PLC指令是可編程邏輯控制器(PLC)的指令集，也稱為PLC編程指令。這些指令是用于編寫和控制PLC程序的基本構(gòu)建塊，它們包括輸入和輸出指令、邏輯指令、數(shù)據(jù)處理指令、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令、數(shù)值比較指令等等。PLC指令可以用來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制邏輯，例如在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中控制生產(chǎn)線上的機(jī)器和設(shè)備。PLC指令集因不同的PLC品牌而異，但通常都符合國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和國際電子技術(shù)委員會(huì)(IEC)的標(biāo)準(zhǔn)。

01 小車往返運(yùn)動(dòng)

用S7-200實(shí)現(xiàn)小車往返的自動(dòng)控制 ，控制過程為按下啟動(dòng)按鈕 ，小車從左邊往右邊(右邊往左邊運(yùn)動(dòng)) 當(dāng)運(yùn)動(dòng)到右邊(左邊)碰到右邊(左邊)的行程開關(guān)后 小車自動(dòng)做返回運(yùn)動(dòng)，當(dāng)碰到另一邊的行程開關(guān)后又做返回運(yùn)動(dòng) 。如此的往返運(yùn)動(dòng)，直到當(dāng)按下停車按鈕后小車停止運(yùn)動(dòng)?？删幊炭刂破鞯姆诸?

按組成結(jié)構(gòu)：整體式、模塊式和緊湊式

按I/O點(diǎn)數(shù)：大(1024)、中(256～1024)、小型(256點(diǎn))

按功能：低、中、高檔.

PLC硬件系統(tǒng)：輸入部分;運(yùn)算控制部分(CPU);運(yùn)算控制部分(CPU)

可編程控制器的一個(gè)機(jī)器掃描周期是指用戶程序運(yùn)行一次所經(jīng)過的時(shí)間。它分為執(zhí)行CPU自診斷、處理通訊請(qǐng)求、讀輸入(輸入采樣)、執(zhí)行程序、寫輸出(輸出刷新)等五個(gè)階段。

S7-在程序中插入一個(gè)STOP指令，CPU可由RUN方式進(jìn)入STOP工作方式。

使用工作方式開關(guān)改變工作狀態(tài)。

用位于CPU模塊的出/入口下面的工作方式開關(guān)選擇CPU工作方式。工作方式開關(guān)有三個(gè)擋位:STOPTERM(Terminal)、RUN。

提供參與操作的數(shù)據(jù)地址的方法，稱為尋址方式。

S7-增計(jì)數(shù)，

減計(jì)數(shù)，

增/減計(jì)數(shù)。

S7-SIMATIC指令集是西門子公司PLC專用的指令集，具有專用性強(qiáng)、執(zhí)行速度快等優(yōu)點(diǎn)，可提供LAD，STL，F(xiàn)BD等多種編程語言。

IEC1131-3指令集是按國際電工委員會(huì)(IEC)PLC編程標(biāo)準(zhǔn)提供的指令系統(tǒng)。該編程語言適用于不同廠家的PLC產(chǎn)品，有LAD和FBD兩種編輯器。

LAD圖形指令有三個(gè)基本形式：觸點(diǎn)、線圈和指令盒。

實(shí)例編程：

例1圖1.1為三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行電路。起動(dòng)時(shí)，合上QS，引入三相電源。按下正轉(zhuǎn)控制按鈕SB2，KMl線圈得電，其常開觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)并實(shí)現(xiàn)自鎖。

圖1.1

當(dāng)電動(dòng)機(jī)需要反轉(zhuǎn)時(shí)，按下反轉(zhuǎn)控制按鈕SB3，KMl線圈斷電，KM2線圈得電，KM2的常開觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)并實(shí)現(xiàn)自鎖，按鈕SBl為總停止按鈕。

任務(wù)要求用PLC來實(shí)現(xiàn)上圖所示的三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)運(yùn)行電路

