三菱系列PLC觸點比較應(yīng)用指令包括觸點比較取指令、與指令以及或指令。
PLC應(yīng)用舉例
1、三相異步電動機的星型-三角形降壓啟動PLC控制
一、項目所需設(shè)備、工具、材料
見表8-1。
表8-1 項目所需設(shè)備、工具、材料
二、訓(xùn)練內(nèi)容
2.1項目描述
按照三相異步電動機控制原理圖（圖8-8）接線或用控制模板代替。圖中的QS為電源刀開關(guān)，當KM1、KM3主觸點閉合時，電動機星形連接；當KM1、KM2主觸點閉合時，電動機三角形連接。
設(shè)計一個三相異步電動機星-三角降壓啟動控制程序，要求合上電源刀開關(guān)，按下啟動按鈕SB2后，電機以星形連接啟動，開始轉(zhuǎn)動5S后，KM3斷電，星形啟動結(jié)束。
2.2實訓(xùn)要求
2.2.1方法一：用堆棧指令配合常用一般指令實現(xiàn)
（1）輸入點和輸出點分配表
見表8-2。
表8-2 輸入點和輸出點分配表
（2）PLC接線圖
如圖8-9所示。
（3）程序設(shè)計
圖8-8為三相異步電動機星三角啟動主電路。圖8-10（a）為梯形圖。注意熱繼電器以動斷觸點的形式接入PLC，因而在梯形圖中要用動合觸點。
（4）運行并調(diào)試程序
a．將梯形圖程序輸入到計算機。
b．下載程序到PLC，并對程序進行調(diào)試運行。觀察電機在程序控制下能否實現(xiàn)星-三角降壓啟動。
c．調(diào)試運行并記錄調(diào)試結(jié)果。
2.2.2方法二：用一般指令實現(xiàn)
若8.4.1項目描述改為：設(shè)計一個三相異步電動機星-三角降壓啟動控制程序，要求合上電源刀開關(guān)，按下啟動按鈕SB2后，電機以星形連接啟動，開始轉(zhuǎn)動5S后，KM3斷電，星形啟動結(jié)束。為了有效防止電弧短路，要延時300ms后，KM2接觸器線圈得電，電動機按照三角形連接轉(zhuǎn)動。不考慮過載保護。
（1）輸入點和輸出點分配
見表8-3。
表8-3 輸入點和輸出點分配表
（2）PLC接線圖
按照圖8-11完成PLC的接線。圖中輸入端的24V電源可以利用PLC提供的直流電源，也可以根據(jù)功率單獨提供電源。若實驗用PLC的輸入端為繼電器輸入，也可以用220V交流電源。
圖8-11中，電路主接觸器KM和三角形全壓運行接觸器的動合輔助觸點作為輸入信號接于PLC的輸入端，便于程序中對這兩個接觸器的實際動作進行監(jiān)視，通過程序以保證電機實際運行的安全。PLC輸出端保留星形和三角形接觸器線圈的硬互鎖環(huán)節(jié)，程序中也要另設(shè)軟互鎖。
（3）程序設(shè)計
圖8-12為電機星-三角降壓啟動控制的梯形圖。在接線圖8-11中將主接觸器KM1和三角形連接的接觸器KM2輔助觸點連接到PLC的輸入端X2、X3，將啟動按鈕的動合觸點X1與X3的動斷觸點串聯(lián)，作為電機開始啟動的條件，其目的是為防止電機出現(xiàn)三角形直接全壓啟動。因為，若當接觸器KM2發(fā)生故障時，如主觸點燒死或銜鐵卡死打不開時，PLC的輸入端的KM2動合觸點閉合，也就使輸入繼電器X3處于導(dǎo)通狀態(tài)，其動斷觸點斷開狀態(tài)，這時即使按下啟動按鈕SB2（X1閉合），輸出Y0也不會導(dǎo)通，作為負載的KM1就無法通電動作。
在正常情況下，按下啟動按鈕后，Y0導(dǎo)通，KM1主觸點動作，這時如KM1無故障，則其動合觸點閉合，X2的動合觸點閉合，與Y0的動合觸點串聯(lián)，對Y0形成自鎖。同時，定時器T0開始計時，計時5s。
Y0導(dǎo)通，其動合觸點閉合，程序第2行中，后面的兩個動斷觸點處于閉合狀態(tài)，從而使Y2導(dǎo)通，接觸器KM3主觸點閉合，電機星形啟動。當T0計時5s后，使Y2斷開，即星形啟動結(jié)束。該行中的Y1動斷觸點起互鎖作用，保證若已進入三角形全壓啟動時，接觸器KM3呈斷開狀態(tài)。
