PLC编程入门基础知识点,初学者必备

PLC编程原则

2.编制梯形图时,应尽量按“从左到右、自上而下”的执行程序的顺序,并易于编写指令语句表。图1b所示的是合理的接线方法。

3.在梯形图中应避免将触点画在垂直线上,这种桥式梯形图无法用指令语句编程,应改画成能够编程的形式,如图1c所示。

图1  正确接线示意图

4.继电器线圈和触点的使用。同一编号的继电器线圈在程序中只能使用一次,不得重复使用,否则将引起误操作,但其常开常闭触点可重复多次使用,如图1c中的X1、X2、X3。由此可以看出,在同一逻辑支路中,串联和并联触点数目是无限的。

5.不允许几条并联支路同时运行。当PLC处于运行状态时,PLC就开始按照梯形图符号排列的先后顺序(从上到下,从左到右)逐一进行处理,PLC对梯形图是按扫描方式顺序执行,因此不存在几条并列支路同时动作的因素,所以在设计上可减少许多约束关系的联锁电路,从而使程序简单化。

6.计数器、计时器在使用前要赋值。

7.外部输入设备常闭触点的处理。图2a是电动机直接起动控制的继电器接触器控制电路,其中停止按钮SB1是常闭触头。如用PLC来控制,则停止按钮SB1和起动按钮SB2是它的输入设备。在外部接线时,SB1有两种接法。

如图2b所示的接法,SB1仍接成常闭,接在PLC输入继电器的X1端子上,则在编制梯形图时,用的是常开触点X1。因SB1闭合,对应的输入继电器接通,这时它的常开触点X1是闭合的。按下SB1,断开输入继电器,它才断开。

如图2c所示的接法,将SB1接成常开形式,则在梯形图中,用的是常闭触点X1。因SB1断开时对应的输入继电器断开,其常闭触点X1仍然闭合。当按下SB1时,接通输入继电器,它才断开。

图2  电动机直接起动控制的继电器接触器控制电路

在图2c的外部接线图中,输入端的直流电源E通常是由PLC内部提供的,输出端的交流电源是外接的。“COM”是两边各自的公共端子。

从图2a和图c可以看出,为了使梯形图和继电器接触器控制电路一一对应,PLC输入设备的触点应尽可能地接成常开形式。

此外,热继电器FR的触头只能接成常闭的,通常不作为PLC的输入信号,而将其直接接通断接触器线圈。

PLC编程语言

1.逻辑语言

逻辑功能图表达方式基本上沿用了数字逻辑电路的“与”、“或”、“非”门电路的逻辑语言来描述,用逻辑框图形式表示。对每一种功能都使用一个运算方块,其运算功能则由方块内外的符号确定,如图3所示。

图3  简单的逻辑图

如,“&”表示逻辑“与”运算;“≥1”表示逻辑“或”运算;“o”(框图右边的小圆圈)表示逻辑“非”。

图3a是一个简单的逻辑功能图。一般与功能块有关的输入信号画在方块的左边,与功能块有关的输出信号画在方块的右边。在左边和右边应分别写上标志符和地址码。图中,X000、X001、M100为输入信号的标志符和地址码;Y030为输出信号的标志符和地址码。功能块表示如下的逻辑关系:

Y030=X000•X001•M100

采用逻辑功能图来描述程序,易于描述较为复杂的控制功能,表达直观,查错容易。因此它是编程中较为常用的一种表达方式。但它必须采用带有显示屏的编程器才能描述,而且连接范围也受到显示屏幅面的限制。

2.梯形图

(1)常用符号

PLC梯形图图形符号借助于继电器接触器的常开触头、常闭触头、按钮、线圈以及它们的串联、并联的术语和符号,两者对照,则直观明了。和电路图一样,在绘制梯形图之前首先熟悉绘制梯形图的有关符号,如表1所示。

表1  梯形图常用符号

对输入信号和被控制对象必须标上相应的标志符和地址码,如图4(与或门)中的X000、X001、X002和Y030。图中所表示的逻辑关系为Y030=X000•X001+X002

图4  符号在梯形图中

(2)梯形图的绘制

采用触点梯形图来表达程序的方法,看上去与传统的继电器电路图非常类似。因此它比较直观形象,对于那些熟悉继电器电路的设计者来说,易被接受。

另外,为了在编程器的显示屏上直接读出触点梯形图所描述的程序段,构成触点梯形图的图案电流支路都是一行接一行地横着向下排列的。每一条电流支路的触点符号为起点,而最右边的线圈符号为终点,如图5所示。触点梯形图多半适用于简单的连接功能的编程。

