義 S1S1+2與S2S2+2的含義如圖3-51所示。圖3-51時辰類指令S1S1+2與S2S2+2的含義(3) 時辰類比較指令的功能：當執(zhí)行條件為ON時，根據(jù)控制字C中的內(nèi)容和指令符號，對當前時辰和比較時辰的時間類型對應的值進展比較，當比較結果為“真時，指令結果輸出為1，否那么輸出為0。C的位0005決議了時間數(shù)據(jù)能否在比較中被屏蔽。位0005分別屏蔽秒、分、小時、日、月和年。假設6值都被屏蔽，指令將不會執(zhí)行，執(zhí)行條件置OFF，錯誤標志置ON。時辰類比較指令的任務過程如圖3-52所示。圖3-52時辰類比較指令的任務過程本項任務義務

45、的評分規(guī)范見表3-7所示。表3-7評 分 標 準 1. 控制要求廣告牌控制，詳細要求如下：某廣告牌上有6個字，按下啟動按鈕SB1后每個字依次顯示10 s，然后全滅，2 s后再從第一個字開場顯示，依次循環(huán)。循環(huán)5次后系統(tǒng)自動停頓。2. 訓練內(nèi)容(1) 分析義務，理清廣告牌控制系統(tǒng)各輸出信號的時序關系；(2) 畫出輸出信號任務時序圖，確定輸出信號的形狀轉換條件和關系；(3) 確定定時器的數(shù)量和設定值，并列出功能表；(4) 寫出I/O分配表，并根據(jù)控制要求設計梯形圖程序；(5) 輸入程序并調試；(6) 匯總整理文檔，保管工程文件。任務義務3搶答器的PLC控制作為一個準確、快速、公正的裁判員，搶答器成

46、了各種競賽或文娛節(jié)目中必不可少的重要設備。它的義務是從假設干名參賽者中確定最先按搶答器的搶答者，這樣其準確性和靈敏性才干得到表達。因此，如何設計與控制搶答器很重要。普通來說，用PLC來控制搶答器是目前比較常見的方法，根據(jù)搶答過程中答題者動作的快慢，綜合運用PLC中的傳送指令與七段譯碼指令(SDEC)來實現(xiàn)控制。本文以四路搶答器為例來進展分析設計，常見的搶答器系統(tǒng)表示圖如圖3-53所示。圖3-53搶答器系統(tǒng)表示圖 四路搶答器控制要求：(1) 系統(tǒng)初始上電后，主持人在總控制臺上單擊“開場按鈕后，允許各隊人員開場搶答，即各隊人員此時按鍵有效。(2) 在搶答過程中，14組中的任何一隊搶先按下各自的搶答

47、按鍵(SB1、SB2、SB3SB4)后，該組對應指示燈(L1、L2、L3、L4)點亮，LED數(shù)碼管顯示當前搶答勝利的組號，并使蜂鳴器發(fā)出響聲，繼續(xù)2 s后停頓，同時鎖住搶答器，使其他組按鍵無效，直至本次搶答終了。(3) 主持人對搶答形狀確認后，單擊“復位按鈕，系統(tǒng)又開場新一輪搶答，直至有小組搶答勝利。在本義務中，4組搶答臺運用的SB1SB4搶答按鍵、主持人操作的開場按鈕及復位按鈕，都是作為PLC的輸入信號，4組指示燈L1L4、七段數(shù)碼管的七段ag及蜂鳴器作為PLC的輸出信號。因此在這個系統(tǒng)中，PLC的輸入信號有6個，輸出信號有12個。同時為了保證只需最先搶到組被顯示，各搶答器之間應設置互鎖。此

48、外，復位按鈕的作用有兩個：一是復位搶答器，二是復位七段數(shù)碼管，從而為下次的搶答作預備。從上述分析可知，綜合運用數(shù)據(jù)傳送指令和七段譯碼指令可有效實現(xiàn)搶答器系統(tǒng)控制。根據(jù)控制要求，本義務中PLC接納的這個系統(tǒng)中，其輸入信號有6個，輸出信號有12個。下面進展詳細設計。1. I/O分配I/O分配情況如表3-8所示。表3-8I/O分配表 2. PLC硬件接線PLC硬件接線圖如圖3-54所示。圖3-54硬件接線圖3. 設計梯形圖程序根據(jù)控制要求設計的梯形圖程序如圖3-55所示。4. 系統(tǒng)調試(1) 完成接線并檢查確認接線正確；(2) 輸入程序并運轉，監(jiān)控程序運轉形狀，分析程序運轉結果。圖3-55搶答器控制

