PLC原理及应用.ppt

,PLC应用领域,1.开关量的逻辑控制,PLC功能,PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。,PLC应用领域,2.模拟量控制,在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。,PLC功能,PLC应用领域,3.运动控制,PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。,PLC功能,PLC应用领域,4.过程控制,过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。,PLC功能,PLC应用领域,5.数据处理与通信联网,现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。,PLC功能,工控机和PLC之间组成小型工业以态网络，使用交换机连接PC机和PLC，既可编制程序，还可通讯监控。,PLC应用领域,5.数据处理与通信联网,3、不同厂家的PLC有相同的工作原理，类似的功能和指标，有一定的互换性，质量有保证，编程软件正朝标准化方向迈进。这正是PLC获得广泛应用的基础。而单片机应用系统则是八仙过海，各显神通，功能千差万别，质量参差不齐，学习、使用和维护都很困难。,1、PLC是建立在单片机之上的产品，单片机是一种集成电路，两者不具有可比性。,2、单片机可以构成各种各样的应用系统，从微型、小型到中型、大型都可，PLC是单片机应用系统的一个特例。,PLC与单片机的区别,1、可靠性高、抗干扰能力强；2、易学易用；3、系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造。,PLC系统适合小批量、控制逻辑或工艺需要经常改动的系统。,PLC控制系统的优势,纺纱机,成型机,汽车焊接生产线,KM2,SB1,SB3,FR,Q,FR,FU,M3,SB2,KM1,KM2,KM1,KM2,KM1,KM2,KM1,继电接触器电动机正反转控制线路,1.1 PLC的产生与发展,Q,FR,FU,M3,KM1,KM2,+24V 0V COM 00 01 02 03 04 PLC 100-240VAC RY.OUT L N COM0 00 01 02 03,SB1,SB2,SB3,KM1,KM2,KM1,KM2,PLC电动机正反转控制线路,PLC控制系统,输入设备（按钮、开关等）,继电器控制线路（由继电器和导线组成）,输出设备（接触器、电磁阀等）,被控生产机械或生产过程,PLC控制程序（软件编程实现）,从PLC产生到现在，已发展到第四代产品。,第四代PLC（1983年现在）：不仅全面使用16位、32位高性能微处理器，高性能位片式微处理器，RISC(reduced instruction set computer)精简指令系统CPU等高级CPU，而且在一台PLC中配置多个微处理器，进行多通道处理，同时生产了大量内含微处理器的智能模块，使得第四代PLC产品成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能的真正名符其实的多功能控制器。,正是由于PLC具有多种功能，并集三电（电控装置、电仪装置、电气传动控制装置）于一体，使得PLC在工厂中备受欢迎，用量高居首位，成为现代工业自动化的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。,由于PLC的发展，使其功能已经远远超出了逻辑控制的范围，因而用“PLC”已不能描述其多功能的特点。1980年，美国电气制造商协会(NEMA)给它起了一个新的名称，叫programmable controller”，简称PC。由于PC这一缩写在我国早已成为个人计算机(personal computer)的代名词，为避免造成名词术语混乱，因此在我国仍沿用PLC表示可编程控制器。,P：Programmable 可编程L：Logic 逻辑C：Controller 控制器,1.3 PLC的基本组成,输出部件,输入部件,I/O扩展接口,通讯及编程接口,直流输入,交流输入,光电耦合器二极管有电流时发光，致使光电三极管导通,输入电路类型：共点式分组式隔离式,隔离式 输出各自独立，无公共点。