项目二 PLC编程元件.ppt

可编程逻辑控制器编程元素和基本逻辑指令的应用。编程元件是可编程控制器的重要元件，也是各种指令的操作对象。基本指令是可编程逻辑控制器中最常用的指令，也是程序设计的基础。第2项：可编程控制器编程元素和基本逻辑命令的应用，(1)可编程控制器的产生和定义，(2)可编程控制器的特点和分类，(3)可编程控制器的应用和发展趋势，(4)可编程控制器的基本组成，(5)可编程控制器的编程语言，(6)可编程控制器的工作原理，(7)三菱FX2N系列可编程控制器简介，(1)学习情景7理解可编程控制器，(7)学习情景7理解可编程控制器，(1)从小型三相异步电动机的启动和停止控制实例中，可以看出继电器接触器的电气控制特性为：1。一旦控制要求改变，电气控制系统必须重新布线和安装。2.大型继电器控制电路的布线更加复杂和庞大。3.机械触点容易损坏，因此系统的可靠性差，维护工作相当困难。采用可编程控制器控制，硬件接线更简单明了。用户只需将启动按钮SB1、停止按钮SB2、热继电器FR等输入设备连接到可编程逻辑控制器的输入端口，将接触器线圈KM等输出设备连接到可编程逻辑控制器的输出端口，然后连接电源。两种方式启动和停止电机的硬件接线图完全相同，但程序不同。1968年，美国通用汽车公司提出用新型工业控制器代替继电器接触器控制装置，并要求将计算机控制的优点(功能齐全、灵活、通用性好)与继电器接触器控制的优点(简单易懂、使用方便、价格低廉)结合起来。假设继电器接触器控制的硬接线逻辑将被转换成计算机的软件逻辑编程，并且编程要求简单，以便不熟悉计算机的人能够快速掌握其应用技术。通用汽车新控制器的主要技术要求如下：(1)程序简单，可现场修改和调试；(2)价格低廉，性价比高于继电器控制系统。(3)可靠性高于继电器控制系统；(4)体积比带继电器的控制柜小，能耗低；(5)能够与计算机系统数据通信；(6)输入量为交流115伏电压信号(美国电网电压为110伏)(7)输出量为交流115伏电压信号，输出电流高于2A，电磁阀可直接驱动等。(八)具有灵活的扩展能力；(9)硬件易于维护，采用插件模块结构。(10)用户的存储容量至少为4KB，1。可编程逻辑控制器的产生，(1)可编程逻辑控制器的产生和定义，(1)可编程逻辑控制器的产生和定义，(1)可编程逻辑控制器的产生和定义，1969年，美国数字设备公司(DEC)开发了第一台可编程控制器，并在美国通用汽车公司的自动装配线上成功测试，取得了令人满意的结果。可编程控制器从此诞生。具有逻辑运算、计时计数、速度增强、可控模拟量等简单功能，以16位32位微处理器为核心功能，功能更强，第一代、第二代、第三代和第四代，1。可编程逻辑控制器的产生，(1)可编程逻辑控制器的产生和定义，其早期名称为“可编程逻辑控制器”，简称为可编程逻辑控制器，主要取代传统的继电器触点控制系统。1980年，美国电气制造商协会(NEMA)给他起了一个新名字，“可编程控制器”，简称“个人电脑”。为了避免与个人电脑的简写名称混淆，早期的可编程逻辑控制器仍被用来代表可编程控制器，但当前的可编程逻辑控制器并不意味着它只有逻辑功能。可编程序控制器、可编程序控制器、继电器控制电路、可编程序控制器的定义、可编程序控制器的产生和定义、可编程序控制器的名称和发展，可编程序控制器是一种专用于工业环境的数字操作电子设备。它使用可编程存储器来存储用于执行逻辑运算、顺序控制、计时、计数和算术运算的指令，并通过数字或模拟输入和输出来控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其相关外围设备的设计应遵循易于与工业控制系统集成和易于扩展其功能的原则。可编程序控制器(PLC)是一种基于微处理器的新型通用自动控制装置，它结合了计算机技术、自动控制技术和通信技术。(1)使用灵活，通用性强；(2)可靠性高；抗干扰能力强。(3)编程简单，易于掌握；(4)界面简单，易于维护。(2)可编程逻辑控制器的特点和分类，(1)可编程逻辑控制器的特点，(1)小型可编程逻辑控制器根据应用规模和功能的分类：256个中型可编程逻辑控制器的进出总点数：2562048个大型可编程逻辑控制器的进出总点数：2048个(2)整体式(单元式)根据硬件结构类型：基本单元、扩展单元、特殊功能单元模块类型(积木式):中央处理器模块、输入输出模块、电源模块、存储模块等。