【新手】PLC编程入门九步走,少一步你就要走弯路
大多数工程师往往容易忽略很多细节。PLC编程步骤,尤其对于新手来说,良好习惯的养成,会为你日后工作避免很多不必要的问题。
第一步:阅读产品说明书第一步看起来很简单,但很多工程师都做不到。认为这是浪费时间,甚至只从供货方培训来了解设备。
仔细阅读说明书是编程的第一步,首先要阅读安全守则,知道哪些执行机构可能会对人身造成伤害,哪些机构间最容易发生撞击,当发生危险时如何解决,这些最致命的问题都在安全守则中,要去看。
此外,关于设备每个元件的特性,使用方法,调试方法也在说明书中,即使程序正确,如果元件没有调试好,设备一样不能工作。再有,所有的电路图、气动液压回路图、装配图也在说明书中,不去阅读它怎么知道没种元件可以做何种改造呢。
第二步:根据说明书,检查I/O检查I/O,俗称“打点”。检查I/O的方法很多,但是一定要根据说明书提供的地址依次进行检查,在绝对安全的情况下来检查。
在检查输入点时,一般输入信号无非是各种传感器,如电容、电感、光电、压阻、超声波、磁感式和行程开关等传感器。检查这些元件比较简单,根据元件说明将工件放在工位上,或是移动执行机构检查传感器是否有信号即可。当然,不同的设备检测的方式可能不同,这要看具体情况而定了。
但是在检查输出信号时就要格外小心了。如果是电驱动产品,必须在安全情况下,尤其是保证设备不会发生撞击前提下,让执行机构的驱动器得电,检查执行机构是否能够运动。如果是液压或气动执行机构,同样在安全情况下手动使换向阀得电,从而控制执行机构。在检查输出信号时,不论执行机构的驱动方式是什么,一定要根据元件说明书,首先要保证设备和人身安全,要注意并不是所有设备的执行机构都可以通电测试的,所以有时个别的输出信号可能无法手动测试。
无论是输入还是输出装置,当传感器有信号或执行机构的驱动装置得电后,必须同时检查PLC上的I/O模块指示灯是否也点亮。很多设备中,输入输出信号是通过接线端子与PLC连接,有时接线端子的指示灯有信号 ,但不能保证由于连接导线内部断路,而PLC上相应的地址没有信号接通。这一点要特别注意。
在测量输入输出信号后,要同时将测量的地址记录下来,保证信号地址和说明书中一致。如有不同,再次测量设备地址,多次测量仍然不一致,先联系设备厂家,因为此时不能保证厂家提供的地址没有错误。
第三步:打开编程软件,进行硬件配置,将I/O地址写在符号表中
不同的PLC使用不同的编程软件。但是对于任何一种软件来说,编程前的第一步就是进行硬件组态,根据实际PLC的类型建立硬件配置及相应的通讯配置。硬件组态完成后,将之前在纸上记录下来的I/O地址写在软件的符号表中。
由于软件不同,对于符号表的定义可能不同,但一般的软件都有该功能,这一步是至关重要的。在编写符号表时,不仅要把设备输入输出的绝对地址写正确,最好再给每个地址命名并添加注释,这对后面的编程会非常方便。不需要在编程时每次都查询绝对地址,只要填写命名好的名称即可。当然,这也取决于软件是否具备此功能。
第四步:写出程序流程图
在编程之前,一定要在草稿上写出程序的流程图。一个完整的程序,应该包括主程序、停止程序、急停程序、复位程序等部分,如果软件允许,应该将各个程序按“块”的形式编写,即一个程序是一个块,最终将每个块按需求来调用即可。
PLC最擅长的就是处理顺序控制,在顺序控制中主流程是核心,一定要确保制定好的流程是正确的,要在草稿上仔细检查。如果主流程存在问题,当程序被PLC执行后,很可能发生撞击,损坏设备或对人身造成危险。
第五步:在软件中编写程序
确保主流程没有问题后,便可以在软件中编写程序了。此外,还要注意停止、急停和复位程序的正确性,尤其是停止和急停程序,这是关系到人身安全和设备安全的最重要的程序,万万不可小视。一定要保证无论在任何情况下,只要执行停止或急停程序,设备绝对不会对人身造成伤害。
第六步:调试程序
在调试程序这一步中,可以分成两个方面。
1.如果条件允许,或是你的逻辑能力超强,可以先用软件的仿真功能做测试,但是很多繁琐的程序很难用软件仿真看出程序是否正确。
2.将程序下传到PLC中进行在线的调试。如果设备不动或运行中出现异常情况,先不要去修改程序,很可能是传感器没有调试到位,如果确保传感器无误,再去修改程序。
第七步:调试完成后,再次编辑程序
在上一步的调试中,由于对程序有所修改,故必须再次整体检查或编辑一下程序,然后将最终的程序下传到PLC中。
第八步:保存程序
在这一步中,要注意一个问题,就是应该将程序保存在什么地方?PC硬盘?闪存设备?移动硬盘?当然这些都不可以,所有这些存储设备都可能感染病毒。所以,必须且只能将程序拷到光盘上。
而且还有一个问题,拷贝的程序是哪个程序?在之前我们已经将最终调试并修改完成的程序下载到PLC中,如果PLC在执行该程序时完全无误的话,就将该程序上传到PC中,将此程序拷贝到光盘中。上面的一切都是为了安全。
第九步:填写报告
完成编程后,应该填写最后的调试报告,将遇到的问题和程序的一些难点问题一一记录下来。因为长时间以后,自己也会对程序的某些技巧的地方遗忘,同时也方便其他同事能够理解你所编写的程序。
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PLC编程学会顺序功能图,编程一点就通!
