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三菱plc顺序控制程序的四种设计方法

电工天下【三菱plc】 编辑:dgjs123 发布时间:2015-10-20
导读:

三菱plc顺序控制程序的四种设计方法,三菱的FX系列PLC为例,状态转移图和步进梯形图编程、使用启动- 保持 - 停止电路编程、使用置位和复位指令编程、使用移位指令编程等。

三菱plc顺序控制程序的四种设计方法

顺序控制:使系统能按一定的顺序工作,常用于离散的生产过程控制。顺序控制又可以分为确定顺序控制和随机顺序控制,在生产机械运行中常为确定顺序控制,控制对象工作过程或顺序是确定的。

plc进行顺序控制是plc的基本应用,也是plc的优势所在,在生产机械的自动化控制领域中,plc顺序控制系统的应用很广泛。
  
常用的生产机械顺序控制系统运行时,设备按照生产工艺预先规定的顺序,在各个输入信号的作用下,根据内部状态和时间的顺序,在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作,且这些动作必须严格按照一定的先后次序执行。plc顺序控制系统的输入信号大多数是行程开关、接近开关、光电开关、干簧管开关、霍尔元件开关等位置检测开关,有时也采用压力继电器、定时器等。
  
FX系列PLC顺序控制程序的编程方法有很多,如状态转移图和步进梯形图编程、起动 - 保持 - 停止电路编程、置位和复位指令编程、移位指令编程等。

以三菱的FX系列PLC为例,介绍实现顺序控制的常用四种程序设计方法。

1、状态转移图和步进梯形图编程

状态编程就是将一个复杂的控制过程分解为若干个工作状态,明确各状态的任务、状态转移的条件以及转移的方向,然后再依据总的控制顺序要求,把这些状态组合形成状态转移图,最后依一定的规则将状态转移图转绘为步进梯形图程序。

因此,步进梯形图和状态转移图是一一对应的,在进行编程时,首先是要根据设备的工艺过程控制要求,绘出状态转移图。
  
状态法编程思想其实就是将复杂的顺序控制过程分解为若干个工作“状态”,然后分别进行编程,最后再组合成整体程序。

这种编程方法可以使编程工作程序化和规范化,是plc程序设计的重要方法。状态转移图是状态编程的工具,图中包含了顺序控制程序所需用的全部状态及各状态间的相互联系。

对某一具体状态来说,状态转移图给出了该状态的驱动任务、状态转移的条件和状态转移的方向。

因此,状态转移图可以非常清晰地表达出顺序控制的整个工艺流程,形象直观,可读性很强,特别在复杂的顺序控制程序中应用起来非常方便。
 
例如,某plc控制的送料小车,小车原位停止时压下限位开关 SQ1(X0),按下启动按钮 SB(X2),Y2接通小车前进,当运行到料斗下方时压下限位开关SQ2(X1),Y2 断开小车停止,同时 Y0 接通料斗门打开给小车加料,延时 10 秒后关闭料斗,Y3 接通小车后退返回,当回到原位时压下限位开关 SQ1(X0),Y3断开小车停止,Y1 接通小车底门打开卸料,延时 8 秒后卸料结束,完成一次动作,并可以循环。
  
该运料小车控制系统为典型的顺序控制,采用状态编程,其状态转移图如图1。(电工技术之家 www.dgjs123.com)在负载驱动部分,Y1 前面加 X1 的常闭的作用是压下限位开关后,能让电动机的电源及时切断,确保准确定位,从而保证运料小车工作的可靠性。

小车运动控制状态转移图可以转换成对应的步进梯形图,步进开始用STL 指令,其具有主控和跳转功能,确保各状态驱动严格按顺序进行,步进结束用 RET 指令返回。
状态转移图

图 1 状态转移图

2、使用启动- 保持 - 停止电路编程
  
启动 - 保持 - 停止电路是最基本的plc控制电路,有关断优先和接通优先两种形式,一般采用关断优先控制,同时也可以衍生出许多常用控制电路程序。利用启动 - 保持 - 停止电路思想,按照实际的控制逻辑,也可以很方便的设计出顺序控制程序。
  
例如,某设备工作循环为:X1 接通后 Y1 接通—X2 接通后 Y2 接通,同时 Y1 断开—X3 接通后 Y3 接通,同时 Y2 断开—X4 接通后 Y1 接通,同时 Y3 断开,自动循环。利用启动 - 保持 - 停止电路设计的控制梯形图如图 2 所示,系统启动后能一直按顺序自动循环运行,若 X5 接通,则 Y0-Y3 都断开,系统停止工作。

控制梯形图利用常开常闭触点、线圈等来实现输出的顺序接通控制,控制逻辑也很直观,停止信号接通时,执行数据传送指令 MOV,使 Y0-Y3 都清零断开,实现设备停止。

起保停实现顺序控制

图2 起保停实现顺序控制
 
3、使用置位和复位指令编程

利用置位指令 SET 和复位指令 RST 也可以实现顺序逻辑控制,图 3 所示的顺序控制可以改为利用SET 和 RST 来实现。由于作用于输出继电器这类位元件时,SET 指令是实现接通并且保持,RST 指令是断开并且保持。因此控制程序中就不再需要用输出继电器的常开触点来自锁,直接由触点逻辑条件来控制输出继电器的复位和接通就可以,这种编程方法的顺序转换关系明确,程序也很容易理解,常用于控制系统中手动控制程序的设计。

位移位指令顺序循环控制

图3 位移位指令顺序循环控制

4、使用移位指令编程

FX 系列plc的移位指令常用的有循环移位指令和位移位指令。循环移位指令可以使数值或状态实现自动循环移位变换,使用简单,但是只能操作 16位或 32 位数据,使用受到限制。位移位指令使用灵活,可以对范围内的任意位数据移位。

用移位指令设计的梯形图看起来简洁,指令也较少,但对较复杂控制系统设计就不方便,在工业控制中较少使用,大多数应用于彩灯顺序控制电路中。

如图3所示的控制程序,利用位移位指令实现了 Y0—Y11 共 10 个输出继电器的顺序轮流接通。

当 X0 接通时,Y0—Y11 正序轮流接通 1 秒;当 X0 断开时,Y0—Y11 反序轮流接通 1 秒,且能循环。如果输出接彩灯即可以实现彩灯的顺序自动控制。

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