可编程控制器及其应用1.ppt

第12章 可编程控制器及其应用,12.1 可编程控制器的基本原理,12.2 OMRON C系列 P 型机介绍,12.1.1 PC的基本原理,12.1.2 PC的组成及系统各部分的作用,12.2.1 结构和输入输出配置,12.2.2 各类继电器的通道分配及功能,12.2.3 指令系统,12.3 编程及应用举例,第12章目录,2. 功能：逻辑控制；过程控制；位置控制；在线监控；数据 处理；模拟量控制；故障诊断；连网通讯等。,第12章 121,第12章 可编程控制器及其应用,概 述,1. 定义：可编程控制器 (PC或PLC) 是一种以微处理器CPU 为核心，专门用于工业现场的自动控制装置。,3. 分类：按结构 整体式；组合式 ( 积木式有多个插槽 )；,按控制规模 小型机 ( I/O点数和256)； 中型机 ( I/O点2048 )；大型机 ( I/O点2048 )。,4. 特点：柔性好，程序可修改；功能强；抗干扰能力强；,可靠性高，无触点控制；梯形图编程，简单易学；,体积小，重量轻。 但存储容量小；价格高。,12.1 可编程控制器的基本原理,12.1 可编程控制器的基本原理,12.1.1 PC的基本原理,1. 接线程序控制及存储程序控制,电动机正反 转控制线路,第12章 121,可编程控制器能够实现继电接触控制电路的功能。,(1) 继电器控制系统的基本结构框图,(2) 可编程控制系统的基本结构框图,第12章 121,继电接触器控制属于接线程序，控制功能固定不变；,为有触点控制，有寿命限制；只能实现开关量控制。,程序可修改，控制功能可变；无触点控制，“软”继电器代替,“硬”继电器, 无限寿命；利用“光耦”传输信号, 抗干扰能力强。,KH,KM,SB1,0500,0002,0000,0001,SB2,控制部分,输出部分,输入部分,0000,0001,0002,DC24V,输入公共端,COM,输入端,输入继电 器(软)线圈,“软继电器” 接点,“软继电器” 线圈,COM,输出公共端,负载 电源,输出端,0500 输出接点,2. PC的等效电器控制原理,内部软接线 “梯形图程序”,第12章 121,0500,电 源,输出单元,输入单元,I/O扩展接口,用 户输入 设备,I/O接口,外设,用 户输出 设备,运算器,微处理器(CPU),控制器,存储器,EPROM 系统程序,用户程序,RAM,编程器,主机,外部设备,12.1.2 PC的组成及系统各部分的作用,第12章 121,1. 中央处理器 CPU ,2. 存储器,随机存储器 RAM,自诊断,与编程器、计算机通讯,读入现场信号,执行用户程序,输出控制信号,PC的巡回扫描工作过程如图。,内存：只读存储器 ROM,第12章 121,12.1.2 PC的组成及系统各部分的作用,CPU以固定周期进行巡回扫描。,运算器和控制器是整个系统的核心，完成程序处理和系统控制。,外存：EPROM，盒式磁带等,功能：存储程序和数据,程序：系统程序和用户程序,第12章 121,I/O单元是 CPU与 I/O设备之间的连接部件。,输入设备( 如按钮、行程开关、传感器等) 的开关信息通,过输入接口电路送入PC; PC通过输出接口电路向执行部件 (如接触器、继电器、电磁阀等)发出控制信号。,4. 电源,3. 输入/输出 I/O 单元,为提高可靠性, PC应有性能良好的电源稳压措施。,5. 编程器,6. I/O 扩展机,7. 其它外部设备,一般分为键盘和显示器，用作用户程序的编制、 编辑、调试和监视。常装在主机上，或用电缆与主机相连。,用来扩展PC的输入、输出点数。,可配置打印机、大屏幕彩色显示器；,或配有通讯接口，以实现通讯联网和远程控制功能。,1. P 型 PC机面板各 部分名称与功能,12.2 OMRON C系列 P 型机介绍,12.2.1 结构和输入输出配置,(1) 显示部分,(2) 面板部分,输入指示,运行状态指示,电源指示,输出指示,第12章 122,见下页,输入、输出指示灯,电源、状态指示灯,C系列P型机的面板外形图,高速计数器输入端子,DC24V输出端子,输入端子,电源端子,接地端子,输出端子,显示部分,I/O单元或模拟定时器单元, I/O链接单元连接插座,外部设备连接器,SYSMAC C28P,EPROM安装座 DIP开关,第12章 122,2. 输入/输出配线图,SYSMAC C40P,OUTPUT,COM,高速 计数器 输入,硬件复位输入,AC电源 AC100- 240V,NC,接地端子,NC,L,负载 电源,L,负载 电源,L,负载 电源,L,负载 S电源,L,L,L,L,负载 电源,L,L,L,L,L,负载 电源,L,L,L,L,L,负载 电源,C20P/C28P 没有,C20P没有,注：NC 空脚,INPUT,C20P/C28P 没有,C20P没有,DC24V 最大 0.2A,第12章 122,L,L,DC 24V,0000,0001,0002,COM,COM,0015,D1,3k,760,D2,T,光耦合电路,0002,SB2断开,SB2闭合,3. 