PLC原理与应用 锦江 ppt课件

2020 4 7 可编程序控制器原理及应用系统设计技术 四川大学锦江学院机械系贾成芬 目录 绪论第一章PLC应用基础第二章PLC的结构及特点第三章PLC的基本指令及编程第四章PLC功能指令及应用第五章PLC联网与通信第六章PLC应用系统设计 调试及维护总复习 绪论 1 可编程序控制器英文简称的由来2 什么是可编程序控制器 3 PLC的发展历史4 PLC的发展趋势5 PLC的基本功能与特点6 PLC的分类和应用7 教学要求8 考核方法 1 可编程序控制器英文简称 全名 ProgrammableLogicController中文名称 可编程序控制器名称的演变 PLC PC PLC易混名称 PC PersonalComputer 2 PLC的定义 国际电工委员会对PLC的定义如下 可编程序控制器是一种数字操作的电子系统 专为工业环境下应用而设计 它采用可编程序的存储器 用来在其内部存储执行逻辑运算 顺序控制 定时 计数和算术运算等操作的指令 并通过数字式 模拟式的输入和输出 控制各种机械或生产过程 3 PLC的发展历史 世界上第一台PLC是由美国的数字设备公司于1969年研制成功 1971年日本引进这一技术 研制了日本第一台PLC 1971 1974西德和法国也开始研制自己的PLC 我国与1974年开始研制PLC 1977年研制成功了以微处理器MC14500为处理中心的PLC 并投入到同业应用中 4 PLC的发展趋势 加快CPU的处理速度 变革操作控制方式 发展智能化模块 进一步的提高可靠性 提供更方便灵活的编程方法 让PLC使用更加方便 4 PLC的发展趋势 PLC结构和功能趋向两极分化 即大型化和小型化 PLC的产品更加规范化 标准化 加强PLC的联网功能 PLC的存储容量及存储特性 5 PLC的基本功能 逻辑控制的功能 定时控制功能 计数控制功能 步进控制功能 数据处理功能 5 PLC的基本功能 过程控制功能 通信联网功能 PLC的监控功能 停电记忆功能 故障诊断功能 6 PLC的特点 可靠性高 抗干扰能力强 编程简单 直观 适应性好 维护简单 速度较慢 价格较高 7 PLC的分类和应用 PLC的分类 按结构形式分类 整体式PLC 见下图 组合式PLC 见下图 整体式PLC 组合式PLC 7 PLC的分类 PLC的分类 按控制规模分类 小型PLC I O点数在256以下的PLC 中型PLC I O点数较多 在256以上 2048以下 大型PLC I O点数更多 在2048以上 2PLC的结构及工作原理 PLC控制系统与通用计算机系统的比较 2PLC的结构及工作原理 FX2N系列PLC的面板 型号 状态指示灯 PLC的电源端子与输入端子 模式转换开关与通讯接口 输入指示灯 输出指示灯 输出端子 状态指示灯 2PLC的结构及工作原理 PLC的电源端子 输入端子与输入指示灯 外接电源端子 图中方框内的端子 为PLC的外部电源端子 L N 地 通过这部分端子外接PLC的外部电源 AC220V 2PLC的结构及工作原理 PLC的输出端子与输出指示灯 2 1PLC的结构 2 1PLC的结构 2PLC的结构及工作原理 PLC 主机 CPU 起总指挥的作用 存储器 存储系统及用户程序和数据 I O模块 输入模块 接受输入设备的控制信号 输出模块 输出控制信号 电源 为CPU 存储器 I O接口等内部电子电路工作所配备的直流开关稳压电源 编程器 用于手持编程 可用它输入 检查 修改 调试程序 或用它监视PLC的工作情况 I O扩展接口 扩充外部输入 输出端子数的扩展单元与基本单元 即主机 联接在一起 外设接口 将编程器 打印机 条码扫描仪等外部设备与主机相联 以完成相应操作 2 1PLC的结构 2 1 1中央处理单元CPU CPU一般由控制器 运算器和寄存器组成 这些电路集成在一块芯片内 CPU通过数据总线 地址总线和控制总线与存储单元 输入输出接口电路相连 其主要的任务是 控制从编程器键入的用户程序 接收并存储用户程序和数据 用扫描的方式通过I O部件接收现场输入设备的状态和数据 诊断电源 PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误 完成用户程序中规定的逻辑运算和算术运算任务 2 1PLC的结构 2 1 1中央处理单元CPU 根据运算结果 更新有关标志位的状态和 输出映像寄存器 的内容 经输出部件实现输出控制 制表打印 数据通讯等操作 为了进一步提高PLC的可靠性 近年来对大型PLC还采用双CPU构成的冗余系统或采用三CPU的表决式系统 2 1PLC的结构 2 1 2存储单元 PLC的存储器是存放程序和数据的地方 