欧姆龙PLC的相关知识.docx

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欧姆龙PLC的相关知识

　　1969年由美国数字设备公司研制成功世界第一台可编程控制器，从第一台PLC诞生至今，PLC基本已经历数次更生换代⑴1位机及磁芯存储器。

⑵8位微处理器及半导体存储器。

⑶高性能微处理机。

⑷16位或32位CPU。

PLC应用十分广泛：

①用于开关逻辑控制②用于闭环过程控制③用于机器人控制④组成多级控制系统。

PLC的技术性能：

①输入/输出的数，②扫描速度（毫秒/千步；纳秒/步），③指令条数，④内存容量，⑤高功能模块（如A/D，D/A，高速计数，速度控制，温度控制，位置控制远程通讯、高级语言编辑等模块）。

PLC的分类：

⑴按（I/O）输入/输出的点数分类：

（微型）、小型、中型机，大型。

⑵按结构形式分类：

整体式和组合式（积木式）。

⑶按实现的功能分类：

低档：

具有逻辑运算、定时、计数、移位、自诊断、监控等基本功能和一定的算术运算、数据传送、比较、通信和模拟量处理功能。

中档：

除了具备低档机的功能外，还具有较强的算术运算、数据传送、比较、通信、子程序、中断处理和回路控制功能。

高档：

在中档机的功能的基础之上加强了带符号运算、矩阵运算等功能。

目前的DCS与新型的PLC，由于多年的开发研究，在各自保留自身原有的特点外，又相互补充，形成新的系统，现在的DCS已不是当初的DCS，同样如此，新型的PLC也不是开发初期的PLC。

