plc基础知识入门

.,编程软元件,4、定时器,定时器分为普通型、保持型二种。,（1）定时器的作用相当于继电器控制系统中的时间继电器，主要用于定时控制。,（3）定时器有无数对常开和常闭触点，,（2）定时器编址区域标号为T，采用十进制编址并从T000开始。是一种位元件。,（4）定时器的动作过程,要点,（1）普通型定时器：T0T245（非积算型）,1）100ms（T0T199200点）定时范围：0.13276.7s,.,2）10ms(T200T24546点）定时范围：0.01327.67s,编程软元件,.,编程软元件,普通型定时器的工作过程,X1,T5当前值,Y20,.,编程软元件,（2）保持型定时器T246T255（积算型）,1）1ms(T246T2494点)定时范围:0.00132.767s,2）100ms(T250T2556点)定时范围:0.00132.767s,.,编程软元件,.,5、计数器:,编程软元件,计数器主要用于计数控制，分为两大类：,内部计数器是在执行扫描时对PLC内部软元件（X、Y、M、S、T、C)的位信号（通/断）进行计数的计数器。,（1）内部计数器,内部计数器有四种不同的类型：,1）普通型16位加计数器,地址编号为：C0C99共有100点,2）保持型16位加计数器,地址编号为：C100C199共有100点,.,两种计数器的设定设定值范围都为：132767（K）。,两种类型计数器的复位都是由指令来复位的。,编程软元件,3）普通型32位加/减计数器C200C219,4）保持型32位加/减计数器C220C234,两种计数设定范围都为：-2147483648+214748364（K）,要点,设定值除了可用常数K设定外，也可间接通过指定数据寄存器来设定，其设定值可超出规定范围。,（2）外部计数器（高速计数器）,.,高速计数器也是32位停电保持型增/减计数器，但它们只对特定的输入端子（X0X5）的脉冲进行计数。高速计数器采用终端方式处理，与扫描周期无关。,编程软元件,单相单输入高速计数器,.,编程软元件,6、数据寄存器,（1）普通型数据寄存器D0D199（200点),（2）停电保持型数据寄存器D200D7999（7800点）,（3）特殊型数据寄存器D8000D8255（256点）,数据寄存器是一种字元件，用来存储数值数据的软元件。每个数据寄存器都是16位。,数据寄存器可以分为三种类型,（1）P作为一种标号用于跳转指令CJ或子程序调用指令CALL的跳转或调用的地址指针。,7、指针（P/I）,要点,.,编程软元件,（2）I用于中断服务子程序的地址指针。采用中断技术的用户程序在开中断期间，一旦中断响应就停止执行主程序，转去执行由I指针指定的指定服务子程序，直至遇到IRET指令再回到原主程序继续执行下去。,.,基本逻辑指令,1、接点取用与线圈输出指令,举例,X1,LD,0,Y1,OUT,1,X2,LDI,2,T1K20,OUT,3,M1,OUT,4,.,基本逻辑指令,2、逻辑运算指令,（1）ANB和ORB指令可连续使用，但不超过7次。,（2）在使用ANB和ORB指令时，每个块电路开始总是用LD或LDI指令。,要点,.,基本逻辑指令,举例,.,3、内部信息与器件状态处理指令(1),基本逻辑指令,.,基本逻辑指令,MPP,MPS、MRD、MPP:多重输出指令或堆栈指令,X0,MPS,MRD,X0,.,基本逻辑指令,PLS、PLF：脉冲输出指令,.,基本逻辑指令,SET、RST：强迫置位与复位指令,.,基本逻辑指令,4、内部信息与器件状态处理指令(2),LDP、ANDP、ORP指令,.,基本逻辑指令,LDF、ANDF、ORF指令,.,基本逻辑指令,5、程序处理指令,.,基本逻辑指令,MC、MCR：用于主控开始和主控结束指令,.,定时器编程,1、接通延时定时器,.,2、断开延时定时器,定时器编程,.,计数器编程,.,定时器与定时器的串接使用,定时器与计数器的串接使用,.,计数器与计数器的串接使用,.,脉冲发生器,先通后断,先断后通,.,根据控制电路绘元件时序图,一个扫描周期,.,根据控制电路绘元件时序图,.,根据控制电路绘元件时序图,.,实例,.,机械手动作示意图,步进控制及状态转移图,.,步进控制是指在多工步的控制中，按照一定的顺序分步动作，即上一动作结束后，下一动作才开始。