PLC的分类及功能

1、9.1.4 PLC的分类及功能一一PLCPLC的分类的分类1.1.按结构形式分类按结构形式分类整体式整体式模块式模块式 2.2.按功能分类按功能分类低档机低档机中档机中档机 高档机高档机 1. 1. 单元式结构（整体式）单元式结构（整体式）4. 4. 各种接口、高功能模块：各种接口、高功能模块：便于扩展。便于扩展。 小型机：小型机：一体机。有接口可扩展。一体机。有接口可扩展。 中、大型机：中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合。模块式。可根据需要在主板上随意组合。PCFP1-C16小型机小型机CPU POWER中、大型机中、大型机二、PLC的主要功能1.1.条件控制功能条件控制功能2.

2、2. 定时计数控制功能定时计数控制功能 3.3.数据处理功能数据处理功能 4.4.步进控制功能步进控制功能 5.5. A AD D与与D DA A转换功能转换功能 6.6.运动控制功能运动控制功能 7.7.过程控制功能过程控制功能 8.8. 扩展功能扩展功能 9.9.远程远程I I0 0功能功能 10.10. 通信联网功能通信联网功能 11.11. 监控功能监控功能9.1.5PLC的特点、应用场合和发展趋势一一PLCPLC的主要特点的主要特点1.1.可靠性高、抗干扰能力强。可靠性高、抗干扰能力强。主要有以下几个方面：主要有以下几个方面： 隔离隔离( (采用光电耦合器采用光电耦合器 ) )滤波滤

3、波 对对PLCPLC的内部电源采取了屏蔽、稳压、保护等措施。的内部电源采取了屏蔽、稳压、保护等措施。 设置了连锁、环境检测与诊断、设置了连锁、环境检测与诊断、WatchdogWatchdog等电路。等电路。 利用系统软件定期进行系统状态、用户程序、工作环境利用系统软件定期进行系统状态、用户程序、工作环境和故障检测。和故障检测。对用户程序及动态工作数据进行电池备份。对用户程序及动态工作数据进行电池备份。 采用密封、防尘、抗振的外壳封装结构。采用密封、防尘、抗振的外壳封装结构。 以集成电路为基本元件，内部处理过程不依赖于机械触以集成电路为基本元件，内部处理过程不依赖于机械触点。点。采用循环扫描的工

4、作方式采用循环扫描的工作方式，也提高了抗干扰能也提高了抗干扰能力。力。2. 可实现三电一体化3. 将电控(逻辑控制)、电仪(过程控制)和电结(运动控制)集于一体，可以方便、灵活地组合成各种不同规模和要求的控制系统。 3.3.编程简单、使用方便、柔性好编程简单、使用方便、柔性好4. 体积小、重量轻、功耗低二、PLC的应用场合1.1. 逻辑控制逻辑控制 ：可取代传统继电器系统和顺序控制器。如各：可取代传统继电器系统和顺序控制器。如各种机床、自动电梯、装配生产线、电镀流水线、运输和检种机床、自动电梯、装配生产线、电镀流水线、运输和检测等的控制。测等的控制。 2.2. 运动控制运动控制 ：可用于精密金

5、属切削机床、机械手、机器人：可用于精密金属切削机床、机械手、机器人等设备的控制。等设备的控制。 3.3. 过程控制过程控制 ：通过配用：通过配用A AD D、D DA A转换模块及智能转换模块及智能PIDPID模模块实现对生产过程中的温度、压力、流量、速度等连续变块实现对生产过程中的温度、压力、流量、速度等连续变化的模拟量进行闭环调节控制。化的模拟量进行闭环调节控制。4.4. 数据处理数据处理 5.5. 多级控制多级控制 ：利用利用PLCPLC的网络通信功能模块及远程的网络通信功能模块及远程I IO O控控制模块实现多台制模块实现多台PLCPLC之间、之间、PLCPLC与上位计算机的链接，以完

6、与上位计算机的链接，以完成较大规模的复杂控制。成较大规模的复杂控制。三、可编程控制器的发展趋势1. 在系统构成规模上向大、小两个方向向大、小两个方向发展发展；2. 功能不断增强，各种应用模块不断推出 ；3. 产品更加规范化、标准化规范化、标准化 。9.2 PLC内部等效内部等效继电器电路继电器电路 FX系列软元件内部等效电器及地址编号输入输出继电器（X）（Y）辅助继电器（M）时间继电器（T）计数继电器（C）9.39.3 PLC PLC的几种编程语言的几种编程语言 不采用微机的编程语言，采用梯形图语言、指令不采用微机的编程语言，采用梯形图语言、指令助记符语言、控制系统流程图语言、布尔代数语言助记

