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博客名称:将乐老连 日志总数:41 评论数量:246 访问次数:453194 建立时间::2006年10月11日

<<可编程序控制器>>步进顺控编程授课指导

   摘要:在指导高级维修电工初步掌握“启保停的编程方法的情况下,在指导步进顺控编程过程中,经过摸索总结,采用自行设计的电路,引导学员认识编程中常用的软元件及其功能。采用实践与讲解相结合的方法,使学员既有感性又有理性的体会。再以“十字路口交通指挥灯进行完整演示编程方法和步骤,目的是尽快使学员掌握先进的步进顺控编程法。

   关键词:步进顺控编程、软元件及其功能、停车、顺序功能图、编程步骤

   在指导高级维修电工进行PLC步进顺控指令的编程过程中,发现普遍存在一种畏难的情绪。这也难怪,因为书店里有关可编程序控制器编程类的题材,均倾向讲解“启保停的编程方法。有关步进顺控编程法的章节几乎没有,往往是采用附带介绍。所举的例题,多使用选择性序列,一般要等程序运行完毕才能停机,(当然有的工艺有这样的要求。若发生非正常事故有的就不能等待。)而非正常关机的状态下,重新开机时常发生程序错乱。实际上步进顺控编程设计是一种先进的设计方法。它与“启保停的编程方法比较:其最大特点是易于阅读;如加以详细的指导,在有一定的基础上被指导者是易于接受;同时设计周期短、效率高。而一些较为复杂的自动控制,也常采用步进顺控编程法。故高级维修电工掌握该编程法显的尤为重要。本人在指导步进顺控编程的过程中,逐步探索总结一些经验,下面结合“十字路口交通指挥灯采用步进顺控编程实例,谈一谈指导编程的过程。

一、           引导学员认识步进顺控编程中常用软元件及其功能

步进顺控指令编程中常用软元件及指令有:状态元件S、步进触点指令STL、置位指令SET、复位指令RST、区域复位指令ZRST、步进返回指令RET、特殊辅助软继电器M8002M8013及其它常用输入、输出软元件及其指令。其中属于步进指令的有STLRET二个,这些指令一般在启保停的编程方法中基本没出现,学员对其实际并不了解。若单课堂讲解的方法,并不是很快能够掌握。于是设计了一套电路,配备一台三菱可编程序控制器和手持式编程器及相关的按钮、接触器(比较直观)等,供学员现埸实践再配合讲解。

1、          置位指令SET、复位指令RST

由学员动手,将图1中的指令用手持式编程器输入PLC,进行运行观察。指出该线路并没有设置自保指令,当外部的信号使X0闭合时,置位指令SET驱动输出继电器线圈Y0闭合,从而带动外部的接触器闭合。当X0断开时,接触器仍处于接通状态。这说明SET指令具有自保持功能,使其维持接通状态。当需要停车时,外部的信号使X1闭合,此时复位指令RST使输出Y0线圈断开,接触器立即由接通状态变为断开,并不再吸合。可见RST具有使线圈断开复位的功能,并维持断开的状态。

2、          M8002指令

   M8002为初时脉冲继电器,其动合接点在PLC电源闭合时扫描一个周期。图2是采用M8002来取代启动用的输入常开接点。学员将该图中的指令输入PLC中,当PLC转入运行状态时,外部的接触器立即闭合,学员立即感知到它没经过启动这一环节,而是开机通电的瞬间自动闭合的。当外部的信号使X0闭合时,复位指令RST使Y0线圈断电,从而使外部的接触器立即断开,并不再吸合。要想重新启动只有对电源关机重新启动,才能出现上述现象。这更说明M8002只有在开机的瞬间产生一个周期的脉冲使Y0置位,而过了这时间可以认为它是处于断电状态。

3、状态元件S、步进触点指令STL、步进返回指令RET

  状态元件S是用于编制顺序控制指令的一种编程元件,可以用它来代表加工过程的各步,它与步进顺控触点指令STL配合使用。步进返回指令RET是用于步进结束的指令,表示状态S流程结束,用于返回主程序(左母线)的指令。由学员将图3的指令输入PLC中,投入运行通过学员观察,得出结论后再进行讲解。

   PLC处于运行状态时,M8002瞬间发出一个脉冲, 置位指令SET将状态元件S0激活。此时STL  S0的常开接点接通。接于Y0的负载被驱动,外接接触器KM1吸合。同时T0开始计时,3ST0的常开接点闭合,置位指令SET将状态元件S20激活。可见S20的激活是受到T0常开接点的制约,这就是所说的转移条件。只有条件满足,步S0才能转移到步S20,此时由步S0控制的外接接触器断开。在这同时STL  S20常开接点接通,接于Y1的负载外接接触器KM2吸合。这一点往往是学员迷惑的地方,应指出,在二相连的步序间实行转移时,如果步的后面都是OUT指令时,在转换的过程中,意味着前一步的结束,后一步的开始。此时电路已结束。在结束电路的末端应设置RET指令,要求学员删除RET指令。一删除立即出现“程序语法错误PLC不执行指令。可见末端一定要设置RET指令,但不要每一步都设置。

