PLC应用技术与技能训练(欧姆龙CP1E型)项目四　机电一体化设备的PLC控制系统设计、安装与调试[精]

项目四　机电一体化设备的PLC控制系统设计、　　　　安装与调试工作任务1　机械手的PLC控制工作任务2　自动售货机的PLC控制　工作任务1　机械手的PLC控制　　在机电一体化控制系统中很多工作要用到机械手，机械手动作一般采用气动方式进行，动作的顺序用PLC控制，机械手工作示意图如图4-1所示。图4-1　机械手工作示意图　　1.控制要求　　(1)工作方式可设置为自动/手动、连续/单周期、回原点；　　(2)要有必要的电气联锁和保护功能；　　(3)自动循环时应按上述顺序动作。　　2.工作 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 　　(1)初始状态。机械手在原点位置时，压左限位为ON，压上限位为ON，机械手松开。　　(2)启动运行。按下启动按钮，机械手按照下降→夹紧(延时1.5s)→上升→右移→下降→松开(延时1.5s)→上升→左移的顺序依次从左到右转送工件。下降/上升、左移/右移、夹紧/松开使用电磁阀控制。　　(3)停止操作。按下停止按钮，机械手完成当前工作过程，停在原点位置。　　根据控制要求，按照工作方式可将控制程序分为三部分：第一部分为自动程序，包括连续和单周期两种控制方式；第二部分为手动程序；第三部分为自动回原点程序。　　机械手控制系统设有手动、单周期、连续和回原点四种工作方式，机械手在最上面和最左边松开时，系统处于原点状态(或称初始状态)。　　1．I/O分配　　I/O分配情况如表4-1所示。　　3.设计梯形图程序　　在进行程序设计之前，要根据控制要求先画出机械手的动作流程图，如图4-3所示。在流程图中，能清楚地看到机械手每一步的动作内容及每步间的转换关系。　　再根据流程图设计出程序的总体 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，如图4-4所示。可以看出，图中把整个程序分为手动和自动两部分。　　手动控制机械手的升/降、左/右行、工件的夹紧/放松操作，是通过开关、启动和停止按钮的配合来完成的。根据要求设计的手动控制梯形图程序如图4-5所示。图4-3　机械手运行流程图图4-4　程序总体方案图4-5　手动控制程序　　机械手的自动控制需要工作在连续运行方式。连续运行方式的启动必须从原位开始，如果机械手未停在原位，则要用手动操作让机械手返回原位，当机械手返回原位时，原位指示灯亮。根据控制要求设计的自动控制梯形图程序如图4-6所示。图4-6　自动控制程序(1)图4-6　自动控制程序(2)　　4.系统运行调试　　(1)根据PLC的I/O硬件接线图完成接线安装，并检查确认接线正确；　　(2)输入并下载运行程序，监控程序运行状态，分析程序运行结果；　　(3)针对程序运行情况，进行系统调试，直到符合系统的控制要求为止。一、跳转指令(JMP/JME)　　1.跳转指令格式　　跳转指令的格式如下：　　　　JMP　　　N　　　　JME　　　N　　JMP和JME指令的梯形图符号如图4-7所示。　　JMP表示开始跳转的地方，JME表示跳转指令的目的地。其中，操作数N表示跳转编号，编号范围为00～49。图4-7　JMP和JME指令的梯形图符号　　2.跳转指令的功能　　当JMP(004)的执行条件为OFF时，程序执行直接跳转至与JMP(004)指令相同编号的第一个JME(005)指令，跳过JMP和JME之间的程序段，转去执行JME后面的程序；当JMP(004)的执行条件为ON时，JMP和JME之间的程序段将被执行，程序如同没有跳转指令一样执行，如图4-8所示。JMP(004)和JME(005)通常成对使用。图4-8　JMP和JME指令的功能　　3.说明　　(1)JMP和JME指令用于控制程序流向。　　(2)多个JMP可以共用一个JME。　　(3)JMP和JME跳转指令可以嵌套使用，但必须是不同跳转号的嵌套。