課程設(shè)計(jì)--基于三菱plc的交通燈設(shè)計(jì)_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p><b>  目錄</b></p><p><b>  摘要2</b></p><p><b>  第一章 概述3</b></p><p>  1.1 PLC的基本概念與基本結(jié)構(gòu)3</p><p>  1.1.1 PLC的的基本概念3</p>

2、;<p>  1.1.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)3</p><p>  1.2 PLC的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域5</p><p>  1.2.1 PLC的特點(diǎn)5</p><p>  1.2.2 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域6</p><p>  第二章 PLC的硬件與工作原理6</p><p>  2.1 PLC的硬件

3、6</p><p>  2.1.1 PLC的物理結(jié)構(gòu)6</p><p>  2.1.2 CPU模塊中的存儲(chǔ)器6</p><p>  2.2 PLC的工作原理7</p><p>  第三章 PLC程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)8</p><p>  3.1 PLC編程語言與編程結(jié)構(gòu)8</p><p>  

4、3.1.1順序功能圖(SFC)9</p><p>  3.1.2 梯形圖(LD)9</p><p>  3.1.3功能塊圖(FBD)10</p><p>  3.1.4 指令表(IL)11</p><p>  3.2 順序控制梯形圖的設(shè)計(jì)方法11</p><p>  3.2.1 起保停電路的編程方式11&l

5、t;/p><p>  3.2.2 以轉(zhuǎn)換為中心的編程方式12</p><p>  第四章 三菱公司F1—40MR型PLC的使用13</p><p>  4.1 三菱公司的PLC產(chǎn)品及F1—40MR13</p><p>  4.1.1 F1系列PLC的指令系統(tǒng)簡(jiǎn)介:13</p><p>  4.1.2 F1—40MR

6、的編程元件:13</p><p>  4.1.3 某些編程元件使用特性及含義:14</p><p>  4.2 F1-20P簡(jiǎn)易編程器的使用14</p><p>  4.2.2 編程操作14</p><p>  第五章 基于PLC十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)17</p><p>  5.1 設(shè)計(jì)選題及PLC

7、控制過程17</p><p>  5.2 順序功能圖18</p><p>  5.3 以轉(zhuǎn)換為中心的梯形圖的設(shè)計(jì)20</p><p>  5.4 交通燈控制系統(tǒng)的編程指令21</p><p>  5.5程序調(diào)試22</p><p>  5.5.1在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中注意的問題22</p><

8、;p>  5.5.2程序調(diào)試中遇到的問題及解決方法22</p><p>  5.5.3心得體會(huì)23</p><p><b>  致謝23</b></p><p><b>  參考文獻(xiàn)23</b></p><p><b>  摘要</b></p>&l

9、t;p>  本文介紹了PLC的基本結(jié)構(gòu)及分類,PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域,通過分析PLC的工作原理及PLC的編程語言,并且重點(diǎn)介紹了三菱F1-40MR型PLC編程語言和指令系統(tǒng),通過對(duì)梯形圖程序設(shè)計(jì)方法的分析,主要介紹了兩種順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖的方法,即起保停電路設(shè)計(jì)方法和以轉(zhuǎn)換為中心的設(shè)計(jì)方法。</p><p>  針對(duì)選題十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),本文采用順序控制設(shè)計(jì)法中并行序列的順序功能圖設(shè)計(jì)方法

10、,將東西、南北兩個(gè)方向的路燈并行控制,再以轉(zhuǎn)換為中心的方法將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖,最后利用編程器將指令輸入PLC中進(jìn)行調(diào)試,最終實(shí)現(xiàn)交通燈的自動(dòng)控制。</p><p>  關(guān)鍵詞:PLC、自動(dòng)控制、梯形圖、順序功能圖、交通燈控制系統(tǒng)</p><p><b>  第一章 概述</b></p><p>  1.1 PLC的基本概念與基本結(jié)構(gòu)&l

11、t;/p><p>  1.1.1 PLC的的基本概念</p><p>  現(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求作出迅速反應(yīng),生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品,為滿足這一要求,生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具備極高的可靠性和靈活性,可編程控制器(Programmable Logic Controller,PLC正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的,它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。<

12、/p><p>  PLC應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便,已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中,PLC在其他領(lǐng)域,例如民用和家庭自動(dòng)化的應(yīng)用已得到了迅速的發(fā)展。它不僅是單機(jī)自動(dòng)化中應(yīng)用最廣的控制設(shè)備,在大型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也占有不可動(dòng)搖的地位,PLC應(yīng)用程度之廣、普及程度之高,是其他計(jì)算機(jī)控制設(shè)備無法比擬的。</p><p>  國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)PLC作了如下定義:“

13、可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器,用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令、并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械和生產(chǎn)過程,可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備,都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)”。由以上定義可以看出,PLC是一種用程序里改變控制功能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī),除了各種各樣的控制功能外,還有與其它計(jì)算機(jī)通和信

14、聯(lián)網(wǎng)的功能。</p><p>  此實(shí)驗(yàn)是以三菱公司的PLC為基礎(chǔ)而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的。</p><p>  1.1.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)</p><p>  PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成(見圖1-1).PLC的特殊功能模塊用來完成某些特殊的任務(wù)。</p><p><b>  1. CPU模塊</b>&

15、lt;/p><p>  CPU主要由微處理器(CPU芯片)和存儲(chǔ)器組成。在PLC控制系統(tǒng)中,CPU模塊相當(dāng)于認(rèn)得大腦和心臟,它不斷的采集輸入信號(hào),執(zhí)行用戶程序,刷新系統(tǒng)輸出;存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。并存入規(guī)定的寄存器中,同時(shí),診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后,從用戶程序存貯器中逐條讀取指令,經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào),去指揮有關(guān)的控制電路, </p>

16、;<p>  與通用計(jì)算機(jī)一樣,主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成,還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。它確定了進(jìn)行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù),是PLC不可缺少的組成單元。</p><p>  CPU的控制器控制CPU工作,由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。</p><p>  C

17、PU的運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算,在控制器指揮下工作。</p><p>  CPU的寄存器參與運(yùn)算,并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果,它也是在控制器指揮下工作。</p><p>  CPU雖然劃分為以上幾個(gè)部分,但PLC中的CPU芯片實(shí)際上就是微處理器,由于電路的高度集成,對(duì)CPU內(nèi)部的詳細(xì)分析已無必要,我們只要弄清它在PLC中的功能與性能,能正確地使用它就夠了。</p><p&

