電氣控制器基礎(chǔ)二PLC

1、圖 1 直流輸入接口單元電路 圖 2 交 / 直流輸入接口單元電 圖 3 交流輸入電路 開關(guān)量輸出電路PLC輸入/輸出接口等效電路圖b)每48個(gè)輸出點(diǎn)構(gòu)成一組，公用一個(gè)公共點(diǎn)。圖 4 模擬量輸入電路框圖 模擬量信號(hào)輸入后一般經(jīng)運(yùn)算放大器放大后進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，再經(jīng)光電耦合后轉(zhuǎn)換為PLC能識(shí)別數(shù)字量信號(hào)。 模擬量輸出電路框圖 模擬量輸入輸出接口一般安裝在專門的模擬量工作單元上。 子系列名稱子系列名稱：ON、OS、2C、2NC、1N、1S 輸入輸出點(diǎn)數(shù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)：輸入輸出的合計(jì)點(diǎn)數(shù)（4128點(diǎn)） 單元類型：?jiǎn)卧愋停篗基本單元； E輸入輸出混合擴(kuò)展單元及擴(kuò)展模塊； EX輸入專用擴(kuò)展模塊； EY

2、輸出專用擴(kuò)展模塊。 類 型型 號(hào)輸入點(diǎn)數(shù)輸出點(diǎn)數(shù)電源電壓基本單元基本單元FX0N-24M(R,T)1410AC100240V或DC24VFX0N-40M(R,T)2416FX0N-60M(R,T)3624擴(kuò)展單元擴(kuò)展單元FX0N-40ER2416AC 100240V擴(kuò)展模塊擴(kuò)展模塊FX0N-8EX8不需要FX0N-8EYR8FX0N-8EYT8型號(hào)最大I/O點(diǎn)數(shù)基本/應(yīng)用指令執(zhí)行速度（us/步）程序容量（步）數(shù)據(jù)寄存器定時(shí)/計(jì)數(shù)器PID控制器顯示設(shè)備F112020/87121K6432/32-LEDFX225620/87074 2K512256/256-LEDt = 0.1t = 0.1100

3、 =10s100 =10s 定時(shí)器的設(shè)定值可用常數(shù)K，也可用數(shù)據(jù)寄存器D中的參數(shù)。K的范圍132767 注意注意：若定時(shí)器線圈中途斷電，則定時(shí)器的計(jì)數(shù)值復(fù)位。t = 0.1t = 0.1100 =10s100 =10s( (六六) )計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)器（C C） 計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)器：對(duì)內(nèi)部元件X、Y、M、T、C的信號(hào)進(jìn)行記數(shù)（記數(shù)值達(dá)到設(shè)定值時(shí)計(jì)數(shù)動(dòng)作）。 計(jì)數(shù)器的設(shè)定值可用常數(shù)K，也可用數(shù)據(jù)寄存器D中的參數(shù)。計(jì)數(shù)值設(shè)定范圍1 32767。 注意：注意：RST端一接通，計(jì)數(shù)器立即復(fù)位。C235C236C237C238C241C242C244X0U/DU/DU/DX1U/DRRX2U/DU/DX3U/D

4、RS+/-M8235M8236M8237M8238M8241M8242M8244 例1：當(dāng)X12=1時(shí)，C235對(duì)X0的脈沖進(jìn)行增（減）計(jì)數(shù)。 當(dāng)X11接通時(shí)，C235復(fù)位。 例2：當(dāng)X12=1，同時(shí)同時(shí)X3=1時(shí)，C244對(duì)X0的脈沖進(jìn)行增（減）計(jì)數(shù)。 當(dāng)X11=1，C244復(fù)位；或或X1=1時(shí)C244立即復(fù)位。C246C247C249X0UUUX1DDDX2RRX3S+/-M8246M8247M8249 用M8246、M8247、M8249監(jiān)視 C246、C247、C249的增/減計(jì)數(shù)。 例1：當(dāng)X12=1時(shí)，C246對(duì)X0的脈沖進(jìn)行增計(jì)數(shù)，對(duì)X1的脈沖進(jìn)行減計(jì)數(shù)。 當(dāng)X11接通時(shí)，C24

5、6復(fù)位。例2：當(dāng)X12=1，同時(shí)同時(shí)X3=1時(shí)，C249對(duì)X0的脈沖進(jìn)行增計(jì)數(shù)，對(duì)X1的脈沖進(jìn)行減計(jì)數(shù)。 當(dāng)X11=1，C249復(fù)位；或或X2=1時(shí)C249立即復(fù)位。C251C252C254X0AAAX1BBBX2RRX3S+/-M8251M8252M8254 用M8251、M8252、M8254監(jiān)視 C251、C252、C254的增/減計(jì)數(shù)。 機(jī)械轉(zhuǎn)軸上安裝的光電編碼器在電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時(shí)分別輸出如下波形，。雙相輸入型高速計(jì)數(shù)器可根據(jù)A、B相波形的相對(duì)相位自動(dòng)進(jìn)行增/減計(jì)數(shù)，即可測(cè)得轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)數(shù)。計(jì)數(shù)方式：在A相接通時(shí)，若B相由斷通，則計(jì)數(shù)器作 增計(jì)數(shù)。 在A相接通時(shí)，若B相由通斷，則計(jì)

