3PLC程序设计基础.ppt

1、可编程控制器原理 与应用,第3章 可编程序控制器程序设计基础,3.1 PLC编程语言,3.2 FX2N的编程等效元件,3.3 PLC与微型计算机及继电器控制的区别,3.1.1 PLC编程语言的国际标准,通常PLC不采用计算机编程语言，而采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”编程 ，主要有下述5种编程语言,1. 梯形图语言(Ladder Diagram，LD),3.1 PLC的编程语言,进行梯形图编程过程中涉及到以下几个基本概念：,能流,母线,软触点,图3.1 梯形图和能流,2. 功能图块(FBD),图3.1 功能图块,3. 状态转移图(SFC),图3.3 状态转移图,4. 指令语言（IL）,

2、PLC的指令是一种与微机的汇编语言中的指令相似的助记符表达式 。把图2.9所示梯形图程序用指令语言编写如下：,5. 结构文本（ST）,3.1.2 梯形图的特点,梯形图设计语言有以下几个基本特点：,1. PLC梯形图与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性，并与传统的继电器逻辑控制技术相一致,2. 梯形图中的“能流”(Power Flow)不是实际意义的电流，而是“概念”电流，是用户程序解算中满足输出执行条件的形象表示方式,3. 梯形图中各编程元件所描述的常开触点和常闭触点可在编制用户程序时无限引用，不受次数的限制，既可常开又可常闭,4. 梯形图格式中的继电器与物理继电器是不同概念,5. 梯形

3、图中输入继电器的状态唯一地取决于对应的外部输入电路的通断状态，因此在梯形图中没有输入继电器的线圈,6. 根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，可以求出与图中各线圈对应的编程元件的ONOFF状态，称为梯形图的逻辑解算,7. 梯形图中的用户逻辑解算结果，马上可为后面用户程序的解算所利用,8. 梯形图语言与其它程序设计语言有一一对应关系，便于相互的转换和对程序的检查,梯形图设计语言有以下几个基本特点：,3.2 FX2N的编程等效元件,PLC在软件设计中需要各种各样的逻辑器件和运算器件，称之为编程元件,它们用来完成程序所赋予的逻辑运算、算术运算、定时、计数等功能,为便于区别，称PLC的编程元件为软元件

4、，每种软元件根据其功能给一个名称并用相应的字母表示，如输入继电器X、输出继电器Y、定时器T、计数器C、辅助继电器M、状态继电器S、数据寄存器D等（见图3.4）,图3.4 编程元件,输入继电器与输入端子相连，它是专门用来接受PLC外部开关信号的元件,FX系列PLC的输入继电器以八进制进行编号，FX2N输入继电器的编号范围为X000X267（184点）,图3.3左边所示为输入继电器X000的等效电路,2. 输出继电器（Y000Y267）,1. 输入继电器（X000X267）,输出继电器是用来将PLC内部程序运算结果输出给外部负载（用户输出设备）,FX2N编号范围为Y000Y267（184点）,图3

5、.3右边所示为输出继电器Y000的等效电路,图3.5 输入/输出继电器的等效电路,3. 辅助继电器（M）,（1）通用辅助继电器（M0M499）,（2）断电保持辅助继电器（M500M3071）,（3）特殊辅助继电器,触点型,线圈型,（4）状态继电器,初始状态器（S0S9），如图3.4,普通型（S10S499）/断电保持型（S500S899） ，如图3.5,信号报警器型状态器（S900S999），如图3.6,图3.6 状态转移图,图3.7 S作普通辅助继电器,图3.8 外部故障诊断,5. 定时器（T）的功能,（1）定时器的地址号,表 3.1定时器的地址号与功能,（2）定时器的定时值设定,立即数设定

6、方法如图3.7所示,间接寻址方法设定如图3.8所示,图3.9 立即数设定,图3.10 间接寻址方法设定,（3）定时器功能,通用定时器 （如图3.9）,100ms通用定时器（T0T199）共200点,10ms通用定时器（T200T245）共46点,积算型定时器 （如图3.10）,1ms积算定时器（T246T249）共4点,100ms积算定时器（T250T255）共6点,图3.11 普通型定时器,图3.12 积算型定时器,6. 计数器（C）功能,表3.2 计数器的地址号与功能,表3.3 32位增/减计数器计数方向对应的辅助继电器（M）的地址号,注：表3-2和3-3中 表示非停电保持型，利用参数设定