功能表图又称做状态转移图,它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形,也是设计plc的顺序控制程序的有力工具。功能表图并不涉及所描述的控制功能的具体技术,它是—种通用的技术语言,可以用于进一步设计和不同专业的人员之间进行技术交流。
各个PLC厂家都开发了相应的功能表图,各国家也都制定了功能表图的国家标准。我国于1986年颁布了功能表图的国家标准(GB6988.6-86)。
如图1所示为功能表图的一般形式,它主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作(命令)组成。
图1 功能表图的一般形式
PART1.步与动作
(1)步
在功能表图中用矩形框表示步,方框内是该步的编号。如图1所示各步的编号为n-1、n、n+1。编程时一般用PLC内部编程元件来代表各步,因此经常直接用代表该步的编程元件的元件号作为步的编号,如M300等,这样在根据功能表图设计梯形图时较为方便。
(2)初始步
与系统的初始状态相对应的步称为初始步。初始状态一般是系统等待启动命令的相对静止的状态。初始步用双线方框表示,每一个功能表图至少应该有一个初始步。
(3)动作
一个控制系统可以划分为被控系统和施控系统,例如在数控车床系统中,数控装置是施控系统,而车床是被控系统。对于被控系统,在某一步中要完成某些“动作”,对于施控系统,在某一步中则要向被控系统发出某些“命令”,将动作或命令简称为动作,并用矩形框中的文字或符号表示,该矩形框应与相应的步的符号相连。如果某一步有几个动作,可以用如图2所示的两种画法来表示,但是图中并不隐含这些动作之间的任何顺序。
图2 多个动作的表示
(4)活动步
当系统正处于某一步时,该步处于活动状态,称该步为“活动步”。步处于活动状态时,相应的动作被执行。若为保持型动作则该步不活动时继续执行该动作,若为非保持型动作则指该步不活动时,动作也停止执行。一般在功能表图中保持型的动作应该用文字或助记符标注,而非保持型动作不要标注。
PART2.有向连线、转换与转换条件
(1)有向连线
在功能表图中,随着时间的推移和转换条件的实现,将会发生步的活动状态的顺序进展,这种进展按有向连线规定的路线和方向进行。在画功能表图时,将代表各步的方框按它们成为活动步的先后次序顺序排列,并用有向连线将它们连接起来。活动状态的进展方向习惯上是从上到下或从左至右,在这两个方向有向连线上的箭头可以省略。如果不是上述的方向,应在有向连线上用箭头注明进展方向。
(2)转换
转换是用有向连线上与有向连线垂直的短划线来表示,转换将相邻两步分隔开。步的活动状态的进展是由转换的实现来完成的,并与控制过程的发展相对应。
(3)转换条件
转换条件是与转换相关的逻辑条件,转换条件可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号标注在表示转换的短线的旁边。转换条件X和x分别表示在逻辑信号X为“1”状态和“0”状态时转换实现。符号X↑和X↓分别表示当X从状态0到1和1到0状态时转换实现。使用最多的转换条件表示方法是布尔代数表达式。
PART3.功能表图的基本结构
(1)单序列
单序列由一系列相继激活的步组成,每一步的后面仅接有一个转换,每一个转换的后面只有一个步,如图3a所示。
图3 单序列与选择序列 a)单序列 b)选择序列开始 c)选择序列结束
(2)选择序列
选择序列的开始称为分支,如图3b所示,转换符号只能标在水平连线之下。如果步2是活动的,并且转换条件e=1,则发生由步5步6的进展;如果步5是活动的,并且f=1,则发生由步5步9的进展。在某一时刻一般只允许选择一个序列。
选择序列的结束称为合并,如图5-22c所示。如果步5是活动步,并且转换条件m=1,则发生由步5步12的进展;如果步8是活动步,并且n=1,则发生由步8步12的进展。
