PLC多媒體教學課件

1、第四章 PLC的編程及應(yīng)用 第一節(jié) PLC編程特點和原則一PLC的編程特點 梯形圖編程是PLC編程中最常用的方法。它源于傳統(tǒng)的繼電器電路圖，但發(fā)展到今天兩者之間有了較大的差別。1. 程序的執(zhí)行順序 繼電器梯形圖和PLC梯形圖執(zhí)行順序的比較 X1Y1Y2X1Y1Y2 繼電器梯形圖 X1X1閉合后，閉合后，Y1Y1、Y2Y2同時得電同時得電 PLC梯形圖 X1X1閉合后，閉合后，Y1Y1先輸出，先輸出，Y2Y2后輸出后輸出 PLC程序的掃描執(zhí)行結(jié)果 掃描執(zhí)行方式優(yōu)點：優(yōu)點：可濾掉高頻干擾，增強抗干擾能力。缺點：缺點：產(chǎn)生響應(yīng)滯后，影響可靠性。2. 繼電器自身的延時效應(yīng)Y1Y1Y2X1X1Y2Y1Y

2、1X1X1閉合后，閉合后， Y1Y1、Y2Y2在在同一掃描周期內(nèi)動作同一掃描周期內(nèi)動作 X1X1閉合后，閉合后，Y1Y1、Y2Y2在在兩個掃描周期內(nèi)動作兩個掃描周期內(nèi)動作 X1X1Y1Y2X0Y1Y0X0X1X1動作時，動作時， Y1Y1、Y2Y2不同時得電與斷電不同時得電與斷電 X1X1動作時，動作時，Y0Y0、Y1Y1同時得電與斷電同時得電與斷電 3.PLC中的軟繼電器中的軟繼電器 所謂軟繼電器是指所謂軟繼電器是指PLCPLC存儲空間中的一個可以存儲空間中的一個可以尋址的位。尋址的位。 在PLC中，軟繼電器種類多、數(shù)量大。 如FP1-C24，共有R內(nèi)部繼電器1008個，特殊繼電器64個，定

3、時器/計數(shù)器144個。 寄存器中觸發(fā)器的狀態(tài)可以讀取任意次，相當寄存器中觸發(fā)器的狀態(tài)可以讀取任意次，相當于每個繼電器有無數(shù)個常開和常閉觸點。于每個繼電器有無數(shù)個常開和常閉觸點。 二 PLC的編程原則1.輸入/輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器、定時器、計數(shù)器等器件的觸點可以多次重復(fù)使用觸點可以多次重復(fù)使用，無需復(fù)雜的程序結(jié)構(gòu)來減少觸點的使用次數(shù)。2.梯形圖每一行都是從左母線開始，線圈終止于右母線。梯形圖每一行都是從左母線開始，線圈終止于右母線。觸點不能放在線圈的右邊。觸點不能放在線圈的右邊。 3. 接點和線圈的順序：4. X0X1Y0X2X0X1Y0X2正確程序正確程序 錯誤程序錯誤程序 3. 除步進

4、程序外，任何線圈、定時器、計數(shù)器、除步進程序外，任何線圈、定時器、計數(shù)器、高級指令等不能直接與左母線相連。高級指令等不能直接與左母線相連。如果需要任何時候都被執(zhí)行的程序段，可以通過特殊內(nèi)部常閉繼電器或某個內(nèi)部繼電器的常閉觸點來連接。4. 在程序中，不允許同一編號的線圈兩次輸出。不允許同一編號的線圈兩次輸出。下面的梯形圖是不允許的。 R9010TMR 0, K100TM R 0, K100R0利用內(nèi)部特殊繼電器利用內(nèi)部特殊繼電器實現(xiàn)常閉輸出實現(xiàn)常閉輸出 利用內(nèi)部繼電器常閉接點利用內(nèi)部繼電器常閉接點實現(xiàn)常閉輸出實現(xiàn)常閉輸出 X1X0Y0Y05. 不允許出現(xiàn)橋式電路。 觸點應(yīng)畫在水平線上，不能畫在垂

