PLC编程入门学习培训.doc

PLC编程入门郅忠献长铝华索生产部2014年3月目 录前 言11 PLC概述和编程要点21.1 PLC简介与内部构成21.2 PLC与继电器的联系、软元件符号与编程示例31.3 PLC输入输出接口51.4 通用辅助继电器和继电器自锁互锁61.5 计时器和计数器61.6 母线连接和触点状态71.7 边沿触点和触点块81.8 PLC运行顺序和编程注意事项81.9 步进控制与步进指令编程9表1-4 PLC编程常用指令111 练习题122 PLC计算机仿真软件132.1 仿真软件界面132.2 编程方式与符号栏152.3 元件放置与梯形图编辑162.4 程序转换、保存与写入172 练习题173 仿真编程实例183.1 基本控制程序编程183.2 基本指令编程183.3 单流程步进指令编程193.4 多流程步进指令编程203.5 功能指令编程21前 言本教程本着易学，易练，实用的目的，分为三章。第一章 简单介绍PLC的含义、组成、优势、用途和FX系列PLC编程要点第二章 PLC计算机仿真软件 介绍FX系列PLC“FX-TRN-BEG-C”计算机仿真软件的使用方法。其中编程方式，仅介绍了基本指令编程和步进指令编程，没有涉及更多的功能指令编程，还请同学们自己钻研学习，按经验，较难的或不常见的指令在实际中遇到再学效果最好，相对容易记得住。第三章 给出针对仿真现场工艺条件的仿真编程实例题目，请同学们自行编程，实现题目要求的控制目的。为准确描述梯形图中各个触点以及线圈所在的位置，本教材做如下约定：1. 沿左母线自上而下，对梯形图的每行依次标记为A、B、C、区，对于不同位置的触点，冠以区号确定其具体位置，例如AX0和BX0分别表示A区的X0触点和B区的X0触点。2. 线圈具有唯一性，不需用区号确定其位置，因此线圈前不加区号，例如X0就表示X0的线圈。在课堂教学过程中，有关继电器触点、线圈位置的描述，与上述方法相同。1 PLC概述和编程要点1.1 PLC简介与内部构成1. PLC简介 PLC是“Programmable Logic Controller”的英文缩写，意为“可编程序逻辑控制器”，它是采用微电脑技术制造的电气自动控制设备。它以顺序控制为主，回路调节为辅，能完成逻辑判断、定时、记忆和算术运算等功能。与传统的继电器控制相比，PLC控制具有控制速度快、可靠性高、灵活性强、硬件接线简单、改变生产工艺十分方便等优点。图1-1 PLC外观国产科威EP-16M16R型PLC，外观如图1-1所示，体积为140mm 95mm85mm。2. 可编程序逻辑控制器(PLC)与其它控制器的比较控制器 机械控制 电气控制 模拟控制(连续控制)逻辑控制 继电器控制(断续控制)微电脑控制 固化程序可编程序输入信号开关电源ROMRAME2PROMCPU通信接口输入接口IN输出接口OUTDC24VXDC12VDC5VY输出执行部件计算机、编程器图1-2 PLC构成框图AC220V3. PLC的基本构成 见图1-2,简要说明如下：(1)中央处理器CPU 起运算控制作用，指挥协调整机运行。(2) 存储器 存放程序和数据1) 只读存储器ROM 存放生产厂家写入的系统程序，用户不可更改。2) 随机读写存储器RAM 存放随机变化的数据。3) 电擦写存储器E2PROM 存放用户编写的用户程序。(3) 通信接口 与计算机、编程器等通信，实现程序读写、监控、联网等功能。(4) 电源 利用开关电源将AC220V转变成DC5V供给芯片；DC12V供给输出继电器；DC24V供给输入端信号开关或者传感器。另有锂电池做为备份电源。(5) 输入接口IN 将外部开关或传感器的信号传递给PLC。(6) 输出接口OUT 将PLC的控制信号输出到接触器、电磁阀线圈等外部执行部件。作为应用技术人员，对于上述构成，主要关心的是输入输出接口。输入输出接口的详细情况，参见1.3的有关介绍。随着PLC技术的发展，其集成度更高，功能更强。PLC集三电与一体，具有良好的控制精度和高可靠性，使得PLC成为现代工业自动化的支柱。PLC与PC机联网形成的PLC及其网络技术，正逐步应用到工业自动化控制之中。1.2 PLC与继电器的联系、软元件符号与编程示例1. PL控制与继电器控制的联系和元件符号比较表1-1 电磁继电器和PLC软元件符号对照线圈常开触点常闭触点电磁继电器PLC软元件PLC控制是继电器控制的延续和发展，由PLC内部的微电子电路构成的模拟线圈和触点取代了继电器的线圈和触点，用PLC 的程序指令取代继电器控制的连接导线，将各个元件按照一定的逻辑关系连接起来，PLC控制的梯形图在许多方面可以看作是继电器控制的电路图。电磁继电器和PLC软元件图形符号的对照见表1-1。与电磁继电器有一点不同的是，一个软元件的触点数目不受限制。可以理解为，PLC内部有大量的由软件程序构成的继电器、计时器和计数器等软元件，用软件程序按照一定的规则将它们连接起来，实现一定的控制功能，用来取代继电控制电路中的控制回路。