PLC操作与使用

1、PLC可编程控制器操作与使用一、一、PLC 简介简介可编程控制器（PLC）简介二、二、PLC 的硬件结构的硬件结构 三、三、FX2 系列系列 PLC 的内部寄存器的内部寄存器 四、四、PLC 的的应用软件应用软件 - - 指令系统指令系统简介简介1PLC 定义定义可编程控制器，可编程控制器，简称简称“PLC”专门用于工业控制的电子计专门用于工业控制的电子计算机，是一种数字操作的电子系统，专门应用算机，是一种数字操作的电子系统，专门应用于工业环境。采于工业环境。采用可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、用可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作

2、命令，通过数字式和模拟式的输定时、计数和算术运算等操作命令，通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。一、PLC 简介可编程控制器（PLC）简介2发展史发展史 1968 年，美国通用（年，美国通用（GM）汽车公司首先提出研制新型）汽车公司首先提出研制新型工业控制器的十项功能标准。工业控制器的十项功能标准。 1969 年，美国数据设备公司（年，美国数据设备公司（DEC）研制出世界第一）研制出世界第一台可编程控制器，并成功应用。台可编程控制器，并成功应用。 1971 年，日本试制出第一台可编程控制器。年，日本试制出第一台可编程控制器。 1

3、973 年，德国西门子公司独立研制出欧洲第一台可编程年，德国西门子公司独立研制出欧洲第一台可编程控制器。控制器。 1980 年，美国电气制造协会（年，美国电气制造协会（NEMA）命名为）命名为“可编程可编程控制器控制器”（Programmable Controller），简称），简称 PC。可编程控制器（PLC）简介3优点优点 减少了电气的数量。减少了电气的数量。 简化电气控制系统的接线。简化电气控制系统的接线。 减小电气控制柜的安装尺寸。减小电气控制柜的安装尺寸。 设计、施工周期短，通用性强，可靠性高，成本低。设计、施工周期短，通用性强，可靠性高，成本低。可编程控制器（PLC）简介1组成组成

4、二、PLC 的硬件结构 继电器继电器 接触器控制系统由输入、输出电路和逻辑控制电接触器控制系统由输入、输出电路和逻辑控制电路组成，如图所示。路组成，如图所示。逻辑控制电路：由若干继电器及有关电器的触点组成。逻辑控制电路：由若干继电器及有关电器的触点组成。可编程控制器（PLC）简介2PLC 的硬件结构的硬件结构主要由控制组件和输入主要由控制组件和输入 / 输出（输出（I/O）接口电路及编程器三）接口电路及编程器三部分组成。部分组成。硬件结构主要包括：硬件结构主要包括：CPU、RAM、ROM 和和 I/O 接口电路接口电路等，内部采用总线结构进行数据和指令的传输。等，内部采用总线结构进行数据和指令

5、的传输。可编程控制器（PLC）简介3PLC 硬件结构的三大部分硬件结构的三大部分（1）控制组件：）控制组件： CPU：中央处理器，控制指挥中心，完成取进输入信号、：中央处理器，控制指挥中心，完成取进输入信号、对指令进行编译、完成程序指令规定的各种操作，并将结果送对指令进行编译、完成程序指令规定的各种操作，并将结果送到输出端。到输出端。 存储器：分为系统程序存储器、用户程序存储器和数据存储器：分为系统程序存储器、用户程序存储器和数据存储器。存储器。可编程控制器（PLC）简介（2）I/O 接口：接口： 实现与外围设备的联接。实现与外围设备的联接。 I/O 接口的要求：抗干扰力和满足现场各种信号的匹

6、配接口的要求：抗干扰力和满足现场各种信号的匹配要求。要求。 常用接口：开关量输入、输出接口、常用接口：开关量输入、输出接口、A/D、D/A 转换单转换单元、各种智能控制单元的连接接口。元、各种智能控制单元的连接接口。可编程控制器（PLC）简介（3）编程器：）编程器：用于用户程序的编制、调试和运行监控，分三种：用于用户程序的编制、调试和运行监控，分三种： 手编程器手编程器功能：编辑、检索和修改程序、进行系统设置、内存监控功能：编辑、检索和修改程序、进行系统设置、内存监控等。等。 专用编程器专用编程器专用于编程的计算机，可用梯形图编程，可以脱机编程，专用于编程的计算机，可用梯形图编程，可以脱机编程