二、子程序控制指令　　在编程时，有的程序段可能要多次重复使用，这样的程序段可以作为一个子程序，在满足一定条件时，中断主程序而转去执行子程序，子程序执行完毕，再返回断点处继续执行主程序。另外，有的程序段不仅要多次使用，而且要求程序段的结构不变，只是改变输入和输出的操作数。这样的程序可以作为子程序，在满足执行条件时，中断主程序的执行而转去执行子程序，并且每次调用时赋予该子程序不同的输入和输出操作数，子程序执行完毕再返回断点处继续执行主程序。　　调用子程序和跳转指令都能改变程序的流向，利用这类指令可以实现某些特殊的控制，并具有简化编程、减少程序扫描时间的作用。OMRONCP1E系列PLC中子程序控制指令有子程序调用指令SBS(91)、子程序定义指令SBN(92)、子程序返回指令RET(93)。　　程序中需要多次执行的程序段可以编成一个子程序，主程序可以重复调用子程序。在主程序调用子程序时，CPU中断主程序的执行转去执行子程序中的指令，子程序执行完毕后，从调用子程序指令的下一条指令开始执行。　　1.子程序调用指令(SBS)　　(1)指令格式：　　　　SBS　　N　　SBS指令的梯形图符号如图4-9所示。　　其中，操作数N表示子程序的编号，编号范围为00～49。图4-9　SBS指令的梯形图符号　　(2)功能：SBS指令可在主程序中调用子程序。当执行条件为ON时，SBS调用编号为N的子程序。在非微分形式下，若执行条件一直为ON，则每次扫描都要调用一次子程序N。如果要求执行条件由OFF变为ON时，只调用一次子程序N，则可以使用微分形式@SBSN指令。　　SBS指令的功能如图4-10所示。在主程序中将SBS放在要求执行子程序的地方。执行该指令时，便会调用编号为N的子程序，即SBN和RET指令之间的程序，执行完毕后返回到SBS指令的下一条指令，继续执行主程序。图4-10　SBS指令的功能　　主程序可以无限次调用子程序。子程序可以嵌套调用，但不能超过16级。　　(3)说明：有下列情况之一时出错标志位25503为ON，此时该指令不执行。　　①被调用的子程序不存在。　　②子程序自调用。　　③嵌套调用超过16级。　　2.子程序定义和子程序返回指令(SBN/RET)　　(1)指令格式：　　　　SBN　　N　　　　RET　　SBN和RET指令的梯形图符号如图4-11所示。　　其中，操作数N表示子程序的编号，编号范围为00～49，RET指令无操作数。图4-11　SBN和RET指令的梯形图符号　　(2)功能：SBN表示指定子程序号的子程序的开始，RET表示子程序结束，这两个指令是子程序定义指令和子程序返回指令。SBN和RET指令一起使用，SBN用于每段子程序的开始，定义子程序的编号为N。RET用于每段子程序的结尾，表示子程序的结束。两条指令都不需要执行条件，直接与母线连接。　　SBN和RET指令的功能如图4-12所示。所有的子程序都必须放在主程序之后、END之前。END必须放置于最后一个子程序的后面，即最后一个RET之后。如果错误地将SBN放在主程序中，它将屏蔽此点，即当遇到SBN指令时，程序将返回到起始点。图4-12　SBN和RET指令的功能　　SBS是子程序调用指令，SBN和RET是子程序开始指令和子程序返回指令。所编写的子程序应该在指令SBN和RET之间。主程序中，在需要调用子程序的地方安排SBS指令。若使用非微分指令SBS，则在执行条件满足时，每个扫描周期都调用一次子程序；若使用微分形式，则只在执行条件由OFF变ON时调用一次子程序。　　特别要注意，在编写程序时，所有子程序必须放在主程序之后END之前，否则，当CPU扫描程序时，只要见到SBN指令就会认为主程序结束。子程序调用过程如图4-13所示。图4-13　子程序调用过程　　例4-1　子程序调用举例如图4-14所示，试分析程序功能。　　功能分析：PLC上电后经过4s，CNT000ON一个扫描周期，使100.00ON(ON2s)并第一次调用编号为002的子程序。　　子程序002的功能：首先将W10的内容加#2，然后将W10的内容与#10进行比较，若等于#10，则向W10传送#4。　　每当计数器CNT000ON时，其设定值就加#2。