7、符语言、控制系统流程图语言、布尔代数语言等。其中等。其中梯形图、指令助记符语言最为常用。梯形图、指令助记符语言最为常用。 PLCPLC的设计和生产至今尚无国际统一标准，的设计和生产至今尚无国际统一标准，不不同厂家所用语言和符号也不尽相同。同厂家所用语言和符号也不尽相同。但它们但它们的梯形图语言的基本结构和功能是的梯形图语言的基本结构和功能是大同小异大同小异的。的。 9.3.1PLC9.3.1PLC指令系统指令系统 FX系列可编程控制器的基本顺控指令。LD、LDI指令LD、LDI指令AND、ANI指令AND、ANI指令OR、ORI指令OR、ORI指令LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、O

8、RF指令LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令ORB指令ANB指令 9.3.29.3.2可编程控制器梯形图可编程控制器梯形图编程规则编程规则 一、编程的几个步骤一、编程的几个步骤 （一）决定系统所需的动作及次序。（一）决定系统所需的动作及次序。 当使用可编程控制器时，最重要的一环是决定系当使用可编程控制器时，最重要的一环是决定系统所需的输入及输出。输入及输出要求：统所需的输入及输出。输入及输出要求： 第一步是设定系统输入及输出数目。第一步是设定系统输入及输出数目。 第二步是决定控制先后、各器件相应关系以及作出何第二步是决定控制先后、各器件相应关系以及作出何种反应。种反应。 （二

9、）对输入及输出器件编号（二）对输入及输出器件编号 每一输入和输出，包括定时器、计数器、内置寄每一输入和输出，包括定时器、计数器、内置寄存器等都有一个唯一的对应编号，不能混用。存器等都有一个唯一的对应编号，不能混用。 （三）画出梯形图。（三）画出梯形图。 根据控制系统的动作要求，画出梯形图。根据控制系统的动作要求，画出梯形图。 梯形图设计规则梯形图设计规则 （1 1）触点应画在水平线上，并且根据自左至右、自）触点应画在水平线上，并且根据自左至右、自上而下的原则和对输出线圈的控制路径来画。上而下的原则和对输出线圈的控制路径来画。 （2 2）不包含触点的分支应放在垂直方向，以便于识）不包含触点的分支

10、应放在垂直方向，以便于识别触点的组合和对输出线圈的控制路径。别触点的组合和对输出线圈的控制路径。 （3 3）在有几个串联回路相并联时，应将触头多的那）在有几个串联回路相并联时，应将触头多的那个串联回路放在梯形图的最上面。在有几个并联回路个串联回路放在梯形图的最上面。在有几个并联回路相串联时，应将触点最多的并联回路放在梯形图的最相串联时，应将触点最多的并联回路放在梯形图的最左面。这种安排，所编制的程序简洁明了，语句较少。左面。这种安排，所编制的程序简洁明了，语句较少。 （4 4）不能将触点画在线圈的右边。）不能将触点画在线圈的右边。 （四）将梯形图转化为程序（四）将梯形图转化为程序 把继电器梯形

11、图转变为可编程控制器的编码，当把继电器梯形图转变为可编程控制器的编码，当完成梯形图以后，下一步是把它的编码编译成可编程完成梯形图以后，下一步是把它的编码编译成可编程控制器能识别的程序。控制器能识别的程序。 这种程序语言是由序号（即地址）、指令（控制这种程序语言是由序号（即地址）、指令（控制语句）、器件号（即数据）组成。地址是控制语句及语句）、器件号（即数据）组成。地址是控制语句及数据所存储或摆放的位置，指令告诉可编程控制器怎数据所存储或摆放的位置，指令告诉可编程控制器怎样利用器件作出相应的动作。样利用器件作出相应的动作。 （五）在编程方式下用键盘输入程序。（五）在编程方式下用键盘输入程序。 （

12、六）编程及设计控制程序。（六）编程及设计控制程序。 （七）测试控制程序的错误并修改。（七）测试控制程序的错误并修改。 （八）保存完整的控制程序。（八）保存完整的控制程序。 9.3.39.3.3梯形图语言梯形图语言 梯形图是梯形图是在原继电器在原继电器接触器控制系统的继电器梯形图基础接触器控制系统的继电器梯形图基础上演变而来的上演变而来的一种图形语言一种图形语言。它是目前用得最多的它是目前用得最多的PLCPLC编程语编程语言。言。 注意注意梯形图表示的并梯形图表示的并不是一个实际电路而只是一个控制不是一个实际电路而只是一个控制程序，程序，其间的连线表示的是它们之间的逻辑关系，即所谓其间的连线表示

