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三菱PLC编程指令及实例讲解
发布时间:2023-04-17        浏览次数:166        返回列表
  如何快速掌握三菱PLC实际应用?

     PLC编程理论基础+实操应用案例=快速上手!

    三菱对于初学PLC的人来讲,是***适合作为入门学习的一个品牌,但是很多人在学习三菱PLC编程的过程中,经常遇到这样一个难题:理论基础知识学习了一大堆,到实际工作中应用时又无从下手。

    其实这都是因为缺少实战经验,但一般不是负责PLC相关技术岗位的,很少有机会去接触一些项目积累经验,因此为了帮助大家能够在刚开始学习PLC时就能有实操项目案例作为辅助去结合理论知识实操

 

 

想学PLC编程?先弄清5种PLC专用语言!

PLC目前有5种标准的编程语言,包括图形化编程语言和文本化编程语言。

图形化编程语言包括:

 

梯形图(LD-Ladder Diagram);

 

功能块图(FBD - Function Block Diagram);

 

顺序功能图(SFC - Sequential Function Chart)。

 

文本化编程语言包括:

 

指令表(IL-Instruction List)& 结构化文本(ST-Strutured Text)。

 

IEC 1131-3的编程语言是IEC工作组 对世界范围的PLC厂家的编程语言合理地吸收、借鉴的基础上形成的一套针对工业控制系统的国际编程语言标准。它不但适用于PLC系统,而且还适用于更广泛的工业控制领域,为PLC编程语言的全球规范化做出了重要的贡献。

 

 继电器梯形图(LD)

 

继电器梯形图(LD-Ladder Diagram)语言是PLC首先采用的编程语言,也是PLC***普遍采用的编程语言。

 

梯形图编程语言 是从继电器控制系统原理图的基础上演变而来的,与继电器控制系统梯形图的基本思想是一致的,只是在使用符号和表达方式上有一定区别。

 

PLC的设计初衷是为工厂车间电气技术人员而使用的,为了符合继电器控制电路的思维习惯。

      作为首先在PLC中使用的编程语言,梯形图保留了继电器电路图的风格和习惯,成为广大电气技术人员***容易接受和使用的语言。

1. 软继电器

     PLC梯形图中的某些编程元件沿用了继电器这一名称,如输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器等,但是它们不是真实的物理继电器,而是一些存储单元(软继电器),每一软继电器与PLC存储器中映像寄存器的一个存储单元相对应。

如果该存储单元为“1”状态,则表示梯形图中对应软继电器的线圈“通电”,其常开触点接通,常闭触点断开,称这种状态是该软继电器的“1”或“ON”状态。

如果该存储单元为“0”状态,对应软继电器的线圈和触点的状态与上述的相反,称该软继电器为“0”或“OFF”状态。使用中也常将这些“软继电器”称为编程元件。

2. 能流

     有一个假想的“概念电流”或“能流”(Power Flow)从左向右流动,这一方向与执行用户程序时的逻辑运算的顺序是一致的。

     能流只能从左向右流动。利用能流这一概念,可以帮助我们更好地理解和分析梯形图。

3.母线

     梯形图两侧的垂直公共线称为母线(Bus bar)。

     在分析梯形图的逻辑关系时,为了借用继电器电路图的分析方法,可以想象左右两侧母线(左母线和右母线)之间有一个左正右负的直流电源电压,母线之间有“能流”从左向右流动。右母线可以不画出。

 

4.梯形图的逻辑解算

      根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系,求出与图中各线圈对应的编程元件的状态,称为梯形图的逻辑解算。

梯形图中逻辑解算是按从左至右、从上到下的顺序进行的。解算的结果,马上可以被后面的逻辑解算所利用。

     逻辑解算是根据输入映像寄存器中的值,而不是根据解算瞬时外部输入触点的状态来进行的。

    1、与电气操作原理图相对应,具有直观性和对应性;  

    2、与原有继电器逻辑控制技术相一致,对电气技术人员来说,易于掌握和学习; 

    3、与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是,梯形图中的能流(Power Flow)不是实际意义的电流,内部的继电器也不是实际存在的继电器,因此,应用时,需与原有继电器逻辑控制技术的有关概念区别对待; 

    4、与指令表程序设计语言有一一对应关系,便于相互的转换和程序的检查。

功能块图(FBD)


 

    功能块图(FBD - Function Block Diagram)采用类似于数字逻辑门电路的图形符号,逻辑直观,使用方便,它有梯形图编程中的触电和线圈等价的指令,可以解决范围广泛的逻辑问题。

 

    1、以功能模块为单位,从控制功能入手,使控制方案的分析和理解变得容易;

    2、功能模块是用图形化的方法描述功能,它的直观性大大方便了设计人员的编程和组态,有较好的易操作性;

