plc基礎知識入門-plc基本知識

1、預備知識 繼電器控制技術,第一部分 可編程控制器緒論,第三部分 三菱FX-2N可編程控制器,本課程具體內容,第二部分 可編程控制器基礎知識,第四部分 PLC網(wǎng)絡及通信,第五部分 PLC控制系統(tǒng)設計與應用,第六部分 其他可編程控制器簡介,一、常用低壓電器,二、基本控制線路,繼電器控制技術,電器的構成：,電器的定義：,1、概述,常用低壓電器,電器是根據(jù)外界信號（機械力、電動力和其它物理量）自動或手動接通和斷開電路,實現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、保護、檢測、變換和調節(jié)用的元件或設備。,（1）電磁機構,鐵心,銜鐵,線圈,（2） 觸頭系統(tǒng),常用低壓電器,2、接觸器,接觸器是一種用于接通和斷開(交、直

2、流)負荷電流的電磁式自動切換電器，主要用于控制電動機、電焊機、電容器組等大容量設備，具有低壓釋放的保護,常用低壓電器,(1) 結構,1動觸頭 2靜觸頭 3銜鐵 4彈簧 5線圈 6鐵心 7墊氈 8觸頭彈簧 9滅弧罩 10觸頭壓力彈簧,3. 符號,功能，適用于頻繁操作和遠距離控制。,繼電器是一種根據(jù)某種輸入信號的變化來接通或斷開控制電路，實現(xiàn)自動控制和保護的電器。其輸入量可以是電壓、電流等電氣量，也可以是溫度、時間、速度、壓力等非電氣量。,(1)結構,1底座 2反力彈簧 3、4調節(jié)螺釘 5非磁性墊片 6銜鐵 7鐵心 8極靴 9電磁線圈 10觸點系統(tǒng),常用低壓電器,3、繼電器,(2)、種類：,1）電

3、流繼電器,2）電壓繼電器,3）中間繼電器,(3) 符號(中間繼電器)：,4）時間繼電器,5）熱繼電器,6）速度繼電器,常用低壓電器,常用低壓電器,4、其它常用電器,（1）低壓斷路器,1熱脫扣器的整定按鈕 2手動脫扣按鈕 3脫扣彈簧 4手動合閘機構 5合閘聯(lián)桿6熱脫扣器 7鎖鉤 8電磁脫扣器 9脫扣聯(lián)桿 10、11動、靜觸點12、13彈簧 14發(fā)熱元件 15電磁脫扣彈簧 16調節(jié)按鈕,（2） 控制按鈕,常用低壓電器,2）符號,（3）行程開關,常用低壓電器,（1）長動控制,基本控制線路,1、異步電動機直接起動控制線路,（2）點動控制,基本控制線路,2、異步電動機正反轉控制線路,（1） “正停反”控

4、制,基本控制線路,（2） “正反?！笨刂?基本控制線路,（1） 定子串電阻降壓起動控制電路,基本控制線路,3、異步電動機降壓起動控制線路,改進后的電路,基本控制線路,（2） 星形三角形降壓起動控制電路,基本控制線路,（3） 自耦變壓器降壓起動控制線路,基本控制線路,三種降壓起動方式優(yōu)缺點：,（1）串起動電阻起動的優(yōu)點：結構簡單、成本低、動作可靠。缺點：消耗電能。適用場合：要求起動平穩(wěn)的中小容量電動機以及起動不頻繁的場合。,（2）自耦變壓器起動的優(yōu)點：對電網(wǎng)電流沖擊小，功率損耗小。缺點：價格較貴，體積較大，且是按照非連續(xù)工作制設計制造的，不允許頻繁操作。,（3）Y-起動的優(yōu)點：定子繞組星形接法時

5、，起動電壓為直接采用三角形接法時的1/3，起動電流為1/3，因而起動電流特性好。缺點：起動轉矩也相應下降為三角形接法的1/3，轉矩特性差。此線路適合輕載或空載的場合。,基本控制線路,（1）反接制動控制線路,基本控制線路,4、異步電動機制動控制線路,改進后的電路,基本控制線路,（2）能耗制動控制線路,基本控制線路,反接制動優(yōu)點：制動效果好，其缺點是能量損耗大，在制動過程中有沖擊，對轉動部件有害，故用于不太經(jīng)常起制動的設備。,能耗制動優(yōu)點：能量損耗少，在制動時磁場靜止不動，不會產生有害的反轉，制動停車準確，制動過程平穩(wěn)。缺點是需要整流電路，制動速度也較反接制動慢些。所以，能耗制動適用于電動機容量較