各输出端子各自形成独立回路。汇点式 全部输入点（输出点）共用一个公共点。或者将输入点（输出点）分成几组，组内各点共用一个公共点。各组的公共点之间相互隔离。组内的各点必须使用同一电压类型和同一电压等级，各组可使用不同电压类型和等级的负载。,双向晶闸管,可根据负载的需要选用直流或交流,感性负载续流,输出晶体管,输出晶体管,可根据负载的需要选用直流或交流,晶体管为无触点开关，输出单元使用寿命长，响应速度快。,输出继电器,根据输出负载的特点选型：不同负载对PLC的输出方式有相应的要求。例如，频繁通断的感性负载，应选择晶体管或晶闸管输出型的，而不应选用继电器输出型的。但继电器输出型的 PLC有许多优点，如导通压降小，有隔离作用，价格相对较便宜，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，其负载电压灵活（可交流、可直流）且电压等级范围大等。所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的PLC。,PLC基本组成回顾,PLC基本单元,输出部件,输入部件,I/O扩展接口,通讯及编程接口,编程接口通讯接口I/O 扩展口,编程接口,液晶显示窗,工作方式开关,指令键,数字键,编辑键,通信电缆,语句表,整体式,组合式,通过系统总线与CPU相连,梯形图,1.4 PLC的编程语言,LD 00000 OR 01000 AND 00001 OUT 01000 END,语句表是用助记符表示各种指令的功能，用手持编程器输至PLC程序存储器中,语句表,(END),01000,00001,01000,00000,PLC梯形图程序：,SB1,SB2,KM,KM,电控线路：,两种控制方式形式上相似，但有着本质的区别。,1.两种继电器的区别,物理继电器，触点数目有限。,PLC继电器，可无限次使用。,2.梯形图的区别,继电器控制线路中母线与电源相连，每行中有电流流过电器才动作。PLC梯形图母线只表示该梯级的起始和终了，为分析问题方便，认为“概念电流”从左向右流动。,3.实现控制功能的手段不同,继电器靠改变电器间的接线实现各种控制功能，PLC通过编程来实现。,00000为”1”,按SB2,01000为”1”,KM为”1”得电,电机启动,00001为”0”,按SB1,01000为”0”,KM为”0”失电,电机停止,1.5 PLC的工作方式,输入设备,输入电路与映像寄存器,输入端子,输出映像寄存器与输出电路,输出端子,输出设备,输入部分,内部等效电路（程序控制）,输出部分,00000,1.5 PLC的工作方式,读,读,写,输出设备,读,PLC信号的传递过程,写,输入设备,执行程序,输出刷新,输入采样,自诊断,通讯处理,输入采样,执行程序,输出刷新,PLC经过五个阶段的工作过程，称为一个扫描周期，完成一个扫描周期后，又重新执行上述过程，扫描周而复始地进行。,扫描周期主要取决于程序的长短，一般每秒钟可扫描数十次以上，这对于工业设备通常没有什么影响。但对控制时间要求较严格，响应速度要求快的系统，应该尽可能减少扫描周期造成的响应延时（I/O滞后）等不良影响。,1.5 PLC的工作方式,循环扫描工作方式,第一章 可编程序控制器概述,PLC的产生与发展,2.PLC的特点,3.PLC的基本组成,5.PLC的工作方式,4.PLC的编程语言,6.PLC的主要性能指标,7.国内外主要PLC产品概况,6.PLC的主要性能指标,PLC产品的流派,三菱 FX 系列,PLC产品的流派,欧姆龙 C 系列,西门子 S 系列,PLC产品的流派,PLC的三大流派,美国和欧洲的PLC技术是在相互隔离情况下独立研究开发的，因此美国和欧洲的PLC产品有明显的差异性。而日本的PLC技术是由美国引进的，对美国的PLC产品有一定的继承性，但日本的主推产品定位在小型PLC上。日本的小型PLC最具特色，在小型机领域中颇具盛名，某些用欧美的中型机或大型机才能实现的控制，日本的小型机就可以解决。在开发较复杂的控制系统方面明显优于欧美的小型机，所以格外受用户欢迎。日本有许多PLC制造商，如三菱、欧姆龙、松下、富士、日立、东芝等，在世界小型PLC市场上，日本产品约占有70的份额。