PLC设计报告.docx
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PLC设计报告
PLC实训报告
姓名
学号
班级
专业
所在系
完成日期
目录
序言--------------------------------------------------------------------------------1
PLC的选型介绍-----------------------------------------------------------------4
松下FP1-PLC产品规格及性能介绍----------------------------------------6
松下PLC-FP1定时器指令功能----------------------------------------------10
实训小结--------------------------------------------------------------------------15
序言
“PLC之父”DirkMorley
Morley先生生活在美国的一个大约12000人的小镇上。
小镇的学校对六年级孩子的测试中，有一个孩子处于垫底的7%中。
他建议孩子的母亲把孩子交给他做脱离学校的“家庭教育”，孩子的母亲拒绝了，她继续把孩子送往学校。
然而等孩子升到七级后，成绩变得更差。
孩子的母亲决定让这个孩子跟着他做“家庭教育。
四个月之后，孩子回到学校后做的测试显示他的水平已经提升到93%的水平，物理和数学更达到了98%，仅仅四个月，他已经离大学之门不远了。
当记者们惊讶地询问他如何教育这个孩子的。
DirkMorley轻松地回答：
就像训练小狗一样。
方法就是让一只小狗跟一只老狗在一起，过段时间，他们就变得很像，小狗很快就学到坚持、守纪律、懂规矩这些优良的品质。
所有的狗都一样：
聪明、积极、投入。
孩子也一样，问题出在父母、老师、制度和社会上，跟孩子无关。
而PLC的横空出世，正源于40年前挣脱日常工作桎梏的强烈愿望。
1968年，美国马萨诸塞州，某个工程师在新年庆祝中喝得酩酊大醉，醒来后他不愿继续平日繁琐复杂的工作。
于是，他带领一个团队发明了一个可编程逻辑控制器，来替代原来数量众多的逻辑继电器，这就是后来广为自动化业内熟悉的PLC。
这位工程师就是本文的主人公DirkMorley，他被世人尊称为PLC之父。
创新，来源于类似孩子的无限好奇心和无数的问题
随后，Morley先生提到了前一天他在清华大学演讲的经历。
他做的是一个关于创新的演讲，他认为创新来源于类似孩子的无限好奇心、无数的问题。
然而清华的学生非常的安静，他们沉默的听演讲，没有任何问题。
后来终于有一个同学提问，Morley很高兴，让大家给他掌声，经过这种鼓励，大家就开始积极提问。
气氛变得非常活跃，学生们问出了很多有趣的问题。
这从某种角度揭示了PLC市场几经变迁，依然保持着旺盛生命力的秘密。
从1968年到2008年，从第一台自动化控制器Modicon084（MOdularDIgitalCONtroller）,到第一个工业现场总线-Modbus、第一套热备PLC-Modicon584，再到第一次将以太网引入工业自动化方案，40年来，Morley先生率领的团队从未间断对技术革新和产品创新的渴求及探寻。
除了PLC外，他还同时拥有二十多个美国和外国专利，包括并行推理机，手持终端，软驱、汽车ABS和磁性薄膜。
他还获得美国富兰克林研究所的霍华德•波茨奖，并入选自动化名人堂。
他同时担任美国国家生产科学研究所（NCMS）委员会主席，制造工程师协会（SME）理事。
DickMorley成立的高科技公司在其行业内取得了持续领先三十年的革命性创新成果。
由于这些突出贡献，DickMorley已成为计算机设计、人工智能、自动化和技术趋势预测等领域国际公认的先驱。
目光，应回归到产品的本质，而非产品本身
话题再回到PLC上，Morley先生表示：
IPod卖的是音乐，奔驰卖的是知名度。
而PLC卖的是上市时间。