所以，100.00ON的时间总是2s，而OFF的时间依次增加2s，当第4次调用子程序时，CNT000的设定值又变为#4，且重复前面程序的执行过程。图4-14　子程序调用示例三、步进指令　　步进指令STEP和SNXT总是一起使用，以便在一个大型程序中的程序段之间设置断点。每个程序段称为一步，是作为一个整体执行的，一个程序段通常对应实际应用中的一个过程。用步进指令可以按照指定的顺序执行各个程序段，上一程序段执行完以后再执行下一段。在下一段程序段执行之前，CPU将通过断点复位上一段使用的定时器和数据区，在步程序段里可以重复使用PLC的内部资源。　　1.步进指令的格式　　步进指令的格式如下：　　　　STEP　　B　　　　SNXTB　　STEP指令定义步的开始时，指定控制位。定义步的末尾时，不指定控制位。STEP指令的梯形图符号如图4-15所示。图4-15　TEP指令的梯形图符号　　其中，操作数B为控制位号，是一个位地址号，表示步序号。　　SNXT指令用来启动步号为B的程序段。SNXT指令的梯形图符号如图4-16所示。图4-16　NXT指令的梯形图符号　　2.功能　　STEP指令用来定义一个程序段的开始，它无需执行条件，其执行与否是由控制位来决定的。SNXT指令用来启动步号为B的程序段，SNXT指令必须写进程序中，并置于STEP之前的位置。　　(1)STEP(008)指令列以下2种方式的作用,这取决于它的位置和控制位是否被指定。　　①开始一个指定的步。　　②结束该步程序区(例如步执行)。　　(2)SNXT(009)指令用于下列三种情况：　　①开始步程序执行。　　②继续到下一个步的控制位。　　③结束步程序执行。　　3.说明　　(1)B的取值必须在同一个字中，并且要连续。　　(2)如果控制位B在HR或AR区中，则可以进行掉电保护。　　(3)步程序段的内部编程同普通程序一样，但指令END、IL/ILC、JMP/JME、SBN不能用在步程序段中。　　本项工作任务的评分标准如表4-2所示。表4-2　评分标准　　1.控制要求　　某台设备具有自动和手动两种操作方式，SB3是操作方式选择开关，当SB3处于断开状态时，选择手动方式；当SB3处于接通状态时，选择自动方式。不同操作方式的进程如下所述：　　(1)手动方式：按下启动按钮SB2，电动机运转；按下停止按钮SB1，电动机停止运转。　　(2)自动方式：按下启动按钮SB2，电动机运转1min后自动停止；按下停止按钮SB1，电动机立即停止运转。　　2.训练内容　　(1)写出I/O分配表；　　(2)绘制PLC控制系统硬件接线图；　　(3)根据控制要求设计梯形图程序；　　(4)输入程序并调试；　　(5)安装、运行控制系统；　　(6)汇总整理文档，保留 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 文件。　工作任务2　自动售货机的PLC控制　　自动售货机目前应用很广泛。自动售货机控制系统由储货仓储、出物控制系统、取物口和数显区、投币口、退币口等构成。自动售货机系统实物结构示意图如图4-17所示。　　用PLC对自动售货机进行控制，控制要求如下：　　(1)自动售货机可投入1元、5元、10元人民币。　　(2)自动售货机可售果汁和啤酒两种饮料，果汁每瓶12元，啤酒每瓶15元。　　(3)当投入的人民币总值等于或超过12元时，果汁指示灯亮；当投入的人民币总值等于或超过15元时，果汁和啤酒指示灯都亮。　　(4)当果汁指示灯亮时，按果汁按钮，则售货机输出果汁。　　(5)当啤酒指示灯亮时，按啤酒按钮，则售货机输出啤酒。　　(6)若投入人民币总值超过按钮所需的钱数(果汁12元，啤酒15元)，则售货机计算出余额，并且以币值为1元的人民币退还，退出多余的钱。图4-17　自动售货机系统实物结构示意图　　要实现自动售货机工作内容的控制要求，售货机应该有计算投入币值，确认可以购买的饮料种类，根据选择输出饮料，并计算余额，根据余额输出硬币退还给消费者等功能。自动售货机功能图如图4-18所示。图4-18　自动售货机的功能图　　根据自动售货机控制动作要求，实现生活中的自动售货机工作过程。　　