可编程序控制器的存储器分为系统程序存储器和用户存储器 PLC常用的存储器类型有 1 ROM Read OnlyMemory 2 RAM RandomAssessMemory 3 PROM 可编程只读存储器 EPROM ErasableProgrammableReadOnlyMemory 4 EEPROM ElectricalErasableProgrammableReadOnlyMemory 2 1PLC的结构 2 1 3存储空间的分配 虽然各种PLC的CPU的最大寻址空间各不相同 但是根据PLC的工作原理 其存储空间一般包括以下三个区域 1 系统程序存储区 2 系统RAM存储区 包括I O映象区和系统软设备等 3 用户程序存储区 2 1PLC的结构 2 1 4电池和电源 在主控模块中通常配有锂电池 用于在掉电时 保存用户程序和数据 更换锂电池方法和注意点 原则上依据具体的说明资料 PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用 如果没有一个良好的 可靠得电源系统是无法正常工作的 因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视 一般交流电压波动在 10 15 范围内 可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去 2 2PLC的接口模块 输入与输出接口 输入输出I O接口是PLC与被控对象间传递输入输出信号的接口部件 输入部件是开关 按钮 传感器等 输出部件是电磁阀 接触器 继电器 由于现场信号的类别不同 为适应控制的需要 PLCI O具有不同的类别 输入输出接口有开关量输入输出接口 模拟量输入输出接口 2 2PLC的接口模块 PLC是用来执行具体的控制 这就要求PLC要选择具体的I O模块和系统配置 接口模块负责把外部设备的信息转换成CPU能够接收的信号 同时把CPU发送到外部设备的信号转换成能够驱动外部设备的电平 接口模块的功能 电平转换 电隔离技术 PLC的接口模块可以分为 数字量输入 输出模块 模拟量输入 输出模块和功能模块 2 2PLC的开关量输入接口模块 开关量输入模块 直流输入模块的电路原理图 2 2PLC的开关量输入接口模块 开关量输入模块 直流输入模块的等效电路 2 2PLC的开关量输入接口模块 开关量输入模块 交流输入模块的电路原理图 2 2PLC的开关量输入接口模块 开关量输入模块 交流输入模块的等效电路 2 2PLC的开关量输出接口模块 数字量输出模块 交流输入模块的等效电路 开关量输出接口按PLC机内使用的元器件可分为继电器输出 晶体管输出和双向晶闸管输出等三种类型 2 2PLC的开关量输出接口模块 数字量输出模块 晶体管输出 双向晶闸管输出 2 2PLC的开关量输出接口模块 数字量输出模块 继电器的输出原理图 2 2PLC的开关量输出接口模块 数字量输出模块 继电器的输出等效电路图 2 1PLC的结构 2 1 6编程器 编程设备可以是专用的手持式的编程器 也可以是安装了专门的编程通讯软件的个人计算机 用户可以通过键盘输入和调试程序 另外在运行时 还可以对整个控制过程进行监控 2 1PLC的结构 2 1 4编程器 1 手持式编程器 不能直接输人和编辑梯形图 只能输入和编辑指令表程序 因此又叫做指令编程器 2 编程软件编程 在屏幕上直接生成和编辑梯形图 指令表 功能块图和顺序功能图程序 并可以实现不同编程语言的相互转换 2 1PLC的结构 2 1 5通信口 近几年出产的PLC产品一般都带有多个多种功能的通信口 可与手持式编程器 上位计算机或其他外围设备相连 配有通信用的适配器PC PPI电缆 RS 458 RS 232 专门与以太网 控制网 设备网 DH 等网络连接的接口 以实现编程 调试 运行 遥控 监视 打印和数据传送等功能 2 1PLC的结构 2 1 6智能接口模块 通信模块 高速计数模块 闭环控制模块 2 3PLC的性能指标 PLC的性能质变是组成PLC应用系统时选择PLC产品的一个重要的参考依据 PLC常用的性能指标有 1 编程语言 2 指令种类 3 I 0总点数 4 PLC内部继电器的种类和点数 5 用户程序存储量 6 扫描速度 7 工作环境 8 特种功能 2 4PLC的工作原理 PLC的扫描工作过程 PLC是一种工业控制用的计算机 它的外形不像个人计算机 工作方式也与计算机差别很大 PLC的工作过程是周期循环扫描的过程 一个周期一般可分为三个主要阶段 三个阶段 输入采样阶段 程序执行阶段 输出刷新阶段 2 4PLC的工作原理 输入映像锁存器和输出映像锁存器 1 输入映象寄存器 外部输入 采样 参数存放区域 