三菱PLC自学资料PID若何设置参数.docx
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1、可编程控制器概况可编程控制器(PROGRAMMABLE CONTROLLER,简称 PC)。与 个人计算机的PC相区别,用PLC表示。PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自 动控制技术和通信技术而形成的一代新型工业控制装置,目的是用来取代继电 器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能,成立柔性的程控系统。国际电工 委员会(IEC)发布了对PLC的规定:可编程控制器是一种数字运算操作的电 子系统,专为在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、按时、计数和算术运算等操作的指令,并 通过数字的、模拟的输入和输出,控制各类类型的
2、机械或生产进程。可编程序 控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其 功能的原则设计。PLC具有通用性强、利用方便、适应面广、靠得住性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。可以预料:在工业控制领域中,PLC控制技术的应用必将形成世界潮流PLC程序既有生产厂家的系统程序,又有效户自己开发的应用程序,系统程序提供运行平台,同时,还为PLC程序靠得住运行及信息与信息转换进行必 要的公共处置。用户程序由用户按控制要求设计。第二章PLC的结构及大体配置一般讲,PLC分为箱体式和模块式两种。但它们的组成是相同的,对箱 体式PLC,有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,固
3、然按CPU 性能分成若干型号,并按I/O点数又有若干规格。对模块式PLC,有CPU模 块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。无任哪一种结构类型的PLC, 都属于总线式开放型结构,其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。PLC的大体结构框图如下:接受中央处理单接 驱动现场信入s.号接受控元件一、CPU的组成PLC中的CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用,每台PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序给予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫 描的方式搜集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄放器中,同 时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程进程中的语法错误等。进入运 行后,
4、从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生 相应的控制信号,去指挥有关的控制电路,与通用计算机一样,主要由运算器、控制器、寄放器及实现它们之间联系 的数据、控制及状态总线组成,还有外围芯片、总线接口及有关电路。它肯定 了进行控制的规模、工作速度、内存容量等。内存主要用于存储程序及数据, 是PLC不可缺少的组成单元。CPU的控制器控制CPU工作,由它读取指令、解释指令及执行指令。但 工作节拍由震荡信号控制。CPU的运算器用于进行数字或逻辑运算,在控制器指挥下工作。CPU的寄放器参与运算,并存储运算的中间结果,它也是在控制器指 挥下工作。CPU虽然划分为以上几个部份,但PLC中