(1)I/O(輸入/輸出)地址分配

由上述控制要求可確定PLC需要3個(gè)輸入點(diǎn)，2個(gè)輸出點(diǎn)，其I/0地址分配如下：

I0.0：停止按鈕SB1

I0.1：正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2

I0.2：反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB3

Q0.0：正轉(zhuǎn)運(yùn)行用交流接觸器KM1

Q0.1：反轉(zhuǎn)運(yùn)行用交流接觸器KM2

PLC的外部硬件接線圖

1)方案一：直接用“起一保一?！被倦娐穼?shí)現(xiàn)。

2)方案二：利用“置位/復(fù)位”基本電路實(shí)現(xiàn)。

3)方案三：利用棧操作指令實(shí)現(xiàn)梯形圖及指令表。

例2圖2.1為兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序起動(dòng)逆序停止的控制電路圖。按下起動(dòng)按鈕SB2，臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1開始運(yùn)行，5s之后第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)M2開始運(yùn)行;按下停止按鈕SB3，第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)M2停止運(yùn)行，10s之后臺(tái)電動(dòng)機(jī)Ml停止運(yùn)行;SBl為緊急停止按鈕，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，只要按下SBl，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)均立即停止運(yùn)行。

圖2.1

任務(wù)要求用PLC來實(shí)現(xiàn)上圖所示的兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序起動(dòng)逆序停止的控制電路，其控制時(shí)序圖如下圖所示。

I/O(輸入/輸出)地址分配

由上述控制要求可確定PLC需要3個(gè)輸入點(diǎn)，2個(gè)輸出點(diǎn)，其I/0地址分配如下：

I0.0：緊急停止按鈕SB1

I0.1：起動(dòng)按鈕SB2

I0.2：停止按鈕SB3

Q0.0：電動(dòng)機(jī)M1運(yùn)行用交流接觸器KM1

Q0.1：電動(dòng)機(jī)M2運(yùn)行用交流接觸器KM2

根據(jù)I/0地址分配及控制時(shí)序圖可知，當(dāng)起動(dòng)按鈕SB2被按下時(shí)，輸入繼電器I0.1接通，輸出繼電器Q0.0置1，交流接觸器KMl線圈得電并自保，這時(shí)臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1運(yùn)行，5s之后輸出繼電器Q0.1置1，第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)M2。

開始運(yùn)行;當(dāng)按下停止按鈕SB3時(shí)，輸入繼電器I0.2接通，輸出繼電器Q0.1置0，第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)M2停止運(yùn)行，10s之后輸出繼電器Q0.0置0，臺(tái)電機(jī)停止運(yùn)行。梯形圖及語句表如圖所示。

例3圖3.1為三相異步電動(dòng)機(jī)Y-減壓起動(dòng)的原理圖。KMl為電源接觸器。KM2為聯(lián)結(jié)接觸器，KM3為Y聯(lián)結(jié)接觸器，KT為起動(dòng)時(shí)間繼電器。其工作原理是：起動(dòng)時(shí)合上電源開關(guān)QS，按起動(dòng)按鈕SB2，則KMl、KM3和KT同時(shí)吸合并自鎖，這時(shí)電動(dòng)機(jī)接成Y聯(lián)結(jié)起動(dòng)。

圖3.1

任務(wù)要求用PLC來實(shí)現(xiàn)圖Y-減壓起動(dòng)的控制電路，其控制時(shí)序圖如圖所示。利用PLC基本指令中的串、并聯(lián)及輸出指令可實(shí)現(xiàn)上述控制要求。

例4如圖4.1是一個(gè)庫門自動(dòng)控制示意圖。當(dāng)有汽車接近庫門時(shí)，超聲波開關(guān)動(dòng)作(超聲波開關(guān)為0N)，庫門打開，直到上限位開關(guān)動(dòng)作，汽車通過庫門，紅外線光電開關(guān)動(dòng)作(汽車遮斷了光束，光電開關(guān)為0N)，汽車完全進(jìn)入庫門后，庫門開始關(guān)門，直到下限位開關(guān)動(dòng)作，完成一個(gè)自動(dòng)控制過程。

圖4.1

如圖4-1所示，設(shè)小車在初始位置時(shí)停在右邊，限位開關(guān)SQ2處于“0N”狀態(tài)。按下起動(dòng)按鈕SB0后，小車向左運(yùn)動(dòng)，碰到限位開關(guān)SQl時(shí)，變?yōu)橛倚?返回限位開關(guān)SQ2處變?yōu)樽笮校龅较尬婚_關(guān)SQ0時(shí)，變?yōu)橛倚校祷仄鹗嘉恢煤笸Ｖ惯\(yùn)動(dòng)。

