嘉华JH120系列可编程序控制器编程手册.docx
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嘉华JH120系列可编程序控制器编程手册
嘉华JH120系列可编程序控制器
编程手册
TABLEOFCONTENTS
第一章绪论3
第二章器件及器件定义号4
2.1输入继电器(X)4
2.2输出继电器(Y)4
2.3内部继电器4
第三章指令功能6
3.1基本指令6
第四章步进指令14
4.1电路总体组态14
4.2自动顺序程序15
4.3方式选择的通用顺序19
4.4手动操作顺序21
4.5多流程的处理23
第五章功能指令28
5.1功能指令表28
5.2表达格式30
5.3数据传送指令31
5.4数据比较指令37
5.5算术运算指令44
5.6高速I/O处理功能指令57
5.7复位指令61
5.8其它功能指令63
第六章指令索引67
6.1基本指令和执行时间67
6.2应用指令和执行时间69
第七章元件定义索引71
7.1特殊辅助继电器表71
7.2元件定义表71
第一章绪论
可编程序控制器(PLC)是一种数字运算操作的电子系统,专为工业环境下应用而设计。
它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令,并通过数字式、模拟式的输出,控制各种机械或生产过程。
PLC由CPU、RAM、ROM和输入、输出接口电路等组成,如下图所示:
图1.1PLC组成电路
CPU完成输入信号的检测、程序指令的编译、指令规定的动作及输出结果的功能。
存储器包括RAM、ROM:
RAM用来存放各种暂存的数据、中间结果和用户程序等。
ROM用来存放监控程序及用户程序。
输入接口接收输入信号。
通常采用光电耦合电路,减少电磁干扰。
输出接口用于输出结果。
通常输出也采用光电隔离,并有三种方式,即继电器、晶体管和可控硅。
JH120系列及120H系列均采用继电器输出。
PLC采用循环扫描工作方式,在PLC中,用户程序按先后顺序存放,PLC从第一条指令开始执行程序,直至遇到结束符后又返回第一条,不断循环。
程序被完整扫描一次的时间,称为程序扫描周期。
这个周期的长短,取决于程序所用指令的条数以及每条指令执行所需的时间。
PLC对输入/输出有三种控制方式:
直接方式、集中刷新控制方式和混合方式。
JH120系列及JH120H系列采用集中刷新控制方式,即在程序执行前,先把所有输入的状态集中读取并保存,程序执行时,所需的输入状态就到存储器中去读取,要输出的结果也都暂存起来,直到程序执行END后,才集中让输出产生动作。
实质上,PLC是由许多电子继电器、定时器、计数器组成的一个组合件。
而这些电子继电器、定时器、计数器则由PLC的内部寄存器来模拟实现。
例如,可以选某个寄存器的一位(bit)作为中间继电器,以“1”表示继电器接通,以“0”表示继电器断开等。
JH120系列及JH120H系列具有下列器件:
输入继电器、输出继电器、定时器、计数器、辅助继电器、状态寄存器、数据寄存器、特殊继电器等。
这些内部器件都是字节或字的形式。
在内存的数据存储区,各自占有一定数量的存储单元,使用这些器件,实质上就是对相应的存储内容以位或字节或字的形式进行存取。
根据实际要求,通过编程器对这些内部器件进行控制,就是编程。
程序是由若干条指令组成的,而指令是由指令字和器件组合而成的,并且指令还表示出了连接的方法。
每个指令都用顺序号标出,该顺序号称为步进号。
JH120系列及JH120H系列中,可能标出的步进号范围为0-999,即最多在一个程序内可编1000条指令。
PLC的编程语言通常有下列几种:
指令表(助记符)语言、梯形图语言、流程图语言、布尔代数语言。
JH120系列及JH120H系列采用梯形图语言及指令表语言。