6、大，要求制動平穩(wěn)和起動頻繁的場合。,兩種制動方式優(yōu)缺點的比較：,基本控制線路,PLC緒論,一、PLC的由來,二、PLC的特點,PLC出現(xiàn)后受到普遍重視，應用發(fā)展十分迅速。它有一系列受用戶歡迎的特點。主要是：,PLC是上世紀70年代以來發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制設備。具有功能強、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點，國內外已廣泛應用于自動化控制的各個方面，并已成為實現(xiàn)工業(yè)自動化的支柱產品。作為電氣工程技術人員，必須牢固掌握PLC及其控制系統(tǒng)的基本原理與應用技術，才能適應當前及今后的社會發(fā)展的需要。,1、可靠性高;,3、組合靈活、使用方便;,4、功能強、通用性好;,5、開發(fā)周期短、

7、成功率高;,6、體積小、重量輕、功耗低；,1、按結構形式：整體式、模塊式,2、按I/O點數(shù)和存儲容量：小型（256點、8K步）、 中型（20 48點、32K步）、大型（2048點以上、32K步以上）,3、按功能：低檔機、中檔機、高檔機,PLC緒論,三、分類,2、編程簡單、易于掌握;,四、應用,1、開關量邏輯控制,2、定時、計數(shù)控制,3、閉環(huán)過程控制,4、冗余控制,5、監(jiān)控,6、數(shù)字通信和聯(lián)網(wǎng)控制,五、發(fā)展方向,PLC緒論,1、小型化方向：多功能、體積小、點數(shù)少；,2、大型化方向：功能強、應用范圍大、性能高、編程軟件多樣化和高級化、標準化、構成形式的分散化和集散化,六、PLC控制系統(tǒng)與其他控制系

8、統(tǒng)的比較,1、與繼電器接觸器控制系統(tǒng)的比較,（1）控制邏輯：硬接線；軟接線,（2）工作方式：受約狀態(tài)；周期掃描,（3）控制速度：機械式；電子式,（6）設計與施工：周期長且困難；周期短、方便,（7）可靠性：差；高,（8）價格：便宜；昂貴,小結：在性能上PLC優(yōu)異，且體積小、功耗低，使用維護方便，但價格較高。,（1）應用范圍：幾乎所有領域；主要用于工業(yè)領域,PLC緒論,2、與微型計算機控制系統(tǒng)比較,（2）使用環(huán)境：要求較高；要求不高,（3）輸入輸出：I/O與主機采取微電聯(lián)系，不需電氣隔離；控制強電，需電氣隔離,（4）程序設計：要求具有較高的計算機硬件和軟件知識；易于學習和掌握,（5）運算速度：速度

9、快，微秒級；接口響應速度慢影響運算速度，毫秒級,（6）價格：較高；較低，十分之一左右,小結：PLC是一種用于工業(yè)自動化控制的專用微機控制系統(tǒng)，結構簡單，抗干擾能力強，易于學習和掌握，價格便宜。,（1）單片機不如PLC容易掌握,（2）單片機不如PLC使用簡單,（3）單片機不如PLC可靠,PLC緒論,3、與單片計算機比較,（4） PLC不如單片機運算速度快,（5） PLC不如單片機數(shù)據(jù)處理能力強,小結：PLC用于控制，穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，使用方便，單片機通用性和適應性較強,PLC緒論,一、PLC基本結構,二、PLC基本工作原理,可編程控制器基礎知識,三、PLC編程語言,主機,PLC的硬件系統(tǒng)簡

10、化圖,基本組成,基本組成,PLC的單總線結構框圖,基本組成,1、輸入部件,輸入部件是PLC與工業(yè)生產現(xiàn)場被控對象之間的 連接部件。是現(xiàn)場信號進入PLC的橋梁。,（）開關量輸入電路,）匯點式,）分隔式,2、輸出部件,輸出部件也是PLC與現(xiàn)場設備之間的連接部件，其功能是控制現(xiàn)場設備進行工作。,）直流輸入,）交流輸入,（2）輸入信號接線圖,基本組成,三種方式的使用場合分別為交直流、直流、交流,I/O端口接線,（ 3 ）可控硅輸出方式,（ 2 ）晶體管輸出方式,（）繼電器輸出方式,工作原理,1、工作方式,2、工作過程,（1）輸入采樣階段：PLC以掃描方式依次讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映

11、像區(qū)中相應的存儲單元內。,（2）程序執(zhí)行階段：CPU按自上而下、自左而右順序掃描用戶程序，逐句執(zhí)行各條指令。,PLC采用周期循環(huán)掃描、集中輸入與集中輸出的 工作方式。每次掃描的時間稱為掃描周期。,（3）輸出刷新階段：所有程序執(zhí)行完畢后，CPU將所有需輸出的數(shù)據(jù)一次性輸出以驅動外部負載。,工作原理,3、輸入輸出響應時序圖,電路,工作原理,4、滯后原因及改進的措施：,（1）提高掃描速度,（2）提供高速輸入端口以減少輸入濾波時間,（3）提供高速處理模塊,（4）采用I/O立即刷新指令,改進的措施有：,導致PLC滯后的因素主要為：,（1）輸入濾波的時間常數(shù)（輸入延遲）,（2）輸出繼電器的機械滯后（輸出延

