PLC程序编制方法

1. 高速计数器的编程

1）FX3U 型PLC 的高速计数器

高速计数器是PLC 的编程软元件，用于频率高于机内扫描频率的机外脉冲计数，由于计数信号频率高，计数以中断方式进行，计数器的当前值等于设定值时，计数器的输出接点立即工作。

FX3U 型PLC 内置有21 点高速计数器C235～C255，每个高速计数器都规定了其功能和占用的输入点。

高速计数器的功能分配如下：

（1）C235～C245 共11 个高速计数器用作一相一计数输入的高速计数，即每一计数器占用1 点高速计数输入点，计数方向可以是增或者减计数，取决于对应的特殊辅助继电器M8□□□的状态。例如：C245 占用X002 作为高速计数输入点，当对应的特殊辅助继电器M8245 被置位时，作增计数。C245 还占用X003 和X007 分别作为该计数器的外部复位和置位输入端。

（2）C246～C250 共5 个高速计数器用作一相二计数输入的高速计数，即每一计数器占用2 点高速计数输入，其中1 点为增计数输入，另一点为减计数输入。例如：C250 占用X003作为增计数输入，占用X004 作为减计数输入，另外占用X005 作为外部复位输入端，占用X007 作为外部置位输入端。同样，计数器的计数方向也可以通过编程对应的特殊辅助继电器M8□□□状态指定。

（3）C251～C255 共5 个高速计数器用作二相二计数输入的高速计数，即每一计数器占用2 点高速计数输入，其中1 点为A 相计数输入，另1 点为与A 相相位差90°的B 相计数输入。C251～C255 的功能和占用的输入点如表5-29 所示。

表5-29　高速计数器C251～C255 的功能和占用的输入点

如前所述，分拣单元所使用的是具有A、B 两相90°相位差的通用型旋转编码器，且Z 相脉冲信号没有使用。根据表5-28 可选用高速计数器C251。这时编码器的A、B 两相脉冲输出应连接到X000 和X001 点。

每一个高速计数器都规定了不同的输入点，但所有的高速计数器的输入点都在X000～X007 范围内，并且这些输入点不能重复使用。

2）高速计数器的编程

如果外部高速计数源（旋转编码器输出）已经连接到PLC 的输入端，那么在程序中就可直接使用相对应的高速计数器进行计数。例如，在图5-41 中，设定计数器C255 的设置值为100，当C255 的当前值等于100 时，C255 的触点接通，从而控制输出Y010 为“ON”。由于采用中断方式计数，一旦当前值等于设定值，计数器会及时动作，但实际输出信号却依赖于扫描周期。

图5-41　高速计数器的编程示例

下面以现场测试旋转编码器的脉冲当量为例，说明高速计数器的一般使用方法。前面介绍的旋转编码器脉冲当量是根据传送带主动轴直径计算的，其结果只是一个估算值。在分拣单元安装调试时，除了要仔细调整尽量减少安装偏差外，还须现场测试脉冲当量值。测试的步骤如下。

（1）分拣单元安装调试时，必须仔细调整电动机与主动轴联轴的同心度和传送皮带的张紧度。调节张紧度的两个调节螺栓应平衡调节，避免皮带运行时跑偏。传送带张紧度以电动机在输入频率为1 Hz 时能顺利启动、低于1 Hz 时难以启动为宜。测试时可把变频器设置为P.79 = 1，P.3 =0 Hz，P.161 = 1；这样就能在操作面板上进行启动/停止操作，并且把M 旋钮作为电位器进行频率调节。

（2）安装调整结束后，变频器参数设置为：P.79 = 2（固定的外部运行模式），P.4 = 25 Hz（高速段运行频率设定值）。

（3）编写如图5-42 所示的程序，变换后写入PLC。

图5-42　脉冲当量现场测试程序

（4）运行PLC 程序，并置于监控方式。在传送带进料口中心处放下工件后，按起动按钮启动运行。工件被传送一段较长的距离后，按下停止按钮停止运行。观察监控界面上C251 的读数，将此值填入表5-30 的“高速计数脉冲数”一栏；然后在传送带上测量工件移动的距离，把测量值填入“工件移动距离”一栏，则脉冲当量μ（计算值）=工件移动距离/高速计数脉冲数，将结果填写到相应栏目中。