18、gt;  CPU模塊的外部表現(xiàn)就是它的工作狀態(tài)的種種顯示、種種接口及設(shè)定或控制開關(guān)。一般講,CPU模塊總要有相應(yīng)的狀態(tài)指示燈,如電源顯示、運(yùn)行顯示、故障顯示等。箱體式PLC的主箱體也有這些顯示。它的總線接口,用于接I/O模板或底板,有內(nèi)存接口,用于安裝內(nèi)存,有外設(shè)口,用于接外部設(shè)備,有的還有通訊口,用于進(jìn)行通訊。CPU模塊上還有許多設(shè)定開關(guān),用以對(duì)PLC作設(shè)定,如設(shè)定起始工作方式、內(nèi)存區(qū)等。</p><p>&l

19、t;b>  2. I/O模塊</b></p><p>  輸入(Input)模塊和輸出(Output)模塊簡(jiǎn)稱I/O模塊,他們相當(dāng)于人的眼、耳、鼻、手、腳,是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和CPU模塊的橋梁。</p><p>  PLC的對(duì)外功能,主要是通過各種I/O接口模塊與外界聯(lián)系的,按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量,I/O模塊可多可少,但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力,即

20、受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。I/O模塊集成了PLC的I/O電路,其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài),輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。</p><p><b>  3. 編程器</b></p><p>  編程器是用來生成用戶程序,便用它來編輯、檢查、修改用戶程序,監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行情況。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖,只能輸入好編輯指令表程序,因此又叫做指令編輯器。它的體積

21、小,價(jià)格便宜,一般用來給小型的PLC編程,或者用與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)。</p><p><b>  4. 電源</b></p><p>  PLC使用AC 220V電源或DC 24V電源。內(nèi)部的開關(guān)電源為各模塊提供不同等級(jí)的直流電源。小型的PLC可以為輸入電路和外部的電子傳感器(例如接近開關(guān))提供DC 24V電源,驅(qū)動(dòng)PLC負(fù)載的直流電源一般由用戶提供。</p>

22、;<p>  5.PLC的通信聯(lián)網(wǎng)</p><p>  PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能,它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息,形成一個(gè)統(tǒng)一的整體,實(shí)現(xiàn)分散集中控制。現(xiàn)在幾乎所有的PLC新產(chǎn)品都有通信聯(lián)網(wǎng)功能,它和計(jì)算機(jī)一樣具有RS-232接口,通過雙絞線、同軸電纜或光纜,可以在幾公里甚至幾十公里的范圍內(nèi)交換信息。</p><p>  當(dāng)然,P

23、LC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的,PLC與計(jì)算機(jī)之間的通訊,一些生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線,并向標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議靠攏,這將使不同機(jī)型的PLC之間、PLC與計(jì)算機(jī)之間可以方便地進(jìn)行通訊與聯(lián)網(wǎng)。</p><p>  了解了PLC的基本結(jié)構(gòu),我們?cè)谫徺I程控器時(shí)就有了一個(gè)基本配置的概念,做到既經(jīng)濟(jì)又合理,盡可能發(fā)揮PLC所提供的最佳功能。</p><p>  1.2 PLC的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域</p&

24、gt;<p>  1.2.1 PLC的特點(diǎn)</p><p> ?。?).可靠性高,抗干擾強(qiáng)</p><p> ?。?).功能強(qiáng)大,性價(jià)比高</p><p>  (3).編程簡(jiǎn)易,現(xiàn)場(chǎng)可修改</p><p> ?。?).配套齊全,使用方便</p><p> ?。?).壽命長(zhǎng),體積小,能耗低</p>

25、;<p>  (6).系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維修工作量少,維修方便</p><p>  1.2.2 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>  PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到很多工業(yè)部門,隨著其性能價(jià)格的不斷提高,PLC的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,主要由一下幾個(gè)方面:</p><p> ?。?)數(shù)字量邏輯控制</p><p><b>  

26、(2)運(yùn)動(dòng)控制</b></p><p><b> ?。?)閉環(huán)過程控制</b></p><p><b> ?。?)數(shù)據(jù)處理</b></p><p><b> ?。?)聯(lián)網(wǎng)通信</b></p><p>  第二章 PLC的硬件與工作原理</p><

27、p>  2.1 PLC的硬件</p><p>  2.1.1 PLC的物理結(jié)構(gòu)</p><p>  根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)的不同,可以將PLC分為整體式、模塊式和混合式。</p><p><b>  1.整體式PLC</b></p><p>  整體式又叫做單元式或機(jī)箱式,它的體積小、價(jià)格低,對(duì)箱體式PLC,有一塊CPU板、

28、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等,當(dāng)然按CPU性能分成若干型號(hào),并按I/O點(diǎn)數(shù)又有若干規(guī)格。對(duì)模塊式PLC,有CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架。無任哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC,都屬于總線式開放型結(jié)構(gòu),其I/O能力可按用戶需要進(jìn)行擴(kuò)展與組合。</p><p><b>  2.模塊式PLC</b></p><p>  大、中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu),它由機(jī)

29、架和模塊組成,模塊插在模塊插座上,后者焊接在機(jī)架中的總線連接板上,有不同槽數(shù)的機(jī)架供用戶選用,如果一個(gè)機(jī)架容納不下選用的模塊,可以增設(shè)一個(gè)或數(shù)個(gè)擴(kuò)展機(jī)架,各機(jī)架之間用接口模塊和電纜相連。</p><p>  用戶可以選用不同檔次的CPU模塊、品種繁多的I/O模塊和特殊功能塊,對(duì)硬件配置的選擇余地較大,維修時(shí)更換模塊也很方便。</p><p>  2.1.2 CPU模塊中的存儲(chǔ)器</p

30、><p>  存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器,系統(tǒng)程序相當(dāng)于個(gè)人計(jì)算機(jī)中的操作系統(tǒng),它使PLC具有基本的智能,能完成PLC設(shè)計(jì)者的規(guī)定的各種工作。系統(tǒng)程序由PLC的生廠家設(shè)計(jì)并固定化在ROM(只讀存儲(chǔ)器)中,用戶不能讀取。用戶程序由用戶設(shè)計(jì),它使PLC能完成用戶要球的特定功能,用戶程序存儲(chǔ)器的容量以字節(jié)(B)為單位。</p><p>  1.隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)</p>

