可編程控制器技術(shù)(第三版)

——PLC實(shí)現(xiàn)物料輸送線(xiàn)控制主編何瓊?cè)蝿?wù)六PLC實(shí)現(xiàn)物料輸送線(xiàn)控制任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述任務(wù)實(shí)施任務(wù)檢查與評(píng)價(jià)知識(shí)鏈接鞏固與拓展

任務(wù)目標(biāo)（1）了解PLC產(chǎn)生的背景、發(fā)展過(guò)程及在工業(yè)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀。（2）熟悉三菱FX系列PLC外觀，能正確進(jìn)行輸入輸出器件的接線(xiàn)（3）初步掌握PLC的硬件組成結(jié)構(gòu)。（4）提高自我學(xué)習(xí)、信息處理等方法能力。任務(wù)描述任務(wù)內(nèi)容

圖為物料輸送線(xiàn)，要求運(yùn)輸帶電機(jī)啟動(dòng)2秒后，皮帶秤電機(jī)才能轉(zhuǎn)動(dòng)送料。同樣地，只有當(dāng)皮帶秤電機(jī)停止8秒后，輸送帶上的物料才能運(yùn)空，輸送帶電機(jī)才能停止。

另外增加了兩點(diǎn)：一是生產(chǎn)任務(wù)中規(guī)定了產(chǎn)品數(shù)量，根據(jù)這個(gè)數(shù)量確定生產(chǎn)車(chē)數(shù)，在自動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程中如果生產(chǎn)車(chē)數(shù)達(dá)到規(guī)定值，生產(chǎn)線(xiàn)停機(jī)。二是能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)切換控制。任務(wù)描述實(shí)施條件教學(xué)做一體化教室，PLC實(shí)訓(xùn)裝置（含F(xiàn)X3U-48MRPLC基本單元)，個(gè)人計(jì)算機(jī)（安裝有PLC編程軟件），電工常用工具若干，連接導(dǎo)線(xiàn)。任務(wù)實(shí)施步驟一

準(zhǔn)備工作通電檢查實(shí)訓(xùn)裝置是否正常，檢查PLC與計(jì)算機(jī)的連接是否正常，置PLC于“STOP”狀態(tài)。步驟二讀懂控制要求本任務(wù)物料輸送線(xiàn)分為自動(dòng)/手動(dòng)兩種控制方式。物料稱(chēng)量完成后，在自動(dòng)/手動(dòng)方式下對(duì)皮帶秤電動(dòng)機(jī)和輸送帶電動(dòng)機(jī)進(jìn)行啟停控制操作。

任務(wù)實(shí)施當(dāng)采用手動(dòng)控制方式時(shí)，物料稱(chēng)量完畢后，人工操作皮帶秤電動(dòng)機(jī)和輸送帶電動(dòng)機(jī)的啟停。當(dāng)采用自動(dòng)控制方式時(shí)，電子秤在物料稱(chēng)量完成后向PLC輸出一個(gè)信號(hào)，PLC啟動(dòng)輸送帶電動(dòng)機(jī)M2，2s后啟動(dòng)皮帶秤電動(dòng)機(jī)M1，皮帶秤上的輸送完成后，電子秤顯示重量為零并向PLC發(fā)出秤空信號(hào)，此時(shí)皮帶秤停轉(zhuǎn)，8s后，輸送帶電動(dòng)機(jī)停機(jī)?？梢钥闯觯詣?dòng)方式控制的過(guò)程與手動(dòng)操作的要求是一樣的，僅僅是操作過(guò)程由PLC完成，而不需要人工干預(yù)。任務(wù)實(shí)施步驟三設(shè)計(jì)PLC控制I/O分配表自動(dòng)/手動(dòng)控制物料輸送線(xiàn)I/O分配表見(jiàn)下表所示。本任務(wù)增加了如下一些I/O信號(hào)：（1）轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1作為自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換，接通時(shí)為自動(dòng)方式，斷開(kāi)時(shí)為手動(dòng)方式。（2）開(kāi)關(guān)S1是物料稱(chēng)量完成輸入信號(hào)，當(dāng)稱(chēng)量值達(dá)到設(shè)定值時(shí)接通，否則斷開(kāi)。（3）開(kāi)關(guān)S2是皮帶秤物料輸送完成信號(hào)，當(dāng)皮帶秤稱(chēng)量值變?yōu)榱銜r(shí)接通，否則斷開(kāi)。（4）皮帶秤電動(dòng)機(jī)M1運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)指示燈點(diǎn)亮指示，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)熄滅。（5）輸送帶電動(dòng)機(jī)M2運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)指示燈點(diǎn)亮指示，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)熄滅。

