可编程序控制器(PLC)67652.ppt

,第16-17讲,第12章可编程序控制器（PLC）,第12章可编程序控制器,12.1概述12.2基本概念和编程语言简介12.3PLC指令及编程方法12.4应用举例12.5实验,12.1.1什么是PLC?,PLC是一种专门用于工业控制的计算机。,早期的PLC是用来替代继电器、接触器控制的。它主要用于顺序控制，只能实现逻辑运算。因此，被称为可编程逻辑控制器（Programmablelogiccontroller，略写PLC),随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程控制器的功能已远远超出了顺序控制的范围。被称为可编程控制器（Programmablecontroller，略写PC)。为区别于PersonalComputer(PC)，故沿用PLC这个略写。,12.1概述,12.1.2PLC的结构和工作原理,一、PLC结构示意图,二、各组成部分的作用,2.存储器,1.CPU,(1)从程序存储器读取程序指令，编译、执行指令。(2)将各种输入信号取入。(3)把运算结果送到输出端。(4)响应各种外部设备的请求。,RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调试的程序。ROM：存放监控程序和用户已调试好的程序。,3.输入、输出接口：采用光电隔离，实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。,输出接口作用：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。,输出三种形式：继电器-低速大功率可控硅-高速大功率晶体管-高速小功率,输入接口作用：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转换成数字信号送入主机。,（1）输入接口电路：采用光电耦合器，防止强电干扰。,COM,光电三极管,发光二极管,直流电源,输入端子,PLC,继电器输出,（2）输出接口电路：均采用模块式。,以继电器形式为例：,PLC,4.各种接口、高功能模块：便于扩展。小型机：一体机。有接口可扩展。中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合。,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。,5.编程设备,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。,12.1.3工作方式,CPU：等待命令。,PLC：循环扫描。CPU从第一条指令开始执行，遇到结束符又返回第一条，不断循环。,1.输入/输出点数(I/O点数)。2.扫描速度。单位：ms/1000步或s/步3.内存容量。4.指令条数。5.内部寄存器数目。6.高功能模块。,12.1.4主要技术性能,1.抗干扰、可靠性高。2.模块化组合式结构，使用灵活方便。3.编程简单，便于普及。4.可进行在线修改。5.网络通讯功能，便于实现分散式测控系统。6.与传统的控制方式比较，线路简单。,12.1.5优点,1.用于开关逻辑控制。2.用于机加工数字控制。3.用于闭环过程控制。4用于组成多级控制系统。,12.1.6应用,12.2基本概念和编程语言简介,PLC的内存除存放用户和系统的程序外，还有四个区：I/O区：可直接与外部输入、输出端子传递信息内部辅助寄存器区：存放中间变量数据区：存放中间结果专用寄存器区：定时时钟、标志、系统内部的命令,12.2.1寄存器和接点的概念,用户在对这四个区进行操作时，可以以寄存器和/或接点的方式进行。,PLC的寄存器（以FP1为例）一览,字输入寄存器WX0WX12位输入寄存器X0X12F字输出寄存器WY0WY12位输出寄存器Y0Y12F通用字寄存器WR0WR62F通用位寄存器R0R62F专用字寄存器WR900WR903专用位寄存器R900R903F定时器TM0TM99计数器C100C143,通用数据寄存器DT0DT8999专用数据寄存器DT9000DT9069设定值寄存器SV0SV143经过值寄存器EV0EV143索引寄存器IX，IY十进制常数寄存器K十六进制常数寄存器H,PLC的寄存器（以FP1为例）,1.