其存储单元与输入端点 地址编码 一一对应 端点接线一旦确定 程序编制中就要用该端点的地址码 若改端点接线后 必须改相应的程序指令 2 输出映象寄存器 程序运算结果 且用于输出控制 的数据存放区域 其存储单元与输出端点 地址编码 一一对应 端点接线一旦确定 程序编制中就要用该端点的地址码 若改端点接线后 必须改相应的程序指令 其所存数据随运算过程而被刷新 2 4PLC的工作原理 输入映像锁存器和输出映像锁存器 3 输出锁存器 保持用于输出控制的数据 输出映象寄存器的数据 至下一输出刷新周期 且在这一期间内保持外部的控制状态 其所存数据在输出刷新阶段时被刷新 2 4PLC的工作原理 PLC的扫描工作过程 2 4PLC的工作原理 PLC的扫描工作过程 PLC的扫描周期 执行一次输入采样阶段 程序执行阶段和输出刷新阶段的时间 PLC在一个工作周期中 输入扫描和输出刷新的时间一般为40ms左右 程序执行阶段所用的时间要根据程序的长短不同而不同 PLC的一个扫描周期一般在40 100ms之间 2 4PLC的工作原理 PLC的循环扫描工作方式 由上图可见输入映像寄存器的状态值 取决于上一扫描周期从输入端子采样取得的数据 输出锁存器的值是上一周期的刷新阶段从输出寄存器转入的 2 4PLC的性能指标 PLC的性能质变是组成PLC应用系统时选择PLC产品的一个重要的参考依据 PLC常用的性能指标有 1 编程语言 2 指令种类 3 I 0总点数 4 PLC内部继电器的种类和点数 5 用户程序存储量 6 扫描速度 7 工作环境 8 特种功能 2 5典型的PLC F系列PLC的单元 基本单元内设CPU 存储器 I O和电源等 是PLC的主要部分 可独立工作 扩展模块用于增加I O点数和I O点数比例 内无电源 由基本单元和扩展单元供电 扩展单元内设电源 用于扩展I O点数 特殊功能单元是一些特殊用途的装置 2 5典型的PLC F系列PLC的型号表示方法 F 其中 表示输入输出的总点数 表示本单元的类型 M为基本单元 E为扩展单元 表示输出类型 R为继电器输出 T为晶体管输出 S为晶闸管输出 表示电源电压的种类 V为100 110V交流 E为220 240V D为24V的直流 例如 F 20MR E 2 5典型的PLC S7系列PLCS7 200 微型机 快速性 灵活性及多功能性 S7 300 中小型机 功能强 速度快及扩展灵活 S7 300 中大型机 功能强 速度快及扩展灵活 2 5典型的PLC 德国SIEMENSS7 200存贮器2k数字量248点 模拟量35路德国SIEMENSS7 300存贮器2k数字量1024点模拟量128路德国SIEMENSS7 400处理速度0 3ms 1k字存贮器512kI O点12672 3PLC应用系统硬件设计方法 3 1系统设计的原则3 2应用系统总体方案设计3 3PLC系统硬件设计3 4系统硬件设计文件3 5系统硬件供电设计 3PLC应用系统硬件设计方法 3 1系统设计的原则在了解了PLC的硬件结构和工作原理之后可以结合实际进行PLC应用系统的设计 PLC应用系统的设计包括硬件设计和软件设计两部分 PLC设计的基本原则是 1 满足要求的原则 2 安全可靠的原则 3 经济适用的原则 4 适应发展的原则 3PLC应用系统硬件设计方法 满足要求的原则 最大限度地满足被控对象的控制要求 是设计控制系统的首要前提 这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究 收集控制现场的资料 收集控制过程中有效的控制经验 进行系统设计 同时要注意要和现场的管理人员 技术人员 工程操作人员紧密配合 共同解决设计中的重点问题和疑难问题 3PLC应用系统硬件设计方法 安全可靠的原则 控制系统长期运行中能否达到安全 可靠 稳定 是设计控制系统的重要原则 为了能达到这一点 要求在系统设计上 器件选择上 软件编程上要全面考虑 比如说 在硬件和软件的设计上应该保证PLC程序不仅在正常条件下能正确运行 而且在一些非正常情况下 如突然掉电再上电 按钮按错等 也能正常工作 程序只能接受合法操作 对非法操作程序能予以拒绝等等 3PLC应用系统硬件设计方法 经济适用的原则 一个新的控制工程固然能提高产品的质量 提高产品的数量 从而为工程带来巨大的经济效益和社会效益 但是 新工程的投入 技术的培训 设备的维护也会导致工程的投入和运行资金的增加 在满足控制要求的前提下 一方面要注意不断地扩大工程的效益 另一方面也要注意不断地降低工程的运行成本 这就要求 不仅应该使控制系统简单 经济 而且要使控制系统的使用和维护即方便又低成本 3PLC应用系统硬件设计方法 适应发展的原则 社会在不断地前进 