控制仪表及装置(第三版)第五章.ppt

控制仪表及装置,第五章 可编程控制器,可编程控制器,第一节 概述 第二节 FX系列可编程控制器 第三节 S7系列可编程控制器,概 述,可编程控制器(Programmable Logic Controller)是在工业自动化系统中广泛使用的通用数字式 控制装置，简称PLC。按照 IEC的定义，该装置专为在工业环境下应 用而设计，它将逻辑运算、顺序控制、算术运 算、定时、计数等功能存储在可编程存储器中，通过数字量或模拟量的输入和输出，控制各种 设备和生产过程。,PLC的特点 可靠性高、抗干扰能力强 能适应恶劣工业环 境，无故障时间达到数十万小时。功能完善，性价比高 能实现开关量、模拟量 控制，完成复杂控制任务。通用性强，组合灵活 产品系列化、模块化、标准化,有多种系列化产品和模块供用户选择。编程简单、直观 有多种编程语言，形象直观,容易掌握，使用者不需要专门的计算机知识。体积小、维护方便 易于安装，具有自诊断、故障报警功能，便于操作者检查维修。,PLC的工作过程,编程语言,PLC的编程语言由IEC 61131-3标准规定：,FX系列可编程控制器,FX型可编程控制器包括FX1S、FX1N、FX1NC、FX2N、FX2NC等多种系列产品，其基本功能类 似。本节介绍广泛使用的FX2N。功能指标：I/O点数为10256，基本指令27条，步进指令两条，功能指令85128种，执行时间 0.080.7s/基本指令，程序容量200016000步，中断源615。,FX2N系统组成,FX2N开关量输入输出电路,编程元件,PLC的编程元件包括触点、继电器、定时器、计数器等：,COM,X0,COM,Y0,线圈,负载,端子,端子,输入信号,外部电源,PLC指令和编程方法,FX系列PLC的指令包括基本指令、步进指令和功能指令，以下例举常用的基本指令（用梯形图和指令表描述）：,0 LD X0 1 OUT Y0 2 LDI X1 3 OUT M1 4 OUT Y1,0 LD X0 1 AND X2 2 OUT Y3 3 ANI X3 4 OUT M1 5 OUT T0 K19 6 LD T0 7 OUT Y1,X0,X3,Y3,M1,T0,X2,Y3,K19,Y1,T0,0 LD X4 1 OR X6 2 ORI M2 3 OUT Y5 4 LDI Y5 5 AND X7 6 OR M3 7 ANI X10 8 OR M10 9 OUT M3,X4,Y5,X7,X6,M2,M3,Y5,M3,M10,X10,0 LD X0 1 AND X1 2 LD X2 3 AND X3 4 ORB 5 LDI X4 6 AND X5 7 ORB 8 OUT Y3,X0,X3,Y3,X1,X2,串联电路块,X5,X4,0 LD X0 1 OR X1 2 LD X2 3 AND X3 4 LDI X4 5 AND X5 6 ORB 7 OR X6 8 ANB 9 OR X3 10 OUT Y3,X2,Y3,X3,X1,并联电路块,X6,X3,X0,X4,X5,0 LD X0 1 SET Y0 2 LD X1 3 RST Y0 4 LD X2 5 SET M0 6 LD X3 7 RST M0 8 LD X4 9 SET S0 10 LD X5 11 RST S0,X0,SET,X1,X2,X3,Y0,RST,Y0,SET,M0,RST,M0,X4,X5,SET,S0,RST,S0,X0,X1,Y0,0 LD X0 1 PLS M0 3 LD M0 4 SET Y0 5 LD X1 6 PLF M1 8 LD M1 9 RST Y0,X0,PLS,M0,X1,M1,M0,SET,Y0,PLF,M1,RST,Y0,X0,X1,Y0,M0,M1,编程注意的问题,合适的编程顺序 在设计并联电路时，串联触 点多的电路应尽量放在上部；在设计串联电路 时,并联触点多的电路应尽量放在左边。,X0,X2,Y0,X1,4.ORB,1.LD,2.LD,3.AND,5.OUT,X0,X2,Y0,X1,不需要ORB指令,3.OR,1.LD,2.AND,4.OUT,重新排列不能编程的电路 有些电路较复杂，如桥路,不能直接编程，必须重新排列，然后再进行编程。