類(lèi)別元件I/O點(diǎn)編號(hào)備注輸入SA1X0自動(dòng)/手動(dòng)開(kāi)關(guān)SB11X1M1電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)按鈕SB12X2M1電動(dòng)機(jī)停止按鈕SB21X3M2電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)按鈕SB22X4M2電動(dòng)機(jī)停止按鈕SB3X5輸送線(xiàn)緊急停車(chē)按鈕S1X6物料稱(chēng)量完成S2X7皮帶秤物料空輸出KM1Y1接觸器KM2Y2接觸器HL1Y3M1電動(dòng)機(jī)運(yùn)行指示燈HL2Y4M2電動(dòng)機(jī)運(yùn)行指示燈任務(wù)實(shí)施步驟四畫(huà)出I/O硬件接線(xiàn)圖下圖物料輸送線(xiàn)自動(dòng)/手動(dòng)控制PLC的I/O硬件接線(xiàn)圖，從實(shí)際安全角度考慮，輸入開(kāi)關(guān)中的停機(jī)和緊急停車(chē)均采用常閉按鈕接入，在設(shè)計(jì)梯形圖程序要予以注意。

任務(wù)實(shí)施步驟五

設(shè)計(jì)控制面板控制面板設(shè)計(jì)圖如下圖所示。其中SA1為自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。

任務(wù)實(shí)施步驟六

設(shè)計(jì)梯形圖程序物料輸送線(xiàn)增加了車(chē)次記錄與自動(dòng)/手動(dòng)控制后其梯形圖如圖下圖所示。任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施步驟七下載程序打開(kāi)編程軟件GXWorks2，正確將程序輸入并下載到PLC。步驟八

運(yùn)行程序，整體調(diào)試。將PLC的運(yùn)行方式置于“RUN”位置。小組成員打開(kāi)手動(dòng)/自動(dòng)開(kāi)關(guān)SA1，分別在自動(dòng)/手動(dòng)下按下相應(yīng)按鈕觀察物料輸送線(xiàn)的運(yùn)行情況，并記下運(yùn)行結(jié)果。步驟九整理技術(shù)文件任務(wù)檢查與評(píng)價(jià)一級(jí)指標(biāo)比例二級(jí)指標(biāo)比例得分電路設(shè)計(jì)及接線(xiàn)20%1.I/O地址分配5%

2.設(shè)計(jì)硬件接線(xiàn)圖5%

3.控制面板設(shè)計(jì)情況5%

4.接線(xiàn)情況5%

程序設(shè)計(jì)與輸入40%1.梯形圖設(shè)計(jì)20%

2.指令表使用5%

3.編程軟件使用5%

4.程序輸入與下載10%

系統(tǒng)整體運(yùn)行調(diào)試30%1.正確通電5%

2.系統(tǒng)模擬調(diào)試10%

3.故障排除15%

職業(yè)素養(yǎng)與職業(yè)規(guī)范10%1.設(shè)備操作規(guī)范性2%

2.材料利用效率，接線(xiàn)及材料損耗2%

3.工具、儀器、儀表使用情況2%

4.現(xiàn)場(chǎng)安全、文明情況2%

5.團(tuán)隊(duì)分工協(xié)作情況2%

總計(jì)100%知識(shí)鏈接一、PLS與PLF指令

上升沿和下降沿

掃描周期一個(gè)掃描周期很短，為1ms或稍長(zhǎng)一點(diǎn)的時(shí)間。知識(shí)鏈接1.PLS指令時(shí)序圖梯形圖知識(shí)鏈接2.PLF指令時(shí)序圖梯形圖知識(shí)鏈接時(shí)序圖（1）PLS、PLF指令目標(biāo)元件為Y、M（特殊輔助繼電器不許）。（2）PLS：當(dāng)信號(hào)出現(xiàn)上升沿時(shí)，目標(biāo)元件接通一個(gè)掃描周期。PLF：當(dāng)信號(hào)出現(xiàn)下降沿時(shí)，目標(biāo)元件接通一個(gè)掃描周期。（3）指令2個(gè)程序步長(zhǎng)。（4）PLS指令構(gòu)成分頻電路。知識(shí)鏈接

