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机械控制

<PLC原理及应用>_三、三菱FX2N PLC指令系统

时间:2011-12-16 08:26:51   作者:未知   来源:网络文摘   阅读:1183   评论:0

第三章 三菱FX2N PLC指令系统

编程语言简介

现代PLC一般具有多种编程语言可供选择,常见的有梯形图、助记符、布尔表达式、功能图、功能表图、高级语言等几种。

梯形图

梯形图编程语言是由原继电器控制系统演变而来,与电气逻辑控制原理图非常相似,它形象、直观实用,为广大电气技术人员所熟知,是PLC的主要编程语言,绝大多数PLC(特别是中、小型PLC)均具有这种编程语言,只是一些符号的规定有所不同而已,下一节将对此作重点介绍。

助记符

助记符也称语句表达式,它与计算机的汇编语言很相似,但比汇编语言简单得多。PLC简易编程器没有梯形图编程功能,必须把梯形图翻译成助记符指令后再输入PLC。微型、小型PLC常采用这种方法,故助记符也是一种用得最多的编程语言。

助记符是用若干个容易记忆的字符来代表PLC的某种操作功能。各PLC生产厂家使用的助记符不尽相同,表3-1列出了5种PLC的常见指令符号。

表3-1  PLC常见指令符号

功能或逻辑运算

OMRON C系列

三菱K系列

西门子S5系列

GE-1

西屋

常开触点

LD

LD

A

STR

RD

常闭触点

LD NOT

LDI

AN

STR NOT

RD NOT

AND

AND

U

AND

AND

与非

AND NOT

ANI

UN

AND NOT

AND NOT

OR

OR

O

OR

OR

或非

OR NOT

ORI

ON

OR NOT

OR NOT

输出

OUT

OUT

=

OUT

WR

与括弧

AND LD

ANB

A( )

AND STR

AND MEM

或括弧

OR LD

ORB

O( )

OR STR

OR MEM

主控

ILC

MC

MCR

MCS

WR MCR

取消主控

ILC

MCK

MCR(E)

MCR

WR NOT MCR

布尔表达式

它是一种找出输入量、辅助量(内部元件)、输出量之间关系,用布尔表达式或逻辑方程表达出来的编程方法。现今有少部分PLC采用这种编程方法,它配有专用的布尔表达式编程器。

布尔表达式编程法也是一种较好的编程方法,若没有专用编程器,采用此法先找出系统的布尔表达式组,然后再转换成梯形图编程。

功能块图 ( Function block diagram )

这是一种建立在布尔表达式之上的图形语言。实质上是一种将逻辑表达式用类似于“与”、“或”、“非”等逻辑电路结构图表达出来的图形编程语言。

这种编程语言及专用编程器也只有少量PLC机型采用。例如西门子公司的S5系列PLC采用STEP编程语言,它就有功能块图编程法。

功能表图 ( Function chart )

也称顺序功能表图 (Sequence Function chart  ),简称SFC

这种语言是在80年代初由法国科技人员根据Petri网理论提出的,是一种功能说明语言,已先后成为法、德的国家标准,IEC也于88年公布了类似的标准(IEC848)。

我国也于86年颁布了功能表图的国标(GB6988.6-86)。

它是一种位于前述4种编程语言之上的一种图形语言,用来编制较为复杂的顺序控制程序。

对较复杂的控制系统用梯形图作程序设计,存在如下问题:

①设计方法很难掌握且设计周期长②装置投运后维护、修改困难。

但若用功能表图法设计PLC程序,则可有效地解决上述问题,有资料称可以使设计时间减少2/3。

功能表图是描述控制系统的控制过程、功能、特性的一种图形(最初是一种工艺性的流程图),它并不涉及所描述的控制功能之具体技术,是一种通用的技术语言,可用于进一步的设计和不同专业的技术人员之间进行技术交流。

这种设计方法很容易被初学者接受。对有一定经验的技术人员,也会提高设计效率,程序的设计、调试、修改和阅读也很容易。

功能表图在PLC编程过程中有2种用法:

1)直接根据功能表图的原理设计PLC程序,编程主要通过CRT终端,直接使用功能表图输入控制要求,这种PLC的工作原理已不象小型机那样,程序从头到尾循环扫描,而只扫描那些与当前状态有关的条件,从而大大减少了扫描时间,提高了PLC的运行速度。目前已有此类产品,如GE FANUE公司(美)、西门子公司(德)、Telemecanigue公司(法)、富士FACOM公司(日)等,多数在大、中型PLC上应用。

