传送类指令MOV SMOV CMOV BMOV FMOV

传送类指令MOV SMOV CMOV BMOV FMOV

(1)传送指令MOV

(D)MOV(P)指令的编号为FNC12,该指令的功能是将源数据传送到指定的目标。如图1所示,当X0为ON时,则将[S.]中的数据K100传送到目标操作元件[D.]即D10中。在指令执行时,常数K100会自动转换成二进制数。当X0为OFF时,则指令不执行,数据保持不变。

图1传送指令的使用

使用应用MOV指令时应注意:

1)源操作数可取所有数据类型,标操作数可以是KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z。

2)16位运算时占5个程序步,32位运算时则占9个程序步。

(2)移位传送指令SMOV

SMOV(P)指令的编号为FNC13。该指令的功能是将源数据(二进制)自动转换成4位BCD码,再进行移位传送,传送后的目标操作数元件的BCD码自动转换成二进制数。如图2所示,当X1为ON时,将D1中右起第4位(m1=4)开始的2位(m2=2)

BCD码移到目标操作数D2的右起第3位(n=3)和第2位。然后D2中的BCD码会自动转换为二进制数,而D2中的第1位和第4位BCD码不变。

图2移位传送指令的使用

使用移位传送指令时应该注意:

1)源操作数可取所有数据类型,目标操作数可为KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z。

2)SMOV指令只有16位运算,占11个程序步。

(3)取反传送指令CML

(D)CML(P)指令的编号为FNC14。它是将源操作数元件的数据逐位取反并传送到指定目标。如图3所示,当X0为ON时,执行CML,将D0的低4位取反向后传送到Y3~Y0中。

图3取反传送指令的使用

使用取反传送指令CML时应注意:

1)源操作数可取所有数据类型,目标操作数可为KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z.,若源数据为常数K,则该数据会自动转换为二进制数。

2)16位运算占5个程序步,32位运算占9个程序步。

(4)块传送指令BMOV

BMOV(P)指令的ALCE编号为FNC15,是将源操作数指定元件开始的n个数据组成数据块传送到指定的目标。如图4所示,传送顺序既可从高元件号开始,也可从低元件号开始,传送顺序自动决定。若用到需要指定位数的位元件,则源操作数和目标操作数的指定位数应相同。

图4块传送指令的使用

使用块传送指令时应注意:

1)源操作数可取KnX、 KnY、KnM、KnS、T、C、D和文件寄存器,目标操作数可取. KnT、KnM、KnS、T、C和D;

2)只有16位操作,占7个程序步;

3)如果元件号超出允许范围,数据则仅传送到允许范围的元件。

(5)多点传送指令FMOV

(D)FMOV(P)指令的编号为FNC16。它的功能是将源操作数中的数据传送到指定目标开始的n个元件中,传送后n个元件中的数据完全相同。如图5所示,当X0为ON时,把K0传送到D0~D9中。

图5多点传送指令应用

使用多点传送指令FMOV时应注意:

1)源操作数可取所有的数据类型,目标操作数可取KnX、KnM、KnS、T、C、和D,n小等于512;

2)16位操作占7的程序步,32位操作则占13个程序步;

传送机分拣球PLC控制系统练习题(无答案)

传送机分拣球PLC控制系统练习题(无答案)

一、填空题:

1.状态元件中用于初始状态。

2.PLC输出端可分为很多组,同一组的输出电源,不同组的输出电源。

二、综合题:

1.有一选择性分支状态转移图如图5-1所示。请对其进行编程。

2.有一并行分支状态转移图如图5-2所示。请对其进行编程。

3.用PLC实现三相笼形异步电动机正反转控制。

(1)画出PLC的外部接线图,写出PLC输入输出端子分配(接触器线圈电压为AC220V);

(2)编写PLC梯形图;

(3)写出指令表。

4.有一小车运行过程如图5-3所示。小车原位在后退终端,当小车压下后限位开关SQ1时,按下启动按钮SB,小车前进,当运行至料斗下方时,前限位开关SQ2动作,此时打开料斗给小车加料,延时8s后关闭料斗,小车后退返回,SQ1动作时,打开小车底门卸料,6s后结束,完成一次动作。如此循环。请用状态编程思想设计其状态转移图。