2. PLC编程设计调试步骤PLC的生产厂家和型号繁多，不同型号自成体系，有不同的程序语言和使用方法，但是编程指导思想和模式是相同的,其编程和调试步骤如下：(1) 设计I/O接线图 根据现场输入条件和生产工艺要求，设计PLC的外围元件接线图，作为现场接线的依据，也作为PLC程序设计的重要依据。(I/O接线图参见图1-4a)(2) 编制PLC的梯形图和指令语句表根据生产工艺要求在计算机上利用专用编程软件编制PLC的梯形图，并转换成指令语句表，或者直接编制指令语句表（FX系列PLC编程常用指令见表1-4）。(3) 程序写出与联机调试用编程电缆连接计算机和PLC主机，执行“写出”操作，将指令语句表写出到PLC主机。PLC输入端连接信号开关，输出端连接执行部件，暂不连接主回路负载，进行联机调试，最后再连接主回路负载试运行。3. 编程示例SB1KM1KM2KM1SB2KM2KM1KM2KM2KM1M3L1L3L2主电路控制电路图1-3三相异步电动机正反转继电控制电路COM COMX1 Y1X2 Y2X3SBSB1SB2220VFUKM1KM2a) I/O接线图步序 助记符 操作数0 LD X21ORY12ANIX13ANIY24OUT Y15LDX36ORY27ANIX18ANIY19OUTY210ENDc) 指令语句表图1-4 三相异步电动机正反转PLC控制PLCX2X1Y1Y1Y2X3Y2Y2Y1b) 梯形图BDCX1三相异步电动机正反转控制，继电控制电路如图1-3所示， PLC控制的I/O接线图、程序梯形图和程序指令语句表则如图1-4所示。图1-3和图1-4a I/O接线图中，SB为停机按钮，SB1为正转启动按钮，SB2为反转启动按钮，KM1为正转控制接触器，KM2为反转控制接触器。继电控制电路的工作分析不再赘述，PLC控制的工作过程，参照其I/O接线图和梯形图，分析如下：(1) 正转启动过程点动SB1X2吸合A区X2闭合Y1吸合Y1输出触点闭合KM1吸合电动机正转 B区Y1闭合自锁Y1 C区Y1分断互锁Y2(2) 停机过程点动SBX1吸合A区X1分断Y1释放各器件复位电动机停止反转启动与停机过程，请同学们自行分析。图1-4c的指令语句表，是用英文助记符描述梯形图中各部件的连接关系和编程指令。常用助记符指令见表1-4。1.3 PLC输入输出接口1. PLC输入输出接口电路图SQ1X2SR1X7Y0Y1Y2Y7COMCOMDC24VPLCL1KV1KM1KM2FU1AC220V图1-5 PLC输入输出接口电路示意图NLSB2X1SB1X0PLC输入输出接口电路见图1-5(省略PLC内部元件和连线，即为I/O接线图)2. PLC输入接口和输入继电器X(8进制)(1) PLC的输入接口，由内部DC24V电源供电，外部连接各种信号开关，内部连接输入继电器X的线圈，将外部控制信号引入。(2) 输入继电器X的线圈仅受外部所连信号开关的控制，不受内部程序控制，所以梯形图中不显示其线圈，仅显示其触点。(3) PLC内部所有软元件中，只有输入继电器X的线圈受外部触点驱动，其他任何软元件都不受外部触点驱动。(4) 设计I/O接线图时，外部信号开关尽量采用其常开触点，这样PLC初始状态下，内部输入继电器为释放状态，其触点为“常态”，与梯形图显示的触点状态一致，便于程序分析。如采用信号开关的常闭触点，则初始状态下内部输入继电器的触点为“动作状态”，与梯形图显示的触点状态相反，分析梯形图时需特别留意。3. PLC输出接口和输出继电器Y(8进制)(1) PLC的输出接口，由外部电源供电，外部连接接触器、电磁阀的线圈、信号灯等输出执行部件，内部连接输出继电器的常开输出触点，将内部控制信号送出。(2) PLC输出端外部所连接的输出执行部件，仅仅受内部输出继电器Y的常开输出触点控制。(3) PLC内部所有软元件中，只有输出继电器Y的输出触点，能够向外输出控制信号，其他任何软元件都不能向外输出控制信号。(4) 输出继电器Y的常开输出触点，与外部输出执行部件一一对应，梯形图中仅显示其线圈，而不显示该触点。(5) 输出执行部件是否受电，与对应的输出继电器Y的线圈是否受电一致。例题1-1 点动控制(例题1-1至1-11均采用B3仿真界面，PLC的X20外接按钮PB1，X21接PB2，X2接PB22；Y0外接AC220V红灯，Y1接AC220V绿灯) 要求按下PB1，红灯点亮，绿灯熄灭；抬起PB1，绿灯点亮，红灯熄灭。1.4 通用辅助继电器和继电器自锁互锁1. 辅助继电器MM0M499是通用辅助继电器。辅助继电器只能用于程序内部，可以节省输出继电器用量完成相应的转换，不能与外部信号开关和输出执行部件发生直接联系。常用的特殊辅助继电器，见表1-3。2. 继电器自锁继电器的常开触点，与继电器启动触点相并联，可保持继电器的吸合状态，称为自锁。连续运行控制需设置自锁电路。