科学在不断地发展 控制系统的要求也一定会不断地在提高 不断地在完善 因此 在控制系统的设计时要考虑到今后的发展 完善 这就要求在选择PLC机型和输入 输出模块要能适应发展的需要 要适当留有余量 3PLC应用系统硬件设计方法 3 2应用系统总体方案设计3 2 1PLC控制系统的选型 PLC控制系统的选型 PLC构成的单机控制系统 PLC构成的集中控制系统 PLC构成的分布式系统 PLC构成的远程I O控制系统 3PLC应用系统硬件设计方法 由PLC构成的单机控制系统这种系统一般使用一台PLC就能完成控制要求 控制对象常常是一台设备或多台设备中的一个功能 系统对PLC间的通信要求不高 3PLC应用系统硬件设计方法 由PLC构成的集中控制系统这种系统一般使用一台PLC就能完成控制要求 控制对象常常是多台设备或数条流水线 这种系统通常要采用冗余系统 3PLC应用系统硬件设计方法 3PLC应用系统硬件设计方法 由PLC构成远程I O控制系统I O模块不与PLC放在一起 而是远距离的放在被控对象的附近 远程I O控制系统适用于被控对象远离集中控制室的场合 被控对象B 被控对象C 被控对象A PLC1 被控对象M 本地I O通道 远程I O通道 3PLC应用系统硬件设计方法 3 2 2系统的运行方式 系统的运行方式 自动运行方式 半自动运行方式 手动运行方式 3PLC应用系统硬件设计方法 全自动控制一旦系统启动之后 就可以按照工程要求进行自动控制 一个循环之后可以自动启动下一个循环 整个过程无需人工干预 全自动控制对整个系统的输入 输出要求都很严格 系统的可靠性 安全性设计尤为重要 半自动控制这种控制的特点是一旦控制系统被启动起来之后 控制过程将自动完成 不须要人工去干预 当一个周期完成以后 它会停止而不会继续启动系统运行 如果系统需要再次启动 则必须再次人工启动 或者是系统在启动和运行过程中某些步骤需要人工干预 3PLC应用系统硬件设计方法 手动控制手动控制是一种最基本的控制方法 是自动运行方式的辅助方式 是系统在安装 调试和维修或者在故障情况下运行时必不可少的一种运行方式 停运方式有 正常停运 暂时停运和紧急停运三种 3PLC应用系统硬件设计方法 3 3PLC系统硬件的设计PLC硬件设计主要包括的内容有 1 系统的硬件设计要求 2 PLC机型的选择 3 I O模块的选择 4 设计文档要求与格式 3PLC应用系统硬件设计方法 3 3 1系统硬件设计的要求 工艺的要求深入了解控制对象的工艺过程 工作特点 控制要求 并划分控制的各个阶段 归纳各个阶段的特点 3PLC应用系统硬件设计方法 工艺的要求机械手在一个周期的工艺过程 下降 夹紧 上升 右移 下降 放松 上升 左移 3PLC应用系统硬件设计方法 3 1 1系统硬件设计的要求 设备的状况设备的状况是工艺要求的具体实现的控制设备 控制功能 连续操作 系统启动以后机械手将进行周期性的一个循环直到接收到停运信号 单周期操作 自动完成一个周期的动作后停止 单步操作 每按一下按钮完成一步动作就停止 复位操作 3PLC应用系统硬件设计方法 3 1 1系统硬件设计的要求 I O点数和种类从控制方式选择上需要2个按钮 分别完成自动方式I0 0和手动方式I0 1的启动 需要一个停止按钮I0 2 限位开关有4个 高位限位开关I0 4 低位限位开关I0 5 左位限位开关I0 6和右位限位开关I0 7 手动控制输入有5个按钮组成 下降I1 0 上升Il 1 抓紧I1 2 左移I1 3和按钮Il 4 工作台A上有工作检测PH器的输入信号I0 3 共有l3个输入信号 3PLC应用系统硬件设计方法 I O点数和种类 3PLC应用系统硬件设计方法 3 3 2选择合适的PLC类型 主要的性能指标 CPU的能力 I O点数 响应速度 指令系统 3PLC应用系统硬件设计方法 3 3 3I O模块的选择数字量输入模块的选择 选择电压等级 选择模块密度 门槛电平 输入信号的最小持续时间 选择输入模块 备用输入点的设计考虑 3PLC应用系统硬件设计方法 3 3 3I O模块的选择数字量输出模块的选择 输出方式的选择 输出功率的选择 门槛电平 负载 输出模块噪声的抑制 3PLC应用系统硬件设计方法 3 3 3I O模块的选择模拟量输入模块的选择 模拟量值的输入范围 模拟量值的数字表示方法 采样循环时间 模拟量输入模块的外连接方式 抗干扰措施 3PLC应用系统硬件设计方法 3 3 3I O模块的选择模拟量输出模块的选择 输出范围和输出类型 对负载的要求 3 3 4智能I O模块的选择通信模块 高速计数模块 3PLC应用系统硬件设计方法 十字路口交通指挥灯控制系统的硬件设计控制要求 当启动开关接通时 系统开始工作 