5.电镀流水线控制程序的编制:

要实现的任务:有一电镀流水线,见图5-4。工人在原位装好工件后按动起动按钮,自动松开卷扬电机抱闸,卷扬电机正转,吊篮上升,上升到位后卷扬电机停止,同时卷扬电机抱闸动作,进行制动,接着小车电机抱闸松开,小车电机正转,小车前进,来到1#槽上方后,小车电机停转,同时小车电机抱闸动作,进行制动,然后松开卷扬电机抱闸,卷扬电机反转,吊篮下降,下降到位后卷扬电机停止,同时卷扬电机抱闸动作,进行制动,在1#槽停留1分钟,然后松开卷扬电机抱闸重复上述过程,经过2#槽停留3分钟,经过3#槽停留1分钟,当在3#槽上升到位后,小车直接回到原位,重复卷扬电机下降过程,准备工人卸下工件重新装上工件后进行下一次电镀。

各输入/输出分配:

X000 流水线起动 Y000 小车电机正转

X001流水线停止 Y001 小车电机反转

X002 SQ0 Y002 卷扬电机正转

X003 SQ1 Y003 卷扬电机反转

X004 SQ2 Y004 小车电机抱闸

X005 SQ3 Y005 卷扬电机抱闸

X006吊篮上升到位

X007吊篮下降到位

要求:(1)给出硬件接线图。

(2)给出控制程序。

传感器的电路连接方式(以NPN型传感器型为例)

传感器的电路连接方式(以NPN型传感器型为例)

传感器的输出方式不同,电路连接也有些差异,但输出方式相同的传感器的电路连接方式相同。在工程实际中使用的传感器通常分为直流两线式和直流三线式两种,其中光电传感器、电感式传感器、电容式传感器、光纤传感器均为直流三线式传感器,磁性传感器为直流两线式传感器。

下面介绍NPN型传感器的电路连接方式。

图1 传感器电路连接示意图

传感器在工业自动控制、环境、交通运输、医疗、家用电器等领域的典型应用

传感器在工业自动控制、环境、交通运输、医疗、家用电器等领域的典型应用

近年来,由于传感器的不断发展和完善,已经广泛应用于国防军事、航空航天、土木工程、电力、能源、机器人、工业自动控制、环境保护、交通运输、医疗化工、家用电器及遥感技术中。下面我们来看几个典型的应用。

1)传感器在航空航天领域中的应用

如图2所示宇宙飞船除使用传感器进行速度、加速度和飞行距离的测量外,飞行的方向、飞行姿态、飞行环境、飞行器本身的状态及内部设备的监控也都要通过传感器进行检测,还有飞船内部环境(如湿度、温度、空气成份等)都要通过传感器进行检测。

图2 传感器在航天航空中的应用实例

另外,从飞机、人造卫星、宇宙飞船及船舶上对远距离的广大区域的被测物体及其状态进行大规模探测应用的就是遥感技术。图3为在卫星上通过遥感技术拍摄的美国空军基地。

图3 传感器在航天航空中的应用实例

2)传感器在机器人中的应用

在劳动强度大或危险作业的场所和一些高速度、高精度的工作,已逐步使用机器人取代人的工作。但要使机器人和人的功能更为接近,这就要给机器人安装视觉传感器和触觉传感器,使机器人通过视觉对物体进行识别和检测,通过触觉对物体产生压觉、力觉、滑动感觉和重量感觉。如图4所示机器人控制中使用了多种传感器。

3)传感器在工业自动控制系统中的应用

传感器是自动检测与自动控制的首要环节,如果没有传感器对原始信息(信号或参数)进行精确、可靠的测量,就无法实现从信号的提取、转换、处理到生产或控制过程的自动化。可见,传感器在自动控制系统中是必不可少的。如图5是传感器在楼宇自动控制系统中的应用实例。

4)传感器在环境保护中的应用

环球的大气污染、水质污浊及噪声已严重地破坏了地球的生态平衡和我们赖以生存的环境,为保护环境,利用传感器制成的各种环境监测仪器正在发挥着积极的作用。如用生物传感器监测水质,排污监控系统中排污量的检测、污水成分的鉴定等,都使用传感器来监测。如图6所示为传感器在烟气测量中的应用。