    3、对控制规模较大、控制关系较复杂的系统,由于控制功能的关系可以较清楚地表达出来,因此,编程和组态时间可以缩短,调试时间也能减少。

 

顺序功能图(SFC)

 

顺序功能图(SFC - Sequential Function Chart)亦称流程图或状态转移图,是一种图形化的功能性说明语言,专用于描述工业顺序控制程序,使用它可以对具有并发、选择等复杂结构的系统进行编程。

 

1、以功能为主线,条理清楚,便于对程序操作的理解和沟通;  

2、对大型的程序,可分工设计,采用较为灵活的程序结构,可节省程序设计时间和调试时间; 

3、常用于系统的规模较大,程序关系较复杂的场合;

4、只有在活动步的命令和操作被执行,对活动步后的转换进行扫描,因此,整个程序的扫描时间较其他程序编制的程序扫描时间要大大缩短。

 指令表

 

指令表(IL-Instruction List)编程语言类似于计算机中的助记符汇编语言,它是可编程控制器***基础的编程语言,所谓指令表编程,是用一个或几个容易记忆的字符来代表可编程控制器的某种操作功能。

 

1、采用助记符来表示操作功能,具有容易记忆,便于掌握的特点;

2、在编程器的键盘上采用助记符表示,具有便于操作的特点,可在无计算机的场合进行编程设计; 

3、与梯形图有一一对应关系,其特点与梯形图语言基本类同。

 

结构化文本(ST)

 

结构化文本(ST-Strutured Text)是一种高级的文本语言,可以用来描述功能,功能块和程序的行为,还可以在顺序功能流程图中描述步、动作和转变的行为。

 

结构化文本语言表面上与 PASCAL语言很相似,但它是一个专门为工业控制应用开发的编程语言,具有很强的编程能力用于对变量赋值、回调功能和功能块、创建表达式、编写条件语句和迭代程序等。

 

图片

 

1、采用高级语言进行编程,可以完成较复杂的控制运算;

2、需要有一定的计算机高级程序设计语言的知识和编程技巧,对编程人员的技能要求较高,普通电气人员无法完成。

3、直观性和易操作性等性能较差; 

4、常被用于采用功能模块等其他语言较难实现的一些控制功能的实施。

提示注意:不是所有的PLC都支持所有的编程语言(如功能块图、顺序功能图就有很多低档PLC不支持),而大型的PLC控制系统一般都支持这5种标准编程语言或类似的编程语言。

图片

 

     还有一些标准以外的编程语言,它们虽然没有被选择进标准语言中,但是它们是为了适合某些特殊场合的应用而开发的,在某些情况下,它们也许是较好的编程语言。

    比如D7-SYS的连续功能图CFC就是专为大型连续工艺控制而开发,只要调用程序中的CFC功能块就可以轻易实现象PID控制器、计数器、定位器、斜坡函数发生器等一系列特殊功能,而且不需要专门的编程知识,只需要懂得图形化处理和标准程序块的使用,进行简单的设置即可。

PLC的学习方法

1、学习PLC编程需要坚强的毅力和足够的耐心

      人各有所长。有些人把编程看作一项冗长而枯燥的工作;有些人把编程看作一项趣味的智力游戏。如果你是前者,强烈建议你远离这份工作。

     毕竟编程工作是对人的毅力和耐心的挑战,编程需要经历无数次的试错,调试-修改-调试-修改…经过无数次失败后,当看到PLC按照自己的控制要求有条不紊的运行时,你将得到极大的成就感,这就如同打通了一个游戏的关口,那种感觉是一样的。

2、学习PLC编程需要敢于实践的信心 

    很多初学者往往是出于一种畏惧,担心损坏设备,而不敢进行实际操作。其实这些畏惧是没有任何道理的,只要你仔细的阅读手册,遵循标准的规范去接线实操的,都不会出什么问题。

    不必担心自己写的程序会有什么问题,会影响PLC的正常工作,程序有没有问题,只有让PLC运行了才能发现。所以,要有敢于实践的信心,大胆的实践是PLC编程的必由之路。 

3、编程需要有缜密的逻辑思维

     编程本身就是一种逻辑思维过程。

     ***初的PLC是用来替代继电器逻辑电路的,所以继承了继电器电路以触点作为触发条件的描述方式。

     在PLC中,以虚拟触点代替了继电器触点,而继电器电路所表达的逻辑关系还是被完整的保留下来。所以,要理顺对象之间的逻辑关系,要有缜密的逻辑思维。

4、养成良好的编程习惯 

     每个人编程都会有不同的习惯和特点,不能强求一致。但是一些好的习惯还是应该为大多数人所遵循。

一、理顺逻辑关系、时序关系,编制程序框图;