首先是东西通行 即东西绿灯亮 东西绿灯工作到40秒时 开始5秒钟的闪烁 然后变为黄灯 黄灯工作5秒后 东西路口的红灯亮50秒 与此同时南北方向交通灯的控制规律是 南北红灯亮50秒 然后变为南北绿灯亮40秒 之后5秒钟的闪烁 然后变为黄灯 这就是一个完整的控制周期 3PLC应用系统硬件设计方法 电梯控制系统的设计控制要求 电梯运行方向由呼梯信号决定 顺向优先执行 内呼和外呼信号均有记忆标志 执行后解除 到层时自动关门延迟关门 停层时可手动控制开门或关门 行车时不能手动关门 门开时电梯不允许运行 电梯有效运行时间应小于14秒 否则发出超时报警 若没有内外呼梯信号 电梯自动返回第一层待命 开始运行时 若轿箱不在第一层 会自动返回第一层 3PLC应用系统硬件设计方法 3 5系统硬件的供电设计系统供电电源设计是指可编程序控制器电源模板所需电源 IO模板所需电源及编程器所需电源的设计 3 5 1PLC对电源质量的要求及供电系统的保护措施PLC所采用的供电回路一般是AC220V 50HZ普通市电 因此 应考虑电网频率不能有很大的波动 在供电网络上也不应有大用电量用户反复起停设备 以免造成较大的电网冲击 3PLC应用系统硬件设计方法 3 5系统硬件的供电设计在设计供电系统时应考虑下列因素 供电与接地系统的合理设计 电源系统的抗干扰性 外部设备失电时不应影响PLC的供电 控制系统不允许断电的场合供电电源的冗余等 3 5 1PLC对电源质量的要求及供电系统的保护措施 一般来说 PLC对电网电压和频率的波动都有着较强的适应能力 允许的电压波动范围大都在 15 左右 允许的频率波动范围为47 63Hz 3PLC应用系统硬件设计方法 尽管如此 在工业生产中 电网电压波动有时还是会超出PLC能承受的范围 在一般的情况下 为PLC的供电的回路是AC220V 50HZ普通市电 因此 应考虑电网频率不能有很大的波动 在供电网络上也不应有大用电量用户反复起停设备 以免造成较大的电网冲击 由此产生的干扰传播到可编程序控制器系统中 为了提高整个系统的可靠性和抗干扰能力 为PLC供电的回路可采用隔离变压器 交流稳压器 UPS等设备和晶体管开关电源等措施 3PLC应用系统硬件设计方法 1 隔离变压器 3PLC应用系统硬件设计方法 2 交流稳压器由于市电供电压因各种原因而不稳定 特别是有些供电场所电压波动幅度很大 从而影响用电设备的正常的工作 还可能造成用电设备损坏 而交流稳压器是一种能够使用电设备的工作电压基本稳定的稳压设备 3 UPS电源一般工业用的PLC都都配有优质的锂电池作内存保护 这种国产的电池寿命都在一年以上 进口的有的可以用到五年以上 因此无需配备UPS电源 只有在生产上有特殊要求时才配备UPS 3PLC应用系统硬件设计方法 3 5 2电源模块的选择PLC的CPU所需工作电源一般都是5VDC电源 各接口模板 IO模板 智能模板及通讯模板也需要5VDC电源 这些电源都由PLC本身的电源模板供给 所以在实际应用中 要注意电源模板的选择 一般应考虑以下几点 1 电源模块的输入电压PLC电源模板可以有几种输入电压 有220VAC 110VAC及24VDC 在实际应用中要根据具体情况选择 一旦输入电压确定后 也就确定了系统供电 3PLC应用系统硬件设计方法 3 5 2电源模块的选择电源的电压 在我们的工程应用中 一般选220VAC作为电源模板的输入电压 2 电源模块的输出功率在选择电源模板时 其额定输出功率必须大CPU模板 所有IO模板 各种智能模板 通模板 接口模板等总的消耗功率之和 并且要留30 左右的余量 当同一电源模板既要为主机元又要为扩展单元供电时 从主机单元到最远个扩展单元的线路压降必须小于0 25V 3PLC应用系统硬件设计方法 3 5 2电源模块的选择 3 电源模块接线选定了电源模板后 还要确定电源模板的接线端子和连接方式 以便正确进行系统供电的设计 一般的电源模板其输入电压是通过接线端子与供电电源相连的 而输出信号则通过总线插座与PLC的CPU总线相连 3PLC应用系统硬件设计方法 3 5 3供电电源的设计 3PLC应用系统硬件设计方法 3 5 3供电电源的设计在工程实际中 供电系统设计要注意下述几点 1 电源模板的接线 一般的PLC电源模板都有3个进线端子 分别用L1 N PE表示 其中L1和N为AC220V进线端子 PE为系统接地并与机壳相连 2 系统接地连接 PLC电源模板的接地端应选择不小于10mm的铜导体并尽可能短地与隔离变压器和系统接地相连 3PLC应用系统硬件设计方法 3 5 3供电电源的设计3 要注意PLC电源模板的输入电压 PLC电源模板的输入电压有200VAC 110VAC和24VDC几种 我们一般使用较多的是220VAC 