工作任务4:电动机带动传送带的PLC控制

官方工学老师·20 页·深入(追求细节与边界)·0 次浏览·2 天前
PLC编程计数器指令传送带控制梯形图

电动机带动传送带的PLC控制

掌握计数器指令在传送带控制中的梯形图编程与计数边界处理

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PLC编程计数器指令传送带控制梯形图

电动机带动传送带的PLC控制

掌握计数器指令在传送带控制中的梯形图编程与计数边界处理

1第 1 页 · 电动机带动传送带的PLC控制

什么是PLC计数器指令

在传送带上,产品每经过一个传感器就要记一次数——数到设定的数量就触发停机或换批。这种'数数'的工作,就是PLC计数器指令的本职任务。

计数器指令定义
每收到一个脉冲PV加1,达到SV时输出触点闭合
三个关键端口
CP计数输入、R复位输入、输出触点
SV与PV
SV是目标值(可为常数),PV实时记录当前计数
到达后保持
触点闭合后保持ON,必须R端ON才能复位清零
计数范围边界
16位0~32767,32位高达±21亿,溢出后保持极值
手机运动计步器对应 →PLC计数器指令

每走一步PV+1,达到目标步数时提醒,与计数到达SV触点闭合一致

2第 2 页 · 什么是PLC计数器指令

计数器指令的工作原理

沿时间轴看CU上升沿触发CV递减,CV=0时完成位瞬间置位。

图解渲染中…
CU计数脉冲输入端,只识别上升沿CVCurrent Value,当前计数值PVPreset Value,计数器预设初值
3第 3 页 · 计数器指令的工作原理

计数器指令的梯形图表示

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梯形图里的 CTU 计数器,用西门子 SCL 结构化文本写出来就是参数赋值——核心是 4 个端口的接线。

代码高亮加载中…

梯形图 CTU 计数器 4 个端口 CU/R/PV/Q,对应到 SCL 就是这几行赋值——结构一一映射。

4第 4 页 · 计数器指令的梯形图表示

三盏灯控制的需求分析

三盏灯依次点亮,每按一次亮一盏,亮满三盏后自动归零。

1
初始状态
三盏灯全灭,计数器当前值为0,等待第一次按下
2
第1次按下
第一盏灯点亮,计数器加1,当前值变为1
3
第2次按下
第二盏灯点亮,计数器加1,当前值变为2
4
第3次按下
第三盏灯点亮,计数器加1,当前值变为3
5
满三归零
计数器达到设定值后自动复位,三盏灯全灭,回归初始状态
5第 5 页 · 三盏灯控制的需求分析

三盏灯控制程序设计

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用三菱 FX 系列指令表展示:计数器 C0 累计脉冲,三个比较分支分别点亮红黄绿三盏灯。

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X0 每来一个脉冲 C0 加 1;三段比较让 C0 的当前值落入不同区间,分别点亮 Y0/Y1/Y2,达到 15 后 RST 清零重新计数。

6第 6 页 · 三盏灯控制程序设计

计数器指令基础自测

点击作答

对于设定值K=5的加计数器,当输入端累计接收到5个脉冲后,计数器输出触点的状态是?

7第 7 页 · 计数器指令基础自测

计数器容量的概念与限制

上页我们认识了计数器的基本结构与用法。但任何存储都有天花板——单个计数器最多能计到多少?为什么偏偏是这个数?超了又该怎么办?

计数上限
单个计数器当前值的最大值为 32767
硬件根源
PLC 用 16 位有符号寄存器存数,2^15 - 1 = 32767 即天花板
边界行为
达到 32767 后再来计数脉冲,值不再增加;部分平台会回绕到负值,需查手册
突破办法
需更大范围时,可级联多个计数器:前级到顶后用其触点触发下一级
固定容量的水杯对应 →16 位计数寄存器

水杯倒满后再倒就溢出;寄存器到顶后再加就停在最大值,物理容量是死的

CVmax=2151=32767CV_{max} = 2^{15} - 1 = 32767
8第 8 页 · 计数器容量的概念与限制

计数器串联扩展原理

本图展示CT1与CT2串联的工作流程,看清脉冲如何从CT1传递到CT2。

图解渲染中…
QCT1判断计数值是否到达设定值NBCT1的常开触点闭合一次,送出单脉冲CCT2接收CT1的脉冲,自身计数值加1F总计数容量等于N乘以M
9第 9 页 · 计数器串联扩展原理

容量扩展的梯形图实现

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三级计数器串联,每级预设值 1000,总容量扩到 1000³ = 10亿次计数

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C1 每计 1000 次触发 C2 计 1 次,C2 每计 1000 次又触发 C3。三级级联后总容量 = PV^N。这就是计数器容量扩展的标准做法。

