用定时器控制3个灯顺序发光的PLC控制实例分析

    1．内容与要求    按下启动按钮SB1后，红灯发光；3s后红灯熄灭，黄灯发光；过5s后黄灯熄灭，绿灯发光；绿灯发光2s后熄灭，转入待机状态。    2．学习重点    1)了解步进程序的步进过程转移图和步进梯形图。    2)了解步进控制指令“NSTL”、“SSTL”、“STPE”。    3)了解步进控制程序中规定的指令运用。    4)初步学会用步进控制程序解决顺序控制的问题。    5)学习步进程序的编写与输入方法。    3．实训步骤    (1)认识步进控制程序的步进过程转移图与步进梯形图在PLC的指令中，对设备的顺序控制过程常常采用步进控制程序图来编写。由于步进控制程序图的每一步（步进过程）可表示设备运行的每一个工序，程序按顺序控制要求一步步地执行，使设备按工序顺序一个个地完成，因此，会使程序控制逻辑简化，程序变得直观、易懂，程序设计也会更容易和更方便。由于步进控制程序图每一步的工作十分明确，因此对程序的调试十分有利。    图5-1所示是一个具有三个工序的步进控制程序。其中，“步进过程转移图”是将工序执行内容与工序转移要求以步进过程执行内容和步进过程转移条件的形式反映在步进程序中，控制过程明确，是对顺序控制过程进行编程的好方法。今后，在对顺序控制进行程序设计时，我们都应先编写步进过程转移图作初步设计。虽然“步进梯形图”的图形与“步进过程转移图”不一样，但控制过程是相同的。由于编程软件无“步进过程转移图”程序的编写功能，因此，在用编程软件编写步进程序时，需要将“步进过程转移图”变为“步进梯形图”输入。当然，我们也可以将“步进过程转移图”变为指令方式输入。    (2)认识步进控制指令“NSTL”、  “SSTP”、  “STPE”  步进程序的运行控制使用“NSTL”、“SSTP”和“STPE”指令，其功能见表5-1。    表5-1    “NSTL”、“SSTL”和“STPE”指令功能表

    图5-1    步进控制程序的过程转移图与步进梯形图    a)步进过程转移图b）步进梯形图    “NSTL”、“SSTP”和“STPE”指令的运用方法见表5-2。    表5-2    步进控制指令的运用
    请认真对比表5-2中的步进过程转移图、步进指令程序和步进梯形图，明确步进程序图的表达与相关指令的运用。    1)对步进程序中的每一个步进过程，都需要用“SSTP”指令去驱动步进过程的执行。必须明确的是：在步进程序中，每个“SSTP”指令都会与“NSTL”或“NSTP”指令共同使用，即每个步进过程都需要先用“NSTL”或“NSTP”指令启动指定的步进过程，再用“SSTP”指令使步进过程里面的程序执行，见表5-2中的指令程序。“NSTP”属于脉冲型的驱动步进过程指令，以后的学习中将会学到。
    图5-2    步进过程转移条件的指令运用    2)步进过程的转移条件应视为接在左母线的触点上，与上一个步进过程的执行过程连接的触点应使用“ST、ST/”指令；也允许指令的串联和并联，如图5-2所示。    3)表5-2中步进过程转移图的实心箭头表示步进程序最后一个过程的转移，不管转移到哪个过程，一般都使用“NSTL”指令执行，见表5-2指令程序中的“NSTL 0”。    4)步进程序结束一定要使用指令“STPE”，如果不写入“STPE”，程序会提示出错。程序中只允许有一个“STPE”指令。    5)步进过程在满足转移条件（所有转移控制触点ON）时，就会立刻发生转移（下一个步进过程启动），此时，原步进过程就立刻清除并停止执行，而下一步进过程在“SSTP”指令的驱动下开始执行。对于每个步进过程的执行程序，可视为从左母线开始。部分基本指令在状态执行中的运用见表5-3。    表5-3    步进过程中执行程序部分基本指令的运用
    (3)指令“NSTL”、“SSTP”和“STPE”的输入方法三个指令用编程软件输入的方法是基本一样的，其中指令“NSTL”的输入方法见表5-4。    表5-4    指令“NSTL”的输入方法
    (4) PLC的I/O分配与接线PLC的I/O分配见表5-5。    表5-5    PLC的I/O分配
    请根据表5-5完成PLC的I/O接线。    (5) PLC程序的编写步进过程转移图（供参考）如图5-3所示。
    图5-3    步进过程转移图    (6)步进梯形图程序与指令程序用编程软件编写程序时，要将步进过程转移图转变为步进梯形图程序或指令程序输入。步进梯形图程序与指令程序如图5-4所示。    (7)程序的执行与调试按图5-4编写步进梯形图程序或指令程序，传送到PLC执行，并进行程序调试，直至满足以下控制要求：按下按钮SB1，红灯发光3s→红灯熄灭，黄灯发光5s→黄灯熄灭，绿灯发光2s→绿灯熄灭，停止运行转入待机状态；按下按钮SB2，灯全部熄灭，运行停止。停止后，按启动按钮SB1可再重新运行。
    图5-4    步进梯形图程序与指令程序    a)梯形图程序b）指令程序    4．分析与思考    (1)步进过程编号在步进程序中，每个步进过程都有一个编号，而且每个步进过程的编号都是不相同的。但对连续的步进过程，没有规定要用连续的编号，所以在编程时，为了使程序更为简洁明了和程序修改的方便，应习惯把编号从小到大编写，并且对两个相邻的步进过程采用相隔2～5个数的编号。例如，步进过程20下面的步进过程可用25，这样在需要时可以插入4个步进过程，而不用改变程序的步进过程编号，有利于以后修改程序时不会把程序的简洁性破坏，这也是一种编程技巧。    (2)程序中的元件双重输出  对步进过程中的执行元件，要求在同一个步进过程内不能出现相同的输出软元件，否则会出现元件的双重输出现象，使程序控制出现问题。但若在不同的步进过程中使用相同的执行元件，如输出继电器Y、内部继电器R等，则不会出现元件双重输出的控制问题。所以，在步进程序中，相同的执行元件在不同的步进过程中是允许使用的。    但是对于定时器“TM”和计数器“CT”，则在步进程序中的使用与普通的梯形图中的使用一样，不能出现两个相同编号的定时器或计数器，就算是不同的步进过程中也是不允许的。    (3)解除编程软件对步进梯形图双重输出禁止的功能步进程序一个很大的优点就是能双重输出（不包括T和C），但是要在步进过程中实现元件双重输出还要通过编程软件进行设定，解除软件双重输出禁止的功能，否则把编写好的步进程序下载到PLC后就会出现“双重使用（定义）的错误”指示而不允许下载程序。解除双重输出禁止的功能的方法是在软件中的“选项”里，单击“系统寄存器设置”就会出现系统寄存器设置的界面，选择“异常时运行”项，如图5-5所示。    (4)软件中输入指令有两个图符区在软件中输入指令有两个图符区，分别为“指令1”和“指令2”。“指令1”和“指令2”都是输入控制指令、步进程序指令、子程序指令、中断指令、特殊设置指令和部分时序控制指令( PSHS、RDS、POPS)。直接点说就是，除了高级指令和图符中的基本指令外，其余的所有指令都在“指令1”和“指令2”两个图符区中。进入指令区后只要输入指令的首个英文字母就可以方便地寻找到要使用的指令。
    图5-5    解除双重输出禁止的功能的方法