1.I/O分配　　I/O分配情况如表4-3所示。表4-3　I/O分配表　　2.绘制硬件电路接线图　　PLC硬件接线图如图4-19所示。图4-19　PLC硬件接线图　　3.设计梯形图程序　　梯形图中使用的DM数据区如表4-4所示。表4-4　DM数据区分配　　根据控制要求编写梯形图程序，如图4-20所示。图4-20　自动售货机梯形图(1)图4-20　自动售货机梯形图(2)　　4.系统运行调试　　(1)根据PLC的I/O硬件接线图完成接线安装，并检查确认接线正确；　　(2)输入程序并下载运行，监控程序运行状态，分析程序运行结果；　　(3)针对程序运行情况进行系统调试，直到符合系统的控制要求为止。一、高速计数器控制指令　欧姆龙CP1E型PLC具有高速计数器功能。普通计数器对外部事件计数的频率受扫描周期及输入滤波器时间常数限制，而高速计数器的计数频率不受两者的影响，单相最高计数频率可达5kHz。高速计数器有递增计数和递减计数两种模式，与中断功能一起使用，可实现不受扫描周期影响的目标值比较控制和区域比较控制。　　1.高速计数器的输入模式　脉冲编码器发出的脉冲信号输入到高速计数器，其输入有4种模式：增量脉冲输入、位相差输入(4×)、增/减脉冲输入、脉冲+方向输入。　　1)增量脉冲输入　　增量脉冲输入对单相脉冲输入信号进行计数。此模式仅可使用加法计数，如图4-21所示。图4-21　增量脉冲输入模式　　2)位相差输入(4×)　　位相差输入使用2相的信号(A相和B相)，并根据位相差(4×)的状态进行增/减计数，如图4-22所示。图4-22　位相差输入模式(4×)　　3)增/减脉冲输入　　增/减脉冲输入使用增量脉冲和减量脉冲这2个信号进行计数，如图4-23所示。图4-23　增/减脉冲输入模式　　4)脉冲+方向输入　　脉冲+方向输入使用方向信号和脉冲信号，根据方向信号的状态(ON/OFF)进行增加/减少计数，如图4-24所示。图4-24　脉冲+方向输入模式　　2.高速计数器的复位方式　　将高速计数器的当前值(PV)设定为0时，即称为复位。高速计数器的复位有以下两种方式。　　1)Z相信号+软件复位　　在相应高速计数器复位位(A531.00～A531.05)置ON的状态下，当Z相信号(复位输入)从OFF转为ON时，对高速计数器当前值(PV)进行复位。CPU单元只在整个处理过程中在PLC循环开始时对高速计数器复位标志的ON状态认可。因此，当梯形图程序中复位位置ON时，Z相信号要一直到下一PLC循环时才生效。Z相信号+软件复位过程如图4-25所示。　　注：如果指定一增量计数器，则不可使用Z相信号，仅可使用软件复位。图4-25　Z相信号+软件复位过程　　2)软件复位　　当相应高速计数器复位位(A531.00～A531.05)置ON时，对高速计数器当前值(PV)进行复位。CPU单元只在整个处理中在PLC循环的开始时对高速计数器复位标志的OFF→ON切换认可，同时执行复位处理。因此，同一循环内的中途变更将无法得到执行。软件复位过程如图4-26所示。　　当计数器复位时可将比较运行设定为停止或继续。通过此操作，当计数器复位时，可从计数器当前值为0的状态开始再次进行比较运行。图4-26　软件复位过程　　3.高速计数器的设定　　高速计数器在使用前必须先进行设定，即对高速计数器的输入设定、计数模式及复位方式进行设定。CIO0端子台的端子00～06可用于高速计数器，高速计数器0～5对应端子00～06。如果指定了增量脉冲输入，则仅可使用软件复位。当PLC设置传送后，必须要重启电源，以使高速计数器设定生效。具体设定选项如表4-5所示。表4-5　高速计数器设定选项　　4.高速计数器的计数模式　　高速计数器可选择使用线性模式和环形模式两种计数模式。其中，线性模式为在固定范围内进行计数，环形模式为在任意设定的最大值范围内进行计数。　　1)线性模式　　可在上/下限值的范围内，对输入脉冲进行计数。如果脉冲计数超出了上/下限值，则会发生上溢/下溢的情况并停止计数，如图4-27所示。图4-27　线性模式　　2)环形模式　　在设定范围内的循环中对输入脉冲进行计数。