PLC可编程序控制器

1、PLC可编程序控制器目录摘要2第一章PLC的特点及应用31131. 2PLC的特点31. 3PLC的应用4第二章PLC的结构及原理62. 1PLC的分类62. 2PLC的结构62. 3PLC的工作原理72. 4PLC汇编语言72.5 PLC的基本指令92. 6 PLC交通灯毕业设计编程器件13第三章梯形图的设计与编程方133. 1控制要求133. 2控制时序133. 3PLC交通灯毕业设计碘件及外围元器件143. 4I/O分配表15第四章程序设计164. 1PLC交通灯毕业设计梯形图164. 2PLC交通灯毕业设计指令图184. 3软件设计21第五章PLC交通灯毕业论文设计总结21谢辞22参考

2、文献22PLC可编程序控制器是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通 讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可黑性 高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，可编程控制器是工 业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，可编程控制器将成为今后工业控 制的主要手段和重要的基础设备之一,PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的 三大支柱。山于PLC具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分 丰富，可对LI前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制，特别对多岔路口的控 制可方便地实现。因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。

3、同时,PLC本 身还具有通讯联网功能,将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管 理，可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理.1.1概述可编程控制器(Programmable Controller)是讣算机家族中的一员，是为 工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器 (Programmable Logic Controller),简称PLC,它主要用来代替继电器实现逻 辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因 此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PCo但是为了避免与个人计算机 (Personal Computer)的简称混淆，所以将

4、可编程控制器简称PLC。1.2 PLC的特点1可鼎性高，抗干扰能力强：2通用性高，使用方便；3程序设计简单，易学，易懂；4釆用先进的模块化结构，系统组合灵活方便；5系统设计周期短；6安装简便，调试方便，维护工作量小；7对生产工艺改变适应性强，可进行柔性生产；1.3 PLC的应用目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制 造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳 为如下儿类。1开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑 控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。 如注塑

5、机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。2模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和 速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量(Analog) 和数字量(Digital)之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和 D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。3运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接 用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制 模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要 PLC厂家的产品

6、儿乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电 梯等场合。4过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算 机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控 制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也 具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化 工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。5数据处理现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数 据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些 数据可以与存储在存储器中

7、的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通 信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系 统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。6通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制 的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能， 纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。2. 1 PLC的分类1按P1C的结构形式分类：1）整体式；2）模块式。2按pic的I/O点数分类：1）小型256点以下；2）中型256点以上，2048

8、 点以下；3）大型2048点以上。3按pic功能分类：抵挡型，中挡型，高档型。2. 2 PLC的结构plc实质是一种专用于工业控制的计算机其硕件结构基本上与微型讣算机 从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、 I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模 块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可 以按照一定规则组合配置。PLC的基本结构框图如下:接受现场信号i电源部件2. 3 PLC的工作原理1. plc的工作方式1）输入采样阶段，在此阶段，顺序读入所有输入缎子通断状态，并将读入 的信息存入内

9、存，接着进入程序执行阶段，在程序执行时，即使输入信号发生变 化，内存中输入信息也不变化，只有在下一个扫描周期的输入釆样阶段才能读入 信息。2）程序执行阶段：pic对用户程序扫描。3）输出刷新阶段：当所有指令执行完毕通过隔离电路，驱动功率放大器， 电路是输出端子向外界输出控制信号驱动外部负载。2. 4 PLC汇编语言釆用面向控制过程，面向问题，简单直观的P1C编写横语言，常用的有：梯形 图，语句表，功能图等。1.梯形图：山继电器控制逻辑演变而来，两者具有一定程度的相似性，但梯 形图编程语言功能更强更方便。主要特点：1）自上而下，从左到右的顺序排列，两列垂直线为母线。每一逻辑行， 起使左母线。2）

10、梯形图中釆用继电器名称，但不是真实物理继电器称为“软继电器”3）每个梯级流过的是概念电流，从左向右，其两端母线设有电源。4）输入继电器，用于接入信号，而无线圈，输入继电器，通过输入接 入的继电器，晶体及晶闸管才能实现。2. 语句表：乂叫指令表，类似计算机汇编语言形式，用指令的记助符编程。例: 下图是三菱公司的FX2N系列产品的最简单的梯形图例：00它有两组，第一组用以实现启动、停止控制。第二组仅一个END指令，用以 结 束程序。梯形图与助记符的对应关系：助记符指令与梯形图指令有严格的对应关系， 而梯形图的连线乂可把指令的顺序予以体现。一般讲，其顺序为：先输入， 后输出（含其他处理）；先上，后下

