三菱系列PLC第一章概述.ppt

第一章可編程邏輯控制器概述，第一章可編程邏輯控制器生成2，可編程邏輯控制器的特征3，可編程邏輯控制器的分類4，可編程邏輯控制器開(kāi)發(fā)，第一章可編程邏輯控制器概述，第一章可編程邏輯控制器生成，可編程邏輯控制器(programmablecontroller)早期的可編程邏輯控制器稱為programmablelogic controller(PLC)，用于代表繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯控制器的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了邏輯控制的范圍，因此現(xiàn)在人們將此設(shè)備稱為可編程邏輯控制器，即PC(稱為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的可編程邏輯控制器)。為了避免與當(dāng)前流行的個(gè)人計(jì)算機(jī)(personalcomputer)的縮寫(xiě)PC混淆，可編程順序控制器(PLC)仍然在使用。隨著半導(dǎo)體技術(shù)(特別是微處理器和微計(jì)算機(jī)技術(shù))的發(fā)展，70年代中期以來(lái)，PLC廣泛使用同時(shí)包含數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)整和數(shù)據(jù)通信功能的微處理器作為中央處理器，I/o模塊和周邊電路也使用了中、大或超大規(guī)模集成電路。1987年國(guó)際電氣技術(shù)委員會(huì)(1ec)制定的可編程邏輯控制器標(biāo)準(zhǔn)草案將可編程順序控制器定義為：可編程邏輯控制器是數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，設(shè)計(jì)用于工業(yè)環(huán)境。本產(chǎn)品使用內(nèi)部存儲(chǔ)程序中使用的可編程順序內(nèi)存執(zhí)行面向用戶的命令，如邏輯運(yùn)算、順序控制、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算，并通過(guò)數(shù)字和模擬輸入和輸出控制各種類型的機(jī)器或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊踢壿嬁刂破魇怯脩魶](méi)有觸點(diǎn)的智能控制器。這意味著PLC是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，可以通過(guò)更改程序來(lái)更改生產(chǎn)過(guò)程，因此可以在初步設(shè)計(jì)階段選擇PLC。另一方面，從PLC的制造商角度來(lái)看，PLC是適用于批量生產(chǎn)的通用控制器。第二，可編程邏輯控制器的特點(diǎn)，(1)高可靠性，(2)豐富的I/o接口模塊，(3)采用模塊化結(jié)構(gòu)，(4)編程簡(jiǎn)單，(5)安裝簡(jiǎn)單，易于維護(hù)，(a)高可靠性，12)PLC輸入部使用R-C濾波器，通常具有10-20毫秒的濾波時(shí)間常數(shù)。3)PLC模塊使用屏蔽措施防止輻射干擾。4)PLC使用高性能交換電源。5)PLC使用執(zhí)行嚴(yán)格審查和老化的裝置。6)PLC具有出色的自我診斷功能，一旦電源、其他軟件或硬件出現(xiàn)異常，CPU將立即采取有效措施防止故障擴(kuò)大。7)大型PLC還可以采用雙CPU冗馀系統(tǒng)或3CPU投票系統(tǒng)，從而進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。(b)豐富的I/o接口模塊，1)交流或直流；2)數(shù)字或模擬；3)電壓或電流；4)脈沖或電位；5)強(qiáng)電或弱電等。PLC相應(yīng)的輸入和輸出模塊連接到行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備或設(shè)備。連接到輸入模塊的設(shè)備包括按鈕、行程開(kāi)關(guān)、近接開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、壓力開(kāi)關(guān)等。連接到輸出模塊的設(shè)備包括電磁閥、接觸器、小型電動(dòng)機(jī)、指示燈等。還有用于各種人機(jī)對(duì)話的接口模塊，以增強(qiáng)PLC的功能；為了配置行業(yè)本地網(wǎng)絡(luò)，PLC具有各種通信網(wǎng)絡(luò)通信模塊。(5)安裝簡(jiǎn)單，維修方便，PLC可以直接在各種行業(yè)環(huán)境下運(yùn)行，不需要專用機(jī)房。您只需在現(xiàn)場(chǎng)將各種設(shè)備和設(shè)備與PLC的輸出輸入接口連接起來(lái)，即可配置和運(yùn)行系統(tǒng)。PLC中的每個(gè)模塊都有操作指示燈和錯(cuò)誤指示燈，使用戶可以輕松了解操作狀態(tài)并找到錯(cuò)誤。