如果增量计数值到达了环形计数最大值，则将自动复位为0后再继续增量计数；如果减量计数值到达了0，则将自动复位为环形计数最大值后再继续减量计数。因此，在环形模式下，不会发生计数上溢/下溢的情况，如图4-28所示。　　通过PLC设置对环形计数最大值(CircularMax.Count)进行设定。环形计数最大值的设定范围为00000001～FFFFFFFFhex(1～4294967295十进制)。图4-28　环形模式　　5.高速计数器的中断功能　　CP1E型PLC的CPU单元的所有型号都可使用高速计数器中断功能。对以CPU单元内置高速计数器输入的脉冲进行计数，当计数值到达预设值或进入预设范围(目标值或区域比较)时执行中断任务。通过CTBL指令，可对中断任务0～15进行分配，对高速计数器的比较值与中断任务(０～15)启动进行设定，如表4-6所示。通过INI指令开始比较，可在使用CTBL指令登记比较值的同时开始比较。表4-6　高速计数器的中断设定　　1)高速计数器当前值比较的方式　　高速计数器当前值(PV)比较有目标值比较和范围比较两种方式。　　(1)目标值比较。当高速计数器当前值(PV)与表中登录的目标值一致时，将开始执行指定的中断任务。将比较条件(目标值、计数方向)及中断任务编号的组合登录到比较表，当高速计数器的当前值(PV)与登录的目标值一致时，将执行指定的中断任务。目标值比较根据比较表中的设定顺序执行。完成一次比较表的循环执行后，再次返回比较表开头并等待下一次的首目标值一致。　　最多可将6个目标值(1～6)登录到比较表。对于各个目标值，可逐个登录中断任务。即使在目标值比较运行中高速计数器当前值(PV)发生了变更，也会按照已变更的值执行目标值一致比较。　　(2)范围比较。当高速计数器当前值(PV)在上/下限值指定的范围内时，执行指定的中断任务。对应相应的中断任务编号，将比较条件(范围的上/下限值)登录在比较表中。当高速计数器当前值(PV)在指定范围内(下限值≤PV(当前值)≤上限值)时，将执行指定的中断任务一次。　　可在比较表中登录6个范围(上/下限值)，范围可重叠，并可对各范围分别登录不同的中断任务。计数器当前值(PV)与6个范围的值进行比较，每次循环中进行一次，仅当比较条件符合时，执行中断任务一次。　　2)高速计数器中断功能的指令　　CP1E型PLC与高速计数器中断功能有关的指令有三条，分别介绍如下：　　(1)比较表指令(CTBL)。通过CTBL指令比较高速计数器(0～5)的当前值(PV)与目标值或范围，当指定条件符合时，执行相应的中断任务(0～15)。　　①CTBL指令的格式如下：　　　　CTBL　　PCTB　　比较表指令(CTBL)的梯形图符号如图4-29所示。图4-29　CTBL指令的梯形图符号　　②CTBL指令的功能。当执行条件为ON时，登记一个用于高速计数器的比较表，根据C的值，同高速计数器的当前值比较可以立即启动，也可以用INI指令单独启动。登记比较表，并对高速计数器0～5的当前值(PV)执行比较。当执行条件置ON时，将执行0～15之间的中断任务。CTBL指令的功能如图4-30所示。图4-30　CTBL指令的功能　　CTBL指令操作数P：端口指定，如表4-7所示。表4-7　操作数P端口指定　　操作数C：控制数据，如表4-8所示。表4-8　操作数C控制数据　　操作数TB：比较表首字。比较表的结构取决于执行的比较类型。　　对于目标值比较，比较表的长度由TB中指定的目标值决定，如图4-31所示，表的长度可以在4～19字之间。图4-31　目标值比较表首字　　对于范围比较，比较表总是包含6个范围。如图4-32所示，表的长度为30字。如果无需设定6个范围，则将所有未使用范围的中断任务编号设为FFFFhex。　　注：必须将任一范围的上限设为大于或等于下限。　　③说明。有下列情况之一时出错标志位25503为ON，此时该指令不执行。　　a.高速计数器的设置有错误。　　b.间接寻址DM通道不存在。　　c.比较表超出数据区边界，或比较表的设置有错误。　　d.