12、遲）,（3）PLC的循環(huán)掃描工作方式（工作原理）,（4）PLC的輸入采樣、輸出刷新的特殊性（工作原理）,（5）用戶程序的編程水平,1、梯形圖與語句表,編程語言,繼電器控制線路與梯形圖的聯(lián)系與區(qū)別,編程語言,2、順序功能圖（狀態(tài)轉移圖）,3、邏輯圖編程語言,4、高級編程語言,一、 FX-2N簡介,二、 FX-2N編程軟元件,三菱FX-2N可編程控制器,三、 FX-2N基本邏輯指令,四、 FX-2N定時器及計數(shù)器編程,五、 FX-2N實例,六、 FX-2N步進控制,七、 FX-2N應用指令編程,1、型號名稱,FX-2N PLC簡介,一,FX-2N系列PLC是由電源、CPU、存貯器和輸入/輸出器件組

13、成的單元型可編程控制器，而且AC電流、DC輸入型的內裝DC24V電源作為傳感器的輔助電源。功能強大，可進行邏輯控制、開關量控制、模擬量控制，并可進行各種各種功能運算、傳送、變址尋址、移位等。,FX-2N PLC簡介,舉例,2、FX2N PLC的主要特點,（1）輸入輸出16256點。,（2）內部隨機存取存貯器（8000步）。電池后備、RAM。,（3）內部定時時鐘,（4）基本指令：27種 步進階梯指令：5種 應用指令：128種,3、產品概述：,FX-2N PLC簡介,1、輸入繼電器,編程軟元件,要點,（1）輸入繼電器是PLC與外部用戶設備連接的接口， 用來接受用戶輸入設備發(fā)來的輸入信號，是一種位元

14、件。,（2）輸入繼電器編址區(qū)域標號為X，采用八進制編 址并從X000開始，最多128點。,（4）輸入繼電器有無數(shù)對常開觸點和常閉觸點供編程時使用。,（3）輸入繼電器只能由外部信號驅動,編程軟元件,2、輸出繼電器,（4）每個輸出繼電器有無數(shù)對常開和常閉觸點（稱為內部觸點）供編程使用。,編程軟元件,（1）輸出繼電器用于將程序運算的結果經(jīng)過輸出端 送到用戶輸出設備，位元件。,（2）輸出繼電器編址區(qū)域標號為Y，采用八進制編址并從Y000開始，最多128點。,（3）輸出繼電器的狀態(tài)只能由由程序驅動,要點,3、輔助繼電器,編程軟元件,輔助繼電器分為普通型、停電保持型型和特殊型三種。,要點,（1）輔助繼電器

15、主要用于中繼、中間量寄存，位元件。,（3）有無數(shù)對常開和常閉觸點，但只能供內部編程使用，不能去直接輸出驅動外部負載,（2）輔助繼電器編址區(qū)域標號為M，采用十進制編址并從M000開始。,（1）普通型輔助繼電器,（2）停電保持型輔助繼電器,地址編號：M500 M3071，共2572點，其中 M500M1023（共524點）可通過參數(shù)設定變?yōu)榉峭ｋ姳３中停雌胀ㄐ停?特點：這類輔助繼電器在PLC運行中若突然發(fā)生停電，則保持停電前的狀態(tài)；當電源恢復正常時，系統(tǒng)又繼續(xù)停電前的控制；當清除鎖存時，才將斷電保持型輔助繼電器斷開。,編程軟元件,特點：它們無斷電保持功能，即當切斷PLC的電源或PLC進行復位時

16、，其當時狀態(tài)無法保持，一律呈斷開狀態(tài)。,地址編號：M0M499，共500點,舉例,編程軟元件,在繪制或閱讀時序圖時，一般是指某元件常開接點的狀態(tài)隨時間的變化而顯示的波形。,（3）特殊型輔助繼電器,地址編號：M8000M8255，共256點。,編程軟元件,這些繼電器各自具有特定的功能，可分成以下兩類：,M8000、M8001：運行監(jiān)視繼電器,1）觸點利用型：,舉例,M8002、M8003：初始脈沖繼電器,編程軟元件, M8011M8014：內部時鐘脈沖,M8011 10ms M8012 100ms M8013 1s M8014 1min,M8012的動作時序,編程軟元件,2）線圈驅動型：, M8

17、040：禁止狀態(tài)轉移, M8034：全部輸出禁止繼電器,編程軟元件,M8033：停止時保持輸出繼電器,M8030：電池滅燈,M8039：恒定掃描,編程軟元件,4、定時器,定時器分為普通型、保持型二種。,（1）定時器的作用相當于繼電器控制系統(tǒng)中的時間繼電器，主要用于定時控制。,（3）定時器有無數(shù)對常開和常閉觸點，,（2）定時器編址區(qū)域標號為T，采用十進制編址并從T000開始。是一種位元件。,（4）定時器的動作過程,要點,（1）普通型定時器：T0T245 （非積算型）,1）100ms（T0T199 200點）定時范圍： 0. 13276.7s,2）10ms (T200T245 46點） 定時范圍