,美、欧、日,欧美产品以大中型PLC为主A-B公司与SIMENS公司平分秋色小型PLC主要是日本产品,2.1 CPM1A系列PLC的基本构成,1、主机系列规格,CPM1A-10(20,30,40)C D R-A(D),CPU单元,I/O点数,继电器输出,DC电源输出,主机供电电源,T：晶体管输出,CPM1A-30 CDT-D 的规格？,2、主机面板结构,电源输入端子,功能接地端子,保护接地端子,输入端子,输出DC24V电源端子,输出端子,状态显示LED,输入LED,输出LED,模拟设定电位器,外设端口,CPM1A-8(20)EDR,CPM1A-40 CDR,扩展单元,扩展单元联接电缆,扩展联接器,2、主机面板结构,主单元,2.2 CPM1A继电器区及数据区,CPM1A内部的“软继电器”可以将用户数据区按继电器的类型分为7大类区域。区域中的每一位继电器都有“0”或“1”两种状态，而且这些继电器是可以通过程序被寻址访问，所以把这类继电器称为“软”继电器。,存储区,用“通道”（CH）标识各类”软继电器”。,1CH=16 RELAY,“软继电器”编号示例：,0 0 0 0 1,通道号,通道中的继电器位序号,（0015）,不同类型软继电器具有不同的通道范围。,2.2 CPM1A继电器区及数据区,输入继电器区（I)000009 CH 采集外部信号，与外部输入端子相对应。输出继电器区（0)010019 CH 将PLC的处理结果，送给外部设备，与外部输入端子相对应。,3.内部继电器区（IR)200231 CH 存储单元，在程序内可任意使用，但不能直接控制外部负载。,4.特殊辅助继电器（SR)232255 CH 分配有特定功能的继电器。,6.保持继电器（HR)HR00HR19 CH HR具有断电保持功能。,5.暂存继电器（TR)TR0TR7 存储程序分支上的数据。,7.辅助记忆继电器（AR)AR00AR15 CH 分配有特定功能的辅助继电器。,8.链接继电器（LR)LR00LR15 CH CPM1A间1:1链接时，与对方继电器交换数据。,9.定时器/计数器 TIM/CNT000127 定时器、计数器编程号合用，但 TIM 或 CNT 的编号不能重复使用。,10.数据存储区 DM0000DM1023 DM6144DM6155 用来存储数据，以通道为单位使用。具有断电保持功能。,2.1 CPM1A继电器区及数据区,SR区：232255 CH主要供系统使用，常用SR区中的继电器功能如下：,特殊辅助继电器区（SR),25313 常ON25314 常OFF25315 运行开始第一 个扫描周期为ON,255000.1S脉冲25501 0.2s脉冲 1.0s脉冲25503 ER标志（出错时为ON)25504 CY标准（进位为ON)25505“”标志（“”时为ON）25506“=”标准（“”时为ON）25507“”标准（“”时为ON),脉冲信号,数据运算信号,第三章 CPM1A 系列 PLC的指令系统,概 述,基 本 指 令,数据传送和数据比较,常用的应用指令,数据移位和数据转换,数 据 运 算,子程序控制指令,高速计数器控制指令,中 断 控 制 指 令,脉 冲 输 出 指 令,步 进 控 制 指 令,特 殊 指 令,概 述,3.1 概述,一、指令分类,基本指令,应用指令,输入、输出操作，“与、或、非”逻辑运算，编程器上设有基本指令键。“OR”、”NOT”、”AND”。,数据处理、运算和程序控制操作，每个应用指令均有一功能代码，输入该指令时，用”FUN”+功能代码。例：比较指令CMP(20)加法指令 ADD(30),3.1 概述,二、助记符和梯形图,LD 00000OR 01000AND NOT 00001OUT 01000LD NOT 00002OR NOT 00003AND 01000OUT NOT 01001,梯形图,助记符,采用梯形图编程，助记符程序由手持编程器输入。,按规则转化,3.1 概述,三、梯形图的格式与特点,1.不计物理属性（按钮、行程开关、继电器触点等），触点数目使用不受限制。,2.从上往下逐行绘制，两侧竖线称为母线，右侧可不画。,母线,3.每个输出元素可构成一个梯级，最右边必须是输出元素，左侧为输入点，“概念电流”从左到右流动。,第一个梯级,第二个梯级,4.必须通过I/O模板上的输出单元才能驱动现场的执行机构。,3.1 概述,四、微分指令,指令的微分形式，要在指令的助记符前加标记。在执行条件满足后第一次扫描时才执行。