31、;<p>  用戶可以用編程裝置讀出RAM中的內(nèi)容,也可以將用戶程序?qū)懭隦AM,因此RAM又叫讀/寫存儲(chǔ)器。RAM的工作速度高、價(jià)格便宜、改寫方便。</p><p>  2.只讀存儲(chǔ)器(ROM)</p><p>  ROM的內(nèi)容只能讀出,不能寫入。</p><p>  3.可以電檫出可編程的只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)</p><p&

32、gt;  S7-200用EEPROM來存儲(chǔ)用戶程序和長(zhǎng)期保存的重要數(shù)據(jù)。</p><p>  2.1.3 I/O模塊</p><p>  各I/O點(diǎn)的通/斷狀態(tài)用發(fā)光二極管(LED)顯示,PLC與外部接線的連接一般用接線端子,某些模塊使用可以拆卸的插座型端子板,不需斷開端子板上的連接線,就可以迅速的更換模塊。</p><p>  輸入模塊:PLC通過輸入模塊來接收和

33、采集輸入信號(hào),通過輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調(diào)速裝置等執(zhí)行器,PLC控制的另一類外部負(fù)載是指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等。輸入電路中設(shè)有RC濾波電路,以防止由于輸入觸點(diǎn)抖動(dòng)或外部干擾脈沖引起的錯(cuò)誤輸入信號(hào)。</p><p>  輸出模塊:輸出模塊的率放大元件有大功率晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管(驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載)、雙向可控硅(驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載)和小型繼電器,繼電器可以驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載或直流負(fù)載。輸出電流的典型值為0.5—2A

34、,負(fù)載電源由外部現(xiàn)場(chǎng)提供。</p><p>  2.2 PLC的工作原理</p><p>  可編程控制器是從繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展而來的,它的梯形圖程序與繼電器系統(tǒng)電路圖很相似,梯形圖中的某些編程元件也沿用了繼電器這一名稱,如輸入繼電器、輸出繼電器等等。這種用計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的“軟繼電器”,與繼電器系統(tǒng)中的物理繼電器在功能上也有某些相似之處。繼電器在控制系統(tǒng)中有功率放大、電氣隔離、邏輯運(yùn)算的作

35、用。</p><p>  PLC有兩種基本的工作狀態(tài),即運(yùn)行(RUN)狀態(tài)與停止(STOP)狀態(tài)。在運(yùn)行狀態(tài),PLC通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序不實(shí)現(xiàn)控制功能。為了使PLC的輸出及時(shí)地響應(yīng)隨時(shí)可能變化的輸入信號(hào),用戶程序不是只執(zhí)行一次,而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行,直至PLC停機(jī)或切換到STOP工作狀態(tài)。除了執(zhí)行用戶程序之外,在每次循環(huán)過程中,PLC還要完成內(nèi)部處理、通信處理等工作,一共有五個(gè)階段(見圖2)。PLC的

36、這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。由于計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令的速度極高,從外部輸入-輸出關(guān)系來看,處理過程似乎是同時(shí)完成的。</p><p>  在內(nèi)部處理階段,PLC檢查CPU模塊內(nèi)部的硬件是否正常,將監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位,以及完成別的一些內(nèi)部工作。</p><p>  在通信服務(wù)階段,PLC與別的帶微處理器的智能裝置通信,響應(yīng)編程器鍵入的命令,更新編程器的顯示內(nèi)容。</p>

37、<p>  當(dāng)PLC處于停止(STOP)狀態(tài)時(shí),只執(zhí)行以上的操作。PLC處于運(yùn)行(RUN)狀態(tài)時(shí),還要完成另外三個(gè)階段的操作。</p><p>  在PLC的存儲(chǔ)器中,設(shè)置了一片區(qū)域用來存放輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的狀態(tài),它們分別稱為輸入映象寄存器和輸出映象寄存器。PLC梯形圖中別的編程元件也有對(duì)應(yīng)的映象存儲(chǔ)區(qū),它們統(tǒng)稱為元件映象寄存器。</p><p>  PLC的用戶程序由若干條指

38、令組成,指令在存儲(chǔ)器中按步序號(hào)順序排列。在沒有跳轉(zhuǎn)指令時(shí),CPU從第一條指令開始,逐條順序地執(zhí)行用戶程序,直到用戶程序結(jié)束之處。在程序執(zhí)行階段,當(dāng)執(zhí)行指令時(shí),從輸入映象寄存器或別的元件映象寄存器中將有關(guān)編程元件的“0”/“1”狀態(tài)讀出來,并根據(jù)指令的要求執(zhí)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算,運(yùn)算的結(jié)果寫入到對(duì)應(yīng)的元件映象寄存器中。因此,各編程元件的映象寄存器(輸入映象寄存器除外)的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而變化。</p><p>  在

39、輸出處理階段,CPU將輸出映象寄存器的“0”/“1”狀態(tài)傳送到輸出鎖存器,經(jīng)輸出模塊隔離和功率放大后驅(qū)動(dòng)外部的負(fù)載。</p><p>  第三章 PLC程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)</p><p>  3.1 PLC編程語言與編程結(jié)構(gòu)</p><p>  現(xiàn)代的PLC一般備有多種編程語言,供用戶使用。但不同廠家的PLC的編程語言有很大的區(qū)別,用戶不得不學(xué)習(xí)多種編程語言和查找故障的方

40、法。因此,IEC(國(guó)際電工委員會(huì))1994年5月公布了可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)(IEC1131)。該標(biāo)準(zhǔn)由以下5部分組成:通用信息、設(shè)備與測(cè)試要求、PLC的編程語言、用戶指南和通訊。由其制定的編程語言即滿足目前市場(chǎng)的要求,又適應(yīng)未來技術(shù)的發(fā)展。同時(shí),IEC1131—3詳細(xì)說明了句法、語義和下述5種PLC編程語言(見圖4)的表達(dá)方式:</p><p><b>  順序功能圖</b></p>