18、： 0. 01327.67s,編程軟元件,編程軟元件,普通型定時器的工作過程,X1,T5當前值,Y20,編程軟元件,（2）保持型定時器 T246T255（ 積算型）,1） 1ms (T246T249 4點 ) 定時范圍: 0.00132.767s,2）100ms (T250T255 6點)定時范圍:0.00132.767s,編程軟元件,5、計數(shù)器:,編程軟元件,計數(shù)器主要用于計數(shù)控制，分為兩大類：,內部計數(shù)器是在執(zhí)行掃描時對PLC內部軟元件（X、Y、M、S、T、C)的位信號（通/斷）進行計數(shù)的計數(shù)器。,（1）內部計數(shù)器,內部計數(shù)器有四種不同的類型：,1）普通型16位加計數(shù)器,地址編號為：C0C

19、99 共有100點,2）保持型16位加計數(shù)器,地址編號為：C100C199 共有100點,兩種計數(shù)器的設定設定值范圍都為：132767（K）。,兩種類型計數(shù)器的復位都是由指令來復位的。,編程軟元件,3）普通型32位加/減計數(shù)器 C200C219,4）保持型32位加/減計數(shù)器 C220C234,兩種計數(shù)設定范圍都為： -2147483648+ 214748364（K）,要點,設定值除了可用常數(shù)K設定外，也可間接通過指定數(shù)據(jù)寄存器來設定，其設定值可超出規(guī)定范圍。,（2）外部計數(shù)器（高速計數(shù)器）,高速計數(shù)器也是32位停電保持型增/減計數(shù)器，但它們只對特定的輸入端子（X0X5）的脈沖進行計數(shù)。高速計數(shù)

20、器采用終端方式處理，與掃描周期無關。,編程軟元件,單相單輸入高速計數(shù)器,編程軟元件,6、數(shù)據(jù)寄存器,（1）普通型數(shù)據(jù)寄存器D0D199（200點),（2）停電保持型數(shù)據(jù)寄存器D200D7999（7 800點）,（3）特殊型數(shù)據(jù)寄存器D8000D8255（256點）,數(shù)據(jù)寄存器是一種字元件，用來存儲數(shù)值數(shù)據(jù)的軟元件。每個數(shù)據(jù)寄存器都是16位。,數(shù)據(jù)寄存器可以分為三種類型,（1）P作為一種標號用于跳轉指令CJ或子程序調用指令CALL的跳轉或調用的地址指針。,7、指針（P/I）,要點,編程軟元件,（2）I用于中斷服務子程序的地址指針。采用中斷技術的用戶程序在開中斷期間，一旦中斷響應就停止執(zhí)行主程序，

21、轉去執(zhí)行由I指針指定的指定服務子程序，直至遇到IRET指令再回到原主程序繼續(xù)執(zhí)行下去。,基本邏輯指令,1、接點取用與線圈輸出指令,舉例,X1,LD,0,Y1,OUT,1,X2,LDI,2,T1 K20,OUT,3,M1,OUT,4,基本邏輯指令,2、邏輯運算指令,（1）ANB和ORB指令可連續(xù)使用，但不超過7次。,（2）在使用ANB和ORB指令時，每個塊電路開始總是用LD或LDI指令。,要點,基本邏輯指令,舉 例,3、內部信息與器件狀態(tài)處理指令(1),基本邏輯指令,基本邏輯指令,MPP,MPS、 MRD、 MPP: 多重輸出指令或堆棧指令,X0,MPS,MRD,X0,基本邏輯指令,PLS、PL

22、F：脈沖輸出指令,基本邏輯指令,SET、RST：強迫置位與復位指令,基本邏輯指令,4、內部信息與器件狀態(tài)處理指令(2),LDP、ANDP、ORP 指令,基本邏輯指令,LDF、ANDF、ORF 指令,基本邏輯指令,5、程序處理指令,基本邏輯指令,MC、MCR：用于主控開始和主控結束指令,定時器編程,1、接通延時定時器,2、斷開延時定時器,定時器編程,計數(shù)器編程,定時器與定時器的串接使用,定時器與計數(shù)器的串接使用,計數(shù)器與計數(shù)器的串接使用,脈沖發(fā)生器,先通后斷,先斷后通,根據(jù)控制電路繪元件時序圖,一個掃描周期,根據(jù)控制電路繪元件時序圖,根據(jù)控制電路繪元件時序圖,實例,機械手動作示意圖,步進控制及狀

