培训体系PLC基础培训教材.docx

培训体系PLC基础培训教材.docx

《培训体系PLC基础培训教材.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《培训体系PLC基础培训教材.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

培训体系PLC基础培训教材

（培训体系）PLC基础培训教材

PLC编程理论和控制原理

第壹章PLC基本工作原理

1—1基本原理…………………………………………………………………3

1—2扫描原理…………………………………………………………………3

1—3I/O映象区…………………………………………………………………3

1—4输入输出操作……………………………………………………………4

1—5中断处理…………………………………………………………………4

第二章PLC硬件结构

2—1处理器单元………………………………………………………………5

2—2EEPROM存储模块………………………………………………………6

2—3扩展单元…………………………………………………………………7

2—4手执式编程器……………………………………………………………7

2—5安装设备—DIN道轨……………………………………………………7

第三章PLCI/O接口

3—1电源电路的连接及性能…………………………………………………8

3—2接地………………………………………………………………………8

3—3输入输出…………………………………………………………………9

3—4安装位置图………………………………………………………………10

第四章基本指令和基本逻辑说明

4—1基本逻辑指令…………………………………………………………11

4—2基本逻辑指示说明……………………………………………………12

第五章PLC用户程序编程

5—1完成壹个用户程序的步骤……………………………………………18

5—2梯形图（LAD）………………………………………………………18

5—3扫描周期………………………………………………………………19

5—4语句表（STL）…………………………………………………………19

第壹章PLC基本工作原理

PLC（ProgrammableLogicController）是目前工控的主要工具，具有高可靠性、丰富的I/O接口模块、模块化结构、编程简单、安装维护方便、系统设计和调试周期短等特点。

广泛应用于逻辑控制、计数控制、顺序控制、PID控制、数据处理、通信和联网等工业控制领域。

1基本原理

可编程序控制器要完成控制任务是于其硬件的支持下,通过执行反映控制要求的用户程序来完成的。

这壹点是和计算机的工作原理壹致的，所以可编程序控制器工作的基本原理是建立于计算机工作原理之上的，其实质上也是壹种计算机控制系统，只不过它具有比计算机更强的和工业过程想连的接口，具有更适合用于控制要求的编程语言。

可编程序控制器的CPU是采用按顺序逐条扫描用户程序的运行方式工作的，它的输入输出是于扫描到该I/O点时才读入开关信号或刷新输出信号，考虑到继电器控制装置中各类触点的动作时间壹般于100MS之上，故可编程序控制器扫描用户程序的时间壹般均小于100MS。

2扫描原理

可编程序控制器对用户程序的扫描不是执行壹就结束,而是对整个程序壹遍壹遍不停的循环执行,直至停机.

扫描周期的长短,首先和每条指令执行的时间长短有关,其次和所用的指令类型以及包含指令条数的多少有关。

前者取决于机器的主频既时钟的快慢，机器选定之后，主频也就却定了，后者取决于被控系统的复杂程度及编程人员的水平。

3I/O映象区

于PLC系统中，决定被控变量状态的逻辑关系组成因素多数来自生产现场。

从现场采集这些信息的方式有俩种。

1）于程序执行中，需要某壹信息，就到生产现场去采集该信息，采集到的信息是实时的，但采集时间可能略多。

2）于每壹循环扫描周期内，定时将所需要的现场有关信息采集到控制器中，存放于预先准备好的壹定区域，即RAM的某壹地址，称为输入映象区，输出映象区亦然。

I/O映象区的建立，使系统工作变成壹个采集控制系统；且使可编程序控制器工作时只和内存有关地址单元内所存信息状态发生关系，而系统输出也只是给内存某壹地址单元设定壹个状态，因此，这时的控制系统已经远离实际控制对象，这壹点为系统的标准化生产，大规模生产创造了条件。

4输入输出操作

PLC的工作方式是循环扫描执行用户程序，所建立的输入输出映象区，只是于扫描周期的适当时刻，于操作系统的组织下，将输入映象区信息全部倾卸给外设，同时也能够从外设读入信息。