第二章器件及器件定义号
2.1输入继电器(X)
PLC与外部输入点对应的内存基本单元,CPU一般按位来读取一个继电器的状态,也可按字来读取相邻一组继电器的状态。
输出继电器不能由编入PLC内的接点驱动。
通常一个外部输入点对应于一个输入继电器,当外部输入点接通时,该输入继电器相应接通。
JH120系列及JH120H系列的输入继电器定义号如下(共72点,八进制):
000-013,014-027,400-413,414-427,500-513,514-527
注:
下面给出的器件定义号均指JH120系列及JH120H系列
2.2输出继电器(Y)
PLC与外部输出点对应的内存基本单元,可以由输入继电器接点、内部其它器件接点以及它自身的接点来驱动。
输出继电器定义号如下(共48点,八进制):
030-037,040-047,430-437,440-447,530-537,540-547
2.3内部继电器
与外部没有直接联系,是PLC内部的一种辅助继电器,每个内部继电器对应着内存的一个基本单元,可由输入继电器接点、输出继电器接点以及其它内部器件接点驱动,它自己的接点也可以无限地多次使用。
内部继电器包括辅助继电器、定时器、计数器、状态寄存器、数据寄存器及特殊继电器等。
2.3.1辅助继电器(M)
辅助继电器带有若干个常开接点和常闭接点,这些接点可在内部选择使用,但是这些接点不能直接驱动外部负载。
而必须通过输出继电器来驱动。
辅助继电器定义号如下
100-177,200-277,300-377
其中300-377由电池支持,即在出现掉电故障时,这些继电器将保存存储内容。
辅助继电器可作移位寄存器用,此时一列16点的辅助继电器为一组,其首位编号用作移位寄存器的编号。
一旦某组辅助继电器用作移位寄存器,则这组辅助继电器就不能作其它用。
移位寄存器编号
M100-M117,M120-M137,M140-M157,M160-M177,M200-M217,M220-M237
M240-M257,M260-M277
电池支持:
M300-M317,M320-M337,M340-M357,M360-M377
2.3.2定时器(T)
定时器与若干常开接点和常闭接点一起,提供限时。
定时器定义号如下:
050-057
450-4570.1-999秒三位数设定值最小设定单位为0.1秒
550-557
650-6570.01-99.9秒三位数设定值最小设定单位为0.01秒。
定时器接点的工作精度可以粗略地用下面公式给出
T+TOT-T1
TO:
执行周期(秒)
T:
定时器设定时间(秒)
T1:
在0.1秒定时器的情况下,T1=0.1;在0.01秒定时器的情况下,T1=0.01
2.3.3计数器(C)
计数器定义号如下:
060-067,460-467,560-567,660-667
计数值1-999。
其中660、661成对可作高速加/减法计数器
2.3.4状态寄存器(S)
状态寄存器定义号如下:
600-647均由电池支持
每个状态寄存器都可以带有若干常开接点和常闭接点,而且在PLC内可以任意选择使用。
状态寄存器是使步进式的过程控制容易编制程序的一种软器件,同步进梯形指令STL组合使用。
在不用步进梯形指令时,状态寄存器可以作为普通的辅助继电器使用(电池支持)。
2.3.5数据寄存器(D)
数据寄存器定义号如下:
700-777三位BCD码
用以存储数据或参数
2.3.6特殊继电器(SFM)
特殊继电器是PLC运行过程中的一些状态标志和参数。
(1)M70:
RUN(运行监视)
M70自动地随PLC的运行/停止而呈通/断状态。
M70的接点用于驱动功能指令等。
(2)M71:
初始化脉冲
在M71刚接通时,M71只给出一个脉冲执行周期。
M71的接点用于对计数器、移位寄存器、状态指示器等进行初始化。
(3)M72:
100ms时钟
M73:
10ms时钟
M72的通断间隔为100ms,其中50ms通,50ms断。
M73的通断间隔为10ms,其中5ms通,5ms断。
用计数器对该接点的工作进行计数,可提供一个0.1-99.9秒和0.01-9.99秒的定时器。
(4)M76:
锂电池电压下降
锂电池用于电池支持的继电器供电,当电池电压下降时,M76接通,可以把信号输给外部指示单元来指示电池电压下降。
(5)M77:
全部输出禁止
在程序使M77工作时,所有输出继电器自动断开,此时,其它的继电器、定时器和计数器仍保持工作状态。
(6)M470:
高速计数控制
如前所述,计数器660和661组成一对高速计数器,根据M470的通/断条件,分别按下述方式对计数器作计数输入。
M470接通时:
X400作计数输入,X401作复位输入,X400和X401的输入滤波器自动地变为200μs左右,从而能执行2KHz的高速计数。
M470断开时:
PLC内所选用接点可用作计数输入或用作复位输入,但是此时由于计数速度取决于PLC执行周期,通常限于几十赫兹。
(7)M471:
加/减计数选择
指定计数器对C660及C661的计数方向
M471=通加法计数
M471=断减法计数
(8)M472:
计数开始
在660及661用作高速计数器的情况下,即在M470接通时,使用M472。
M472=通执行计数
M472=断不执行计数
(9)M473:
上/下移标志
当计数器和现行计数值由999999变为0或者由0变为999999时,M473接通。
在计数器对用作反向计数的情况下,可以用其他计数器为M473的工作进行计数,从而组成九位计数器。
(10)M570:
出错标志
当对功能指令的条件设定线圈设定了错误的指令对象器件定义号时,该标志接通。
当设定正确时,该标志断开。
在使用若干功能指令,它们都有可能影响该标志工作的情况下功能指令每执行一次M570都接通或断开。
(11)M571:
进位标志
M572:
零位标志
M573:
借位标志
在对现行计数器值执行比较功能指令时,根据“大于”、“小于”或“相等”的具体情况分别使M571-M573工作。
例如:
比较设定值为“100”时,
当现行计数器值为0-99时,M573接通
当现行计数器值为100时,M572接通
当现行计数器值为101-999时,M571接通
进位标志M571还用于功能指令中检测中断输入信息。
(12)M574:
禁止状态转移
(13)M575:
状态转移返回起点标志
第三章指令功能
JH120系列和JH120H系列共有基本指令20条、步进指令2条和功能指令96条。
3.1基本指令
3.1.1LD(取):
常开接点与母线连接指令
LDI(取反):
常闭接点与母线连接指令
OUT(输出):
线圈驱动指令
LD和LDI指令用于接点与母线相连。
另外,在分支开始处,这些指令与后述的AND指令一起使用。
OUT指令是线圈驱动指令。
用于驱动输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、状态继电器和功能指令,但是不能用来驱动输入继电器。
指令对象器件:
LD、LDI:
X、Y、M、T、C、S
OUT:
Y、M、T、C、S、F
图形表示:
说明:
并行的输出指令。
如上图中OUT100之后的OUT450,可以重复使用任意次。
对于定时器、计数器和功能指令线圈,必须在OUT之后设定合适的常数。
常数(K)的设定,需占用一步程序。
3.1.2AND(与):
常开接点串联指令
ANI(与非):
常闭接点串联指令
AND(与)和ANI(与非)指令用于接点串联,串联接点的数量不限,这个指令可以连续使用。
指令对象器件:
X、Y、M、T、C、S
图形表示:
说明:
在执行OUT指令后,通过接点对其他线圈执行OUT指令,称为“连续输出”,如上图中的OUT434。
