零基础自学PLC入门

零基础自学PLC入门1.1 简单介绍 原理及作用:利用按钮推动传动机构，使动触点与静触点按通或断开，并实现电路换接 的开关。是一种结构简单，应用十分广泛的主令电器。在电气自动控制电路中，用于手动发 出控制信号，给PLC输入端子输送输入信号。 1.2 应用举例 下面用简单的点动电路举例介绍最常见的常开按钮在电气控制中的应用。 深圳稻草人plc培训 1.2 继电器 继电器的实物照片及符号如图 1-4 所示: 2.1 原理及作用 当输入量(激励量)的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃 变化的一种电器。继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统(又称输入回路)和被控制 系统(又称输出回路)，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大 电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 下面我们给出继电器线圈未通电和通电后的示意图，进行比较以使读者更深入且直观的 了解其原理及作用。 深圳稻草人plc培训 2.2 应用举例 下面用一个简单的点动电路举例介绍继电器在电气控制中的应用。 图 1-7 :按钮未按下 ? 继电器线圈不得电 ? 继电器常开触点切断回路电流 ? 灯 泡不亮 深圳稻草人plc培训 图 1-8 :按钮按下 ? 继电器线圈得电 ? 继电器常开触点闭合灯泡有电流 ? 灯 泡点亮 继电器与灯泡时序图如下图 1-9: 1.3 三极管 1.3.1 原理及作用: 三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管。分成NPN和PNP两种。三极管有三 个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。 晶体三极管是一种电流控制电流的半导体器件，其作用是把微弱信号放大成辐值较大的 电信号， 也用作无触点开关。如果三极管主要工作在截止和饱和状态，那么这样的三极管 我们一般把它叫做开关管。当基极电流为 0 时，三极管集电极电流为 0(这叫做三极管截止)， 相当于开关断开;当基极电流很大，以至于三极管饱和时，相当于开关闭合。 1.3.2 应用举例: 下面用一个简单的控制电路介绍一下 NPN 形三极管的开关作用。 深圳稻草人plc培训 图 1-11(a)为实物图，(b)是与之相对应的原理图，按钮开关未按下时三极管 b 脚没 有电流，电流无法从三极管 c 脚流向 e 脚，此时灯泡不亮。 图 1-12(a)为实物图，(b)是与之对应的原理图，按下按钮开关时，三极管 b 有电流， 此时 c 脚与 e 脚导通，电流从 ce 脚流过，故灯泡点亮。 FX 系列 PLC 步进指令、功能指令程序的编写和应用 1. 步进指令 1.1 功能简介 在现实的工业机械控制中，各个动作是按照时间、工艺、传感器等的先后次序，遵循一定的规律程序进行控制输出动作。 一套完整的控制系统，要达到满足某种功能、工艺和控制的需要，还涉及到手动控制、自动控制、原点回归功能和学习(自适应)功能等等;这就需要到步进梯形指令，这个指令可以生成流程和工作与顺序功能非常接近的程序。顺序功能图中每一步包含一小段程序，每一步与其它步完全独立使用的。编程者根据控制要求将程序段按一定的顺序组合一起或者随意调用和组合，进行系统控制或者变更工序控制，在这里，可以将步看成是子程序; 这种编程方法灵活、多样性、便利、快捷，比如 PLSY、PLSR 等指令在 PLC 中对应于 Y0 或者 Y1 输出时，原则是出现一次，在这种情况时，如果对步进电机或者伺服电机进行多段控制或者复杂工艺和多运动轨迹控制的需求，那么，可以将 PLSR Y0 的相关指令放置到某个 STL 步中，如 STL S88，在程序运行时,N 种的控制工艺或者速度和运动轨迹等，则可以 N 次 SET STL88,来达成控制目的;用 FX2N 系列 PLC 的状态继电器编制顺序控制时，应与 STL 指令一起使用。S0S9 用于初始步，S10S19用于自动返回原点。S20S899 用作动作状态控制。RET 表示状态 S 流程的结束。 1.2 步进指令(STL、RET) 1.3 应用案例 控制要求: 假设有 4 台电机，Y0,Y1,Y2,Y3。第一台电机击开始按钮为 X0,按下 X0 第一台电机运转。第二台点击开始按钮为 X1，当第一台运转后此时按下 X1 第二台电机运转否则不运转。