3. 继电器互锁继电器的常闭触点，与对方继电器线圈相串联，可保证双方不会同时吸合，称为互锁。电动机换向运行对调两条电源线，需设置互锁电路，以防止电源短路。例题1-2 点动控制 按下PB1，红灯点亮；抬起PB1，红灯熄灭。例题1-3 自锁控制 点动PB1，红灯点亮并保持；点动PB2，红灯熄灭。例题1-4 互锁控制 用PB1启动红灯，PB2启动绿灯，红绿灯互锁，PB3停止。1.5 计时器和计数器1. 计时器(计时继电器) TT0T199是计时精度0.1秒的通用计时器，计时值是精度与K值的乘积。通用计时器统计线圈加电的时间，到时间吸合。通用计时器要点：加电计时，断电丢失，复电重计，到时吸合，失电释放。通用计时器启动时无法自锁，如有必要，可借助输出继电器或辅助继电器的自锁，向计时器线圈连续供电。2. 计数器(计数继电器) CC0C99是通用加计数器，计数值为K值。计数器统计线圈的加电次数，到次数吸合。通用加计数器要点：加电计次，到次吸合并保持，强制(RST)释放。计数器吸合后具有自锁功能，因此计数器不必、也不得设自锁。放置计时器和计数器线圈，切记输入K值，并与元件标号间留有空格。例题1-5 计数控制 点动PB1五次后，绿灯灭红灯亮；点动红灯灭绿灯亮。例题1-6 延时分断 点动绿灯亮，五秒后绿灯熄灭。例题1-7 延时接通 点动PB1五秒后，绿灯点亮；点动PB2，绿灯熄灭。例题1-8 自动重复 点动PB1，红绿灯交替重复点亮5秒；点动PB2，停止工作。例题1-9 计数运行 点动PB1，红绿灯交替重复点亮5秒，重复五次停止工作。1.6 母线连接和触点状态梯形图的左右母线，可看作是电路的正负电源线。1. 左母线连接 软元件的触点、步进接点，必须连接到左母线，触点之间可以并联、串联、混联(块电路)。左母线不得连接继电器线圈2. 梯形图中所显示的继电器触点分合状态 均为继电器线圈未得电、继电器释放时触点的平常状态；I/O接线图中显示的外部信号开关触点分合状态，均为开关未受外力时的平常状态。总之，梯形图或接线图中触点的通断状态均为“常态”。设计梯形图，尽量使各继电器在初始状态下处于失电释放状态，便于设计分析。3. 右母线连接 软元件的线圈，必须连接到右母线，线圈正确连接形式见图1-6。图1-6 线圈驱动连接形式c) 并行驱动c) 纵接驱动d) 多路驱动c) 单路驱动4. 线圈连接注意事项 (1)尽量避免使用多路驱动，尤其是在步进控制中不得使用多路驱动；(2)线圈之间不得串联；(3) 输入继电器X的线圈不受程序控制，梯形图中不得出现；(4)除去步进控制程序，在一个程序中不得重复出现同一个线圈(禁止双线圈驱动)；(5)在实际应用中，对于三相异步电动机正反转等控制，除去PLC程序需加互锁控制以外，外部所连接的接触器，也要加互锁控制。触点连接指令和线圈驱动指令，见表1-4。例题1-10 梯形图中几种错误连接1)触点跨接；2)线圈跨接；3)连接X的线圈；4)触点与线圈位置颠倒；5)线圈串联；6)双线圈驱动。1.7 边沿触点和触点块1. 边沿触点边沿触点是软继电器的特殊的常开触点，分为上升沿有效和下降沿有效两种。边沿触点符号以及连接指令，见表1-4。软继电器吸合瞬间，其上升沿有效触点瞬间通断；软继电器释放瞬间，其下降沿有效触点瞬间通断。2. 触点块与块指令与其它触点相连接的多个触点串连、并联或混联的触点组，称为触点块。有关梯形图和触点块连接指令，见表1-4。在指令语句表中，由块连接指令结束一个触点块。ANB指令结束串联块，ORB指结束并联块，块指令xxB为触点块的终点，前面与之相邻的LD(LDI)为触点块的起点，二者之间为一个触点块。xxB与LD(LDI)成对出现。串联块前面由OR或ORB建立的垂直线段，看作是串联块起点的小母线。应将触点块尽量安排在程序的前端，能够减少块指令的使用，减少指令步序。1.8 PLC运行顺序和编程注意事项1. PLC执行程序的顺序用梯形图编制的PLC用户程序，转换成指令语句表时，按照梯形图中各元件、指令的排列位置，遵循从上至下、从左至右的顺序依次转换，程序运行时，也是依此顺序扫描执行。2. 梯形图编程注意事项：(1). 触点之间应紧密相连，否则转换后也会自动紧密相连。(2). 垂直线段应与触点紧密相连，否则程序可能无响应或者报错。(3). 输入元件标号，注意不要将数字0误为字母O。(4). 输入计时器、计数器线圈，切记输入参数，而且标号和参数之间留有空格。(5). 指令和操作数之间需留有空格。(6). 梯形图中的交叉线即为连接线，这点与电路不同例题1-11 边沿有效触点与普通触点比较1.9 步进控制与步进指令编程1. 步进控制利用分解而成的多个相对独立的小程序，按照一定的工作步骤，逐步进行，完成一个复杂完整的控制过程，称作步进控制。步进控制的一个工作步骤称作一个工步，每个工步所含内容及指令见表1-2；步进控制用到的特殊辅助继电器见表1-3。