7、，功能完善但价格昂贵。功能完善但价格昂贵。可编程控制器（PLC）简介 计算机辅助编程计算机辅助编程通过通过 RS232 通信口与计算机连接，利用专业编辑软件，采通信口与计算机连接，利用专业编辑软件，采用各种编程语言，实现各种功能，如图所示。用各种编程语言，实现各种功能，如图所示。 可编程控制器（PLC）简介以以 FX2 系列为例，介绍小型系列为例，介绍小型 PLC 的硬件配置和指令系统。的硬件配置和指令系统。1FX2 系列列系列列 PLC 内部寄存器的配置内部寄存器的配置 见下表见下表三、FX2 系列 PLC 的内部寄存器 可编程控制器（PLC）简介寄存器名称寄存器名称符符 号号编编号号点点数

8、数注注释释输入寄存器输入寄存器X000177（八进制）（八进制）128I/O点数总共为点数总共为256 点点输出寄存器输出寄存器Y000177（八进制）（八进制）128辅辅助助继继电电器器通用辅助继电器通用辅助继电器M00000499500可通过参数设可通过参数设置改变其范围置改变其范围保持辅助继电器保持辅助继电器05001023524特殊辅助继电器特殊辅助继电器80008255256定时器定时器T000245，246255256246 点是基准时点是基准时间为间为10 ms、100 ms的通用型定时的通用型定时器，器，10 点是积算点是积算式定时器式定时器可编程控制器（PLC）简介寄存器名称

9、寄存器名称符号符号编号编号点点 数数注释注释计数器计数器C000255256200点为加点为加计数器，计数器，35 点点为加为加/减计数器，减计数器，21点位高速计点位高速计数器数器状态寄存器状态寄存器S0006661 000数据寄存器数据寄存器D000511512不包含特殊不包含特殊数据寄存器数据寄存器指指 针针P00006364续前表续前表可编程控制器（PLC）简介2基本功能基本功能（1）I/O 继电器继电器输入继电器用于接收外部控制信号，输出继电器则用于将输入继电器用于接收外部控制信号，输出继电器则用于将PLC的输出信号传送驱动负载。的输出信号传送驱动负载。（2）辅助继电器）辅助继电器功

10、能同中间继电器相似，包括辅助继电器、保持继电器和功能同中间继电器相似，包括辅助继电器、保持继电器和特殊辅助继电器。特殊辅助继电器。可编程控制器（PLC）简介（3）定时器和计数器）定时器和计数器功能同时间继电器相似，定时时间及计数的次数在编程时功能同时间继电器相似，定时时间及计数的次数在编程时选定或设置。选定或设置。（4）状态寄存器）状态寄存器与步进指令配合使用，用于步进顺序控制。与步进指令配合使用，用于步进顺序控制。（5）数据寄存器）数据寄存器存放数据。存放数据。可编程控制器（PLC）简介1应用软件即用户程序，编辑的程序实现控制功能。应用软件即用户程序，编辑的程序实现控制功能。2PLC 的编程

11、语言是梯形图语言和辅助符语言。的编程语言是梯形图语言和辅助符语言。3FX2 系列系列 PLC 的指令系统包括的指令系统包括 20 条基本指令、条基本指令、2 条步条步进指令和进指令和 87 条功能指令。条功能指令。以三相异步电动机自动星以三相异步电动机自动星-三角形起动控制电路为例。三角形起动控制电路为例。四、PLC 的应用软件 - 指令系统简介可编程控制器（PLC）简介以三相异步电动机自动星以三相异步电动机自动星- -三角形起动控制电路为例。三角形起动控制电路为例。例例 将如图所示三相将如图所示三相异步电动机自动异步电动机自动星星- -三角三角降压起动控制电路改用降压起动控制电路改用PLC

12、进行控制。进行控制。 可编程控制器（PLC）简介解：解：1电路控制过程分析电路控制过程分析按下按下 SB2 接触器接触器KM1、KM3 通电通电 电动机定子绕电动机定子绕组为星形联结起动，与此同时，时间继电器组为星形联结起动，与此同时，时间继电器KT通电开始延时通电开始延时 延时时间（延时时间（10 s）到）到 KT 切断切断 KM3 而接通而接通 KM2 电动电动机定子绕组改为三角形联结而全压运行。机定子绕组改为三角形联结而全压运行。可编程控制器（PLC）简介2确定确定 PLC 机型和机型和 I/O 端口分配端口分配用用 PLC 取代图所示的继电器取代图所示的继电器- -接触器接触器控制电路