输入接口电路,0002单元的状态由低电平变为高电平。,内,外,有取入指令 LD 0002，且 SB2 闭合时，,存储器 0002 单元,第12章 122,存储器 0500 单元,微型继电器线圈 0500 得电, 常开 接点闭合, 接触 器KM线圈得电。,微型继电器,KM,220V,内,外,（1）继电器接点输出,4. 输出接口电路,AC,按照电路器件的不同，分为三种输出方式：,有输出指令 OUT 0500，且满足0500的导通条件时，,继电器接点输出；晶体管输出；双向晶闸管输出。,第12章 122,0500,COM,OUT,存储器 0500 单元,有输出指令 OUT 0500，且满足0500的导通条 件时，0500 晶体管导通，接触器KM线圈得电。,晶体管,0500,KM,524V,内,外,（2）晶体管输出,DC,4. 输出接口电路,第12章 122,COM,OUT,存储器 0500 单元,有输出指令 OUT 0500，且满足0500的导通条件 时，0500双向晶闸管导通，接触器KM线圈得电。,0500,KM,220V,内,外,（3）双向晶闸管输出,4. 输出接口电路,AC,双向晶闸管,COM,OUT,第12章 122,12.2.2 各类继电器的通道分配及功能,名 称,继电器号,输入继电器,输出继电器,内部辅助继电器,保持继电器,点数,80,60,136,160,0000 - 0415,0500 - 0915,1000 - 1807,HR000 -915,定时器和计数器,48,00 - 47,内部专用继电器,用 途,1900,1901,1902,产生 T=0.1s 的脉冲,产生 T=0.2s 的脉冲,产生 T=1s 的脉冲,X X X X,通道号,继电器序号,（1）输入继电器,（2）输出继电器,（3）内部继电器,（4）定时器和计 数器,第12章 122,1. 各类继电器的通道分配,第12章 122,2. 各类继电器的功能,PC用来接受外部用户输入设备输入信号的接口单元。,每个输入单元对应一个输入端子，其电路可等效为一个输入继电器，在PC内有无数对常开和常闭接点可供使用。,输入继电器只能由外部输入信号驱动。,PC用输出信号驱动外部用户输出设备的接口单元。,每个输出接口单元对应一个输出端子。 输出单元电路可等效为一个输出继电器。,（1）输入继电器,（2）输出继电器,C28P输入有16个点：编号为00CH的0000 0015。,C28P输出有12个点：编号为05CH的0500 0511。,第12章 122,作为中间继电器或具有特殊功能的继电器。,它不能直接驱动外部负载，只能在PC内部起传递信号的,（4）定时器和计数器,（3）内部继电器,内部辅助继电器 相当于中间继电器,专用内部辅助继电器 检测备份电池，产生连续脉冲等。,保持继电器HR 当电源出现故障时, 可保持原来的状态。,定时器和计数器的总数为48个。,注意 在同一程序中,不能给定时器和计数器分配相同的编号：,例如：定时器为 TIM 10，计数器不能为CNT 10 。,可用来暂存跳转地址。,暂存继电器TR 对于不能使用 IL 和 ILC 的分支电路，,作用。它可提供无数对常开接点和常闭接点, 供编程时使用。,12.2.3 指令系统,KM,SB1,KM,SB2,第12章 122,0500,0000,0500,0001,母线,逻辑线,梯形图,梯形图 从继电接触控制电路图演化而来的图形语言；,1. 梯形图和助记符,助记符 用字符表示的程序，与梯形图一一对应。,梯形图中的符号：输入 常开,常闭,输出“软继电器”线圈,长动控制,2. 基本指令,LD 取入指令,OUT 输出指令,AND 与指令,OR 或指令,NOT 取反指令,AND LD 组与指令,OR LD 组或指令,第12章 122,PC 机的程序可用梯形图和助记符编制。,助记符程序的格式：地址；指令；数据,0500,0001,(1) 取入 (LD) 和输出 (OUT) 指令,地址,指令,数据,LD,OUT,END (01),0001,0000,0002,0001,0500,0502,(2) 与(AND)、与非(AND NOT)和取反(LD NOT)指令,地址,指令,数据,LD NOT,OUT,0001,0000,0003,0001,0502,0002,AND,AND NOT,0002,0003,第12章 122,LD 从母线取数,OUT 送数至输出线圈,AND 各接点为串联,表示为与的关系。