表1-2 步进控制中一个工步所包含内容内 容程 序 动 作相关元件指 令控制元件放置步进接点，进入工步，建立副母线步进接点STL Sn驱动负载驱动线圈，完成相应的工作线圈OUT、SET转移条件提供结束本工步、向下一工步转移的条件触点LD、AND、OR转移方向分断本工步步进接点，接通下一工步步进接点步进接点SET Sm表1-3 常用特殊辅助继电器继 电 器 特 点应 用 示 例M8000PLC运行期间该继电器一直吸合利用其触点，驱动显示运行中M8002PLC运行开始该继电器瞬间吸合利用其常开触点，进入待机工步M8034该继电器被控吸合后，禁止全部输出强制步进程序中断运行M8040该继电器被控吸合后，禁止步进转移2. 状态继电器S与步进接点S0-S9是初始状态继电器，S10S499是通用状态继电器。各状态继电器的一个常开触点，作为步进控制的步进接点。步进接点符号见表1-4。3. 步进指令应用与步进编程(1) 使用步进接点置位指令“SET Sn”， 先复位分断本工步的步进接点，后置位接通下一工步的步进接点。(2) 使用放置步进接点指令“STL Sn”，将上一工步置位接通的本工步步进接点放置到左母线，形成副母线。副母线一则驱动线圈负载，二则连接转移条件和转移指令“SET Sm”，构成一个完整的工步。(3) 工步内驱动负载允许无条件驱动、有条件驱动、并行驱动、纵接驱动、置位(SET)驱动。(4) 工步内驱动负载不允许多路驱动，但是允许没有驱动负载，而仅有转移条件和转移方向。(5) 每个工步内都必须要有转移条件和转移方向，如果现场不具备转移条件，可设置计时器，提供转移条件。(6) 步进程序结束，必须使用步进返回指令“RET”，撤销步进接点和副母线，将程序返回到左母线。(7) “STL Sn”指令前必须有“SET Sn”指令。(8) 步进控制程序中，不同工步中，允许出现同一个线圈，但是相邻工步中不得使用相同的定时器，而相隔的工步中可以使用相同的定时器，节省定时器的用量。4. 步进指令编程顺序(1) 总原则先上下，再左右；(2) 多个工步时，先工步之内，再工步之间；(3) 工步之内先驱动线圈，再转移方向；(4) 先无条件驱动，再有条件驱动。5. 自动重复步进控制的待机、启动、停止和紧急停止加电瞬间，利用M8002的常开触点，进入待机工步；利用通用辅助继电器的自锁，启动或者停止步进程序；利用M8034禁止PLC的输出；利用M8040强制中断步进程序的转移。6. 步进控制分类步进控制 单流程(无分支)多流程 并行分支与汇合(同一条件，不同分支；多个条件，同时汇合)(有分支)选择分支与汇合 分支(不同条件，不同分支；跳步 不同条件，各自汇合) 循环例题1-12 单流程单次运行与紧急停止 C1界面延时关门例题1-13 单流程单次运行 D6界面顺序启动逆序停止例题1-14 单流程重复运行 D3界面交通灯控制例题1-15 单流程计数运行 D3界面交通灯控制例题1-16 多流程步进控制与置位指令 D2界面通行检测例题1-17 多流程步进控制 D4界面工件判断表1-4 PLC编程常用指令分 类助记符英 文指 令 用 途梯 形 图常开触点连接指令LDLoad在左母线或副母线上加载常开触点ANDAnd在电路右方串联常开触点OROr向上方电路并联常开触点派 生连接指令xxIInverse连接常闭触点xxxPPulse连接上升沿瞬间通断的边沿触点xxxFFall连接下降沿瞬间通断的边沿触点触点块连 接指 令ANBAnd block在电路右方串联触点块ORBOr block向上方电路并联触点块驱动指令OUTOutput由触点的逻辑运算结果驱动线圈交替驱动ALTALTeration边沿触点控制该指令使继电器交替吸放置位与复位指令SETSetup使继电器置位吸合并保持RSTReset使置位吸合的继电器释放复位区间复位ZRST使指定区间内的多个继电释放复位步进控制指令STLSetup line加载置位的步进接点，形成副母线RETReset撤销副母线，恢复到左母线RET传送和转换指令MOVMovability将元件中的BIN码(二进制数据)传送到若干组其他元件(每组4个)BCDBinary Code Decimal将元件中的BIN码转换成BCD码传送到若干组其他元件(每组4个)注：1. 派生连接指令的xx系指连接指令的两位助记符简写；xxx系指连接指令的两位或者三位助记符全写。2. 基本指令语句格式： 。如 OUT T1 K50，意为驱动5s计时器T1。3. 功能指令语句格式： 。如 BCD C1 K1Y0，意为将C1中的数据转换成BCD码，传送到以Y0为首的1组4个元件中。4. 传送和转换指令的功能很多，在此没有一一列举。1 练习题1. 什么叫做PLC？2. PLC内部结构由哪几部分组成？3. PLC一个软元件的触点有多少个？4. PLC软元件的常开触点、常闭触点和线圈，分别用什么图形符号表示？5. 绘制“电动机正反转控制”的I/O接线图和梯形图6. 