采用啟保停電路的通電延時(shí)電路SET、RST指令的通電延時(shí)電路（5）PLS指令應(yīng)用于通電延時(shí)知識(shí)鏈接（6）PLF指令應(yīng)用斷電延時(shí)。采用啟保停電路的斷電延時(shí)電路采用SET、RST指令的斷電延時(shí)電路二.LDP與LDF指令知識(shí)鏈接1.LDP：讀取信號(hào)上升沿，在輸入信號(hào)上升沿指令輸出脈沖。2.LDF：讀取信號(hào)下降沿，在輸入信號(hào)下降沿指令輸出脈沖。知識(shí)鏈接（1）LDP、LDF指令直接與母線(xiàn)連接。（2）LDP、LDF指令的編程元件：X、Y、M、S、D□.b、T、C。（3）LDP、LDF指令的脈沖輸出均為一個(gè)掃描周期。

三.ANDP與ANDF指令1.ANDP指令：相與的輸入信號(hào)上升沿時(shí)接通一個(gè)掃描周期。知識(shí)鏈接時(shí)序圖梯形圖三.ANDP與ANDF指令2.ANDF指令：相與的輸入信號(hào)下降沿時(shí)接通一個(gè)掃描周期。知識(shí)鏈接時(shí)序圖梯形圖知識(shí)鏈接（1）ANDP、ANDF不直接連接母線(xiàn)，而與其它元件串聯(lián)。（2）指令用于編程元件X、Y、M、S、T、C。（3）指令2個(gè)程序步長(zhǎng)。四.ORP與ORF指令1.ORP指令：相或的輸入信號(hào)上升沿時(shí)接通一個(gè)掃描周期。知識(shí)鏈接時(shí)序圖梯形圖四.ORP與ORF指令2.ORF指令：相或的輸入信號(hào)下降沿接通一個(gè)掃描周期。知識(shí)鏈接時(shí)序圖梯形圖知識(shí)鏈接（1）ORP、ORF可以直接連接母線(xiàn)，處于并聯(lián)的位置。（2）指令用于編程元件X、Y、M、S、T、C。（3）指令2個(gè)程序步長(zhǎng)。五.MEP與MEF指令知識(shí)鏈接1.MEP指令

MEP，檢測(cè)運(yùn)算結(jié)果上升沿輸出指令，即檢測(cè)到前的運(yùn)算結(jié)果由0→1（上升沿）瞬間，輸出一個(gè)脈沖，如圖2-4-19為其梯形圖所示。“↑”是MEP指令在梯形圖中的表現(xiàn)形式，它的作用是檢測(cè)“↑”之前運(yùn)算結(jié)果的上升沿，如果檢測(cè)到上升沿則通過(guò)M0輸出一個(gè)脈沖。2.MEF指令

MEF，檢測(cè)運(yùn)算結(jié)果下降沿輸出指令，即檢測(cè)到MEP指令前的運(yùn)算結(jié)果由1→0（下降沿）瞬間，輸出一個(gè)脈沖，如圖2-4-19為其梯形圖所示?！啊盡EF指令在梯形圖中的表現(xiàn)形式，它的作用是檢測(cè)“↓”之前運(yùn)算結(jié)果的下降沿，如果檢測(cè)到下降沿則通過(guò)M1輸出一個(gè)脈沖。五.MEP與MEF指令知識(shí)鏈接知識(shí)鏈接（1）MEP與MEF是FX3U系列PLC獨(dú)有的指令，F(xiàn)X2N系列PLC不支持此指令。（2）MEP與MEF是將運(yùn)算結(jié)果脈沖化指令，不需要帶任何軟元件。六.計(jì)數(shù)器C知識(shí)鏈接計(jì)數(shù)器是一種在程序中對(duì)輸入條件脈沖前沿進(jìn)行計(jì)數(shù)的軟元件。是FX3U系列和FX2N系列PLC系列PLC的計(jì)數(shù)器分為通用計(jì)數(shù)器和高速計(jì)數(shù)器兩種，其分配區(qū)間為C0～C255。11.通用計(jì)數(shù)器（1）16位計(jì)數(shù)器

16位計(jì)數(shù)器只能進(jìn)行遞加計(jì)數(shù).其地址為C0～C199，當(dāng)計(jì)數(shù)值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，計(jì)數(shù)器輸出觸點(diǎn)接通。

C0～C99是斷電復(fù)位型，掉電后PLC不保存當(dāng)前的計(jì)數(shù)值和輸出狀態(tài)，上電后這些值被清零。

C100～C199是斷電保持型，掉電后當(dāng)前計(jì)數(shù)值和輸出狀態(tài)被保存，上電后計(jì)數(shù)器的值恢復(fù)為掉電前的狀態(tài)。16位計(jì)數(shù)器的設(shè)定值可以用10進(jìn)制數(shù)直接設(shè)定，也可以通過(guò)數(shù)據(jù)寄存器設(shè)定，計(jì)數(shù)值范圍在1～32767之間。六.計(jì)數(shù)器C知識(shí)鏈接16位計(jì)數(shù)器工作過(guò)程示意圖