T0定時到的同時，也就是星形啟動結(jié)束后，防止電弧短路，需要延時接通KM2，因此，程序第3行的定時器T1起延時0.3s的作用。
T1導(dǎo)通后，程序第4行使Y1導(dǎo)通，KM2主觸點動作，電機呈三角形全壓啟動。這里的Y2動斷觸點也起到軟互鎖作用。由于Y1導(dǎo)通使T0失電，T1也因T0而失電，因此，程序中用Y2的動斷觸點對Y1自鎖。
按下停止按鈕，Y0失電，從而使Y1或Y2失電，也就是在任何時候，只要按停止按鈕，電機都將停轉(zhuǎn)。
（4）運行并調(diào)試程序
A．將梯形圖程序輸入到計算機。
B．下載程序到PLC，并對程序進行調(diào)試運行。觀察電機在程序控制下能否實現(xiàn)自動星-三角降壓啟動。
C．調(diào)試運行并記錄調(diào)試結(jié)果。
2.3編程練習(xí)
（1）在圖8-9中，若用熱繼電器的動合觸點作為PLC的輸入，程序有何變化？
（2）如果不用熱繼電器，而采用一個溫度檢測開關(guān)，試設(shè)計系統(tǒng)接線圖和控制程序。
三、實訓(xùn)報告要求與考核標準
1、實訓(xùn)報告要求
（1）整理實訓(xùn)操作結(jié)果，按標準寫出實訓(xùn)報告。
（2）根據(jù)編程練習(xí)要求，編寫程序并實訓(xùn)驗證。
（3）完成下列思考題和習(xí)題。
A．根據(jù)圖8-12給出的梯形圖，寫出指令表。
B．按照圖8-11原理接線圖畫出實際接線圖。
2、交通信號燈控制實驗
表9-1 項目所需設(shè)備、工具、材料
2、訓(xùn)練內(nèi)容
1）項目描述
某交通信號燈采用PLC控制。信號燈分東西、南北兩組，分別有紅黃綠三種顏色，假設(shè)東西方向交通比南北方向繁忙一倍，因此東西方向的綠燈通行的時間多一倍。其控制要求按照圖9-10時序控制圖所示，按下啟動按鈕開始工作，按下停止按鈕停止工作，”白天/黑夜”選擇開關(guān)閉合時為黑夜工作狀態(tài)，這時只有黃燈閃爍，斷開時按時序控制圖工作。
2）實訓(xùn)要求
2.1）輸入和輸出點分配表
見表9-7。
表9-7 輸入和輸出點分配表
2.2）PLC接線圖
見圖9-11。
2.3）程序設(shè)計
根據(jù)時序圖，畫出交通燈控制的順序功能圖如圖9-12所示。
當PLC進入RUN狀態(tài)，M0得電自鎖。當白天/黑夜開關(guān)S斷開，此時動斷觸點X2閉合，因停止按鈕是斷開的，X1動斷觸點閉合，此時按下啟動按鈕，動合觸點X0閉合，因此狀態(tài)由M0轉(zhuǎn)到M1，Y2、Y3得電，紅2、綠1燈亮。延時20秒后，狀態(tài)由M1轉(zhuǎn)到M2，紅2亮、黃1閃（閃爍由圖9-11中的C16實現(xiàn)）。又延時5秒后，狀態(tài)由M2轉(zhuǎn)到M3，紅1、綠2燈亮。延時40秒后，狀態(tài)由M3轉(zhuǎn)到M4，紅1亮、黃2閃。又延時5秒后，狀態(tài)由M4轉(zhuǎn)回到M0，執(zhí)行下一循環(huán)。
當白天/黑夜開關(guān)S閉合時，只有黃燈的閃爍，問題是這樣解決的： M8012（PLC機內(nèi)內(nèi)部產(chǎn)生100ms時鐘脈沖的特殊輔助繼電器），其線圈由PLC自動驅(qū)動，即 PLC通電后M8012保持100ms的周期振蕩，利用其動合觸點驅(qū)動計數(shù)器線圈C16，當C16累計到10個脈沖時（1s時間），計數(shù)器C16動作，C16動合觸點驅(qū)動時間繼電器T4，T4定時1s后動作，T4動合觸點閉合將C16復(fù)位，其后周而復(fù)始，使C16線圈接通1s后又斷開1s，動斷觸點C16接到控制線圈Y1和Y4回路，使Y1和Y4時而接通1s時而斷開1s，從而產(chǎn)生了在黑夜開關(guān)S閉合時黃燈閃爍的效果，其梯形圖程序見圖9-13。