同时应指出,梯形图中STL  S0(或STL  S20)在接通的状态下,可视为左母线移到了STL  S0(或STL  S20)的常开接点的右侧,形成了临时小母线,所以在与状态元件的右侧相连的起始触点,要使用LDLDI指令,若是线圈则直接用OUT指令。这一点应给于特别的强调,以免在后续的编程时出错。图3要想重新启动只有对电源关机并重新启动。

二、                                               在编程过程中不易被理解(或忽略)的问题及有关停车方法

1、    置位与不置位的区别

置位与不置位的区别,往往是学员学习时的难点,或易忽略、出错的地方。图3与图4的区别在于:图4中的Y0采用置位处理,而在图3中则采用的是线圈处理,其它则一样。将指令输入PLC就会发现,图3中的Y0Y1是采用线圈处理,KM1KM2之间产生了切换。而图43S后转移到S20步,Y0的负载KM1仍保持着吸合,并由于STL  S20接通,接于Y1的负载被驱动,外接接触器KM2立即吸合,实质是二个接触器(或Y0Y1输出线圈)先后闭合并同时都保持着吸合。应强调图4之所以与图3不同,主要是Y0采用的是置位方法,应特别注意。同时它也是停车时须要考虑的问题。

2ZRST指令、自由停车、循环运行及其它

ZRST为区域复位指令,可对置位下的状态元件进行区域间的复位。

5是一个完整的步进顺控梯形图,将指令输入PLC并进行观察。然后进行讲解。

其工作过程是:当PLC置于运行状态时,M8002瞬间产生一个脉冲,将状态元件S0激活,顺便将S20---S21状态元件进行复位。同时STL  S0常开接点被接通,若X1没有信号,PLC则处于待机状态。X1在这里就是所说的原点条件,只要满足原点条件(即外部的启动按钮或限位开关,一旦闭合)X1的常闭接点闭合,置位指令SETS20激活。STL  S20的常开接点随着闭合,接于Y0后的负载KM1被驱动。同时定时器T0线圈接通并开始计时,南国彩票论坛社区:3S后,定时器T0常开接点闭合,SETS21激活。此时前一步接于Y0后的负载KM1停机。而后一步STL  S21常开接点被接通,接于Y1后的负载KM2被驱动。在这同时定时器T1线圈接通并开始计时,3S后承担转移条件的定时器T1常开接点闭合,接通了状态元件S20的线圈,此时步被转移第三梯级的STL  S20开始了循环运行。当然步也可以转移到第二梯级的STL  S0位置,进入待机状态。此时应提醒学员步向上或向下隔位转移时,应采用OUT指令,而不采用SET指令,这一点学员往往易忽略。若要停车,按下外部停止按钮促使X0的常开接点接通,此时运行于任意位置的状态元件都被复位,使PLC处于待机状态。按常理运行的设备应有急停机设置,在设置停机功能时应考虑到输出继电器有没有置位运行,若有应对其进行复位处理,否则被置位的元件是停不下来。这一点往往也是学员所考虑不到的问题。而有的设备则应考虑停机后复位于原点的问题,这些可由学员自行探讨。图5是单序列编程法

三、           关于顺序功能图

顺序功能图是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形。它不涉及具体的技术细节,但它却可在不同专业的人员之间进行技术交流;它是设计PLC顺序控制程序的有力工具。顺序功能图如下图所示:

它主要有步、有向连线、转换、转换条件和动作组成。例:有二台电动机,第一台开机3S后自动停机,第二台紧接着自动启动,再过3S第二台自动停机,同时第一台自动又开机,如此循环运行。分析要求,可以发现二台电动机的运行,有先有后,运行的先后并循环均受定时器T0T1的制约。它们分别各工作一个周期,其工作的顺序又是相连的阶段。这样就可把它看成二道不同的工序相连,或者如编程语言所说的由二个“步组成,用状态元件S20S21表示,如图单框中所示。而在S20的上方有用双框所显示的则是初时步(用S0---S9)的表示,初时状态一般是处于等待起动命令时用。每一个顺序功能图至少应有一个初时步,与初时步并行横线是停车复位设置。步是由上至下或从左至右运行过程,用直线将它们有向连接起来。如S20步到S21步中间的短横线表示转移的条件(这里是以定时器为转移条件),只有条件满足,步才能从上一步转移到下一步,与步横向连线,如S20所对应的是Y0T0其所表达的含义是当系统运行于该步S20时,称该步为活动步,相应Y0T0动作被执行。同理运行于S21时该步则变为活动步(而S20则处于不活动状态,相应的步被停止执行),相应的Y1T1被执行。其转换条件是T1,条件一旦满足步将转向S20,进入循环过程。根据需要步也可以转入S0完成了单流程工作并处于待机状态。图5的梯形图,就是根据这张顺序功能图转化而来。要求学员掌握功能图的绘制及它们间的转换。

