[其它模板]PLC教案.ppt

一、什么是PLC?,PLC 是一种专门用于工业控制的计算机。,早期的PLC是用来替代继电器、接触器控制的。它主要 用于顺序控制，也能实现逻辑运算。因此，被称为可编程逻辑控制器（Programmable logic controller，略写 PLC),随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程控制器的功能已远远超出了顺序控制的范围。被称为可编程控制器（Programmable controller，略写PC)。为区别于Personal Computer(PC)，故沿用PLC 这个略写。,绪论,二、可编程控制器的功能特点,（1）条件控制 可代替继电器进行开关控制,（2）定时控制 几百个定时器其定时值可任意修改,（3）计数功能 各种计数器上百个,（4）步近控制 步须控制,（5）数据处理 加减乘除、开方、译码、字操作,（6）通信和联网 便于实现分散式测控系统,（7）对控制系统的监控,PLC 具有如下独特的优点：,PLC 具有下列功能：,（1）可靠性高 30年无故障,（2）编程方便 编程方法针对普通工人便于普及,（3）对环境要求低 可用在工业环境,（4）与其它设备兼容性好,第一章,PLC的构成及工作原理,PLC硬件结构示意图,11 PLC的硬件结构,一、各组成部分的作用,2.存储器,1.CPU,(1)将各种输入信号取入存储器。(2)编译、执行指令。(3)把结果送到输出端。(4)响应各种外部设备的请求。,RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调 试的程序。ROM：存放监控程序和用户已调试好的程序。,3.输入、输出接口：采用光电隔离，实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。,输出接口作用：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。,输出三种形式：继电器-低速大功率 可控硅-高速大功率 晶体管-高速小功率,输入接口作用：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转换成数字信号送入主机。,输入接口电路,采用光电耦合器，防止强电干扰。,发光二极管,光电三极管,光-电器件,COM,输入端子X,直流电源,输入信号,COM,输出端,继电器,输出接口电路,以继电器形式为例：,AC250V/DC24V,负载,按结构分：单元式、模块式。按输入输出点数分：小、中、大型。小型机：一体机。有接口可扩展。中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合。,二、PLC的分类,FX2,12 PLC的软件构成,1、系统程序,管理程序,用户指令解释程序,系统调用程序,2、用户程序 由用户根据控制的需要而编制的程序,3、软元件 由程序指定，提供给用户编程使用的各种电子开关和储存单元,常用的软元件有，输入/输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、等,一、PLC 工作原理,微机：等待命令。,PLC：循环扫描。CPU从第一条指令开始执行，遇到结束符又 返回第一条，不断循环。,这种工作方式有什么好处？,答：对慢速响应系统，增强了抗干扰能力.,语句表（助记符）语言梯形图语言流程图语言,语句表语言：类似于微机中的汇编语言。梯形图语言：沿袭了传统的控制图。直观明了易于掌握。,二、编程语言,PLC 的编程语言有：,三、梯形图,梯形图是由继电控制线路演变而来的,对比图：,左母线,右母线,逻辑行,将梯形图中每个元件及其状态用助记符来表示就称为指令语句将指令语句按顺 序排列即得到指令语句表,四、语句表,语句表的一般格式,第二章,FX系列PLC软件的应用,21 输入、输出继电器,一、输入继电器 用X表示，是接受外部输入信号的继电器，即只能由外部信号驱动，而不能用程序驱动，其数量与外部输入端数量一一对应。,二、输出继电器 用Y表示，是由程序驱动的继电器，主触点只有常开（但不显示），是驱动外部负载的唯一触点，其数量与外部输出端数量一一对应。