13、的是它们之间的逻辑关系，即所谓“软接线软接线”。 常开触点常开触点 ： 常闭触点：常闭触点： 线圈：线圈： 它们并非是物理实体，而是它们并非是物理实体，而是“软继电器软继电器”。每个。每个“软继电器软继电器”仅对应仅对应PLCPLC存储单元中的一位。存储单元中的一位。该位状态为该位状态为“1”1”时，对应的继电器线圈接通，其常开触点闭合、常闭触点断时，对应的继电器线圈接通，其常开触点闭合、常闭触点断开；状态为开；状态为“0”0”时，对应的继电器线圈不通，其常开、常闭时，对应的继电器线圈不通，其常开、常闭触点保持原态。触点保持原态。 1. 梯形图简介反向（KM2）正向（KM1）甲地乙地SB1SB

14、2SQ1SQ2梯形图编辑的一般原则1. 1. 梯形图每一行都是从左边的母线开始，线圈接在右梯形图每一行都是从左边的母线开始，线圈接在右边的母线上，线圈右边不允许再有接点；边的母线上，线圈右边不允许再有接点；2. 2. 线圈不能直接接在左边母线上，如需要的话，可通线圈不能直接接在左边母线上，如需要的话，可通过不动作的动断触点连接在线圈的左边；过不动作的动断触点连接在线圈的左边；3. 3. 对于并联电路，串联触点多的支路应排在上面；对于并联电路，串联触点多的支路应排在上面；4. 4. 对于并联电路块串联时，并联触点多的电路应排在对于并联电路块串联时，并联触点多的电路应排在左边。左边。 在典型电路的

15、基础上，根据对控制系统在典型电路的基础上，根据对控制系统要求，不断地修改和完善梯形图。设计要求，不断地修改和完善梯形图。设计所用的时间、设计的质量与设计者的经所用的时间、设计的质量与设计者的经验有很大的关系，它可以用于较简单的验有很大的关系，它可以用于较简单的梯形图梯形图( (如手动程序如手动程序) )的设计。的设计。起动保持和停止电路起动保持和停止电路2.2.延时接通延时接通/ /短开电路短开电路3.3.闪烁电路闪烁电路小车自动往返运动的梯形图小车自动往返运动的梯形图设计设计9.3.49.3.4指令助记符语言 助记符语言类似于计算机汇编语言助记符语言类似于计算机汇编语言，用一些简洁易记的文字

16、符号表达PLC的各种指令。同一厂家的PLC产品，其助记符语言与梯形图语言是相互对应的，可互相转换。 助记符语言常用于手持编程器中，梯形助记符语言常用于手持编程器中，梯形图语言则多用于计算机编程环境中。图语言则多用于计算机编程环境中。助记符语言即PLC的命令语句表达式。以三菱FX系列PLC为例步序 操作码（助记符） 操作数SB2SB1X1X0Y0M0M0T0 K10X0Y0T0Y0END作业：请画出三相异步电动机直接起动控制电路；设计PLC外部输入/输出端子接线图；并用不同形式的PLC编程语言来表达上述直接起动控制逻辑的程序。（梯形图语言、助记符语言）9.49.4可编程控制器的应用可编程控制器的

17、应用9.4.1 9.4.1 电动机常用控制线路举例（正反转控制）电动机常用控制线路举例（正反转控制）1.1.系统结构和控制要求系统结构和控制要求 利用利用PLCPLC控制一台异步电动机的正反转。控制一台异步电动机的正反转。 输入端电源由输入端电源由PLCPLC内部提供，可直接将内部提供，可直接将PLCPLC电源端子接在开关上。交流电源则是由外部电源端子接在开关上。交流电源则是由外部供给。供给。 按动黄按钮时：按动黄按钮时： 若在此之前电机没有工作，则电机正转若在此之前电机没有工作，则电机正转启动，并保持电机正转；启动，并保持电机正转； 若在此之前电机反转，则将电机切换到若在此之前电机反转，则将

