可编程序控制器及其应用Word文件下载.docx

可编程序控制器及其应用Word文件下载.docx

《可编程序控制器及其应用Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《可编程序控制器及其应用Word文件下载.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

⏹6，学习目的：

了解以PLC为核心的控制系统的组成和编程技巧，结合实验操作，对PLC控制系统的组成及运行等有较全面的了解，以提高实际操作技能和分析问题解问题的能力。

⏹7，复习内容：

⏹

（1）什么叫可编程控制器？

其主要特点有哪些？

⏹

（2）PLC有哪几种类型？

⏹（3）PLC控制系统与继电器控制系统的异同？

{2}PLC的构成及工作原理

⏹1，构成：

⏹1中央处理器，

⏹2存储器，

⏹3输入接口电路，

⏹4输出接口电路，

⏹5电源。

⏹2，PLC控制系统的组成：

控制器

⏹2。

编程器

⏹3。

信号输入部件

⏹4。

输出执行部件

⏹5。

主电路部分

⏹6。

负载（电动机或其他负载）

⏹7。

电源

⏹3，PLC的工作原理：

⏹PLC的工作方式为扫描工作方式。

⏹工作分三个阶段，

⏹1输入扫描阶段，

⏹2程序执行阶段，

⏹3输出刷新阶段。

⏹4，PLC常用的编程语言：

⏹1梯形图，

⏹2指令语句表，

⏹3状态转移图，

⏹4逻辑函数表达式

⏹其他高级编程语言

⏹5，PLC的性能指标与分类：

⏹1硬件指标：

包括抗干扰能力和环境条件及电气性能等。

⏹2软件指标：

包括PLC的运行方式。

运行速度。

存储器容量。

元件种类和数量。

指令类型等。

⏹6，PLC的分类：

按输入/输出点分：

⏹小型机（输入/输出的点小于256点），

⏹中型机（输入/输出点大于256点小于2048点）

⏹大型机（输入/输出点大于2048点）。

⏹按功能分；

⏹低档机，（用于逻辑控制和少量模以量控制），

⏹中档机，（具有较强的模拟量控制和数学运算能力），

⏹高档机，（还具有较强的通信能力）。

{3}PLC的I/O接口技术与安装技术

⏹1，电源的接线：

PLC的基本电源一般有AC100/240V与DC24V两种类型。

⏹AC供电原则上应在电源输入回路加入隔离变压器、浪涌吸收器或者稳压等措施。

PLC输入电源要与设备动力电源、交流控制回路电源、交流输出电源分离配线，并具有独立的保护回路与独立的隔离变压器。

⏹DC供电原则上采用稳压电源供电，其电源要与设备直流动力电源、直流控制回路电源、直流输出电源分离配线和具有独立保护回路。

复杂系统应使用独立稳压电源单独供电。

⏹接地系统的基本要求系统接地良好（接地电阻应小于4Ω）有足够的导线线径（2.5mm²

以上的黄/绿线。

⏹各类不同接地的处理：

⏹数字信号接地：

是指系统中PLC的输入/输出端各种开关量（数字量）的0V端独立连接。

模拟信号地：

是指系统中的各类模拟量的0V端（如驱动器（变频器的速度给定电压输出、测速反馈输入、传感器输入等。

这些通常采用差动输入/输出，各信号间的0V各自独立，不能相互间连接，也不能与系统的PE线连接。

⏹保护地：

是指系统中各控制装置、用电设备的外壳接地，直接与电柜的接地母线连接不允许控制装置、用电设备的PE线进行互连。

⏹直流电源地：

是指PLC内部电源以外的外部直流电源的0V端，有三种情况;

当PLC输入/输出直流电源分离时，用于PLC输入的直流电源的0V与PLC的0V公共线进行连接；

用于PLC输出的直流电源的0V不与PLC的0V公共线进行连接；

当PLC输入/输出直流电共用时，直流电源的0V端必须与PLC的0V公共线连接；

单独用于PLC系统执行元件的直流电源0V原则上不与PLC的0V连接。

⏹交流电源地：

是指系统中使用的交流电源的0V端（220V控制回路的0V端）不应与系统接地（PE）线连接。

PLC控制系统通常属于1MHz以下的低频电路范畴，一般应采用（单点接地）.