當按下停止按鈕，X1閉合，其動斷觸點X1分別接到Y(jié)0~Y5的線圈回路，使Y0~Y5斷電，所有燈滅。同時使程序從MO后不再執(zhí)行。
2.4）運行并調(diào)試程序
（1）將梯形圖程序輸入到計算機。
（2）按圖9-11所示連接好PLC的輸入與輸出端，將PLC與計算機連接好。
（3）對程序進行調(diào)試運行。
將S閉合，按下啟動按鈕SB1，觀察HL1～HL6的指示狀態(tài)。
將S打開，按下啟動按鈕SB1，觀察HL1～HL6的指示狀態(tài)。按下停止按鈕，再觀察HL1～HL6的指示狀態(tài)。
調(diào)試運行記錄。
3、實訓(xùn)報告要求與考核標準
3.1）實訓(xùn)報告要求
（1）整理實訓(xùn)操作結(jié)果，按標準寫出實訓(xùn)報告。
3、機械手的順序控制
一、項目所需設(shè)備、工具、材料
見表10-1。
表10-1 項目所需設(shè)備、工具、材料
二、訓(xùn)練內(nèi)容
1、項目描述
如圖10-7所示是一氣動機械手動作示意圖，其功能是將工件從A處移送到B處。氣動機械手的升降和左右移行分別使用了雙線圈的電磁閥，在某方向的驅(qū)動線圈失電時能保持在原位，必須驅(qū)動反方向的線圈才能反向運動。上升、下降對應(yīng)的電磁閥線圈分別是YV2、YV1，右行、左行對應(yīng)的電磁閥線圈分別是YV3、YV4。機械手的夾鉗使用單線圈電磁閥YV5，線圈通電時夾緊工件，斷電時松開工件。通過設(shè)置限位開關(guān)SQ1 、SQ2、SQ3、SQ4分別對機械手的下降、上升、右行、左行進行限位，而夾鉗不帶限位開關(guān)，它是通過延時1.7s來表示夾緊、松開動作的完成的。
如圖10-8所示為機械手的操作面板，機械手能實現(xiàn)手動、回原位、單步、單周期和連續(xù)等五種工作方式。手動工作方式時，用各按鈕的點動實現(xiàn)相應(yīng)的動作；回原位工作方式時，按下”回原位”按鈕，則機械手自動返回原位；單步工作方式時，每按一次起動按鈕，機械手向前執(zhí)行一步；選擇單周期工作方式時，每按一次起動按鈕，機械手只運行一個周期就停下；連續(xù)工作方式時，機械手在原位，只要按下起動按鈕，機械手就會連續(xù)循環(huán)動作，直到
按下停止按鈕，機械手才會最后運行到原位并停下；而在傳送工件的過程中，機械手必須升到最高位置才能左右移動，以防止機械手在較低位置運行時碰到其它工件。
2、實訓(xùn)要求
2.1分配輸入/輸出點
見表10-4。
表10-4 PLC輸入/輸出點分配表
2.2 PLC接線圖
如圖10-9所示。
2.3）程序設(shè)計
2.3.1基本指令編程
機械手系統(tǒng)的程序總體結(jié)構(gòu)如圖10-10所示，分為公用程序、自動程序、手動程序和回原位程序等四部分。其中自動程序包括單步、單周期和連續(xù)運行的程序，因它們的工作順序相同，所以可將它們合編在一起。CJ（FNC00）是條件跳轉(zhuǎn)應(yīng)用指令（詳情見項目十二），指針標號P是其操作數(shù)。該指令用于某種條件下跳過CJ指令和指針標號之間的程序，從指針標號處繼續(xù)執(zhí)行，以減少程序執(zhí)行時間。如果選擇”手動”工作方式，即X0為ON，X1為OFF，則PLC執(zhí)行完公用程序后，將跳過自動程序到P0處，由于X0動斷觸點斷開，所以直接執(zhí)行”手動程序”。由于P1處的X1的動斷觸點閉合，所以又跳過回原位程序到P2處。如果選擇”回原位”工作方式，同樣只執(zhí)行公用程序和回原位程序。如果選擇”單步”或”連續(xù)”方式，則只執(zhí)行公用程序和自動程序。