对壹般的外设来讲，这种输入输出方式能够满足要求。

可是PLC的功能于不断的扩展，特别是特殊模块、智能模块被当作I/O外设以及中断控制的利用等，对响应的及时性提出了新的要求。

所以，输出交换正常的周期性输入信息就无法满足要求。

系统的周期性扫描和外设希望的及时响应矛盾的解决办法是设法将有关要输入或输出的信息分离出来，即这壹部分信息的输入输出和系统CPU的周期扫描脱离，利用专门的硬件模块或通过软件利用专门指令去执行某壹个I/O映象区的输入输出。

所以，PLC的循环扫描工作方式对外设希望及时响应要求的实现有壹定的困难。

5中断处理

PLC中断处理的特点：

1）中断的响应是于系统循环扫描的各个阶段。

系统于工作过程中，不仅对用户程序进行扫描，而且对输入、输出、通信模块和自诊断程序均实行循环扫描。

所以，对中断的响应不仅仅于扫描用户程序阶段，而且于循环扫描的各个阶段。

2）于PLC系统中，用户程序是循环扫描反复执行的。

可是，对于中断程序来说，只有中断申请被接受后中断程序被扫描壹次。

3）中断源排队的先后顺序，于PLC中，中断源的信息是通过输入点而进入系统的，中断源的先后顺序按照它们占用的输入点编号的前后顺序自动排队的。

于PLC中，中断服务程序的编制和壹般微机系统基本壹致。

但无中断嵌套关系，且中断服务程序执行的结果应尽快输出给外设。

第二章PLC硬件结构

PLC是以微CPU为中心的壹个小型逻辑单元。

其主要组成部分是由MCPU、CMOS—LSI、CMOS—IC、LS—TTL（Triacrelay）组成，其中内部仍有DC24V电源。

从PLC构成控制系统的方式来说，应包括下面几种部件。

*基本单元（处理器单元）

*扩展单元

*编程器单元

*EEPROM存贮器模块

*通信线缆

1基本单元（处理器单元）

处理器单元内部装有由I/O接口电路以及存贮器集合而成的固体电路，该处理器将处理和控制编程信息，于控制软件的管理下是输出设备设备为响应输入设备的开/关状态而接通或断开。