23、態(tài)轉移圖,步進控制是指在多工步的控制中，按照一定的順序分步動作，即上一動作結束后，下一動作才開始。,步進控制的編程軟元件是狀態(tài)繼電器S，與步進階梯指令STL組合使用。在不用于步進階梯指令時，狀態(tài)S也和輔助繼電器一樣，可在一般的PLC中應用。其次，狀態(tài)S既可作信號報警器使用，也可用作外部故障診斷的輸出。,步進控制及狀態(tài)轉移圖,1.普通型狀態(tài)繼電器： S0S499 500 點,其中：供初始狀態(tài)使用（一般用雙框表示）S0S9 10點 供返回原點使用 S10S19 10點,2.停電保持型狀態(tài)繼電器： S500S899 400點,步進控制及狀態(tài)轉移圖,3. 信號報警器用狀態(tài)繼電器： S900S999 1

24、00點,轉移條件,開始狀態(tài),狀態(tài)1,驅動負載,轉到下一狀態(tài),狀態(tài)轉移圖繪制規(guī)則,機械手狀態(tài)轉移圖,步進控制及狀態(tài)轉移圖,步進梯形圖和步進指令,步進控制編程步驟：,1、根據(jù)工藝流程畫出狀態(tài)轉移圖,2、根據(jù)狀態(tài)轉移圖畫出步進梯形圖，并寫出指令表,步進指令：專門用于步進控制的指令。,指令格式：操作碼 STL；操作數(shù) S,步進返回指令：RET,步進控制編程要點：,1、狀態(tài)也可作普通的輔助繼電器使用。但作為輔助繼電器使用時，不能提供步進接點。,2、步進控制輸出的驅動方法：,Y22不能編程,步進梯形圖和步進指令,Y22可以編程,3、棧指令的位置：,4、狀態(tài)的轉移方法：,步進梯形圖和步進指令,5、在不同的步

25、進段，允許有重號的輸出（注意：狀態(tài)號不能重復使用）；在不相鄰的步進段，允許使用同一地址編號的定時器（注意：在相鄰的步進段不能使用）。,步進梯形圖和步進指令,多流程步進控制,1.選擇分支與匯合,2.并行分支與匯合,多流程步進控制,3、跳轉與循環(huán),多流程步進控制,編程實例,1、花樣噴水控制,編程實例,編程實例,2、三臺電機M1M3的控制要求為：起動時，M1起動2s后M2才起動，當M2起動起動3s后M3才起動。停止時，要求按M3M1的順序停止。,編程實例,3、十字路口的車行燈和人行燈的動作過程如下圖所示。其中，車行道有紅、黃、綠三種顏色的指示燈；人行道有紅、綠兩種顏色的指示燈（下圖所示即為各交通燈在

26、一個周期內的動作情況）。,編程實例,4、大小球的選擇傳送控制 機械辟下降時，若電磁鐵吸住大球，則由于活塞沒有達到下限，故下限位開關斷開；反之若吸住小球，則由于活塞到達下限而使下限位開關接通。,編程實例,應用指令基本規(guī)則,1、應用指令的通則,1）應用指令的表示方法,三要素：1）執(zhí)行條件；2）功能號和助記符；3）操作數(shù)。,源操作數(shù)（Source） 用 S表示。,目標操作數(shù)（Destination） 用 D表示。,其他操作數(shù) 用m、n表示，用來表示十進制常數(shù) K或十六進制常數(shù)H。,應用指令基本規(guī)則,2、操作數(shù)的表達方式,操作數(shù)可用以下幾種表達方式：,位元件 X、Y、M等,字元件 T、C等,位元件的組

27、合,常數(shù)K、H,指針 P、I,3、不同長度數(shù)據(jù)之間的傳送,應用指令基本規(guī)則,4、16位和32位指令,5、連續(xù)執(zhí)行/脈沖執(zhí)行指令,（1）連續(xù)執(zhí)行方式,(2）脈沖執(zhí)行方式,應用指令基本規(guī)則,常用應用指令簡介,1、程序流程類指令（FNC00FNC09）,（1）條件跳轉指令 FNC00 CJ,該指令的作用是滿足一定條件使程序跳轉到指針P 所標位置繼續(xù)執(zhí)行。,常用應用指令簡介,（2）中斷指令（EI、DI、IRET、FEND）,常用應用指令簡介,2、數(shù)據(jù)比較和傳送類指令（FNC10FNC19）,（1）數(shù)據(jù)比較指令（FNC10 CMP）,常用應用指令簡介,（2）區(qū)間比較指令（FNC11 ZCP）,（3）塊傳