任務(wù)要求用PLC控制小車往復(fù)運(yùn)動(dòng)，用單序列的順序功能圖編程。

圖4-1

(1)I/O(輸入/輸出)地址分配

由上述控制要求可確定PLC需要4個(gè)輸入點(diǎn)，2個(gè)輸出點(diǎn)，其I/O地址分配如下：

I0.0：限位開天SQ0

I0.1：限位開關(guān)SQl

I0.2：限位開關(guān)SQ2

I0.3：起動(dòng)按鈕SB0

QO.0：接觸器KMl小車左行

QO.1：接觸器KM2小車右行

小車往復(fù)運(yùn)動(dòng)的順序功能圖

小車往復(fù)運(yùn)動(dòng)的控制梯形圖

例5城市隧道要求24小時(shí)不間斷照明，有時(shí)考慮到要節(jié)約用電和延長(zhǎng)燈的使用壽命，需要分時(shí)控制，同時(shí)又要有足夠的照明，如隧道中有A、B、C三組燈，每天早7點(diǎn)到晚7點(diǎn)，第1組燈亮，晚7點(diǎn)到晚10點(diǎn)3組燈都亮(車多)，晚10點(diǎn)至第二天早7點(diǎn)第2、3組燈亮，要求用一個(gè)開關(guān)控制三組燈的亮和滅。

運(yùn)料車主要用于搬運(yùn)加工工件，在工礦企業(yè)的生產(chǎn)車間是比較常見的運(yùn)輸設(shè)備。運(yùn)料車由三相交流異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。其運(yùn)動(dòng)方向的改變主要是通過電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)?？刂葡到y(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，一般設(shè)為連續(xù)運(yùn)行(自動(dòng)控制)狀態(tài)。但在調(diào)試系統(tǒng)或設(shè)備維修過程中，往往需把系統(tǒng)設(shè)為點(diǎn)動(dòng)控制(手動(dòng)控制)，所以運(yùn)料車的控制實(shí)際上就是電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)、連續(xù)正反轉(zhuǎn)控制。

運(yùn)料車由三相交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，可左右運(yùn)行，如圖1所示。具體控制要求如下：

1、點(diǎn)動(dòng)控制時(shí)，按點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)按鈕，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行，運(yùn)料年左行;按點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn)按鈕，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行，運(yùn)料車右行。

2、連續(xù)控制時(shí)，按正轉(zhuǎn)按鈕，電動(dòng)機(jī)連續(xù)正轉(zhuǎn)，運(yùn)科車連續(xù)左行;按反轉(zhuǎn)按鈕，電動(dòng)機(jī)連續(xù)反轉(zhuǎn)，運(yùn)料車連續(xù)右行;按停止按鈕，運(yùn)料車隨時(shí)停止。

3、運(yùn)料車應(yīng)有軟、硬件互鎖控制功能

要求用前面已經(jīng)學(xué)過的編程元件和方法試著編寫PLC控制編程(梯形圖)：

(1)用觸點(diǎn)線圈指令編程;

(2)用置位復(fù)位指令編程;

(3)用跳轉(zhuǎn)與跳轉(zhuǎn)標(biāo)號(hào)指令編程。

一、設(shè)計(jì)電氣原理圖

1、選擇電器元件及PLC型號(hào)

輸入信號(hào)：點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)按鈕1個(gè)、點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn)按鈕1個(gè)、連續(xù)正轉(zhuǎn)按鈕1個(gè)、連續(xù)反轉(zhuǎn)按紐1個(gè)、停止按鈕1個(gè)，輸入信號(hào)共5個(gè)，要占用5個(gè)輸入端子，所以PLC輸入至少需5點(diǎn)。(這里說明一下，限位因篇幅的原因，不做考慮)。

輸出信號(hào)：正轉(zhuǎn)接觸器1個(gè)、反轉(zhuǎn)接觸器1個(gè)，占用PLC兩個(gè)輸出端子，所以PLC輸出至少需2點(diǎn)。查西門子PLC用戶手冊(cè)可知，CPU221主機(jī)輸入6點(diǎn)、輸出4點(diǎn)，能滿足實(shí)際需求的輸入5點(diǎn)輸出2點(diǎn)的要求。因PLC控制電動(dòng)機(jī)，所以繼電器輸出型的PLC就能滿足要求，選擇CPU221繼電器輸出型的PLC即可。