公用程序如圖10-11所示，當Y4復(fù)位（即松緊電磁閥松開）、左限位X21和上限位X17接通時，輔助繼電器M0變?yōu)镺N，表示機械手在原位。這時，如果開始執(zhí)行用戶程序（M8002為ON）、系統(tǒng)處于手動或回原位狀態(tài)（X0或X1為ON），那么初始步對應(yīng)的M10被置位，為進入單步、單周期、連續(xù)工作方式作好準備。如果M0為OFF，M10被復(fù)位，系統(tǒng)不能進入單步、單周期、連續(xù)工作方式。圖中的指令ZRST（FNC40）是成批復(fù)位的應(yīng)用指令，當X0為ON時，對M11~M18的輔助繼電器復(fù)位，以防止系統(tǒng)從自動方式轉(zhuǎn)換到手動方式，再返回自動方式時出現(xiàn)兩種不同的活動步。
手動程序如圖10-12所示，用X10~X15對應(yīng)機械手的上下左右移行和夾鉗松緊的按鈕。按下不同的按鈕，機械手執(zhí)行相應(yīng)的動作。在左、右移行的程序中串聯(lián)上限位置開關(guān)的動合觸點是為了避免機械手在較低位置移行時碰撞其它工件。為保證系統(tǒng)安全運行，程序之間還進行了必要的聯(lián)鎖。
如圖10-13所示為回原位程序，在系統(tǒng)處于回原位工作狀態(tài)時，按下回原位按鈕（X5為ON），M3變?yōu)镺N，機械手松開和上升，當升到上限位（X17變?yōu)镺N），機械手左行，直到移至左限位（X21變?yōu)镺N）才停止，并且M3復(fù)位。
自動程序如圖10-14所示，系統(tǒng)工作為單步方式時，X2為ON，其動斷觸點斷開，輔助繼電器一般情況下M2為OFF 。X3、X4都為OFF，”單周期”和”連續(xù)”工作方式被禁止。假設(shè)系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，M10為ON，當按下起動按鈕X6時，M2變?yōu)镺N，使M11為ON，Y0線圈得電，機械手下降。放開起動按鈕后，M2立即變?yōu)镺FF。當機械手下降到下限位時，與Y0線圈串聯(lián)的X16動斷觸點斷開，Y0線圈失電，機械手停止下降。此時，M11、X16均為ON，其動合觸點接通，再按下起動按鈕X6時，M2又變?yōu)镺N，M12得電并自保持，機械手進入夾緊狀態(tài)，同時M11也變?yōu)镺FF。在完成某一步的動作后，必須按一次起動按鈕，系統(tǒng)才能進入下一步。
如果選擇的是單周期工作方式，此時X3為ON，X2的動斷觸點接通，M2為ON，允許轉(zhuǎn)換。在初始步時按下起動按鈕X6，在M11電路中，因M10、X6、M2的動合觸點和M12的動斷觸點都接通，所以M11變?yōu)镺N，Y0也變?yōu)镺N，機械手下降。當機械手碰到下限位開關(guān)X16時停止下降，M12變?yōu)镺N，Y4也變?yōu)镺N，機械手進入夾緊狀態(tài)，經(jīng)過1.7s后，機械手夾緊工件開始上升。這樣，系統(tǒng)就會按工序一步一步向前運行。當機械手在M18步返回原位時，X4為OFF，其動合觸點斷開，此時不是連續(xù)工作方式，因此機械手不會連續(xù)運行。
系統(tǒng)處于連續(xù)方式時， X4為ON ，它的動合觸點閉合，在初始步時按下起動按鈕X6，M1得電自保持，選擇連續(xù)工作方式，其它工作過程與單周期方式相同。按下停止按鈕X7后，M1變?yōu)镺FF，但系統(tǒng)不會立即停下，在完成當前的工作周期后，機械手最終停在原位。
2.3.2基本指令配合步進指令的編程方法