四、           步进顺控编程方法和步骤

1、          PLC步进自动控制编程中,常用的编程方法有单序列、选择序列和并行序列的编程方法,至于选用那一种编程方法由工艺控制要求决定。但不管采用那一种方法编程,其方法和步骤大体如下:

①根据控制要求,列出PLCI/O分配表,画出PLC接线图。

②将整个工艺控制过程按工作先后步骤进行分解,每一步对应一个状态,每一个状态的动作要求和作用心中应有数,并根据条件确定转移和转移方向。

③画出控制系统的功能图。

④将功能图转换为梯形图并写出指令表。

2、编程实例

例:十字路口交通指挥灯控制系统,其要求如下;启动SB1开关合上后,南北红灯亮30S,同时东西绿灯亮25S后,闪亮3S灭,东西黄灯亮2S,然后,东西红灯维持30S,同时南北绿灯亮25S后,闪亮3S灭,南北黄灯亮2S。如此循环。按SB2,系统停止运行。要求用步进顺控指令编程。

编程过程如下:先将工作要求整理成如下表所示,理清思路。

     观察上表可以发现,该线路实际为东西、南北二路并列运行照明线路,如东西路绿灯亮25S后,转为闪光3S,又切换为黄灯亮2S, 紧接着红灯亮30S。而南北的红灯先亮30S,转为绿灯亮25S,又转为绿灯闪3S,最后黄灯亮2S,二路灯在总时间上刚好吻合,它适合采用并行序列的编程方法。确定了编程方法,后面的编程思路就可围绕它展开。步骤如下:

          列出I/O分配表、画出PLC接线图, 如下所示:    I/O分配表

②将整个工艺控制过程按工作先后步骤进行分解,每一步对应一个状态。每一个状态的动作要求和作用心中应有数,并确定转移条件和转移方向。

按步进顺控编程要求,每一个顺序功能图至少应有一个初时步,故将S0列为初时步。初时步一般是处于等待起动命令(或停止复位)时用,其后往往是启动按钮,因此无法实现自动循环,为此应增设循环起始S10步。同时将二路并列运行从这里进行分支。第一分支:东西路,用S20步,该步动作步为绿灯亮25S(Y0),转换条件为定时器T0;用S21, 控制绿灯闪3S(Y0),转换条件为T1,设S22为黄灯亮2S(Y1),转换条件为T2,设S23步为红灯亮30SY2),转换条件为T3,使步S24步进入等待汇合。第二分支:南北路用S30步,该步动作步为红灯亮30S(Y3),转换条件为定时器T4;用S31, 控制绿灯亮25S(Y4),转换条件为T5,设S32为绿灯闪3S(Y4),转换条件为T6,设S33步为黄灯亮2SY5),转换条件为T7,使步S34步,进入等待汇合。步S24S34汇合后转移至步S10进入循环。

③按上述思路,画出控制系统的功能图。

在该功能图中,学员迷惑的是分支与汇合的问题。应给于解析:分支的含义是在步S10后,将电路分为二条支路,这二路是同时开始工作,分别运行至步S24和步S34进入等待和汇合的过程,然后转入步S10进入循环过程

④将功能图转换为梯形图并写出指令表。

    在向学员讲解的过程中,用中文如上图所示的方法,在每一个地方进行标注,指出分支、汇合时的梯形图处理,并解析M8013为每秒发一脉冲形成闪光振荡(也可以要求学员采用定时器的方法,进行闪光振荡局部修改)。然后引导学员口述指令,对错误处进行指正。同时要求学员现埸接线,进行线路验证。本图未设故障报警,可由学员进行补充。

五、     总结

自从采用自编的电路,进行实践与讲解相结合的指导方法,学员的学习进度有了很快的提高。因在输入指令的过程,其实也是在学习编写指令的一种方法。而观察运行,则使学员有深刻的感触,在其过程增加些简单易会的习题练习,普遍很快就能领会、掌握常用编程指令及其功能。所以在随后较难的的编程练习如:小车装、卸料自动往返控制、机械手自动控制、剪床自动控制等的编程训练中,学员均能独立完成课题。收到了极其良好的效果,达到了教学的目的。

参考文献:

将乐老连 2008/11/9 14:33:35 | 阅读(10081) 评论(0)

ddd
{回复:<<可编程序控制器>>步进顺控编程授课指导}
跃斗琅(游客) 2012/9/26 9:23:16 | 引用 | 举报回复

ddd
{回复:<<可编程序控制器>>步进顺控编程授课指导}
讲得太好了,大有帮助
还在学习(游客) 2011/10/22 12:02:01 | 引用 | 举报回复

ddd
{回复:<<可编程序控制器>>步进顺控编程授课指导}

从S10-S20-S30,条件就是S10,而S20与S30二个是同时动作的

lianwg 2008/12/7 11:48:14 | 引用 | 举报回复

ddd
{回复:<<可编程序控制器>>步进顺控编程授课指导}

您好  老师    

呵呵  看完了  觉得讲解的很详细  很不错

但有点不明白了

交通灯那从S10跳到S20、S30处不需要转换条件的吗?

redick 2008/11/22 0:44:05 | 引用 | 举报回复

ddd

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