但也有24VDC情况 如果电源模板输入电压为24VDC 供电系统的设计就要在电源模板之前加上直流稳压电源 且直流稳压电源容量的选择也要考虑全部所需容量 并留有30 左右的余量 3PLC应用系统硬件设计方法 3 5 4I O供电电源的设计 IO模板供电电源设计是指系统中传感器 执行机构 各种负载与IO模板之间的供电电源设计 在实际应用中 普遍使用的IO模板基本上是24VDC供电电源和220VAC供电电源 1 24VDCIO模板的供电设计以一个主机单元和一个扩展单元中各一块输入和输出模板为例 3PLC应用系统硬件设计方法 1 24VDCIO模板的供电设计 3PLC应用系统硬件设计方法 220VACIO模板的供电设计有时除了24VDCIO模板外 还常常使用220VACIO模板 其供电设计很简单 与24VDCIO模板的供电相比 只要去掉24VDC整流电源 220VAC电源可直接取自整个供电系统的隔离变压器二次侧 并将上图中的24VDCIO模板换成220VACIO模板即可 3PLC应用系统硬件设计方法 3 5 6编程器电源的设计编程器电源插座要与PLC的电源模板取自同一个电源 都来自隔离变压器的二次侧 这样可保证这两个电源完全等位 否则若有电位差 在用编程器对PLC进行编程操作时 容易损坏CPU芯片 因此 一定要为编程器准备一个与电源模板等电位的插座 并且要带有保护接地线 3PLC应用系统硬件设计方法 3 5 7接地的设计在实际控制系统中 接地是抑制干扰使系统靠工作的主要方法 在设计和施工安装中如能把接地和屏蔽正确地结合起来使用 可以抑制来自工业现场的大部分干扰 也有利于提高控制系统运行的可靠性 3PLC应用系统硬件设计方法 3 5 7接地的设计 在以PLC构成的控制系统中 有多种接地方法 为了安全的使用PLC 应正确区分数字地 信号地 模拟地 交流地 直流地 屏蔽地 保护地等接地方法 在工程施工时 应很好地连接地线 一般应遵循以下几项原则 1 采用专用接地或共用接地的接地方式 注意不能使用串联接地的方式 2 交流地和信号地不能使用同一根地线 3 屏蔽地和保护地应各自独立地接到接地铜排上 4 模拟信号地 数字信号地 屏蔽地的接法 应按PLC 操作手册 的要求连接 4PLC的指令系统及编程方法 4 1软件系统PLC是一种适用于工业控制的计算机 不光有硬件系统 软件系统也必不可少 PLC的软件系统 系统程序 用户程序 4PLC的指令系统及编程方法 4 2PLC的编程语言 4PLC的指令系统及编程方法 指令表编程 步012 指令LDORANI 软元件号X401Y406X402 4PLC的指令系统及编程方法 2 梯形图编程 X0 X1 4PLC的指令系统及编程方法 4 2 1梯形图编程梯形图语言它是一种形象化的编程语言 梯形图左右两端的母线是不接任何电源的 梯形图中并没有真实的物理电流流动 而仅仅是概念电流 或称为假想的电流 梯形图的格式要求如下 1 梯形图中只有常开和常闭两种触点 2 梯形图最左边是起始母线 每一个逻辑行必须从起始母线开始画 最右边还有结束母线 3 程序结束后应有结束符 4PLC的指令系统及编程方法 4 2 2梯形图编程语言的设计规则 1 上重下轻 左重右轻 a b 4PLC的指令系统及编程方法 4 2 2梯形图编程语言的设计规则 1 上重下轻 左重右轻 a b 4PLC的指令系统及编程方法 4 2 2梯形图编程语言的设计规则 2 线圈右边没有触点 a b 4PLC的指令系统及编程方法 4 2 2梯形图编程语言的设计规则 3 触点水平不垂直 a b A B C D 4PLC的指令系统及编程方法 4 2 2梯形图编程语言的设计规则 4 双线圈输出不可用 a b 4PLC的指令系统及编程方法 3 顺序功能图编程 步1 步2 转移条件1 转移条件2 动作1 动作2 ST 4PLC的指令系统及编程方法 4 3PLC的编程软元件编程软元件是PLC内部的许多具有不同功能的器件 这些器件实际上是由一些电子电路和内部的存储器组成的 也就是用户使用的每一个输入输出端子及内部的每一个存储器单元 三菱PLC的F系列常用的编程软元件有 输入继电器 定时器 输出继电器 计数器 辅助继电器 4PLC的指令系统及编程方法 4 3 1输入继电器 X 功能 连接外部的各种开关信号 如开关 按钮 脉冲等信号 特点 地址编号采用八进制 在编写程序的时候输入继电器 X 只有常开触点和常闭触点 而且同一个常开触点和常闭触点可以无限次的使用 4PLC的指令系统及编程方法 4 3 1输入继电器 X 输入继电器电路 4PLC的指令系统及编程方法 4 3 2输出继电器 Y 功能 是PLC连接外部负载的接口 特点 地址编号采用八进制 在编写程序的时候输出继电器 Y 