图6 传感器在环境保护中的应用实例

5)传感器在医学上的应用

传感器在医学上可以用来对人体的表面和内部温度、血压、腔内压力、血液及呼吸流量、肿瘤、血液的分析、脉搏及心音、心脑电波等进行高难度的诊断。在早期诊断、早期治疗、远距离诊断及人工器官的研制等广泛的范围内发挥作用。

图7 传感器在医学上的应用实例

例如:光纤光栅传感器能够通过最小限度的侵害方式测量人体组织内部的温度、压力、声波场的精确局部信息。光纤光栅传感器还可用来测量心脏的效率,实现心脏功能监测。生物医学传感器在现代医学仪器设备中是必不可少的一个关键部件。

6)传感器在交通运输中的应用

传感器在交通运输中应用也非常广泛,在车辆运输中使用传感器检测车轴数、轴距、车速监控、车型分类、动态称重、收费站地磅、闯红灯拍照、停车区域监控、交通信息采集(道路监控)及机场滑行道。在车辆中也已不只局限于对行驶速度、行驶距离和发动机旋转速度的监控,还用于安全监控,如汽车安全气囊系统、防盗装置、防滑控制系统、防抱死装置、电子变速控制装置、排气循环装置、电子燃料喷射装置及汽车“黑匣子”等都得到了实际应用。

7)传感器在日常生活中的应用

传感器在我们的日常生活中随处可见,如图8所示的家用电器中都使用了传感器:电冰箱、电饭煲中的温度传感器;空调中的温度和湿度传感器;洗衣机中的液位传感器;煤气灶中的煤气泄漏传感器;水表、电表、电视机和影碟机中的红外遥控器;照相机中的光传感器;汽车中燃料计和速度计等等。

以钻床的继电器控制电路为例讲解继电器控制线路移植为PLC梯形图的方法

以钻床的继电器控制电路为例讲解继电器控制线路移植为PLC梯形图的方法

将继电器控制电路直接转换为具有相同功能的PLC的外部硬件接线图和梯形图。

特点:一般不需要更改控制面板,保持系统原有的外部特性,操作人员不用改变长期形成的操作习惯。

例:用继电器控制线路移植法设计某摇臂钻床的PLC外部硬件接线图和梯形图。

摇臂钻床的继电器控制电路

主轴电动机一一接触器KM1控制;

摇臂升降电动机一一接触器KM2, KM3控制;

松开、夹紧(立拄、主轴箱)电动机一一KM4, KM5控制

继电器电路图

一、基本方法和步骤

1、了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况,根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理。

2、确定PLC的输入信号和输出负载,画出PLC的外部接线图。

3、确定与继电器电路图中的中间继电器和时间继电器对应的梯形图中的辅助继电器和定时器的元件号。

4、根据上述对应关系画出梯形图。

二、设计注意事项

1、应遵守梯形图语言中的语法规定

2、设置中间单元在梯形图中,若多个线圈都受某一触点串并联电路的控制,为简化电路,在梯形图中可设置用该电路控制的辅助继电器,类似于继电器电路中的中间继电器。

3、分离交织在一起的电路

设计梯形图时以线圈为单位,分别考虑继电器电路图中每个线圈受到那些触点和电路的控制,然后画出相应的等效梯形图电路。

4、常闭触点提供的输入信号的处理

设计输入电路时,应尽量采用常开触点,如果只能用常闭触点,梯形图中对应触点的常开/常闭类型应与继电器电路相反。

5、时间继电器的瞬动触点的处理

对于有瞬动触点的时间继电器,可以在梯形图中对应的定时器的线圈两端并联辅助继电器,后者的触点相当于时间继电器的瞬动触点。

6、断电延时的时间继电器的处理

用通电后延时的定时器来实现断电延时功能。

7、外部联锁电路的设计

在梯形图中设置对应的输出继电器的线圈串联的常闭触点组成的软件互锁外,还应在PLC外部设置硬件互锁电路。

热继电器过载信号的处理

1)自动复位型热继电器,其触点提供的过载信号必须通过输入电路提供给PLC,用梯形图实现过载保护;