5、的CPU芯片实际上就是微处置 器,由于电路的高度集成,对CPU内部的详细分析已无必要,咱们只要弄清 它在PLC中的功能与性能,能正确地利用它就够了。CPU模块的外卜部表现就是它的工作状态的各种显示、各种接口及设定或控制开关。一般讲,CPU模块总要有相应的状态指示灯,如电源显示、运行显示、故障显示等。箱体式PLC的主箱体也有这些显示。它的总线接口,用于接I/O模板或底板,有内存接口,用于安装内存,有外设口,用于接外部设备,有的 还有通信口,用于进行通信。CPU模块上还有许多设定开关,用以对PLC作 设定,如设定起始工作方式、内存区等。二、I/O模块:PLC的对外功能,主如果通过各类I/O接口模块
6、与外界联系的,按I/O点 数肯定模块规格及数量,I/O模块可多可少,但其最大数受CPU所能管理的大 体配置的能力,即受最大的底板或机架槽数限制I/O模块集成了 PLC的I/O 电路,其输入暂存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状态。三、电源模块:有些PLC中的电源,是与CPU模块合二为一的,有些是分开的,其主要用 途是为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时,有的还为输入电路提供24V 的工作电源。电源以其输入类型有:交流电源,加的为交流220VAC或110VAC, 直流电源,加的为直流电压,常常利用的为24V。四、底板或机架:大多数模块式PLC利用底板或机架,其作用是:电气上,实现各
7、模块间的 联系,使CPU能访问底板上的所有模块,机械上,实现各模块间的连接,使各 模块组成一个整体。五、PLC的外部设备外部设备是PLC系统不可分割的一部份,它有四大类1. 编程设备:有简易编程器和智能图形编程器,用于编程、对系统作一些设 定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况。编程器是PLC开发应用、监测运行、检查保护不可缺少的器件,但它不直接参与现场控制运行。2. 监控设备:有数据监视器和图形监视器。直接监视数据或通过画面监视数 据。3. 存储设备:有存储卡、存储磁带、软磁盘或只读存储器,用于永久性地存 储用户数据,利用户程序不丢失,如EPROM、EEPROM写入器等。4. 输入输出
8、设备:用于接收信号或输出信号,一般有条码读人器,输入模拟 量的电位器,打印机等。六、PLC的通信联网PLC具有通信联网的功能,它使PLC与PLC之间、PLC与上位计算机和其 他智能设备之间能够互换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。此 刻几乎所有的PLC新产品都有通信联网功能,它和计算机一样具有RS-232接 口,通过双绞线、同轴电缆或光缆,可以在几千米乃至几十千米的范围内互换 信息。固然,PLC之间的通信网络是各厂家专用的,PLC与计算机之间的通信, 一些生产厂家采用工业标准总线,并向标准通信协议靠拢,这将使不同机型的 PLC之间、PLC与计算机之间可以方便地进行通信与联网。了解了
9、PLC的大体结构,咱们在购买程控器时就有了一个大体配置的概念, 做到既经济又合理,尽可能发挥PLC所提供的最佳功能。第三章大体指令系统和编程方式 1大体指令系统特点PLC的编程语言与一般计算机语言相较,具有明显的特点,它既不同于高级 语言,也不同与一般的汇编语言,它既要知足易于编写,又要知足易于调试的 要求。目前,尚未一种对各厂家产品都能兼容的编程语言。如三菱公司的产品 有它自己的编程语言,OMRON公司的产品也有它自己的语言。但无论什么型号 的PLC,其编程语言都具有以下特点:1. 图形式指令结构:程序由图形方式表达,指令由不同的图形符号组成,易 于理解和记忆。系统的软件开发者已把工业控制中
10、所需的独立运算功能编 制成象征性图形,用户按照自己的需要把这些图形进行组合,并填入适当 的参数。在逻辑运算部份,几乎所有的厂家都采用类似于继电器控制电路 的梯形图,很容易接受。如西门子公司还采用控制系统流程图来表示,它 沿用二进制逻辑元件图形符号来表达控制关系,很直观易懂。较复杂的算 术运算、按时计数等,一般也参照梯形图或逻辑元件图给予表示,虽然象 征性不如逻辑运算部份,也受用户欢迎2. 明确的变量常数:图形符相当于操作码,规定了运算功能,操作数由用户 填人,如:K400,T120等。PLC中的变量和常数和其取值范围有明确规定, 由产品型号决定,可查阅产品目录手册。3. 简化的程序结构:PLC