,常开触点,常闭触点,线圈在梯形图中不显示,辅助常开触点,辅助常闭触点,线圈,主触点在梯形图中不显示,图形符号,图形符号,(1)输入和输出继电器其常开和常闭触点可重复使用无数次,(2)输入端和输出端的编号均采用八进制,说明：,22 辅助继电器与特殊继电器,用M表示 常开、常闭触点及线圈的图形符号与输出继电器一样，地址按十进制编号，但不能驱动外部负载。,1、通用辅助继电器（M 0M 499),2、失电保持辅助继电器(M 500M 1023),3、特殊辅助继电器(M 8000M 8255),特殊辅助继电器,（1)线圈由PLC自动驱动，用户只能利用其触点。例如：,M 8000 运行监控 PLC 运行时自动接通,M 8002 初始脉冲 仅在运行开始瞬间接通,M 8012 100 ms 时钟脉冲,(2)线圈由用户驱动，驱动后 PLC 将作特定动作。例如：,M 8034 禁止全部输出,M 8033 PLC 停止运行并保持输出,二、状态继电器 S（状态元件）（S0-S 899),在步进控制中应用,有以下四种类型：,（1）初始状态 S 0 S 9,（2）回零 S 10 S 19,（3）通用 S 20 S 499,（4）保持 S 500 S 899,三、报警器（S 900S 999),用于外部故障诊断输出，均为失电保持型。,23 定时器与计数器,一、定时器及工作特点,定时器是根据时钟脉冲的累积计时的，当所计时间到达设定值(用常数K作设定值）时，其触点动作。,定时器 用T表示 图形符号与其它继电器一样,时钟脉冲有 1ms、10 ms、100 ms 三种,(1)、非积算定时器 100ms 定时器 200 个（T 0 T199)10ms 定时器 46 个（T200 T 245)当定时器的线圈停电时计时丢失,(2)、积算定时器 100ms 定时器 6 个（T 250 T255)1 ms 定时器 4 个（T246 T 249)当定时器的线圈停电时计时保持,常用,二、定时器种类,非积算定时器原理图,积算定时器原理图,三、计数器及工作特点,1、内部信号计数器,对PLC 内部软元件触点的闭合次数计数,设定值K均为132767,K值,1,6,复位,增计数器的动作时序图,（2）32bit双向计数器,计数范围：2147483648 2147483647,计数方向：由M8200M8234 设定。M8XXX 与 CXXX 一 一对应，当M8XXX 置 0 时为增计数器，当M8XXX 置 1 时为减计数器。,2、高速计数器 C235C255,是外计数器，占用输入端X0X5,计数方法由对应的M8XXX控制,PLC基本指令及编程方法,各个厂家生产的 PLC 产品的指令系统大同小异。编程方法也类似。以日本三菱FX系列的PLC产品为例。,第 三 章,最常用,吓死人啦,31 基本指令介绍,一、连接指令,1、LD 取指令 功能：使常开触点与左母线连接,2、LDI 取反指令 功能：使常闭触点与左母线连接,语句表,LD 和 LDI 可操作的元件有 X、Y、M、S、T、C,从左母线开始一个新逻辑行或开始一个逻辑块时输入得第一个指令,二、驱动指令,OUT可操作的元件有 Y、M、S、T、C,语句表,OUT 功能：驱动一个指定的线圈输出,PLC接线图,输入端,输出端,输出公共端,输入公共端,OUT 指令的说明：,（1）、OUT不能驱动输入继电器，因为输入继电器的状态是由输入信号决定的。,（2）、OUT可连续使用，视为并行输出，次数不限。,（3）、定时器T和计数器C使用OUT指令后，还需加一条设定值语句,并行输出,三、串(与)指令,1、AND 功能：常开触点与其它触点串联,当继电器的触点与其它继电器触点串联时使用该指令,2、AN I 功能：常闭触点与其它触点串联,语句表,0 LDI XI,1 AND M0,2 OUT Y0,3 LD M0,4 ANI X2,5 OUT M1,AND 和 ANI 指令可操作的元件有 X、Y、M、S、T、C,AND指令和ANI指令的使用,（1）、可连续使用，使用次数不限,（2）、在OUT指令之后,再通过触点对其它线圈使用OUT指令,称之为 纵接输出,语句表,0 LD X0,1 OUT Y0,2 AND X1,3 OUT M1,不能使用，但可修改,纵接输出,四、并（或）指令,当一个触点与其它触点并联时应用该指令,1、OR 功能：常开触点与其它触点并联,2、ORI 功能：常闭触点与其它触点并联,1 OR Y0,2 OUT Y0,3 LD X1,4 ORI M0,5 OUT Y1,语句表,0 LD X0,语句表,0 LD X0,1 ANI M0,2 ORI T0,3 OR M1,4 OUT M1,OR 和 ORI 指令可操作的元件有 X、Y、M、S、T、C,五、电路块指令,（1）、ANB 功能：电路块与电路块串联,（2）、ORB 功能：电路块与电路块并联,什么是电路块？