,步进控制的编程软元件是状态继电器S，与步进阶梯指令STL组合使用。在不用于步进阶梯指令时，状态S也和辅助继电器一样，可在一般的PLC中应用。其次，状态S既可作信号报警器使用，也可用作外部故障诊断的输出。,步进控制及状态转移图,1.普通型状态继电器：S0S499500点,其中：供初始状态使用（一般用双框表示）S0S910点供返回原点使用S10S1910点,2.停电保持型状态继电器：S500S899400点,.,步进控制及状态转移图,3.信号报警器用状态继电器：S900S999100点,转移条件,开始状态,状态1,驱动负载,转到下一状态,状态转移图绘制规则,.,机械手状态转移图,步进控制及状态转移图,.,步进梯形图和步进指令,步进控制编程步骤：,1、根据工艺流程画出状态转移图,2、根据状态转移图画出步进梯形图，并写出指令表,步进指令：专门用于步进控制的指令。,指令格式：操作码STL；操作数S,步进返回指令：RET,.,步进控制编程要点：,1、状态也可作普通的辅助继电器使用。但作为辅助继电器使用时，不能提供步进接点。,2、步进控制输出的驱动方法：,Y22不能编程,步进梯形图和步进指令,Y22可以编程,.,3、栈指令的位置：,4、状态的转移方法：,步进梯形图和步进指令,.,5、在不同的步进段，允许有重号的输出（注意：状态号不能重复使用）；在不相邻的步进段，允许使用同一地址编号的定时器（注意：在相邻的步进段不能使用）。,步进梯形图和步进指令,.,多流程步进控制,1.选择分支与汇合,.,2.并行分支与汇合,多流程步进控制,.,3、跳转与循环,多流程步进控制,.,编程实例,1、花样喷水控制,.,编程实例,.,编程实例,2、三台电机M1M3的控制要求为：起动时，M1起动2s后M2才起动，当M2起动起动3s后M3才起动。停止时，要求按M3M1的顺序停止。,.,编程实例,3、十字路口的车行灯和人行灯的动作过程如下图所示。其中，车行道有红、黄、绿三种颜色的指示灯；人行道有红、绿两种颜色的指示灯（下图所示即为各交通灯在一个周期内的动作情况）。,.,.,.,编程实例,4、大小球的选择传送控制机械辟下降时，若电磁铁吸住大球，则由于活塞没有达到下限，故下限位开关断开；反之若吸住小球，则由于活塞到达下限而使下限位开关接通。,.,编程实例,.,应用指令基本规则,1、应用指令的通则,1）应用指令的表示方法,三要素：1）执行条件；2）功能号和助记符；3）操作数。,源操作数（Source）用S表示。,目标操作数（Destination）用D表示。,其他操作数用m、n表示，用来表示十进制常数K或十六进制常数H。,.,应用指令基本规则,2、操作数的表达方式,操作数可用以下几种表达方式：,位元件X、Y、M等,字元件T、C等,位元件的组合,常数K、H,指针P、I,3、不同长度数据之间的传送,.,应用指令基本规则,4、16位和32位指令,5、连续执行/脉冲执行指令,（1）连续执行方式,.,(2）脉冲执行方式,应用指令基本规则,.,常用应用指令简介,1、程序流程类指令（FNC00FNC09）,（1）条件跳转指令FNC00CJ,该指令的作用是满足一定条件使程序跳转到指针P所标位置继续执行。