具有大量随意使用的常开触点和常闭触点 外部信号无法直接驱动输出继电器 因此它的线圈要出现在梯形图中 4PLC的指令系统及编程方法 4 3 2输出继电器 Y 输出继电器电路 4PLC的指令系统及编程方法 输入 出继电器内部的工作原理图 输入信号 输入端子 输出端子 4PLC的指令系统及编程方法 4 3 3辅助继电器 M 功能 供中间转换环节使用 也叫中间继电器 特点 地址编号采用八进制 不能直接驱动负载 辅助继电器 通用辅助继电器 断电保持用的辅助继电器 特殊用途的辅助继电器 4PLC的指令系统及编程方法 1 通用辅助继电器功能 作为辅助运算工具 用作状态暂存 中间过渡等等的功能 特点 有线圈 有触点 常开和常闭 触点可以用无线多次 它不能直接驱动负载 系统断电后所有的状态都恢复到原来的状态 4PLC的指令系统及编程方法 通用辅助继电器程序举例 4PLC的指令系统及编程方法 2 断电保持用的辅助继电器功能 功能和通用辅助继电器基本相同 特点 PLC在运行的过程中如果发生停电 通用的辅助继电器和输出继电器全部呈现断开状态 上电后 PLC开始运行 断电保持用的辅助继电器能保持断电前得状态 4PLC的指令系统及编程方法 断电保持用的辅助继电器 4PLC的指令系统及编程方法 3 特殊用途的辅助继电器 1 触点利用型特殊辅助继电器特点 主要利用PLC自动驱动该线圈 用户只用它的触点 也就是说你看不到这个继电器的线圈 我们只能用它的触点 M70运行监视继电器 M71初始化脉冲继电器 M72100ms时钟脉冲 4PLC的指令系统及编程方法 3 特殊用途的辅助继电器 Y001 Y002 Y003 M70 M71 M72 4PLC的指令系统及编程方法 3 特殊用途的辅助继电器 2 线圈驱动型特殊辅助继电器特点 用户要驱动它的线圈 用它的触点做特殊运动 M77禁止PLC所有输出 4PLC的指令系统及编程方法 4 3 4定时器 T 功能 PLC内部具有延时功能的软器件 特点 它有一个设定值寄存器和一个当前值寄存器以及无限个常开或者常闭的触点 可以不限次的使用 定时器的工作时将PLC的1ms 10ms 100ms等的时钟脉冲相加计算 当它的当前值等于设定值时 定时器的输出触点动作 4PLC的指令系统及编程方法 普通定时器特点 当线圈得电的时候开始计时 时间到 触点就接通 当线圈断开后 触点就断开 当前值归零 4PLC的指令系统及编程方法 普通定时器程序举例 4PLC的指令系统及编程方法 积算型定时器特点 线圈接通时 开始计时 当线圈断电时 当前值不会清零 线圈重新得电 可以在原有的时间上继续计时 4PLC的指令系统及编程方法 积算型定时器程序举例 4PLC的指令系统及编程方法 4 3 5计数器 C 特点 它有一个设定值寄存器和一个当前值寄存器以及无限个常开或者常闭的触点 当它的当前值等于设定值时 计数器的输出触点动作 4PLC的指令系统及编程方法 4 3 5计数器 C F系列PLC的基本指令 1 学习F系列PLC的基本指令2 梯形图和指令表的相互转换3 学会用最基本的指令编程 并总结编程规则 F系列PLC的基本指令 LDLDIOUT 功能 LD取指令 表示每一行程序中第一个与母线相连的常开触点 LDI取反指令 与LD的用法相同 只是LDI是对常闭触点 OUT线圈驱动指令 是对输出继电器 Y 辅助继电器 M 定时器 T 计数器 C 的线圈驱动 对输入继电器 X 不能使用 K20 F系列PLC的基本指令 LDLDIOUT 举例 步序01234567 指令LDOUTLDIOUTOUTKLDOUT 目标元件X0Y0X1M0T020T0Y1 F系列PLC的基本指令 LDLDIOUT 输入输出端口分配 F系列PLC的基本指令 LDLDIOUT 外部接线图 梯形图 指令语句表 F系列PLC的基本指令 触点串联指令ANDANI 功能 AND也叫与指令 适用于和常开触点的串联 ANI也叫与反指令 使用于和常闭触点的串联 F系列PLC的基本指令 触点串联指令ANDANI 步序01234567 指令LDANDOUTLDANIOUTANDOUT 目标元件X1X2Y1X3X4Y2X5Y3 F系列PLC的基本指令 触点并联指令ORORI 功能 OR也叫或指令 适用于和常开触点的并联 ORI也叫或反指令 使用于和常闭触点的并联 F系列PLC的基本指令 触点并联指令ORORI 步序0123456789 指令LDORORIOUTLDANDORANIOROUT 目标元件X4X5M102Y5Y5X7M103X10M110M103 F系列PLC的基本指令 串联电路块的并联连接指令ORB 功能 两个或者两个以上的接点串联的电路称为串联电路块 当串联电路块和其他电路并联时 分支开始用LD