汽车制造商原本要6-9个月的时间才能使新产品上市，用了PLC后就只需要6-9周。
这相当于节省了很大一笔钱！
很多产品，像PLC，电子制表软件，文字处理软件，iPhone卖的都是一种理念，而不是产品本身。
如同Morley先生所说，PLC卖的是对客户的服务以及对客户产生的价值，而非产品本身。
脱离开对PLC新模块、可扩展能力、速度、稳定性、客制化等具体技术的讨论，Morley先生最终把目光放到客户对PLC最本质的需求。
40年间，PLC以其稳定、廉价和愈发宽泛的功能延展性，成熟广泛的应用于从FA到PA领域的各个行业，仅中国市场的应用规模已经超过了50亿，正是诸多用户的不懈坚持，成就了今天服务的日益提高，行业用户的日渐拓展。
当采访进行到这里，笔者最关心的问题关于PLC、PAC、低端DCS的竞争局势之争，也变得似乎失去了意义。
因为当你把目光放到客户的需求本身的时候，不同的产品只是形式不同而已。
PLC的选型介绍
在现代化的工业生产设备中，有大量的数字量及模拟量的控制装置，例如电机的起停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度、压力、流量的设定与控制等，工业现场中的这些自动控制问题，若采用可编程序控制器（PLC）来解决自动控制问题已成为最有效的工具之一。
硬件选购目前市场上的PLC产品众多，除国产品牌外，国外有：
日本的OMRON、MITSUBISHI、FUJJ、anasonic,德国的SIEMENS，韩国的LG等。
近几年，PLC产品的价格有较大的下降，其性价比越来越高，这是众多技术人员选用PLC的重要原因。
那么，如何选购PLC产品呢?
1、系统规模首先应确定系统用PLC单机控制，还是用PLC形成网络，由此计算PLC输入、输出点。
数，并且在选购PLC时要在实际需要点数的基础上留有一定余量（10%）。
2、确定负载类型根据PLC输出端所带的负载是直流型还是交流型，是大电流还是小电流，以及PLC输出点动作的频率等，从而确定输出端采用继电器输出，还是晶体管输出，或品闸管输出。
不同的负载选用不同的输出方式，对系统的稳定运行是很重要的。
3、存储容量与速度尽管国外各厂家的PLC产品大体相同，但也有一定的区别。
目前还未发现各公司之间完全兼容的产品。
各个公司的开发软件都不相同，而用户程序的存储容量和指令的执行速度是两个重要指标。
一般存储容量越大、速度越快的PLC价格就越高，但应该根据系统的大小合理选用PLC产品。
4、编程器的选购PLC编程可采用三种方式：
是用一般的手持编程器编程，它只能用商家规定语句表中的语句编程。
这种方式效率低，但对于系统容量小，用量小的产品比较适宜，并且体积小，易于现场调试，造价也较低。
是用图形编程器编程，该编程器采用梯形图编程，方便直观，一般的电气人员短期内就可应用自如，但该编程器价格较高。
是用IBM个人计算机加PLC软件包编程，这种方式是效率最高的一种方式，但大部分公司的PLC开发软件包价格昂贵，并且该方式不易于现场调试。
因此，应根据系统的大小与难易，开发周期的长短以及资金的情况合理选购PLC产品。
5、尽量选用大公司的产品其质量有保障，且技术支持好，一般售后服务也较好，还有利于你的产品扩展与软件升级。
松下FP1-PLC产品规格及性能介绍
FP1是日本松下电工生产的小型PLC，该产品有C14、C16、C24、C40、C56、C72多种规格，形成系列化。
虽然是小型机性能价格比却很高，特别适合于中小企业。
我们实训的机型为FP1-C40。
FP1硬件配置除主机外还可加I/O扩展模块，A/D（模/数转换）、D/A（数/模转换）模块等智能单元。
最多可配置几百点，机内有高速计数器，可输入频率高达10kHz的脉冲，并可同时输入两路脉冲，还可输出频率可调的脉冲信号（晶体管输出型）。
该机型具有8个中断源的中断优先权管理。
允许输入最小脉冲宽度为0.5ms。
可调输入延时滤波功能可以使输入响应时间随外围设备情况而调节，调节范围在1~128ms之间。
手动拨盘式寄存器功能，可通过调节面板上的电位器，使特殊寄存器DT9040~9043中的数值在0~255间改变，实现从外部进行输入设定。