5、直分支上。6. 程序的編寫順序應(yīng)按自上而下、從左至右自上而下、從左至右的方式編寫。為了減少程序的執(zhí)行步數(shù)，程序應(yīng)為“左大右小，上大左大右小，上大下小下小”。如： X0X2X4X1X3Y0Y1X2X4X1Y0X0X0X2X4X3Y1錯誤的橋式電路錯誤的橋式電路 橋式電路的替代電路橋式電路的替代電路 X0X1X2Y00STX01ST X12ANX23ORS4OTY0 不符合上大下小的電路，共不符合上大下小的電路，共5 5步步 X1X2X0Y00STX11AN X22ORX03OTY0 符合上大下小的電路，共符合上大下小的電路，共4 4步步 X0X1X2Y00STX01ST X12ORX23ANS4

6、OTY0不符合左大右小的電路，共不符合左大右小的電路，共5 5步步 X1X0X2Y1 符合左大右小的電路，共符合左大右小的電路，共4 4步步 第二節(jié)第二節(jié) 基本電路基本電路一一ANDAND運算運算 二二OROR運算運算例如：例如：在鍋爐控制過程中，無論是水罐的壓力過高，還是水溫過高都要產(chǎn)生聲光報警。 X1X2Y0ANDAND電路，電路，Y0Y0接受接受X1X1和和X2X2的的ANDAND運算結(jié)果運算結(jié)果塊1塊2Y0ANDAND擴展電路，擴展電路，Y0Y0接受塊接受塊1 1和塊和塊2 2的的ANDAND運算結(jié)果運算結(jié)果X1X2Y1 例如例如：只有當設(shè)備的狀態(tài)為就緒狀態(tài)，并且按下“開始” 按扭，設(shè)

7、備才能開始工作。OROR擴展電路，擴展電路，Y1Y1接受的是塊接受的是塊1 1和塊和塊2 2的的OROR運算結(jié)果運算結(jié)果 Y1塊1塊2OROR電路，電路，Y1Y1接受的是接受的是X1X1和和X2X2的的OROR運算結(jié)果運算結(jié)果 三 自鎖（自保持）電路 自鎖電路分為：關(guān)斷優(yōu)先式和啟動優(yōu)先式 關(guān)斷優(yōu)先式自鎖電路關(guān)斷優(yōu)先式自鎖電路：當執(zhí)行關(guān)斷指令，X2閉合時，無論X1的狀態(tài)如何，線圈Y1均不得電。 啟動優(yōu)先式自鎖電路啟動優(yōu)先式自鎖電路：當執(zhí)行啟動指令，X1閉合時，無論X2的狀態(tài)如何，線圈Y1都得電。 X1X2Y1Y10STX11ORY12AN/X23OTY1關(guān)斷優(yōu)先式自鎖電路關(guān)斷優(yōu)先式自鎖電路 Y1

8、X2X1Y10STY11AN/X22ORX13 OT Y1啟動優(yōu)先式自鎖電路啟動優(yōu)先式自鎖電路 四互鎖電路 互鎖電路用于不允許同時動作的兩個繼電器的控制互鎖電路用于不允許同時動作的兩個繼電器的控制，如電機的正反轉(zhuǎn)控制。五五時間電路時間電路 時間電路主要用于延時、定時和脈沖控制中。 時間控制電路既可以用定時器實現(xiàn)也可以用標準時鐘時間控制電路既可以用定時器實現(xiàn)也可以用標準時鐘脈沖實現(xiàn)。脈沖實現(xiàn)。 在FP1型PLC內(nèi)部有多達100個定時器和三種標準時 鐘脈沖（0.01s、0.1s、1s）可用于時間控制。 X0X2Y1Y1Y2X1X2Y2Y2Y10STX01 OR Y12AN/X23 AN/ Y24