LDI 分支结束后用ORB F系列PLC的基本指令 串联电路块的并联连接指令ORB 步序012345678 指令LDANDLDANDORBLDANIORBOUT 目标元件X1X2X3X4X5X6Y5 正确的编程程序 F系列PLC的基本指令 串联电路块的并联连接指令ORB 步序012345678 指令LDANDLDANDLDANIORBORBOUT 目标元件X1X2X3X4X5X6Y5 不推荐的编程程序 F系列PLC的基本指令 并联电路块的串联连接指令ANB 功能 两个或者两个以上的接点并联的电路称为并联电路块 当并联电路块和其他电路串联连接时 使用ANB 电路的起点用LD LDI指令 并联电路结束后用ANB指令与前面串联 F系列PLC的基本指令 并联电路块的串联连接指令ANB 步序012345678910 指令LDORLDANDLDIANDORBORANBOROUT 目标元件X1X4X2X3X5X6X7X10Y0 F系列PLC的基本指令 主控及主控复位指令MCMCR 功能 MC主控指令 用于公共串联触点的连接 MCR主控复位指令 用于公共串联触点的清除 F系列PLC的基本指令 主控及主控位指令MCMCR N0 步序0123456 指令LDMCLDOUTLDSETMCR 目标元件X0M100X1Y0X2Y1N0 1 F系列PLC的基本指令 主控及主控位指令MCMCR X0 X2 Y0 X1 MCN0M100 N0 M100 MCN1M101 N1 M101 Y1 X3 X4 MCN2M102 F系列PLC的基本指令 主控及主控位指令MCMCR Y3 X5 N2 M102 MCRN2 Y4 X6 MCRN1 Y5 X7 MCRN0 Y6 X10 F系列PLC的基本指令 置位与复位指令SETRST 功能 SET置位指令 用于使动作保持 RST复位指令 用于使操作保持复位 F系列PLC的基本指令 置位与复位指令SETRST X0 X1 Y0 F系列PLC的基本指令 微分输出指令PLSPLF 功能 PLS上升沿微分输出 当输入条件为ON时 上升沿 相应的输出元件Y或M接通一个扫描周期 PLF下降沿微分输出 当输入条件为OFF时 下降沿 相应的输出元件Y或M接通一个扫描周期 F系列PLC的基本指令 微分输出指令PLSPLF PLS M0 PLF M1 X0 X1 X0 X1 M0 M1 F系列PLC的基本指令 NOPEND指令 功能 NOP空操作指令 END程序结束指令 X1 X2 X3 Y0 M0 M0 F系列PLC的基本指令 应用举例 T0 Y2 T2 Y1 T1 Y0 Y3 X0 T2 M0 K20 M0 T0 M0 T0 K30 M0 T1 M0 T1 K40 电动机正反转控制 电动机正反转控制 电机正反转控制PLC的I O点数分配表 电动机正反转控制 控制电动机正反转的外部接线图 X400 X401 X402 X403 COM Y430 X431 COM KM1 KM2 SB1 SB2 SB3 FR 电动机正反转控制 编制梯形图 X400 X403 X402 Y430 Y430 Y431 X401 X403 X402 Y431 Y431 Y430 步序0123456789101112 指令LDORANIANIANIOUTLDORANIANIANIOUTEND 目标元件X400Y430X403X402Y431Y430X401Y431X403X402Y430Y431 PLC的限位控制 M QK FU FU SB3 SB1 SQ1 KM2 KM1 FR KM2 KM1 SQ2 SB2 KM1 KM2 FR KM1 KM2 PLC的限位控制 限位控制的PLC的I O点数分配表 PLC的限位控制 限位控制PLC的外部接线图 X400 X401 X402 X403 COM Y430 X431 COM KM1 KM1 SB1 SB2 SB3 FR X404 X405 SQ1 SQ2 PLC的限位控制 编制梯形图 X400 X403 X404 Y430 Y430 Y431 步序01234567891011121314 指令LDORANIANIANIANIOUTLDORANIANIANIANIOUTEND 目标元件X400Y430X402X403X404Y431Y430X401Y431X402X403X405Y430Y431 X402 X401 X403 X405 Y431 Y431 Y430 X402 送料车自动循环控制 M QK FU FU SB3 SB1 SQ2 KM2 KM1 KM2 KM1 SQ1 SB2 KM1 KM2 FR KM1 KM2 送料车自动循环控制PLC的I O点数分配表 送料车自动循环控制 PLC的外