控制仪表及装置(第三版)第五章.ppt

1、控制仪表及装置,第五章 可编程控制器,可编程控制器,第一节 概述 第二节 FX系列可编程控制器 第三节 S7系列可编程控制器,概 述, 可编程控制器(Programmable Logic Controller) 是在工业自动化系统中广泛使用的通用数字式 控制装置，简称PLC。 按照 IEC的定义，该装置专为在工业环境下应 用而设计，它将逻辑运算、顺序控制、算术运 算、定时、计数等功能存储在可编程存储器中， 通过数字量或模拟量的输入和输出，控制各种 设备和生产过程。,PLC的特点 可靠性高、抗干扰能力强 能适应恶劣工业环 境，无故障时间达到数十万小时。 功能完善，性价比高 能实现开关量、模拟量

2、控制，完成复杂控制任务。 通用性强，组合灵活 产品系列化、模块化、 标准化, 有多种系列化产品和模块供用户选择。 编程简单、直观 有多种编程语言，形象直观, 容易掌握，使用者不需要专门的计算机知识。 体积小、维护方便 易于安装， 具有自诊断、 故障报警功能，便于操作者检查维修。,PLC的工作过程,编程语言,PLC的编程语言由IEC 61131-3标准规定：,FX系列可编程控制器, FX型可编程控制器包括FX1S、FX1N、FX1NC、 FX2N、FX2NC等多种系列产品，其基本功能类 似。本节介绍广泛使用的FX2N。 功能指标：I/O点数为10256，基本指令27条， 步进指令两条，功能指令8

3、5128种，执行时间 0.080.7s/基本指令，程序容量200016000步， 中断源615。,FX2N系统组成,FX2N开关量输入输出电路,编程元件,PLC的编程元件包括触点、继电器、定时器、计数器等：,COM,X0,COM,Y0,线圈,负载,端子,端子,输入信号,外部电源,PLC指令和编程方法,FX系列PLC的指令包括基本指令、步进指令和功能指令，以下例举常用的基本指令（用梯形图和指令表描述）：,0 LD X0 1 OUT Y0 2 LDI X1 3 OUT M1 4 OUT Y1,0 LD X0 1 AND X2 2 OUT Y3 3 ANI X3 4 OUT M1 5 OUT T0

4、K19 6 LD T0 7 OUT Y1,X0,X3,Y3,M1,T0,X2,Y3,K19,Y1,T0,0 LD X4 1 OR X6 2 ORI M2 3 OUT Y5 4 LDI Y5 5 AND X7 6 OR M3 7 ANI X10 8 OR M10 9 OUT M3,X4,Y5,X7,X6,M2,M3,Y5,M3,M10,X10,0 LD X0 1 AND X1 2 LD X2 3 AND X3 4 ORB 5 LDI X4 6 AND X5 7 ORB 8 OUT Y3,X0,X3,Y3,X1,X2,串联电路块,X5,X4,0 LD X0 1 OR X1 2 LD X2 3 AN

5、D X3 4 LDI X4 5 AND X5 6 ORB 7 OR X6 8 ANB 9 OR X3 10 OUT Y3,X2,Y3,X3,X1,并联电路块,X6,X3,X0,X4,X5,0 LD X0 1 SET Y0 2 LD X1 3 RST Y0 4 LD X2 5 SET M0 6 LD X3 7 RST M0 8 LD X4 9 SET S0 10 LD X5 11 RST S0,X0,SET,X1,X2,X3,Y0,RST,Y0,SET,M0,RST,M0,X4,X5,SET,S0,RST,S0,X0,X1,Y0,0 LD X0 1 PLS M0 3 LD M0 4 SET Y0

6、 5 LD X1 6 PLF M1 8 LD M1 9 RST Y0,X0,PLS,M0,X1,M1,M0,SET,Y0,PLF,M1,RST,Y0,X0,X1,Y0,M0,M1,编程注意的问题, 合适的编程顺序 在设计并联电路时，串联触 点多的电路应尽量放在上部； 在设计串联电路 时, 并联触点多的电路应尽量放在左边。,X0,X2,Y0,X1,4.ORB,1.LD,2.LD,3.AND,5.OUT,X0,X2,Y0,X1,不需要ORB指令,3.OR,1.LD,2.AND,4.OUT, 重新排列不能编程的电路 有些电路较复杂，如桥路, 不能直接编程，必须重新排列，然后再进行编程。,1,2,Y0

7、,3,Y0,4,5,5,3,2,5,1,4,1,3,常用电路编程举例,0 LD X0 1 OR Y0 2 ANI T0 3 OUT Y0 4 LD Y0 5 ANI X0 6 OUT T0 7 K30,X0,Y0,T0,T0,Y0,K30,Y0,X0,X0,Y0,3s,0 LD X0 1 OUT T0 2 K30 3 LD Y1 4 ANI X0 5 OUT T1 6 K60 7 LD T0 8 OR Y1 9 ANI T1 10 OUT Y1,X0,T0,Y1,X0,Y1,K60,T0,T1,X0,Y1,3s,T1,K30,Y1,6s,0 LD X1 1 ANI T2 2 OUT T1 3