此外，该机型还具有强制置位、强制复位控制功能、口令保护功能、固定扫描时间设定功能、时钟/日历控制功能等。
该机配有RS—232和RS—422接口，可实现PLC与计算机通信，并可直接在计算机上用几种方式编制程序。
FP1有190多条功能指令，除基本逻辑运算外还可进行+、-、×、÷等四则运算。
有8位、16位、32位数字处理功能，并能进行多种码制变换。
FP1还有中断、子程序调用、凸轮控制、高速计数、字符打印、步进指令等特殊功能指令。
FP1监控功能很强，可实现梯形图监控、列表继电器监控、动态时序图监控（可同时监控16个I/O点的时序）具有几十条监控命令，多种监控方式。
指令和监控结果可用日、英、德、意四种文字显示。
另外还有链接单元，例如用于远程信息交换的I/OLINK单元；用于PLC与计算机间通信的C—NET适配器。
表1列出了FP1-C40产品的基本性能，表2列出了FP1系列PLC的主要产品规格。
表1
项目
性能及说明
主机I/O点数
24/16
最大可扩展I/O点数
120（扩展后）
扫描速度
16μs/步
程序容量
2720步
存贮器类型
RAM（备份电池）和EPROM
指令条数
191条
内部继电器（R）
1008个
特殊内部继电器（R）
64个
定时器/计数器（T/C）
144个
数据寄存器（DT）
1660个
系统寄存器（DT）
70个
索引寄存器（IX、IY）
2个字
主控指令（MC/MCE）点数
32个
跳转标记（LBL）个数
（用于JP、LOOP指令）
64个
步进阶数
128个
子程序个数
16个
中断个数
9个（8个外输入启动中断，一个定时启动中断）
输入滤波时间
1~128ms
中断输入点
8个
模拟定时器
4
串行通信
ICH—RS232C
日历时钟
有
自诊断功能
“watchdog”电池掉电，程序检查
高速计数输入
X0、X1为计数输入，可加/减计数、同时输入两路，计数频率最高为10kHz（单路输入时）X2为复位输入
表2
类别
产品系列
I/O点数
内存储器
工作电压
输出类型
主控单元
C14 标准型
8/6
EEPROM
DC24V
AC100～240V
继电器晶体管
（NPN，PNP）
C16 标准型
8/8
C24 标准型
16/8
RAM
C24C 带RS232C口
及时钟/日历功能
C40 标准型
24/16
C40C 带RS232C口
及时钟/日历功能
C56 标准型
32/24
C56C 带RS232C口
及时钟/日历功能
C72 标准型
40/32
C72C 带RS232C口
及时钟/日历功能
扩展单元
E8
8/0
/
/
继电器
晶体管
（NPN,PNP）
4/4
0/8
E16
16/0
8/8
0/16
E24
16/8
/
DC24V
AC100～240V
E40
24/16
/
智能单元
名称
功能说明
工作电压
A/D转换单元
模拟输入通道：
4通道/单元
模拟输入范围：
0～5V
0～10V
0～20mA
数字输出范围：
K0～K1000
DC24V
AC100～240V
D/A转换单元
模拟输出通道：
2通道/单元
模拟输出范围：
0～5V
0～10V
0～20mA
数字输入范围：
K0～K1000
DC24V
AC100～240V
链接单元
I/O
LINK单元
用于在FP3/FP5和FP1之间进行I/O信息交换的接口单元
DC24V
AC100～240V
C-NET
适配器
RS485与RS422/RS232C的信息交换器；用于PLC与计算机之间的通信
DC24V
AC100～240V
S1型C-NET适配器
RS485←→RS422 用于FP1控制单元的信号转换器
/
松下PLC-FP1定时器功能指令
一、PLC定时器指令的格式
1． FP1-C40PLC的基本定时器分三种类型
TMR——定时时钟为0.01s
TMX——定时时钟为0.1s
TMY——定时时钟为1s
2．定时器的设定值，也就是十进制时间常数K，设定范围是K0～K32767内的任意整数。
定时器类型与设置值结合起来才能确定定时设置时间。