第 3 台电机开始按钮为 X2,当第二台电机运转后按下 X2 第三台电机运转否则不运转。第四台点击开始按钮为 X3,当第三台电机运转后按下 X3第四台电机运转否则不运转。 深圳稻草人plc培训 深圳稻草人plc培训 用三菱 PLC 中文版编程软件 Gx-Developer8.31 编写梯形图。 参照第 3 章 3.2 将 PLC 与计算机连接。 参照第 4 章 4.4 将已编译好的工程文件写入 PLC。 参照第 4 章 4.5 计算机监视 PLC。可以在计算机显示器监视 PLC 实时状态。 编写完毕转图 7-2 后用 PLC 学习机做实际测试。 深圳稻草人plc培训 2. 传送类指令指令 传送类指令包含以下 10 种指令。 (1)MOV 传送指令 (2)CML 取反传送指令 (3)XCH 字交换指令 (4)SWAP 上下字节交换指令 (5)BMOV 成批传送指令 深圳稻草人plc培训 (6)FMOV 一点多送指令 (7)SMOV 位移位传送指令 (8)BIN 转换 BCD 码指令 (9)BCD 转换 BIN 码指令 (10)PRUN 八进制传送指令 由于本书是入门教材，所以只介绍 MOV、CML、XCH 指令，其它指令请读者参考 FX-2N 程手册。 2.1 MOV 传送指令 2.工作原理 当 X001=1 的时候，把数据 H5555(H 代表 16 进制数据即 0101 0101 0101 0101)传送到 K4Y000 中，Y17Y0的数值为 0101 0101 0101 0101 。当 X002=1 的时候，把数据 H9999(H 代表 16 进制数据即 1010 1010 1010 1010)传送到 K4Y000 中,Y17Y0(高位在千)的数值为 1010 1010 1010 1010 。其中 H 代表 16 进制，K 代表 10 进制。 K4Y000 代表 Y000Y17 包含位个数 16 个不包括 Y8 与 Y9。(详情请 FX-2N 参考编程手册)。 3.程序测试 当按下学习机上的 X1 按钮时，你会发现 Y16,Y14,Y12,Y10,Y6,Y4,Y2,Y0 灯亮。 当按下学习机上的 X2 按钮时，你会发现 Y17,Y14,Y13,Y10,Y7,Y4,Y3,Y0 灯亮。 2.2 CML 取反传送指令 1.功能简介 所谓 CML 取反传送指令就是把 S 中的数据取反后传到 D 中去。 梯形图: 深圳稻草人plc培训 图 7-7 CML 指令梯形图 适用范围: S: K、H KnX KnY KnM KnS T C D V、Z D: KnY KnM KnS T C D V、Z 2.工作原理 当 X000=1 的时候，把数据 H5555 取反后(即 1010 1010 1010 1010)传送到 K2Y4Y000 中，Y17Y0 的数值为 1010 1010 1010 1010。(所谓取反就是把 1 用 0 替换，把 0 用 1 替换)其中 H 代表 16 进制，K 代表 10 进制。 K4Y000 代表 Y000Y17 包含位个数 16 个不包括 Y8 与 Y9。(详情请 FX-2N 参考编程手册)。 3.程序测试 当按下学习机上的 X0 按钮时，你会发现 Y17,Y15,Y13,Y11,Y7,Y5,Y3,Y1 灯亮。 2.3 XCH 字交换指令 1.功能简介 所谓 XCH 字交换指令就是 D1 与 D2 中的数据相互交换。把 D2 中的数据给 D1,把 D1 中的数据给 D2. 深圳稻草人plc培训 D1 与 D2 适用范围: KnY KnM KnS T C D V、Z 2.工作原理 当 PLC 一开机，把 16 进制数据 H5555 传送到数据寄存器 D1 中，把 16 进制数据H9999 传送到数据寄存器 D2 中，当 X001=1 的时候，把数据 D1 与 D2 中数据互相交换，此时 D1 中数据为 H9999,D2 中数据为 H5555,当 X002=1 的时候把 D1 中数据传送给 K0K17。 3.程序测试 当你先按 X1,再按 X2 的时候你会发现学习机上的 Y17,Y14,Y13,Y10,Y7,Y4,Y3,Y0 灯亮。 当只是按下 X2 你会发现学习机上的你 Y16,Y14,Y12,Y10,Y6,Y4,Y2,Y0 灯亮。 3.四则运算指令 四则运算指令包含以下 11 种 (1)ADD 加法指令 (2)SUB 减法指令 (3)MUL 乘法指令 深圳稻草人plc培训 (4)DIV 除法指令 (5)INC 加一指令 (6)DEC 减一指令 (7)WAND 逻辑字与指令 (8)WOR 逻辑字或指令 (9)WXOR 逻辑字异或指令 (10)NEG 求补码指令 (11)SQR 求平方根运算指令 2.