可编程控制器及其工程应用内容简介

《可编程控制器及其工程应用》编写时力求由浅入深、通俗易懂、理论联系实际、注重应用，适用于高等学校本科机械设计制造及其自动化、自动化、电气工程、电子信息、机电一体化及相关专业的教学，也可作为工业自动化技术人员的培训教材和自学参考书。

可编程控制器及其工程应用作者简介

赵春华，吉林长春人，三峡大学机械与材料学院教授。1994年毕业于浙江大学机械制造及其自动化专业，获工学学士学位；2000年毕业于浙江大学CAD/CG专业，获工学硕士学位；2005年毕业于武汉理工大学载运工具运用工程专业，获工学博士学位。主要从事机电控制系统、机械设备状态监测与故障诊断、摩擦学等方面的研究工作；主持国家自然科学基金资助项目、省部级等科研项目十余项；获得湖北省科技进步二等奖一项，湖北省自然科学优秀学术论文一篇次。在国内外刊物上发表论文80余篇，其中被三大检索收录40多篇次。

第一章 PLC工程机械应用实例

第一节 桥式起重机的控制

桥式起重机广泛应用于工业生产中，作为主要的运载设备使用小型可编程控制器对其进行控制，可以使系统的整体运转稳定性和可靠性得到更好的保障。本例要给出的就是针对常见的桥式起重机系统编写的控制程序。

一、实现目标

编程实现对桥式起重机的动作进行控制，具体要求如下：

（1）吊钩升降控制

吊钩是通过电机拖动钢丝完成升降动作的，电机的正反向运转决定吊钩的动作方向，在运转中需要考虑钢丝的极限范围。

（2）小车前后运行控制

起重机运载小车的前后运动也是通过电机驱动的，在动作过程中，不允许超出起重机的两侧极限位置。

（3）起重机左右运行控制

起重机左右运转由拖动电机带动整个车体在轨道上左右运动，其运动范围应该控制在轨道离两个尽头一定距离处，以确保设备不会脱离轨道。

（4）声光指示控制

起重机处于运动过程状态时，要给出铃声警告；在运转到对应的极限位置时，在驾驶室内给出指示灯显示。

二、解决思路

桥式起重机的控制很简单，主要是实现对3个拖动电机的正反转控制。其控制实现的逻辑可以采用本书第2章中介绍的控制方法，考虑到实际的起重机控制中使用的不是控制按钮而是多向转换开关，同时快速换向的情况较多，所以在程序实现上要求对这些细节充分考虑，采取对应的实现手段。通过上述分析，利用通用的电机控制程序，增加位置控制逻辑的处理，就可以实现对桥式起重机的可编程控制器控制。

三、控制需求分析与硬件设计

可编程控制器用于桥式起重机控制，只需要使用最简单的设备就可以实现控制要求。系统的输入主要是总电源合闸信号、3个主要被控设备的控制信号和相应的位置极限信号；输出是3个拖动电机的正反转信号和声光指示信号。总地来说，需要13个输入信号和8个输出信号。桥式起重机控制系统的PLC配置示意图。

确定系统的输入输出信号设计后，根据桥式起重机动作控制要求，对各个拖动电机的控制逻辑关系进行分析，完成程序编写。

1. 桥式起重机控制的逻辑分析

桥式起重机的控制实现是围绕3个拖动电机进行的，每个电机的控制逻辑基本相同，在实现时可以参照本书有关电机控制的子程序。

考虑到桥式起重机控制的特殊性，其启停操作不需要使用自锁功能，同时考虑到极限位置的限制，动作的指令中需要加入相应的位置限制逻辑。由于实现的逻辑简单，不做过多的讲述。

2. 桥式起重机控制程序设计

通过使用可编程控制器对3个电机的正反转控制的实现，就可以实现对桥式起重机的动作控制。本例梯形图。

本例的桥式起重机控制程序，在实现基本的电机控制的基础上，同时对系统的具体应用需求进行了考虑，增加了对位置的逻辑处理，具有限位和报警功能。报警铃在系统调取和移动时给出警告，确保工作时能引起相关区域人员的注意。在对桥式起重机的控制中，主要利用的是对电机的控制，主要的特点就是由于电机正反转是由主令控制器给出信号，所以命令信号本身具备保持的特性，在设计时不需考虑信号的自锁问题。

四、总结与评价

目前的桥式起重机系统大部分还是使用的继电器接触器形式进行控制，但随着可编程控制器价格的不断降低和起重设备功能的不断增强，已经出现使用可编程控制器进行控制的起重设备。这里给出的桥式起重机控制子程序，只是针对常用的工作方式进行了设计分析，对于一些功能全面的系统，可能还需要考虑自动运转等控制功能，结合本书其他章节的程序设计，不难实现这类的功能程序开发。在程序开发中，对于所控制系统的实际控制设备状况进行相应的程序设计，这在设计中是很重要的，可以使设计的程序更能适合系统使用，并可以避免不必要的故障。