,微分指令,非微分指令,程序运行后若00000一直为ON，则MOV(21)在每个扫描周期都执行，而MOV(21)仅在00000由OFF变为ON时执行一次。,MOV指令的微分形式,第三章 CPM1A 系列 PLC的指令系统,概 述,基 本 指 令,数据传送和数据比较,常用的应用指令,数据移位和数据转换,数 据 运 算,子程序控制指令,高速计数器控制指令,中 断 控 制 指 令,脉 冲 输 出 指 令,步 进 控 制 指 令,特 殊 指 令,基 本 指 令,3.2 基本指令,LD OUT AND OR NOT END(01),直接键入,1.LD 输入常开触点数值。（常开触点与母线相连）,4.OUT NOT 输出常闭触点结果。,3.OUT 输出常开触点结果。,2.LD NOT 输入常闭触点数值。（常闭触点与母线相连）,FUN(01),学习梯形图与语句表的转化！,1.常用的基本指令,LD 00000OUT 01000LD NOT 00001OUT NOT 01001END(01),SB1合灯亮,SB2合灯亮,应用举例,请掌握好梯形图与语句表的转化！,5.AND 常开触点逻辑与操作,6.AND NOT 常闭触点逻辑与操作,LD 00000AND 00001AND 00002OUT 01000LD NOT 01000AND NOT 00001OUT NOT 01001END(01),语句表,7.OR 常开触点或操作,8.OR NOT 常闭触点或操作,LD 00000OR 01000AND NOT 00001OUT 01000LD NOT 00002OR NOT 00003AND 01000OUT NOT 01001,LD 00000AND NOT 00001OR NOT 00003AND 00002OR 00004OUT 01002END(01),01002,00003,00004,END(01),00000 00001 00002,指令使用举例1,多练习梯形图与语句表的转化，有助于理解PLC程序的运行过程。,指出图示程序对KM1和KM2的控制作用。,按钮SB1 为不动,线圈01000断电,01000常闭点闭合,线圈01001常闭点断电，端子为0,断开,接通,KM1断电,KM2断电,断电,断电,00000端子断电,00000常开点断开,指令使用举例2,00001常闭点接通,COM,指出图示程序对KM1和KM2的控制作用。,按SB1按钮,线圈01000得电,01000常闭断开,线圈01001常闭接通，输出端子为1,接通,断开,KM1得电,KM2得电,得电,得电,00000端子接通,触点00000常开接通,使用指令举例2,00001常闭接通,1.AND LD 程序分块后串联（并联触点组相串联）,00001,01000,00000,00004,00005,END(01),A块,B块,分块后，每块都要用LD或LD NOT 来启动。,LD 00000LD 00001LD NOT 00004LD 00005AND LDOUT 01000END(01),A块,B块,A、B块相串联,2.OR LD 程序分块后并联（串联触点组相并联）,00001,01000,00000,00004,00005,END(01),A块,B块,分块后，每块都要用LD或LD NOT 来启动。,LD 00000AND NOT 00004LD 00001AND 00005OR LDOUT 01000END(01),A块,B块,A、B块相并联,方法1LD 00000AND 00001OR NOT 00002LD 00003OR 00004AND LDLD 00005OR NOT 00006AND LDOUT 20000,方法2LD 00000AND 00001OR NOT 00002LD 00003OR 00004LD 00005OR NOT 00006AND LDAND LDOUT 20000,在方法2中，AND LD之前的触点组个数应小于等于8,指令使用举例1,指令使用举例2,方法1LD 00000AND NOT 00001LD NOT 00002AND 20005OR LD LD 01004AND 00003OR LDOUT 01100,方法2LD 00000AND NOT 00001LD NOT 00002AND 20005LD 01004AND 