当主程序中执行脉冲I/O或高速计数器指令时，中断子程序中执行了INI指令。图4-32　范围比较表首字　　(2)操作模式控制指令(INI)。INI指令可用于通过高速计数器比较表开始和停止比较。通过INI指令开始和停止比较前，先通过CTBL指令登录目标值和区域比较表。如果在登录比较表的同时开始比较，则高速计数器中断将始终为有效，无须使用INI指令，只需变更高速计数器的当前值(PV)。　　①INI指令的格式如下：　　　　INI　　PCNV　　INI指令的梯形图符号如图4-33所示。图4-33　INI指令的梯形图符号　　②功能。当执行条件为ON时，INI指令用于控制高速计数器的操作或停止脉冲输出，其功能由控制字C的值来决定。　　INI指令的功能如图4-34所示。图4-34　INI指令的功能　　INI(880)指令可用于执行以下操作：　　a.开始或停止高速计数器当前值(PV)与通过CTBL登记的目标值进行比较。　　b.变更高速计数器的PV值。　　c.变更脉冲输出的PV值(原点固定为0)。　　d.停止脉冲输出。　　例如：将当前位置设定为原点，如图4-35所示。图4-35　将当前位置设定为原点　　INI指令操作数P：端口指定，如表4-9所示。表4-9　操作数P端口指定　　操作数C：控制数据，如表4-10所示。表4-10　操作数C控制数据　　NV：新当前值(PV)首字。　　如果C为0002hex(即变更当前值(PV))，NV和NV+1保存新PV；若C不为0002hex，则忽略任何NV和NV+1中的值，如图4-36所示。图4-36　新当前值(PV)首字　　③说明。有下列情况之一时出错标志位25503为ON，此时该指令不执行。　　a.操作数设置有错误。　　b.间接寻址DM通道不存在。　　c.NV+1超出取值区域。　　d.当主程序中执行脉冲I/O或高速计数器指令时，中断子程序中执行了INI指令。　　(3)当前值读出指令(PRV)。高速计数器的当前值存放在248CH、249CH中的内容也可以用PRV指令读出。　　①PRV指令的格式如下：　　　　　PRV　　　　　　P　　　　　　C　　　　　　D　　当前值读出指令的梯形图符号如图4-37所示。图4-37　PRV指令的梯形图符号　　②PRV指令的功能。当执行条件为ON时，高速计数器的当前值读出并传送至目的地的通道D、D+1中，低4位数存放在D中，高4位数存放在D+1中。　　PRV指令操作数P：端口指定，如表4-9所示。　　操作数C：控制数据，如表4-11所示。表4-11　操作数C控制数据　　操作数D：目的首字，如图4-38所示。图4-38　目的首字　　③说明。有下列情况之一时出错标志位25503为ON，此时该指令不执行。　　a.操作数设置有错误。　　b.间接寻址DM通道不存在。　　c.D+1超出取值区域。　　d.当主程序中执行脉冲I/O或高速计数器指令时，中断子程序中执行了INI指令。二、脉冲输出控制指令　欧姆龙PLC具有单相脉冲输出的功能，可以从0000或0001某一点输出脉冲。脉冲输出可以设置成连续模式或独立模式。在连续模式下，由指令控制脉冲输出停止；在独立模式下，当输出的脉冲数达到指定的数目时，脉冲输出停止。　　1.设置脉冲指令(PULS)　　PULS指令设定输出脉冲编号。通过在单独模式下使用SPED(885)或ACC(888)指令，在程序中开始实际的脉冲输出。PULS指令的梯形图符号如图4-39所示。　　PULS指令操作数P：端口指定，如表4-12所示。图4-39　PULS指令的梯形图符号表4-12　操作数P端口指定　　操作数T：脉冲类型，如表4-13所示。表4-13　操作数T脉冲类型　　操作数N：脉冲编号，如图4-40所示。图4-40　脉冲编号　　2.脉冲输出指令(PLS2)　　脉冲输出指令(PLS2)的梯形图符号如图4-41所示。图4-41　PLS2指令的梯形图符号　　根据时间图表执行梯形位置控制，设定目标频率、起始频率、加/减速率和方向，如图4-42所示。图4-42　执行梯形位置控制　　PLS2指令操作数P：端口指定，如表4-12所示。　　操作数M：输出模式，如图4-43所示。