定时设置时间等于设置值乘以该定时器的定时时钟。
如：
“TMR 0，K100”；“TMX 1，K100”；“TMY3，K100”的定时设置时间分别是“0.01×100=1s”；“0.1×100=10s”；“1×100=100s”。
根据定时控制精度要求不同，编程时可任意选择定时器类型。
3．在FP1-C40PLC中，默认100个定时器，序号T0～T99。
通过系统寄存器No.6可重新设置其序号范围。
一个定时器有无数个与之序号相同的常开触点（
T××）和常闭触点（
T××）供编程使用。
但在同一程序中相同序号的定时器只能使用一次，否则电路不能执行。
4．定时器的设置值和经过值会自动存入相同序号的设置值寄存器SV和经过值寄存器EV中，可通过SV、EV中的内容来监控定时器的工作情况。
二、PLC定时器工作原理
基本定时器为减1计数，当程序进入运行状态后，定时控制逻辑行接通的瞬间定时器开始工作。
工作过程是（以图1为例说明）先将设定值寄存器SV5中的内容装入经过值寄存器EV5中。
然后每经过一个定时时钟0.1s（图1是TMX5所以定时时钟是0.1s）EV5中的内容做减1计数，直至EV5中内容为0，该定时器对应的常开触点T5闭合，常闭触点T5断开。
此后若定时器控制逻辑行一直保持接通状态，则其触点动作保持，直至控制逻辑行断开，各触点复位。
若控制逻辑行接通时间未达到定时器设定时间就断开，定时器触点不动作，EV5复位直至控制逻辑行再次接通，重新开始计时。
定时器工作过程顺序如图1所示。
图1定时器工作过程
三、常见定时器应用
1．两个定时器T0、T1的串联梯形图如图a,b
图a串联
图b串联
两个（或更多个）定时器串联。
排在前面的定时器（T0）相当于排在后面的定时器（T1）的一个延时常开触点。
2．两个定时器T0、T1的形并联梯图如图c
图c并联
3．PLC设计延时接通电路梯形图如图d
图d延时接通
当输入Ⅹ0端子的信号接通时，输入继电器的线圈Ⅹ0接通，其常开触点Ⅹ0闭合，内部继电器R0接通，其常开触点R0闭合，接通定时器T0，T0的设定值K50开始递减。
减至“0”时T0的常开触点闭合，输出继电器Y0相对于X0延迟5s后接通。
当输入端Ⅹ1接通后，内部继电器R0失电，R0的常开触点断开，定时器T0复位。
T0的常开触点断开，使输出Y0为0FF。
4．PLC延时断开电路梯形图如图e
图e延时断开
图中是输入Ⅹ0端接不带自锁按钮的延时断开电路梯形图。
当输入Ⅹ0端接通，内部继电器R0线圈接通，其常开触点R0闭合使输出Y0接通，同时定时器T0开始计时，延时5s后，T0常闭触点打开，输出Y0为OFF。
PLC实训小结
在李老师的带领下，我们完成了为期9个星期的PLC实训已经结束。
在这9周的教学使我学到了很多，通过这次对PLC学习，让我了解了plc梯形图、指令表、传感器、触摸屏、变频器、外部接线图有了更好的了解，也让我了解了关于PLC设计原理。
有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。
本次课程中的设计是要求自己独立完成，但是，彼此还是脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流，也在老师的帮助下完美的完成。
这次实训里我们学习了电动机自动往返、投票选举程序控制、自动售货机程序控制、抢答器等十多个项目。
再这次的PLC实训里李老师对我们要求了很多，比如在作图中他要求我们把图看清楚理清思路，最好把顺序指令先写出来再作图等等一些要求跟技巧。
在这次实训中我发现在这些项目都必须要PLC的控制这也是我们实训的目的，所以在这新的时期，PLC将会有更大的发展，它将在自动化领域发挥更大的作用。
而PLC控制系统的可能影响到企业的安全生产与经济运行。
因此在使用PLC时必须综合考虑各方面的因素，来保证PLC控制系统正常工作，保证工业设备安全高效运行。
可以预见，PLC产业一定会有一个美好的未来
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