【正文】 指令（語句表） 指令就是用助記符來表達 PLC 的各種功能，它類似于計算機的匯編語言 ，但又較之簡單得多。常用 “ 與 ” 、“ 或 ” 、 “ 非 ” 三種邏輯功能表達控制邏輯。也采用BASIC、 PASCAL 等高級語言編程。當 PLC 開始上電運行時，首先清除 I/O 映像區(qū)的內容，然后進行自診斷，確認正常后開始掃描。 2．程序執(zhí)行階段 在程序執(zhí)行階段， PLC 對程序按順序進行掃描執(zhí)行。對于元件映象寄存器來說，其內容會隨程序執(zhí)行的過程而變化。當 PLC 進入程序執(zhí)行階段后輸入端將被封鎖， 直到下一個掃描周期的輸入采樣階段才對輸入狀態(tài)進行重新采樣。在其它階段里輸出狀態(tài)一直保存在輸出映象寄存器中。 PLC控制系統(tǒng)的設計步驟 如果被控制對象環(huán)境較差，系統(tǒng)工藝復雜，且輸入 /輸出量以開光亮為主，則考慮用 PLC 控制系統(tǒng)。 I/O 設備，列出 I/O 地址分配表 根據生產設備現(xiàn)場需要，確定控制按鈕、行程開關、接近開關等輸入設備和接觸器、電磁閥、信號燈等輸出設備的型號和 數量。注意：接在 PLC 輸入端的電器元件一律為常開觸點，如 停止按鈕等。 接好硬件線路，把程序輸入 PLC 中，聯(lián)機調試 PLC類型選擇及模塊選擇 PLC類型的選擇 系統(tǒng)設計的水平將直接影響控制系統(tǒng)的性能、設備的可靠性。對朱益峰 殼體類零件攻絲組合機床的 PLC 控制系統(tǒng)設計 16 于系統(tǒng)方案要求有分布式系統(tǒng)、遠程 I/O 系統(tǒng)，還需要考慮網絡化通訊的要求。對于系統(tǒng)規(guī)模較大網絡通訊功能 要求高、開放性的分布式控制系統(tǒng)、遠程 I/O 系統(tǒng)，歐美生產的 PLC 在網絡通訊功能上更有優(yōu)勢。在一般情況下， PLC 的 I/O 點應該有適當的余量。程序容量是存儲器中用戶程序所使用的存儲單元的大小，因此存儲器容量應大于程序容量。 PLC 系統(tǒng)的通信網絡主要形式有下列幾種形式： (1)PC 為主站，多臺同型號 PLC 為從站，組成簡易 PLC 網絡； (2)1 臺 PLC 為主站，其他同型號 PLC 為從站，構成主從式 PLC 網絡； (3)PLC 網絡通過特定網絡接口連接到大型 DCS 中作為 DCS 的子網； (4)專用 PLC 網絡 (各廠商的專用 PLC 通信網絡 )。 模塊型 PLC 提供多種 I/O 模塊可以在 PLC 基板上插接，方便用戶根據需要合理地 選擇和配置控制系統(tǒng)的 I/O 點數。在控制系統(tǒng)中，傳感器和變送器用于測量位移、角位移、力、壓力、應變、速度、加速度、溫度、濕度、流量等物理量。 其他特殊功能模塊還有高速計數模塊、 PID 過程控制模塊、運動控制模塊、可編程凸輪開關模塊、通信模塊和網絡通信模塊等，用于實現(xiàn)特殊的控制功能。 I/O地址分配及外部配線 攻絲組合機床的加工工藝流程和 控制功能要求 ，需要輸入點 7 個，輸出點 13 個， 列出其 I/O 分配表，如表 32 所示 表 32 組合機床 PLC 控制 系統(tǒng) 的 I/O 分配表 輸入設備 輸入點編號 輸出設備 輸出點編號 啟動按鈕 SB X0 KM1(M1 快進 ) Y1 行程開關 SQ1 X1 KM2(M1 工進 ) Y2 行程開關 SQ2 X2 KM3(M1 慢退 ) Y4 朱益峰 殼體類零件攻絲組合機床的 PLC 控制系統(tǒng)設計 19 行程開關 SQ3 X3 KM4(M1 快退 ) Y6 行程開關 SQ4 X4 KM5(M2 正轉 ) Y3 行程開關 SQ5 X5 KM6(M2 反轉 ) Y5 行程開關 SQ6 X6 KM7(M3 快 進 ) Y7 停止按鈕 SB1 X7 KM8(M3 工進 ) Y8 KM9(M3 慢退 ) Y10 KM10(M3 快退 ) Y12 KM11(M4 正轉 ) Y9 KM12(M4 反轉 ) Y11 KM13(夾具夾緊電磁閥 ) Y13 /輸出點分配，畫出 PLC 的外部接線如圖 32 所示 朱益峰 殼體類零件攻絲組合機床的 PLC 控制系統(tǒng)設計 20 圖 32 組合機床 PLC 控制系統(tǒng)的外部接線 第 四 章 PLC 的 編程 概述 梯形圖和指令語言是 PLC 的主要編程軟件。 