图5  多条支路的梯形图

3.语句表

语句表形式是使用助记符来编制PLC程序的语言,表示程序的各种功能。语句表类似于计算机的汇编语言,但比汇编语言容易得多。每一条指令都包含操作码和操作数两个部分,操作数一般由标志符合地址码组成。下面是一个简单的语句表。

LD    X000

AND   M100

OR    Y030

ANI   X002

OUT   Y030

语句表中各部分含义如表2所示

表2  语句表

采用这种类似计算机语言的编程方式,可使编程设备简单,逻辑紧凑,而且连接范围也不受限制。上述三种程序的表达方式各有所长,在比较复杂的控制系统中,这三种方式可能会同时使用,但对于简单的控制系统采用一般的可编程序控制器进行人工编程时,大多采用触点梯形图编制程序。当设计好触点梯形图后再根据接口、梯形图写出语句表,最后便可将语句表键入可编程序控制器中进行调试。

PLC常用指令

表3  常用的基本指令表

PLC编程方法

以图6所示的交流电动机正反转控制电路为例来介绍用PLC控制的编程方法。

图6  交流电动机的正反转控制电路

停止按钮SB1、正传起动按钮SB2、反转起动按钮SB3这3个外部按钮须接在PLC的3个输入端子上,可分别分配为X0、X1、X2来接收输入信号;正转接触器线圈KM1和反转接触器线圈KM2须接在两个输出端子上,可分别分配为Y1和Y2。共需用5个I/O点,如表4所示。

表 4 I/O点数

外部接线如图7所示。按下SB2,电动机正转;按下SB3,电动机则反转。在正转时如要求反转,必须先按下SB1。至于自锁和互锁触点是内部的“软”触点,不占用I/O点。

图7  外部接线

2.编制梯形图和指令语句表

表5  语句表

图8  梯形图

PLC编程举例

用PLC对喷漆机械手的定位控制

喷漆机械手是采用步进顺序器分步控制的,首先介绍步进顺序控制器。

(1)步进顺序控制器

步进顺序器(SS)能够按顺序逐一启动后续的7个内部继电器线圈(ST),组成一个步进顺序器。当第一个标有(SS)的内部继电器得电后,使随后的7个线圈均处于释放状态。随后当其后一个标有(ST)的内部继电器得电时,这组步进顺序器带的其他继电器均释放,通电顺序必定是由小至大,逐一轮流。因此,步进顺序器是把连续的几个内部继电器组合起来,协调行动,它们在梯形图中的图形符号如表6所示。

表6  步进顺序器图形符号

在EPS软件中并不规定步进顺序器从哪个内部继电器编号开始,也不一定在(SS)线圈后要跟随7个(ST)继电器,但最多是7个。如果需要超过8步时,可以把2个步进顺序器串接起来。

(2)喷漆机械手定位控制电路

若有一个带有红、绿、蓝三种颜色油漆喷枪的机械手在一条有4个工位的通道中移动。机械手能喷出三种颜色,在四工位要喷刷四段颜色,如图9a所示。每个工位的交界处都设置一个位置传感器,此外,在起点及终点也各设一个位置传感器,总共5个位置传感器,其梯形图如图9b所示。

喷漆机械手由X0位置传感器启动控制。红色喷枪由输出点Y2控制,绿色喷枪及蓝色喷枪分别由Y3及Y4控制。R0~R5组成一组步进顺序器。输出点YO控制机械手前进,Y1控制机械手返回。

首先,X0位置传感器发出启动信号,使步进顺序器启动,这时R0内部继电器吸合,其余5个线圈释放。由于R0接通,使R10置位,驱动输出点Y0。于是机械手前进,同时R0触点驱动输出点Y2,使机械手上的红色喷枪工作。当机械手行进到X1处,X1位置传感器发出信号,使X1触点接通,内部继电器R1吸合,同时R0断开。因为R0是步进顺序器的第一个线圈。R1触点驱动输出点Y3,使机械手上的绿色喷枪工作。当机械手继续前进到X2处,X2位置传感器动作,使R2吸合,同时断开R1。与此类同,直至机械手到达终点,R4使R10复位,于是机械手停止前进。当R4接通Y1线圈,机械手便返回起始点。起始点X0的位置传感器X0又发出信号,于是PLC的R0又接通,机械手又开始下一次的喷漆工作。

图9  喷漆机械手的定位控制

作者:琅琅
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