00003OR LDOR LDOUT 01100,在方法2中，OR LD之前的触点组个数应小于等于8,练习1,请将梯形图转换成语句表,练习1 解答,LD NOT 01004AND 00003LD 00000AND NOT 00001LD NOT 00002AND 20000OR LDOR 20003AND LDOUT 01000END(01),练习2,请将梯形图转换成语句表,练习2解答,00000,00001,00002,00003,01001,20000,01000,END(01),LD NOT 01001AND 00003LD NOT 01004AND 20003OR LDLD 00000AND NOT 00001LD NOT 00002AND 20000OR LDAND LDOUT 01000END(01),20003,01004,A,B,A1,A2,B2,B1,A1,A2,B1,B2,AB,B1+B2,A1+A2,多练习，熟能生巧、举一反三。,1、用OUT指令输出时，要避免双线圈输出的现象。,输出无效,双线圈输出引起逻辑混乱,2、程序结束一定要安排END指令，否则程序不被执行。,没END指令的程序，检查时显示信息“NO END INST”,3、两个或两个以上的线圈或指令可以并联输出。,LD 00000OUT 01000OUT 01001SET 01002,4、多分支输出时，分支点到输出线圈之间无触点的分支放在上方。,5、触点组与单个触点并联，单个触点应放在下面。,LD 00000LD 00001AND NOT 20000OR LDOUT 01100,LD 00001AND NOT 20000OR 00000OUT 01100,不必用OR LD,6、并联触点组与几个触点串联时，并联触点组应放在最左边。,LD 00002 AND 00000 LD 00006 AND 00001 OR 20000 AND LD OUT 01001,LD 00006 AND 00001OR 20000 AND 00002AND 00000OUT 01001,不必用OR LD,设计示例1,走廊灯两地控制系统,初始条件：开关断开、灯灭。控制要求：用两个开关控制一盏灯，启动任一开关，灯亮；然后再启动任一开关，灯灭；如此循环进行,开关A,开关B,灯,PLC控制系统的设计：逻辑设计法。,PLC控制系统设计的基本步骤,控制任务分析,总体方案设计,PLC机型选择,I/O点分配,应用程序设计,程序调试,电控柜设计与制作,联机调试,技术文件编写,控制任务分析,I/O点分配,应用程序设计,控制任务分析,弄清整个工艺过程和欲完成的控制内容。,1、PLC的输入信号有哪些，是模拟量还是开关量信号，用什么方式来获取信号；2、哪些是PLC的输出信号，通过什么执行元件去驱动负载；（液压、气动、电动）3、其他控制要求。如：监控、报警、显示、故障诊断、保护、手动调整控制等等；,弄清整个工艺过程和欲完成的控制内容。,控制任务分析,控制系统输入信号：,开关 A,开关 B,控制系统输出信号：,灯,PLC机型选择与I/O分配,CPM1A20CDR,00001,00000,01000,PLC I/O 接线示意图,SA1,SA2,24V,24V,接线图根据负载性质及PLC I/O规格确定,由输入设备及PLC输入规格确定,由输出设备及PLC输出规格确定,L,控制程序设计,控制逻辑真值表,1,1,0,0,1,1,0,1,1,0,0,0,1,0,1,0,0,0,1,1,0,1,0,1,初始状态,灯灭,重 复,控制逻辑表达式：,Y=,逻辑设计法,灯亮,由控制逻辑表达式作梯形图程序：,LD 00000AND NOT 00001LD NOT 00000AND 00001OR LDOUT 01000END(01),语句表,走廊灯两地控制设计结果,根据控制功能，将输入与输出信号之间建立起逻辑函数关系（可先列出逻辑状态表）；,对上述所得的逻辑函数进行化简或变换；,对化简后的函数，利用PLC的逻辑指令实现其函数关系（作出I/O分配，画出PLC梯形图）；,逻辑设计法的基本步骤,添加特殊要求的程序。,上机调试程序，进行修改和完善。,初始条件：开关断开、灯亮。控制要求：用三个开关控制一盏灯，启动任一开关，灯灭；然后再启动任一开关，灯亮；如此循环进行。