編程語言的形式 PLC 的用戶程序是設計人員根據控制系統(tǒng)的工藝控制要求，通過 PLC 編程語言的編制設計的。它是與繼電器線路類似的一種編程語言。 指令表語言（ IL） 指令表編程語言是與匯編語言類似的一種助記符編程語言，和匯編語言一樣由操作碼和操作數組成。 指令表表編程語言的特點是：采用助記符來表示操作功能，具有容易記憶，便于掌握；在手持編程器的鍵盤上采用助記符表示，便于操作，可在無計算機的場合進行編程設計；與梯形圖有一一 對應關系。 功能模塊圖編程語言的特點：功能模塊圖程序設計語言的特點是：以功能朱益峰 殼體類零件攻絲組合機床的 PLC 控制系統(tǒng)設計 22 模塊為單位，分析理解控制方案簡單容易；功能模塊是用圖形的形式表達功能，直觀性強，對于具有數字邏輯電路基礎的設計人員很容易掌握的編程；對規(guī)模大、控制邏輯關系復雜的控制系統(tǒng)，由于功能模塊圖能夠清楚表達功能關系，使編程調試時間大大減少。在方框內含有用于完成相應控制功能任務的梯形圖邏輯。 順序功能流程圖編程語言的特點：以 功能為主線，按照功能流程的順序分配，條理清楚，便于對用戶程序理解；避免梯形圖或其他語言不能順序動作的缺陷，同時也避免了用梯形圖語言對順序動作編程時，由于機械互鎖造成用戶程序結構復雜、難以理解的缺陷；用戶程序掃描時間也大大縮短。主要用于其他編程語言較難實現(xiàn)的用戶程序編制 。直觀性和操作性較差。 在 PLC 控制系統(tǒng)設計中，要求設計人員不但對 PLC 的硬件性能了解外，也要了解 PLC 對編程語言支持的種類。 “翻譯”設計法 PLC 的梯形圖是在繼電器控制系統(tǒng)的基礎上發(fā)展起來的，如果用 PLC 改造繼電器控制系統(tǒng)，根據繼電器電路圖來設計梯形圖是一條捷徑。 （ 3）確定與繼電器電路圖的中間繼電器、時間繼電器對應的梯形圖中的存儲器位（ M）和定時器（ T）的地址。它有規(guī)律可循，基本步驟為， 1.了解控制要求。 狀態(tài)編程法也叫功能表圖法，是程序編制的重 要方法及工具。 （ 1）順序功能圖的組成 順序功能圖是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形 , 也是設計PLC 的順序控制程序的有力工具。初始步用雙線方框表示 , 每一個順序功能圖至少應該有一個朱益峰 殼體類零件攻絲組合機床的 PLC 控制系統(tǒng)設計 25 初始步。 處于不活動狀態(tài)時 ,相應的非存儲型動作被停止執(zhí)行。如果不是上述的方向 ,應在有向連線上用箭頭注明進展方向。 轉換條件一般用 X 來表示， 普通的梯形圖設計方法實際上是試圖用輸入信號 X 直接控制輸出信號 Y, ④驅動處理 驅動處理指每一步對應的工作內容，也用 方框表示，它直接與相應步的矩形框相連。任何復雜系統(tǒng)代表步的輔助繼電器控制電路 , 其設計方法都是相同的 , 并且很容易掌握 , 所以順序控制設計法具有簡單、規(guī)范、通用的優(yōu)點。 SFC 圖可以在北郵 A7PHP/HGP 等圖示圖像外圍設備和與其對應編程 軟件的個人計算機上編程。 1）整個過程按工序要求分解 2）對每個工序分配狀態(tài)元件 3） SFC 轉換成狀態(tài)梯形圖（ STL）、指令表程序 根據組合機床控制功能要求，可見該控制完全按步進進行，所以采用步進指令編程最適合。在并行序列中，兩個子序列中的第一個狀態(tài) S21 和 S26 是同時 變?yōu)榛顒訝顟B(tài)的，兩個子序列的最后一個狀態(tài) S25 和S30 不是 同時 變?yōu)椴换顒訝顟B(tài)的。 朱益峰 殼體類零件攻絲組合機床的 PLC 控制系統(tǒng)設計 27 圖 41 組合機床 PLC 控制系統(tǒng)的順序功能圖 PLC 控制梯形圖 下面主要采 用 FXGPWINC 編程軟件繪制攻絲組合機床控制系統(tǒng)的 PLC 梯形圖。 e 當前編程方式 :梯形圖。 圖 42 編程軟件界面 (2)． 設置編輯文件的路徑 首先應該設置文件路徑，所有用戶文件都在該路徑下存取。注意這時 編程軟件會自動生成一個〈 SWOPCFXGP/WINCUNTIT***〉文件名，在這個文件名下可編輯程序。 