28、送指令（FNC15 BMOV）,常用應用指令簡介,常用應用指令簡介,3、算術及邏輯運算類指令（FNC20FNC29）,（1）二進制加/減法運算指令（FNC20 ADD/FNC21 SUB）,常用應用指令簡介,(2)二進制乘法運算指令（FNC22 MUL）,常用應用指令簡介,(3)二進制除法運算指令（FNC23 DIV）,常用應用指令簡介,4、移位類指令（FNC30FNC39）,(1)循環(huán)左移/右移指令（FNC31 ROL/FNC30 ROR）,常用應用指令簡介,(2) 位左移/右移指令（FNC34 SFTR/FNC35 SFTL）,常用應用指令簡介,(3)區(qū)間復位指令 FNC 40 ZRST,

29、常用應用指令簡介,6、方便類指令（FNC60FNC69）,（1）交替輸出指令（FNC 66 ALT）,常用應用指令簡介,閃爍動作,常用應用指令簡介,（2）數(shù)據(jù)查找指令（FNC 61 SER）,常用應用指令簡介,（3）數(shù)據(jù)排序指令（FNC 69 SORT）,PLC的網(wǎng)絡及通信,一、PLC網(wǎng)絡簡介,三、PLC網(wǎng)絡的意義與特點,二、網(wǎng)絡通信的基本知識,四、三菱FX系列PLC網(wǎng)絡構成,五、三菱FX系列PLC通信實現(xiàn),PLC網(wǎng)絡簡介,1、網(wǎng)絡的基本概念與特點,(1)局域網(wǎng)（本地網(wǎng)、區(qū)域網(wǎng)) (LAN，Local AreaNetwork)是指覆蓋范圍僅限于 有限區(qū)域的計算機網(wǎng)絡。,(2)企業(yè)網(wǎng)是指一個完整

30、的組織，包括本地和遠程 的公司、多種計算機系統(tǒng)以及多個部門。,(3)廣域網(wǎng)如(I nternet)是一種鏈接許多不同或相同 組織資源的網(wǎng)絡。,2、PLC網(wǎng)絡系統(tǒng),PLC網(wǎng)絡簡介,由上位計算機、PLC、遠程I/O設備互相鏈接所 形成的分布式控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)已在廣 泛應用，由這種形式構成的計算機、PLC等多機通 信系統(tǒng)即為PLC的網(wǎng)絡系統(tǒng)。,功能特點：,1)可以在計算機上編寫、調試和修改應用程序， 并可以自動查錯和自動監(jiān)控等功能。,2)可用圖像、圖表和圖形的形式在計算機上對整個生產過程進行運動狀態(tài)的監(jiān)視。,3)可對PLC進行全面的系統(tǒng)管理。,4)可對PLC實施直接控制。,5)可以打印各種

31、信息資料。,PLC網(wǎng)絡簡介,6)可以實現(xiàn)對生產過程的模擬仿真。,7)可以編制多種組態(tài)軟件。,8)可以通過LAN或Internet與PLC生產廠家和其他用戶相互間資源共享。,PLC通信是指PLC與計算機、PLC與PLC、PLC與現(xiàn)場設備、PLC與遠程I/O之間的數(shù)據(jù)交換。,數(shù)據(jù)交換采用的是并行和串行兩種通信方式：,1、 并行通信傳輸方式,網(wǎng)絡通信的基本知識,優(yōu)點：傳輸速度快；缺點：使用的線數(shù)多、傳輸距離短。,2、串行通信傳輸方式,網(wǎng)絡通信的基本知識,優(yōu)點：使用的線數(shù)少、傳輸距遠；缺點：傳輸速度慢。,PLC數(shù)據(jù)通信以串行通信技術為基礎。在串行通信中，采用兩種數(shù)據(jù)傳送方式：異步傳送和同步傳送。,網(wǎng)絡

32、通信的基本知識,1、異步傳送,用一個起始位表示字符的開始，用停止位表示字符的結束，構成一幀數(shù)據(jù)信息。,優(yōu)點：硬件結構簡單；缺點：傳輸效率低；應用場合：中、低速的通信。,2、同步傳送,網(wǎng)絡通信的基本知識,以數(shù)據(jù)塊為單位進行傳送，用同步字符作為數(shù)據(jù)塊的開始。減少了起始位和停止位，傳輸效率提高。,優(yōu)點：傳輸效率高；缺點：硬件結構復雜；應用場合：由于要求有時鐘來實現(xiàn)發(fā)送與接收兩端之間的同步，故常用于計算機與計算機、計算機與外設之間的通信。,網(wǎng)絡通信的基本知識,PLC數(shù)據(jù)通信一般有串行通信和網(wǎng)絡通信兩種方法。其中，串行通信采用異步傳送的方式、網(wǎng)絡通信采用同步傳送的方式傳送數(shù)據(jù)。,1、傳輸媒介,(1)雙絞