9、OTY15 STX16 OR Y27AN/X28 AN/ Y19 OTY2互鎖控制電路互鎖控制電路 1. 延時電路延時電路2. 3. 下圖利用兩個定時器組合以實現(xiàn)長延時。4. 即即Y0在在X0閉合閉合30秒之后得電。秒之后得電。5. X1TMX 1, K30T1Y1時間繼電器時間繼電器TMX1TMX1起到延時起到延時30300.1=30.1=3秒的作用。秒的作用。X0TMY 0, K10T0TMY 1, K20T1Y00STX01TMY0 K105 ST T06 TM Y1 K 2010 ST T111 OT Y0X0T1Y020s10sT0 下圖利用定時器串聯(lián)實現(xiàn)長延時。即Y2在X0閉合30

10、秒之后導(dǎo)通。X0TMY 2, K20T1Y1TMY 1, K10T2Y20STX01TMY1 K 105 TM Y2 K 209 ST T110 OT Y111 ST T212 OT Y2X0T2Y120s10sT1Y22.脈沖電路脈沖電路 利用定時器可以方便地產(chǎn)生脈沖序列。在上圖程序的運行過程中，R0每隔每隔3秒產(chǎn)生一次脈沖，其脈寬為一個掃秒產(chǎn)生一次脈沖，其脈寬為一個掃描周期。描周期。 在在FP1的內(nèi)部有七種標準的時鐘脈沖繼電器，的內(nèi)部有七種標準的時鐘脈沖繼電器，分別為R9018（0.01s），R9019（0.02s），R901A（0.1s ），R901B（0.2s），R901C（1s），R

11、901D（2s），R901E（1min）。若需要這幾種時間的脈沖，可直接利用這幾個時間脈沖發(fā)生器。 R0TMX 0, K30T0R00ST/R01TMX0 K 304 ST T05 OT R0六分支電路 分支電路主要用于一個控制電路導(dǎo)致幾個輸出的情況。分支電路主要用于一個控制電路導(dǎo)致幾個輸出的情況。例如，開動吊車的同時打開警示燈。 下圖中，當X0閉合后，線圈Y1、Y2同時得電。 X0Y2Y10STX01OTY12 OT Y2 第三節(jié)第三節(jié) PLCPLC編程實例編程實例一電動機正反轉(zhuǎn)控制1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 利用利用PLC控制一臺異步電動機的正反轉(zhuǎn)?？刂埔慌_異步電動機的正反轉(zhuǎn)。 輸入端直流電源E由PLC

12、內(nèi)部提供，可直接將PLC電源端子接在開關(guān)上。交流電源則是由外部供給。X1X224VDCCOMX0220240VY0Y1COMPLC紅按鈕KM1KM2正轉(zhuǎn)24VDC220V220V反轉(zhuǎn)黃按鈕藍按鈕PLCPLC控制電動機正反轉(zhuǎn)外部接線圖控制電動機正反轉(zhuǎn)外部接線圖 要求：黃按鈕黃按鈕按下：電機正轉(zhuǎn)藍按鈕藍按鈕按下：電機反轉(zhuǎn)紅按鈕紅按鈕按下：電機停止2.系統(tǒng)的控制要求系統(tǒng)的控制要求按動黃按鈕時：按動黃按鈕時：若在此之前電機沒有工作，則電機正轉(zhuǎn)啟動，并保持電機正轉(zhuǎn)；若在此之前電機反轉(zhuǎn)，則將電機切換到正轉(zhuǎn)狀態(tài)，并保持電機 正轉(zhuǎn)；若在此之前電機的已經(jīng)是正轉(zhuǎn)，則電機的轉(zhuǎn)動狀態(tài)不變。 電機正轉(zhuǎn)狀態(tài)一直保持到有籃

13、按鈕或紅按鈕按下為止。按動藍按鈕時：按動藍按鈕時： 若在此之前電機沒有工作，則電機反轉(zhuǎn)啟動，并保持電機反轉(zhuǎn)；若在此之前電機正轉(zhuǎn)，則將電機切換到反轉(zhuǎn)狀態(tài)，并保持電機 反轉(zhuǎn)；若在此之前電機的已經(jīng)是反轉(zhuǎn)，則電機的轉(zhuǎn)動狀態(tài)不變。 電機反轉(zhuǎn)狀態(tài)一直保持到有黃按鈕或紅按鈕按下為止。按下紅按鈕時：按下紅按鈕時：停止電機的轉(zhuǎn)動 注：電機不可以同時進行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，否則會損壞系統(tǒng)注：電機不可以同時進行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，否則會損壞系統(tǒng)3. PLC的的 I/O點的確定與分配點的確定與分配 4. 系統(tǒng)編程分析和實現(xiàn)系統(tǒng)編程分析和實現(xiàn) 電機正反轉(zhuǎn)控制電機正反轉(zhuǎn)控制PLCPLC的的I/OI/O點分配表點分配表 PLCPLC點名稱