PLC的基本结构：

⑴电源模块：

一般PLC采用AC220V电源，也可用直流电源。

交流电源经整流和稳压向PLC各模块供电。

⑵中央处理单元CPU。

⑶存储器：

固化的只读存储器ROM，可读写的RAM存储器。

⑷输入、输出模块。

输入模块包括交流输入模快和直流输入模块。

输入模块用于处理输入信号，对输入信号进行滤波、隔离、电平转换等，把输入信号的逻辑值准确无误可靠地传入PLC内部。

输出模块：

输出模块具有隔离PLC内部电路与外部执行元件的作用。

晶体管输出型（T）只能带直流负载；双向晶闸管输出型（S）只能带交流负载；继电器输出型（R）可带交/直流负载。

PLC的循环扫描工作过程：

⑴自诊断阶段：

在每一次扫描开始之前，CPU都要进行复位监视定时器，硬件检查用户内存等操作。

⑵程序用户程序阶段：

依此顺序执行指令！

CPU从0000地址的第一条指令开始，按先左后右，先上后下的顺序，依此逐条（解释）执行各指令，直到执行最后一条指令。

PLC执行指令程序时，根据输入信号的映像寄存器的1或0，（除输入继电器外）一些编程元件的状态随着指令的执行不断更新。

CPU按程序给定的要求进行逻辑运算和算术运算，运算结果存入相应的元件映像寄存器，把将要向外输出的信号存入输出映像寄存器，并由输出锁存器保存。

⑶I/O输入、输出刷新处理阶段：

在I/O刷新描阶段时，CPU把输入信号的逻辑值读入“输入映像寄存器”。

（现场的（通／断）状态已接好到PLC的输入端子）

CPU将“输出映像寄存器”的状态经输出锁存器和PLC输出端子，传送到外部执行负载。

“输出映像寄存器”的内容要等下一个扫描周期的刷新阶段到来才能改变状态。

⑷外设端口的服务阶段：

在该阶段，CPU完成与外设端口连接的外围设备通信处理。

PLC完成上述各阶段的处理后，又返回到公共处理阶段，周而复始地进行扫描。

开始→自诊断→程序执行阶段→I/O刷新阶段（约为1mS）→外设端口的服务阶段→

PLC的特点：

工作目的

用于过程控制

工作环境

工业环境

工作方式

顺序扫描方式

表现形式

编程器和执行主机共两套计算机

输入设备

控制设备、传感器、编程器、通信接口、其它计算机等

输出设备

电磁继电器、报警显示器、灯、电磁开关、电动机、电磁阀等

使用软件

梯形图符号、操作系统

特殊措施

抗干扰措施、各种动态检测、监控、停电保护、易维护等

其它

机种多、各种配件齐全，容易构成系统；系统稳定可靠；

PLC的硬件安装

⒈为避免附近控制屏或电气产生的干扰，对PLC安装位置的要求：

⑴采用封闭的防尘箱；

⑵与高频设备安装在一起时，其外壳必须接地；

⑶不要把PLC与高压设备安装在同一罩壳内；

⑷尽可能远离高压线和动力线路；

⑸不要把PLC安装在发热源的上面；

⑹垂直安装PLC，保证空气能最大限度流动，同时防止脏物从通风道掉入到PLC内。

⒉安装环境的要求：

⑴环境温度0～55℃，相对湿度35%～85%（无凝固）

⑵由于PLC不防尘、不防水结构，因此应防止周围粉尘严重侵入，尤其是盐类、金属粉等。

⑶不能和产生强干扰的设备使用同一电源。

⑷不能安装在强磁场、强电场，也不能安装在有腐蚀性气体或易燃气体的场所

⑸避免安装在异常振动或冲击的场所，避免阳光直射。

⒊注意事项：

⑴PLC的所有接线使用M3压接端子（软线）或单股线，并以0.5N·米的力矩拧紧。

⑵PLC装置的固定螺丝M4，与地平线平行固定，若直接安装在金属板上，底部应垫绝缘层。

⑶必须先停电，才可允许：

装配各单元；电缆连接或接线；连接或断开连接器；设定DIP开关或旋转开关；安装或拆卸CPU、I/O，存储器盒或其它单元。

⑷PLC的电源线应使用双绞线，电源必须用圆形压接端子，线径>1.25

，如选用扩展单元，主机和扩展单元要用一个开关，既同时通电或断电。

若电源波动，降至85%额定AC电压超过10ms（DC电源则2mS），PLC降停止工作，所有输出为OFF。

⑸PLC接地端一般不接地。

若需要接地，应接专用地线，按标准线径2

，接地电阻＜100Ω，接地点应靠近PLC，不要超过20米。

⑹接线时不要撕去防护标签，接线结束后为了散热必须撕掉防护标签。

调试时：

不能带电插拔编程器和扩展电缆，防止损坏器件。

⑺电源、输入、输出走线要分开，并与动力线保持200mm以上距离。

输入信号线不要超过30米。

⑻紧急停止线路，应在PLC输出电路的外部切断。

⑼PLC输出是逻辑输出的结果，负载电源要外接，必须加装快速熔断器保护。

⑽PLC输出如是感性负载，不仅易损坏输出继电器，而且又会干扰PLC，建议增加浪涌吸收电路。

该型号输入端：

COM接+24V，INPUT输入接-。

⒋外部接线：

⑴输入端的接线：

开关量的输入端接线：

