單/擊/此/處/添/加/副/標(biāo)/題/內(nèi)/容電氣控制與PLC4.1位邏輯指令4.2定時器及計數(shù)器指令4.3數(shù)據(jù)處理指令4.4程序控制類指令、可編程控制器的編程和應(yīng)用可編程控制器的基本指令及應(yīng)用4.1.1PLC的編程語言

在PLC中有多種程序設(shè)計語言，包括梯形圖、語句表、順序功能流程圖、功能塊圖等。梯形圖和語句表是基本程序設(shè)計語言，通常由一系列指令組成，用這些指令可以完成大多數(shù)簡單的控制功能，例如代替繼電器、計數(shù)器、計時器完成順序控制和邏輯控制等，通過擴(kuò)展或增強(qiáng)指令集，它們也能執(zhí)行其他的基本操作。

梯形圖程序設(shè)計語言是最常用的一種程序設(shè)計語言，它來源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。在工業(yè)過程控制領(lǐng)域，電氣技術(shù)人員對繼電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉，因此，由這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來的梯形圖受到了歡迎，并得到了廣泛的應(yīng)用。梯形圖

圖形指令有觸點、線圈和指令盒3個基本形式。1．梯形圖(LadderDiagram)程序設(shè)計語言

??????a)常開觸點b)常閉觸點(1)觸點：其基本符號如圖所示。問號代表需要指定的操作數(shù)的存儲器的地址。觸點代表輸入條件如外部開關(guān)、按鈕及內(nèi)部條件等。觸點有常開觸點和常閉觸點。CPU運(yùn)行掃描到觸點符號時，到觸點操作數(shù)指定的存儲器位訪問(即CPU對存儲器器的讀操作)。計算機(jī)讀操作的次數(shù)不受限制，用戶程序中，常開觸點、常閉觸點可以使用無數(shù)次。1．梯形圖(LadderDiagram)程序設(shè)計語言

1．梯形圖(LadderDiagram)程序設(shè)計語言()???c)線圈(2)線圈：其基本符號（c）所示。線圈表示輸出結(jié)果，即CPU對存儲器的賦值操作。線圈左側(cè)接點組成的邏輯運(yùn)算結(jié)果為1時，“能流”可以達(dá)到線圈，使線圈得電動作，CPU將線圈的操作數(shù)指定的存儲器的位置為1；邏輯運(yùn)算結(jié)果為0時，線圈不通電，存儲器的位置0。即線圈代表CPU對存儲器的寫操作。PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，所以在用戶程序中，每個線圈只能使用一次。

1．梯形圖(LadderDiagram)程序設(shè)計語言(3)指令盒。指令盒代表一些較復(fù)雜的功能，如定時器、計數(shù)器或數(shù)學(xué)運(yùn)算指令等。當(dāng)“能流”通過指令塊時，執(zhí)行指令塊所代表的功能。

d）定時器指令語句表程序設(shè)計語言是用布爾助記符來描述程序的一種程序設(shè)計語言。是由助記符和操作數(shù)構(gòu)成的，與計算機(jī)中的匯編語言非常相似。采用助記符來表示操作功能，操作數(shù)是指定的存儲器的地址。左側(cè)：助記符

右側(cè)：操作數(shù)2.語句表（StatementList）程序設(shè)計語言采用順序功能流程圖的描述，控制系統(tǒng)被分為若干個子系統(tǒng)，從功能人手，使系統(tǒng)的操作具有明確的含義。順序功能流程圖的主要元素是步、轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)移條件和動作，如圖所示。3.順序功能流程圖(SepuentialFunctionChart)程序設(shè)計功能塊圖程序設(shè)計語言是采用邏輯門電路的編程語言，有數(shù)字電路基礎(chǔ)的人很容易掌握。功能塊圖指令由輸入、輸出段及邏輯關(guān)系函數(shù)組成。方框的左側(cè)為邏輯運(yùn)算的輸入變量，右側(cè)為輸出變量，輸入輸出端的小圓圈表示“非”運(yùn)算，信號自左向右流動。

4．功能塊圖(FunctionBlockDiagram)程序設(shè)計語言經(jīng)驗設(shè)計法經(jīng)驗設(shè)計法即在一些典型的控制電路程序的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控制對象的具體要求，進(jìn)行選擇組合，并多次反復(fù)調(diào)試和修改梯形圖，有時需增加一些輔助觸點和中間編程環(huán)節(jié)，才能達(dá)到控制要求。這種方法沒有規(guī)律可遵循，設(shè)計所用的時間和設(shè)計質(zhì)量與設(shè)計者的經(jīng)驗有很大的關(guān)系，所以稱為經(jīng)驗設(shè)計法。經(jīng)驗設(shè)計法用于較簡單的梯形圖設(shè)計。應(yīng)用經(jīng)驗設(shè)計法必須熟記一些典型的控制電路，如前面已經(jīng)介紹過起保停電路、下面將要介紹的交流電動機(jī)正反轉(zhuǎn)電路等。4.1.2PLC程序設(shè)計常用的方法

經(jīng)驗設(shè)計法經(jīng)驗設(shè)計法即在一些典型的控制電路程序的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控制對象的具體要求，進(jìn)行選擇組合，并多次反復(fù)調(diào)試和修改梯形圖，有時需增加一些輔助觸點和中間編程環(huán)節(jié)，才能達(dá)到控制要求。這種方法沒有規(guī)律可遵循，設(shè)計所用的時間和設(shè)計質(zhì)量與設(shè)計者的經(jīng)驗有很大的關(guān)系，所以稱為經(jīng)驗設(shè)計法。經(jīng)驗設(shè)計法用于較簡單的梯形圖設(shè)計。應(yīng)用經(jīng)驗設(shè)計法必須熟記一些典型的控制電路，如前面已經(jīng)介紹過起保停電路、下面將要介紹的交流電動機(jī)正反轉(zhuǎn)電路等。4.1.2PLC程序設(shè)計常用的方法