,作 业,画出I/O接线图、梯形图和语句表,走廊灯三地控制系统设计,走廊灯三地控制设计结果,第三章 CPM1A 系列 PLC的指令系统,概 述,基 本 指 令,数据传送和数据比较,常用的应用指令,数据移位和数据转换,数 据 运 算,子程序控制指令,高速计数器控制指令,中 断 控 制 指 令,脉 冲 输 出 指 令,步 进 控 制 指 令,特 殊 指 令,常用的应用指令,3.2 常用的应用指令,1.SET与RESET指令,A、梯形图符号,N范围：IR SR HR AR LR,以位为单位进行操作,LD 00000SET 20000LD 00002RESET 20000END(01),B、指令功能,SET当执行条件为ON时，将指定的继电器置ON且保持,RESET当执行条件为ON时，将指定的继电器置OFF且保持,20000,置位,复位,注：SET、RESET指令的执行条件常为短信号（脉冲信号），可单独使用。,A、梯形图符号,继电器号，范围：IR,SR,HR,AR,LR.以位为单位进行操作。,LD 00002LD 00003KEEP(11)20000,B、指令功能,OFF(R优先）,1,1,OFF,0,1,ON,1,0,不变,0,0,20000,B、指令功能,1、KEEP(11)有类似继电器自保功能,2.KEEP(11)与HR或AR连用，PLC断电期间，位状态仍保持不变。,HR0000：电源中断后再启动PLC时位信号仍保持不变。,紧急情况,故障清除,报警,1、画出图示程序的工作时序。,01000,HR0000,2、用KEEP实现分频。,00000,S,S,R,R,01000保持为0,S=0,R=0,01000复位0且保持,S=0,R=1,0000001,20000保持1且不变,S=0,R=0,20000复位0且保持,S=0,R=1,0000010,20000置1且保持,S=1,R=0,01000保持1且不变,S=0,R=0,0000010,20000为0不变,S=0,R=0,01000置1且保持,S=1,R=0,0000001,A,B,C,D,E,F,G,H,0,0,输入信号频率：f,输入信号频率：（1/2）f,分频器,在一些控制场合，需对控制信号进行分频，即将某一频率的信号分成(1/2)f、(1/4)f、(1/8)f 等频率的信号，分别称为二分频、四分频、八分频等。利用PLC可实现任意分频。,相同,都可以实现启、保、停的控制,不同,KEEP编程需3条语句（最少）,SET和RESET编程时，指令间可插别的指令。,00002,00003,KEEP,01000,01000,01000,00002,00003,00002,00003,SET 01000,RESET 01000,(a),(b),(c),启,保,停,01000,OUT指令输出无掉电保护功能,DIFU(13),LD 00000DIFU(13)20000DIFD(14)20001,A、梯形图符号,上沿微分,下沿微分,DIFD(14),继电器区范围：IR,SR,HR,AR,LR.,B、指令功能,前沿微分（上升沿）。输入端由0变1时，指定继电器ON一个扫描周期时间。,后沿微分（下降沿）。输入端由1变0时，指定继电器ON一个扫描周期时间。,1、DIFU(13),2、DIFD(14),20000,20001,1个扫描周期,1个扫描周期,举例 1,20000,01000,1个扫描周期,00002按钮按下一次，01000 ON，按第二次，01000为OFF，再按一次，01000又ON。,程序功能：,单按钮控制程序,置 位,保 持,接触器直接启动控制电路,PLC控制系统设计举例之二,继电控制电路图的转换设计方法,主电路,控制电路,控制任务分析,I/O点分配,应用程序设计,控制任务分析,弄清整个工艺过程和欲完成的控制内容。,控制系统输入信号,控制系统输出信号,I/O点分配,CPM1A20 CDR输入继电器区：0000000011输出继电器区：0100001007,00000,00001,00002,01000,PLC控制系统设计举例之二,对CPM1A-20CDR，由CPU单元继电器输出规格（P.351 附录2.5）知其最大开关能力：AC250/2A(COS=1)DC24V/2A(4A/公共端）,PLC控制系统设计举例之二,由I/O分配作I/O接线示意图,取决于所用PLC的输入规格。