41、;<p><b>  梯形圖</b></p><p><b>  功能塊圖</b></p><p><b>  指令表</b></p><p><b>  文本結(jié)構(gòu)</b></p><p>  標(biāo)準(zhǔn)中有兩種圖形語言——梯形圖(LD)和功能塊圖

42、(FBD),還有兩種文字語言——指令表(IL)和結(jié)構(gòu)文本(ST),可以認(rèn)為順序功能圖(SFC)是一種結(jié)構(gòu)塊控制程序流程圖。</p><p>  3.1.1順序功能圖(SFC)</p><p>  SFC提供了一種組織程序的圖形方法,在SFC中可以用別的語言嵌套編程。步、轉(zhuǎn)換和動(dòng)作(Action)是SFC中的三種主要元件(見圖5)。步是一種邏輯塊,即對(duì)應(yīng)于特定的控制任務(wù)的編程邏輯;動(dòng)作是控制

43、任務(wù)的獨(dú)立部分;轉(zhuǎn)換是從一個(gè)任務(wù)到另一個(gè)任務(wù)的原因。</p><p>  作為梯形圖語言,SFC提供用戶了以上三種基本結(jié)構(gòu)(見圖5)。在順序結(jié)構(gòu)中,CPU首先反復(fù)執(zhí)行1中的動(dòng)作,直到轉(zhuǎn)換1變?yōu)椤?”狀態(tài),CPU才處理第2步。在選擇支路中,取決于哪一個(gè)轉(zhuǎn)換是活動(dòng)的,CPU只執(zhí)行一條支路。在并行支路中,所有的支路被同時(shí)執(zhí)行。</p><p>  對(duì)于目前大多數(shù)PLC來說,SFC還僅僅作為組織編

44、程的工具使用,尚需用其它的編程語言(如梯形圖)將它轉(zhuǎn)換為PLC可執(zhí)行的程序。因此,通常只是將SFC作為PLC的輔助編程工具,而不是一種獨(dú)立的編程語言。</p><p>  3.1.2 梯形圖(LD)</p><p>  梯形圖是使用得最多的PLC圖形編程語言,有時(shí)又被稱為電路或程序。它是一種軟件信息,是一種反映PLC的輸入輸出控制邏輯關(guān)系的程序軟件,它與傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)的梯形圖(硬件)

45、電路不同,不是真正的物理(硬件)電路,一定不能把它們當(dāng)作硬件電路來看待。由于梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似,具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn),因此很容易被工廠熟悉繼電器控制的電氣技術(shù)人員掌握,特別適用于開頭量邏輯控制。</p><p>  IEC1131-3的梯形圖中除了線圈、常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)外,還允許增加功能和功能塊。</p><p>  1、梯形圖的主要特點(diǎn)</p><p

46、> ?。?)PLC梯形圖是的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱,如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等。但是它們不是真實(shí)物理繼電器(即硬件繼電器),而是在軟件中使用的編程元件。</p><p> ?。?)梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為公共母線(Bus bar)。在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時(shí),為了借用繼電器電路圖的分析方法,可以想象左右兩側(cè)母線之間有一個(gè)左正右負(fù)的直流電源電壓。當(dāng)圖6中的觸點(diǎn)1、2接通時(shí),可假設(shè)“概

47、念電流”或“能流”(Power flow)從左向右流動(dòng),這一方向與執(zhí)行用戶程序時(shí)的邏輯運(yùn)算的順序一致。能流的方向只能從左向右流動(dòng),因此圖6中(a)圖應(yīng)改為圖(b)所示的等效電路。</p><p> ?。?)根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系,求出與圖中各線圈對(duì)應(yīng)的編程元件的狀態(tài),稱為梯形圖的邏輯解算。邏輯運(yùn)算是按梯形圖中從上到下、從左到右的順序進(jìn)行的。解算的結(jié)果立即可以被后面的邏輯解算所利用。邏輯結(jié)算是根據(jù)輸入映

48、象寄存器中的值,而不是根據(jù)解算瞬時(shí)外部輸入觸點(diǎn)的狀態(tài)來進(jìn)行的。</p><p> ?。?)梯形圖中的線圈應(yīng)放在最右邊,圖7(a)的電路應(yīng)改為圖7(b)中的電路。</p><p> ?。?)梯形圖中各編程元件的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)均可無限次的使用。</p><p>  2、梯形圖經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法:</p><p> ?。?).可根據(jù)原有的繼電邏輯控制

49、圖進(jìn)行轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì);</p><p> ?。?).沒有固定的方法和步驟可遵循,試探性和隨意性強(qiáng);</p><p>  (3).由于需要中間變量完成記憶聯(lián)鎖互鎖,需要考慮的因素很多;</p><p> ?。?).設(shè)計(jì)耗時(shí)長(zhǎng),且修改麻煩;</p><p><b>  3、梯形圖編規(guī)則:</b></p><p&

50、gt; ?。?)、 每個(gè)繼電器的線圈和它的觸點(diǎn)均用同一編號(hào),每個(gè)元件的觸點(diǎn)使用時(shí)沒有數(shù)量限制。</p><p>  (2)、 梯形圖每一行都是從左邊開始,線圈接在最右邊(線圈右邊不允許再有接觸點(diǎn)),如圖(a)錯(cuò),圖(b)正確。</p><p> ?。?)、線圈不能直接接在左邊母線上。</p><p> ?。?)、在一個(gè)程序中,同一編號(hào)的線圈如果使用兩次,稱為雙線圈輸

51、出,它很容易引起誤操作,應(yīng)盡量避免。</p><p>  (5)、在梯形圖中沒有真實(shí)的電流流動(dòng),為了便于分析PLC的周期掃描原理和邏輯上的因果關(guān)系,假定在梯形圖中有“電流”流動(dòng),這個(gè)“電流”只能在梯形圖中單方向流動(dòng)——即從左向右流動(dòng),層次的改變只能從上向下。 </p><p>  下圖是一個(gè)錯(cuò)誤的橋式電路梯形圖。</p><p>  3.1.3功能塊圖(FBD)&l

52、t;/p><p>  這是一種類似于數(shù)字邏輯電路的編程語言,具有數(shù)字電路基礎(chǔ)的人很容易掌握。該編程語言用類似與門、或門的方框來表示邏輯運(yùn)算關(guān)系,方框的左側(cè)為邏輯運(yùn)算輸入變量,右側(cè)為輸出變量,輸入端、輸出端的小圓圈表示“非”運(yùn)算,信號(hào)是自左向右流運(yùn)的。</p><p>  像SFC一樣,功能塊圖FBD也是一種圖形語言,在FBD中也允許嵌入別的語言(如梯形圖、指令表和結(jié)構(gòu)文本)。</p>