由PLC提供的电源（一般为DC24V）通过外部设备的触点接在PLC相应的输入端子和（输入侧的）公共COM端子上。

注意：

必须用外部设备的可靠无源触点，避免强电窜入损坏PLC！

⑵输出端的接线：

输出端接线，是由负载与电源串联在PLC输出端和对应的COM公共端上。

直流感性负载需并续流二极管，交流感性负载需并RC吸收器件。

必须注意输出端所带的负载：

（电压及电流）要小于PLC输出端的额电电压、电流！

安全可靠。

①继电器输出方式，负载电源一般为AC220V或DC24V。

（继电器动作滞后十几毫秒）

②晶体管输出方式，要求负载电源一般为DC5～24V。

③可控硅输出方式，要求负载电源一般为AC100～120V。

PLC动作滞后现象的原因：

①输入侧滤波器对信号的延迟作用（一般来说，PLC的前几个输入端的延迟时间较短）

②输出继电器动作延迟滞后十几毫秒（对于速度要求快的，避免用继电器输出）

③用户程序安排不当，也会造成滞后现象。

PLC的基本编程语言：

四种：

梯形图编程，指令语句编程，逻辑图和逻辑表达式；大型机也采用高级语言。

PLC的几种类型指令：

①基本指令；②数据处理指令；③数据运算指令；④流程控制指令；⑤特殊控制指令“A/D、D/A，高速计数、中断、PID控制等⑥系统控制指令。

CPM1A

CPM2A

基本指令

14条

特殊指令

79条指令，139个变量

105条指令，185个变量

程序容量

可扩展的单元

最多3个

指令执行时间

LD：

1.72ηS

LD：

0.64ηS

I/O存储器

输入位

IR00000～IR00915

输出位

IR01000～IR01915

工作位

512位：

IR2000～IR23115

928位：

IR02000～IR04915

IR02000～IR22715

TR暂时继电器

8位：

TR0～TR7

HR保持继电器

320位：

HR0000～HR1915

LR链接继电器

256位：

LR0000～LR1515

SR专用继电器

384位：

SR23200～SR25515

448位：

SR22800～SR22515

计时器/定时器

TIM/CNT00～127

TIM/CNT00～255

DM读写区

DM0000～1023

DM0000～2047

DM只读区

DM6144～6599

PC设置

DM6600～6655

中断输入

PLC的基本编程原则：

①程序正确；②运行可靠；③编程合理；④易读易懂；⑤灵活易改。

PLC的编程：

⑴接点开始，线圈结束。

⑵从上到下，从左到右。

⑶从0000地址开始编程。

PLC是从0000地址开始执行的，到END结束，并返回到地址0000。

⑷一个触点可以反复使用，次数不限；一个线圈只能使用一次。

⑸梯形图的垂直分枝线上，不能有接点和线圈。

⑹先串后并。

⑺先并后串。

⑻直接输出，少用暂存继电器。

⑼清除复杂组合。

⑽若要预留空行，用空操作NOP填充。

⑾用END结束程序。

各厂家的PLC的梯形图、符号及规格不相同，但基本上大同小异，其共性如下：

①梯形图中只有动合和动断两种触点。

同一标记的触点可以反复使用，次数不限。

（这一点与常规的继电器——接触器的触点只能使用一次而不同）

动合触点和动断触点的图形符号基本相同，但它们的文字符号不相同（不同机种、不同位置（I/O）而不同）。

②同一个编号的输出继电器，在程序中只能使用一次。

梯形图中的不同机种的输出继电器（输出变量）表示方法不相同，如用园圈、括号和椭圆表示，而且它们的文字符号也不相同。

③梯形图最左边是起始母线，每一逻辑行必须从起始母线开始画起。

（有的机种的梯形图的最右边还有结束母线，有的可以省略。

）

④梯形图必须按从左到右，从上到下书写。

PLC是按这个顺序执行程序的。

⑤梯形图的触点可以任意串联或并联。

⑥梯形图中的输出继电器可以并联，禁止串联。

⑦梯形图结束应有结束语，一般用“RND”或“ED”表示。

PLC的几种类型指令：

梯形图编程注意事项：

①为减少指令条数，减少占用内部存储器的空间，编制程序应遵守：

上重下轻、左重右轻的原则。

②输入、输出、内部继电器和定时器、计数器的触点可以重复使用，不必用复杂的程序结构来减少使用触点的次数。

③线圈不能直接与左边的母线连接，线圈的右边也不能再串触点。

④梯形图中串联触点和并联触点的个数没有限制。

⑤为避免发生接线错误，一般全部输入元件都使用其动合触点接入。

但安全可靠性下降。

⑥PLC的全部输出，只在输出处理阶段同时输出。

对于互锁的能发生电弧短路电路：

程序应增加监测被控对象的实际状态，具备“软互锁”，并编制相应延时控制等功能。

