第3章可编程控制器指令应用实例.docx

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第3章可编程控制器指令应用实例

第3章可编程控制器指令应用实例

本章介绍CP1H系列可编程控制器指令应用实例及应用技巧。

使用特殊I/O单元的可编程控制器系统实例将在第4章中介绍。

3.1基本逻辑指令应用

基本逻辑指令包括LD（取）、LDNOT（取非）、AND（与）、ANDNOT（与非）、OR（或）、ORNOT（或非）、OUT（输出）、OUTNOT（输出非）、END（结束）、ANDLD（程序块与）、ORLD（程序块或）、SET（置位）以及RSET（复位）等指令。

3.1.1使用按钮的运行、停止控制

（1）

（a）电器控制电路图（b）PLC控制梯形图

图3-1按钮控制运行、停止电路

（1）

1.电器控制电路

在电器控制电路中，SB1是常闭按钮，用于停止。

SB2是常开按钮，用于启动和运行。

KM1是接触器，其常开辅助触点KM1与常开按钮SB2并联，用于自保持（自锁）。

用手指按下SB2，接触器KM1得电吸合，其常开辅助触点KM1闭合，起自保持作用，抬起手指，SB2复位，接触器KM1仍保持吸合状态，即处于运行状态。

用手指按下SB1按钮，KM1失电，辅助触点KM1由闭合变为断开，抬起手指，SB1复位，但由于SB2也处于断开状态，故接触器KM1仍保持失电状态，即处于停止状态。

电器控制电路图如图3-1（a）所示。

2.PLC控制

应用PLC时，常开、常闭按钮均用常开按钮。

SB1连接到输入单元（0CH）的00位。

SB2连接到02位。

100.00是输出单元（100CH）的00位，可接2A250VAC负载。

梯形图如图3-1（b）所示。

图中的0.00（触点）、0.02（触点）、100.00（线圈）以及100.00（触点）都是编程元件，或者说是“软”触点，“软”线圈。

助记符程序如表3-1所示。

表3-1助记符语句表

程序地址

指令

操作数

注释

0000

LDNOT

0.00

SB1

0001

LD

0.02

SB2

0002

OR

100.00

自保持（自锁）

0003

ANDLD

程序块串联

0004

OUT

100.00

外接负载KM1

（a）（b）

图3-2按钮控制运行、停止电路

（2）

3.1.2使用按钮的运行、停止控制

（2）

1.电器控制电路

图3-2（a）与图3-1（a）相比较，SB1和SB2位置相互进行了交换，需要重新进行接线。

2.PLC控制

对比图3-2（b）与图3-1（b），只需改写程序，不需要改动任何接线。

助记符程序如表3-2所示。

表3-2助记符语句表

程序地址

指令

操作数

注释

0000

LD

0.02

SB2

0001

OR

100.00

自保持（自锁）

0002

AND

0.00

SB1

0003

OUT

100.00

外接负载KM1

图3-2（b）与图3-1（b）功能相同，但比前者减少了一条指令（即程序块串联指令ANDLD）。

（a）（b）

图3-3电动机正转、停止、反转控制

3.1.3电动机正转、停止、反转控制

1.电器控制电路

为了防止误操作引起电源短路，将KM1和KM2的常闭辅助触点串入对方的接触器线圈回路中，形成互锁。

按下正转按钮SB2，KM1得电吸合，电动机正转。

按下停止按钮SB1，KM1失电释放，电动机停止转动。

按下反转按钮SB3，KM2得电吸合，电动机反转。

继电器-接触器控制电路采用的是硬逻辑并行运行方式，即如果某个继电器线圈通电或断电，则该继电器所有的常开和常闭触点都会立即动作，而与这些触点在电路中所处的位置无关。

例如，图中的KM1得电吸合时，位于第1梯级的自保常开触点KM1和位于第2梯级的互锁常闭触点KM1是同时动作的（严格来说是常闭先断开而常开后闭合），这种硬逻辑关系保证了安全性。