10第 10 页 · 容量扩展的梯形图实现

普通计数器 vs 可逆计数器

同样在数脉冲,一个只会往上数、一个能加能减——选错了,控制逻辑会跟着反向。

普通计数器 CTU
  • 只能递增,从 0 向上累加
  • 一个计数输入 CU + 一个复位 R
  • 只升不降,到设定值保持
  • 适合产品计件、脉冲累计等单向场景
可逆计数器 CTUD
  • 可加可减,方向由输入决定
  • 两个计数输入 CU、CD + 复位 R
  • 升降皆可,当前值动态平衡
  • 适合库存进出、位置跟踪等双向场景
方向永远不变用 CTU;存在进出增减必须 CTUD——传送带走带工件入库属于后者。
11第 11 页 · 普通计数器 vs 可逆计数器

可逆计数器指令格式

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CTUD 可逆计数器的标准调用格式,CU、CD 两个计数输入端各自如何接入开关量信号。

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CU 接 I0.0 每来一个上升沿 CV 加 1,CD 接 I0.1 每来一个上升沿 CV 减 1;PV 是预设值,CV 累到 PV 时 C1.Q=1,Q0.0 输出。

12第 12 页 · 可逆计数器指令格式

可逆计数器时序分析

沿时间轴看:CU每来一个脉冲,CV就加1;CD每来一个脉冲,CV就减1。

图解渲染中…
CU加计数端,上升沿触发CV+1CD减计数端,上升沿触发CV-1CV当前值,是图里唯一变化的量
13第 13 页 · 可逆计数器时序分析

传送带控制系统需求分析

三盏灯演示让计数器'跑起来'了,但那是练习场。真实工业里,计数器最常干的事就是给传送带数物品——满多少件停机、人工复位再开。

计数输入来源
传送带上方装光电传感器,每过一个物品产生 1 个脉冲送入计数器
预设满额值
设定目标件数(如 100),当前计数值每收一个脉冲加 1,达到时动作
满额自动停机
计数器常闭触点串入电机接触器回路,到达设定值时切断电机电源
人工复位重启
停机后不能自动恢复,操作员现场检查后按复位键,同时清零并重启电机
电影院售票窗口对应 →传送带满额停机

卖够 100 张票窗口关闭(计数到值停机),需工作人员手动开窗(人工复位才能重启)

14第 14 页 · 传送带控制系统需求分析

传送带控制系统结构图

从左到右看:物品经过传感器,PLC计数,达到设定值后驱动电动机启停。

图解渲染中…
a2检测物品经过的装置,每过一个发一次脉冲a5PLC内部计数器,对传感器脉冲累加a9用小电流控制大电流的开关,PLC不能直接驱动电动机
15第 15 页 · 传送带控制系统结构图

传送带控制主程序

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三菱FX指令表:计数器达到K10时,C0常闭触点断开,切断电动机Y000输出。

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重点看 L14 ANI C0——它把计数器的常闭触点串入电机回路,一旦计数到 K10,C0 动作,常闭断开,Y000 立即断电。

16第 16 页 · 传送带控制主程序

传送带控制的时序逻辑

从按下启动到自动停机,传送带控制按严格的时序一环扣一环。

1
启动信号
按下启动按钮,电机得电运转,传送带开始移动
2
工件检测
传感器实时检测通过的工件,每过一个发出一个脉冲
3
脉冲计数
计数器对传感器脉冲逐一累加,得到当前数量
4
数量比较
当前计数值与预设目标值比较,判断是否达标
5
达标停机
达到设定值后停止电机,复位计数器等待下一轮
17第 17 页 · 传送带控制的时序逻辑

传送带控制实验步骤

从接线到带载调试,一步步把传送带控制从图纸搬到现场。

1
硬件接线
按结构图连接PLC、电机、传感器与电源,确保牢固正确
2
I/O分配
把每个输入输出信号对应到具体的PLC地址上
3
程序编写
依据主程序和时序逻辑在软件中编写梯形图
4
空载调试
不接电机,用软件强制信号模拟动作,验证逻辑
5
负载调试
接上电机与传送带,运行完整流程观察实际动作
18第 18 页 · 传送带控制实验步骤

计数器指令核心要点

  • 计数器分普通型与可逆型,方向控制需求决定选型
  • 容量有限,串联扩展可突破单计数器上限
  • 梯形图三要素:计数输入、复位端、当前值寄存器
  • 工程应用聚焦产品计数与时序逻辑控制
  • 选型需兼顾PLC扫描周期与计数频率
延伸主题:高速计数器与编码器应用定时器与计数器组合编程PLC数据处理与运算指令
19第 19 页 · 计数器指令核心要点

课后思考

先独立思考,再对照参考答案;想不通的回到对应章节再读一遍。

1为什么可逆计数器需要两个输入端?只用 CNT 行不行?

参考答案可逆计数器要区分递增与递减两个方向,CNT 只能向上累加。两个输入端分别对应加 1 和减 1 的触发条件,缺一不可。

2如果传送带长度变化导致计数远超 32767,该怎么办?

参考答案用计数器串联扩展:前一级 C255 的常开触点接下一级 CNT 的计数输入,级联成多级计数;或改用 32 位计数器直接获得更大范围。

3传送带突然断电停机后,重新启动时计数器从哪开始计数?

参考答案取决于计数器是否带停电保持功能。带保持的会保留断电前的值;普通计数器会归零,需要手动复位或重新开始计数。

20第 20 页 · 课后思考