绘制PLC输入、输出接口内部和外部连接器件示意图7. PLC的输入接口内部是什么器件？外部连接什么器件？8. PLC的输入继电器线圈受什么器件控制？9. PLC的输出接口内部是什么器件？外部连接什么器件？10. 输出继电器的输出触点是常开还是常闭？控制什么器件？11. PLC的输入和输出继电器，各用什么字符表示？他们的标号是几进制？12. PLC的辅助继电器、计数器和计时器各用什么字符表示？其标号是几进制？13. 某线圈上标注“T1 K100”，是何含义？14. 某线圈上标注“C1 K100”，是何含义？15. PLC的梯形图，左、右母线分别只能放置什么器件？16. 逐条解释下列指令语句表含义，并绘制出对应的梯形图。LD X1ORY1ANIX3OUTY1END 17. 一台PLC，输入接口X20外接按钮PB1，X21接PB2，X22接PB3；输出接口Y0外接AC220V红灯L1，Y1接AC220V绿灯L2。请按照下述要求分别设计I/O接线图和程序梯形图。(1) 按下PB1，红灯点亮，绿灯熄灭；抬起PB1，绿灯点亮，红灯熄灭。(2) 利用辅助继电器实现(1)题控制。(3) 点动PB1，红灯点亮并保持；点动PB2，红灯熄灭。(4) 用PB1启动红灯，PB2启动绿灯，红绿灯互锁，PB3停止。(5) 点动PB1五秒后，红灯点亮；点动PB2，红灯熄灭。(6) 点动PB1绿灯点亮，五秒后绿灯熄灭。(7) 点动PB1，红绿灯交替循环点亮5秒；点动PB2，停止工作。(8) 点动PB1五次后，绿灯灭红灯亮；点动PB2，红灯灭绿灯亮。(9) 按下后再抬起PB1五次，绿灯灭红灯亮；点动PB2，红灯灭绿灯亮。18. 步进控制的一个工步包含哪些内容？哪些内容是必须的？哪个内容可省缺？19. 步进控制中，一个“SET”指令，完成哪些动作？2 PLC计算机仿真软件FX系列PLC可用“FX-TRN-BEG-C”仿真软件，进行仿真编程和仿真运行。该软件既能够编制梯形图程序，也能够将梯形图程序转换成指令语句表程序，模拟写出到PLC主机，并模拟仿真PLC控制现场机械设备运行。使用“FX-TRN-BEG-C”仿真软件，须将显示器象素调整为1024*768，如果显示器象素较低，则无法运行该软件。2.1 仿真软件界面启动“FX-TRN-BEG-C”仿真软件，进入仿真软件程序首页。软件的A-1、A-2两个章节，介绍PLC的基础知识，此处从略，请同学们自行学习。从A-3开始，以后的章节可以进行编程和仿真培训练习，界面显示如图2-1所示。图2-1 仿真编程界面编程仿真界面上侧为现场仿真区，下侧分为编程区、模拟PLC和控制室。2.1.1现场仿真区编程仿真界面的上半部分，左起依次为远程控制区、培训辅导提示和现场工艺仿真区。点击远程控制画面的教师图像，可关闭或打开培训辅导提示。仿真区“编辑”菜单下的“I/O清单”选项，显示该练习项目的现场工艺过程和工艺条件的I/O配置说明，需仔细阅读，正确运用。仿真区“工具”菜单下的“选项”,可选择仿真背景为“简易画面”,节省计算机系统资源；还可调整仿真设备运行速度。远程控制画面的功能按钮，自上而下依次为：“梯形图编辑”-将仿真状态转为编程状态，可以开始编程；“PLC写入” -将转换完成的用户程序，写入模拟的PLC主机。PLC写入后，方可进行仿真操作，此时不可编程；“复位” -将仿真运行的程序和仿真界面复位到初始状态；“正 俯 侧” -选择现场工艺仿真画面的视图方向；“ ” -选择基础知识的上一画面和下一画面；“主要” -返回程序首页；“编程/运行”显示窗-显示编程界面当前状态。仿真现场给出的X，实际是该位置的传感器，连接到PLC的某个输入接口X；给出的Y的位置，实际是该位置的执行部件被PLC的某个输出接口Y所驱动。本文亦以X或Y的位置替代说明传感器或执行部件的位置。仿真现场的机器人、推杆和分拣器的运行方式，为点动工作，自动复位。仿真现场的光电传感器开关，通光分断，遮光接通。在某个仿真练习界面下，可根据该界面给定的工艺条件和工艺过程，编制PLC梯形图，写入模拟PLC主机，仿真驱动现场设备运行；也可不考虑给定的现场工艺过程，仅利用其工艺条件，编制其他梯形图，用灯光、响铃等显示运行结果。2.1.2 编程区编程仿真界面的下半部分左侧为编程区，编程区上方有操作菜单，其中“工程”菜单，相当于其他应用程序的“文件”菜单。只有在编程状态下，才能使用“工程”菜单进行打开、保存等操作。编程区两侧的垂直线是左右母线，之间为编程区。编程区中的光标，可用鼠标左键单击移动，也可用键盘的四个方向键移动。光标所在位置，是放置、删除元件等操作的位置。编程区下方是符号栏，可用鼠标点击等方法，取用各元件符号。仿真运行时，梯形图上不论触点和线圈，蓝色显示表示该器件接通。2.1.3 模拟PLC 编程区右侧为一台48个I/O点的模拟PLC，其左侧一列发光二极管，显示各个输入接口状态；右侧一列发光二极管，显示各个输出接口状态。