连续输出只要电路设计顺序正确,可任意次重复使用。
但是若M101与T451和Y434交换,则不可以。
3.1.3OR(或):
常开接点并联指令
ORI(或非):
常闭接点并联指令
OR和ORI指令是用作接点并联接的指令,当二个以上接点的串联电路并联连接时,需用后述的ORB指令。
OR和ORI指令引起的并联,是从OR和ORI一直并联到前面最近的LD和LDI指令上,并联的数量不受限制。
指令对象器件:
X、Y、M、T、C、S
图形表示:
3.1.4ORB(电路段或):
分支电路并联指令
两个以上接点串联的电路称作“串联电路段”。
串联电路段并联连接时,在支路始端用LD和LDI指令,在支路终端用ORB指令。
ORB指令是独立指令,不带任何器件编号。
图形表示:
注意:
多重并联电路中,若每个串联块都用ORB指令,则并联电路数可不受限制。
ORB指令可以集中起来使用,但是切记,此时在一条线上LD和LDI指令重复使用数必须少于8次。
3.1.5ANB(电路段与):
将分支电路的始端与前一个电路串联连接的指令。
用ANB指令将分支电路(并联电路块)与前一个电路串联。
在与前一个电路串联的时候,用LD与LDI指令作分支电路的始端,分支电路的并联电路块完成之后,用ANB指令来完成两电路的串联。
指令对象器件:
无
图形表示:
说明:
如果多重并联电路段顺次与前一个电路串联,AND的使用次数可以不受限制,但是使用的LD/LDI指令数不能超过8次。
3.1.6S(置位):
置位指令
R(复位):
复位指令
这两个指令用于输出继电器、状态继电器和辅助继电器M220-337,用作置位和复位操作。
指令对象器件:
Y、M200-337、S
图形表示:
X401一旦接通,即使再断开,M202仍保持接通
X402一旦接通,即使再断开,M202仍保持断开
说明:
当使用S指令时,线圈用它的自保功能,保持工作状态,当使用R指令时,其复位被自保。
无论是S指令还是R指令,都可先编入程序,但后执行的指令仍有效。
所以当S指令和R指令连续编入,而中间又无其它程序时,X401和X402都接通,此时后面的程序将优先执行。
3.1.7PLS(脉冲):
微分输出指令
当输入信号上升时产生一个宽度为扫描周期的脉冲。
指令对象器件:
M100-377
图形表示:
当X401和X402接通时,M205相应地置位和复位。
说明:
PLS指令有时可用于计数器移位寄存器复位输入、置位/复位指令和数据指令输入等。
如果在PLS指令脉冲输出期间,用转移指令使PLS指令转移,则该脉冲输出仍保持接通。
3.1.8RST(复位):
计数器和移位寄存器清零指令
RST指令断开计数器输出,或使现行值恢复到设定值,也可用来清除寄存器的内容。
指令对象器件:
M100、120、140、160、200、220、240、260、300、320、340、360、C(除661外)
图形表示:
说明:
RST指令在任何情况下都是优先执行的,所以在RST保持输入时,不再接受计数器输入或移位输入。
因为复位电路的程序与移位寄存器的移位输入电路的程序或与数据输入电路的程序都无关,所以可以任意地更改程序的顺序或分割程序。
分割程序时,如果计数器的输出指令由转移或步进梯形接点断开,就不能达到设定值。
由电池支持的计数器和移位寄存器,具有掉电保护功能。
在不必再保持计数器或移位寄存器原有功能时,工作开始之前,要使用初始化脉冲M71,使计数器或移位寄存器复位。
3.1.9SFT(移位):
使移位寄存器中内容作移位的指令
移位寄存器是由16个辅助继电器组合进行工作的,用16个辅助继电器的首位编号来代表各移位寄存器。
指令对象器件:
100、120、140、160、200、220、240、260、300、320、340、360
图形表示
说明:
两个以上移位寄存器纵向连接时,如上图所示,则要对后级先进行编程,用前级移位寄存器的末位输出作后级移位寄存器的数据输入。
如果不用SFT指令,则这些辅助继电器可作普通继电器使用。
此外,还可以用S/R指令单独控制M200-377,同时,SFT指令还可以和这些辅助继电器一起使用。
每个输入可按下图分别编程,其编程顺序没有特殊限制,其他顺序程序也可以插在该程序中间。
3.1.10MC(主控):
公共串联接点的连接指令(公共串联接点另起新母线)
MCR(主控复位):
MC指令的复位指令
对于连续输出电路,只要编程的顺序不错,可进行任意次的编程,但对于分支后含有串联接点的多路输出电路,则不能直接编程。
MC和MCR指令就是用来解决这个问题的。
指令对象器件:
M100-177
图形表示:
说明:
如上例所示,MC100、MC101等的MC接点,是一个应该分别与母线相连的常开接点,与该常开接点相连的其它接点,用LD(LDI)指令连接,即把母线移到MC接点的后面。
3.1.11NOP(空操作):
删除一条指令或空一条指令
指令对象器件:
无器件编号的独立指令
在修改或增加程序时,如果插入NOP指令,可使步进编号的更改减到最少,此外,可以用NOP指令来取代已写入的指令,从而修改电路。
把LD、LDI、ANB、ORB等改成NOP指令时,会引起电路组态发生重大改变。
在执行程序全部清零时,所有指令可看作是NOP。
3.1.12CJP(条件跳转):
当输入接通时跳转至EJP
EJP(跳转终止):
设置条件跳转目标
条件跳转指令是用来跳过部分程序,使其不执行的指令,跳转目的地的八进制编号有64点,其范围从“700”至“777”。
指令对象器件:
D700-777
图形表示:
关于CJP、EJP指令的一些说明:
EJP指令不能在CJP指令之前,否则EJP将不起作用,如果多次使用相同的EJP指令,则只有最后一个EJP指令有效,其他的EJP将不起作用。
如果漏写了EJP指令,则CJP指令也不起作用。
如果用转移指令在脉冲输出执行期间对脉冲指令作转移处理,则保持产生脉冲输出。
具有相同转移目的的各个转移指令,可以用相同的编号编程。
如上图左所示,三个CJP指令具有相同的转移目的地。
如上图右所示,D706的转移区包含在D705的转移区中,D705的转移区与D707的转移区部分重叠。
当X406接通时,CJP706、CJP707无效,若X407接通,则CJP707无效。
从MC外部到MC外部的转移:
无需考虑MC的工作,这种转移是可行的。
从MC外部到MC内部的转移:
无需考虑MC的工作,这种转移是可行的,即使与母线相连的接点是断开的,仍可将它看作接通状态,执行转移后的电路。
从MC内部到MC内部的转移:
与母线相连的接点接通时,转移可以执行,而当它断开时,转移无效。
从MC内部到MC外部的转移:
若与母线相连的接点接通,转移可以,但此时MCR无效。
若断开,则不执行转移。
从MC内部到其它MC内部的转移:
只要CJP指令所在的主控接通,转移可以进行。
无论另一主控是否通断,都可以将它重新接通,执行转移后的电路。
此时CJP指令所在的MCR无效。
3.1.13END:
程序结束指令
PLC能重复地进行输入处理、程序执行和输出处理。
程序结束时,写入END指令,则立即执行输出处理,而不再执行后面额外的步骤,并且程序返回第0步。
指令对象器件:
无器件号的独立指令
第四章步进指令
全部顺序指令大致可分为通用顺序、手动顺序、自动顺序三种,通用顺序主要用于方式选择。
这里简单介绍步进梯形指令的内容和上述三种顺序的处理方法。
4.1电路总体组态
4.1.1步进梯形指令的目的
步进梯形指令是一种十分有用的指令。
使用简单的编程器,根据说明机器作状态转换的图形,可以很容易地用这种指令来实现顺序设计。
适用于常规继电器梯形图进行设计。