堆叠式：基本单元、扩展单元、特殊功能单元、扩展模块、特殊功能模块等。(2)可编程逻辑控制器的分类，(2)可编程逻辑控制器的特点和分类，(1)单元结构(整体式)，小体积和快速内置的带软PID功能的RS-232C接口，(2)模块化结构，PowerinaSmallPackage！电源模块、中央处理器模块、输入输出模块、背板、中型和大型计算机：模块化。可以根据需要在主板上任意组合。(3)可编程控制器的应用及发展趋势，过程控制：温度、压力、流量等连续变化的模拟量闭环控制。数据处理：数据操作、数据传输、数据转换、排序和查找表、位操作等。通信和联网：可编程控制器与可编程控制器、可编程控制器与上位机或其他智能设备(如变频器和数控设备)之间的通信可以连接成一个网络，形成一个多级分布式控制系统。运动控制：可编程逻辑控制器使用特殊指令或运动控制模块来控制直线运动或圆周运动。顺序控制：取代传统的继电器-接触器控制，PLC是应用最广泛的。1。可编程控制器应用，传送带生产线控制，灌装和包装机械，木材加工，电梯控制，空调控制，纺织机械，印刷机械，可编程控制器应用，(3)可编程控制器应用和发展趋势，(2)可编程控制器发展趋势，小型可编程控制器：更小的尺寸，更快的速度，更强的功能和更低的价格大型可编程控制器：更大的存储容量，更高的速度，更高的性能，更多的输入输出点，(4)可编程控制器基本组成，(4)可编程控制器基本组成，特定的中央处理器功能：(1)接收和存储用户程序；(2)以扫描模式从输入单元接收数据和状态信息，并将数据和状态信息存储在相应的数据存储区域中；(3)执行监控程序(4 ),执行用户程序；(5)根据计算结果刷新内存内容，并响应外部设备(如程序员和打印机)的请求。中央处理器是可编程控制器的控制中心，由控制器和运算单元组成。可编程逻辑控制器通常使用三种类型的中央处理器：(1)通用处理器：8086、80286和80386；(2)单片机芯片：8031、8096(3)位单片机：AMD-2900微型PLC采用8位微处理器或单片机作为中央处理器；中型可编程控制器大多采用16位微处理器或单片机作为中央处理器；大型可编程控制器大多采用高速芯片微处理器，(4)可编程控制器的基本组成，(2)存储器主要用于存储系统程序、用户程序和工作状态数据。(1)系统内存：系统管理程序存储并固化在只读存储器中，用户不能直接修改。(2)用户存储器：存储用户编写的控制程序和工作数据，可以是随机存取存储器(锂电池断电保护)、可编程只读存储器(EPROM)或可编程只读存储器(EEPROM memory)，其内容可由用户随意修改、增加或删除。(4)可编程控制器的基本组成，(3)输入输出接口电路，可编程控制器通过输入单元可以实现不同输入电路电平的转换，转换成可编程控制器所需的标准电平供可编程控制器处理。通常有三种类型的可编程逻辑控制器输入电路： DC输入接口交流输入接口交流/DC输入接口各种可编程逻辑控制器的输入电路大多相同。可编程逻辑控制器输入电路由光耦合器隔离，并配有钢筋混凝土滤波器，以消除输入触点的抖动和外部噪声干扰。(1)输入接口电路用于将按钮、行程开关或传感器产生的信号转换成数字信号，并发送给主机。(4)可编程控制器的基本组成、DC输入接口和等效电路，(4)可编程控制器的基本组成，(3)输入/输出接口电路、交流输入接口和等效电路，(4)可编程控制器的基本组成，(3)输入/输出接口电路、交流/DC输入接口和等效电路，(4)可编程控制器的基本组成，(3)输入/输出接口电路，(2)输出接口电路，(4)功能：将主机输出的信号转换成驱动外部执行电路的信号，从而控制接触器线圈等电器的开/关；此外，输出电路采用光电隔离，也将PLC内部电路与外部强电流隔离。有三种输出形式：继电器-交流/DC输出晶闸管-交流输出晶体管-DC输出，3。输入/输出接口电路，(4)可编程逻辑控制器的基本组成，晶体管输出电路和等效电路，(4)可编程逻辑控制器的基本组成，3。输入/输出接口电路、晶闸管输出电路和等效电路，(4)可编程控制器的基本组成，3。输入/输出接口电路、继电器输出电路和等效电路，(4)可编程逻辑控制器的基本组成，(3)输入/输出接口电路，以及(4)电源单元，其将外部提供的电力转换成系统中每个单元所需的电力。一些电源单元还向外部提供24v隔离DC电源，可由与开关量输入单元连接的现场无源开关使用。