2.1.4 模拟控制室编程仿真界面最右侧是模拟控制室，上方是信号灯显示屏，下方是开关操作屏。各指示灯已按照标识Y，连接到模拟PLC的输出接口；开关也按照标识X连接到模拟PLC的输入接口。操作屏的PB为自复位式常开按钮，SW为自锁式转换开关，其面板的“OFF ON”系指其常开触点分断或接通。受软件反应灵敏度所限，为保证可靠动作，各开关的闭合时间应不小于0.5s。2.2 编程方式与符号栏点按“梯形图编辑”进入编程状态，该软件只能利用梯形图编程，并通过点按界面左下角 “转换程序”按钮或F4热键，将梯形图转换成语句表，以便写入模拟PLC主机。但是该软件不能用语句表编程，也不能显示语句表。在编程区的左右母线之间编制梯形图，编程区下方显示可用鼠标左键点击或者热键调用的元件符号栏，如图2-2所示。图2-2 元件符号栏及编程热键常用元件符号的意义说明如下: 将梯形图转换成语句表(F4为其热键)；：放置常开触点；：并联常开触点；：放置常闭触点；：并联常闭触点；：放置线圈；: 放置指令；：放置水平线段；：放置垂直线段于光标的左下角；：删除水平线段；：删除光标左下角的垂直线段；：放置上升沿有效触点；：放置下降沿有效触点。元件符号下方的F5F9等字母数字，分别对应键盘上方的编程热键，其中大写母前的小写s表示Shift；c表示Ctrl；a表示Alt。2.3 元件放置与梯形图编辑2.2.1 元件和指令放置方法梯形图编程采用鼠标法、热键法和指令法均可调用、放置元件。1. 鼠标法：移动光标到预定位置，鼠标左键单击编程界面下方的某个触点、线圈或指令等符号，弹出元件对话框，如图2-3所示。输入元件标号、参数或指令，即可在光标所在位置放置元件或指令。图2-3 元件对话框2. 热键法：点按某个编程热键，也会弹出元件对话框，其他同上。3. 指令法：如果对编程指令助记符及其含义比较熟悉，利用键盘直接输入指令和参数，可快速放置元件和指令。编程常用指令，参见“表1-4 PLC编程常用指令”。例如：输入“LD X1”,将在左母线加载一个X1常开触点；输入“ANDF X2”,将串连一个下降沿有效触点X2；输入“OUT T1 K100”，将一个10s计时器的线圈连接到右母线。线段只能使用鼠标法或者热键法放置，而且竖线段将放置在光标的左下角。步进接点只能使用指令法放置。2.2.2梯形图编辑1. 删除元件 点按键盘Del键，删除光标处元件；点按回退键，删除光标前面的元件。线段只能使用鼠标法或者热键法删除，而且应使要删除的竖线在光标左下角。2. 修改元件 鼠标左键双击某元件，弹出元件对话框，如图2-3所示。选择元件、输入元件标号，可对该元件进行修改编辑。3. 右键菜单 单击鼠标右键，弹出右键菜单如图2-4所示，可对光标处进行撤销、剪切、复制、粘贴、行插入、行删除等操作。2.4 程序转换、保存与写入1. 程序转换 鼠标左键点击“转换程序”按钮，进行程序转换。此时如果编程区某部分显示为黄色，表示这部分编程有误，请查找原因予以解决。 2. 保存程序 左键点击“工程/保存”，选择存盘路径和文件名存盘。3. 程序调用 左键点击“工程/打开工程”，选择路径和文件名，调入原有程序。4. 程序写入 左键点击“PLC写入”，将程序写入模拟PLC主机，即可进行仿真试运行，并根据运行结果调试修改程序。2 练习题1. PLC仿真编程界面，分为哪几个区域？2. 在编程界面，怎样返回到软件首页？3. 仿真界面的各个X、Y点，已经分别连接到何处？4. 仿真现场的机器人、推杆和分拣器，是怎样的运行方式？5. 仿真现场的光电开关，何时分断？何时接通？6. 模拟PLC两侧的发光二极管，各显示的是何种状态？7. 在编程界面下，点按键盘的F5、F6、F7、Shift+F5键，将分别调用什么元件？8. 梯形图编程对竖直线段的操作，是在光标的哪个位置？9. 仿真软件梯形图编程，可用哪几种方法调用放置器件？10. 用鼠标法放置输入继电器X1的一个常开触点，说明操作过程。11. 用热键法放置一个10秒计时器T1的线圈，说明操作过程。12. 怎样删除一个元件？怎样修改一个元件？13. 编辑梯形图时，右键菜单包括哪些选项？14. 仿真软件在编程界面怎样保存程序？怎样调用程序？3 仿真编程实例遵循第二章介绍的编程方法和编程规则，根据仿真现场提供的工艺条件和题目提出的工艺要求，设计梯形图，并进行仿真调试。题目后面的编号，是仿真软件的章节编号，也是满足题目要求的仿真现场工艺过程和工艺条件所在的章节，请在编号所在的仿真软件章节下编制程序、仿真调试。3.1 基本控制程序编程基本控制程序，是指利用少数元件，实现一个简单控制的程序。任何一个复杂的控制程序，都是有多个基本控制程序有机组合而成，所以要熟练掌握基本控制程序。01点动控制B3 按下PB2，红灯亮,绿灯灭；抬起PB2，红灯灭，绿灯亮。(提示：X21常开触点控制Y0，X21常闭触点控制Y1)02辅助继电器应用B3 借助辅助继电器实现第1题要求。