工作原理 当 X000=1 的时候，源 D10 的数值加上源 D20 的数值并把结果传送到目标 D30 中(D10+D20=D30)各个数据都是有符号数，注意:二进制中最高位是符号位，“0”表示正数，“1”表示负数。当加的结果为“0”，零标志位 M8020 会变为“1”。 当加的结果大于 32767(16 位加运算)或大于 2147483647(32 位加运算)进位标志 M8020 会变为“1”。 16 位加运算)或-2147483647(32 位加运算)进位标志 M8020 会变当加的结果小于32768(为“1”。 注意:当结果同时出现往正方向溢出且最后结果又为零，进位和零位标志位同时为“1”，当结果同时出现往负方向溢出且最后结果又为零，借位和零标志位同时为零。 3.程序测试 PLC 开机的时候，把数据 H1111 传送到 D10，把数据 H4444 传送到 D20 中，当按下按深圳稻草人plc培训 钮 X001 的时候，执行加法指令 D30=D10+D20,此时 D30 中的数据是 H5555,在按下按钮 X002，把数据 H5555 传送到 Y0Y17,你会发现PLC学习机上Y16,Y14,Y12,Y10,Y6,Y4,Y2，Y0 灯亮。 3.2 SUB 减法指令 1.功能简介 S1S2，结果送 D。 2.工作原理 当 X000=1 的时候，源 D10 的数值减去源 D20 的数值并把结果传送到目标 D30 中(D10-D20=D30)各个数据都是有符号数，注意:二进制中最高位是符号位，“0”表示正数，“1”表示负数。 当减的结果为“0”，零标志位 M8020 会变为“1”。 当加的结果大于 32767(16 位加运算)或大于 2147483647(32 位加运算)进位标志 M8020 会变为“1”。 当加的结果小于32768(16 位加运算)或-2147483647(32 位加运算)进位标志 M8020 会变为“1”。 注意:当结果同时出现往正方向溢出且最后结果又为零，进位和零位标志位同时为“1”，当结果同时出现往负方向溢出且最后结果又为零，借位和零标志位同时为零。 深圳稻草人plc培训 3.程序测试 PLC 开机的时候，把数据 H5555 传送到 D10，把数据 H4444 传送到 D20 中，当按下按钮 X001 的时候，执行加法指令 D30=D10-D20,此时 D30 中的数据是 H1111,在按下按钮 X002，把数据 H5555 传送到 Y0Y17,你会发现 PLC 学习机上Y14,Y10,Y4,Y0 灯亮. 3.3 MUL 乘法指令 1.功能简介 16 位计算:S1S2，结果送 D+1 D;32 位计算:S1S2，结果送 D+3 D+2D+1 D; 深圳稻草人plc培训 适用范围: S1,S2: K、H KnX KnY KnM KnS T C D V、Z D: KnY KnM KnS T C D V、Z 2.工作原理 当 X000=1 的时候，源 D10 的数值乘于源 D20 的数值并把结果传送到目标 D30 中(D10*D20=D30)各个数据都是有符号数，注意:二进制中最高位是符号位，“0”表示正数，“1”表示负数。 3.程序测试 深圳稻草人plc培训 3.4 DIV 除法指令 1.功能简介 源 D10 的数值除以源 D20 的数值把商送到目标(D30)，余数送 D31. 适用范围: S1,S2: K、H KnX KnY KnM KnS T C D V、Z D: KnY KnM KnS T C D V、Z 2.工作原理 当 X000 接通时，源 D10 的数值除以源 D20 的数值把结果送到目标(D31)D30 中(D10?20=D30.(D31),D30 是商，D31 是余数。注意:二进制中最高位是符号位，“0”表示正数，“1”表示负数。当 D20 是“0”时，不执行除法指令。 3.程序测试 深圳稻草人plc培训 PLC 开机的时候，把数据 H7FFF 传送到 D10，把数据 H12C 传送到 D20 中，当按下按钮 X001 的时候，执行除法指令 D30=D10?D20,此时 D30 中的数据是 H6D,D31 中的数据是 H43,在按下按钮 X002，把数据 D30中 H1111 传送到 Y0Y17,你会发现 PLC 学习机上 Y6,Y5,Y3,Y2,Y0, 灯亮. 在按下按钮 X003 把 D31 中数据H2222 传送到 Y0Y17,你会发现 PLC 学习机上Y6,Y0,Y1 灯亮. 深圳稻草人plc培训 3.5 INC 加 1 指令 1.功能简介 D10 中的数值自动加 1。 适用范围:D:KnY KnM KnS T C D V、Z 2.工作原理 当 X000 接通时，D10 中的数值加 1.