图4-43　输出模式　　操作数S：设定表首字，如图4-44所示。图4-44　设定表首字　　操作数F：起始频率首字。在F和F+1中给出起始频率，如图4-45所示。图4-45　起始频率首字　　3.速度输出指令(SPED)　　SPED指令的梯形图符号如图4-46所示。图4-46　SPED指令的梯形图符号　　SPED指令对指定端口设定输出脉冲频率，开始不带加减速的脉冲输出，如图4-47所示。图4-47　设定输出脉冲频率　　SPED指令操作数P：端口指定，如表4-12所示。　　操作数M：输出模式，如图4-48所示。图4-48　输出模式　　操作数F：脉冲频率首字。脉冲频率F和F+1的值，如图4-49所示，单位为Hz。图4-49　脉冲频率首字　　4.加速控制指令(ACC)　　ACC指令的梯形图符号如图4-50所示。图4-50　ACC指令的梯形图符号　　ACC指令使用指定的加减速率在指定频率下输出脉冲到指定输出端口，如图4-51所示。图4-51　加/减速率示意图　　ACC指令操作数P：端口指定，如表4-12所示。　　操作数M：输出模式，如图4-48所示。　　操作数S：设定表首字，如图4-52所示。图4-52　设定表首字　　5.可变占空比脉冲指令(PWM)　　PWM指令的梯形图符号如图4-53所示。图4-53　PWM指令的梯形图符号　　PWM(脉冲宽度调制)脉冲指令可按指定占空比输出。占空比是指在一个脉冲周期内脉冲的ON时间与OFF时间的比率。使用PWM指令从内置输出中产生PWM脉冲，在脉冲输出期间可以变更占空比，如图4-54所示。图4-54　变更占空比脉冲　　PWM指令操作数P：端口指定，如表4-14所示。　　操作数F：频率。F为在2.0和6553.5Hz之间(单位为0.1Hz，0014～FFFFhex)，或2和32000Hz之间(单位为2Hz，0002～7D00hex)指定PWM的频率。　　操作数D：占空比。D取0.0%～100.0%(单位为0.1%，0000～03E8hex)。　　D指定PWM输出的占空比，即输出为ON的时间百分比。表4-14　操作数P端口指定三、中断控制指令　　欧姆龙CP1E型PLC的CPU单元通常根据以下顺序重复处理执行过程：检查处理、程序执行、I/O刷新、外设服务。在程序执行期间，执行循环任务(梯形图程序)。但另一方面，通过中断功能的使用，可在指定条件下中断—循环并执行指定的程序。通过使用中断控制指令，可以执行不受循环时间限制的高速处理。当发生中断时，CP1E型PLC将会执行下列处理。中断处理过程如图4-55所示。　　(1)当发生中断时，循环任务中的梯形图程序执行中断。　　(2)执行中断任务中的梯形图程序。　　(3)当中断任务完成时，返回中断发生前正在执行的梯形图程序。图4-55　中断处理过程　　根据中断原因，可将中断分为以下三类：　　(1)CPU单元内置输入状态的变更，即输入中断；　　(2)通过内部定时器指定的中断间隔，即定时中断；　　(3)高速计数器的PV(当前值)，即高速计数器中断。　　CP1E型PLC具有输入中断、定时器中断以及高速计数器中断功能。执行中断时，立即停止执行主程序，并产生一个断点，然后转去执行中断子程序，执行完中断子程序后，再返回主程序断点执行主程序。　　中断的优先级如下：输入中断=定时中断=高速计数器中断。输入中断、定时中断、高速计数器中断的中断任务优先顺序相同。因此，如果当中断任务A(如输入中断)执行时，发生中断任务B(如定时中断)，则将继续执行中断任务A，直到中断任务A执行完成后再执行中断任务B。　　高速计数器中断是指高速计数器的计数当前值与比较值相等时产生中断，或者当前值落在一定范围内时产生中断，具体可参见高速计数器指令相关内容。　　1.输入中断控制指令(MSKS)　　CP1E型PLCCPU单元的所有型号都可使用中断输入功能。当CPU单元的内置输入置ON或置OFF时，可执行相应的中断任务。通过CX-Programmer软件将PLC设置的内置输入选项卡上IN2～IN7设定为中断输入，CIO0端子台的端子02～07可用于中断输入。