18、电机切换到正转状态，并保持电机正转状态，并保持电机 正转；正转； 若在此之前电机的已经是正转，则电机若在此之前电机的已经是正转，则电机的转动状态不变。的转动状态不变。 电机正转状态一直保持到有篮按钮或红电机正转状态一直保持到有篮按钮或红按钮按下为止。按钮按下为止。 按动蓝按钮时：按动蓝按钮时： 若在此之前电机没有工作，则电机反转启动，并若在此之前电机没有工作，则电机反转启动，并保持电机反转；保持电机反转； 若在此之前电机正转，则将电机切换到反转状态，若在此之前电机正转，则将电机切换到反转状态，并保持电机并保持电机 反转；反转； 若在此之前电机的已经是反转，则电机的转动状若在此之前电机的已经是反

19、转，则电机的转动状态不变。态不变。 电机反转状态一直保持到有黄按钮或红按钮按下电机反转状态一直保持到有黄按钮或红按钮按下为止。为止。 按下红按钮时：按下红按钮时：停止电机的转动停止电机的转动 注：电机不可以同时进行正转和反转，否则会注：电机不可以同时进行正转和反转，否则会损坏系统损坏系统电机正反转控制电机正反转控制PLCPLC的的I/OI/O点分配表点分配表 PLCPLC点名称点名称连接的外部设备连接的外部设备功能说明功能说明X402X402红按钮红按钮停止命令停止命令X400X400黄按钮黄按钮电机正转命令电机正转命令X401X401蓝按钮蓝按钮电机反转命令电机反转命令Y430Y430正转继

20、电器正转继电器控制电机正转控制电机正转Y431Y431反转继电器反转继电器控制电机反转控制电机反转9.4.1 9.4.1 电动机常用控制线路举例（正反转控制）电动机常用控制线路举例（正反转控制）2 2、PLCPLC的的I/OI/O点的确定与分配点的确定与分配PLCPLC控制电动机正反转外部接线图控制电动机正反转外部接线图要求：要求：黄按钮黄按钮：电机正转电机正转蓝按钮蓝按钮：电机反转电机反转红按钮红按钮：电机停止电机停止9.4.1 9.4.1 电动机常用控制线路举例（正反转控制）电动机常用控制线路举例（正反转控制）3 3、外部接线图、外部接线图电机初步正转控制电路电机初步正转控制电路 电机初步

21、正反转控制电路电机初步正反转控制电路 9.4.1 9.4.1 电动机常用控制线路举例（正反转控制）电动机常用控制线路举例（正反转控制）4 4、系统编程分析和实现、系统编程分析和实现 系统要求电机不可以同时进行正转和反转系统要求电机不可以同时进行正转和反转，如下图所，如下图所示利用互锁电路可以实现示利用互锁电路可以实现。电机正反转的电气互锁电机正反转的电气互锁互锁互锁 利用正转按钮来切断反转的控制通路；利用反转按钮利用正转按钮来切断反转的控制通路；利用反转按钮来切断正转的控制通路。来切断正转的控制通路。互锁互锁互锁互锁双保险双保险机械互锁（复合按钮）机械互锁（复合按钮）电器互锁（互锁触头）电器互

22、锁（互锁触头）互锁互锁互锁互锁思考思考三保险？三保险？四保险？四保险？机械互锁（复合按钮）机械互锁（复合按钮）电器互锁（互锁触头）电器互锁（互锁触头）利用利用PLCPLC的特点！的特点！9.4.1 9.4.1 电动机常用控制线路举例（正反转控制）电动机常用控制线路举例（正反转控制）Y：KM、KM1得电得电：KM、KM2得电得电起动起动停止停止KMKM2KM1引出分支母线引出分支母线启动启动KM的同时的同时T450延时延时KM1线圈失电后线圈失电后T451延时延时保持保持KM得电得电KM1:ONKM2:OFFKM1:OFFKM2:ON先先后后分支母线返回分支母线返回图9.4.2 9.4.2 电动机电动机Y/换接控制线路换接控制线路9.4.3 PLC9.4.3 PLC控制系统的开发步骤控制系统的开发步骤1.常见的输入、输出类型：输入：开关量：操作开关、行程开关、按扭、接近开关、继电器触点等。模拟量：流量、温度、压力等传感器信号。中断：限位开关、事故信号、停电信号、紧急停止等。脉冲量：串行信号、各种脉冲源。数字量：计算机接口、键盘、其它数字设备输出：开关量：电器元件线圈等。模拟量：各种传感器信号。数字量：数字显示器，计算机接口、打印机等2.PLC的选择