,.,常用应用指令简介,（2）中断指令（EI、DI、IRET、FEND）,.,常用应用指令简介,2、数据比较和传送类指令（FNC10FNC19）,（1）数据比较指令（FNC10CMP）,.,常用应用指令简介,（2）区间比较指令（FNC11ZCP）,.,（3）块传送指令（FNC15BMOV）,常用应用指令简介,.,常用应用指令简介,3、算术及逻辑运算类指令（FNC20FNC29）,（1）二进制加/减法运算指令（FNC20ADD/FNC21SUB）,.,常用应用指令简介,(2)二进制乘法运算指令（FNC22MUL）,.,常用应用指令简介,(3)二进制除法运算指令（FNC23DIV）,.,常用应用指令简介,4、移位类指令（FNC30FNC39）,(1)循环左移/右移指令（FNC31ROL/FNC30ROR）,.,常用应用指令简介,(2)位左移/右移指令（FNC34SFTR/FNC35SFTL）,.,常用应用指令简介,(3)区间复位指令FNC40ZRST,.,常用应用指令简介,6、方便类指令（FNC60FNC69）,（1）交替输出指令（FNC66ALT）,.,常用应用指令简介,闪烁动作,.,常用应用指令简介,（2）数据查找指令（FNC61SER）,.,常用应用指令简介,（3）数据排序指令（FNC69SORT）,.,PLC的网络及通信,一、PLC网络简介,三、PLC网络的意义与特点,二、网络通信的基本知识,四、三菱FX系列PLC网络构成,五、三菱FX系列PLC通信实现,.,PLC网络简介,1、网络的基本概念与特点,(1)局域网（本地网、区域网)(LAN，LocalAreaNetwork)是指覆盖范围仅限于有限区域的计算机网络。,(2)企业网是指一个完整的组织，包括本地和远程的公司、多种计算机系统以及多个部门。,(3)广域网如(Internet)是一种链接许多不同或相同组织资源的网络。,2、PLC网络系统,.,PLC网络简介,由上位计算机、PLC、远程I/O设备互相链接所形成的分布式控制系统、现场总线控制系统已在广泛应用，由这种形式构成的计算机、PLC等多机通信系统即为PLC的网络系统。,功能特点：,1)可以在计算机上编写、调试和修改应用程序，并可以自动查错和自动监控等功能。,2)可用图像、图表和图形的形式在计算机上对整个生产过程进行运动状态的监视。,3)可对PLC进行全面的系统管理。,4)可对PLC实施直接控制。,5)可以打印各种信息资料。,.,PLC网络简介,6)可以实现对生产过程的模拟仿真。,7)可以编制多种组态软件。,8)可以通过LAN或Internet与PLC生产厂家和其他用户相互间资源共享。,.,PLC通信是指PLC与计算机、PLC与PLC、PLC与现场设备、PLC与远程I/O之间的数据交换。,数据交换采用的是并行和串行两种通信方式：,1、并行通信传输方式,网络通信的基本知识,优点：传输速度快；缺点：使用的线数多、传输距离短。,.,2、串行通信传输方式,网络通信的基本知识,优点：使用的线数少、传输距远；缺点：传输速度慢。,PLC数据通信以串行通信技术为基础。在串行通信中，采用两种数据传送方式：异步传送和同步传送。,.,网络通信的基本知识,1、异步传送,用一个起始位表示字符的开始，用停止位表示字符的结束，构成一帧数据信息。,优点：硬件结构简单；缺点：传输效率低；应用场合：中、低速的通信。,.,2、同步传送,网络通信的基本知识,以数据块为单位进行传送，用同步字符作为数据块的开始。减少了起始位和停止位，传输效率提高。,优点：传输效率高；缺点：硬件结构复杂；应用场合：由于要求有时钟来实现发送与接收两端之间的同步，故常用于计算机与计算机、计算机与外设之间的通信。,.,网络通信的基本知识,PLC数据通信一般有串行通信和网络通信两种方法。其中，串行通信采用异步传送的方式、网络通信采用同步传送的方式传送数据。,1、传输媒介,(1)双绞线,(2)同轴电缆,(3)光缆,2、串行数据通信标准,为实现计算机与计算机、计算机与外设、计算机与PLC以及PLC与PLC之间的串行通信，通常采用标准通信接口。,.,(1)RS232C,网络通信的基本知识,作用：PLC与计算机、与其他外部设备进行通信的接口。,使用场合：近距离、中低速率数据传输,(2)RS485,作用：PLC与PLC、PLC与其他设备之间进行网络通信的接口。,使用场合：远距离、高速率数据传输,(3)传输访问控制,指对网络通道占有权的管理与控制。如何合理使用传输通道的控制技术是网络通信的关键技术。