PLC应用技术与技能训练(欧姆龙CP1E型)项目五恒压供水的PLC控制系统设计、安装与调试共83页

项目五 恒压供水的PLC控制系统设计、 安装与调试
图5-4 程序执行逻辑运算的过程
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由例5.1可知，逻辑运算指令不仅可以完成逻辑运算， 还可以用于通道清零；同时还能用逻辑指令将通道中的某些 位屏蔽, 保留其他位的状态，根据欲保留和欲屏蔽位的情况 设定一个常数，用ANDW指令将通道数据与该常数相“与” 即可。
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由PLC、变频器控制两台水泵的恒压供水系统如图5-10 所示。只要储水池的水位低于高水位，就会通过电磁阀自动 往水池注水，水池水满时电磁阀关闭。同时，水池的高/低 水位信号可通过传感器直接传送给PLC，当水池水位到达高 /低限时，继电器触点闭合；否则，继电器触点断开。
例5.2 图5-6所示梯形图程序是应用+B指令、定时器指 令、MOV指令及CMP指令的例子，试分析程序功能。
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图5-6 +B指令应用举例
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当0.00及T001为ON(一个扫描周期)时:执行指令CLC将 CY清零；执行指令+B将D10中的数据加上#0300，即定时器 TIM000的设定值增加30 s；执行指令CMP将#0900 与D10 比较，若D10 大于#0900，则执行指令MOV，再将#0300传 送到D10中，即TIM000的设定值恢复为30 s。
OMRON CP1E系列PLC中的数据运算指令种类比较多, 按进制分类可分为十进制数和二进制数的加、减、乘、除运 算；按是否带符号分类可分为无符号数和带符号数的加、减、 乘、除运算等。由于在进行加、减运算时进位位也要参与， 所以这里也包括进位位的置1和置0指令，这两个指令在编程 软件中属于特殊指令类。
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表5-4 十进制加法指令
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在十进制运算指令中，由于两个最大的单字BCD数相 乘，即9999×9999=99980001，运算结果不发生进位，所以 乘除法运算都不涉及进位位CY。双字指令与单字一样，乘 除法也不涉及CY。
表5-7 I/O分配表
项目五 恒压供水的PLC控制系Байду номын сангаас设计、 安装与调试
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图5-7 程序执行的过程
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在本例中，TIM000的设定值由D10来确定，可通过使 用+B指令来改变D10的值，从而使TIM000的设定值也将发 生改变。因此，+B指令可用来修改定时器的设定值。
思考： 若要多次修改定时器的设定值，还可以使用哪
(2) STC和CLC指令的功能： STC：当执行条件为ON时, 进位标志位CY被置1 CLC：当执行条件为ON时, 进位标志位CY被置0 在做加、减法运算时，CY要参与计算，所以在运算之 前需要对CY进行清零操作。 2. 十进制运算指令 十进制运算指令是用单/双字BCD码表示的十进制数据 进行加、减、乘、除运算。其中，加、减法运算与CY有关, 乘、除法与CY无关。下面介绍单字运算指令(+B、+BC－B、 －BC、*B、/B)，详见表5-4，对应的双字运算指令(+BL、 +BCL、－BL－BCL*BL、/BL)与单字指令功能相似,这里不 再赘述。
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此外，本例中的运算也可以用十进制运算指令来实现， 思路完全一致。
图5-9 二进制运算指令应用举例
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本项工作任务的评分标准见表5-6所示。
表5-6 评 分 标 准
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例5.3 图5-8所示梯形图程序是应用减法指令(-BC)的例
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图5-8 －BC指令应用举例
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当0.00为ON时：执行CLC指令，将CY清零；执行(-BC) 指令，用H0中的数据减去D0的数据，再减去CY的内容，差 存入结果通道H1中。若运算没有借位，CY则被置0，H2即 为0；若运算有借位时，结果通道中的内容是差的十进制补 码，因此须进行第二次减法运算，于是根据CY的状态(ON) 执行第二次减法运算，结果存于H1，同时把H2置1。
例5.4 图5-9所示梯形图程序是使用二进制运算指令完 成(250×8－1000)/50运算，请分析该程序的执行过程。
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程序功能分析： 当0.00为ON、0.01为OFF时，执行BSET指令，将D0～ D4清零。 当0.00为OFF、0.01为ON时，执行MOV指令，将 #00FA(十进制的250)传送到H0中；执行*指令，将H0的内容 与#0008相乘，把结果的低位07D0(十进制的2000)存入D0中、 结果的高位0000存入D1中；执行CLC指令将CY清零,以准备 进行相减运算。执行一次-C指令，以D0的内容为被减数与 #03E8(十进制数1000)相减, 结果#03E8存入D2中；执行/指令， 将D2中的内容除以#0032(十进制的50)，把商#0014(十进制 的20)存入D3中，余数#0000存入D4中。
非微分两种形式。递增/递减指令非常简单，具体见表5-2。 表5-2 递增/递减类指令
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OMRON CP1E系列PLC中的逻辑运算指令主要是以字/ 双字为单位对数据进行“与”、“或”、“非”、“异或”、 “同或”等逻辑运算。表5-3列出了COM(29)、ANDW(34)、 ORW (35)、XORW(36)和XNRW(37)5种单字逻辑运算指令， 双字逻辑运算指令有COML(614)、ANDL(610)、 ORWL(611)、XORL(612)和XNRL(613)指令，与对应的单字 逻辑运算指令功能相似，这里不再介绍。