(3)并行序列
并行序列的开始称为分支,如图4a所示,当转换条件的实现导致几个序列同时激活时,这些序列称为并行序列。当步4是活动步,并且转换条件a=1、3、7、9这三步同时变为活动步,同时步4变为不活动步。为了强调转换的同步实现,水平连线用双线表示。步3、7、9被同时激活后,每个序列中活动步的进展将是独立的。在表示同步的水平双线之上,只允许有一个转换符号。
图4 并行序列 a)并行序列开始 b)并行序列结束
并行序列的结束称为合并,如图4b所示,在表示同步的水平双线之下,只允许有一个转换符号。当直接连在双线上的所有前级步都处于活动状态,并且转换条件b=1时,才会发生步3、6、9到步10的进展,即步3、6、9同时变为不活动步,而步10变为活动步。并行序列表示系统的几个同时工作的独立部分的工作情况。
(4)子步
如见图5所示,某一步可以包含一系列子步和转换,通常这些序列表示整个系统的一个完整的子功能。子步的使用使系统的设计者在总体设计时容易抓住系统的主要矛盾,用更加简洁的方式表示系统的整体功能和概貌,而不是一开始就陷入某些细节之中。设计者可以从最简单的对整个系统的全面描述开始,然后画出更详细的功能表图,子步中还可以包含更详细的子步,这使设计方法的逻辑性很强,可以减少设计中的错误,缩短总体设计和查错所需要的时间。
图5 子步
PART4.转换实现的基本规则
(1)转换实现的条件
在功能表图中,步的活动状态的进展是由转换的实现来完成的。转换实现必须同时满足两个条件:
1)该转换所有的前级步都是活动步;
2)相应的转换条件得到满足。
如果转换的前级步或后续步不止一个,转换的实现称为同步实现,如图6所示。
图6 转换的同步实现
(2)转换实现应完成的操作
转换的实现应完成两个操作:
1)使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步;
2)使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。
PART5.绘制功能表图应注意的问题
(1)两个步绝对不能直接相连,必须用一个转换将它们隔开。
(2)两个转换也不能直接相连,必须用一个步将它们隔开。
(3)功能表图中初始步是必不可少的,它一般对应于系统等待起动的初始状态,这一步可能没有什么动作执行,因此很容易遗漏这一步。如果没有该步,无法表示初始状态,系统也无法返回停止状态。
(4)只有当某一步所有的前级步都是活动步时,该步才有可能变成活动步。如果用无断电保持功能的编程元件代表各步,则PLC开始进入RUN方式时各步均处于“0”状态,因此必须要有初始化信号,将初始步预置为活动步,否则功能表图中永远不会出现活动步,系统将无法工作。
PART6.绘制功能表图举例
某组合机床液压滑台进给运动示意图如图7所示,其工作过程分成原位、快进、工进、快退四步,相应的转换条件为SB、SQ1、SQ2、SQ3。液压滑台系统各液压元件动作情况如表1所示。根据上述功能表图的绘制方法,液压滑台系统的功能表图如图7a所示。
表1 液压元件动作表
元件
工步
YV1
YV2
YV3
原位
―
―
―
快进
┼
―
―
工进
┼
―
┼
快退
―
┼
―
图7 液压滑台系统的功能表图
如果PLC已经确定,可直接用编程元件M300~M303(FX系列)来代表这四步,设输入/输出设备与PLC的I/O点对应关系如表2所示,则可直接画出如图7b所示的功能表图接线图,图中M8002为FX系列PLC的产生初始化脉冲的特殊辅助继电器。
表2 输入/输出设备与PLC I/O对应关系
PLC I/O
X0
X1
X2
X3
Y0
Y1
Y2
输入/输出设备
SB
SQ1
SQ2
SQ3
YV1
YV2
YV3
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