2.PLC控制

SB1、SB2和SB3均用常开按钮。

SB1连接到输入单元（0CH）的00位，SB2连接到01位，SB3连接到02位。

100.00是位于输出单元（100CH）的00位，100.01是（100CH）的01位。

助记符程序如表3-3所示。

表3-3助记符语句表

程序地址

指令

操作数

注释

0000

LDNOT

0.00

SB1

0001

OUT

TR0

0002

LD

0.01

SB2

0003

OR

100.00

KM1

0004

ANDNOT

100.01

KM2

0005

OUT

100.00

外接负载KM1

0006

LD

TR0

0007

LD

0.02

SB3

0008

OR

100.01

KM2

0009

ANDNOT

100.00

KM1

0010

OUT

100.01

外接负载KM2

3.1.4点动、连续运行控制

图3-4点动、连续控制梯形图

SB1是停止按钮，SB2是连续运行按钮，SB3是点动按钮，它们均为常开按钮。

SB1连接到输入单元（0CH）的00位，SB2连接到01位，SB3连接到02位。

100.00是输出单元（100CH）的00位。

利用内部辅助继电器W000的00位实现点动和连续两用控制。

用手指按下SB3不放松，100.00变为“ON”，接于接点输出单元（100CH）的00端子的KM1接通，电动机运行，但只要手指松开，100.00立即变为OFF，电动机停止运行，即为点动方式。

用手指按下SB2，100.00变为ON，KM1接通，W000.00变为ON，实现自锁，即为连续运行方式。

助记符程序如表3-4所示。

表3-4助记符语句表

程序地址

指令

操作数

注释

0000

LDNOT

0.00

SB1

0001

LD

0.01

SB2

0002

OR

0.02

SB3

0003

OR

W000.00

0004

ANDLD

0005

OUT

100.00

外接负载KM1

0006

ANDNOT

0.02

SB3

0007

OUT

W000.00

3.1.5三地启动、停止控制

图3-5三地启动、停止控制梯形图

若设备较大或较长，需要在三个不同的地点对一台电动机进行启动、停止控制，图3-5是一种控制方式的梯形图。

SB1、SB4是位于1＃地点的启动、停止按钮；SB2、SB5是

表3-5助记符语句表

程序地址

指令

操作数

注释

0000

LD

0.01

SB1，1＃开车

0001

OR

100.00

KM1，自保持

0002

ANDNOT

0.04

SB4，1＃停车

0003

OR

0.02

SB2，2＃开车

0004

ANDNOT

0.05

SB5，2＃停车

0005

OR

0.03

SB3，3＃开车

0006

ANDNOT

0.06

SB6，3＃停车

0007

OUT

100.00

外接负载KM1

位于2＃地点的启动、停止按钮；SB3、SB6是位于3＃地点的启动、停止按钮。

梯形图如图3-5所示，助记符程序如表3-5所示。

图3-6电动机正反转连锁控制梯形图

3.1.6电动机正反转连锁控制

在电器控制电路中，SB7是正转复合按钮，SB8是反转复合按钮，利用各自的常闭触点进行连锁控制。

在PLC控制中，SB7和SB8均采用常开按钮，通过编程实现按钮连锁。

此外，内部常闭“触点”100.01和100.02也具有连锁控制功能。

助记符程序如表3-6所示。

表3-6助记符语句表

程序地址

指令

操作数

注释

0000

LDNOT

0.01

SB1，停车

0001

OUT

TR0

0002

LDNOT

0.08

SB8，连锁

0003

AND

0.07

SB7，正转

0004

OR

100.01

KM7，正转自保持

0005

ANDLD

程序块与

0006

ANDNOT

100.02

KM8，连锁

0007

OUT

100.01

外接负载KM7

0008

LD

TR0

0009

LDNOT

0.07

SB7，连锁

0010

AND

0.08

SB8，反转

0011

OR

100.02

KM8，反转自保持

0012

ANDLD

程序块与

0013

ANDNOT

100.01

KM7，连锁

0014

OUT

100.02

外接负载KM8

3.1.7气动控制装置

气动控制装置由往复运动平台、9只气缸（Q1~Q9）、9只电磁阀（V1～V9）、8只磁敏接近开关（SW1～SW8）、电源、传动装置以及PLC等组成，示意图如图3-7所示。