6、數(shù)器作 減計(jì)數(shù)。 例： 當(dāng)X12=1時(shí)，C254進(jìn)行增（減）計(jì)數(shù)。 當(dāng)X11接通時(shí)，C254復(fù)位。一、一、PLC控制系統(tǒng)的組成控制系統(tǒng)的組成圖1 PLC控制系統(tǒng)的組成圖2 PLC控制系統(tǒng)等效電路二、二、PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)的比較控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)的比較 1、從控制方法上 繼電器控制系統(tǒng)采用機(jī)械觸點(diǎn)的串、并聯(lián)的硬硬接線來實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制，同時(shí)繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量有限數(shù)量有限，使系統(tǒng)構(gòu)成后靈活性和擴(kuò)展性受到很大限制。 PLC采用程序（軟軟）的方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制，系統(tǒng)連線少 要改變控制邏輯只需改變程序。同時(shí)PLC中的各種軟軟繼電器實(shí)際上是存儲(chǔ)器中的觸發(fā)器，當(dāng)軟繼電器通時(shí)相當(dāng)于該觸發(fā)器

7、為“1”，反之為“0”，而觸發(fā)器的狀態(tài)可取用任意次任意次，因此每個(gè)軟繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量是無限無限的。 2、從工作方式上 繼電器控制系統(tǒng)為并行工作方式，即該吸合的繼電器都同時(shí)同時(shí)吸合。 PLC控制系統(tǒng)為串行工作方式，其程序按一定順序順序循環(huán)執(zhí)行，各軟繼電器處于周期性循環(huán)掃描接通狀態(tài)，其動(dòng)作順序取決于程序的掃描順序。 3、從控制速度上 繼電器控制系統(tǒng)依靠機(jī)械觸點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)控制，動(dòng)作慢慢，存在抖動(dòng)現(xiàn)象。 PLC控制系統(tǒng)采用程序方式來實(shí)現(xiàn)控制，指令的執(zhí)行時(shí)間在微秒級(jí)。 4、從定時(shí)和計(jì)數(shù)方式上 繼電器控制系統(tǒng)的時(shí)間繼電器的延時(shí)精度易受環(huán)境溫度和濕度的影響，精度不高。 無計(jì)數(shù)功能。 PLC控制系統(tǒng)的時(shí)鐘脈沖由晶

8、振產(chǎn)生，精度高，范圍寬。 5、從可靠性和可維護(hù)性上 繼電器控制系統(tǒng)采用機(jī)械觸點(diǎn)，壽命短，連線多，可靠性和可維護(hù)性差。 PLC控制系統(tǒng)采用微電子技術(shù)，體積小，可靠性高，同時(shí)PLC還有自診斷功能，為調(diào)試和維護(hù)提供了方便。二、編程軟件編程語言表達(dá)方式二、編程軟件編程語言表達(dá)方式 可編程控制器與一般的計(jì)算機(jī)相類似，在軟件方面有系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件之分，只是可編程控制器的系統(tǒng)軟件由可編程控制器生產(chǎn)廠家固化在 ROM 中，一般的用戶只能在應(yīng)用軟件上進(jìn)行操作，即通過編程軟件來編制用戶程序。編程軟件是由可編程控制器生產(chǎn)廠家提供的編程語言，至今為止還沒有一種能適合各種可編程控制器的通用的編程語言，但是各個(gè)可編程控

9、制器發(fā)展過程有類似之處，可編程控制器的編程語言即編程工具都大體差不多，一般有如下五種表達(dá)方式。 梯形圖是一種以圖形符號(hào)及圖形符號(hào)在圖中的相互關(guān)系表示控制關(guān)系的編程語言，它是從繼電器控制電路圖演變過來的。梯形圖將繼電器控制電路圖進(jìn)行簡(jiǎn)化，同時(shí)加進(jìn)了許多功能強(qiáng)大、使用靈活的指令，將微機(jī)的特點(diǎn)結(jié)合進(jìn)去，使編程更加容易，而實(shí)現(xiàn)的功能卻大大超過傳統(tǒng)繼電器控制電路圖，是目前最普通的一種可編程控制器編程語言。 梯形圖及符號(hào)的畫法應(yīng)按一定規(guī)則，各廠家的符號(hào)和規(guī)則雖不盡相同，但基本上大同小異，如圖 1 所示。 1 梯形圖中只有動(dòng)合和動(dòng)斷兩種觸點(diǎn)。各種機(jī)型中動(dòng)合觸點(diǎn)和動(dòng)斷觸點(diǎn)的圖形符號(hào)基本相同，但它們的元件編號(hào)不