输入输出(I/O)寄存器,输入寄存器:功能:存放外部输入的信号输入寄存器编号:WX0WX12,共13个寄存器，每个寄存器16位输入位编号:X0X12F，共1613=208位,输出寄存器:功能:向输出接口输出信号输出寄存器编号:WY0WY12,共13个寄存器，每个寄存器16位输出位编号:Y0Y12F，共1613=208位,寄存器：是一个16位二进制单元位（触点）：16位中的每一位是一个“触点”，对应外部的一个输入或者输出端子。,输入寄存器WXm输出寄存器WYm,输入端子Xmn输出端子Ymn,m：寄存器编号，用十进制数编号：m=012，共13个,n,n：寄存器的第n位，用16进制数编号：n=0F，共16位,例：若X0为“ON”，则WX0的第0位为“1”若X4为“OFF”，则WX0的第4位为“0”若WY1=7，则表明Y10、Y11、Y12三个接点为“ON”,接点通断情况与接点的赋值有关：（以Y0为例：若Y0的逻辑赋值为“1”，则,ST：（Start）从母线开始一个新逻辑行时，或开始一个逻辑块时，输入的第一条指令。ST：以常开接点开始ST/：以常闭接点开始,OT：（Output）表示输出一个变量。,ED：（End）表示程序无条件结束,可编程控制器FP1基本指令,逻辑关系梯形图助记符,STX0ANX1OTY0,STX0ORX1OTY0,ST/X0OTY0,当X0与X1都“ON”时，则输出Y0“ON”。,当X0或X1“ON”时，则输出Y0“ON”。,当X0“OFF”时，则输出Y0“ON”。,注意：与、或、非运算均是对从该指令前面的ST指令到该指令的前一个指令处的结果进行运算。,X2是与图中A点处的结果（即X0与X1的结果）相或，而不是与X1相或。,逻辑关系梯形图助记符,STX0ORX1STX2ORX3ANSOTY0,STX0ANX1STX2AN/X3ORSOTY0,当“X0或X1”与“X2或X3”都“ON”时，则输出Y0“ON”。,当“X0与X1”或“X2与X3非”“ON”时，则输出Y0“ON”。,例1：直接启动停车控制,继电器控制电路图,I/O分配：X0：停车X1：启动Y0：KM,助记符语句表STX1ORY0ANX0OTY0ED,操作及动作过程,FP1型PLC控制器：实际输入端子：X0XF实际输出端子：Y0Y7,助记符语句表STX1ORY0ANX0OTY0ED,I/O分配：SB1X0SBFX1SBRX2KMFY0KMRY1,例2：三相异步电动机的正反转控制,STX1ORY0ANX0AN/Y1OTY0STX2ORY1ANX0AN/Y0OTY1ED,左重右轻,编程,I/O分配：SB1X0SBFX1SBRX2KMFY0KMRY1,I/O分配决定PLC的端子接线图,PLC的端子接线方式又决定编程语言,输入按键的接线方式决定输入的编程语句,停止键为常闭STX1ORY0ANX0OTY0ED,停止键为常开STX1ORY0AN/X0OTY0ED,电机的起动停止控制,编程中应注意的几个问题,一、用电路变换简化程序(减少指令的条数）,二、逻辑关系应尽量清楚(避免左轻右重),STX2ANX3ANX4STX2ANX5ANX6ANX7,STX2ANX5ANX6ANX8ANX9ORSOTY0ED,根据该梯形图和编程，X3、X6、X9三个输入开关应采用何种接法？用常开？用常闭？,三、避免出现无法编程的梯形图,STX3ANX5ORX1AN/X2OTY1,根据该梯形图和编程，X2、X4二个输入开关应采用何种接法？用常开？用常闭？,STX1ANX5ORX3AN/X4OTY2ED,2.定时器及定时器指令,输入接点,定时器号码（099）,时间常数:132767,动作说明：当Y0闭合后，定时器TM5开始计时。经过300.1=3s后，Y1闭合，Y2断开。,Y0,例：,例3：定时器应用举例(书上P461高频加热时间控制）,分配I/O：X0SB1X1SB2Y0KMTMX0KT,PSHS,RDS,POPS,STX0PSHSANX2OTY0RDSANX1OTY1POPSANX2OTY3,3.堆栈及堆栈操作指令:,例4：定时器应用举例：用PLC控制三相异步电动机的Y-起动。,Y起动继电器控制电路,I/O分配：SB1X0SB2X1KM0Y0KM1Y1KM2Y2KTTMX1,时间常数K=150延时0.1150=15秒,用PLC控制三相异步电动机的Y-起动,I/O分配：SB1X0SB2X1KM0Y0KM1Y1KM2Y2KTTMX1,梯形图,用PLC控制三相异步电动机的Y-起动,I/O分配：SB1X0SB2X1KM0Y0KM1Y1KM2Y2KTTMX1,PLC接线图,用PLC控制三相异步电动机的Y-起动,根据梯形图和接线进行编程,STX1ORY0ANX0OTY0STX1ORY0ANX0PSHSAN/Y2TMX1K150,RDSAN/T1AN/Y2OTY1POPSSTT1ORY2ANSAN/Y1OTY2ED,计数器初始值：132767,计数器编号(FP1机：100143),计数脉冲,复位信号,4.