33、線,(2)同軸電纜,(3)光纜,2、串行數(shù)據(jù)通信標準,為實現(xiàn)計算機與計算機、計算機與外設、計算機與PLC以及PLC與PLC之間的串行通信，通常采用標準通信接口。,(1) RS232C,網(wǎng)絡通信的基本知識,作用：PLC與計算機、與其他外部設備進行通信的接口。,使用場合：近距離、中低速率數(shù)據(jù)傳輸,(2) RS485,作用：PLC與PLC、PLC與其他設備之間進行網(wǎng)絡通信的接口。,使用場合：遠距離、高速率數(shù)據(jù)傳輸,(3) 傳輸訪問控制,指對網(wǎng)絡通道占有權的管理與控制。如何合理使用傳輸通道的控制技術是網(wǎng)絡通信的關鍵技術?？刂品绞接袃煞N：,網(wǎng)絡通信的基本知識,爭用方式：采用沖突檢測的載波偵聽多路訪問控制

34、技術。,令牌傳送方式：訪問的控制權是以令牌為標志的。采用沖突檢測的載波偵聽多路訪問控制技術。,PLC網(wǎng)絡的意義與特點,1、PLC聯(lián)網(wǎng)通信的意義,(1) PLC與計算機連接，構成PLC和計算機的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，可使PLC與計算機互補功能上的不足。,(2) 在復雜的控制系統(tǒng)中，常常需要使用多臺PLC，各個 PLC之間需共享數(shù)據(jù)，這也要求PLC之間實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信。,2、PLC聯(lián)網(wǎng)通信的特點,(1) 編程語言,(2) 多種接口,(3) 主從式存取控制方法,3、PLC聯(lián)網(wǎng)通信的主要形式,PLC網(wǎng)絡的意義與特點,(1) 以計算機為主站，多臺同型號的PLC為從站，組成簡易集散控制系統(tǒng)。,(2) 以一臺PLC

35、作為主站，多臺同型號的PLC為從站，構成主從式PLC網(wǎng)絡。,(3) PLC專用網(wǎng)絡，如三菱的MELSECNET/11網(wǎng)絡、SIEMENS的SINEC-H1網(wǎng)絡、GE公司的GENET網(wǎng)絡等。,(4) 把PLC網(wǎng)絡通過特定的網(wǎng)絡接口連入大型集散系統(tǒng)中去，成為它的子網(wǎng)。,三菱FX系列PLC網(wǎng)絡構成,1、計算機與PLC之間的連接(上位鏈接系統(tǒng)),特點：串行通信；良好的人機界面；可靠的分散控制。使用場合：控制對象簡單、點數(shù)較少、現(xiàn)場分布比較集中的場合。,1) 單機系統(tǒng),2) 單機擴展系統(tǒng),三菱FX系列PLC網(wǎng)絡構成,三菱FX系列PLC網(wǎng)絡構成,2、 PLC與PLC之間的連接(同位鏈接系統(tǒng)),特點：構成單

36、獨的PLC網(wǎng)絡。使用場合：大規(guī)模的集散擴展系統(tǒng)。,3、PLC主機與本機的遠程模塊之間的連接(下位鏈接系統(tǒng)),三菱FX系列PLC網(wǎng)絡構成,4、PLC主機與本機的遠程模塊之間的連接(網(wǎng)絡鏈接系統(tǒng)),三菱FX系列PLC網(wǎng)絡構成,三菱FX系列PLC通信實現(xiàn),1、通信適配器,(1) FX232ADP 提供串行通信RS232C接口,(2) FX485ADP 提供RS485接口并且可以構成FX485網(wǎng)絡。,2、通信參數(shù)設置,在兩個串行通信設備進行任意通信之前，必須設置相互可識別的參數(shù)。如波特率、數(shù)據(jù)長度、奇偶校驗位等。,3、程序設計,(1) 通信指令格式及梯形圖,此指令主要用來定義發(fā)送和接收緩沖區(qū),三菱FX

37、系列PLC通信實現(xiàn),三菱FX系列PLC通信實現(xiàn),(2) 表示串行通信狀態(tài)的參數(shù),1) M8121 該繼電器被激活時，表示正在接收數(shù)據(jù)，傳送被延時。,2) M8122 該繼電器被激活時，表示已觸發(fā)數(shù)據(jù)的傳送。,3) M8123 該繼電器被激活時，表示一條信息已被完整接收。,(3) 數(shù)據(jù)的傳送與接收,1) 傳送數(shù)據(jù),編程要點：第一需對RS指令進行設置；第二應將發(fā)送標志M8122置為“1”。,三菱FX系列PLC通信實現(xiàn),三菱FX系列PLC通信實現(xiàn),2) 接收數(shù)據(jù),PLC控制系統(tǒng)設計與應用,PLC控制系統(tǒng)的設計方法,一般控制系統(tǒng)的設計分為如下三個階段：,1、初步設計,初步設計主要是遞交給上級部門或用戶