14、點名稱連接的外部設(shè)備連接的外部設(shè)備功能說明功能說明X0X0紅按鈕紅按鈕停止命令停止命令X1X1黃按鈕黃按鈕電機正轉(zhuǎn)命令電機正轉(zhuǎn)命令X2X2藍按鈕藍按鈕電機反轉(zhuǎn)命令電機反轉(zhuǎn)命令Y0Y0正轉(zhuǎn)繼電器正轉(zhuǎn)繼電器控制電機正轉(zhuǎn)控制電機正轉(zhuǎn)Y1Y1反轉(zhuǎn)繼電器反轉(zhuǎn)繼電器控制電機反轉(zhuǎn)控制電機反轉(zhuǎn)X1Y0Y0X1Y0Y0X2Y1Y1電機初步正轉(zhuǎn)控制電路電機初步正轉(zhuǎn)控制電路 電機初步正反轉(zhuǎn)控制電路電機初步正反轉(zhuǎn)控制電路 系統(tǒng)要求電機不可以同時進行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)系統(tǒng)要求電機不可以同時進行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，如下圖所示利用互鎖電路可以實現(xiàn)。 利用正轉(zhuǎn)按鈕來切斷反轉(zhuǎn)的控制通路；利用反轉(zhuǎn)按鈕來切斷正轉(zhuǎn)的控制通路。 X1Y1Y0Y0X2

15、Y0Y1Y1電機正反轉(zhuǎn)的互鎖電路電機正反轉(zhuǎn)的互鎖電路X1Y1Y0Y0X2X2Y0Y1Y1X1電機正反轉(zhuǎn)的切換電路電機正反轉(zhuǎn)的切換電路 當按下紅按鈕時，無論在此之前電機的轉(zhuǎn)動狀態(tài)如何，都停止電機的轉(zhuǎn)動。 利用紅色按鈕同時切斷正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的控制通路。利用紅色按鈕同時切斷正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的控制通路。X1Y1Y0Y0X2X2Y0Y1Y1X1X0X0（ ED ）0STX11 OR Y02AN/ Y13 AN/ X24 AN/ X05 OT Y06 ST X27 OR Y18AN/ Y09 AN/ X110 AN/ X011 OT Y112 ED電機正反轉(zhuǎn)的最終控制程序電機正反轉(zhuǎn)的最終控制程序 二鍋爐點火和熄火控

16、制 鍋爐的點火和熄火過程是典型的定時器式順序控制過程。 控制要求：控制要求： 點火過程：點火過程：先啟動引風，5分鐘后啟動鼓風，2分鐘后點火燃燒。 熄火過程：熄火過程：先熄滅火焰，2分鐘后停鼓風，5分鐘后停引風。 1.PLC的I/O點的確定與分配 鍋爐點火和熄火控制鍋爐點火和熄火控制PLCPLC的的I/OI/O點分配表點分配表 PLCPLC點名稱點名稱連接的外部設(shè)備連接的外部設(shè)備功能說明功能說明X0X0藍按鈕藍按鈕點火命令點火命令X1X1紅按鈕紅按鈕熄火命令熄火命令Y0Y0控制繼電器控制繼電器1 1控制引風控制引風Y1Y1控制繼電器控制繼電器2 2控制鼓風控制鼓風Y2Y2控制繼電器控制繼電器3