11、的程序结构通常很简单,典型的为块式结构,不同 块完成不同的功能,使程序的调试者对整个程序的控制功能和控制顺序有 清楚的概念。4. 简化应用软件生成进程:利用汇编语言和高级语言编写程序,要完成编辑、 编译和连接三个进程,而利用编程语言,只需要编辑一个进程,其余由系 统软件自动完成,整个编辑进程都在人机对话下进行的,不要求用户有高 深的软件设计能力。5. 强化调试手腕:无论是汇编程序,仍是高级语言程序调试,都是令编辑人 员头疼的事,而PLC的程序调试提供了完备的条件,利用编程器,利用PLC和编程器上的按键、显示和内部编辑、调试、监控等,并在软件支持下, 诊断和调试操作都很简单。总之,PLC的编程语
12、言是面向用户的,对利用者不要求具有高深的知 识、不需要长时间的专门训练。 2编程语言的形式本教材采用最常常利用的两种编程语言,一是梯形图,二是助记符语言表。 采用梯形图编程,因为它直观易懂,但需要一台个人计算机及相应的编程软件; 采用助记符形式便于实验,因为它只需要一台简易编程器,而没必要用昂贵的 图形编程器或计算机来编程。虽然一些高级的PLC还具有与计算机兼容的C语言、BASIC语言、专用的 高级语言(如西门子公司的GRAPH五、三菱公司的MELSAP),还有效布尔逻辑 语言、通用计算机兼容的汇编语言等。无论怎么样,各厂家的编程语言都只能 适用于本厂的产品。编程指令:指令是PLC被告知要做什
13、么,和如何去做的代码或符号。从本 质上讲,指令只是一些二进制代码,这点PLC与普通的计算机是完全相同 的。同时PLC也有编译系统,它可以把一些文字符号或图形符号编译成机 械码,所以用户看到的PLC指令一般不是机械码而是文字代码,或图形符 号。常常利用的助记符语句用英文文字(可用多国文字)的缩写及数字代 表各相应指令。常常利用的图形符号即梯形图,它类似于电气原理图是符 号,易为电气工作人员所接受。指令系统:一个PLC所具有的指令的全部称为该PLC的指令系统。它包括 着指令的多少,各指令都能干什么事,代表着PLC的功能和性能。一般讲, 功能强、性能好的PLC,其指令系统必然丰硕,所能干的事也就多。
14、咱们在编程之前必需弄清PLC的指令系统程序:PLC指令的有序集合,PLC运行它,可进行相应的工作,固然,这里 的程序是指PLC的用户程序。用户程序一般由用户设计,PLC的厂家或代 销商不提供。用语句表达的程序不大直观,可读性差,特别是较复杂的程 序,更难读,所以多数程序用梯形图表达。 梯形图:梯形图是通过连线把PLC指令的梯形图符号连接在一路的连通图, 用以表达所利用的PLC指令及其前后顺序,它与电气原理图很相似。它的 连线有两种:一为母线,另一为内部横竖线。内部横竖线把一个个梯形图 符号指令连成一个指令组,这个指令组一般老是从装载(LD)指令开始, 必要时再继以若十个输入指令(含LD指令),
15、以成立逻辑条件。最后为输 出类指令,实现输出控制,或为数据控制、流程控制、通信处置、监控工 作等指令,以进行相应的工作。母线是用来连接指令组的。下图是三菱公 司的FX2N系列产品的最简单的梯形图例:它有两组,第一组用以实现启动、停止控制。第二组仅一个END指令,用 以结束程序。梯形图与助记符的对应关系:助记符指令与梯形图指令有严格的对应关 系,而梯形图的连线又可把指令的顺序予以表现。一般讲,其顺序为:先 输入,后输出(含其他处置);先上,后下;先左,后右。有了梯形图就可 将其翻译成助记符程序。上图的助记符程序为:地址指令变量0000LDX0000001ORX0100002AND NOTX001
16、0003OUTY0000004END反之按照助记符,也可画出与其对应的梯形图。梯形图与电气原理图的关系:若是仅考虑逻辑控制,梯形图与电气原理图也 可成立起必然的对应关系。如梯形图的输出(OUT)指令,对应于继电器的 线圈,而输入指令(如LD,AND,OR)对应于接点,互锁指令(IL、ILC) 可看成总开关,等等。这样,原有的继电控制逻辑,经转换即可变成梯形图, 再进一步转换,即可变成语句表程序。有了这个对应关系,用PLC程序代表继电逻辑是很容易的。这也是PLC 技术对传统继电控制技术的继承。 3 编程器件下面咱们着重介绍三菱公司的FX2N系列产品的一些编程元件及其功能。FX系列产品,它内部的编