53、;<p>  3.1.4 指令表(IL)</p><p>  有的廠家(如西門子公司)將指令稱為語句,由若干條指令組成的程序叫做指令表程序。</p><p>  PLC的指令是一種與微機(jī)的匯編語言中的指令相似的助記符表達(dá)式,但是小型PLC的指令系統(tǒng)比匯編語言的簡(jiǎn)單得多,有的PLC的指令系統(tǒng)僅有20來?xiàng)l指令。指令表程序較難閱讀,其中的邏輯關(guān)系很難一眼看出,所以在設(shè)計(jì)時(shí)一般使用梯

54、形圖語言。如果使用圖形編程器,可以直接將梯形圖送入PLC,并在顯示器上顯示出來。如果使用簡(jiǎn)易編程器,則必須將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表后再送入PLC,這種轉(zhuǎn)換的規(guī)則是很簡(jiǎn)單的。在用戶存貯器中,指令按步序號(hào)順序排列。</p><p>  3.2 順序控制梯形圖的設(shè)計(jì)方法</p><p>  3.2.1 起保停電路的編程方式</p><p>  根據(jù)順序功能圖設(shè)計(jì)梯形圖時(shí),可以

55、用為存儲(chǔ)器位M來代表步,某一步為活動(dòng)步時(shí),對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器位為1狀態(tài),某一轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)時(shí),改轉(zhuǎn)換的后續(xù)步為活動(dòng)步,前級(jí)步變?yōu)樗啦健?lt;/p><p>  起保停電路僅僅使用與觸電和線圈有關(guān)的指令,設(shè)計(jì)起保停電路的關(guān)鍵是找出它的啟動(dòng)條件和停止條件。根據(jù)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則,轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本條件是前級(jí)步為活動(dòng)步,并且滿足相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件,該步才為1狀態(tài),并且后續(xù)步為死步。</p><p>  圖3-2是3-1

56、順序功能圖對(duì)應(yīng)的梯形圖,步M200之后有一個(gè)選擇序列的分支,設(shè)步M200為活動(dòng)步,當(dāng)它的后續(xù)步M201或M203變?yōu)榛顒?dòng)步時(shí),它都應(yīng)變?yōu)樗啦?,要使步M203變?yōu)榛顒?dòng)步時(shí),即代表步的輔助繼電器M202的啟動(dòng)條件為</p><p>  M201·X401+M203·X404</p><p>  對(duì)于并行序列,如果某一步的前面有N個(gè)轉(zhuǎn)換(即有N個(gè)分支進(jìn)入該步),則代表該步的輔

57、助繼電器的啟動(dòng)電路有N條支路并聯(lián)而成,各支路由某一前級(jí)步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器的常開觸點(diǎn)與相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)或電路串聯(lián)而成。</p><p>  3.2.2 以轉(zhuǎn)換為中心的編程方式</p><p>  在順序功能圖中,如果某一轉(zhuǎn)換所有的前級(jí)步都是活動(dòng)步并且滿足相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件,則轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)。</p><p>  在以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法中,將改轉(zhuǎn)換所有前級(jí)步對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器

58、位的常開觸點(diǎn)與轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)或電路串聯(lián),該串聯(lián)電路即為起保停電路的啟動(dòng)電路,用它作為使所有后續(xù)步對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器位置位,和所有前級(jí)步對(duì)應(yīng)的前級(jí)步對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器位復(fù)位。</p><p>  如圖3-3是3-1對(duì)應(yīng)的以轉(zhuǎn)化為中心編程的梯形圖。</p><p>  第四章 三菱公司F1—40MR型PLC的使用</p><p>  4.1 三菱公司的PLC產(chǎn)品及F1—40MR&l

59、t;/p><p>  4.1.1 F1系列PLC的指令系統(tǒng)簡(jiǎn)介:</p><p>  (1) F1系列PLC的指令可分為兩大類:</p><p>  基本邏輯指令:又稱為通用邏輯指令,是PLC中最基本的編程語言,用于開關(guān)量I/O的控制系統(tǒng)的梯形圖程序設(shè)計(jì),共二十條。掌握了它們也就初步掌握了PLC的使用方法,基本上就能滿足開關(guān)量邏輯控制系統(tǒng)的編程了。</p>

60、<p>  特殊功能指令:共87條,可用于編制特殊程序,如高速I/O處理、數(shù)據(jù)傳輸、計(jì)數(shù)器的特殊用法、算術(shù)運(yùn)算和模擬量控制等。</p><p>  (2) F1系列PLC的基本邏輯指令又分為四大類:</p><p>  作用于觸點(diǎn)的指令:LD/LDI、AND/ANI、OR/ORI等。</p><p>  作用于線圈的指令:OUT。</p>

61、<p>  數(shù)據(jù)處理指令:如S/R、RST、SFT、MC/MCR、PLS、SFT、CJP/EJP等。</p><p>  獨(dú)立使用的指令:如ANB、ORB、END等。</p><p>  4.1.2 F1—40MR的編程元件:</p><p>  F1—40MR的編程元件的名稱由字母和數(shù)字表示,它們分別表示元件的類型和元件號(hào)。元件號(hào)用八進(jìn)制數(shù)表示,各種編程

62、元件的編號(hào)的取值范圍有嚴(yán)格的規(guī)定,不同的元件編號(hào)均不相同,互不重疊,具體安排如下:</p><p>  輸入繼電器(X):400—413,500—513</p><p>  輸出繼電器(Y):430—437,530—537</p><p>  定時(shí)器(T):50—57,450—457,550—557,650—657</p><p>  計(jì)數(shù)器

63、(C):60—67,460—467,560—567,660—667</p><p>  輔助繼電器(M):100—377 (其中300—377斷電保持)</p><p>  狀態(tài)寄存器(S): 600—647</p><p>  特殊輔助繼電器(M):70,71,72,73,76,77等16個(gè)</p><p>  4.1.3 某些編程元件使用