PLC使用模塊結(jié)構(gòu)，如果模塊出現(xiàn)故障，可以更換模塊以快速恢復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行。舊PLC的主要用途是邏輯控制，最新的PLC不僅可以用于邏輯控制，還可以用于時(shí)序控制、計(jì)數(shù)控制、過(guò)程控制和數(shù)據(jù)控制、通信網(wǎng)絡(luò)和顯示打印等。(c)使用模塊化結(jié)構(gòu)，(4)編程簡(jiǎn)單，3，基于可編程順序控制器的分類、輸入和輸出(輸出)(I/O)的PLC點(diǎn)數(shù)可以分為表2-1所示的5種類型。表1-1可編程邏輯控制器大小分類表，PLC可以結(jié)構(gòu)形式分為干線和模塊。方塊型式也稱為單位或整體。基于盒子的PLC結(jié)構(gòu)緊湊、體積小且價(jià)格低廉，將電源、CPU和I/O組件集中在一個(gè)機(jī)箱中。典型的小型PLC使用此結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由各種I/o點(diǎn)的基本單位和擴(kuò)展單位組成?；締卧杏蠧PU、I/O和電源，擴(kuò)展單元中沒(méi)有CPU?；締卧蛿U(kuò)展單元之間通常用扁平電纜連接。模塊基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中的PLC將每個(gè)部分劃分為單獨(dú)的模塊，例如電源模塊、CPU模塊、I/o模塊和各種功能模塊。通常，大中型PLC使用基于模塊的結(jié)構(gòu)，某些小型PLC使用此結(jié)構(gòu)，因?yàn)榛谀K的PLC配置靈活、易于裝配、易于擴(kuò)展和維修。第四，開(kāi)發(fā)可編程邏輯控制器，(a)替代70年代PLC的若干繼電器控制單元的意義，主要功能是執(zhí)行繼電器最初完成的順序控制、計(jì)時(shí)等。在硬件上以準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，并在I/O接口電路中進(jìn)行了改進(jìn)，以滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的要求。軟件編程采用大多數(shù)電氣工程技術(shù)人員熟悉的梯形圖。(b)20世紀(jì)80年代，超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展導(dǎo)致微處理器市場(chǎng)價(jià)格大幅下降，各種類型PLC中使用的微處理器的等級(jí)全面提高。為了進(jìn)一步提高PLC的處理速度，許多PLC制造商開(kāi)發(fā)了專用邏輯處理芯片，從而極大地改變了PLC的功能。PLC生成已有30多年，其發(fā)展過(guò)程大致可以分為四個(gè)階段。(4) 21世紀(jì)PLC的技術(shù)發(fā)展具有四個(gè)特點(diǎn)。1、適應(yīng)市場(chǎng)需求，加強(qiáng)PLC通信網(wǎng)絡(luò)的信息處理能力。2、PLC向開(kāi)放性發(fā)展。soft PLC登場(chǎng)。4、PLC編程語(yǔ)言趨于標(biāo)準(zhǔn)化。(3)20世紀(jì)90年代，PLC的發(fā)展趨勢(shì)有兩大特點(diǎn)。一個(gè)是向更小、更快、功能更快、價(jià)格更便宜的微型PLC方向發(fā)展。二是發(fā)展到大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)、高可靠性、良好的兼容性、多功能等方面。1 .適應(yīng)市場(chǎng)需求，加強(qiáng)PLC通信網(wǎng)絡(luò)的信息處理能力，信息時(shí)代的今天，幾乎所有PLC制造商都關(guān)注：小型PLC具有通信接口，中型和大型PLC具有專用通信模塊。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，PLC的通信網(wǎng)絡(luò)功能使與PC和其他智能控制設(shè)備交換信息變得更加容易，實(shí)現(xiàn)了分布式控制和集中管理。這意味著PLC需要更好地與PC集成，并且PLC需要使用軟技術(shù)在PLC級(jí)別增強(qiáng)信息處理能力，以提高控制過(guò)程的生產(chǎn)性能。小型PLC之間的通信“傻瓜化”。PLC制造商做了很多工作，以使PLC用戶在通信編程方面的工作量降至最低，從而使設(shè)備之間的通信自動(dòng)定期進(jìn)行，而無(wú)需用戶編程通信。用戶配置系統(tǒng)時(shí)，只是在某些硬件或軟件上初始化設(shè)置。2 .PLC已發(fā)展為開(kāi)放，早期PLC的缺點(diǎn)之一是專用總線、通信網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議、I/O模塊更不通用，機(jī)架和電源模板都關(guān)閉了其他軟件和硬件體系結(jié)構(gòu)。編程語(yǔ)言之一的階梯名稱匹配，但配置、尋址、語(yǔ)言結(jié)構(gòu)不匹配。因此，幾乎所有公司的PLC都不兼容。目前，PLC在開(kāi)放性方面取得了實(shí)質(zhì)性突破。