因此这两种顺序可以组合使用。
步进梯形指令可以分别直接用于自动顺序、手动继电器梯形顺序和方式选择电路中。
4.1.2输入和输出单元的分配
图4.1.1表示了安装在机械手上的负载和传感器,在PLC输入输出端分配的编号。
上升、下降、右移、左移采用双电磁阀。
一旦下降(右移)输出接通,即使再断开,它也能始终保持现行位置。
上升(左移)与此相同。
图4.1.1
夹持松开装置,使用单电磁阀。
当夹持输出时,处于夹持状态,夹持输出中断时,处于松开状态。
每个工作臂都有上、下限位开关和左、右限位开关。
其夹持装置不带限位开关,一旦夹持电磁阀导通,就同时驱动PLC内的定时器,设定的时间一到,夹持动作也就完成。
4.1.3输入操作的分配
下面是机器操作方式的实例:
手动
单一操作:
用各按钮开关来接通或断开各负载的工作方式
返回原位:
按下返回原位按钮时,机器自动返回到它的原位
自动
步进操作:
每按一次启动按钮,向前执行一步动作的工作方式
单周期操作:
机器在原位时,按下启动按钮,自动地执行一个操作周期的操作,操作完后机器停在原位上
如果在操作过程中,按下停止按钮,则机器停留在该工序上。
如果再按下启动按钮,则又从该工序继续工作,最后停留在原位上
连续操作:
机器处在原位时,按下启动按钮,机器就连续重复工作
如果按下停止按钮,机器运行到原位,然后停机
4.1.4完整的顺序组态
下面是手动顺序(单一操作,返回原位)和自动顺序的完整组态。
图4.1.2
在选择操作方式时,常闭接点X500断开,执行单一操作程序。
在选择其它方式时,常闭接点X500闭合,从而使程序转移。
如果选择返回原位方式,常闭接点X501断开,执行返回原位程序。
在执行其它方式的情况下,则常闭接点X501闭合,程序转移不执行返回原位操作。
自动程序要在启动按钮按下时才执行。
在供电恢复以后,机器由原位重新启动时不需要该程序。
4.2自动顺序程序
4.2.1负载驱动图
图4.2.1为机械手工作中执行各工序的负载图
图4.2.1
在第一次下降工序中,下降电磁阀Y430接通。
在夹持工序中,夹持电磁阀Y431置位,同时驱动定时器T450。
此后执行类似的操作,完成由初始条件到下一个初始条件的一系列操作。
在夹持输出Y431置位后,保持夹持,直到夹持输出复位才松开。
另一方面,只在每一工序上驱动定时器和其他输出。
如上所述的控制,即一步一步按顺序驱动后各负载动作,称为顺序控制或过程步进型控制。
这种控制过程,用继电器符号程序很难实现程序设计。
4.2.2转换条件图
图4.2.2表示了各工艺过程转换的条件。
图4.2.2
在初始条件下,按下启动按钮,过程转换为第一次下降过程。
随着下降电磁阀的工作,机械臂下降,在到达下限位置时,下限位开关X401接通,工艺转为夹持过程。
因为定时器T450与夹持输出同时工作,所以在定时器接点接通以后,工艺转为第一次上升过程。
此后,用类似的方法完成一系列工艺过程的转换。
4.2.3状态转换图
图4.2.3是状态转换图。
它由负载驱动图和转换条件图组合而成。
图中每个工艺过程,都标有状态指示器的编号。
状态指示器的编号可在S600-S647范围内选用,但其编号不一定要如下图所示呈连续排列。
只要根据机器操作的工艺规范准备好状态转换图,就可以进行简单的编程,而不必先设计常规的继电器顺序。
图4.2.3
说明:
1.初始状态
指示初始化条件的初始状态在图中用双线框表示,初始状态的置位用返回原位指令。
2.转换启动
特殊辅助继电器M575用于转换启动。
按下启动按钮时辅助继电器接通,建议与原位条件串联。
3.程序举例
上述工艺过程的编程如下:
STL
600
STL
603
R
431
LD
575
OUT
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