7、，可变为停电保持型 表示为停电保持型，利用参数设定，可变非停电持型,6. 计数器（C）功能,FX2N系列计数器分为内部计数器和高速计数器两类,（1）内部计数器,16位增计数器（C0C199）共200点 （如图3.11）,32位增/减计数器（C200C234）共有35点，其中C200C219（共20点）为通用型，C220C234（共15点）为断电保持型 （如图3.12）,（2）高速计数器（C235C255）,单相单计数输入高速计数器（C235C245）（如图3.13）,单相双计数输入高速计数器（C246C250）（如图3.14）,双相高速计数器（C251C255）（如图3.15）,(a),(b)

8、,图3.13 单相单计数输入高速计数器,(a) 无启动/复位端；(b) 带启动/复位端。,图3.14 单相双计数输入高速计数器,图3.15 双相高速计数器,7. 数据寄存器（D）,通用数据寄存器（D0D199）,断电保持数据寄存器（D200D7999）,特殊数据寄存器（D8000D8255）,8. 变址寄存器（V/Z）,FX2N系列PLC有V0V7和Z0Z7共16个变址寄存器，它们都是16位的寄存器,9. 指针（P、I）,（1）分支用指针（P0P127）,（2）中断指针（I0I8）,输入中断用指针（I00I50）,输入中断用指针的编号格式如下：,I,O,0：下降沿中断 1：上升沿中断,输入号（

9、05），对应输入X000X005且每个只能用一次,定时器中断用指针（I6I8）,计数器中断用指针（I010I060）,10. 常数（K、H）,K是表示十进制整数的符号，主要用来指定定时器或计数器的设定值及应用功能指令操作数中的数值,H是表示十六进制数，主要用来表示应用功能指令的操作数值,3.3 PLC与微型计算机及继电器控制的区别,PLC与MC的主要差异以及各自的特点如下： (1)PLC抗干扰性能比MC高; (2)PLC编程比MC简单: (3)PLC设计调试周期短: (4)PLC的输入/输出相应速度慢，有较大的滞后现象(一般为ms级)，而MC的响应速度快(为s级); (5)PLC易于操作，人员

10、培训时间短，而MC则较难，人员培训时间长: (6)PLC易于维修，MC则较困难。,3.3.1PLC与MC的区别,3.3.2 PLC与继电器控制的区别,1.组成器件不同,继电器控制线路是许多真正的硬件继电器组成的，而梯形图则由许多所谓“软继电器”。这些“软继电器”实质上是存储器中的每一位触发器，可以置“0”或置“I”。硬继件电器易磨损，而软继电器则无磨损现象。,硬继电器的触点数量有限，用于控制的继电器的触点数一般只有4-8对;而梯形图中“软继电器”供编程使用的触点数有无限对。因为在存储器中的触发状态(电平)可取意次数。,在继电器控制线路中，要实现某种控制是通过各种继电器之间的硬接线解决的。由于其

11、控制功能己包含在固定线路之间，因此它的功能专一，不灵活:而PLC控制是通过梯形图即软件编程解决的，所以其灵活多变。,2.触点数量的不同,3.实施控制的方法不同,3.3.2 PLC与继电器控制的区别,4.工作方式不同,在继电器控制线路中，当电源接通时，继电器全部同时吸合，为并行工作方式; 在梯形图的控制线路中，图中各软继电器都处于周期性循环扫描接通中，受同一条件制约的各个继电器的动作次序决定于程序扫描顺序。称为串行工作方式。,第一次循环:由于X001输入映像存器是OFF，所有输出 均为OFF状态。 第二次循环:在输入采样阶段，由于X001输入寄存器转为ON，Y011输出映像寄存器在执行程序后为O

12、N，同理Y012也为ON，输出刷新后输出端子Y010=OFF，Y011=ON，Y012=ON。 第三次循环:由于Y011输出映像寄存器是ON状态，所以Y010也接通ON状态。,3.3.2 PLC与继电器控制的区别,PLC梯形图中，不允许双重输出。图3.21是一个双重输出例子。图中，Y013是双重输出。例如X001=ON，X002=OFF状态。由于X001=ON，使Y013输出映像寄存器为ON，继而Y014输出映像寄存器为ON，由于X002对于第二个Y013是OFF状态，使得Y013输出映像寄存器内容重新改写成OFF。最后在输出刷新阶段，端子的实际输出是Y013=OFF，Y014=ON,小 结,梯形图和指令语言是PLC的主要编程软件。,可编程控制器的内部编程等效元件是程序设计的重要基础概念。不同厂