在使用 INC 加 1 指令的时候，如果 X000 是开关或着是按钮一直处于导通状态，那么 D10 中的数据会在 PLC 每个扫描周期自动加 1.假设 D10 中数据刚开始是 0，如果 X000 一直导通 D10 中的数据从 0 自动加 1 到 32767,在加一到-32768 直到 0。完成一个周期，如此循环。 为了避免这种情况，我们使用脉冲执行指令，这样只有 X000 在每个上升沿 D10 中的数据才会加 1。 深圳稻草人plc培训 3.6 DEC 减一指令 1.功能简介 D10 中的数值自动减 1 2.工作原理 当 X000 接通时，D10 中的数值减 1.在使用 DEC 减 1 指令的时候，如果 X000 是开关或着是按钮一直处于导通状态，那么 D10 中的数据会在 PLC 每个扫描周期自动减 1。如果使用脉冲执行指令，这样只有 X000在每个上升沿 D10 中的数据才会加 1。 深圳稻草人plc培训 1. 自动门 1.1 自动门控制要求 进门:行人到门前一米，门自动打开，进门后人离门一米开始算起延时 10 秒自动关门。 出门:行人到门后一米，门自动打开，出门后人离门一米开始起延时 10 秒自动关门。 门下有人:如果门前后一米范围内有人，门不关;直到人离开，延时 10 自动关门。 1.2 解决方案 1、分析控制要求，画出梯形图及 I/O 接线图 由于本书的宗旨是:让读者自学入门 PLC，故机械部分不作介绍。下面先看自动门示意图。 深圳稻草人plc培训 2、工作原理: 进门:X2 感应到人闭合? Y0 得电自锁同时 K0 得电?门得到电机动力移动开门，联动杆触发 X0 接通，同时 PLC 内部 X1 常闭断开? Y0 掉电解锁同时 K0 掉电断开?门失去电机动力停止移动?在 X0 接通同时触发 M0 自锁 T0 开始计时 10 秒后?T0 触发 Y1、K1 得电门得到电机深圳稻草人plc培训 动力移动关门?联动杆触发 X1 接通同时 PLC 内部 X1 常闭断开?M0 掉电解锁 T0、Y1、K1同时失电?门失去电机动力停止移动。 出门:原理与进门相同。 门下有人:此时门应该是打开状态 X0 为接通 M0 自锁 10 秒后 T0 动作，此时因人体应 X2 是 接通状态使得 Y1 无法得电，故门不动作。 1.3 上机测试 用三菱 PLC 中文版编程软件 Gx-Developer8.31 编写 图 8-2 自动门控制梯形图 参照第 3 章 3.2 将 PLC 与计算机连接 参照第 4 章 4.4 将已编译好的工程文件写入 PLC 参照第 4 章 4.5 计算机监视 PLC。可以在计算机显示器监视 PLC 实时状态 编写完毕转图 8-2 后用 PLC 学习机做实际测试 参照图 8-1 自动门示意图和 图 8-5 自动门电路测试 按下 X2 模拟行人到门前、后一米，Y0 亮表示电机得电带动门往打开方向移动。 按下 X0 后 Y0 灯灭表示开门到位，10 秒钟后 Y0 亮表示电机得电带动门往关闭方向移动。 按下 X1 后 Y1 灯灭表示关门到位。 按下 X2 和 X0 模拟有人门前、后一米停留，Y0、Y1 均不亮。 你也可以改变延时时间作学习测试，或者再加一些延时触点触发 Y0 做自动往返测试，本程序仅供学习，因为要用到真正的自动门还需要考虑到人身体安全，在实际使用还需要增加很多保护措施，比如关门防止撞伤、夹伤行人，火灾要及时开门、停电要手动开门等等。 2 单向流水灯 深圳稻草人plc培训 2.1 流水灯控制要求 按下再松开 X0:Y0 亮 1 秒后熄灭再点亮 Y1，以此类推直到 Y17 亮 1 秒后熄灭，再自动点亮 Y0 形成一个自动循环流水灯。 按下再松开 X2:状态暂停。 按下再松开 X3:状态恢复。 按下再松开 X0:灯流水停止，所有灯灭。直到重新按下再松开 X0 键才重新点亮流水灯。 2.2 解决方案 据要求编写梯形图 深圳稻草人plc培训 深圳稻草人plc培训 2.3 上机测试 用三菱 PLC 中文版编程软件 Gx-Developer8.31 编写 图 8-6,8-7 梯形图 参照第 3 章 3.2 将 PLC 与计算机连接 参照第 4 章 4.4 将已编译好的工程文件写入 PLC 参照第 4 章 4.5 计算机监视 PLC。可以在计算机显示器监视 PLC 实时状态 编写完毕转图 8-7 后用 PLC 学习机做实际测试 按下再松开 X0:Y0 亮 1 秒后熄灭再点亮 Y1，以此类推直到 Y17 亮 1 秒后熄灭，再自动点亮 Y0 形成一个自动循环流水灯。如图 8-8 所示。(备注 Y3Y14 的点亮过程省去) 深圳稻草人plc培训 3. 方向可选流水灯 3.1