11、；先左，后右。有了梯形图就可将其翻译 成助记符程序。上图的助记符程序为：地址指令变量0000LDxooo0001ORX0100002ANDX0010003OUTY00070004END反之根据助记符，也可画出与其对应的梯形图2. 5 PLC的基本指令1输入输出指令(LD/LDI/OUT)下面把LD/LDI/OUT三条指令的功能、梯形图表示形式、操作元件以列表的形式加以说明:符号功能梯形图表示操作元件LD (取)常开触点与母线相连HHLDI （取反）常闭触点与母线相连X, Y, M, T, C,SX, Y, M, T, C,SOUT （输出）线圈驱动LD与LDI指令用于与母线相连的接点，此外还可

12、用于分支电路的起点。OUT指令是线圈的驱动指令，可用于输出继电器、辅助继电器、定时器、 计数器、状态寄存器等，但不能用于输入继电器。输出指令用于并行输出, 能连续使用多次。地址 指令 数据0000 LD X0000001OUTY0002触点串连指令（AND/ANDI）、并联指令（OR/ORI）符号（名称）AND （与）功能梯形图表示操作元件常开触点串联连接7 AX, Y,M, T, C,SANDI （与非）常闭触点串联连接一1 -X, Y,M, T, C,SOR （或）常开触点并联连接-卜十X, Y,M, T, C, S0RI (或非)常闭触点并联连接船十X, Y,M, T, C, SAND、

13、ANDI指令用于一个触点的吊联，但串联触点的数量不限，这两个指令可连续使用。OR、0RI是用于一个触点的并联连接指令。X00彳地址指令数据0002LDX0010003ANDIX0020004ORX0030005OUTY0013电路块的并联和串联指令（ORB、ANB）符号（名称）功能梯形图表示操作元件ORB （块或）电路块并联连接无ANB （块与）电路块串联连接()_()无含有两个以上触点串联连接的电路称为“串联连接块”，串联电路块并联连接 时，支路的起点以LD或LDYOT指令开始，而支路的终点要用ORB指令。ORB 指令是一种独立指令，其后不带操作元件号，因此，ORB指令不表示触点， 可以看成

14、电路块之间的一段连接线。如需要将多个电路块并联连接，应在每 个并联电路块之后使用一个ORB指令，用这种方法编程时并联电路块的个数 没有限制：也可将所有要并联的电路块依次写出，然后在这些电路块的末尾 集中写出ORB的指令，但这时ORB指令最多使用7次。将分支电路（并联电路块）与前面的电路串联连接时使用ANB指令，各 并联电路块的起点，使用LD或LDNOT指令；与ORB指令一样，ANB指令也不 带操作元件，如需要将多个电路块串联连接，应在每个串联电路块之后使用 一个ANB指令，用这种方法编程时吊联电路块的个数没有限制，若集中使用 ANB指令，最多使用7次。地址指令数据0000LDX00010000

15、1 ORX0010002LDX0020003ANDX0030004LDIX0040005ANDX0050006 ORX0060007ORB0008ANB0009ORX0030010OUTY0064程序结束指令(END)符号(名称)功能梯形图表示操作元件END （结束）程序结束结束无在程序结束处写上END指令，PLC只执行第一步至END之间的程序，并 立即输出处理。若不写END指令，PLC将以用户存贮器的第一步执行到最后 一步，因此，使用END指令可缩短扫描周期。另外。在调试程序时，可以将 END指令插在各程序段之后，分段检查各程序段的动作，确认无误后，再依 次删去插入的END指令。其他还有一些

16、指令，如置位复位、脉冲输出、清除、移位、主控触点、空操作、跳转指令等。11山梯形图写出与之对应的助记符形式的指令。并山后面的GPP软件传输 到PLC中，实时运行。2. 6 PLC交通灯毕业设计编程器件一般情况下，X代表输入继电器，Y代表输出继电器，M代表辅助继电器，SPM 代表专用辅助继电器，T代表定时器，C代表计数器，S代表状态继电器，D代表 数据寄存器，MOV代表传输等。3. 1控制要求信号灯受启动及停止按钮的控制，当按下启动按钮时，信号灯系统开始工作，并 周而复始地循环工作，当按下停止按钮时，系统将停止在初始状态，所有信号灯 都熄灭。12O绿1O1O红1OOO、红萤绿2 2 2红1。1O