梯形圖六.計(jì)數(shù)器C知識(shí)鏈接（2）32位雙向計(jì)數(shù)器

32位雙向計(jì)數(shù)器可以進(jìn)行加計(jì)數(shù)或減計(jì)數(shù)，其地址為C200～C234，其中C200～C219為斷電復(fù)位型，C220～C234為斷電保持型。

32位雙向計(jì)數(shù)器可用常數(shù)K或數(shù)據(jù)寄存器D的內(nèi)容作為設(shè)定值，設(shè)定的范圍是：-2147483648～+2147483647。使用數(shù)據(jù)寄存器設(shè)定計(jì)數(shù)值時(shí)，須使用兩個(gè)地址相鄰的數(shù)據(jù)寄存器。

C200～C234分別對(duì)應(yīng)特殊輔助繼電器M8200～M8234，當(dāng)特殊輔助繼電器接通（置1）時(shí)，雙向計(jì)數(shù)器為減計(jì)數(shù)器，斷開(kāi)（置0）時(shí)，為加計(jì)數(shù)器。六.計(jì)數(shù)器C知識(shí)鏈接32位雙向計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)過(guò)程是：遞加計(jì)數(shù)時(shí)，若計(jì)數(shù)值達(dá)到設(shè)定值，動(dòng)合觸點(diǎn)接通并保持。遞減計(jì)數(shù)時(shí)，若計(jì)數(shù)值達(dá)到設(shè)定值，動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)。32位雙向計(jì)數(shù)器工作過(guò)程示意圖六.計(jì)數(shù)器C知識(shí)鏈接2.高速計(jì)數(shù)器

高速計(jì)數(shù)器編號(hào)為C235～C255，共有21個(gè)，高速計(jì)數(shù)器均為32位雙向計(jì)數(shù)器，PLC的8個(gè)輸入端X0～X7作為21個(gè)高速計(jì)數(shù)器共用輸入端，X0～X7輸入端子不能同時(shí)用于多個(gè)計(jì)數(shù)器，在程序中只能分配給一個(gè)高速計(jì)數(shù)器使用。一旦某輸入端子被分配給某高速計(jì)數(shù)器，需要使用該輸入端子的其他高速計(jì)數(shù)器因?yàn)闆](méi)有輸入端子可用而不能在程序中使用。高速計(jì)數(shù)器的應(yīng)用是基于被測(cè)信號(hào)頻率高于PLC的掃描頻率而提出來(lái)的，因此高速計(jì)數(shù)器輸入信號(hào)的處理不能采用循環(huán)掃描的工作方式，而是按照中斷方式運(yùn)行的，所以高速計(jì)數(shù)器是特殊的編程元件。

知識(shí)鏈接（1）對(duì)于遞加計(jì)數(shù)器而言，當(dāng)計(jì)數(shù)器動(dòng)作后，如果計(jì)數(shù)輸入仍繼續(xù)，計(jì)數(shù)器也不再計(jì)數(shù)，保持在設(shè)定值上直到用復(fù)位指令復(fù)位清零；如果停止驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器的觸點(diǎn)也仍將保持動(dòng)作狀態(tài)，若要是觸點(diǎn)復(fù)位，必須要使用復(fù)位指令。知識(shí)鏈接（2）計(jì)數(shù)器與定時(shí)器組合應(yīng)用時(shí)序圖梯形圖知識(shí)鏈接（3）計(jì)數(shù)器與閃爍電路組合應(yīng)用時(shí)序圖

梯形圖按下按鈕X1，M1被置位，產(chǎn)生Y1的OFF為0.5S，ON為1S的脈沖。Y1反復(fù)5次為ON和OFF后，計(jì)數(shù)器觸點(diǎn)動(dòng)作，M1復(fù)位，動(dòng)作自動(dòng)停止。按X2復(fù)位計(jì)數(shù)器。鞏固與拓展

一、

鞏固自測(cè)制作一個(gè)兩人用的搶答比賽裝置。要求，A先生使用的按鈕（接X(jué)1），B先生使用的按鈕為（接X(jué)2），隨著開(kāi)始口令而同時(shí)按按鈕，只有先按到10次的一方其指示燈才亮。假設(shè)到達(dá)10次后，對(duì)方的計(jì)數(shù)器會(huì)被停止，不再計(jì)數(shù)。各計(jì)數(shù)器都用按鈕（接X(jué)3）來(lái)復(fù)