,1,2,Y0,3,Y0,4,5,5,3,2,5,1,4,1,3,常用电路编程举例,0 LD X0 1 OR Y0 2 ANI T0 3 OUT Y0 4 LD Y0 5 ANI X0 6 OUT T0 7 K30,X0,Y0,T0,T0,Y0,K30,Y0,X0,X0,Y0,3s,0 LD X0 1 OUT T0 2 K30 3 LD Y1 4 ANI X0 5 OUT T1 6 K60 7 LD T0 8 OR Y1 9 ANI T1 10 OUT Y1,X0,T0,Y1,X0,Y1,K60,T0,T1,X0,Y1,3s,T1,K30,Y1,6s,0 LD X1 1 ANI T22 OUT T1 3 K30 4 LD T1 5 OUT T2 6 K10 7 OUT Y2,X1,T1,Y2,K10,T1,T2,X1,Y2,3s,T2,K30,1s,0 LD X0 1 ANI T0 2 OUT T0 3 K30 4 LD T0 5 OUT C0 6 K1000 7 LD C0 8 OUT Y4,X0,T0,C0,T0,K1000,T0,X0,Y4,5000s,K50,C0,Y4,T0触点,5s,步进指令概述,S22,S22,X2,Y2,S22,Y2,RST,S0,X2,S23,STL S22 OUT Y2 LD X2 SET S23 STL S23,STL,LD,功能指令概述,FX2N有丰富的功能指令，例如：,程序流控制：实现程序转移、调用、中断、循环等功能。,传送和比较：包括比较、传送、交换、变换等指令。,运算：实现四则运算和逻辑运算的功能。,数据处理：包括区间复位、平均值等指令。,高速处理：有刷新、脉宽调制、脉冲输出等指令。,外部I/O处理：有10键输入、16键输入、七段译码、读特殊功能模块等指令。,外部设备处理：有串行通信、PID控制等指令。,S7系列可编程控制器,SIMATIC S7系列PLC包括S7-200、300、400等 品种，本节介绍S7-300。功能指标：数字量I/O通道数为256 65536,模 拟量I/O通道数为64 4096,工作存储器容量为 16 512kB，共有350多条指令，位操作指令执 行时间为0.05 0.2s。,S7-300系统组成,电源PS,CPU,IM,SM,SM,CP,编程语言,位逻辑,A I0.0 A I1.0 AN M1.0=Q3.0,I0.0,I0.1,M0.1,Q0.1,&,=,I0.0,I0.1,M0.1,Q3.0,O I0.0 ON I0.1 O Q0.1=Q3.0,I0.0,I0.1,Q0.1,=1,=,I0.0,I0.1,Q1.0,Q3.0,Q1.0,梯形图,功能块图,指令表,I1.0,I1.0,Q4.0,I1.1,I1.1,X I1.0X I1.1=Q3.0,I1.0,I1.0,Q4.0,I1.1,I1.1,X I1.0XN I1.1=Q3.0,异或逻辑,同或逻辑,I1.0,I1.2,Q4.0,I1.1,I1.3,A(O I1.0O I1.1)A(O I1.2O I1.3)AN M1.0=Q4.0,先并后串,M1.0,I1.0,I1.2,Q4.0,I1.1,I1.3,A I1.0A I1.1 O A I1.2A I1.3ON M1.0=Q4.0,M1.0,先串后并,A I1.0 S Q4.0 A I1.1 R Q4.0,I1.0,I1.1,Q4.0,Q4.0,R,S,I1.0,I1.1,Q4.0,I1.0,I1.1,Q4.0,R,S,SR,Q,M1.0,I1.0,I1.1,Q4.0,R,S,SR,Q,M1.0,=,A I1.0R M1.0 A I1.1S M1.0A M1.0=Q4.0,梯形图,功能块图,指令表,定时器,A I1.1 L S5T#2M2S SP T1 A I1.2 R T1A T1=Q4.0,I1.1,I1.2,T1,T1,R,SP,S5T#2M2S,T1,Q4.0,I1.1,I1.2,Q4.0,R,S,Q,T1,=,S5T#2M2S,TV,B1,BCD,S_PULSE,t,脉冲定时器时序,I1.1,I1.2,Q4.0,T1,A I1.1 L S5T#2M2S SD T1 A I1.2 R T1A T1=Q4.0,I1.1,I1.2,T1,T1,R,SP,S5T#2M2S,T1,Q4.0,I1.1,I1.2,Q4.0,R,S,Q,T1,=,S5T#2M2S,TV,B1,BCD,S_ODT,t,接通延时定时器时序,I1.1,I1.2,Q4.0,T1,计数器,有加计数器、减计数器和可逆计数器。计数范围为0999，计数值达到上限999时，累加停止，计数值达到下限0时，不再减小。使用复位指令R可复位计数器，其计数值被清0。计数器输出状态也为0。,A I1.0 CU C5 A I1.1 L C#100 S C5A I1.2R C5 A C5=Q4.0,I1.0,I1.2,C5,C5,R,CU,T1,Q4.0,I1.1,I1.2,Q4.0,R,S,Q,C5,=,C#100,TV,CV,BCD,S_CUD,I1.1,C5,SC,I1.0,CU,程序结构,用户程序中的块,组织块(OB),操作系统和用户的接口,系统功能块(SFB),通过SFB调用一些重要的系统功能,系统功能(SFC),通过SFC调用一些重要的系统功能,功能块(FB),用户编写的经常使用的子程序(有存储器),功能(FC),用户编写的经常使用的子程序(无存储器),背景数据块(DI),调用FB和SFB时用于传递参数的数据块,共享数据块(DI),存储用户数据的数据区域,供所有块享用,