2)手动复位型热继电器,其常闭触点可以在PLC的输出电路中与控制电机的交流接触器的线圈串联。

9、尽量减少PLC的输入信号和输出信号

10、注意PLC输出模块的驱动能力能否满足外部负载的要求。

以转换为中心的编程方法

以转换为中心的编程方法

如图9-9所示。以单序列的顺序功能图为例,由M0步转换到M1步必须满足两个条件,即前级步M0是活动步,M0为1;转换条件满足,X0为1。在梯形图中,用M0及X0的动合触点组成串联电路来表示上述条件,当该电路接通时,且两个条件同时满足,应完成两个操作,即通过使用SET指令将后序步M1变为活动步,使用RST指令将前级步M0变为不活动步,这种方法设计特别有规律,在设计复杂的顺序功能图的梯形图时既容易掌握又不易出错。

以电机控制为例讲解PLC梯形图程序的编程

以电机控制为例讲解PLC梯形图程序的编程

与PLC有关的程序包括两类,一类是面向PLC内部的程序,即系统管理程序和编译程序(或解释程序)。这些程序由PLC厂家设计并固化到存储器中。另一类是面向用户或面向生产过程的“应用程序”(Application

Program),也称“PLC程序”(PLC Program)或“用户程序”(Use

Program)。下面所要讨论的是面向外部、即面向生产过程的程序设计。

到目前为止,在所有“应用程序”中,以“梯形图”的应用最为广泛。梯形图程序采用类似继电器触点、线圈的图形符号,容易为从事电气设计制造的技术人员所理解和掌握。

a) b)

图1电动机起停两地控制逻辑

a)继电器控制 b)梯形图控制

图1为用于电动机起停两地控制的继电器控制电路和与其控制逻辑等效的梯形图。在图1a中,S1和S3,S2和S4分别为相距甚远的两个操作台上的电动机起、停按钮。K为起动电动机的接触器线圈。当任一起动按钮(S1或S2)被按下时,接触器K得电,并通过其触点K闭合自保,电动机进入运转状态。当任一停止钮(S3或S4)被按下时,接触器K失电,其触点K断开,电动机停止运转。这样,两个操作台均可独立地对电动机起停进行控制。

在图1b中,当S1或S2节点闭合时,K线圈输出,并通过节点K闭合自保。当S3或S4节点断开时,K线圈无输出,节点K亦断开。

由上例可见,梯形图的控制逻辑结构及工作原理与继电器逻辑控制电路是十分接近的。

图2是一段用“梯形图”表示的简单的PLC程序。左右两条竖直线称为“电力轨”(Power

Rail)。梯形图是电力轨和夹在电力轨间的“节点”(或称触点)、“线圈”(或称继电器线圈)、“功能块”(功能指令,图中未画)等构成的一个或多个“网络”。在左右电力轨间的梯形图的一个网络且包括电力轨称为一个‘梯级’(Rung)。每个梯级由一“行”或数“行”构成。例如图2的梯形图由两个梯级构成。上一个梯级只有一“行“,含有三个“节点”和一个“线圈”。下一个梯级由三“行”构成,含有四个“节点”和一个“线圈”。

以太网在自动化中的应用

以太网在自动化中的应用

本文介绍了以太网技术在自动化中的应用,并通过实例分析了其系统的结构和功能,说明了应用以太网技术是自动化的发展方向之一。

计算机和网络技术的发展,引发了控制领域深刻的技术变革。控制系统结构向网络化、开放性方向发展将是控制系统技术发展的主要潮流。以太网作为目前应用最为广泛的局域网技术,在工业自动化和过程控制领域得到了越来越多的应用。

1.以太网技术介绍

一般来讲,控制系统网络可分为3层:信息层、控制层和设备层(传感/执行层)。传统的控制系统在信息层大都采用以太网,而在控制层和设备层一般采用不同的现场总线或其他专用网络。目前,以太网已经渗透到了控制层和设备层,很多的PLC和远程I/O供应商都能提供支持TCP/IP的以太网接口的产品。以太网之所以给自动化市场带来风暴式的革命,主要有3个原因:低成本的刺激和速度的提高;现代企业对实时生产信息有越来越多的要求;以太网的开放性和兼容性。