控制方式有两种：,.,网络通信的基本知识,争用方式：采用冲突检测的载波侦听多路访问控制技术。,令牌传送方式：访问的控制权是以令牌为标志的。采用冲突检测的载波侦听多路访问控制技术。,.,PLC网络的意义与特点,1、PLC联网通信的意义,(1)PLC与计算机连接，构成PLC和计算机的现场总线控制系统，可使PLC与计算机互补功能上的不足。,(2)在复杂的控制系统中，常常需要使用多台PLC，各个PLC之间需共享数据，这也要求PLC之间实现联网通信。,2、PLC联网通信的特点,(1)编程语言,(2)多种接口,(3)主从式存取控制方法,3、PLC联网通信的主要形式,.,PLC网络的意义与特点,(1)以计算机为主站，多台同型号的PLC为从站，组成简易集散控制系统。,(2)以一台PLC作为主站，多台同型号的PLC为从站，构成主从式PLC网络。,(3)PLC专用网络，如三菱的MELSECNET/11网络、SIEMENS的SINEC-H1网络、GE公司的GENET网络等。,(4)把PLC网络通过特定的网络接口连入大型集散系统中去，成为它的子网。,.,三菱FX系列PLC网络构成,1、计算机与PLC之间的连接(上位链接系统),特点：串行通信；良好的人机界面；可靠的分散控制。使用场合：控制对象简单、点数较少、现场分布比较集中的场合。,1)单机系统,.,2)单机扩展系统,三菱FX系列PLC网络构成,.,三菱FX系列PLC网络构成,2、PLC与PLC之间的连接(同位链接系统),特点：构成单独的PLC网络。使用场合：大规模的集散扩展系统。,3、PLC主机与本机的远程模块之间的连接(下位链接系统),.,三菱FX系列PLC网络构成,4、PLC主机与本机的远程模块之间的连接(网络链接系统),.,三菱FX系列PLC网络构成,.,三菱FX系列PLC通信实现,1、通信适配器,(1)FX232ADP提供串行通信RS232C接口,(2)FX485ADP提供RS485接口并且可以构成FX485网络。,2、通信参数设置,在两个串行通信设备进行任意通信之前，必须设置相互可识别的参数。如波特率、数据长度、奇偶校验位等。,3、程序设计,(1)通信指令格式及梯形图,此指令主要用来定义发送和接收缓冲区,.,三菱FX系列PLC通信实现,.,三菱FX系列PLC通信实现,(2)表示串行通信状态的参数,1)M8121该继电器被激活时，表示正在接收数据，传送被延时。,2)M8122该继电器被激活时，表示已触发数据的传送。,3)M8123该继电器被激活时，表示一条信息已被完整接收。,(3)数据的传送与接收,1)传送数据,编程要点：第一需对RS指令进行设置；第二应将发送标志M8122置为“1”。,.,三菱FX系列PLC通信实现,.,三菱FX系列PLC通信实现,2)接收数据,.,PLC控制系统设计与应用,.,PLC控制系统的设计方法,一般控制系统的设计分为如下三个阶段：,1、初步设计,初步设计主要是递交给上级部门或用户的一份总体方案设计报告，主要有如下内容：,(1)设备（系统）名称、用途、工艺过程、技术性能和现场条件。,(2)供电电网种类：电压等级、频率和容量。,(3)对电气控制的特殊要求。,(4)投资费用、研制工作量和周期估算率和容量。,2、技术设计,是根据经审批的初步设计中提出的内容和方案，最终完成电气控制设计工作，主要有如下内容：,.,PLC控制系统的设计方法,(1)对重要环节做必要的试验；写出试验报告。,(2)绘制电气控制的电气原理图。,(3)对重要环节做必要的试验；写出试验报告。,(4)选择整个系统的电气元件，设计电气箱、控制面板等电气系统结构件及总装接线图。,(5)编写PLC内部元件分配表，编写对重要环节做必要的试验；写出试验报告。,(6)编写技术设计说明书，介绍系统原理、主要技术指标和运行、操作、维护说明书。,3、PLC控制部分设计步骤,(1)确定受控对象与PLC间的输入、输出关系。,(2)选择PLC机型和模块配置。,.,(3)编写元件表。