繼電器控制電路轉(zhuǎn)換為梯形圖法繼電器控制電路轉(zhuǎn)換為梯形圖設(shè)計方法的主要步驟如下：1.熟悉現(xiàn)有的繼電器控制線路。2.對照PLC的I/O端子接線圖，將繼電器電路圖上的被控器件（如接觸器線圈、指示燈、電磁閥等）換成接線圖上對應(yīng)的輸出點的編號，將電路圖上的輸入裝置（如傳感器、按鈕開關(guān)、行程開關(guān)等）觸點都換成對應(yīng)的輸入點的編號。3.將繼電器電路圖中的中間繼電器、定時器，用PLC的輔助繼電器、定時器來代替。4.畫出全部梯形圖，并予以簡化和修改。這種方法對簡單的控制系統(tǒng)是可行的，比較方便，但較復(fù)雜的控制電路，就不適用了。

位操作指令是以“位”為操作數(shù)地址的PLC常用的基本指令。梯形圖指令有觸點和線圈兩大類，觸點又分常開觸點和常閉觸點兩種形式；語句表指令有與、或、輸出等邏輯關(guān)系。位操作指令能夠?qū)崿F(xiàn)基本的位邏輯運(yùn)算和控制。4.1.3基本位邏輯指令介紹1.置位與復(fù)位指令

執(zhí)行S(Set，置位或置1)與R(Reset，復(fù)位或置0)指令時，從指定位地址開始的N個點的映像寄存器都被置位(變?yōu)?)或復(fù)位(變?yōu)?)，并保持該狀態(tài)。指令名稱LADSTL功能置位指令SetS-bit─(S)NSbit，N使能輸入有效后，從指定bit地址開始的N個位置“1”并保持復(fù)位指令ResetS-bit─(R)NRbit,N使能輸入有效后，從指定bit地址開始的N個位置“0”并保持2.RS觸發(fā)器指令RS觸發(fā)器具有置位與復(fù)位的雙重功能。其指令格式及功能如表所示RS觸發(fā)指令應(yīng)用梯形圖及時序圖3.正負(fù)跳變指令

正負(fù)跳變指令指令格式及功能指令名稱LADSTL功能正跳變指令EU檢測到EU指令前的邏輯運(yùn)算結(jié)果有一個上升沿時，產(chǎn)生一個寬度為一個掃描周期的脈沖負(fù)跳變指令ED檢測到ED指令前的邏輯運(yùn)算結(jié)果有一個下降沿時，產(chǎn)生一個寬度為一個掃描周期的脈沖正跳變觸點檢測到一次正跳變(觸點的輸入信號由0變?yōu)?即上升沿脈沖)時，或負(fù)跳變觸點檢測到一次負(fù)跳變(觸點的輸入信號由1變?yōu)?即下降沿脈沖)時，觸點接通一個掃描周期。其指令格式及功能見表所示。LDI0.0//裝入常開觸點EU//正跳變=M0.0//輸出網(wǎng)絡(luò)2LDM0.0//裝入SQ0.0，1//輸出置位網(wǎng)絡(luò)3LDI0.1//裝入ED//負(fù)跳變=M0.1//輸出網(wǎng)絡(luò)4LDM0.1//裝入RQ0.0，1//輸出復(fù)位

EU/ED指令應(yīng)用的梯形圖、語句表和時序圖(a)梯形圖(b)語句表

(c)時序圖4.取反指令NOT取反觸點將它左邊電路的邏輯運(yùn)算結(jié)果取反，運(yùn)算結(jié)果若為1則變?yōu)?，為0則變?yōu)?，該指令沒有操作數(shù)。能流到達(dá)該觸點時即停止。若能流未到達(dá)該觸點，則該觸點給右側(cè)供給能流。NOT指令將堆棧頂部的值由0改為1，或由1改為0。其梯形圖指令格式是，，其應(yīng)用舉例及時序分析如圖2-24所示。

任務(wù)

設(shè)計一個單臺電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)互鎖PLC控制系統(tǒng)

其控制要求如下：當(dāng)按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB1時，電動機(jī)M正向啟動且連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2時，電動機(jī)M反向啟動且連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。其中按鈕SB1、SB2和接觸器KM1、KM2的常閉觸點分別串接在對方接觸器線圈回路中，當(dāng)接觸器KM1通電閉合時，接觸器KM2不能通電閉合；反之當(dāng)接觸器KM2通電閉合時，接觸器KM1不能通電閉合，具備互鎖功能。其電氣控制圖如圖2-43所示。

圖2-43三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)電氣控制電路原理圖

輸入信號輸出信號PLC地址電氣符號功能說明PLC地址電氣符號功能說明I0.0SB1正轉(zhuǎn)啟動按鈕，常開觸點Q0.0KM1正轉(zhuǎn)接觸器線圈I0.1SB2反轉(zhuǎn)啟動按鈕，常開觸點Q0.1KM2反轉(zhuǎn)接觸器線圈I0.2SB3停止按鈕，常開觸點I0.3FR熱繼電器動斷觸點

(1)I/O端口分配

根據(jù)控制要求，I/O端口分配情況如表所示圖

電動機(jī)正反轉(zhuǎn)電路的PLC外部接線圖(2)三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的PLC控制接線圖如圖所示。(3)程序設(shè)計