早期的以太网,多节点共享同一个传输媒体,称为共享以太网(Shared

Ethernet),节点间通信采用广播方式,易发生冲突。共享以太网用CSMA/CD技术来避免冲突,即发送方检测到冲突就暂停发送,随机延迟一段时间后再重新发送直到成功。由于延迟时间是随机的,不能事先知道,因而共享以太网的时间响应具有不确定性,不能用于强实时性场合。

交换以太网(Switched

Ethernet)的出现克服了这一缺点,以太网的交换机(Switch)是数据链路层(ISO/OSI参考模型第二层)的多端口网桥,也可以说是智能分配器。交换机将其管理的网络以星型拓扑结构划分为许多物理上互相隔离而逻辑上互相联系的节点,每一节点单独与交换机建立物理连接,在通信的时候交换机会在发送端口与接受端口间建立一个独占的全双工通道,它具有以太网的全部带宽并避免冲突。

交换以太网在获得确定性的同时,传输速度也有极大的提高。千兆以太网已普及,10Gb/s的交换以太网正在开发。当以太网用于信息技术时,应用层含有HTTP(超级文本传输协议)、FTP

(文件传输协议)、SMTP(简单电子邮件传送协议)和Telnet(远程登录)。这些基于TCP/IP的协议簇已经成为工业界事实上的网络标准,在不同厂商的不同网络系统互联方面起着关键作用。但当以太网用于工业控制时,体现在应用层的是实时通信、用于系统组态的对象以及工程模型的应用协议。

工业以太网和Internet技术的发展将完全改变传统工业企业的网络架构。工业以太网已经从信息层向下延伸到控制层和设备层采用以太网架构以后,控制器的位置也可以突破传统网络架构的限制,可以位于现场,也可以位于中央控制室。目前控制器甚至远程I/O支持以太网的功能越来越强,在有些控制器和远程I/O模块中已经集成了Web服务器,从而允许信息层的用户也可以和控制层的用户一样直接获取控制器和远程I/O模块中的当前状态值。采用以太网架构和开放的软件系统的制造企业也被称为“透明工厂”。

此外,通过Internet可以实现对工业生产过程的实时远程监控,将实时生产数据与ERP系统以及实时的用户需求结合起来,使生产不只是面向定单的生产,而是直接面向机会和市场的“电子制造”,从而使企业能够适应经济全球化的要求。

2.串口上网技术

以太网作为IT产业的主要通讯骨干,已是众所皆知的事实,并已大量的应用在人类生活息息相关的信息产业上。面对这股网络化的潮流,身为所有产业基础建设的工业自动化系统,也广泛的应用TCP/IP以太网作为系统通讯界面,并积极发展更符合工业标准的网络技术与产品,提高系统自动化的能力,从而达到降低成本、提升竞争力的目标。

但是,在系统网络化的过程里,由于许多传统的串口设备未具备联网能力,在控制指令与设备信息的传递上,必须要有串行通讯转TCP/IP网络的方案。而串口通讯网络技术简单、易用,性价比高,是系统网络化的理想选择。现在市场上已出现MOXA的Nport系列串口上网服务器。

使用MOXA的标准串口驱动程序,MOXA的串行端口可以被仿真成是远程的COM端口,不需要更改系统原有使用串行通讯的应用软件或通讯元件。好处在于,有了Windows和Linux/Unix的驱动程序支持,Nport家族可以立即让串口设备具备联网的能力。Nport家族设备联网服务器包含完整的TCP/IP协议。它可以把串口数据包装成TCP封包,并转换成可以在Ethernet上传送的Frame,传送到主机的以太网卡上。主机以自己的TCP/IP协议解封包后,应用程序可以接收到完整的串口数据。

通过Nport家族 TCP端口,可不是用驱动程序,而以TCP/IP

Socket来存取串口数据。这种解决方案适合于所有具备TCP/IP连接功能的系统。让串口设备具备TCP/IP网络界面,可提高企业管理与原作效率。由TCP/IP网络可远程、机动性管理的特性,大大减低系统故障维护与人力成本,是一个底成本效益的串口设备管理模式。