,PLC控制系统的设计方法,(4)绘制PLC的控制流程图。,(5)编写PLC用户程序。,(6)将用户程序输入PLC，并加以调试。,.,PLC主机及其模块的选用,PLC主机及模块选择的基本原则：,1、根据控制量的数量选择。,2、厂家及型号的选择。,3、是否可现场在线编程的选择。,4、扩展模块的选择。,5、开关量输入输出形式的选择。,7、内存容量选择：一般系统中，开关量输入和输出的比例是6:4，则：,开关量所需内存字数=开关量总点数10,模拟量所需内存字数=模拟量总点数150,定时器/计数器=定时器/计数器数量2,通信接口所需内存字数=接口个数300,完整性、可靠性、发展性、继承性、经济性,.,PLC应用程序设计方法,1、程序设计内容,(1)程序设计前对系统的理解和技术准备工作,(2)程序框图设计,(3)编写程序,(4)模拟仿真和测试,(5)编写程序说明书,2、常用典型电路,(1)比较电路：是指按预先设好的输出要求，然后对输入的信号进行比较，选择接通某一输出。,如：当X0、X1接通，Y0有输出X0、X1都不接通，Y1有输出X0接通、X1不接通，Y2有输出X0不接通、X1接通，Y3有输出,.,PLC应用程序设计方法,.,PLC应用程序设计方法,(2)优先级电路：,.,PLC控制系统的安装和布局,PLC控制系统电气设备总体布局基本原则,(1)组件划分：,(2)元器件布局：,1)功能类似的元器件组合在一起；,2)尽可能减少组件间的连线数量；,3)强弱电分开，尽量减少系统内部干扰影响；,4)力求美观、整齐,易于检查与调试。,1)体积大和分量重的放在控制柜的下端；,2)发热元件放在控制柜的上端并且热敏元件远离发热元件；,3)需经常维护调节的元件放在便于操作的位置；,4)外形尺寸与结构类似的元器件放在一起；,.,PLC控制系统的安装和布局,(3)PLC布局：,1)环境条件：,环境温度低于0或高于55的场所,温度变化急剧和凝露场所,环境湿度低于10%或高于90%的场所,具有高腐蚀气体或易燃气体的场所,直接暴露在阳光下的场合,2)元件安装：,所有元件都应安装于通风口位置的垂直位置,主机应安放在一个令人舒服的工作面上,4)热继电器、熔断器等放在不通风的地方，以免改变它们的保护特性。,.,PLC控制系统应用举例,PLC在机械手搬运物体控制中的应用,1、装置简介：,传送带A、B分别由电动机M1、M2驱动，A为步进式传送，机械手的回转运动由气动阀Y1、Y2控制，机械手的上、下运动由气动阀Y3、Y4控制，机械手的夹紧与放松由气动阀Y5控制。,位置信号分别为：右旋到位行程开关为SQ1，左旋到位行程开关为SQ2，手臂上升到位行程开关为SQ3，下降到位行程开关为SQ4，,工作过程：,原位,启动,松开,B运行,上升,上升结束，左旋,下降,下降结束，A运行,停止，抓物,.,1S后上升,PLC控制系统应用举例,上升结束,右旋,右旋结束,下降,下降结束,放松,一个工作循环结束,2、输入/输出分析：,(1)输入信号为10个开关量信号，分别为启动、停止、连续、单循环、左限、右限、上限、下限、紧急停止、到原点。,输出信号为8个开关量控制信号，分别为传送带A、传送带B、左旋、右旋、上升、下降、夹紧、放松。,3、PLC选型：FX2N16MR，另配FX2N8EX，FX2N8EYR,4、I/O地址：,.,PLC控制系统应用举例,.,PLC控制系统应用举例,5、I/O接线图：,.,PLC控制系统应用举例,6、状态转移图：,.,PLC控制系统应用举例,.,其他可编程控制器简介,一、西门子可编程控制器简介,.,西门子可编程控制器,一、概述,德国西门子(SIEMENS)公司，是欧洲最大的电子和电气设备制造商，所生产的SIMATIC系列的PLC在世界上处于领先地位。从目前国内流行的PLC种类和型号来看，西门子S7200、S7300、S7400系列PLC是在华的欧洲企业和国内许多大、中型企业等高端应用的主选产品之一。,西门子S7200PLC的功能模块、友好的人机界面、网络系统、工业