17、 3控制點火開關(guān)控制點火開關(guān)2.編程分析和實現(xiàn)(1)點火過程點火過程 工作過程： 當藍按鈕按下（當藍按鈕按下（X0X0接通）后接通）后, 啟動引風（啟動引風（Y0輸出輸出。因X0選用的是非自鎖按鈕，故需要利用自鎖電路鎖住Y0，同時利用Y0觸發(fā)時間繼電器T0，T0延時300s（5分鐘）后，輸出繼電器輸出繼電器Y1動作，即啟動鼓風。動作，即啟動鼓風。同時利用T0觸發(fā)定時繼電器T1，T1延時120s（2分鐘）后，輸出輸出Y2，點火燃燒。，點火燃燒。Y0TMY 0, K300TMY1, K120X0Y0Y0T0T1Y2（ ED ）Y10STX01 OR Y02OTY03 ST Y04 TM Y0 K

18、3008 ST T09 OT Y110TM Y1 K 12014 ST T115 OT Y216 ED鍋爐點火過程控制程序鍋爐點火過程控制程序 （2）系統(tǒng)的點火和熄火過程的綜合程序系統(tǒng)的點火和熄火過程的綜合程序 下面所示的兩個程序都可以實現(xiàn)鍋爐系統(tǒng)的點火和熄火過程控制，但實現(xiàn)的方式不同。但實現(xiàn)的方式不同。 圖 (a)程序利用了4個時間繼電器，但程序的邏輯關(guān)系比較簡單易懂。（a） 鍋爐系統(tǒng)點火和熄火過程的綜合程序鍋爐系統(tǒng)點火和熄火過程的綜合程序(1)(1) 圖 (b)程序利用了2個時間繼電器，節(jié)約了節(jié)約了2 2個時間繼電個時間繼電器，器，但控制邏輯相對復(fù)雜些。 （b） 鍋爐系統(tǒng)點火和熄火過程的綜

19、合程序鍋爐系統(tǒng)點火和熄火過程的綜合程序(2)(2)三房間燈的控制 現(xiàn)在一些賓館和家庭客廳中的裝飾燈，是利用一個開關(guān)來實現(xiàn)不同的控制組合。 例如，房間內(nèi)有1，2，3號三個燈 按動一下開關(guān)，三個燈全亮； 再按一下，1，3號燈亮，2號滅； 再按一下，2號燈亮，1，3號滅； 再按一下全部滅。 此控制是利用按動開關(guān)次數(shù)來控制各個燈的亮、滅，此控制是利用按動開關(guān)次數(shù)來控制各個燈的亮、滅，故可以用計數(shù)器來實現(xiàn)計數(shù)式順序控制故可以用計數(shù)器來實現(xiàn)計數(shù)式順序控制。 房間燈控制房間燈控制PLCPLC的的I/OI/O點分配表點分配表 PLCPLC點名稱點名稱連接的外部設(shè)備連接的外部設(shè)備功能說明功能說明X0X0按鈕按鈕

20、開關(guān)命令開關(guān)命令Y1Y1控制繼電器控制繼電器1 1控制控制1 1號燈亮滅號燈亮滅Y2Y2控制繼電器控制繼電器2 2控制控制2 2號燈亮滅號燈亮滅Y3Y3控制繼電器控制繼電器3 3控制控制3 3號燈亮滅號燈亮滅 房間燈計數(shù)式順序控制程序房間燈計數(shù)式順序控制程序 這里使用R9013是程序初始化的需要。一進入程序，就把十進制數(shù)3賦給SV100。從這以后R9013就不起作用了。 在程序中使用微分指令是使在程序中使用微分指令是使X0具有非自鎖按鈕的作用。具有非自鎖按鈕的作用。 初始狀態(tài)：初始狀態(tài)： EV100=3，R3通 Y1、Y2、Y3不通，3個燈全滅； 第一次接通第一次接通X0：EV100=2，R2

21、通 Y1、Y2、Y3全通，3個燈全亮； 第二次接通第二次接通X0：EV100=1，R1通 Y1和Y3通，Y2斷，故2號滅，1號和3號燈亮； 第三次接通第三次接通X0：EV100=0，R0通 Y2通，Y1和Y3斷，故2號亮， 1號和3號燈滅。 EV100=0時，若再次閉合X0，則計數(shù)器復(fù)位，燈全滅，程序從頭開始重復(fù)以上過程。 四、多地點控制四、多地點控制 要求：在三個不同的地方分別用三個開關(guān)控制一盞燈，任何一地的開關(guān)動作都可以使燈的狀態(tài)發(fā)生改變，即不管不管開關(guān)是開還是關(guān)，只要有開關(guān)動作則燈的狀態(tài)就發(fā)生改變。開關(guān)是開還是關(guān)，只要有開關(guān)動作則燈的狀態(tài)就發(fā)生改變。 三地控制一盞燈三地控制一盞燈I/OI