目 录

第一章 可编程控制器的组成及工作原理

1.1概述

1.1.1可编程控制器的发展

1.1.2可编程控制器的主要特点

1.2可编程控制器的内部结构及功能

1.2.1可编程控制器的系统组成

1.2.2可编程控制器的内部结构及功能

1.3可编程控制器的工作原理

1.3.1可编程控制系统的硬件组成

1.3.2可编程控制器的编程语言

1.3.3可编程控制器的工作过程

1.4CPU311/00型可编程控制器

1.5小结

习 题

第二章 梯形图语言编程基础

2.1梯形图逻辑结构

2.1.1梯形图逻辑段

2.1.2梯形图逻辑网络

2.1.3逻辑网络扫描顺序

2.2继电器类元素

2.3定时器与计数器

2.3.1定时器功能块

2.3.2定时器应用举例

2.3.3计数器功能块

2.4梯形图编程规则和方法

2.4.1梯形图设计规则

2.4.2梯形图编程方法

2.5编程举例

2.5.1限位控制电路

2.5.2自动往返行程控制电路

2.5.3异步机Y/△起动控制

2.5.4按时间顺序工作的控制电路

习 题

第三章 可编程控制器的其它功能

3.1算术运算功能

3.1.1加法运算功能块

3.1.2减法运算功能块

3.1.3乘法运算功能块

3.1.4除法运算功能块

3.1.5算术运算功能应用举例

3.2数据传送功能

3.2.1寄存器到数据表传送R→T指令

3.2.2数据表到寄存器传送T→R指令

3.2.3数据表到数据表传送T→T指令

3.2.4数据块传送BLKM指令

3.2.5数据压入堆栈FIN指令

3.2.6数据弹出堆栈FOUT指令

3.2.7数据检索SRCH指令

3.3逻辑运算功能

3.3.1“与”“或”“异或”“求反”逻辑操作指令

3.3.2数据位比较CMPR指令

3.3.3数据位修改MBIT指令

3.3.4数据位测试SENS指令

3.3.5数据位移位BROT指令

3.4顺序控制功能

3.4.1概述

3.4.2SCIF指令格式

3.4.3应用举例

3.5子程序指令

3.5.1子程序调用JSR指令

3.5.2标号LAB指令

3.5.3返回RET指令

3.5.4子程序应用举例

3.6跳步SKP指令

第四章 手持编程器的使用方法

4.1手持编程器的外型结构和功能

4.2HHP的起动与PLC的系统配置

4.2.1HHP的起动

4.2.2PLC的系统配置

4.2.3自动配置PLC系统参数

4.3梯形图元素的输入和编辑

4.3.1主菜单的功能

4.3.2节点符号

4.3.3继电器元素的输入

4.3.4计数器和定时器的输入

4.3.5其它功能块的输入

4.4编辑逻辑网络

4.4.1插入逻辑网络

4.4.2浏览逻辑网络

4.4.3删除逻辑网络

4.4.4修改逻辑网络

4.5PLC的监控

4.5.1控制PLC的运行与停止

4.5.2I/O点的强制通断控制

4.5.3逻辑数据的编辑

4.5.4HHP与PLC的数据传送

4.6HHP的链接

4.6.1母机使用子机全部I/O资源

4.6.2母机使用子机部分I/0资源

4.7HHP的其它功能

第五章 MODSOFT编程软件

5.1MODSOFT的主要功能

5.2MODSOFT的起动和退出

5.2.1起动MODSOFT

5.2.2退出MODSOFT

5.3MODSOFT的结构和人机交互界面

5.3.1选择菜单功能项

5.3.2显示帮助信息

5.4MODSOFT主菜单功能概述

5.4.1Utility（公用程序）

5.4.2Offline（离线方式）

5.4.3Online（在线方式）

5.4.4Combined（联合方式）

5.4.5Transfer（传送）

5.4.6Tools（工具）

5.5MODSOFT的使用方法

5.5.1逻辑程序的建立和保存

5.5.2从编程器传送程序到控制器

5.5.3程序的运行监视

第六章 PLC的I/O扩展链路

6.1PLC的工作方式和I/O扩展链路

6.2I/O扩展链路的组态

6.2.1母机组态

6.2.2子机组态

第七章 实验指导书

实验一 手持编程器的使用

实验二 交通灯控制电路

实验三 运料车顺序控制

实验四 算术逻辑指令的程序设计

实验五 可编程控制器的链接

参考文献