17、程元件,也就是支持该机型编程语言的软元件, 按通俗叫法别离称为继电器、按时器、计数器等,但它们与真实元件有很大的 不同,一般称它们为“软继电器”。这些编程用的继电器,它的工作线圈没有 工作电压品级、功耗大小和电磁惯性等问题;触点没有数量限制、没有机械磨 损和电蚀等问题。它在不同的指令操作下,其工作状态可以无记忆,也可以有 记忆,还可以作脉冲数字元件利用。一般情况下,X代表输入继电器,Y代表输出继电器,M代表辅助继电器,SPM代表专用辅助继电器,T代表定时器,C 代表计数器,S代表状态继电器,D代表数据寄放器,MOV代表传输等。一、输入继电器(X)PLC的输入端子是从外部开关接受信号的窗口,PL
18、C内部与输入端子连接 的输入继电器X是用光电隔离的电子继电器,它们的编号与接线端子编号一致 (按八进制输入),线圈的吸合或释放只取决于PLC外部触点的状态。内部有 常开/常闭两种触点供编程时随时利用,且利用次数不限。输入电路的时间常 数一般小于10ms。各大体单元都是八进制输入的地址,输入为X000X007, X010X017,X020X027。它们一般位于机械的上端。二、输出继电器(Y)PLC的输出端子是向外部负载输出信号的窗口。输出继电器的线圈由程序 控制,输出继电器的外部输出主触点接到PLC的输出端子上供外部负载利用, 其余常开/常闭触点供内部程序利用。输出继电器的电子常开/常闭触点利用
19、次 数不限。输出电路的时间常数是固定的。各大体单元都是八进制输出,输出 为Y000Y007,Y010Y017,Y020Y027。它们一般位于机械的下端。三、辅助继电器(M)PLC内有很多的辅助继电器,其线圈与输出继电器一样,由PLC内各软元 件的触点驱动。辅助继电器也称中间继电器,它没有向外的任何联系,只供内 部编程利用。它的电子常开/常闭触点利用次数不受限制。可是,这些触点不 能直接驱动外部负载,外部负载的驱动必需通过输出继电器来实现。如下图中 的M300,它只起到一个自锁的功能。在FX2N中普遍途采用M0M499,共500 点辅助继电器,其地址号按十进制编号。辅助继电器中还有一些特殊的辅助
20、继 电器,如掉电继电器、维持继电器等,在这里就不一一介绍了。X000X001M30T200T200设定值(积累)M300四、按时器(T)在PLC内的按时器是按照时钟脉冲的积累形式,当所计时间达到设定 值时,其输出触点动作,时钟脉冲有1ms、10ms、100ms。定时器可以用用 户程序存储器内的常数K作为设定值,也可以用数据寄放器(D)的内容 作为设定值。在后一种情况下,一般利用有掉电保护功能的数据寄放器。 即便如此,若备用电池电压降低时,定时器或计数器往往会发生误动作。按时器通道范围如下:100 ms按时器T0T199,共200点,设定值:0.13276.7秒;10 ms按时器T200TT24
21、5,共46点,设定值:0.01327.67秒;1 ms积算按时器T245T249,共4点,设定值:0.00132.767秒;100 ms积算按时器T250T255,共6点,设定值:0.13276.7秒;按时器指令符号及应用如下图所示:X000T200尸一、Y000END当按时器线圈T200的驱动输入X000接通时,T200的当前值计数器对 10 ms的时钟脉冲进行积累计数,当前值与设定值K123相等时,定时器的 输出接点动作,即输出触点是在驱动线圈后的1.23秒(10 * 123ms = 1.23s) 时才动作,当T200触点吸合后,Y000就有输出。当驱动输入X000断开或 发生停电时,定时
22、器就复位,输出触点也复位。每一个按时器只有一个输入,它与常规按时器一样,线圈通电时,开 始计时;断电时,自动复位,不保留中间数值。按时器有两个数据寄放器, 一个为设定值寄放器,另一个是现时值寄放器,编程时,由用户设定积累 值。若是是积算按时器,它的符号接线如下图所示:I X001 |-I IIrDK345X002RST T250按时器线圈T250的驱动输入X001接通时,T250的当前值计数器对 100 ms的时钟脉冲进行积累计数,当该值与设定值K345相等时,定时器 的输出触点动作。在计数进程中,即便输入X001在接通或复电时,计数 继续进行,其积累时间为34.5s (100 ms*345=
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