二、合理分配主程序、子程序和中断程序;

三、合理分配寄存器,编制寄存器符号表。

PLC的很多操作都是直接针对寄存器的,如果在程序中出现不合理的寄存器地址重叠,可能会造成程序错误。

编制寄存器符号表不仅可以避免上述问题,而且可以使程序具备更好的可读性。

PLC提供了丰富的指令、模块,初学者编程时应尽量先使用简单的指令达到目的,这对你理解那些较为复杂的指令会有帮助,具备了一定经验后,应该考虑掌握复杂指令的应用,以及程序的优化。

5、有一定的程序设计基础知识

有一定的程序设计基础知识,以及弄通有关PLC程序设计理论是重要的。

没有这方面的理论准备或指导,仅靠在实践中摸索,简单的问题还好办,复杂的就不好办了,不仅无从下手,而且花了很多时间与精力,也难编出质量也较高的程序,常常是事倍功半。

任何理论也都只是经验的总结,归根到底也都是来自实践。

PLC基本功:控制线路与梯形图

      PLC的软件编程语言与一般计算机语言相比,具有明显的特点,它既不同于高级语言,也不同于一般的汇编语言,且要满足易于编写和调试的要求。

 

     早期的PLC仅支持梯形图编程语言和指令表编程语言,现根据国际电工委员会制定了五种能支持PLC编程的语言,分别是:梯形图(LD)、指令表(IL)、功能模块图(FBD)、顺序功能流程图Delete(SFC)、结构化文本Delete(ST)等等,今天给大家分享一些PLC的控制线路和梯形图,这算是比较基础实用的部分,一起来看看吧!
起动、自锁和停止控制的PLC线路与梯形图
起动、自锁和停止控制能使用驱动指令(OUT),也能够使用置位指令(SET、RST)来实现。
1、采用线圈驱动指令实现起动、自锁和停止控制
线路与梯形图说明:
点击起动按钮SB1时,PLC内部梯形图程序中的起动触点X000闭合,输出线圈Y000得电,输出端子Y0内部硬触点闭合,Y0端子与COM端子之间内部接通,接触器线圈KM得电,主电路中的KM主触点闭合,电动机得电起动。
点击停止按钮SB2时,PLC内部梯形图程序中的停止触点X001断开,输出线圈Y000失电, Y0、COM端子之间的内部硬触点断开,接触器线圈KM失电,主电路中的KM主触点断开,电动机失电停转。
2、采用置位复位指令实现起动、自锁和停止控制

 

其PLC接线图与上面类似。
线路与梯形图说明:
      点击起动按钮SB1时,梯形图中的起动触点X000闭合,[SET Y000]指令执行,指令执行结果将输出继电器线圈Y000置1,相当于线圈Y000得电,使Y0、COM端子之间的内部硬触点接通,接触器线圈KM得电,主电路中的KM主触点闭合,电动机得电起动。
     点击停止按钮SB2时,梯形图程序中的停止触点X001闭合,[RST  Y000]指令被执行,指令执行结果将输出线圈Y000复位,相当于线圈Y000失电,Y0、COM端子之间的内部硬触点断开,接触器线圈KM失电,主电路中的KM主触点断开,电动机失电停转。
正、反转联锁控制的PLC线路与梯形图

 

线路与梯形图说明如下:
      1)、正转联锁控制
    点击正转按钮SB1→梯形图程序中的正转触点X000闭合→线圈Y000得电→Y000自锁触点闭合,Y000联锁触点断开,Y0端子与COM端子间的内部硬触点闭合→Y000自锁触点闭合,使线圈Y000在X000触点断开后仍可得电;Y000联锁触点断开,使线圈Y001即使在X001触点闭合(误操作SB2引起)时也无法得电,实现联锁控制;Y0端子与COM端子间的内部硬触点闭合,接触器KM1线圈得电,主电路中的KM1主触点闭合,电动机得电正转。
    2)、反转联锁控制
     点击反转按钮SB2→梯形图程序中的反转触点X001闭合→ 线圈Y001得电→Y001自锁触点闭合,Y001联锁触点断开,Y1端子与COM端子间的内部硬触点闭合→Y001自锁触点闭合,使线圈Y001在X001触点断开后继续得电;Y001联锁触点断开,使线圈Y000即使在X000触点闭合(误操作SB1引起)时也无法得电,实现联锁控制;Y1端子与COM端子间的内部硬触点闭合,接触器KM2线圈得电,主电路中的KM2主触点闭合,电动机得电反转。
3)、停转控制
     点击停止按钮SB3→梯形图程序中的两个停止触点X002均断开→线圈Y000、Y001均失电→接触器KM1、KM2线圈均失电→主电路中的KM1、KM2主触点均断开,电动机失电停转。
多地控制的PLC线路与梯形图