2)用功能表图描述PLC所要完成的控制功能(即作为工艺说明语言使用),然后再据此利用具有一定规则的技巧画出梯形图。这种用法,因为有功能表图易学易懂、描述简单清楚、设计时间少等优点,因此成为用梯形图设计程序的一种前置手段,是当前PLC梯形图设计的主要方法,是一种先进的设计方法。

高级语言

现代PLC已具有很强的数值运算、数据处理能力,为方便用户,许多PLC都配备了高级语言如:PSM、PL/M、BASIC、PASCAL、C语言等。

梯形图使用的符号、概念及注意事项

前面曾讲过,梯形图与继电器逻辑图的设计思想是一致的,具体表达方式有点区别。PLC的梯形图使用的是“软元件”(I点、O点、内部辅助继电器、计数器等)。是PLC 存储器中的某一位,由软件(用户程序)实现逻辑运算,使用和修改灵活方便。靠硬接线组成逻辑运算的继电器控制线路是无法与之相比的。

梯形图中的符号、概念

梯形图沿用了继电器逻辑图的一些画法和概念:

母线 梯形图的两侧各有1垂直的公共母线(Bus bar),有的PLC省却了右侧的垂直母线(如OMRON系列的PLC),母线之间是触点和线圈,用短路线连接。

触点  PLC内部的I/O继电器、辅助继电器、特殊功能继电器、定时器、计数器、移位寄存的常开/闭触点,都用表3-2所示的符号表示,通常用字母数字串或 I/O地址标注。触点实质上是存储器中某1位,其逻辑状态与通断状态间的关系见表3-2,这种触点在PLC程序中可被无限次地引用。触点放置在梯形图的左侧。

表3-2  触点、线圈的符号

俗称名称

符 号

说 明

常开触点

     <PLC原理及应用>_三、三菱FX2N_PLC指令系统

1为触点“接通”,0为触点“断开”

常闭触点

<PLC原理及应用>_三、三菱FX2N_PLC指令系统

1为触点“断开”,0为触点“接通”

继电器线圈

<PLC原理及应用>_三、三菱FX2N_PLC指令系统

1为线圈“得电”激励,0为线圈“失电”不激励

继电器线圈 对PLC内部存储器中的某一位写操作时,这一位便是继电器线圈,用表3-2中的符号表示,通常用字母数字串,输出点地址,存储器地址标注,线圈一般有输出继电器线圈、辅助继电器线圈。它们不是物理继电器,而仅是存储器中的1 bit。一个继电器线圈在整个用户程序中只能使用一次(写),但它还可当作该继电器的触点在程序中的其它地方无限次引用(读),既可常开,也可常闭。继电器线圈放置在梯形图的右侧。

.能流 能流是梯形图中的“概念电流”,利用“电流”这个概念可帮助我们更好地理解和分析梯形图。假想在梯形图垂直母线的左、右两侧加上DC电源的十、一极,“概念电流”从左→右流动,反之不行。

 梯形图使用应注意事项:

梯形图中的触点、线圈不是物理触点和线圈,而是存储器中的某1位。相应位为1/0时表示的意义参见表3-2。

用户程序的运算是根据PLC的I/O状态表存储器中的内容,而不是外部I/O开关的状态。

梯形图中用户逻辑运算结果,可以立即被后面用户程序所引用。

输出线圈只对应输出状态表存储器中的相应位,并不是用该编程元件直接驱动现场执行机构。该位的状态是通过输出刷新,输出到输出模块上,控制对应的输出元件(继电器、可控硅、晶体管),是输出元件驱动现场执行机构。

PLC内部辅助继电器线圈不能做输出控制用,它们只是PLC内部存储器中的一位,起中间暂存作用。

触点和线圈只能作水平元件用,不能作垂直元件用。(见图3-1(a、b))

梯形图中能流总是从左到右流动。在两行触点的垂直短路线上,能流可上→下,也可下→上流动。图3-2中虚线那样的路径不会成为能流的流动路径,这点与继电器逻辑图有较大的差别。

梯形图网络可由多个支路组成,每个支路可容纳多个编程元件。每个网络允许的支路条数、每条支路容纳的元件的个数,各PLC限制不一样。

<PLC原理及应用>_三、三菱FX2N_PLC指令系统

[例]:如OMRON系列PLC的限制是:每个网络最多允许16条支路,每条支路能容纳的元件个数最多为11个。


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