表3-30　脉冲当量现场测试数据　单位：mm

（5）重新把工件放到进料口中心处，按下启动按钮即进行第二次测试。进行三次测试后，求出脉冲当量μ 的平均值为：μ =(μ 1+ μ 2+μ3)/3 =0.257 7（mm）。

按如图5-6 所示的安装尺寸重新计算旋转编码器到各位置应发出的脉冲数：当工件从下料口中心线移至光纤传感器2 的光纤头中心时，旋转编码器发出324 个脉冲；移至电感式传感器中心时，发出456 个脉冲；移至第一个推杆中心点时，发出650 个脉冲；移至第二个推杆中心点时，约发出1021 个脉冲；移至第三个推杆中心点时，约发出1360 个脉冲。

在分拣单元任务中，编程高速计数器的目的是根据C251 当前值确定工件位置，与存储到指定的变量存储器的特定位置数据进行比较，以确定程序的流向。特定位置考虑如下：

① 芯体颜色判别位置应稍后于进料口到光纤传感器2 的光纤头中心位置，故取脉冲数为330，存储在D106 单元中（双整数）。(www.xing528.com)

② 工件属性判别位置应稍后于进料口到电感式传感器1 中心位置，故取脉冲数为460，存储在D110 单元中。

③ 从位置1 推出的工件，停车位置应稍前于进料口到推杆一中心位置，取脉冲数为600，存储在D114 单元中。

④ 从位置2 推出的工件，停车位置应稍前于进料口到推杆二中心位置，取脉冲数为960，存储在D118 单元中。

⑤ 从位置3 推出的工件，停车位置应稍前于进料口到推杆三中心位置，取脉冲数为1300，存储在D122 单元中。

提示：特定位置数据均从进料口开始计算，因此，每当待分拣工件下料到进料口，电动机开始起动时，必须对C251 的当前值进行一次复位（清零）操作。

2. 程序结构和程序调试

1）分拣单元工作过程

分拣单元的主要工作过程是分拣控制。应在上电后，首先进行初始状态的检查，确认系统准备就绪后，按下起动按钮，进入运行状态，才开始分拣过程的控制。初始状态检查的程序流程与前面所述的供料、加工等单元是类似的。但前面所述的几个特定位置数据须在上电第1 个扫描周期写到相应的数据存储器中。梯形图如图5-43 所示。

图5-43　分拣单元初始化程序

系统进入运行状态后，应随时检查是否有停止按钮按下。若停止指令已经发出，则应在系统完成一个工作周期回到初始步时，复位运行状态和初始步使系统停止。这一部分程序的编制与前面几个单元类似，请读者自行完成。但这里需要特别强调的是，分拣单元增加了起动变频器的控制程序，可以采用两种方法实现：一种是通过模拟量输入实现，另一种方法是PLC 与变频器之间通过通信方式实现。下面分别说明。

（1）通过模拟量输入实现变频器起动的程序。通过模拟量输入实现对变频器的控制，主要是利用模拟量输入/输出适配器FX3U-3A-ADP 将PLC 要求的变频器起动频率（30 Hz）由数字量转换成模拟量电压，实现对变频器的运行控制，其D/A 转换处理的程序如图5-44 所示。

图5-44　D/A 转换处理的程序

（2）通过通信方式实现变频器起动的程序。通过通信方式实现对变频器的控制，主要是通过通信适配器FX3U-485-ADP 及变频器通信指令实现对变频器的运行控制，其程序如图5-45所示。

图5-45　PLC 通过通信方式控制变频器起动的程序

2）分拣过程编程

分拣过程是一个步进顺控程序，编程思路如下。

（1）初始步：当检测到待分拣工件下料到进料口后，复位高速计数器C251，并以固定频率起动变频器驱动电动机运转，初始步的梯形图程序如图5-46 所示。

图5-46　分拣控制的初始步

（2）当工件经过安装传感器支架上的光纤头和电感式传感器时，根据两个传感器动作与否判别芯体的颜色和工件的属性，从而决定程序的流向。

（3）C251 当前值与光纤式传感器2、电感式传感器1 位置值的比较可采用触点比较指令实现。完成上述功能的梯形图如图5-47 所示。

图5-47　在传感器位置判别芯体颜色和工件属性

分拣过程的顺序功能图如图5-48 所示。

图5-48　分拣过程的顺序功能图