64、特性及含義:</p><p> ?。?)F1—40MR的12個(gè)移位寄存器分別由下列輔助繼電器組成:</p><p>  M100—M117 M120—M137 M140—M157 M160—M177</p><p>  M200—M217 M220—M237 M240—M257 M260—M277</p><p>  

65、M300—M317 M320—M337 M340—M357 M360—M377</p><p>  (2)部分特殊輔助繼電器的含義:</p><p>  M70:運(yùn)行監(jiān)視,當(dāng)PLC的運(yùn)行開關(guān)接通時(shí),M70接通。</p><p>  M71:初始化脈沖,在PLC的運(yùn)行開關(guān)接通之后的第一個(gè)掃描周期內(nèi)接通。</p><p><b&

66、gt;  (3) 定時(shí)器:</b></p><p>  F1系列PLC有24個(gè)0.1-999s的定時(shí)器,編號(hào)為:T50-T57,T450-T457,T550-T557。</p><p>  F1系列PLC有8個(gè)0.01-99.9秒的定時(shí)器,編號(hào)為:T650-T657。</p><p><b>  計(jì)數(shù)器:</b></p>

67、<p>  F1系列PLC有32個(gè)最大計(jì)數(shù)值為999的三位減法計(jì)數(shù)器,編號(hào)為:60—67,460—467,560—567,660—667。</p><p>  F1系列PLC將兩個(gè)三位計(jì)數(shù)器C660和C661組成計(jì)數(shù)器對(duì)作為一個(gè)6位BCD碼加減計(jì)數(shù)器使用,其中C660是低三位,C661是高三位,其計(jì)數(shù)及工作方式由特殊輔助繼電器M470—M472等的ON/OFF狀態(tài)控制決定,它既可以對(duì)高速脈沖(最高2

68、KHz)計(jì)數(shù),也可以作為普通計(jì)數(shù)器使用。</p><p>  4.2 F1-20P簡(jiǎn)易編程器的使用</p><p>  F1-20P是與F1系列PLC配套的簡(jiǎn)易編程器,它也可以為F、F2系列PLC編程。</p><p>  4.2.2 編程操作</p><p>  程序的寫入、修改、調(diào)試過程如右圖所示。編程時(shí)將編程器插在基本單元上,并將它們分

69、別置于PROGRAM模式,PLC進(jìn)入編程工作狀態(tài),在此狀態(tài)下進(jìn)行程序的寫入、檢查和編輯。</p><p>  (1)清除用戶程序存貯器的全部?jī)?nèi)容:</p><p>  在寫入新程序前,首先要進(jìn)行程序清零,其按鍵操作過程為:</p><p>  CLEAR STEP 0 STEP 9 9 9 DEL </p><p>  對(duì)于F1系列P

70、LC,用戶程序存儲(chǔ)空間為1K字,每字為1步(STEP)。當(dāng)最后按下DEL鍵后,用戶程序存貯器中的內(nèi)容全部變?yōu)镹OP指令。同時(shí)有斷電保持功能的輔助繼電器M300—M377全部處于斷開狀態(tài),計(jì)數(shù)器和移位寄存器全部被復(fù)位。</p><p>  若只清除用戶程序存貯器中的部分程序段,則可在上述操作過程中指定待清除的起始步序和結(jié)束步序即可。</p><p>  在鍵操作中,若要取消前面的鍵操作,可以

71、按CLEAR鍵。應(yīng)該注意,該鍵不是用來清除存貯器內(nèi)容的,按該鍵后,編程器處于等待接受操作命令的狀態(tài)。</p><p><b>  (2) 程序的寫入</b></p><p>  利用編程器鍵盤上的按鍵,便可以將編好的用戶程序?qū)懭雰?nèi)存。每寫入一條指令時(shí),顯示器將顯示出步序號(hào)、指令及數(shù)據(jù)。程序?qū)懭霊?yīng)按順序進(jìn)行。</p><p>  清除存貯器內(nèi)容后

72、,新的用戶程序從第000步開始寫入。按CLEAR鍵,顯示出步序號(hào)000,然后按INSTR鍵,進(jìn)入指令顯示狀態(tài),便可以開始寫入程序。其按鍵操作過程如圖所示,WRITE操作將指令寫入RAM,并對(duì)用戶程序存貯器步序號(hào)加1。</p><p>  如果程序?qū)懭胧墙又鳵AM中原有的程序繼續(xù)進(jìn)行,從某個(gè)步序號(hào)開始寫入,則應(yīng)在按STEP鍵后送入起始步序號(hào),按INSTR鍵后,從指定的步序號(hào)開始寫入程序。</p>&l

73、t;p>  輸入過程中,每寫入一條指令時(shí),顯示器顯示出相應(yīng)的步序號(hào)、指令及數(shù)據(jù)。按下“WRITE”鍵,顯示器顯示出下一步的步序號(hào),表明上一條指令已經(jīng)寫入RAM,可以寫入下一條指令。</p><p>  在按下寫入鍵之前,如果希望變更指令或元件號(hào),可以按命令鍵“INSTR”,然后寫入新的指令或元件號(hào);在按下寫入鍵后,如果希望變更指令或元件號(hào),可以按下STEP(-)鍵,然后寫入新的指令。在按了涉及元件號(hào)的指令鍵

74、之后,一定要寫入元件號(hào)。由于各種不同類型的元件編號(hào)互不重疊,所以在寫入指令時(shí),不必輸入元件號(hào)類型。</p><p><b>  (3)程序清除</b></p><p>  清除用戶程序存貯器的全部?jī)?nèi)容:在寫入新程序前,首先要進(jìn)行程序清零,其按鍵操作過程為:</p><p>  CLEAR STEP 0 STEP 9 9 9 DEL &l

75、t;/p><p><b> ?。?)程序的讀出:</b></p><p>  程序?qū)懭牒?,為了檢查寫入的程序是否正確,需要將程序讀出進(jìn)行校對(duì)。讀出程序時(shí),先指定步序號(hào),然后按下命令鍵“INSTR”,以后順序按STEP(+)鍵,便可讀出程序。其操作過程為:</p><p>  CLEAR STEP 步序號(hào) INSTR STEP(+)或STEP