(4)可编程控制器的基本组成，可编程控制器的外部设备主要包括：编程设备、触摸屏、操作面板、文本显示、打印机等。5.外部设备，(4)可编程控制器的基本组成，(5)可编程控制器的编程语言。在可编程控制器中，软件分为两大部分：1 .系统程序：用于控制可编程控制器本身的操作。它主要由管理程序、用户指令解释器和标准程序模块调用。2.用户程序：用户使用可编程控制器的编程语言编写的程序，用于完成某一控制任务。梯形图梯形图编程语言通常被称为梯形图。梯形图遵循继电器控制电路的形式。也可以说，梯形图编程语言是基于电气控制系统中常用的继电器和接触器的逻辑控制的简化符号进化。它直观、直观、实用，容易被电气技术人员接受，是目前应用最广泛的PLC编程语言。(5)可编程逻辑控制器编程语言，(2)指令表语句是指令表编程语言的基本单元，每个控制功能由一个由一个或多个语句组成的程序执行。每条语句都是一条指令，指定可编程控制器中的中央处理器如何工作。它由操作码和操作数组成。指令表程序LDX1ORY0ANIX2OUTY0END，指令表程序对应于图2-13中的梯形图，(5)可编程逻辑控制器的编程语言，(3)顺序功能图顺序功能图常用于编制顺序控制程序。它包括三个要素：步骤、行动和转化。顺序功能程序设计可以将复杂的控制过程分解成多个小的工作状态，这些工作状态依次相连，形成一个完整的控制程序。4.功能框图功能图编程语言实际上是一种图形语言，它使用由逻辑功能符号组成的功能块来表达命令。像数字电路中的逻辑图一样，很容易在条件和结果之间表达逻辑函数。5.用PASCAL、BASIC、C等高级语言编写的结构化文本程序，(5)可编程控制器编程语言，(6)可编程控制器工作原理，1。PLC内部等效电路：PLC控制系统等效工作电路可分为三部分，即输入部分、内部控制电路和输出部分。输入部分是采集输入信号，输出部分是系统的执行部分。以两台电机的启动为例，2。可编程控制器的工作过程，运行模式的扫描过程，停止模式的扫描过程，6。PLC的工作原理、输出刷新阶段、用户程序执行阶段、输入采样阶段、输入端、输入图像寄存器、输出锁存器、输出端等。扫描周期、写入、周期扫描过程、读取、用户输入设备、用户输出设备、读取、Y0、M100、读取、可编程逻辑控制器的工作原理、内部处理阶段：在此阶段，可编程逻辑控制器检查中央处理器模块的硬件是否正常，重置看门狗定时器，并完成一些其他内部工作。(2)通信服务阶段在此阶段，可编程逻辑控制器与一些智能模块通信，响应程序员输入的命令，更新程序员的显示内容等。当可编程逻辑控制器处于停止状态时，仅执行内容处理和通信操作。(3)输入处理输入处理也称为输入采样。在这一阶段，所有输入端的开-关状态被顺序读入，并且读取的信息被存储在存储器中相应的图像寄存器中。此时，刷新输入图像寄存器，然后进入程序的执行阶段。(6)可编程控制器的工作原理，(2)可编程控制器的工作过程，(4)程序执行根据可编程控制器梯形图程序扫描的原理，按照先左后右，先上后下的步骤顺序，逐级扫描，执行程序。然而，当遇到程序跳转指令时，根据是否满足跳转条件来确定程序的跳转地址。如果用户程序涉及输入/输出状态，则可编程逻辑控制器从输入图像寄存器中读出在前一级获得的相应输入端子的状态，并从输出图像寄存器中读出相应图像寄存器的当前状态。根据用户程序，操作结果存储在相关设备寄存器中。(5)在输出处理程序的执行完成之后，输出图像寄存器的状态，即元件图像寄存器中的Y寄存器的状态，被传送到输出处理级中的输出锁存器，并且功率放大电路由隔离电路驱动，使得输出端向外部输出控制信号并驱动外部负载。(6)可编程控制器的工作原理，(2)可编程控制器的工作过程，(6)可编程控制器的工作原理，以两台电机的启动控制为例说明可编程控制器的周期性扫描过程，在时间t0，可编程控制器输入采样阶段，状态X1=1，X2=0，可编程控制器扫描输入端X0=0，刷新图像寄存器；在程序执行阶段，中央处理器根据映射寄存器中的值对指令进行逻辑运算，通过运算得到Y0为1的新值和Y1为0的新值，并将结果存储在对应于Y0和Y1的输出元素映射寄存器中。在输出刷新阶段，输出元件映射寄存器中的y0和Y0的状态通过输出接口电路输出，Y0=1驱动外部负载，Y1=0在这一个扫描周期结束之前不能驱动外部负载，并且可编程逻辑控制器进入下一个扫描周期。(6)可编程控制器的