气缸Q1、Q2和Q3按装在运动平台上。

图3-7气动控制装置示意图

每个气缸都安装有磁性开关（S1~S9），用于检测活塞是否到位并给出连锁信号。

设平台由中间位置向左运动，根据工艺要求，要求的动作如下：

1.运动平台的挡铁第一次经过磁敏接近开关SW4时，应保证SW4的状态不影响各个气缸的状态，待运动平台由最左端向右运动，第二次经过SW4时，SW4状态再次变为ON，在ON期间使气缸Q2、Q3、Q4及Q6复位。

2.SW3状态变为ON，是Q3动作的条件之一。

3.SW1变为ON，Q1动作，并自保持，由S1发出到位信号。

4.Q1与SW3两者的0N状态使Q3动作，其状态变为ON，由S3发出到位信号。

5.S3的ON状态使Q1复位。

6.SW2变为ON，Q2动作并自保持。

7.SW2的ON状态使Q4动作并自保持。

8.SW2的ON状态使Q5动作并自保持。

发出S5到位信号。

Q3的S3到位信号使Q5复位。

9.Q5的S5到位信号使Q6动作。

10.运动平台到达最左端后要向右运动，再次经过SW1和SW3时，不应该影响各个气缸的状态。

11.再次经过SW4时，Q2、Q3、Q4及Q6应复位，即均变为OFF状态。

运动平台向右运动的动作过程与上述过程类似。

满足动作要求的梯形图如图3-8所示。

图3-8中，SW1～SW8为磁敏接近开关。

S1、S3、S5及S8分别是气缸Q1、Q3、Q5及Q8上的磁性位置开关，用于用于检测气缸活塞是否到位和连锁控制。

IR00015的状态对应于0＃槽晶体管输入单元的第15位端子的清零信号的状态。

IR00002（FX）的状态对应于运动平台左右运动方向传感器的信号状态，用于保证左右循环运动过程中各个气缸动作的正确性。

该装置的助记符程序如表3-7所示。

图3-8气动控制装置梯形图

图3-8气动控制装置梯形图（续）

表3-7助记符语句表

程序地址

指令

操作数

注释

0000

LD

0.09

SW7

0001

AND

100.03

Q3

0002

OR

0.00

SW1

0003

OR

100.01

Q1

0004

LDNOT

0.04

S3

0005

ORNOT

0.02

FX，运动方向

0006

ANDLD

0007

ANDNOT

1.03

SW8

0008

ANDNOT

1.04

CL，外部复位

0009

OUT

100.01

Q1

0010

LD

0.08

SW6

0011

OR

0.01

SW2

0012

OR

100.02

Q2

0013

ANDNOT

0.03

SW4

0014

ANDNOT

1.03

SW8

0015

ANDNOT

1.04

CL

0016

OUT

100.02

Q2

0017

LD

0.06

SW3

0018

AND

100.01

Q1

0019

OR

0.07

SW5

0020

OR

100.03

Q3

0021

ANDNOT

0.03

SW4

0022

LDNOT

0.11

S1

0023

OR

0.02

FX

0024

ANDLD

0025

ANDNOT

1.04

CL

0026

OUT

100.03

Q3

0027

LD

0.01

SW2

0028

OR

100.04

Q4

0029

ANDNOT

0.03