,对CPM1A-20CDR，由CPU单元输入规格（P.350 附录2.3）知其输入电压为：DC 20.426.4V。,取决于所用PLC的输出规格。,PLC控制系统设计举例之二,梯形图程序设计,01000,常开/常闭为何不一致？,PLC控制系统设计举例之二,注意1,编程时，输入设备通常按常开触点来考虑。,梯形图中，当某一信号输入时，是用输入设备的常开点还是常闭点，应由控制要求来决定。,SB1,220V,FR,注意2,PLC控制系统中各电器工作电压均发生改变,PLC控制系统设计举例之二,额定工作电压:380V,额定工作电压:220V,热继电器的常闭触点可以作为输入信号进行过载保护，也可以在输出进行保护,热继电器(节约PLC的输入点）,电机正反转控制线路转换设计,熟练掌握继电控制电路图的转换设计方法！,主电路,控制电路,正转接触器,反转接触器,双重联锁,控制任务分析,电机正反转控制线路转换设计,控制系统输入信号,控制系统输出信号,00000,00001,00002,01000,01001,KM1,KM2,SB1,SB2,SB3,I/O点分配,控制任务分析,KM1,KM2,电机正反转控制线路转换设计,取决于所用PLC的输入规格。,两个KM动作间隙只有1个CPU扫描周期（100 ms左右），在如此短的时间内完成通断是很困难的，极容易造成电源短路。为解决这一问题，常在控制中设置“双重互锁”。,反转互锁,正转互锁,取决于所用PLC的输出规格。,电机正反转控制线路转换设计,软件互锁,硬件互锁,双重互锁确保PLC控制系统可靠工作,反,正,停,正,反,电机正反转控制线路转换设计,线圈额定工作电压：220V,用KA扩大触点容量,高低电压分开，使操作安全有利于保护PLC输出元件,电气控制线路转换为PLC控制需注意的几点,1、输入端子一般接电器的常开触点。2、两种控制中电器工作电压的变化。3、双重互锁确保PLC控制系统可靠工作。4、用KA实现高低电压转换，安全操作。,并联输出,连续输出,LD 00000OUT 01000OUT 01001OUT 01002,LD 00000OUT 01000AND 00001OUT 01001AND 00002OUT 01002,复合输出,（1）：IL、ILC互锁及互锁清除指令,A、梯形图符号,IL(02)ILC(03),成对使用或IL-IL-ILC组合,B、指令功能,IL的执行条件为ON，IL至ILC之间的程序执行。IL的执行调节为OFF，IL至ILC之间的程序不执行，该段程序输出状态如下：关断：所有输出位 复位：所有TIM 不变化：SET/RESET/KEEP/CNT/SFT/。,（1）：IL、ILC互锁及互锁清除指令,LD 00000IL(02)LD 00001OUT 01000LD 00002OUT 01001LD 00003OUT 01002ILC(03),当00000为ON时，IL(02)与ILC(03)之间的程序执行。,可多个IL与ILC组合。不能嵌套，如：IL-IL-ILC-ILC,（2）：暂存继电器TR,一个TR位可以用在具有一个以上输出分支的地方，作为一个暂存工作位。编号：TR0TR7,分支点,TR0,将当前的执行结果存储在指定的TR位中。,同一分支程序端中，TR号不能重复使用。,（2）：暂存继电器TR,暂存用OUT指令设置，分支点启动用LD指令。,LD 00000OUT TROAND 00001OUT 01000LD TR0AND 00002OUT 01001LD TR0AND 00003OUT 01002,IL-ILC 与 TR指令之比较,LD 00000OUT TR0AND 00001OUT 01000LD TR0AND 00003OUT TR1AND 00004OUT 01001LD TR1AND 00005OUT 01002END,LD 00000ILLD 00001OUT 01000LD 00003ILLD 00004OUT 01001LD 00005OUT 01002ILCEND,TR多占存储地址，在编程时尽量使用IL-ILC指令代替TR，以缩短程序、节省存储空间。,TR0,TR1,IL,IL,（3）：跳转与跳转结束指令,A、梯形图符号,B、指令功能,JMP(04)NJME(04)N,用于控制程序的跳转，当JMP条件为OFF时，程序执行时跳过JMP与JME之间的程序，不占用扫描周期。期间所有继电器的输出保持为原状态。