76、(-) </p><p>  如果從000步開始讀程序,可以省去上面的第二步和第三步中的按鍵操作。按下STEP(-)鍵,可以讀出前一步序的指令。</p><p>  (5) 指令的修改:</p><p>  如果需要修改程序中的某條指令,首先應(yīng)讀出該指令或搜索到該指令,顯示出原指令后,寫入新的指令按WRITE,該指令即變?yōu)樾碌闹噶睿f指令自然消失。具體可按以下操作過

77、程進(jìn)行:</p><p>  最后,新指令寫入RAM,步序號(hào)加1。</p><p>  需要修改某一常數(shù)時(shí),先要找到前一條OUT指令,然后按STEP(+)鍵,使步序號(hào)加1,找到需修改的常數(shù),再鍵入新的常數(shù),常數(shù)即被修改。</p><p>  (6) 指令的刪除:</p><p>  如果要?jiǎng)h除某條指令,可以先讀出欲刪除的指令,再按下刪除鍵(

78、DEL),該指令即被刪除,后面的指令自動(dòng)接上,步序號(hào)自動(dòng)減1。</p><p>  (7) 指令的插入:</p><p>  需要插入一條指令時(shí),首先顯示出待插入指令后面的指令(稱為原指令),鍵入欲插入的指令鍵及與元件號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字鍵后,再按插入鍵(INS),該指令便插入在原指令之前,其步序號(hào)為原指令的步序號(hào),而原指令及其后的各指令的步序號(hào)均自動(dòng)加1。插入后顯示的指令是原指令。</p&

79、gt;<p>  (8) 程序的尋找(搜索):</p><p>  在不知道指令步序號(hào)的情況下,要尋找某條指令,其按鍵操作過程為:</p><p>  CLEAR 指令 元件號(hào) SEARCH</p><p>  例如要搜索的指令OUT Y430所在的步序,先按該指令的指令鍵和與元件號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字鍵,再按搜索鍵,就可以顯示出要搜索的步序號(hào)。如果想搜索

80、該步序號(hào)之后是否還有相同的指令,再按一次搜索鍵。但是在按了STEP(+)或STEP(-)之后,則無法再作上述的搜索。如果沒有搜索到,則顯示出最后的步序號(hào)是999。</p><p>  本操作過程不能用來搜索定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的常數(shù)。要搜索這些常數(shù)時(shí),首先應(yīng)找到對(duì)應(yīng)的OUT指令,然后按STEP(+)鍵使步序號(hào)加1,便可以找到所需要的常數(shù)。</p><p>  在寫入指令時(shí),如果寫入的編程元件編號(hào)

81、出現(xiàn)錯(cuò)誤,超出允許的編號(hào)范圍(如OUT400),按WRITE鍵后,顯示的元件號(hào)將閃爍,這時(shí)按INSTR鍵后,顯示的元件號(hào)將停止閃爍,并顯示該步序號(hào)原有的指令。這時(shí)可以再輸入正確的指令或元件號(hào),再按WRITE鍵,就可以將正確的指令和元件號(hào)寫入該步序號(hào)所對(duì)應(yīng)的PLC的RAM中。</p><p>  第五章 基于PLC十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>  5.1 設(shè)計(jì)選題及PLC控

82、制過程</p><p>  在十字路口的東西、南北主干道上裝設(shè)紅燈、綠左轉(zhuǎn)、綠直行和黃燈,控制機(jī)動(dòng)車輛和非機(jī)動(dòng)車輛,人行斑馬線上裝設(shè)紅、綠燈控制行人。</p><p>  其控制過程為:東西南北方向主干道的紅燈一直處于點(diǎn)亮狀態(tài),提示主干道上左轉(zhuǎn)通行時(shí)直行禁止通行,直行通行時(shí)左轉(zhuǎn)禁止通行,只有紅燈亮?xí)r該方向車輛禁止通行。主干道車輛通行時(shí)交通燈信號(hào)的變化規(guī)律為:左轉(zhuǎn)綠燈亮15秒后閃爍三次,黃燈

83、亮2秒,然后直行綠燈亮(同時(shí)東西方向人行道綠燈亮),15秒后閃爍三次,黃燈亮2秒,然后綠燈全部熄滅,只有紅燈亮,車輛禁止通行。</p><p>  該系統(tǒng)屬于連續(xù)循環(huán)工作的控制系統(tǒng),要求系統(tǒng)啟動(dòng)后能夠周期性地連續(xù)循環(huán)工作,故系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)輸入信號(hào)分別控制系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止。PLC選用三菱F1—40MR基本單元,I/O接口數(shù)為24/16。</p><p>  分析系統(tǒng)的控制模型可以看出,人行道

84、斑馬線上的綠燈狀態(tài)與直行綠燈信號(hào)相同,可用同一個(gè)控制信號(hào)。故整個(gè)控制系統(tǒng)需設(shè)置兩個(gè)輸入接口:X400接啟動(dòng)輸入開關(guān)SB1,X401接停止輸入開關(guān)SB2;再設(shè)置九個(gè)輸出端口分別控制各信號(hào)燈。PLC的I/O接口分配如圖二所示。根據(jù)系統(tǒng)的控制模型和控制要求可畫出系統(tǒng)中各輸出信號(hào)的控制時(shí)序如圖三所示。 </p><p>  5.2 順序功能圖</p><p>  根據(jù)選題的控制過程和其輸出時(shí)序圖

85、設(shè)計(jì)可設(shè)計(jì)出其順序控制功能圖。</p><p>  順序功能圖的三要素素是步、轉(zhuǎn)換條件和動(dòng)作,初始步用雙線框表示,一般步與用矩形框表示,矩形框中用數(shù)字表示步的編號(hào),轉(zhuǎn)換條件用短劃線表示,在旁邊可用文字標(biāo)注。動(dòng)作用矩形框,矩形框可用文字或符號(hào)表示。</p><p>  一個(gè)順序控制過程可分為若干個(gè)階段,這些階段稱為步或狀態(tài),可用輔助繼電器M和狀態(tài)繼電器S表示,每個(gè)步都有不同的動(dòng)作(初始步可以

86、沒有動(dòng)作)。</p><p>  當(dāng)相鄰兩步之間的轉(zhuǎn)換條件滿足時(shí),就實(shí)現(xiàn)步與步之間的轉(zhuǎn)換,即上一步動(dòng)作結(jié)束而下一步動(dòng)作開始。步與步之間實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換必須滿足兩個(gè)條件:前級(jí)步為活動(dòng)步,對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換條件成立。</p><p>  采用順序控制設(shè)計(jì)法中并行序列的順序功能圖設(shè)計(jì)方法,將東西、南北兩個(gè)方向的路燈并行控制,其順序功能圖如下:</p><p>  以轉(zhuǎn)換為中心的梯形圖的設(shè)計(jì)