,两个或两个以上的触点连接称为电路块,语句表,0 LD X0,1 ANI Y1,2 OR M0,3 LDI X2,4 ANI M1,5 ORI Y2,6 ANB,7 LD X3,8 OR X4,9 ANB,10 OUT M3,电路块的串联,语句表,0 LDI X0,1 AND X1,2 LD M1,3 ANI X2,4 ORB,5 LDI Y1,6 ANI X3,7 ORB,8 LD M2,9 ANI Y2,10 AND X3,11 ORB,12 OUT Y3,电路块并联,综合例题：,语句表,0 LD X01 AND M1ANI X2 LD Y0 ANI X1ORI X3 AND T0ORBLDI Y2OR M2 ANBOR C0 OUT Y1AND X3OUT T2K 10OUT M0,综合例题：,根据语句表，画出相应的梯形图,0 LD X0ANI X1LD M0AND X2ORBLDI M1AND X3LD X4AND X5ORBANBOUT Y3,六、置位与复位指令,1、置位指令 SET 功能：驱动线圈，使其自锁,操作元件有 Y、M、S,2、复位指令 RST 功能：驱动线圈，使其复位(解锁）,操作元件有 Y、M、S、T、C,0 LD X01 SET M0,0 LD X01 RST M0,例题：编制一段三相电动机自锁控制程序,七、脉冲微分指令,1、上升沿脉冲指令 PLS 功能：当指令检测到输入信号的上升沿时,其所操作的元件线圈得电，时间是一个扫描周期,2、下升沿脉冲指令 PLF 功能：当指令检测到输入信号的下降沿时,其所操作的元件线圈得电，时间是一个扫描周期,所操作的元件 Y、M，不含特殊继电器,所操作的元件 Y、M，不含特殊继电器,0 LD X01 PLS M0,0 LD X01 PLF M0,例题：设计一电动机过载保护程序，要求电动机过载时，能自动停车并报警。,八、空指令与结束指令,1、NOP 空指令 功能：可延长扫描周期,2、END 结束指令,二者都没有操作元件,3-2 PLC编程的基本规则,一、梯形图中的左右母线,（1）左母线只能直接接各类继电器触点，线圈不能接在左母线。,（2）右母线只能直接接各类继电器线圈，（不含输入继电器线圈）继电器的触点不能接在右母线。,二、软元件的线圈和触点,（1）所有软元件的编号，应在列表之内。同一编号的线圈在梯形图中一般只能出现一次，而同一编号的触点可多次出现，次数不限。,（2）在梯形图中，只表示输入继电器的触点，输入继电器的线圈是不反应的。,（3)在梯形图中，不能直接驱动负载，只能用输出继电器Y驱动负载。,(4)在梯形图中，所画出的触点都应在水平方向，按从上到下、从左到右的顺序排列。,三、合理设计梯形图,（1）在每个逻辑行上，串联触点多的电路块应安排在最上面。,（2）在每个逻辑行上，并联触点多的电路块应安排在最左边。,（3）按PLC工作方式，不存在多条逻辑行同时动作的情况。这有区别继电控制线路。,(4)避免出现无法编程的梯形图,(5)关于继电器输出的问题,继电器输出有三种形式一、并行输出二、纵接输出三、多路输出,一,二,三,3-3 编程实例,一、基本控制程序,1、启动停止控制程序,2、单脉冲和连续脉冲程序,3、时间控制程序,（1）、接通延时型,（2）、限时型 1、,（3）、断开延时型,（2）、限时型 2、,（4）、长时间控制 1,（4）、长时间控制 2,100ms时钟脉冲发生器,定时终止信号,延时时间为 180000.1S10=18000s=5hY5 五小时后有电,二、编程实例,一个完整的PLC程序设计应由以下5部分组成：,例：设计一个报警器，要求当开关闭合时蜂鸣器鸣叫，同时，报警灯连续闪烁16次，每次亮2s，熄灭3s，此后，停止声光报警。,(2)输入输出分配表,(3)PLC 接线图,(4)梯形图设计,第四章 步进顺控指令及编程,步进指令有两条,配合基本指令可以编写出较复杂的控制程序,41 顺序控制及状态流程图,一、顺序控制就是按照生产工艺所要求的动作规律，在各个输入信号的作用下，根据内部的状态和时间顺序，使生产过程的各个执行机构自动地、有秩序地进行操作。