在過(guò)去的10多年里，PLC受到攻擊的一個(gè)重要方面是壟斷性，現(xiàn)在發(fā)生了很大變化。許多大型PLC供應(yīng)商在其PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中采用了多種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(例如IEC61131、IEEE802.3以太網(wǎng)、TCP/IP、UDP/IP等)，從而實(shí)現(xiàn)了高度分布式和開(kāi)放性。為了使PLC更加開(kāi)放和多任務(wù)處理，每個(gè)CPU模塊在一個(gè)PLC系統(tǒng)中同時(shí)安裝多個(gè)CPU模塊以執(zhí)行特定任務(wù)。這些CPU模塊可以執(zhí)行特殊的邏輯控制、順序控制、運(yùn)動(dòng)控制和流程控制。3 .軟PLC出現(xiàn)了，所謂軟PLC實(shí)際上是在PC的平臺(tái)上，在Windows操作環(huán)境中使用軟件實(shí)現(xiàn)PLC的功能。也就是說(shuō)，軟PLC是基于PC開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)，具有硬PLC的功能、可靠性、速度、錯(cuò)誤搜索等特性?？梢允褂密浖夹g(shù)將標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)PC轉(zhuǎn)換為全功能PLC流程控制器。Soft PLC將計(jì)算機(jī)和PLC的交換機(jī)控制、模擬控制、數(shù)學(xué)計(jì)算、數(shù)值處理、網(wǎng)絡(luò)通信、PlO等功能結(jié)合在一起，通過(guò)一個(gè)多任務(wù)控制核心提供強(qiáng)大的指令集、快速準(zhǔn)確的掃描周期、穩(wěn)定的操作和開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，從而連接各種I/O系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)。Soft PLC具有硬PLC功能，但具有PC環(huán)境的諸多優(yōu)點(diǎn)。4 .PLC編程語(yǔ)言趨于標(biāo)準(zhǔn)化的IEC61131是可編程排序控制器的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，共8部分，從1992年開(kāi)始陸續(xù)頒布實(shí)施。PLC編程語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)iec 6131-3、1993年頒布實(shí)施、iec 6131-8和iec 6131-3于2001年發(fā)布了PLC語(yǔ)言實(shí)施準(zhǔn)則。Iec 6131-3 PLC編程語(yǔ)言國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)將現(xiàn)代軟件概念和現(xiàn)代軟件工程的機(jī)制成功地與傳統(tǒng)PLC編程語(yǔ)言相結(jié)合，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域的界限，實(shí)際上，標(biāo)準(zhǔn)Iec 6131-3規(guī)定了兩種類型的編程語(yǔ)言-文本編程語(yǔ)言和圖形編程語(yǔ)言。其中包括命令語(yǔ)句表語(yǔ)言(rate)和結(jié)構(gòu)化文本語(yǔ)言(ST)。后者包括階梯語(yǔ)言(LD)和功能塊語(yǔ)言(FBD)。訂單函數(shù)(SFC)可以在階梯語(yǔ)言或命令語(yǔ)句表語(yǔ)言中使用。iec 6131-3允許在同一PLC中使用多種編程語(yǔ)言，并允許程序開(kāi)發(fā)人員選擇最適合一項(xiàng)特定任務(wù)的編程語(yǔ)言。此外，在同一控制程序中，可以使用不同的編程語(yǔ)言編寫(xiě)不同的軟件模塊。此規(guī)則為PLC開(kāi)發(fā)歷史多樣化編程語(yǔ)言的現(xiàn)象和進(jìn)一步發(fā)展PLC的軟件技術(shù)提供了足夠的空間。5，Mitsubishi PLC概述，Mitsubishi motor是日本PLC的主要制造商之一，PLC產(chǎn)品主要是f系列(f、F1、F2)、FX系列(FXO、FXON、FX2、FX2c)a系列和q系列PLC是三菱電機(jī)公司的中型大型機(jī)。f系列小型PLC停產(chǎn)了。FX系列PLC也是三菱電機(jī)的小型PLC?；贔X1N的PLC主機(jī)單元包括4種：14:00、24:00、40:00和60:00，最大配置為128點(diǎn)。FX1S是小型PLC，10點(diǎn)、14點(diǎn)、20點(diǎn)和30點(diǎn)4種主機(jī)控制點(diǎn)。FX2N是三菱的典型小型PLC，F(xiàn)X2N的體積僅為FX2的50%，運(yùn)行速度比f(wàn)x22快6倍，達(dá)到0.08s/階段。2005年三菱電機(jī)剛剛推出的小型FX3。是FX系列第三代產(chǎn)品，原