,0500,(3) 或 (OR) 和或非 (OR NOT) 指令,地址,指令,数据,LD,OUT,0001,0000,0003,0002,0500,0002,OR,OR NOT,0500,0003,AND NOT,0000,0004,第12章 122,AND 各接点为并联，,表示为或的关系。,0000,(4) 组与 (AND LD) 指令,0500,0002,0001,A组,B组,LD 和 AND LD 成对出现： 表示 A组 和 B组 串联,第12章 122,例,第12章 122,0000,（5）组或 (OR LD) 指令,0500,0001,0002,A组,B组,LD 和 OR LD 成对出现： 表示 A组 和 B组 并联,例,0500,(6) 定时器 ( TIM ),指令,数据,LD,OUT,0000,0001,00,AND NOT,# 0150,TIM 00,TIM,LD,TIM00,输入,# 150 (15s),TIM00,0500,15s,定时器输入,定时器输出 TIM00,输出继电器 0500,1. 定时器必须有时间设定值， 定时单位为 0. 1秒；,2. 定时器只有通过接点才能 控制输出继电器。,第12章 122,(7) 计数器 ( CNT ),指令,数据,LD,OUT,0000,0001,10,AND NOT,# 0003,CNT,LD,0002,# 0003,0504,1. 计数器必须有设定计数值； 对CP端的上升沿计数, R端 的上升沿对计数器复位。,2. 计数器只有通过接点才能 控制输出继电器。,Reset,Input,LD,CNT10,0000,CNT10,0504,第12章 122,3. 应用指令,指令,数据,LD,OUT,0000,0005,AND,IL (02),0504,0003,AND NOT,0002,(1) 结束指令 END (FUN 01),(2) 互锁 IL (FUN 02) 和 清除互锁 ILC (FUN 03)指令,LD,0004,LD,OUT,0505,LD NOT,0006,OUT,0506,ILC (03),输出线圈,定时器,计数器, 锁存继电器,OFF,保持当前状态,复位,IL(02),END(01),ILC(03),END (01),第12章 122,(3) 保持 KEEP (FUN11) 指令,输出继电器， 内部辅助继电器,保持继电器,0500-1807,HR000-915,置位输入S,复位输入R,锁存继电器 输出(0500),S,R,KEEP 指令的操作对象,第12章 122,KEEP 指令的应用,第12章 122,a. 利用KEEP指令可实现继 电接触器控制的自锁电路。,注意：应将原电路中串联的 常闭接点改为并联的常开接点， 接在锁存继电器复位输入端 R。,第12章 122,b. 当KEEP用于 IL和 ILC之间时, 若热继电器接点 0002断 开, 而KEEP仍使 0500保持得电状态, 起不到过载保护作用。,解决方法： 将KEEP指令用于内 部辅助继电器 1000。,若接点 0002断开, IL前的条 件为OFF, 输出线圈 0500为 OFF, 实现了过载保护功能。,KEEP 指令的应用,0500,1. 上重下轻的原则,0500,12.3 编程及应用举例,（a）,（b）,第12章 122,结论：可简化编程,0500,指令,数据,指令,数 据,2. 左重右轻的原则,（a）,（b）,第12章 122,结论：可简化编程,3. PC扫描工作方式的特点,（a）,第12章 122,当 PC处于运行状态时，是按照扫描工作方式，从上到下、从左到右依次进行的。,（a）,虽然图 ( a ) 的继电接触控制电路能够正常工作，但在图 ( a ) 的 PC 梯形图中，继电器0507却永远不能接通。,（ b）,第12章 122,3. PC扫描工作方式的特点,（a）,（a）,（ b）,将电路中并联支路对调，图 (a)图 ( b)，当接点,0000为ON时，继电器0507将在一个周期内导通。,3. PC扫描工作方式的特点,（a）,（b）,第12章 122,（a）,（ b）,例1：电动机正停反控制程序 (a),第12章 122,可采用多种 方法编程,(a)参照继电 器接触控制电 路直接编程,例1：电动机正停反控制程序 (a),第12章 122,可采用多种方法编程,(a)参照继电接触控制 电路直接编程,IL(02),ILC(03),例1：电动机正停反控制程序 (b),第12章 122,(b)采用 IL和 ILC分支程序编程,例2：电动机正停反控制程序 (具有停电保持功能）,（a）,第12章 122,（b）,第12章