8、K30 4 LD T1 5 OUT T2 6 K10 7 OUT Y2,X1,T1,Y2,K10,T1,T2,X1,Y2,3s,T2,K30,1s,0 LD X0 1 ANI T0 2 OUT T0 3 K30 4 LD T0 5 OUT C0 6 K1000 7 LD C0 8 OUT Y4,X0,T0,C0,T0,K1000,T0,X0,Y4,5000s,K50,C0,Y4,T0触点,5s,步进指令概述,S22,S22,X2,Y2,S22,Y2,RST,S0,X2,S23,STL S22 OUT Y2 LD X2 SET S23 STL S23,STL,LD,功能指令概述,FX2N有丰富的

9、功能指令，例如：,程序流控制：实现程序转移、调用、中断、循环等功能。,传送和比较：包括比较、传送、交换、变换等指令。,运算：实现四则运算和逻辑运算的功能。,数据处理：包括区间复位、平均值等指令。,高速处理：有刷新、脉宽调制、脉冲输出等指令。,外部I/O处理：有10键输入、16键输入、七段译码、读特殊功能模块等指令。,外部设备处理：有串行通信、PID控制等指令。,S7系列可编程控制器, SIMATIC S7系列PLC包括S7-200、300、400等 品种，本节介绍S7-300。 功能指标：数字量I/O通道数为256 65536, 模 拟量I/O通道数为64 4096, 工作存储器容量为 16

10、512kB，共有350多条指令，位操作指令执 行时间为0.05 0.2s 。,S7-300系统组成,电源PS,CPU,IM,SM,SM,CP,编程语言,位逻辑,A I0.0 A I1.0 AN M1.0 = Q3.0,I0.0,I0.1,M0.1,Q0.1,&,=,I0.0,I0.1,M0.1,Q3.0,O I0.0 ON I0.1 O Q0.1 = Q3.0,I0.0,I0.1,Q0.1,=1,=,I0.0,I0.1,Q1.0,Q3.0,Q1.0,梯形图,功能块图,指令表,I1.0,I1.0,Q4.0,I1.1,I1.1,X I1.0 X I1.1 = Q3.0,I1.0,I1.0,Q4.0

11、,I1.1,I1.1,X I1.0 XN I1.1 = Q3.0,异或逻辑,同或逻辑,I1.0,I1.2,Q4.0,I1.1,I1.3,A( O I1.0 O I1.1 ) A( O I1.2 O I1.3 ) AN M1.0 = Q4.0,先并后串,M1.0,I1.0,I1.2,Q4.0,I1.1,I1.3,A I1.0 A I1.1 O A I1.2 A I1.3 ON M1.0 = Q4.0,M1.0,先串后并,A I1.0 S Q4.0 A I1.1 R Q4.0,I1.0,I1.1,Q4.0,Q4.0,R,S,I1.0,I1.1,Q4.0,I1.0,I1.1,Q4.0,R,S,SR,

12、Q,M1.0,I1.0,I1.1,Q4.0,R,S,SR,Q,M1.0,=,A I1.0 R M1.0 A I1.1 S M1.0 A M1.0 = Q4.0,梯形图,功能块图,指令表,定时器,A I1.1 L S5T#2M2S SP T1 A I1.2 R T1 A T1 = Q4.0,I1.1,I1.2,T1,T1,R,SP,S5T#2M2S,T1,Q4.0,I1.1,I1.2,Q4.0,R,S,Q,T1,=,S5T#2M2S,TV,B1,BCD,S_PULSE,t,脉冲定时器时序,I1.1,I1.2,Q4.0,T1,A I1.1 L S5T#2M2S SD T1 A I1.2 R T1

13、A T1 = Q4.0,I1.1,I1.2,T1,T1,R,SP,S5T#2M2S,T1,Q4.0,I1.1,I1.2,Q4.0,R,S,Q,T1,=,S5T#2M2S,TV,B1,BCD,S_ODT,t,接通延时定时器时序,I1.1,I1.2,Q4.0,T1,计数器,有加计数器、减计数器和可逆计数器。计数范围为0999，计数值达到上限999时，累加停止，计数值达到下限0时，不再减小。 使用复位指令R可复位计数器，其计数值被清0。计数器输出状态也为0。,A I1.0 CU C5 A I1.1 L C#100 S C5 A I1.2 R C5 A C5 = Q4.0,I1.0,I1.2,C5,C5,R,CU,T1,Q4.0,I1.1,I1.2,Q4.0,R,S,Q,C5,=,C#100,TV,CV,BCD,S_CUD,I1.1,C5,SC,I1.0,CU,程序结构,用户程序中的块,组织块(