,顺序控制具有以下特点：,（1)每一工步或状态都有一个控制元件，确保顺序控制正常进行。,（2)每一工步或状态都具有驱动能力使该工步的输出执行机构动作。,（3)每一工步或状态在转移条件满足时，能转移到下一个工步，同时旧工步自动复位。,二、状态流程图,就是用状态来描述控制过程的流程图,1、该状态的控制元件S。控制元件由状态继电器担任。其中S0S9作为 初始状态专用；S10S19作为回零状态专用；S20S899为一般通用。,状态流程图中必须包括：,2、该状态所驱动的负载。负载是 Y、M、T、C。,3、向下一个状态转移的条件。可以是单个的触点或他们的组合。,4、明确的转移方向。,该状态的控制元件,S20状态下所驱动的负载.Y0、Y1、Y2、T0,下一个状态的控制元件,流程方向,状态流程图,初始状态,闭合一个扫描周期 进入S0状态,4-2步近控制指令及编程方法,一、步进指令及步进接点符号,语句表,5 LD X1,12 STL S32,14 SET Y3,1 SET S31,4 OUT Y0,7 OR X3,9 LD X4,16 LD I X5,20 STL S33,K 20,25 AND X7,29 LD M1,31 OUT Y4,33 SET S31,36 END,0 LD X0,3 STL S31,6 AND X2,8 OUT Y1,10 SET S32,24 LD T1,21 OUT T1,13 OUT Y2,30 OR M2,32 LD X10,35 RET,18 SET S33,STL S34,SET S34,17 AND X6,26,28,状态流程图,语句表,0 LD M80021 SET S03 STL S04 LD X15 SET S207 STL S209 SET Y110 OUT Y211 OUT T1 K 4013 LD T114 SET S21 STL S21 OUT Y3 LD X2 SET S2221 STL S2222 RST Y123 RET 24 END,三、多流程控制及编程方法,是指具有两个以上分支的顺序动作的控制过程。,常见的有,（1）选择性分支与会合,例题：某流水线送料小车运行如图所示，控制要求为：当按下SB1后，小车由SQ1处前进到SQ2处停5S,再后退到SQ1处停下。当按下SB2后，小车由SQ1处前进到SQ3处停5S，再后退到SQ1处停下。,输入输出点分配表,PLC接线图,状态流程图,M8002,S21,S22,S0,S23,X4,X5,S24,RET,END,X3,X3,X1,X2,Y1,Y1,T0,T0,Y2,X3,K50,(2)并行性分支与会合,例:某流水线有两辆小车送料,如图所示,控制要求为:当按下SB1后,小车1由SQ1处前进到SQ2处停5S,再后退到SQ1处停下.按下SB1同时,小车2由SQ3处前进到SQ4处停5S,再后退到SQ3处停下.,输入输出点分配表,小车1前进,小车2后退,小车2前进,小车1后退,K50,SQ4,Y3,T1,M8002,X5,X1,Y0,X4,K50,T0,X3,Y2,X6,T1,T0,X5,X3,M8002,S0 X3 X5 X1,RET,S32,Y3,K50,X3 X5,语 句 表,STL S22STL S32LD X3,K50,K50,(3)跳步和循环,X0,X2,X3,X4,X1,Y0,Y1,Y2,Y3,X5,X0,X2,X3,X4,X1,Y0,Y1,Y2,Y3,X5,不能同时动作,跳 步,循 环,S21,S22,S23,S24,S25,S26,S27,S28,复习 闪光电路,复习 闪光电路,交通信号灯,控制要求当启动开关接通时，信号灯开始工作。开关断开时，所有灯熄灭。南北红灯维持25S，同时东西绿灯亮20S，闪亮3S后熄灭，接着东西黄灯亮2S后熄灭。东西红灯亮时南北红灯熄灭，南北绿灯亮20S，闪亮3S后熄灭，然后南北黄灯亮2S后熄灭，南北红灯再次点亮，如此循环。,1 画出时序图,2 列出输入、输出分配表3 画出PLC接线图4 设计梯形图写出指令语句表连接交通信号灯模拟板用电脑输入梯形图或指令语句,1 画出时序图,2 列出输入、输出分配表,3 画出PLC接线图,4 设计梯形图,指令语句表,