3.基于以太网的DCS系统设计

3.1以某石膏粉生产线DCS系统为例,原理:石膏粉生产线分破碎、粉磨、炒制及包装等几大部分。

破碎:将生料送入一次破碎机中破碎,一次破碎后的生料由提升机送入料仓1中,料仓1下挂有电振机,启动电振机即可将一次破碎后的生料送入二次破碎机中进行二次破碎,二次破碎后的生料由提升机送入料仓2,待料仓2下的电振机启动即可将破碎后生料送入磨机进行粉磨。

粉磨:破碎后的生料进入磨机进行粉磨,粉磨后的粉料由绞刀1#经提升机、绞刀2#送入预热仓,预热仓的粉料再经下面双绞刀3#、4#送入炒锅进行炒制。其中,预热仓中粉料的料位由料位传感器测得,经变送后输出给PLC模拟块的输入通道。

炒制及包装:粉料经双绞刀3#、4#送入炒锅中进行炒制,当炒锅中粉料的料位达到上限值时,停止双绞刀3#、4#。炒锅一边加热,一边用搅拌器搅拌粉料,当粉料温度达温度设定值时,启动阀门电机,粉料泄入料仓3中。当炒锅中粉料的料位达到下限值时,启动双绞刀3#、4#,预热仓中的粉料进入炒锅,使炒锅的温度低于温度设定值,停止阀门电机,粉料进入下一轮炒制。料仓3中的熟料,由绞刀5#经提升机机送入料仓4,再经绞刀6#输出包装。其中,炒锅中粉料的温度由温度传感器测得,经变送后输出给PLC模拟块的输入通道;绞刀6#的输出速度由变频器控制,以便调节其输出速度。限于篇幅省略工艺流程图(需要可与作者联系)

3. 2系统硬件结构设计

系统利用以太网技术,采用集中管理分散控制的方式。根据石膏粉生产线破碎、粉磨、炒制及包装三大部分的控制要求,用三台CPM1A型OMRON

PLC实现控制。

本系统选择1对3串口服务器。只需在上位机按装 Windows 95/98/ME, Windows NT, 和 Windows 2000

native COM 驱动程序,给MOXA多串口服务器设置IP地址,上位机通过实验室局域网与MOXA

Nport-Server通讯,下位机(PLC)通过RS-232转换器与MOXA多串口服务器通讯相连,并分配虚拟COM口,上位机组态软件需要设计下位计算机的所有系统组态程序,建立相应的COM3-COM5硬件设备,进行系统的人机界面设置组态,系统的远程监控可以通过访问上位机实现(与以太网方案相同,需要在组态软件上发布WEB页面),远程计算机可以直接访问MOXA多串口服务器的IP地址,直接读取TCP/IP数据包,进行网络远程监控。具体设计为破碎站PLC为COM3口,粉磨站PLC为COM4口、炒制及包装站PLC为COM5口。系统结构图如图1所示。

本系统通过以太网可实现远程控制,与传统的现场总线方式相比,具有成本低,控制距离远(连入网络的计算机均可对系统监控),易于管控结合等特点。

3.3 系统监控软件设计

系统监控软件采用组态王组态软件。因为组态王的网络结构是一种柔性的客户服务器模式,所以客户服务器是相对的。按系统网络构架系统有管理站,下位机分破碎站,粉磨站和炒制及包装站,各工作站分别安装组态王6.0网络版。以太网构架。需在每一工作站组态王“网络设置”项中选择联网,管理站设置为登陆服务器和WEB

SERVER服务器生成需要通过Internet远程监控浏览的界面,并且需要把本站点上的工程所在路径下的文件夹设置为共享方式。然后再在网络设置”项中进行“客户配置”定义本地计算机在网络中充当的客户功能,并且可充当多个站点的客户。一个系统中登陆服务器只有一个均选择管理站。进行以上配置前提为网络中的所有站点均需在网络中,并且可以中常通讯。

网络信息传递即网络变量的引用。组态王可以对网络中的变量直接引用。

4.总结

工业自动化的发展趋势应该是分布式、开放化和信息化。分布式的结构是一种能确保网络中每个智能的模块能够独立的工作的网络,达到系统危险分散的概念;开放化则是系统结构具有与外界的接口,实现系统与外界网络的连接;信息化则是使系统信息能够进行综合处理能力,与网络技术结合实现网络自动化和管控一体化。