,OFF时,此段跳过不执行,不同跳转号可嵌套，如：JMP 00-JMP 01-JME 01-JME 00,成对使用跳转号相同N：跳转号0049,停止SB1,指令之应用,将共同的执行条件置于输出指令前，有助于简化梯形图的逻辑。,定时器分高速与低速两种，均为递减计数型。,A、梯形图符号,B、指令功能,TIM N SV,（1）TIM:0.1S定时精度，定时范围0999.9s。,定时器的编号：000127,SV：定时器设定值0999.9s，可为常数09999（BCD码）或通道号。,（a）输入条件为ON时，定时开始。定时时间到后，定时器输出为ON且重新装入设定值。（b）输入条件为OFF时，TIM复位，定时器输出为OFF。,C、定时器编程举例,常数,通道号,定时15s,定时时间取决于HR05中的值。,TIM 000的执行条件,LD 00000TIM 000#0150LD T000OUT 01000LD 00001TIM 001 HR 05AND NOT T001 OUT 01001END,TIM 000常开点,TIM 001常闭点,定时器编程举例,00000,00001,T001,01000,01001,TIM000定时起点,TIM000定时时间,D、定时器程序分析 1,定时15min,定时15min,T001,T002,01000,TIM001定时起点,TIM002定时起点,延长定时时间（999.9s）,END,D、定时器程序分析 2,KEEP01000,00000,2.5 S,T001,T002,01000,KEEP复位,下一周期TIM复位,接通断开延时,接通延时,有输出且输入断开时开始延时,延时5s接通，延时3s断开,D、定时器程序分析 3,定时1.5 s,20000,T001,01000,输出与输入信号长短无关,单稳位,D、定时器程序分析 4,TIM001#0010,T 002,END,定时1.5 s,定时1 s,T 001,T 002,01000,位闪烁,定时器分高速与低速两种，均为递减计数型。,（2）TIMH:0.01S定时精度，定时范围099.99s。,A、梯形图符号,B、指令功能,TIMH N SV,定时器的编号：000127,SV：定时器设定值099.99s，可为常数09999（BCD码）或通道号。,（a）输入条件为ON时，定时开始。定时时间到后，定时器输出为ON且重新装入设定值。（b）输入条件为OFF时，TIMH复位，定时器输出为OFF。,（1）CNT:预置四位BCD码的减法运算。,A、梯形图符号,B、指令功能,计数器的编号：000127,SV：CNT计数设定值09999。,CP:计数脉冲,R:复位输入,（a）CP由OFF变ON一次，CNT当前值减1，当计到O时，CNT输出为ON且保持到CNT复位。（b）R由OFFON时，计算器当前值恢复为设定值。R为ON期间，计算器的当前值不减值。,C、计数器编程举例,LD 00001LD 00002OR 25315CNT 004#0010LD C004OUT 20005END,程序第一个扫描周期为ON,计10个脉冲信号,（a）TIM/CNT统一编号，一个号既可分配给TIM，又可分配给CNT，但一个程序中所有TIM/CNT的号不能重复。（b）TIM 无断电保持功能，电源断电时TIM复位。CNT有断电保持功能。,CP,R,C、计数器编程举例,程序第一个扫描周期为ON，复位CNT,计10个脉冲信号,请熟练掌握程序的时序分形法！,D、计数器程序分析 1,计数100,计数200,扩展计数器（9999）,CNT001#0100,END,CNT002#0200,1,2,200,实现了100200个脉冲的计数,一个扫描周期,扩展时间的定时器（999.9s）,1,D、计数器程序分析 2,一个扫描周期脉冲信号,D、计数器程序分析 3,1.0s时钟脉冲信号,700s后输出为ON,用SR区脉冲信号作计数脉冲,不能使用0.01 s和0.1 s的时钟脉冲。,T001,CNT000#0010,20000,T001,启动自保持,定时1s,定时2s,计数10次,位闪烁。隔一秒亮1次，共亮10次。,按钮SB,指示灯,T001,CNT000#0010,20000,T001,1,2,10,1.0s,9,2.0s,9,8,0,1,2,10,按钮信号,位闪烁。隔一秒亮1次，共亮10次。,顺序功能图与顺