⏹PLC总供电系统

⏹必须严格按照“电气基本三保护”原则，实现短路保护，过载保护，失压保护。

包括电源的短路保护和失压保护；

负载的过载保护和电感性负载的过电压保护及吸收回路。

⏹2，PLC的输入电路及输入端的接线：

采用“正逻辑接法”输入，以常开触点作为输入。

一般采用PLC内供DC24V电源，也可采用外供DC24V电源。

⏹PLC的开关量输入连接从信号电压类型上分直流输入型和交流输入型，从输入信号的连接形式与信号电源提供方式上分，汇点输入（负端共用输入、日本生产、由PLC内部提供＋24V电源）和源输入（正端共用输入、欧洲生产由外部提供+24V电源）。

⏹当输入元件为NPN集电极开路型接近开关的输出可直接与PLC（汇点输入）输入端直接连接。

当输入元件为PNP集电极开路型接近开关与PLC（汇点输入）输入端连接时应增加在信号端与com端加接下拉电阻（1.5KΩ）或在电源端与信号端加接上拉电阻。

⏹当输入元件为PNP集电极开路型接近开关的输出可直接与PLC（源输入）输入端直接连接。

当输入元件为NPN集电极开路型接近开关与PLC（源输入）输入端连接时应增加在电源端与信号端加接上拉电阻（1.5KΩ）。

⏹3，PLC的输出电路及输出端的接线：

按（R），（S），（T）三种类型，

⏹（R）控制电源为AC250VDC5~30V；

⏹（S）控制电源为AC85——AC250V，

⏹（T）DC5~30V以下。

{4}三菱系列PLC的系统配置：

以FX2n为例

⏹FX2n系列PLC：

特点：

规模最大，性能最高，功能最强的PLC

⏹提高了运行速度0.08μs

⏹采用了基本单元加扩展的结构形式

⏹应用指令大大增加，达到132种，309条主要增加传送、移位、求补、代码转换、浮点运算等应用指令。

⏹可使用较多的特殊模块，适应温度、位置的控制。

⏹在通信功能方面增加M-NET网络链接的通信模块。

⏹1，硬件构成：

⏹1单片机，含有两块超大规模集成电路：

⏹一块是通用16位CPU,用于处理一般逻辑指令，

⏹另一块是专用逻辑处理器，用与处理高速指令。

中断等。

⏹2电源，开关电源输出DC5V.DC12V.DC24V,5V供内部IC用12V用以驱动输出继电器，24V供给用户以作传感器的电源。

⏹3通信接口：

共有三个，

⏹一个连接编程器的接口，

⏹一个连接扩展模块的接口，

⏹一个连接特殊功能适配器的接口。

⏹4编程器：

用以编写程序，并将用户程序送入PLC基本单元的用户存储器中，并兼有监控和向主机发出各种命令等功能，分三类：

⏹

（1）手持编程器，

⏹

（2）图形编程器，

⏹（3）由RS488或RS232通信电缆与电脑联通的编程软件。

⏹5输入输出接口：

⏹输入接口由光耦转换器与外电路连接，接口为Xn—COM之间。

⏹输出接口有三种形式：

⏹继电器输出型，（R）

⏹晶闸管输出型，（Ｓ）

⏹晶体管输出型。

（T）

⏹3，软元件构成：

由说明书功能特性表明。

⏹4，软件特性—梯形图与常规继电器控制线路的比较：

⏹1梯形图两边直线叫母线，

⏹2PLC是串行工作的，

⏹3供编程的软触点为海量无限，

⏹4梯形图中线圈之前必须有触点逻辑，

⏹5PLC中有可进行算术运算的功能指令。

⏹2，软件构成：

⏹1系统程序，又分管理程序，用户指令解释程序，及标准程序模块和系统调用程序，

⏹2用户程序，

⏹复习内容：

⏹

（1）PLC有哪几项主要性能指标？

⏹

（2）PLC主要有哪几部分组成？

PLC控制系统有哪几部分组成？

⏹（3）PLC的工作原理和工作过程。

⏹（4）三菱系列PLC的基本构成和主要作用。

⏹（5）FX2n系列的PLC有哪几种Ｉ/O开关量接口形式？

各有什么特点？

⏹（6）FX系列的PLC带有几个通信接口？