17、图交通灯示意图绿黄玄旦红2血.L 20s 十 6s 卜”3. 2控制时序|W| IfwtI图2交通灯工作时序交通灯示意图如图1所示，在东西南北两个方向均安装信号灯，两个方向各6个灯, 分为红、黃、绿三种颜色。工作时序如图2所示，假设东西向较忙，绿灯时间是南 北向的2倍(40s)。按下起动按钮后，南北向绿灯亮维持20s, 20s后，南北黃灯闪 烁3次，计6S,期间，东西向红灯也亮，并维持26s； 26s后，东西方向绿灯亮40s, 后东西向黄灯闪烁3次,i|-6s,期间，南北向红灯也亮，并维持46so接下去周而复 始，直到停止按钮被按下为止。133. 3 PLC交通灯毕业设计硬件及外围元器件根据信

18、号灯的控制要求，所有的器件有：三菱FX系列PLC、起动按钮SB1、停止按 钮SB2、红黃绿色信号灯各4只，输入/输出端口接线如图3所示。由图可见：起动按钮SB1接于输入继电器X0 端，停止按钮SB2接于输入继电器xl端，东西方向的绿灯接于输出继电器Y5端，东 西方向黄灯接于输出继电器Y4端，东西方向的红灯接于输出继电器Y3端，南北方 向绿灯接于输出继电器Y2端，南北方向的黄灯接于输出继电器Y1,南北方向红灯 接于输出继电器Y0。将输出端的C0M1及COM2用导线相连，输出端的电源为交流 220Vo如果信号灯的功率较大，一个输出继电器不能带动两只信号灯，可以釆用 一个输出点驱动一只信号灯，也可以

19、采用输出继电器先带动中间继电器，再由中 间继电器驱动信号灯。起动停止图3 PLC外部接线图141UYOOlT2lie124126T8TOT3COHIT2HI735D100T2K6T3R5C0K3Y004(Y002 :COT41321|rkFT4L40| 卜r5kFT7IFT4KZO:(YOG 3:(Y005:15DL01:T5 T? Cl151 HI一奸一外T6157T7161T8165173179(T6K6(11K6：ClK3(Y006 :(T8K40:ZRST CO CL F EMD4. 2 PLC交通灯毕业设计指令图160LDX0111PLSMl3LDX0124PLSM26LDMl7OR

20、H28INCDO11LDX01312ORX01413OUTCIOK327616MOVC2DI21LDM800022CKPDIDOMIO29LDI-IIO30SUBDODIDIO37LDMl 238SUBDIDODll45LDH800046CMPDIOK5Ml 353CMPDllK5Ml 660LDH800261MOVK100D10066MOVK100D10171LDIMl 572ANDT873ADDD100K10D100801 1SUBD101K10D10137LDIM1888ATOT889ADDD101K10P10136LDT8?7ZRSTDODll102LDXOOOL03ORMOL04AN

21、IX001L0.5OUTHOL06LDMOL07HP 5L08LDITOL09ORT2LIOANB111OUTY001L12HPPL13OUTY004L14ANIT8LISOUTTOD100L18LDTOL19ANIT3120AHICOL21OUTT2K6L24LDT2L25OUTT3K6L28LDT318129OUT匚口K3132LDco133MPS134AZ-TIT4135OUTY002136MPP137OUTT4K2O140LDT4141OUTYOO31-42MPS143LD工T5144ORT7145AT-IBJL4EOUTYOOS147MFF148OUTT5D101151LDT5152

22、AT-IIT7153AZ-TICl154OUTT6K6157LDT6158OUTT7K6161LDT7162OUTClK3165LDCJL166MPS166MPS167AMIT8168OUTY006169HPP170OUTT8K40173LDT8174ZRSTCOCl194. 3软件设计采用步进梯形指令双流程编程实现，应用并联分支结构，其状态转移图如图4所示。 山图可知，我们把东西和南北方向信号灯的动作分成两个流程同时起动，分别运 行各自的时序动作，相互之间的配合山统一的时钟进行有机配合，不会出现差错。 现仅以南北方向的动作简单分析一下工作原理，东西方向工作过程基本相同，在 此不再赘述。系统起动时，利用M8002开机脉冲自动进入X0状态，系统处于等待状 态。当启动按钮SB1按下时，xOll接通，Y1和Y4同时起动，Y1使南北绿灯亮，Y4 使东西红灯亮（东西方向以下不分析），xO起动的同时TO开始计时，20s后利用 常 开接点的闭合使状态进入T4,此时Y3和Y5起动，T4使南北黃灯亮，T1计时6s,