计数器及计数器指令（CT指令）,CT指令梯形图格式：,CT指令梯形图与时序图,PLC的寄存器（以FP1为例）一览,字输入寄存器WX0WX12位输入寄存器X0X12F字输出寄存器WY0WY12位输出寄存器Y0Y12F通用字寄存器WR0WR62通用位寄存器R0R62F专用字寄存器WR900WR903专用位寄存器R900R903F定时器TM0TM99计数器C100C143,通用数据寄存器DT0DT8999专用数据寄存器DT9000DT9069设定值寄存器SV0SV143经过值寄存器EV0EV143索引寄存器IX，IY十进制常数寄存器K十六进制常数寄存器H,微分指令：DF,DF/,STX0DFOTR0STX1DF/OTR1,例5.计数器应用举例：产品数量检测（教材P509例9-3）,（每24个产品机械手动作1次）,电机起动后，R1产生宽度为一个扫描周期的正脉冲，使CT100和TM1复位,起、停传送带电机,计数器应用举例：产品数量检测,每检测到一个产品，X2产生一个正脉冲，使CT100计一个数,CT100每计24个数，机械手动作一次,机械手动作后，延时2秒，将机械手电磁铁切断，同时将CT100复位。CT100复位后，Y1和TM1也复位,计数器应用举例：产品数量检测,地址指令数据0STX11ORY02ANX03OTY04STY05DF6OTR17STX28ANY09STR1,地址指令数据10ORTM111CT10012K2413STCT10014AN/TM115OTY116STCT10017AN/R118TMY119K220ED,置位指令与复位指令（SET，RST）,STX1SETY1STX2RSTY1,X1=1时，Y1=1,X1=0时，Y1仍=1,X2=1时，Y1=0,数据传送指令（共11条）,16位数据传送指令,若X1=1，则将WR0的数据传送到WY0,移位指令（共12条）,16位数左移指令：SR,X0=0，输入数据=0X0=1，输入数据=1,X1通断一次，输入一个计数脉冲,X2通断一次，输入一个清0脉冲，使WR1=0,清0,0000000000000000,X0=1,1,1,1,0,例6.传送指令、移位指令举例,要求:X2开关通断一次，用于WR1清0。X0开关用于设置输入数据。X1开关通断一次，输入一个移位脉冲。若X0开关合上，则串入数据为1，每输入一个移位脉冲，输出指示灯依次点亮。若X0打开，则串入数据为0。,0STX01STX12STX23SRWR14F05WR16WY07ED,例7.传送指令、移位指令举例:节日彩灯控制,设计要求:开机后输出指示灯Y0Y7全灭，每隔1秒从Y0至Y7依次点亮1个；8个灯全亮持续5秒，然后每隔1秒从Y0至Y7依次熄灭1个；8个灯全灭，然后再从Y0至Y7依次点亮。如此重复进行，直至停机为止。（教材P515例9-4）,专用寄存器(FP1机：WR900WR903)。常用的如下：,R900A:“”标志R900B:“=”标志R900C:“”标志R9010:常ON继电器R9011:常OFF继电器R9013:仅在第一个扫秒周期ON，其他时候均为OFFR9014:仅在第一个扫秒周期OFF，其他时候均为ON,时钟脉冲发生器R9018周期0.01sR901B周期0.2sR9019周期0.02sR901C周期1sR901A周期0.1sR901D周期2s用于给定时器和移位提供一个内部时钟,SRWR0,R901C,R7（WR0的第7位）=1（8个灯全亮）时，起动定时器，定时5秒，使灯全亮5秒。时间到TM0反=0，给WR0输入0，使灯逐个熄灭。,R10=0（关机）时，将常数0传送给WY0，8个灯全灭,R10=1（开机）时，将WR0传送给WY0，输出,TM0反=1时，给WR0输入1，使灯逐个点亮R10=1时，R901C产生周期1秒的移位时钟R11信号将WR0清0,X1信号的上升沿求微分，在R11产生一个正脉冲，用于WR0清0,X1通断一次起动，R10=1；X0通断一次停机，R10=0,节日彩灯控制梯形图,功能解释（编程见教材P517）,基本指令数据传送指令算术运算指令移位指令位操作指令数据变换指令转移控制指令特殊控制指令,FP1指令分类（共128条）,按指令的功能可分为：,（1）ST（2）ST/（3）OT（4）AN（5）AN/（6）OR（7）OR/（8）ANS（9）ORS（10）CT（11）TMR（12）TMX（13）TMY,键盘指令,（14）DF（15）SR（16）PSHS（17）RDS（18）POPS（19）SET（21）RST,非键盘指令,键盘指令由FP1键盘直接输入（阅读教材P524533）,非键盘指令用SC键和指令的功能码输入（阅读教材P534536）,功能扩展指令用Fn键和指令的功能码输入（阅读教材P537538）,Fn,0,ENT,ORR.WR,0,WRT,ANY.WY,0,WRT,1.