这些通信接口分别起什么作用？

{5}PLC编程元件介绍

⏹1，输入继电器X***（X0---X267）,是PLC接受外部控制元件控制信号窗口，

⏹2，输出继电器Y***（Y0---Y267）,是PLC向外部控制元件发送控制信号的窗口。

⏹3，辅助继电器M****一共有三大类

⏹（M0---M499通用，

⏹M500---M1023一类停电保持，M1024—M3071二类停电保持，

⏹M8000—M8255特殊用途，可供用户使用的有两种，第一种，A，只能利用触点的辅助继电器，M8000，运行监视；

B，M8002，初始脉冲；

C，M8004，出错；

D，M8011，10ms时钟脉冲；

E，M8012，100ms时钟脉冲；

F，M8020，零标志

⏹第二种，为可读，可写型，其线圈由程序驱动后产生动作，A，M8034，禁止所有输出；

B，M8036，强制运行；

C，M8037：

强制停止；

D，M8033：

PLC停止时输出保持；

E，M8039：

定时扫描。

等）。

⏹4，状态元件（S0—S9,初始状态，S10—S19回归原点；

S20——S499,通用处S500—S999,停电保持S900—S999,特殊停电保持）

{5}PLC编程元件介绍

⏹4，状态元件S***

⏹（S0—S9,初始状态

⏹S10—S19，回归原点（应用IST指令时）

⏹S20——S499,通用处

⏹S500—S999,停电保持

⏹S900—S999,特殊停电保持）

⏹定时器T***通电延时型

⏹T0—T199,100ms,

⏹T200—245,10ms,普通型，

⏹T246—T249,1ms,

⏹T250—T255,100ms,积算型

⏹6，内部信号计数器C***

⏹C0—C99,16位加计数通用型，C100—C199,停电保持型，[16位]，C200--C219,32位双向计数通用型，C220—C234,保持型，[32位]，

⏹双向计数的计数方向由特殊辅助继电器的对应M8***编号来确定，置1为减计数，置零为加计数

⏹C235—C255,高速型，又名为外部计数方式，采用中断方式计数。

分四种类型：

⏹A：

单相无启动/复位端子C235——C240；

⏹B，单相带启动/复位端子C241——C245；

⏹C：

2相双向输入型C246——C250；

⏹D：

2相A-B相型C251——C255；

⏹其输入端子为X0——X5共6个通道，并受计数频率限制，各端子输入频率和《20Khz,其各端子输入分配为：

⏹X0：

双向[U/D]或加计数[U]或A相[A]；

⏹X1：

[U/D]或[D]或[B]；

⏹X2：

[U/D]或复位[R]；

⏹X3：

[U/D]或[R]或[U]或[A]；

⏹X4：

⏹X5：

[U/D]或[R]。

）

⏹7，数据寄存器D****；

V*

⏹D0—D199,通用型，

⏹D200—D511,停电保持型，

⏹D512—D7999,停电保持型，

⏹D8000—D8195,特殊数据型，

⏹V0—V7.Z0—Z7,变址寄存器型，

⏹8，指针（P0—P63）,分支指令型，用于子程序调用

⏹I0—I8,中断用指针型

⏹I010—I060，分两类：

A，外部中断型；

B.定时器中断指针型

⏹9，嵌套标志（N0—N7），从小到大依次

⏹10,常数Kxxxx,十进制，-32768--+32768，

⏹常数Hxxxx十六进制，0—FFFF,16位,0—FFFFFFFF,32位，

⏹11，位元件，是某种特殊功能的二进制“位”特征的元件，提供“常开”和“常闭”两种编程用触点，该类元件有M,S,T,C.

⏹12，字元件，指具有某种特殊功能的含有若干个“位”的二进制“字节”特征的元件，提供编程用的有关数据。

该类元件有D.V.Z.T.C.