13、，实现对电控制电路，实现对电动机星动机星- -三角降压起动自动控制的电路如图所示。三角降压起动自动控制的电路如图所示。可编程控制器（PLC）简介二者比较，主电路是一样的，只是控制电路部分不同。该二者比较，主电路是一样的，只是控制电路部分不同。该电路需要连接到电路需要连接到 PLC 的输入、输出端口只有的输入、输出端口只有 5 点：两个控制按点：两个控制按钮和三个交流接触器。因此可选用型号为钮和三个交流接触器。因此可选用型号为 FX2N 16M 的的PLC( (有输入有输入、输出端口各、输出端口各 8 点，其地址分别点，其地址分别 X000 X007，Y000 Y007），），I/O 地址分配见

14、表。地址分配见表。输入点地址输入点地址所连接主令电路所连接主令电路输出点地址输出点地址所控制负载所控制负载X000停止按钮停止按钮 SB1Y000接触器接触器 KM1X001启动按钮启动按钮 SB2Y001接触器接触器 KM2Y002接触器接触器 KM3可编程控制器（PLC）简介3控制程序控制程序可编程控制器（PLC）简介（1）如表所示，表中左边为程序的梯形图，右边为助记符。）如表所示，表中左边为程序的梯形图，右边为助记符。（2）梯形图按由左至右、由上至下的顺序画出，左边为起）梯形图按由左至右、由上至下的顺序画出，左边为起始母线，每一逻辑行必须从起始母线开始画起，由左至右先画始母线，每一逻辑行

15、必须从起始母线开始画起，由左至右先画开关后画输出变量，在梯形图中表示软继电器开关后画输出变量，在梯形图中表示软继电器“开关开关”的符号的符号只有两种：只有两种：用用“| |”表示动合触点，表示动合触点，用用“| / |”表示动断表示动断触点；而用触点；而用“ ”表示该逻辑行的输出。表示该逻辑行的输出。可编程控制器（PLC）简介（3）输出变量可以并联但不能串联，在输出变量的右侧也）输出变量可以并联但不能串联，在输出变量的右侧也不能画输入开关；最右边为结束母线。不能画输入开关；最右边为结束母线。（4）注意：）注意：PLC 梯形图与继电器电路图虽然相似，两者梯形图与继电器电路图虽然相似，两者所表达逻

16、辑关系也基本一样，但有本质的区别。在继电器电路所表达逻辑关系也基本一样，但有本质的区别。在继电器电路图中，每个电气符号代表一个实际的电器或电器部件，之间的图中，每个电气符号代表一个实际的电器或电器部件，之间的连线表示各电器间的连接线连线表示各电器间的连接线（即（即“硬接线硬接线”），因此继电器），因此继电器电电路图表示的是实际的电路，而路图表示的是实际的电路，而 PLC 梯形图表示的是程序，图中梯形图表示的是程序，图中的继电器并不是物理继电器，它实质上是的继电器并不是物理继电器，它实质上是 PLC 的内部寄存器，的内部寄存器，其间的连线表示的是它们之间的逻辑关系，即其间的连线表示的是它们之间的

17、逻辑关系，即所谓所谓“软接线软接线”。可编程控制器（PLC）简介（5）表中的程序使用了几条）表中的程序使用了几条 FX2 系列系列 PLC 的基本指令：的基本指令： LD、LDI 初始加载指令初始加载指令LD 表示初始加载一个动合触点，表示初始加载一个动合触点，LDI 表示初始加载一个表示初始加载一个动断触点。动断触点。 AND、ANI与、与非指令与、与非指令AND 表示表示逻辑逻辑“与与”，即串联，即串联一个动合触点；一个动合触点；ANI 表示逻表示逻辑辑“与非与非”，即串联一个动断，即串联一个动断触点。触点。 OR、ORI或、或非指令或、或非指令OR 表示逻辑表示逻辑“或或”，即，即并联一

18、个动合触点；并联一个动合触点；ORI 表示逻表示逻辑辑“或非或非”，即并联一个动断触点。（即并联一个动断触点。（ORI 指令在该程序中没指令在该程序中没有使用）。有使用）。 OUT输出指令输出指令可编程控制器（PLC）简介（6）在程序中用到了两个定时器）在程序中用到了两个定时器 T0 和和 T1，基准时间均，基准时间均为为 0.1 s。 T1 则用于接触器则用于接触器 KM2 与与 KM3 之间动作的延时，预置之间动作的延时，预置延时时间为延时时间为 1 s。 T0 用于电动机从星形联结起动到三角形联结运行的时用于电动机从星形联结起动到三角形联结运行的时间控制，其预置值为间控制，其预置值为 100，即预置延时时间为，即预置延时时间为0.1 s 100 = 10 s可编程控制器（PLC）简介1电动机是将电能转换成机械能的旋转电气设备。使用最电动机是将电能转换成机械能的