你能否设计一个用PLC控制十字路口红绿黄交通灯的程序?2.你能否设计一个用PLC控制四层楼的电梯程序?3.你能否设计一个用PLC控制一台彩印机的程序?4.你能否设计一个用PLC控制室内安全防盗报警的程序?5.你能否设计一个用PLC控制一台龙门刨床的程序?,PLC实际应用设计题目,第二部分上机操作练习实验一键盘及编辑命令练习实验二基本指令练习第四部分综合练习补充1三相异步电机正反转控制补充2延时自动往复行程控制补充3三相异步电机Y-起动实验一运料小车控制,实验内容,实验一人一组，要认真预习！,习题9-8,梯形图的规则：,键盘指令：可从键盘上直接键入的指令,扩展功能指令：用F键加功能号方可键入的指令。,KP：（Keep）,STX0STX1KPR0,说明：（1）在置位信号接通的瞬间，R0置1。以后无论置位信号状态如何，只要复位信号断开，R0的状态均为1。（2）在复位信号接通的瞬间，R0置0。（3）在复位信号和置位信号同时接通时，复位优先。,SET、RST（Reset）,这两条指令的功能类似于KP指令，但使用比KP指令灵活。,STX0SETY0STR20RSTR30,UDC:（可逆计数）,加减计数信号例：设为X0,计数脉冲例：设为X1,复位信号：例：设为X2,初值或存放初值的寄存器,作为加减计数器的寄存器,STX0STX1STX2F118(UDC)SD,一、数据传送指令,F0(MV)、F1(MV/),功能说明：S为常数或寄存器，D为寄存器。当条件满足时，S或S的内容传送到D。,F0(MV)：把S或S的内容传送到D。F1(MV/)：把S或S的内容求反后传送到D。,10.3.3其他常用指令简介,其他传送指令常用的有：F10(BKMV)，F11(COPY)等等。,例：某控制控制系统，若出现严重故障信号，则所有的动作全停，故障指示显示。,I/O分配：X0：故障信号Y0：故障指示其他输出端：Y1YF,二、算术指令,F60(CMP),其它的算术运算指令，如算术运算、BCD码运算、比较指令等等。,功能说明：当R10接通时，比较EV0和100，若EV0100，则Y0接通；若EV0=100，则Y1接通；若EV0100，则Y2接通。,例：设计一个顺序控制电路:启动时，电机D1先启动，3s后电机D2启动，再过5s后电机D3启动。,I/O分配：X0：启动按钮X1：停车按钮Y0：电机D1Y1：电机D2Y2：电机D3,三、移位指令,(1)左移指令SR,（1）SR指令只能对WR型寄存器进行移位。（2）IN：串行输入端（补位），接点通，补1，接点断，补0。（3）CP：移位脉冲（4）CLR：复位清零。,说明：,2,1,0,5,3,4,SW2,SW3,SW1,MV,SW1:检测有无次品SW2:检测凸轮的突起SW3:检测有无次品落下,SW1,SW2,SW3为光电传感器:,凸轮每转一圈发出一个脉冲，且每个脉冲过一个物品。当次品移到4号位时，电磁阀MV打开，次品落入次品箱内。无次品则自动掉入正品箱内。有一复位按钮SB实现手动复位。,I/O分配：X0:SW1X1:SW2X2:SW3X3:SBY0:MV,例：,I/O分配：X0:SW1检测有无次品X1:SW2检测凸轮的突起X2:SW3检测有无次品落下X3:SB复位Y0:MV,(2)双向移位指令LRSR,DIR：移位方向。ON:左移OFF:右移IN：串行输入端CP：移位脉冲CLR：复位清零,说明：D1，D2为移位区的首址和末址。可使用的寄存器有：WY,WR,SV,EV,DT,例一：冲压机控制程序,10.4应用举例,例二：楼宇电梯自动控制,顺序控制,例三：电机变速及精密位置控制,其他信号有：启动、停车、紧急停车、运动方向控制等等,例四：在智能建筑技术中的应用,智能建筑的七个层次（7）楼宇专用信息（6）楼宇共用信息处理（5）楼宇运营管理（4）楼宇设备自动控制（3）楼宇通讯（2）智能建筑环境（1）一般建筑,PLC在其中的应用：（1）防盗、防火系统（2）供热、供气