⑦为保证被控制对象的安全可靠（关系着人身、设备等安全），防止发生事故：

编制程序除具备完善的逻辑控制“软”功能外，在“硬”电路中，还必须具备可靠的应急控制功能。

抗干扰对策

干扰因素

措施

电压波动过大

外接稳压器

来自电源干扰

隔离变压器

高频电压干扰

装滤波器

公共接地线干扰

独立接地

感性负载浪涌干扰

感性负载两端并联浪涌吸收电路

输入信号感应干扰

信号线与高压电缆、动力线分开走，或用屏蔽线。

电磁接触器干扰

拉开与接触器的距离或装屏蔽罩

PLC程序设计的一般步骤：

①审题；②分配PLC的输入、输出端子；③画出动作逻辑图；

④画出功能图；（基本形式：

单一顺序，选择顺序，并发顺序）

⑤划定内部继电器的分配表；⑥绘制梯形图；⑦列出程序清单；⑧录入程序。

欧姆龙C系列P型机的标准模块

电源输入电压AC100～240V

型号

输入

输出

C28P-CDR-A

DC24V，16点

继电器2A

12点

C28P-CDT-A

晶体管0.5A

C28P-CDT1-A

晶体管1A

C28P-CDS-A

双向晶闸管0.2A

C28P-CDS1-A

双向晶闸管1A

C28P-CAR-A

DC24V，2点

AC100V，14点

继电器2A

C28P-CAS1-A

双向晶闸管1A

C40P-CDR-A

DC24V，24点

继电器2A

16点

C40P-CDT-A

晶体管0.5A

C40P-CDT1-A

晶体管1A

C40P-CDS-A

双向晶闸管0.2A

C40P-CDS1-A

双向晶闸管1A

C40P-CAR-A

DC24V，2点

AC100V，22点

继电器2A

C40P-CAS1-A

双向晶闸管1A

C60P-CDR-A

DC24V，32点

继电器2A

28点

C60P-CDT1-A

晶体管1A

C60P-CDS1-A

双向晶闸管1A

C60P-CAR-A

DC24V，2点

AC100V，30点

继电器2A

C60P-CAS1-A

双向晶闸管1A

欧姆龙C系列P型机的CPU特性

项目

性能指标

主要控制元件

MPU,C-MOS,LS-TTL

编程方式

梯形图

指令长度

1地址／指令，6字节／指令

指令数

37种

执行时间

10μS／指令（平均）

存储容量

1194地址

内部辅助继电器

136点（1000～1807）,1807在使用高速计数器时用作软复位

特殊辅助继电器

16点（1808～1907）常通,常断,电池失效,启始扫描，0.1S、0.2S、1S脉冲等

保持继电器

160点（HR000～HR915）

暂存记忆继电器

8点（TR0～TR7）

数据记忆通道

64（DM00～DM63）

用高速计数器时DM32～DM63用于上下限设定区

定时器/计数器

48（TIM，TIMH，CNT和CNTR的总和）

TIM00～TIM47（0～999.9秒）

TIMH00～TIMH47（0～999.9秒）

CNT00～CNT47（0～999个数）

CNTR00～CNTR47（0～999个数）

使用高速计数器时,CNT47用于现行值的记数。

高速计数器

记数输入0000，硬复位输入0001，最高响应频率2kHz，

设定值范围0000～9999，输出数16点；高速计数器可硬复位或软复位。

记忆保存

保持继电器，计数器现行值和数据寄存器的内容具有停电记忆功能。

电池寿命

25℃时使用5年，高于25℃时寿命缩短；

当ALARM灯亮后，一周内更换新电池。

自检功能

CPU失效（监视钟），存储器失效，I/O总线失效，电池失效等。

程序检查

在RUN操作开始时执行程序检查，END指令丢失，JMP-JME错误，线圈重复使用，电路错误，DIFU/DIFD溢出错误，IL/ILC错误。

欧姆龙C系列P型机的输入特性

项目

DC光电输入

AC光电输入

电源电压

24（±0.1V）

（100～120）（±0.1V）

输入阻抗

3kΩ

9.7kΩ（50Hz），8kΩ（60Hz）

输入电流

7mA

10mA

ON电压

大于15V

大于60V

OFF电压

小于5V

小于20V

ON延时

2.5mS（max）,

输入继电器0000和0001：

0.15mS

35mS（max）

OFF延时

2..5mS（max））,

输入继电器0000和0001：

0.15mS

55mS（max）

欧姆龙C系列P型机的输出特性

类型

ON延时

OFF延时

最大开关容量

继电器

（光电隔离）

最大15mS

2A/250V（AC）,2A/24V（DC）

4A/4（公共端）,6A/8（公共端）

C20P:

12A

C28P:

16A,

C40P:

20A,

C60P:

28A

〖最小容量:

10mA,5V（DC）〗

晶体管

（光电隔离）

最大1.5mS

0.5A,5～24V（DC）

〖最小容量:

10mA,5V（DC）饱和电压1.5V〗

双向晶闸

（光电隔离）

最大1.5mS

负载频率的1/2+1mS

1A/点,85～250V（AC）

〖最小容量:

100mA,100V（AC）〗

欧姆龙C系列P型机的内部资源分配

区域名称

通道号

I/0继电器

00～09

内部辅助继电器（AR）

10～17

专用继电器（SR）

18～19

暂存继电器（TR）

0～8

保持继电器（HR）

0～9

定时器/计数器（TIM/CNT）

00～47

数据存储区（DM）

00～63

①有暂存继电器（TR）8个，其编号为TR0～TR7。

在同一程序段不能重复使用相同的暂存继电器编号，但在不同的程序段中可以使用。

②数据存储区（DM）具有掉电保护功能，通道编号为DM00～DM63，它不能以单独的点来使用，要以通道编号为单位使用。

③定时器/计数器

提供48个定时器或计数器，或者是总数不超过48个定时器与计数器的组合。

当电源掉电时，定时器被复位，而计数器不复位，具有掉电保护功能。

定时器或计数器不能直接产生输出，如需输出必须经过输出继电器。

定时器的编号为TIM00～TIM47或计数器CNT00～CNT47。

在分配定时器或计数器编号时，两者的编号不能相同，即不能既有TIM02也有CNT02。

④专用内部辅助继电器：

⒈继电器1808—用于对电池电压低时的报警，电池失效时接通（ON）。

⒉继电器1809—一般处于断开状态，只有当扫描时间超过100毫秒（小于130ms）时才接通（ON）。

⒊继电器1810—常OFF继电器，当使用高速计数指令，并在输入继电器0001收到复位信号时接通（ON）一个扫描周期。

⒋继电器1811—常OFF继电器

⒌继电器1812—常OFF继电器

⒍继电器1813—常ON继电器

⒎继电器1814—常OFF继电器

⒏继电器1815—PLC开始运行时，接通（ON）一个扫描周期，作初始化处理。

⒐继电器1900—产生0.1秒的时钟脉冲，即每隔50毫秒接通50毫秒。

⒑继电器1901—产生0.2秒的时钟脉冲，即每隔0.1秒接通0.1秒。

⒒继电器1902—产生1秒的时钟脉冲，即每隔0.5秒接通0.5秒。

⒓继电器1903—算术运算出错标志。

当运算结果不以BCD码（用16位二进制代码表示的4位十进制数）形式输出时，此继电器接通。

⒔继电器1904—进位标志。

数据运算有进位/接位时，继电器接通。

⒕继电器1905—比较两个操作数，当第一个操作数大于第二个操作数，继电器接通。

⒖继电器1906—比较两个操作数，当第一个操作数等于第二个操作数，继电器接通。

在算术运算结果等于零时，继电器也接通。

⒗继电器1907—比较两个操作数，当第一个操作数小于第二个操作数，继电器接通。

输入继电器编号

P型机的输入继电器加装I/O扩展后，最多可占有5个通道，其编号为00～04，每个通道有16个输入继电器。

（最多80个）

输入继电器编号0000～0415

00通道

01通道

02通道

03通道

04通道

输出继电器编号

P型机的输入继电器加装I/O扩展后，最多可占有5个通道，其编号为05～09，每个通道有12个输出继电器。

（实际最多60个）；内部为内部辅助继电器！

输出继电器编号0500～0911

05通道

06通道

07通道

08通道

09通道

内部

内部继电器编号

内部继电器占有9个通道，其编号为10～18，有136个内部中间继电器！

内部继电器编号1000～1807

10通道

11通道

12通道

13通道

14通道

15通道

16通道

17通道

18通道

保持继电器编号

保持继电器占有10个通道，其编号为HR0～HR9，有160个保持继电器具有掉电保护功能！

保持继电器编号HR000～HR915

HR0通道

HR1通道

HR2通道

HR3通道

HR4通道

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