SW4

0030

ANDNOT

1.04

CL

0031

OUT

100.04

Q4

0032

LD

0.01

SW2

0033

OR

100.05

Q5

0034

ANDNOT

0.04

S3

0035

ANDNOT

1.04

CL

0036

OUT

100.05

Q5

0037

LD

0.05

S5

0038

OR

100.06

Q6

0039

ANDNOT

0.03

SW4

0040

ANDNOT

1.04

CL

0041

OUT

100.06

Q6

0042

LD

0.08

SW6

0043

OR

100.07

Q7

0044

ANDNOT

1.03

SW8

0045

ANDNOT

1.04

CL

0046

OUT

100.07

Q7

0047

LD

0.08

SW6

0048

OR

101.00

Q8

0049

ANDNOT

0.11

S1

0050

ANDNOT

1.04

CL

0051

OUT

101.00

Q8

0052

LD

1.00

S8

0053

OR

101.01

Q9

0054

ANDNOT

1.03

SW8

0055

ANDNOT

1.04

CL

0056

OUT

101.01

Q9

3.2定时器和计数器指令的应用

3.2.1电动机定时运行控制

图3-9电动机定时运行梯形图

要求电动机启动后，按设定的时间运行，时间到时自动停止。

表3-8助记符语句表

程序地址

指令

操作数

注释

0000

LD

0.03

SB1

0001

OR

100.03

KM1

0002

ANDNOT

0.05

SB2

0003

OUT

TR0

0004

ANDNOT

T0001

内部延时断开触点

0005

OUT

100.03

接外部KM1

0006

LD

TR0

0007

TIM

0001

定时器编号001

＃100

定时时间10秒

图3-9中，SB1是接在输入单元03端子上的启动按钮（常开型），SB2是接在05端子上的停车按钮（常开型）。

KM1是接在输出单元03端子上的接触器KM1线圈。

使用0001编号的内部定时器，设定值＃100为立即数（常数），TIM的定时单位是0.1s，故＃100为10s。

定时器TIM0001以0.1s为单位从设定值100开设进行倒计时，当内容减到零时，内部常闭触点T0001断开，电动机停止运行。

3.2.2两台电动机交替控制

第一台电动机运行4秒，停止6秒，第二台电动机的工作状态与第一台相反，即交替工作，10秒为一个周期，各自完成两个周期后，两台电动机均停止。

梯形图如图3-10所示，助记符程序如表3-9所示。

在图3-10中，SB1为启动按钮，SB2为停止按钮。

按下SB1，内部触点0.03闭合，内部继电器线圈W0.00接通。

定时器TIM0001和TIM0002组成多谐振荡器，使得100.00为ON状态的时间4秒，为OFF状态的时间6秒，使得第一台电动机运行4秒停止6秒，形成间歇运动，一个工作周期为10秒。

100.00的常闭触点使得100.01的状态与100.00相反，100.01为ON状态的时间6秒，为OFF状态的时间4秒，一个工作周期也是10秒，从而实现了两台电动机的交替控制。