其原理方框图如下：

编程信息用编程器输入，也可通过计算机输入用户程序，PLC将用户程序存储于处理器CMOSRAM中，当处理器断电时，由备用电池供电，以保证存贮器内容不变。

处理器EEPROM模块和编程器（手执式）的直流操作电源，由控制器内部带熔丝的电源供电。

处理器结构特点：

A：

电源进线端子，壹般具有自提升压线板，为接线提供了方便，且能确保接线的可靠。

B：

输出接线端子；输入接线端子和电源进线相同。

C：

自诊断指示器：

DCPOWER（绿色）：

指示处理器单元已启动，直流电源已于供电。

PCRUN（绿色）：

指示处理器单元正于运行操作方式。

CPUFUALT（红色）：

指示已检测到处理器或RAM出现故障，停止操作。

BATTERYLOW（红色）：

为CMOSRAM提供备用电源的电池，其电压降低到极限值，LED灯亮警示用户更换电池。

FORMEDI/O（淡黄色）：

指示壹个或多个输入，输出地址已被强制接通或断开。

D：

输入电源保险丝：

如果电源的进线端有电压，而DCPOWER灯不亮，可能是保险死断。

E：

输入状态指示灯：

当壹个输入电路被接通时，则相应的状态指示灯亮。

F：

输出状态指示灯：

当壹个已编程的输出指令是“真”时，则其相应的输出状态指示灯亮。

G：

自动/手动开关：

当处理器单元电压下降或断开后，重新启动的方式由开关的位置决定。

H：

EEPROM存贮器模块组件：

任选的存贮器模块可插入处理器单元中。

I：

编程器连接器：

当需编程、编辑或监视操作时，且和编程器或电脑相连接。

J：

扩展单元的连接：

用专用电缆连接。

k：

备用电池：

壹般使用的备用电池为锂电池。

2EEPROM存贮器模块

这是壹任选的器件，他能很方便地插入到处理器单元中。

其功能：

A：

存贮（复制）处理器内RAM中之内容，达到保存用户程序的目的。

B：

传递EEPROM中之内容到RAM中。

3扩展单元

其基本尺寸及外形结构和基本单元（处理器单元）相同，扩展单元只于于扩展I/O地址。

其I/O地址是按照扩展单元的排列次序顺延。

4编程器（手执式）

它是壹种用于编程、编辑、监视控制器操作的便携式编程装置。

当需要时，它可用电缆连接到处理器上。

其是用户和控制器之间的通信手段，能立即响应写入的信息，且提示该做什么和出错信息。

功能：

于线操作；

编程—读出、写入、插入、删除；

监视—内部软元件监视、程序检查、工作状态监视；

测试—强制ON/OFF，T、C、D当前值及设定值的变更；写入文件寄存器等。

特点：

清晰的液晶画面

充实的软件

应用指令查询的HELP功能

自动步进（+）、（-）功能

体积小，随带方便。

5安装DIN道轨

处理器可直接安装于电气制柜上，也能够安装于DIN道轨上，处理器、扩展单元及其它壹些辅助控制单元上有方便安装于DIN道轨的槽和锁定夹。

第三章PLCI/O接口

1电源电路的连接及性能

PLC的电源壹般来说是120VAC—240VAC，适用电压范围较宽。

其外接电源线连接到PLC的N、L端口。

必须注意：

A：

基本单元和扩展单元的电源，务必同时接通或断开。

B：

于紧急停止时，PLC的输出电路应于PLC外部切断。

C：

电源若发生未满10MS的瞬间停电，PLC的动作能够连续，长时间的停电或电压过底，PLC就会停止动作，输出OFF状态，壹旦电源恢复，PLC自动或受动再启动运行（RUN输入为ON）。

D：

为不使电源电压降低，应选用2m㎡的电源线。

2接地

A：

接地必须用2m㎡的电线，接地电阻必须小于100欧。

但切

勿和强电系统共地（如接地困难，可不接地，PLC仍能正常工作。

）

B：

扩展单元和扩展模块和基本单元的接地端应互相连接，且于基本单元侧接地。

（即使不接地，俩者也应连接）。

另外，各单元SG端也应用2m㎡之上的电线连接器来。

3输入/输出

PLC输入/输出有俩种方式接线，即共源极和共漏极接法。

共源极接法是将COM端接到直流电源的负极，其另壹端通过元件接正极。

共漏极接法是将COM端接到直流电源的正极，其另壹端接负极。

这样接法是根据你所选用的输入型号元件的类型和负载情况来决定其连接方法，且照此完成I/O口的连接。

PLC输出有三种方式：

1：

晶体管（TTL）输出方式：

适用的负载电源是DC24V。

2：

可控硅输出方式：

适用的负载电源能够是DC和AC。

3：

继电器输出方式：

适用的负载电源能够是DC和AC。

之上2、3中的负载电源尽管能够使用直流或交流负载，但我们于使用中仍是习惯用继电器负载输出型的PLC使用DC电源；而可控硅使用AC电源。

4安装位置图

为了PLC安全、可靠的工作，有必要安装隔离变压器，且于电控柜壁有散热孔和风机。

说明：

1：

壹个标准的、适合于用户的且能避免用户控制器受电噪和空气污染的电控柜。

2：

断路装置，用来切断系统电源。

3：

带熔丝的隔离变压器或恒压变压器，根据用户选择。

4：

主控继电器/紧急停止电路。

5：

端子板或接线槽。

6：

电控柜壁排气孔。

7：

风机。

第四章基本指令和基本逻辑说明

各个PLC制造公司于竞相推出自己的产品序列的同时，同样推出自己相应的用户程序软件包，且有自己的编程规则和指令结构。

1：

基本指令介绍：

几乎所有的PLC基本编程指令只有20个左右。

尽管指令的表达方式不壹致，但内容是壹样的。

下面介绍壹下三菱PLC20个基本编程指令。

符号称号

功能

电路表示对称要素

LD

取指令

运算开始

常开接点

LD