87、</p><p>  在順序功能圖中,如果某一轉(zhuǎn)換所有的前級(jí)步都是活動(dòng)步并且滿足相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件,則轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)。</p><p>  在以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法中,將改轉(zhuǎn)換所有前級(jí)步對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器位的常開觸點(diǎn)與轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)或電路串聯(lián),該串聯(lián)電路即為起保停電路的啟動(dòng)電路,用它作為使所有后續(xù)步對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器位置位,和所有前級(jí)步對(duì)應(yīng)的前級(jí)步對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器位復(fù)位。根據(jù)順序控制的順序功能圖得到如下以轉(zhuǎn)換為中心

88、的梯形圖:</p><p>  交通燈控制系統(tǒng)的編程指令</p><p>  PLC的指令是一種與微機(jī)的匯編語言中的指令相似的助記符表達(dá)式,但是小型PLC的指令系統(tǒng)比匯編語言的簡(jiǎn)單得多,有的PLC的指令系統(tǒng)僅有20來?xiàng)l指令。指令表程序較難閱讀,其中的邏輯關(guān)系很難一眼看出,所以在設(shè)計(jì)時(shí)一般使用梯形圖語言。如果使用圖形編程器,可以直接將梯形圖送入PLC,并在顯示器上顯示出來。如果使用簡(jiǎn)易編程器

89、,則必須將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表后再送入PLC,這種轉(zhuǎn)換的規(guī)則是很簡(jiǎn)單的。在用戶存貯器中,指令按步序號(hào)順序排列。</p><p>  根據(jù)以轉(zhuǎn)換為中心的梯形圖可以得其指令表如下:</p><p><b>  5.5程序調(diào)試</b></p><p>  5.5.1在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中注意的問題</p><p> ?。?)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要

90、注意寄存器、定時(shí)器等元件的編號(hào)是按八進(jìn)制進(jìn)行的,在寫某一步時(shí),如果出現(xiàn)M208、M209、T458等書寫時(shí),是一定要避免的。</p><p> ?。?)在計(jì)數(shù)器的使用時(shí),一定要設(shè)置計(jì)數(shù)器的初始化復(fù)位,并在計(jì)數(shù)器使用完畢后一步使其復(fù)位,否則將不能使用設(shè)置好的計(jì)數(shù)器,或者不能按設(shè)置要求來進(jìn)行計(jì)數(shù)。</p><p>  5.5.2程序調(diào)試中遇到的問題及解決方法</p><p&

91、gt;  問題(1):輸完指令后執(zhí)行程序,設(shè)置好控制輸出的燈沒有完全亮。</p><p>  分析:說明控制該燈的步不正確或是死步。</p><p>  解決方案:檢查梯形圖,發(fā)現(xiàn)東西方向的輸出未寫入梯形圖,修改梯形圖并轉(zhuǎn)換為指令,插入到程序中,再運(yùn)行程序,所有設(shè)置輸出均正常。</p><p>  問題(2)交通燈未出現(xiàn)閃爍,并且未進(jìn)入到下一步狀態(tài)</p>

92、;<p>  分析:說明控制該步轉(zhuǎn)換條件的定時(shí)器有問題,是根據(jù)西門子的定時(shí)器來設(shè)計(jì)的,可能會(huì)有區(qū)別。</p><p>  解決方案:查看三菱PLC參考資料,發(fā)現(xiàn)其定時(shí)器的使用與西門子的設(shè)置有區(qū)別,在三菱PLC中,定時(shí)器的設(shè)置雖是0.1—999秒定時(shí)器,但可以輸入0.5秒,設(shè)置值K就是定時(shí)時(shí)間,而西門子的定時(shí)器如果是100ms的定時(shí)器則設(shè)置值K為5即為0.5秒,檢查指令表,修改K值,插入到程序中,再運(yùn)

93、行程序,所有設(shè)置輸出均正常,程序運(yùn)行正確,滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>  5.5.3心得體會(huì)</b></p><p>  通過這次實(shí)驗(yàn),了解了PLC在自動(dòng)控制中的運(yùn)用,可編程序控制器(簡(jiǎn)稱PLC)是以微處理器為基礎(chǔ),綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動(dòng)化控制裝置,它專門為工業(yè)控制而設(shè)計(jì),具有功能強(qiáng),編程簡(jiǎn)單,使用方便等優(yōu)點(diǎn),在

94、現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)控制中使用越來越廣泛。</p><p>  此實(shí)驗(yàn)后,基本掌握了三菱公司F1—40MR型PLC的使用方法,并用其來設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制過程,受益匪淺。</p><p>  通過這次設(shè)計(jì)實(shí)踐。我學(xué)會(huì)了PLC的基本編程方法,對(duì)PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中,提高了我們的工程素質(zhì),在沒有做實(shí)踐設(shè)計(jì)以前,我們對(duì)知道的撐握都是思想上的,對(duì)一些細(xì)節(jié)不加重視,當(dāng)

95、我們把自己想出來的程序與到PLC中的時(shí)候,問題出現(xiàn)了,不是不能運(yùn)行,就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過解決一個(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問題,我們對(duì)PLC 的理解得到加強(qiáng),看到了實(shí)踐與理論的差距。</p><p>  在設(shè)計(jì)的過程中我們還得到了老師的幫助與意見。在學(xué)習(xí)的過程中,不是每一個(gè)問題都能自己解決,向老師請(qǐng)教或向同學(xué)討論是一個(gè)很好的方法,不是有句話叫做思而不學(xué)者殆。做事要學(xué)思結(jié)合。</p><

96、;p><b>  致謝</b></p><p>  此實(shí)驗(yàn)的順利完成,特別要感謝在實(shí)驗(yàn)前,謝老師開了許多講座,解決了不少疑難問題。謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x!</p><p><b>  參考文獻(xiàn)</b></p><p>  [1] PLC編程及應(yīng)用,廖常初主編, 第3版,北京,機(jī)械工業(yè)出版社</p&g

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