⏹13位组合元件、将位元件作按次序排列的组合，用来控制位组合元件，该类元件有M、Y、S，

⏹命名方式为K*Y*或K*M*或K*S*，k*位组合元件的组合数，y*为组合元件的首地址

（1）FX2N系列的PLC有哪几类编程元件？

⏹

（2）FX2N系列的PLC中定时器T和计数器C的用途，编号，使用方法。

{7}PLC的编程基本规则

⏹1，梯形图中的左，右母线：

左母线必须接各类继电器的触点，不能接继电器线圈，右母线必须接继电器线圈，不能接继电器的触点。

⏹2，继电器的线圈和触点：

梯形图中的继电器编号均应包含在PLC软元件规定范围内。

其同一编号线圈只能出现一次，而同一编号触点可出现多次。

梯形图中只表示输入继电器的触点，无线圈表示。

并不允许出现PLC驱动负载，而由输出继电器的线圈来表示。

所有的触点均应按从上到下，从左到右的顺序排列，其触点只允许画在水平方向。

⏹3，合理设计梯形图：

在每个逻辑行上，串联触点多的电路块应安排在最上面，每个逻辑行中并联触点多的电路块应安排在最左边。

当有多个逻辑行全含有同一控制条件时，可以将每个逻辑行中相同的部分合列在一起，共用同一个控制条件。

设计梯形图时必须了解PLC的扫描工作方式，即从上到下，从左到右的顺序逐一扫描。

{8}编程实例

⏹一，编程方法：

⏹1，编程前准备：

⏹1对系统的输入信号进行地址或内存单元的分配，并列出系统I/O地址和T，C，M，D等内部软元件单元地址分配表。

⏹2根据系统工艺要求绘制系统流程表和功能图等编程资料，并根据资料进行编程。

可将系统工作过程划分为若干个基本环节，然后再进行组合。

⏹3地址分配原则：

⏹A，按时间发生的时序来分配地址的先后；

⏹B对多输入和输出单元组成的系统，应尽量把一个设备上的I/O集中在一个I/O模块；

⏹C对I/O的公共端应考虑被控信号的电源不同作分别处理。

⏹D合理分配高级计数器和位置控制的地址。

⏹2，程序结构形式：

⏹1简单程序：

特征单一不分叉程序

⏹2分支程序：

特征有两个及以上的分支程序。

⏹3并列程序：

特征有两个及以上相互独立分支程序

⏹4循环程序：

特征需要重复执行的程序

⏹5子程序：

特征主程序中需要随时调用的一段程序

⏹6集中控制程序：

特征由主程序协调分程序的集中控制

⏹3，程序设计方法：

三种绘制方法：

⏹梯形图；

⏹流程表图；

⏹程序框图

⏹梯形图绘制方法

⏹1按时间次序从上到下，从左到右排列；

⏹2串联接点多的电路安排在上，并联接点多的电路安排在靠左控制母线；

⏹3同一程序中不允许输出线圈重复出现，但其接点可无限次出现；

⏹4同一控制信号可连接多个不同输出线圈；

⏹5主程序结束必须有一个终止指令

⏹注意事项：

⏹1一个梯形图网络是多个梯级组成，而每个输出线圈组成一个梯级；

⏹2只有一个梯级绘制完成后才能继续下一个梯级绘制；

⏹3梯形图上的元素所采用的激励，失电，闭合，断开等电路中术语仅用于表示这些元素的逻辑状态。

⏹流程表图绘制方法：

⏹1功能作为梯形图设计的依据

⏹2绘制思路以生产流程为主线，将流程分为若干个子流程，每个子流程有一些执行元件进行开闭或运行操作，各个子流程间转换既可以是时间的关系，也可以子流程的运行结果。

⏹3意义采用流程表图法可清楚了解生产流程中各设备的开关顺序和控制要求。

⏹1以生产过程的流程作为主线，通常以时间，某些工艺参数的限制或一些开关信号作为子流程的切入点或切出点

⏹2在每个子流程中应根据工艺流程的要求列出相应执行元件的状态信息

⏹3以子程序为列，以执行元件为行绘制流程表，对各子程序间的切换条件可以写在子程序最后一行。

⏹4对切换条件可以用文字说明或逻辑表达方式来描述，也可以用图形符号方法描述。

⏹程序框图绘制方法：

与计算机的程序框图一样，采用几何图形，流线和文字说明来说明生产过程的运行关系。

⏹1要细化转换条件

⏹2对于有选择的流线要根据被选择条件是否满足来确定流程去向。

⏹3可以根据生产过程的次序，分别绘制子过程的程序框然后再组合

⏹绘制程序说明方法：

包括以下内容：

⏹1程序思路的说明，包括程序结构，主程序与子程序的划分，各程序功能等。

⏹2工艺生产过程的控制要求。

⏹3说明主程序和子程序的执行过程。

⏹4说明信号报警和联锁系统的功能。

⏹5其他补充说明。

⏹二，基本控制程序：

⏹1启停程序：

基本的常用的程序，f（M0）=（IIX0+IIY0）*HX1.

⏹指令语句表为：

⏹1LD，X0。

2OR，M0。

3ANI，X1，4OUT，M0。

⏹f[set.M0]=IIX0和f[rst.M0]=IIX1.

1LD，X0。

2SET，M0，3LD，X1。

4RST，M0。

两种形式。

⏹2产生单脉冲和连续脉冲的程序：

a,用于计数复位或启停用的一个只有一扫描周期的单脉冲，

⏹f[pls.M1]=IIX1或f[plf,M1]=I