第12章 可编程序控制器

1、第12章可编程序控制器12.1PLC的特点及应用场合12.2PLC的基本结构及工作原理12.3MASTER-K30 PLC的I/O配置及内部软继电器12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言12.5PLC控制系统的应用举例12.1PLC的特点及应用场合12.1.1PLC的特点12.1.2PLC的应用场合12.1.1PLC的特点1)抗干扰能力强和可靠性高。2)采用模块化组合式结构3)编程语言简单易学，便于普及。1)抗干扰能力强和可靠性高。 输入、输出均采用光电隔离，提高了抗干扰能力。 主机的输入电源和输出电源可相互独立，减少了电源间干扰。 采用循环扫描工作方式，提高抗干扰能力。 内部采用“

2、监视器”电路，以保证PLC可靠地工作。 采用密封防尘抗震的外壳封装及内部结构，可适应恶劣环境。2)采用模块化组合式结构使系统构成十分灵活，可根据需要任意组合，易于维修，易于实现分散式控制。3)编程语言简单易学，便于普及。PLC采用面向控制过程的编程语言，简单、直观、易写易记，没有微机基础的人也很容易学会，故适于在工矿企业中推广。12.1.2PLC的应用场合1)用于开关逻辑控制。2)用于机械加工的数字控制。3)用于机器人控制，可采用一台PLC实现36轴的机器人控制。4)用于闭环过程控制。5)用于组成多级控制系统，实现工厂自动化网络。12.2PLC的基本结构及工作原理12.2.1PLC的基本结构1

3、2.2.2PLC的工作原理12.2.1PLC的基本结构1. CPUCPU是中央处理器(Centre Processing Unit)的英文缩写。2.存储器PLC内部存储器有两类：一类是RAM(即随机存取存储器)，可以随时由CPU对它进行读出，写入；另一类是ROM(即只读存储器)，CPU只能从中读取而不能写入。3.输入、输出接口电路它起着PLC和外围设备之间传递信息的作用。12.2.1PLC的基本结构图12-1PLC结构示意图12.2.1PLC的基本结构图12-2PLC逻辑结构示意图12.2.2PLC的工作原理PLC虽具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大不同。微机一般采用等待命令的工

4、作方式，如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方式，有键按下或I/O动作，则转入相应的子程序，无键按下，则继续扫描。PLC则采用循环扫描工作方式。在PLC中，用户程序按先后顺序存放。CPU从第一条指令开始执行程序，直至遇到结束符后又返回第一条。如此周而复始不断循环。每一个循环称为一个扫描周期。一个扫描周期大致可分为I/O刷新和执行指令两个阶段。12.3MASTER-K30 PLC的I/O配置及内部软继电器1. I/O配置MASTER-K30型PLC的I/O配置为输入16点，输出16点，共32点，都用P表示。2.辅助继电器辅助继电器用M表示，编号为M000M637(用8位二进数表示)，共512点。3.

5、定时器 定时器用T表示 4.计数器 计数器用C表示5.数据寄存器用D表示，用来存储内部数据，可进行基本16位和倍长32位读写。6.移位寄存器数据可以按位移动的8位或16位存储器。1. I/O配置图12-3输入继电器等效电路2.辅助继电器图12-4输出继电器等效电路3.定时器图12-5辅助继电器电路4.计数器计数器用作数量统计，计脉冲个数，当计数脉冲(输入条件)的上升沿到来时，计数器计数，到达设定值时计数器C的常开触点闭合，常闭触点断开，发出控制信号。5.数据寄存器用D表示，用来存储内部数据，可进行基本16位和倍长32位读写。当定为32位时，指定的号为低16位，此号+1为高16位。数据寄存器仅用

6、于应用指令，共有1024点，其中D1000以上由系统使用，使用此区域时应予以注意。数据寄存器没有触点。6.移位寄存器数据可以按位移动的8位或16位存储器。MASTER-K30的P、M、K、T、C、D都可进行移位操作，成为移位寄存器。12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言1.LOAD、LOAD NOT、OUT指令LOAD为取指令，用于一条支路开始，即与左侧母线相联的常开触点指令。2.AND、AND NOT指令AND为与指令，用于与前一个触点相串联的常开触点指令。3.OR、OR NOT指令OR为或指令，用于一个常开触点与前面一个触点并联的电路。12.4MASTER-K30的指令系统与编程

7、语言4. AND LOAD指令AND LOAD为块与指令，用于两个或两个以上触点组成的串并(混)联块电路间的联接。5. OR LOAD指令OR LOAD为块或指令，用于两个或两个以上触点组成的串联块电路间的连接。6. SET、RST指令SET为置位输出指令，当输入条件满足时，将指定输出接点为ON，并自锁，即使输入变为OFF，输出仍保持ON状态。7. NOT、NOP、END指令NOT为“非”逻辑指令，其功能是将NOT指令左侧的逻辑运算的结果取反后传递给右侧。 12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言8. SET S、OUT S指令SET S为步进控制指令，可使用的继电器为步控制继电器S。