（体会继电器线圈吸合、释放，与常开、常闭触点动作的关系）03启动与停止B4 点动PB2，输送带连续正转；点动PB1，输送带停止。(要点:继电器自锁控制)04置位与复位B4 利用置位指令SET和复位指令RST，实现第3题要求。05互锁控制B4 点动PB2，输送带连续正转，此时PB3无效。点动PB1，输送带停止。点动PB3，输送带连续反转，此时PB2无效。(要点:继电器互锁控制 电动机正反转需加互锁)06延时接通B3 点动PB2，3s后红灯常亮；点动PB1，灯光熄灭。（体会计时器计时必须连续供电，断电清零）07延时分断B3 点动PB2，红灯常亮；3s后自动熄灭。08间歇控制B3 点动PB2，红灯点亮1s,熄灭1s循环；点动PB1，停止工作。09计数控制B3 点动PB2五次，红灯常亮；点动PB1，灯光熄灭。(体会计数器断电保持，必须用RST强制清零)10边沿驱动B3 按下PB2，由上升沿触点驱动，使红灯常亮；抬起PB3，由下降沿触点驱动，使绿灯常亮；点动PB1，停止工作。(重点体会下降沿驱动的效果)11单键控制B3 利用边沿触点和线圈交替控制ALT指令，实现单键控制。点动PB2，红灯点亮；再次点动PB2，红灯熄灭；如此自动重复。3.2 基本指令编程将上述基本控制程序有机组合，可以构成较为复杂控制程序。12交替亮灯计数B3 点动PB2，红绿灯交替点亮各1s；自动重复5次，停止工作。点动PB1紧急停止。(要点：间歇控制)13分别控制B3 用PB2和PB3分别点亮红、绿灯，用PB1关闭；用PB4同时点亮红绿灯，用PB1关闭。14客人呼叫系统D1 客人点动桌面按钮，对应的指示灯常亮，值班室PL4同时点亮；点动值班室PB1，各灯熄灭复位。(要点：自锁控制)15手动顺序启动同时停止B4 由PB2、PB3、PB4顺序启动红、绿、黄三灯亮；点动PB1，三灯同时熄灭。(要点：顺序控制)16自动顺序启动同时停止B4 点动PB2，红灯亮；2s后绿灯亮。再过3s两灯同时停止。点动PB1，紧急停止。(要点：定时和顺序控制)17手动输送A3 点动PB2，输送带连续运转；点动PB3，机器人供料；点动PB4，机械臂推料；点动PB1，停止工作。(要点:点动和连续控制)18自动输送A3 点动PB2，输送带运转，机器人供料；部件到达X0处，输送带停止，同时机械臂推料。以后自动重复供料、推料。点动PB1，停止工作。19自动计数输送B4 点动PB2，绿灯亮，机器人连续供料，输送带送料；送料5件，停止运转，蜂鸣器响，红灯亮；点动PB1，紧急停车和停止鸣响。(提示：为了避免最后一个部件停留在输送带上，请利用下降沿触点驱动，或者定时器延时)20输送带试验B4 点动PB2，输送带正转绿灯亮2s，停止1s；然后输送带反转黄灯亮2s，停止1s。如此自动重复共24s，试验时间到，停止运转，红灯亮并且鸣响。点动PB1，紧急停车和停止鸣响。21四组抢答器B4 PB1PB4为各组的抢答按钮，PL1PL4为各组指示灯，任意一组抢答按动按钮后本组灯亮，并响铃3s，其他组再按钮无效。SW1为主持人复位开关。(要点：互锁控制)以上题目是利用基本指令编程，对于更加复杂的控制过程，可利用步进方式编程，将一个复杂的控制过程分解成多个简单的控制过程,每个工步完成一个小的程序，最终实现总的控制要求。步进控制的优点是每个工步相对独立，编程思路清晰。3.3 单流程步进指令编程本章节第24、29、30题，分别与上述第8、19、20题具有相同的控制结果，请比较基本指令编程和步进指令编程，编程思路的不同之处。步进控制编程有关指令和应用到的特殊辅助继电器，参见表1-2和1-3。22电动门C1 点动PB2，黄灯亮,大门升起；大门全部开启后，黄灯灭绿灯亮；点动PB3或者延时10s后红灯亮，大门下降关闭。(单次运行)23顺序启动逆序停止D6 点动PB2，以2s为间隔依次顺序启动上、中、下三条输送带；点动PB3，各输送带以2s为间隔依次逆序停止。点动PB1为紧急停止。(单次运行)24闪灯控制C3 用步进编程的方法，实现第8题的控制要求。(重复运行)25交通信号灯控制D3 点动PB2启动运行，绿灯亮3s后熄灭；黄灯亮1s后熄灭；红灯亮3s后熄灭；绿灯再次点亮自动重复。点动PB1停止工作。26三灯顺序重复B4 点动PB2，红灯亮2s后，绿灯亮；绿灯亮2s后，黄灯亮；三灯同时亮2s后，全部停止；2s后，开始自动重复。点动PB1停止工作。 (重复运行)27部件移动E3 点动PB2，启动运行供料；机器人操作完成时，自动重复供料、运料。点动PB1，停止工作。(重复运行)28分段输送D6 点动PB2，机器人连续供料；部件到达X0处，上段输送带正转；部件到达X1处，上段输送带停止，中段输送带正转；部件到达X2处，中段输送带停止，下段输送带正转；部件到达X3处，下段输送带停止。然后自动重复供料、运料，点动PB1停止。(重复运行)29输送带试验B4 用步进编程的方法，实现第20题的控制要求。