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1. 控制要求 作500×20+300－15的运算，并将结果送到VW50中存 储。 2. 训练内容 (1) 分析控制要求，写出I/O分配表，并根据控制要求设
(2) (3) 汇总整理文档，保留工程文件。
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工作任务2 基于PLC的恒压供水系统
城市供水状况与人们的正常生活息息相关，传统供水系 统中采用固定频率满负荷的运行方式进行工作，此种方式对 供水的管道内压力和水位变化不能做出及时、恰当的反应， 尤其在晚上用水少的情况下资源消耗比较严重，不能有效节 能。而采用变频器调速的供水系统，可以根据用水量的大小 控制泵的转速和数量，从而有效解决供水系统的不稳定现象。
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表5-3 逻辑运算指令
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例5.1 图5-3是逻辑运算指令应用的例子，分析程序执 行完之后D2中的内容。
图5-3 例5.1梯形图
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当0.00为ON、0.01为OFF时，执行BSET指令，将所有 存放结果的通道D0～D4都清零。当0.00为OFF、0.01为ON 时，执行如下逻辑运算指令：执行ANDW指令，将常数 008F与0081进行逻辑“与”运算, 结果0081放在通道D0中； 执行ORW指令，将通道D0的内容与常数0073进行逻辑“或” 运算，结果00F3放在通道D1中；执行XORW 指令，将通 道D0与D1两个通道的内容进行逻辑“异或”运算，结果 0072放在通道D2中。程序执行逻辑运算的过程如图5-4所示。
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表5-5 二进制加法指令
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同十进制运算相似，在二进制运算指令中，由于两个最 大的单字二进制数相乘，即FFFF×FFFF=FFFE0001，运算 结果不发生进位，所以乘、除法运算都不涉及进位位CY。 双字指令与单字一样，乘、除法也不涉及CY。
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工作任务1 PLC的数值运算 工作任务2 基于PLC的恒压供水系统
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工作任务1 PLC的数值运算
根据控制要求，拨码器X与Y分别有4个端子，并且要用 数码管进行数值显示，所以在本任务中，PLC的输入信号有 10个，输出信号有14个。下面对本任务进行具体设计。
由此可知：TIM000的设定值是变化的，TIM001的设定 值是固定的，TIM001用来控制100.00为ON的时间，TIM000 用来控制100.00 为OFF的时间，100.00为ON的时间总是60 s, 100.00为OFF的时间从30 s起依次增加30 s(不超过90 s)。该 段程序对100.00实现了循环间歇OFF、ON的控制。程序执 行的过程如图5-7
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图5-10 恒压供水系统图
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根据控制要求，本任务中PLC的开关量输入信号有6个， 模拟量输入信号有1个，开关量输出信号有5个，模拟量输出 信号有1个。下面进行具体设计。
1. I/O分配 I/O分配情况如表5-7所示。
具体控制要求如下： (1) 只有水池水满时，才能启动水泵进行抽水；水池缺
(2) 系统有手动和自动两种控制方式。一般都采用自动 控制方式，只有在应急或者检修时才选择手动控制方式。
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(3) 在选用自动控制方式时，按下启动按钮，先由变频 器启动1#水泵，如果当工作频率已经达到50 Hz，而压力仍 不足时，将1#水泵切换成工频运行，再由变频器来启动2#水 泵，这时供水系统处于“1工频1变频”的运行状态。如果变 频器的工作频率已经下降至频率下限，而压力仍偏高时，则 1#水泵停机，供水系统处于1台水泵变频运行的状态。如果 变频器工作频率已经达到50 Hz，而压力仍不足时，延时后 将2#水泵切换成工频运行，再由变频器去启动1#水泵。如此 不断循环。
3. 二进制运算指令 二进制运算指令就是用单/双字的二进制数据进行加、 减、乘、除运算。其中，加、减法运算与CY有关，乘、除 法与CY无关。下面介绍单字运算指令(+、+C、－、－C*U、 *、/U、/)，详见表5-5。对应的双字运算指令(+L、+CL、－ L、－CL、*UL*L/UL、/L)与单字指令功能相似，这里不再 赘述。
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1. 进位位置1指令(STC(40))和进位位置0指令(CLC(41)) (1) 指令格式：
STC(40)； CLC(41)； STC和CLC指令的梯形图符号如图5-5所示。
图5-5 STC和CLC指令的梯形图符号
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1. I/O分配 I/O分配情况如表5-1所示。
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表5-1 I/O分配表
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2. PLC硬件接线 PLC硬件接线图如图5-1所示。
图5-1 硬件接线图
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3. 设计梯形图程序 根据控制要求，设计的梯形图程序如图5-2所示。 4. 系统调试
(1) (2) 输入程序并运行，监控程序运行状态，分析程序运 行结果。
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图5-2 数值运算参考梯形图
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一、递增/ 递增/递减指令主要实现数据的累加和递减，有微分和