8、9. D.D NOT指令D.D NOT为单脉冲输出指令(微分指令)，K30 PLC可使用的继电器为M、K两种。10. MCS、MCS CLR指令MCS n为主控指令，用于公共逻辑条件控制多个线圈。11. TON TXXX t指令TON TXXX t为通延时指令，TON表示延时器的类型，TXXX表被操作的定时器号，t表定时器的设定值。12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言12. TOFF TXXX t指令TOFF TXXX t为断延时指令，该指令的功能是当输入条件满足时，定时器T的现在值变成设定值，输出为ON；当输入条件变为OFF时，T的现在值由设定值开始减少，现在值等于零时输出变为O

9、FF；当遇到RST指令时，T的输出变为OFF，现在值变为设定值。13. TMR TXXX t指令TMR TXXX t为累积导通延时指令。14. TMON TXXX t指令TMON TXXX t为单稳态延时指令。15. TRTG TXXX t指令TRTG TXXX t为多次触发延时指令。12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言16. CTU CXXX n指令CTU CXXX n为加法计数指令，CTU(Up Counter)表示计数方式，CXXX表示被操作的计数器号码，n表示计数器的设定值，n为整数或以D寄存器为设定值。17. CTD CXXX n指令CTD CXXX n为减法计数指令，C

10、TD(Down Counter)表示计数方式。18. CTUD CXXX n指令CTUD CXXX n指令为加减计数指令。19. CTR CXXX n指令CTR CXXX n为循环计数指令。图12-6梯形图语言程序12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言1)按照梯形图从上到下，从左至右的顺序写入程序，是必须遵守的一般规律。2)一条支路串联触点的个数没有限制。3)在图12-7a中，P006、P023构成的支路必须画在P022的下方，才能编程。4)经过分析，图12-7a中的P022、P023支路可变换为图c或图d中的任何一种形式进行编程。5)梯形图是PLC形象化的编程手段，梯形图母线间是没

11、有任何电源联接的。12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言图12-8OR、OR NOT指令的梯形图12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言图12-9AND LOAD指令梯形图12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言图12-10OR LOAD指令梯形图12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言表12-1OUT S指令功能表12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言12.4

12、MASTER-K30的指令系统与编程语言12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言12.4MASTER-K30的指令系统与编程语言12.5PLC控制系统的应用举例12.5.1PLC控制系统设计的一般步骤12.5.2程序设计的内容和步骤12.5.3程序设计举例

13、12.5.1PLC控制系统设计的一般步骤1.明确控制任务首先要全面了解被控对象的机械结构和生产工艺流程，画出工作循环图。2.确定PLC系统的输入、输出信号根据节拍表的内容确定PLC的输入信号和输出信号，还要明确有哪些负载需由PLC驱动。3.选择机型、配置硬件根据上述分析，选择合适的机型，并配置必备的硬件。4.程序设计根据具体的控制要求设计出梯形图程序或语句表程序。5. PLC外部电路的设计电气控制柜、控制台的设计、安装、接线。6.运行调试先在实验室进行模拟运行，调试程序。12.5.2程序设计的内容和步骤1.程序设计的内容2.程序设计的步骤1.程序设计的内容(1)定义参数表包括定义输入信号表、输

14、出信号表、中间标志表、存储单元表。(2)程序框图的绘制包括程序结构框图和控制功能框图的绘制。(3)程序编制用操作系统所支持的编程语言，按程序框图所规定的顺序和功能编制程序。(4)编写程序说明书程序说明书是对整个程序注释性的说明。2.程序设计的步骤1)了解系统构成；2)熟悉被控对象；3)熟悉指令系统和编程器的用法；4)定义输入、输出信号表；5)框图设计；6)程序编写；7)程序测试；8)编写程序说明书。12.5.3程序设计举例例12-3组合机床中自动钻孔的PLC控制(用MASTER-K30)。1.自动钻孔的控制要求2. I/O分配3.设计梯形图4.语句表1.自动钻孔的控制要求1)按下起动按钮SB，

15、电磁阀YA1、YA2得电，滑台快进，同时钻头主轴电动机M1起动。2)滑台快进到预定位置，行程开关SQ1动作YA1失电、滑台由快进变为工进，钻削开始。3)滑台工进钻削完毕后，压合行程开关SQ2，YA2失电、YA3得电，滑台快退，并释放SQ2，快退途中SQ1再次被压合。4)滑台快退到原位，压合原位行程开关SQ3，YA3失电，滑台原位停止且M1失电，完成一个工作周期。2. I/O分配输入 输出SB(起动、快进) P000 YA1(滑台快进) P021SQ1(工进) P001 YA2(滑台工进) P022SQ2(快退) P002 YA3(滑台快退) P023SQ3(停止) P003 KM(主轴电动机M1) P0243.设计梯形图图12-27自动钻孔梯形图4.语句表步序指令操作数0000LOADP001 0013OUTM0020001AND NOTM002 0014LOADM0010002ORM001 0015AND NOTM002000