10、相同，隨不同機(jī)種、不同位置（輸入或輸出）而不同。統(tǒng)一標(biāo)記的觸點(diǎn)可以反復(fù)使用，次數(shù)不限，這點(diǎn)與繼電器控制電路中同一觸點(diǎn)只能使用一次不同。因?yàn)樵诳删幊炭刂破髦忻恳挥|點(diǎn)的狀態(tài)均存入可編程控制器內(nèi)部的存儲(chǔ)單元中，可以反復(fù)讀寫，故可以反復(fù)使用。 2 梯形圖中輸出繼電器（輸出變量）表示方法也不同，有圓圈、括弧和橢圓表示，而且它們的編程元件編號(hào)也不同，不論哪種產(chǎn)品，輸出繼電器在程序中只能使用一次。 3 梯形圖最左邊是起始母線，每一邏輯行必須從起始母線開始畫。梯形圖最左邊還有結(jié)束母線，一般可以將其省略。 4 梯形圖必須按照從左到右、從上到下順序書寫，可編程控制器是按照這個(gè)順序執(zhí)行程序。 5 梯形圖中觸點(diǎn)可以任

11、意的串聯(lián)或并聯(lián)，而輸出繼電器線圈可以并聯(lián)但不可以串聯(lián)。 ( 二 ) 指令表（ Instruction List ） 梯形圖編程語言優(yōu)點(diǎn)是直觀、簡(jiǎn)便，但要求用帶 CRT 屏幕顯示的圖形編程器才能輸入圖形符號(hào)。小型的編程器一般無法滿足，而是采用經(jīng)濟(jì)便攜的編程器（指令編程器）將程序輸入到可編程控制器中，這種編程方法使用指令語句（助記符語言），它類似于微機(jī)中的匯編語言。 操作碼用助記符表示要執(zhí)行的功能，操作數(shù)（參數(shù)）表明操作的地址或一個(gè)預(yù)先設(shè)定的值。歐姆龍、松下、三菱可編程控制器指令語句程序見表 2 。 語句是指令語句表編程語言的基本單元，每個(gè)控制功能有一個(gè)或多個(gè)語句組成的程序來執(zhí)行。每條語句規(guī)定可編

12、程控制器中 CPU 如何動(dòng)作的指令，它是由操作碼和操作數(shù)組成的。 （三）順序功能圖（ Sequential Chart ） 順序功能圖常用來編制順序控制類程序。它包含步、動(dòng)作、轉(zhuǎn)換三個(gè)要素。順序功能編程法可將一個(gè)復(fù)雜的控制過程分解為一些小的順序控制要求連接組合成整體的控制程序。順序功能圖法體現(xiàn)了一種編程思想，在程序的編制中具有很重要的意義。在介紹步進(jìn)梯形指令時(shí)將詳細(xì)介紹順序功能圖編程法。圖 2 所示為順序功能圖。 圖 2 順序功能圖 （四）功能塊圖（ Function Block Diagram ） 功能圖編程語言實(shí)際上是用邏輯功能符號(hào)組成的功能塊來表達(dá)命令的圖形語言，與數(shù)字電路中邏輯圖一樣，

13、它極易表現(xiàn)條件與結(jié)果之間的邏輯功能。圖 3 所示為先“或”后“與”再輸出操作的功能塊圖。 由圖可見，這種編程方法是根據(jù)信息流將各種功能塊加以組合，是一種逐步發(fā)展起來的新式的編程語言，正在受到各種可編程控制器廠家的重視。 圖 3 功能塊圖編程語言圖 （五）結(jié)構(gòu)文本（ Structure Text ） 隨著可編程控制器的飛速發(fā)展，如果許多高級(jí)功能還是用梯形圖來表示，會(huì)很不方便。為了增強(qiáng)可編程控制器的數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、圖表顯示、報(bào)表打印等功能，方便用戶的使用，許多大中型可編程控制器都配備了 PASCAL 、 BASIC 、 C 等高級(jí)編程語言。這種編程方式叫做結(jié)構(gòu)文本。與梯形圖相比，結(jié)構(gòu)文本有兩個(gè)很大優(yōu)點(diǎn)，其一，是能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，其二，是非常簡(jiǎn)潔和緊湊。用結(jié)構(gòu)文本編制極其復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算程序只占一頁紙。結(jié)構(gòu)文本用來編制邏輯運(yùn)算程序也很容易。 以上編程語言的