運用步進指令編寫機械手順序控制的程序比用基本指令更容易、更直觀。在機械手的控制系統(tǒng)中，手動和回原位工作方式用基本指令很容易實現(xiàn)，這里不重復(fù)。只介紹圖10-15所示的順序功能圖，該圖實現(xiàn)了機械手的自動連續(xù)運行。圖中特殊輔助繼電器M8002僅在運行開始時接通。S0為初始狀態(tài)，對應(yīng)回原位的程序。在選定連續(xù)工作方式后，X4為ON，按下回原位按鈕X5，能保證機械手的初始狀態(tài)在原位。當機械手在原位時，夾鉗松開Y4為OFF，上限位X17、左限位X21都為ON，這時按下起動按鈕X6，狀態(tài)由S0轉(zhuǎn)換到S20，Y0線圈得電，機械手下降。當機械手碰到下限位開關(guān)X16時，X16變?yōu)镺N，狀態(tài)由S20轉(zhuǎn)換為S21，Y0線圈失電，機械手停止下降，Y4被置位，夾鉗開始夾持，定時器T0啟動，經(jīng)過1.7s后，定時器的觸頭接通，狀態(tài)由S21轉(zhuǎn)換為S22，機械手上升。系統(tǒng)如此一步一步按順序運行。當機械手返回到原位時X21變?yōu)镺N，狀態(tài)由S27轉(zhuǎn)換為S0，機械手自動進入新的一次運行過程。因此機械手能自動連續(xù)運行。從圖10-15所示的順序功能圖中可以看出，每一狀態(tài)繼電器都對應(yīng)機械手的一個工序，只要弄清工序之間的轉(zhuǎn)換條件及轉(zhuǎn)移方向就很容易、很直觀的畫出順序功能圖。其對應(yīng)的步進指令梯形圖也很容易畫出。
2.3.3基本指令、初始狀態(tài)指令和步進指令配合的編程方法
初始狀態(tài)指令順序控制的程序如圖10-16所示。圖（a）為初始化程序，它保證了機械手必須在原位才能進入自動工作方式。圖（b）為手動方式程序，機械手的夾緊、放松及上下左右移行由相應(yīng)的按鈕完成。在圖（c）回原位方式程序中，只需按下回原位按鈕即可。圖中除初始狀態(tài)繼電器外，其它狀態(tài)繼電器應(yīng)使用回零狀態(tài)繼電器S10~ S19。圖（d）為自動方式程序，M8041和M8044都是在初始化程序中設(shè)定的，在程序運行中不再改變。
下面是圖10-16對應(yīng)的語句表程序。
2.4運行并調(diào)試程序
2.4.1基本指令順序控制程序
（1）將梯形圖程序輸入到計算機。
（2）對程序進行調(diào)試運行。
a．將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA旋至“手動”檔，按下相應(yīng)的動作按鈕，觀察機械手的動作情況；
b．將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA旋至“回原位”檔，按下回原位按鈕，觀察機械手是否回原位；
c．將SA旋至“單步”檔，每按起動按鈕，觀察機械手是否向前執(zhí)行下一動作；
d．將SA旋至“單周期”檔，每按一次起動按鈕，觀察機械手是否運行一個周期就停下；
e．將SA旋至“連續(xù)”檔，按下起動按鈕，觀察機械手是否連續(xù)運行。
（3）記錄調(diào)試程序的結(jié)果。
2.4.2基本指令與步進指令控制程序
（1）將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖輸入到計算機。
（2）對程序進行調(diào)試運行。
將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA旋至”連續(xù)”檔，先按回原位按鈕，再按起動按鈕，觀察機械手是否連續(xù)運行。
（3）記錄調(diào)試程序的結(jié)果。
2.4.3基本指令、初始狀態(tài)指令配合步進指令順序控制程序
（1）將控制程序輸入到計算機。
（2）對程序進行調(diào)試運行與基本指令順序控制程序的相同。
（3）記錄調(diào)試程序的結(jié)果。
三、實訓(xùn)報告要求與考核標準
1、實訓(xùn)報告要求
（1）整理實訓(xùn)操作結(jié)果，按標準寫出實訓(xùn)報告。