30计数输送B4 用步进编程的方法，实现第19题的控制要求。31计数装箱E5 点动PB2，机器人把纸箱搬上输送带，输送带正转；纸箱到达装箱处停止，装5个桔子，运到托盘。自动重复装箱输送。点动PB1，停止工作。32输送带控制E6 点动PB2，料斗供料，输送带向右传送；工件到达右端停留2s向左传送；工件到达左端停留2s向右传送，在中部停留2s继续向右传送；工件最后掉落于地面。(单次运行)33自动门F1 加电进入工作状态，“停止中”亮灯。车辆进入X2处，“门灯”亮灯；大门上升打开，“门动作中”亮灯，响铃；大门升到最高点停止，“打开中” 亮灯；车辆离开X3处，大门下降关闭，“门动作中”亮灯，响铃；大门降到最低点停止，“门灯”熄灭，“停止中”亮灯。可以手动控制大门升降，其他同上。(利用置位指令SET)34舞台控制F2 点动“开始”按钮，响铃3s后，幕布(窗帘)左右拉开，到位停止；舞台升起，到位停止；点动“结束”按钮，舞台下降，到位停止；幕布关闭，到位停止。工作过程中，显示画面的“运行状态”各指示灯正确显示运行状态。3.4 多流程步进指令编程35通行检测D2 X0X1之间为上行通道，X2X3之间为下行通道，两组信号灯指示各自通道忙闲状态。设计信号灯控制程序，要求：1. 通道空闲时绿灯亮；2. 通道占用时绿灯灭红灯亮；3. 通道由占用转为空闲1s后，红灯灭绿灯亮；4. 如果通道被占用超过12s，黄灯亮并响铃发出催促信号，直到通道转为空闲，黄灯熄灭停止响铃，1s后，红灯灭绿灯亮。(多流程单次运行)36工件判断D4 点动PB2，机器人连续供料，输送带正转；检测到部件的大小，相应信号灯亮；部件落下，信号灯灭。点动PB1，停止工作。(多流程重复运行)37分拣输送E2 点动PB2，机器人连续供料，输送带正转；检测到大部件，输送到后部，检测到小部件，输送到前部。点动PB1，停止工作。(多流程重复运行)38部件分拣F3 点动PB2，机器人供料，Y1传送；根据部件大小，启功不同的输送带，将大小不同部件，推入各自的托盘。点动PB1停止。(多流程重复运行)39部件检验F4 点动PB2，料斗供料后，Y1传送；工件到钻机下停止3s，钻机钻孔；钻孔完成，Y1、Y4同时传送；钻孔正常工件送入“OK”托盘，异常工件停在推杆处，推入“不行”托盘；自动重复，点动PB1停止。(多流程重复运行)40部件分拣F5 点动PB2，料斗供料；将大小不同的部件传送的相应的托盘。点动PB1停止。(多流程重复运行)41升降机控制F6 点动PB2，料斗供料；将大小不同的部件传送的相应的托盘。点动PB1停止工作。42分拣分配F7 点动PB2，供料机器人供料，Y1传送；检测到大号部件红灯亮，中号部件绿灯亮，小号部件黄灯亮；大号部件经Y5输送带被传送到地面；中号部件被推入托盘；小号部件被取料机器人放入托盘；供料5个停止工作。点动PB1，计数器清零和紧急停止。数码管驱动编码表二进制Y3/Y7Y2/Y6Y1/Y5Y0/Y48421十进制000001000120010300114010050101601107011181000910013.5 功能指令编程可以将PLC的功能指令理解成是具有一定功能的模块，连接在电路中起到某种具体作用。下面仅就传送指令、BCD转换指令和有关时钟的指令，举例几个。43一位数码管1E6 在E6仿真界面，操作显示画面的两位数码管，采用8421 BCD编码方式驱动，Y0Y3驱动个位数字，Y4Y7驱动十位数字，编码方案见右表。用MOV指令编程，由一位数码管重复显示PB2自0至9的点动次数。44一位数码管2E6 用BCD指令指令编程，由一位数码管重复显示PB2自0至9的点动次数。45 两位数码管E6 用BCD指令指令编程，由两位数码管重复显示PB2自0至99的点动次数。46 电子秒表E6 PB2启动，PB1暂停，PB3清零。一位数码管显示09s，PL2、PL3、PL1、PL4分别显示10s、20s、30s、40s。M8013是秒脉冲发生器，可利用它得到秒脉冲。(勘误：仿真界面显示区驱动有误，PL1是由Y20驱动，PL2是由Y21驱动)47 计数显示E6 点动PB2，开始供料、运料，最多100个，数码管显示运料数目。PB1暂停。48 加热箱A3 一台电加热箱采用四盏电灯加热，LP1 50W、LP2 100W、LP3 200W、LP4 400W。用MOV指令编程，点动PB2，选择点亮不同的电灯，得到不同的加热功率，依次为0W、50W、100W、150W、200W、250W、300W、350W、400W、450W、500W、550W、600W、650W、700W、750W。PB1为急停按钮。49 单健控三灯E1 首次点动按钮，红灯亮；再次点动按钮，黄灯亮；三次点动按钮，绿灯亮；四次点动按钮，三灯全灭。50 时控开关E6 时钟控制输送带正转，要求每天7:30开机，21:25关机。51 时钟显示E6 在梯形图中显示当前年、月、日、时、分、秒和星期。（完）