22、/O分配表分配表 PLCPLC點名稱點名稱連接的外部設(shè)備連接的外部設(shè)備功能說明功能說明X0X0A A地開關(guān)地開關(guān)在在A A地控制地控制X1X1B B地開關(guān)地開關(guān)在在B B地控制地控制X2X2C C地開關(guān)地開關(guān)在在C C地控制地控制Y0Y0燈燈被控對象被控對象 從這個程序中不難發(fā)現(xiàn)其編程規(guī)律，并能很容易地把它擴展到四地、五地甚至更多地點的控制。但其設(shè)計方法但其設(shè)計方法完全靠設(shè)計者的經(jīng)驗，初學者不易掌握。完全靠設(shè)計者的經(jīng)驗，初學者不易掌握。三地控制一盞燈程序（三地控制一盞燈程序（1 1） 利用數(shù)字電路中組合邏輯電路的設(shè)計方法，使編程者有章可循。 規(guī)定：規(guī)定：輸入量為邏輯變量，輸出量為邏輯函數(shù)；常開

23、觸點為原變量，常閉觸點為反變量。這樣就可以把繼電控制的邏輯關(guān)系變成數(shù)字邏輯關(guān)系。三地控制一盞燈邏輯函數(shù)真值表 X0X0X1X1X2X2Y0Y00 00 00 00 01 11 11 11 10 00 01 11 11 11 10 00 00 01 11 10 00 01 11 10 00 01 10 01 10 01 10 01 1 真值表按照每相鄰兩行只允許一個輸入變量變化的規(guī)則相鄰兩行只允許一個輸入變量變化的規(guī)則排列。排列。即三個開關(guān)中的任意一個開關(guān)狀態(tài)的變化，都會引起輸出Y0由“1”變到“0”，或由“0”變到“1”。 由真值表寫出輸出與輸入之間的邏輯函數(shù)關(guān)系式： 210210210210

24、0XXXXXXXXXXXXY可設(shè)計出梯形圖程序如下圖所示：三地控制一盞燈程序（三地控制一盞燈程序（2 2） 使用高級指令可使程序更加簡單使用高級指令可使程序更加簡單。下圖為應(yīng)用高級指令F132編寫的控制程序。 三地控制一盞燈程序（三地控制一盞燈程序（3 3） 上面的程序只要開關(guān)動作(不管開關(guān)是接通還是斷開)，即將Y0求反。程序中每一開關(guān)使用了兩個微分指令，既可程序中每一開關(guān)使用了兩個微分指令，既可檢測上升沿又可檢測下降沿，檢測上升沿又可檢測下降沿，十分巧妙地實現(xiàn)了控制要求。 對于這種編程方式，無論多少個地方，只要在梯形圖中多加幾個輸入觸點和幾條微分指令就可實現(xiàn)控制要求。 三地控制一盞燈程序（三地控制一盞燈程序（4 4）使用條件比較指令，只要（WXO）（WRO），就把YO 求反。（WXO）（WRO），使兩個寄存器中內(nèi)容完全一樣。只要只要WX0WX0中的內(nèi)容改變，中的內(nèi)容改變，YOYO的狀態(tài)就立即變化的狀態(tài)就立即變化。 使用了字比較指令，故WXO中的16位都可以用來作為控制開關(guān)，使程序大大簡化。五、易拉罐自動生產(chǎn)線計數(shù)控制五、易拉罐自動生產(chǎn)線計數(shù)控制 在易拉罐自動生產(chǎn)線上，常常需要統(tǒng)計出每小時生產(chǎn)的易拉罐數(shù)量。罐裝好的易拉罐飲料一