 

(1)、单人多地控制

 

      甲地起动控制。在甲地点击起动按钮SB1时→X000常开触点闭合→线圈Y000得电→Y000常开自锁触点闭合,Y0端子内部硬触点闭合→Y000常开自锁触点闭合锁定Y000线圈供电,Y0端子内部硬触点闭合使接触器线圈KM得电→主电路中的KM主触点闭合,电动机得电运转。
甲地停止控制。在甲地点击停止按钮SB2时→X001常闭触点断开→线圈Y000失电→Y000常开自锁触点断开,Y0端子内部硬触点断开→接触器线圈KM失电→主电路中的KM主触点断开,电动机失电停转。
(2)、多人多地控制

 

      起动控制。在甲、乙、丙三个地点一起点击按钮SB1、SB3、SB5→线圈Y000得电→Y000常开自锁触点闭合,Y0端子的内部硬触点闭合→Y000线圈供电锁定,接触器线圈KM得电→主电路中的KM主触点闭合,电动机得电运转。
    停止控制。在甲、乙、丙三个地点一起点击SB2、SB4、SB6中的某个停止按 钮时→线圈Y000失电→Y000常开自锁触点断开,Y0端子内部硬触点断开→Y000常开自锁触点断开使Y000线圈供电切断,Y0端子的内部硬触点断开使接触器线圈KM失电→主电路中的KM主触点断开,电动机失电停转。
定时控制的PLC线路与梯形图
1、延时起动定时运行控制的PLC线路与梯形图

 

      它能实现:按下起动按钮3秒钟后,电动机起动工作,工作5秒钟后自行叫停。
PLC线路与梯形图说明如下:

 

2、多定时器组合控制的PLC线路与梯形图

 

它可以实现:点击起动按钮后电动机B马上运行,30秒钟后电动机A开始工作,70秒后电动机B停转,100秒后电动机A停转。
     PLC线路与梯形图说明如下:

定时器与计数器组合延长定时控制的PLC线路与梯形图
     三菱FX系列PLC的***长定时时间为3276.7s(约54min),使用定时器和计数器能够拉长定时时间。

 

PLC线路与梯形图说明如下:

 

图中的定时器T0定时单位为0.1s(100ms),它与计数器C0搭配用之后,它的定时时间T=30000×0.1秒×30000=90000000秒=25000小时。如果需要重新定时,可以把开关QS2断开,让[2]X000常闭触点闭合,然后“RST C0”指令执行,之后计数器C0进行复位,然后再闭合QS2,就会重新开始250000小时定时。
多重输出控制的PLC线路与梯形图

PLC线路与梯形图说明如下:

 

(1)、起动控制

(2)、停止控制

过载报警控制的PLC线路与梯形图

PLC线路与梯形图说明:
(1)、起动控制
     点击起动按钮SB1→[1]X001常开触点闭合→[SET Y001]指令执行→Y001线圈被置位,即Y001线圈得电→Y1端子内部硬触点闭合→接触器KM线圈得电→KM主触点闭合→电动机得电运转。
(2)、停止控制
     点击停止按钮SB2→[2]X002常开触点闭合→[RST Y001]指令执行→Y001线圈被复位,即Y001线圈失电→Y1端子内部硬触点断开→接触器KM线圈失电→KM主触点断开→电动机失电停转。
(3)、过载保护及报警控制

 

闪烁控制的PLC线路与梯形图

 

线路与梯形图说明:
      把开关QS闭合→X000常开触点闭合→定时器T0开始3s计时→3s后,定时器T0动作,T0常开触点闭合→定时器T1开始3s计时,与此同时Y000得电,Y0端子内部硬触点闭合,灯HL点亮→3s后,定时器T1动作,T1常闭触点断开→定时器T0复位,T0常开触点断开→Y000线圈失电,同时定时器T1复位→Y000线圈失电使灯HL熄灭;定时器T1复位使T1闭合,因为开关QS依旧是闭合状态,所以X000常开触点也是闭合,定时器T0又开始重新3s计时。
     之后重复上述过程,灯HL保持3s亮、3s灭的频率闪烁发光。
相关练习
喷泉的PLC控制
     系统要求用两个按钮来控制A、B、C三组喷头工作(通过控制三组喷头的电动机来实现),三组喷头排列如图4-32所示。系统控制要求具体如下:
当按下起动按钮后,A组喷头先喷5s后停止,然后B、C组喷头同时喷,5s后,B组喷头停止、C组喷头继续喷5s再停止,而后A、B组喷头喷7s,C组喷头在这7s的前2s内停止,后5s内喷水,接着A、B、C三组喷头同时停止3s,以后重复前述过程。按下停止按钮后,三组喷头同时停止喷水。



 

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