38、的一份總體方案設計報告，主要有如下內容：,(1) 設備（系統(tǒng)）名稱、用途、工藝過程、技術性能和現(xiàn)場條件。,(2) 供電電網(wǎng)種類：電壓等級、頻率和容量。,(3) 對電氣控制的特殊要求。,(4) 投資費用、研制工作量和周期估算率和容量。,2、技術設計,是根據(jù)經(jīng)審批的初步設計中提出的內容和方案，最終完成電氣控制設計工作，主要有如下內容：,PLC控制系統(tǒng)的設計方法,(1) 對重要環(huán)節(jié)做必要的試驗；寫出試驗報告。,(2) 繪制電氣控制的電氣原理圖。,(3) 對重要環(huán)節(jié)做必要的試驗；寫出試驗報告。,(4) 選擇整個系統(tǒng)的電氣元件，設計電氣箱、控制面板等電氣系統(tǒng)結構件及總裝接線圖。,(5) 編寫PLC內部元

39、件分配表，編寫對重要環(huán)節(jié)做必要的試驗；寫出試驗報告。,(6) 編寫技術設計說明書，介紹系統(tǒng)原理、主要技術指標和運行、操作、維護說明書。,3、PLC控制部分設計步驟,(1) 確定受控對象與PLC間的輸入、輸出關系。,(2) 選擇PLC機型和模塊配置。,(3) 編寫元件表。,PLC控制系統(tǒng)的設計方法,(4) 繪制PLC的控制流程圖。,(5) 編寫PLC用戶程序。,(6) 將用戶程序輸入PLC，并加以調試。,PLC主機及其模塊的選用,PLC主機及模塊選擇的基本原則：,1、根據(jù)控制量的數(shù)量選擇。,2、廠家及型號的選擇。,3、是否可現(xiàn)場在線編程的選擇。,4、擴展模塊的選擇。,5、開關量輸入輸出形式的選擇

40、。,7、內存容量選擇：一般系統(tǒng)中，開關量輸入和輸出的比例是6:4，則：,開關量所需內存字數(shù)=開關量總點數(shù)10,模擬量所需內存字數(shù)=模擬量總點數(shù)150,定時器/計數(shù)器=定時器/計數(shù)器數(shù)量2,通信接口所需內存字數(shù)=接口個數(shù)300,完整性、可靠性、發(fā)展性、繼承性、經(jīng)濟性,PLC應用程序設計方法,1、程序設計內容,(1) 程序設計前對系統(tǒng)的理解和技術準備工作,(2) 程序框圖設計,(3) 編寫程序,(4) 模擬仿真和測試,(5) 編寫程序說明書,2、常用典型電路,(1) 比較電路：是指按預先設好的輸出要求，然后對輸入的信號進行比較，選擇接通某一輸出。,如：當X0、X1接通，Y0有輸出 X0、X1都不接

41、通，Y1有輸出 X0接通、X1不接通，Y2有輸出 X0不接通、X1接通，Y3有輸出,PLC應用程序設計方法,PLC應用程序設計方法,(2) 優(yōu)先級電路：,PLC控制系統(tǒng)的安裝和布局,PLC控制系統(tǒng)電氣設備總體布局基本原則,(1) 組件劃分：,(2) 元器件布局：,1)功能類似的元器件組合在一起；,2)盡可能減少組件間的連線數(shù)量；,3)強弱電分開，盡量減少系統(tǒng)內部干擾影響；,4)力求美觀、整齊,易于檢查與調試。,1)體積大和分量重的放在控制柜的下端；,2)發(fā)熱元件放在控制柜的上端并且熱敏元件遠離發(fā)熱元件；,3)需經(jīng)常維護調節(jié)的元件放在便于操作的位置；,4)外形尺寸與結構類似的元器件放在一起；,P

42、LC控制系統(tǒng)的安裝和布局,(3) PLC布局：,1 )環(huán)境條件：,環(huán)境溫度低于0或高于 55 的場所,溫度變化急劇和凝露場所,環(huán)境濕度低于10%或高于90 %的場所,具有高腐蝕氣體或易燃氣體的場所,直接暴露在陽光下的場合,2 )元件安裝：,所有元件都應安裝于通風口位置的垂直位置,主機應安放在一個令人舒服的工作面上,4)熱繼電器、熔斷器等放在不通風的地方，以免改變它們的保護特性。,PLC控制系統(tǒng)應用舉例,PLC在機械手搬運物體控制中的應用,1、裝置簡介：,傳送帶A、B分別由電動機M1、M2驅動，A為步進式傳送，機械手的回轉運動由氣動閥Y1、Y2控制，機械手的上、下運動由氣動閥Y3、Y4控制，機械手的夾緊與放松由氣動閥Y5控制。,位置信號分別為：右旋到位行程開關為SQ1，左旋到位行程開關為SQ2，手臂上升到位行程開關為SQ3，下降到位行程開關為SQ4，,工作過程：,原位,啟動,松開,B運行,上升,上升結束，左旋,