2 首先將小光標移到左邊母線最上端處 輸入第一條指令（快捷方式輸入指令）輸入第一條指令元件號，光標自動進入第二條指令 3 按“ F5”或點擊右邊的功能圖中的常開，彈出“輸入元件”對話框 輸入一個元件“常開”觸點 4 鍵入“ M002” [回車 ] 輸入元件的符號“ M8002” 5 按“ F8”或點擊功能圖中的“功能”元件“ — [ ]— ” ,彈出“輸入元件”對話框 輸入一個“功能元件” 6 鍵入“ SET S0” [回車 ] 使元件 S0 保持為 ON 7 按“ F8”或點擊功能圖中的“功能”元件“ — [ ]— ” ,彈出“輸入元件”對話框 輸入一個“功能元件” 8 鍵入“ STL S0” [回車 ] 使元件 S0 接通 9 ?? ?? 10 鍵入“ END” [回車 ] 輸入結束符號 “梯形圖”程序編輯結束后 ，單擊 [選項 ]下拉子菜單，選中 [程序檢查 ]彈出[程序檢查 ]對話框，根據提示檢查語法錯誤，電路錯誤以及雙線圈檢驗。梯形圖 轉換成 指令表 格式的操作用鼠標點擊快捷功能鍵 : 轉換 或者點擊工具欄的下拉菜單〈轉換〉 “梯形圖”和“指令表”編程比較：梯形圖編程比較簡單、明了，接近電路圖，所以一般 PLC 程序都用梯形圖來編輯，然后，轉換成指令表，下載運行。 2. 根據 組合機床 PLC 控制系統(tǒng)的順序功能圖 ，利用 FXGP_WINC 軟件繪制的梯形圖如圖 43 所示朱益峰 殼體類零件攻絲組合機床的 PLC 控制系統(tǒng)設計 31 圖 43 組合機床 PLC 控制系統(tǒng)的梯形圖 朱益峰 殼體類零件攻絲組合機床的 PLC 控制系統(tǒng)設計 32 本章小結 首先通過對被控對象的控制任務分析，然后畫出 PLC 順序功能圖，確定 PLC機型后， 通過運用 FXGP_WINC 軟件進行 PLC 梯形圖的繪制。 （ 1）簡易編程器 FX 型 PLC 的簡易編程器也較多，最常用的是 FX10PE 和FX20PE 手持型簡易編程器。 編程器可用指令表的形式讀出、寫入、插入和刪除指令，進行用戶程序的輸入和編輯。它可以用于生成涵蓋所有三菱 PLC 設備軟件包，使用該軟件可以為 FX、 A 等系列 PLC生成程序。它運用于 Windows 操作系統(tǒng)，這對于調試操作和維護操作來說可以提高工作效率，并具有較強的兼容性。 （ 2）環(huán)境相對濕度應在 35 ％～ 85 ％范圍內。 （ 6）不能受太陽光的直接照射或水的濺射。 （ 3）進行螺釘孔加工和配線工程時，請不要讓切削落入 PLC 的通風窗內。 （ 6）安裝完成后，要取掉蒙在 PLC 通風窗的防塵罩。 FX 系列 PLC 的外接電源端位于輸出端子板左上角的兩個接線端。 朱益峰 殼體類零件攻絲組合機床的 PLC 控制系統(tǒng)設計 35 另外，在進行電源接線時還要注意以下幾點： ① FX 系列 PLC 必須在所有外 部設備通電后才能開始工作。 ③ 當電源瞬間掉電時間小于 10ms 時，不影響 PLC 的正常工作。在接地時要注意以下幾點： ① PLC 的接地線應為專用接地線，其直徑應在 2mm 以上。 FX 系列的控制單元輸入端子板為兩頭帶螺釘的可拆卸板，外部開關設備與 PLC 的之間的輸入信號均通過輸入端子進行連接。 ④ 切勿將外接電源加到交流型 PLC 的內藏式直流電源的輸出端子上。 ② 不能將輸入設備連接到帶“ . ”端子上。 ③ PLC 的接地線不能和其他設備共用，更不能將其接到一個建筑物的大型金屬結構上。 ⑤ 當需要控制兩個相反的動作時，應在 PLC 和控制設備之間加互鎖 電路。 將 FX 系列 PLC 編程設置為在外部設備未上電前不進行輸入、輸出操作。過強的噪聲及電源電壓波動過大都可能使 FX 系列可編程控制器的 CPU 工作異常，以致引起整個控制系統(tǒng)癱瘓。 配線方面的注意事項 PLC 系統(tǒng)的接線主要包括電源接線、接地、 I/O 接線及對擴展單元接線等。 （ 5） PLC 的信號輸入線和輸出線不能走同一電纜。 （ 2）請勿在有塵埃、油煙、導電性粉塵、腐蝕性氣體、可燃性氣體的場所，高溫、結露、風雨侵襲的場所或振動、沖擊場所使用。 朱益峰 殼體類零件攻絲組合機床的 PLC 控制系統(tǒng)設計 34 （ 4）周圍無過 量的灰塵和金屬微粒。還有一些輔助設備，如：打印機、 EPROM 寫入器外存模塊等。 FXPCS/WINEC 編程軟件包也 是一個專門用來開發(fā) FX 系列 PLC 程序的軟件包。如計數器、定時器的當前值及設定值、