位CIO0.02～CIO0.07对应端子02～07，在中断任务中写入程序，中断任务2～7对应中断输入IN2～IN7。中断输入设定如表4-15所示。表4-15　中断输入设定　　(1)输入中断控制指令(MSKS)的格式如下：　　　　MSKS　　　　　N　　　　　C　　MSKS指令的梯形图符号如图4-56所示。图4-56　MSKS指令的梯形图符号　　(2)功能：对I/O中断或定时中断设置中断处理。在PLC刚上电时，I/O中断和定时中断都被屏蔽(禁止)。MSKS指令可用于非屏蔽或屏蔽I/O中断，如图4-57所示。图4-57　MSKS指令的非屏蔽或屏蔽I/O中断　　非屏蔽或屏蔽I/O中断指定，MSKS指令的操作数(N和C)，如表4-16所示。表4-16　MSKS指令的操作数　　MSKS(690)指令可用于设置定时中断的时间间隔，如图4-58所示。定时中断通过CPU单元的内部定时器，在固定的间隔时间操作执行中断任务。图4-58　设置定时中断的时间间隔　　通过MSKS指令可指定定时中断间隔，设定为1ms或以上。指定MSKS的N为4或14。指定MSKS操作数(N和C)，如表4-17所示。表4-17　MSKS操作数　　MSKS指令指定定时中断间隔的设定其具体应用如图4-59所示。图4-59　MSKS指令定时中断功能示例　　(3)说明：　　①将定时中断间隔设定大于执行相应中断任务所需的时间。　　②如果缩短中断时间设定并增加定时中断任务的执行频率，需注意由于循环时间的增加，将会影响循环任务的执行时间。　　③如果发生定时中断时，正在执行其他中断任务(如输入中断、高速计数器中断)，则首先应完成其他中断任务的执行，然后再执行定时任务。即使在这种情况下，内部定时器的计时也是并列持续执行的，因此，不会发生定时中断任务的执行延迟。　　④在定时中断启动时不变更定时中断间隔，在定时中断停止时可变更定时中断间隔的设定。　　2.清除中断指令(CLI)　　(1)清除中断指令(CLI)的格式如下：　　　　CLI　　N　　C　　CLI指令的梯形图符号如图4-60所示。图4-60　CLI指令的梯形图符号　　(2)功能：对I/O中断清除或保留已记录的中断输入，或对定时中断设定首次定时中断的时间，如图4-61所示。图4-61　CLI指令的功能　　3.禁止中断指令(DI)和允许中断指令(EI)　　禁止中断指令(DI)表示所有的中断任务都禁止执行。允许中断指令(EI)表示允许执行所有由DI(693)所禁止的中断任务。　　(1)禁止中断指令(DI)和允许中断指令(EI)的梯形图符号如图4-62所示。图4-62　DI和EI指令梯形图符号　　(2)禁止中断指令(DI)和允许中断指令(EI)的功能其具体应用如图4-63所示。图4-63　DI和EI指令功能应用　　(3)说明：　　①如果中断任务与被中断指令的操作数之一使用的I/O存储器地址重复，则当处理返回循环任务，存储的数据恢复时，数据可能被覆盖。　　②处理期间为防止某些指令执行中断，可在其指令前后插入DI/EI指令。通过在指令前插入DI/EI指令，以禁止中断执行；在指令后插入DI/EI指令，以允许中断再次执行。　　③通常情况下，在发生中断时，即使循环任务中指令正在执行，循环任务执行也将被立即中断，并保存处理中的数据。直到中断任务完成后，再通过保存的数据继续执行中断处理发生前的循环任务。　　本项工作任务的评分标准见表4-18所示。表4-18　评分标准　　1.控制要求　　下面介绍自动生产线上不合格产品的分选。某生产线有5个工位，如图4-64所示。0号工位是检查站，4号工位是剔除站。检查结果合格为0，不合格为1(由0.00输入)。传送到的主动轮上装有信号传感器，产品每移动一个工位，传感器即发出一个脉冲(由0.01输入)。当产品被传送到剔除站时，检查结果控制机械手动作(由1.00输出)，剔除不合格产品。图4-64　自动生产线示意图　　2.训练内容　　(1)写出I/O分配表；　　(2)绘制PLC控制系统的硬件接线图；　　(3)根据控制要求设计梯形图程序；　　(4)输入程序并调试；　　(5)安装、运行控制系统；　　(6)汇总整理文档，保留工程文件。