49、梯形圖本義務主要講述數(shù)據(jù)轉換指令的格式、功能及運用。OMRON CP1E系列PLC中數(shù)據(jù)轉換指令包括單/雙字BCD碼二進制轉換指令、單/雙字二進制BCD碼轉換指令、數(shù)據(jù)譯碼指令(416/8256)、數(shù)據(jù)編碼指令(164/2568)、二進制求補指令、ASCII碼轉換指令、ASCII碼十六進制轉換指令、七段譯碼指令等。這里主要引見以下幾種常用轉換指令。1. BCD二進制轉換指令BIN(23)(1) 指令格式： BIN(23)SRS：源通道(BCD數(shù))；R：結果通道(二進制數(shù))。BIN指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域如圖3-56所示。圖3-56BIN指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域 (2) BIN指

50、令的功能：當執(zhí)行條件為ON時，將S中的BCD碼轉換成二進制數(shù)(S中的內(nèi)容堅持不變)，并將結果存入R中。轉換原理：4位BCD碼分解為假設干個2n的十進制數(shù)的和,根據(jù)分解式中每一項的形狀，對結果通道中的對應位置1或者置0，最后結果通道中存放的數(shù)據(jù)就是轉換成的二進制數(shù)。下面以圖3-57所示程序為例，闡明執(zhí)行BIN指令的詳細轉換過程及轉換原理。圖3-57(a)是運用BIN指令的程序，圖3-57(b)是執(zhí)行完程序后源通道和結果通道中的數(shù)據(jù)。詳細過程：當0.00由OFF變?yōu)镺N時，執(zhí)行一次MOV指令，將BCD碼#4321傳送到源通道W0中，再執(zhí)行一次BIN指令，將W0中的BCD碼轉換成二進制數(shù)，并存放到結

51、果通道D0中，轉換前、后W0中存放的內(nèi)容不變。由于分解后4321=4096+128+64+32+ 1=212+27+26+25+20，所以，結果通道D0中的對應位bit12、bit7、bit6、bit5、bit0為1，其他位為0。圖3-57BIN指令的運用例如2. 二進制BCD轉換指令BCD(24)(1) 指令格式： BCD(24)SRS：源通道(二進制數(shù))；R：結果通道(BCD數(shù))。BCD指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域如圖3-58所示。圖3-58BCD指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域(2) BCD指令的功能：當執(zhí)行條件為ON時，將S中的二進制數(shù)轉換成BCD碼(S中的內(nèi)容堅持不變)，并將結果

52、存入R中。轉換原理：二進制數(shù)轉換成對應的十進制數(shù)，然后把十進制數(shù)用BCD碼來表示，得到的結果由低位向高位，與結果通道的每一位對應(其他位用0表示)，那么最后結果通道中存放的數(shù)據(jù)就是轉換成的BCD數(shù)。下面以圖3-59所示程序為例，闡明執(zhí)行BCD指令的詳細轉換過程及轉換原理。圖3-59BCD指令的運用例如 3. 數(shù)據(jù)譯碼指令MLPX(76)(1) 指令格式： MLPX(76)SCRS：源通道；C：控制字；R：結果通道。MLPX指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域如圖3-60所示，控制字C的含義如圖3-61所示。圖3-60MLPX指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域圖3-61控制字C的含義(2) MLPX指

53、令的功能：當執(zhí)行條件為ON時，將S中指定的數(shù)字進展譯碼，由C確定譯碼的方式、譯碼的起始數(shù)字及譯碼的數(shù)目。 416譯碼：將源通道S中要譯碼的數(shù)字轉化為十進制數(shù)015，再將結果通道中與該十進制數(shù)對應的位置為1，其他位為0。最多譯碼4個，最多占用RR+3共4個結果通道，圖3-62為譯碼結果存放表示圖。圖3-62416譯碼結果存放表示圖 8256譯碼：與416譯碼過程類似，將源通道S中要譯碼的字節(jié)轉化為十進制數(shù)0256，再將結果通道中與該十進制數(shù)對應的位置為1，其他位為0。最多譯碼4個，最多占用RR+15、R+16R+31兩組通道。 4. 數(shù)據(jù)編碼指令DMPX(77)(1) 指令格式： DMPX(77

54、)SRCS：源首通道；R：結果通道；C：控制字。DMPX指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域如圖3-63所示，控制字C的含義如圖3-64所示。圖3-63DMPX指令的梯形圖符號及操作數(shù)取值區(qū)域 圖3-64控制字C的含義(2) DMPX指令的功能：當執(zhí)行條件為ON時，將S中指定的數(shù)字進展編碼，由C確定編碼的方式、編碼結果通道的首字位及編碼的通道數(shù)目。 164編碼：由被編碼的最多4個通道中為ON的最高/低位的位號，分別編為一個十六進制數(shù)，再將結果送到結果通道指定的(由C指定)的數(shù)字位，圖3-65為編碼結果存放表示圖。 2568編碼：與164編碼過程類似，將最多兩組延續(xù)16個通道256位通道中為ON的最高位/低位位號，分別編為一個字節(jié)的十六進制數(shù)，再分別送到結果通道指定的字節(jié)。 圖3-65164編碼結果存放表示圖5. 七段譯碼指令SDEC(78)(1) 指令格式：