常开触点100.00的状态变化是计数器CNT0003的输入脉冲，其设定值＃3，使得每台电动机工作两个周期后自动停止。

图3-10两台电动机交替控制梯形图

上升沿微分指令DIFU（013）用于每次启动（按下SB1）时产生一个脉冲，该脉冲使计数器CNT0003复位。

表3-9助记符语句表

程序地址

指令

操作数

注释

0000

LD

0.03

SB1

0001

OR

W0.00

0002

ANDNOT

0.05

SB2

0003

ANDNOT

C0003

0004

OUT

W0.00

0005

LD

W0.00

0006

ANDNOT

T0002

0007

TIM

0001

＃040

0008

LD

T0001

0009

TIM

0002

＃060

0010

LD

W0.00

0011

ANDNOT

T0001

0012

ANDNOT

C0003

0013

OUT

100.00

0014

LD

W0.00

0015

ANDNOT

100.00

0016

ANDNOT

C0003

0017

OUT

100.01

0018

LD

0.03

SB1

0019

DIFU（13）

W0.01

0020

LD

100.00

0021

LD

W0.01

0022

CNT

0003

#3

3.2.3三台电动机顺序运行控制

第一台电动机启动运行一段时间后，第二台电动机自动启动运行，第二台电动机启动运行一段时间后，第三台电动机自动启动运行。

PLC控制梯形图如图3-11所示。

图3-11三台电动机顺序控制梯形图

图3-11三台电动机顺序控制梯形图（续）

表3-10助记符语句表

程序地址

指令

操作数

注释

0000

LD

0.00

SB1

0001

OR

100.01

KM1

0002

ANDNOT

0.02

SB2

0003

OUT

100.01

KM1

0004

LD

100.01

KM1

0005

ANDNOT

100.02

KM2

0006

TIM

0001

＃100

0007

LD

T0001

0008

OR

100.02

KM2

0009

ANDNOT

0.02

SB2

0010

OUT

100.02

KM2

0011

LD

100.02

KM2

0012

ANDNOT

100.03

KM3

0013

TIM

0002

＃150

0014

LD

T0002

0015

OR

100.03

KM3

0016

ANDNOT

0.02

SB2

0017

OUT

100.03

KM3

3.2.4电动机正反转时间控制

要求电动机正转一段时间后自动反转，反转一段时间后再次自动正转，如此循环运行，需要停止时，可按停止按钮SB3，电动机停止运行。

梯形图如图3-12所示。

图3-12正反转时间控制梯形图

SB1（0.00）是正向启动按钮，SB2（0.02）是反向启动按钮，采用了按钮连锁控制。

SB3（0.05）是停止按钮。

正转时间取决于定时器TIM0001的设定值，时间单位为0.1s，图

中设定值为立即数＃60，即6秒，可根据需要来设定。

反转时间取决于定时器TIM0002，可根据需要设定。

表3-11助记符语句表

程序地址

指令

操作数

注释

0000

LD

0.00

SB1

0001

ANDNOT

0.02

SB2

0002

OR

W0.02

0003

OR

T0002

0004

ANDNOT

0.05

SB3

0005

ANDNOT

100.01

KM2

0006

OUT

W0.02

0007

TIM

0001

＃60

0008

LD

W0.02

表3-11助记符语句表（续）

0009

ANDNOT

T0001

0010

OUT

100.00

KM1

0011

LDNOT

0.00

SB1

0012

AND

0.02

SB2

0013

OR

W0.03

0014

OR

T0001

0015

ANDNOT

0.05

SB3

0016

ANDNOT

100.00

KM1

0017

OUT

W0.03

0018

TIM

0002

＃60

0019

LD

W0.03

0020

ANDNOT

T0002

0021

OUT

100.01

KM2

3.2.5三相异步电动机Y－降压启动控制

图3-13（a）异步电动机Y－降压启动电气控制电路

在图3-13（a）中，当按启动按钮SB2时，首先是接触器KM3得电吸合，三相异步电动机定子绕组接成Y型，接着接触器KM1得电吸合，其常开触点KM1闭合实现自保持，接通电动机电源，电动机以Y型接法降压启动。

KM3得电的同时，时间继电器K1也接通并开始计时，当设定的启动时间到时，K1常闭触点断开，接触器KM3释放，KM1仍保持接通状态。

KM3释放时，原先闭合的常开触点KM3先断开，原先断开的常闭触点KM3后闭合，接触器KM2得电吸合，电动机定子绕组以接法正常运行。

异步电动机Y－降压启动控制梯形图如图3-13（b）所示。

定时器T0000的设定值为＃100，即Y型接法降压启动时间为10秒。

在图3-13（b）中，SB1是接在输入单元03端子上的停止按钮。

SB2是接在04端子上的启动按钮。

定时器T0001的设定值为＃105，即10.5秒，它比定时器T0000的设定值多0.5秒，即在完成Y型接法启动后再经过0.5秒的延时才以接法正常运行，这是为了更加安全，防止接触器KM3尚未完全释放时KM2就吸合而造成电源短路事故。

图3-13（b）异