可編程序控制器詳解

1、可編程序控制器詳解可編程序控制器詳解3PLC的基本組成及工作原理 PLC的定義 PLC的基本組成 PLC的基本組成框圖 PLC的工作原理4PLC的定義 可編程控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的新一代工業(yè)自動(dòng)化裝置。它采用可編程序存貯器，來(lái)存貯和執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)及算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出方式，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程，是一種專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)。 5PLC的基本組成 PLC的硬件系統(tǒng) v主機(jī)oCPU（中央處理器） 運(yùn)算器和控制器集成在一片或幾片大規(guī)模集成電路中 o存貯器 系統(tǒng)程

2、序存貯器（EPROM）和用戶程序存貯器（RAM）oI/O單元v外部設(shè)備v總線 包括有電源總線、控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線vI/O接口電路 PLC與外部輸入信號(hào)、被控設(shè)備連接的轉(zhuǎn)換電路，通過(guò)外部接線端子可直接與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相連。 v編程器 可以輸入程序，并可以對(duì)用戶程序進(jìn)行檢查、修改、調(diào)試和監(jiān)視，還可以調(diào)用和顯示PLC的一些狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。 PLC的軟件系統(tǒng) v系統(tǒng)程序v用戶程序 6PLC的基本組成框圖外 打印機(jī) EPROM設(shè) 寫(xiě)入器PLC或上位計(jì)算機(jī)按鈕觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)繼電器線圈指示燈電磁閥主機(jī)COM電 源CPU 存 貯 器控 制 器輸入單元輸入單元運(yùn) 算 器系統(tǒng)程序存貯器（EPROM）外設(shè)接口 用

3、戶程序存貯器（RAM）擴(kuò)展接口電源編程器擴(kuò)展機(jī)7PLC的工作原理 工作方式 PLC采用循環(huán)掃描 是在系統(tǒng)軟件控制下，順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按用戶程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后順序向輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。 工作過(guò)程v自診斷v編程器等的通信v輸入采樣v用戶程序執(zhí)行v輸出刷新 PLC掃描過(guò)程的示意圖8PLC掃描過(guò)程的示意圖（M100）（Y430）輸出刷新階段 用戶程序執(zhí)行階段 輸入采樣階段 輸入端子輸入映象寄存器元 件映 象寄 存器輸出鎖存器輸出端子掃描周期X400讀出讀出Y430寫(xiě)入讀出9PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域 PLC的特點(diǎn) PLC的應(yīng)用領(lǐng)域10PLC的特點(diǎn) 性能穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng) 軟件簡(jiǎn)單易學(xué)

4、 功能完善 通用性好，應(yīng)用靈活 編程簡(jiǎn)單，手段多，控制程序可變 接線簡(jiǎn)單，安裝、調(diào)試工作量少 監(jiān)視功能強(qiáng)、速度快 體積小，重量輕，功耗低 11PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 開(kāi)關(guān)量邏輯控制 用于機(jī)械加工的數(shù)字控制 機(jī)器人控制 閉環(huán)過(guò)程控制 數(shù)據(jù)處理 通信和聯(lián)網(wǎng) 12PLC的基本指令與編程 PLC的編程語(yǔ)言 三菱F1系列PLC的編程元件 三菱F1系列PLC的基本指令與編程 程序的輸入、測(cè)試及運(yùn)行13PLC的編程語(yǔ)言 梯形圖LAD（Ladder Diagram） 語(yǔ)句表STL(Statement List) 控制流程圖CSF(Control System Flowchart) 高級(jí)語(yǔ)言AL（Advanced L

5、anguage） 14梯形圖LAD 梯形圖與繼電-接觸器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，其中的編程元件沿用了“繼電器”名稱(chēng)。 梯形圖的基本結(jié)構(gòu)主母線副母線觸點(diǎn)編程線圈（ ）（ ）節(jié)點(diǎn)15語(yǔ)句表STL 語(yǔ)句表類(lèi)似于計(jì)算機(jī)匯編語(yǔ)言的形式，用指令的助記符來(lái)進(jìn)行編程。它通過(guò)編程器按照語(yǔ)句表的語(yǔ)句順序逐條寫(xiě)入PLC并可直接運(yùn)行。語(yǔ)句表的指令助記符比較直觀易懂，編程也簡(jiǎn)單，便于工程人員掌握，因此得到廣泛的應(yīng)用。 16三菱F1系列PLC的編程元件 編程元件的編號(hào)規(guī)則以英文字母開(kāi)頭 字母表示編程元件的的功能后跟三位八進(jìn)制數(shù)字 編程元件v輸入繼電器（X） v輸出繼電器（Y） v定時(shí)器（T） v計(jì)數(shù)器（C） v輔助繼電器

6、（M） v特殊輔助繼電器（M） v狀態(tài)器（S） 17輸入繼電器（X） 數(shù)量 輸入繼電器共有24個(gè) 編號(hào) X400X407 X410X413 X500X507 X510X513 特點(diǎn) 在梯形圖中只能有輸入繼電器的觸點(diǎn)，而不能出現(xiàn)輸入繼電器的線圈。 18輸出繼電器（Y） 數(shù)量 輸出繼電器共有16個(gè) 編號(hào) Y430Y437 Y530Y537 特點(diǎn) 輸出繼電器的線圈不能由PLC的外部信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)，只能由程序的執(zhí)行結(jié)果來(lái)驅(qū)動(dòng)。 19定時(shí)器（T） 數(shù)量 定時(shí)器共有32個(gè) 編號(hào) T050T057 T450T457 T550T557 T650T657 特點(diǎn)v 定時(shí)器相當(dāng)于繼電-接觸器控制系統(tǒng)中的時(shí)間繼電器，它能

7、提供無(wú)數(shù)對(duì)常開(kāi)、常閉延時(shí)觸點(diǎn)供用戶編程使用。v 定時(shí)器的延時(shí)時(shí)間是由編程中的設(shè)定值K來(lái)決定的。 20計(jì)數(shù)器（C） 數(shù)量 計(jì)數(shù)器共有32個(gè) 編號(hào) C060C067 C460C467 C560C567 C660C667 特點(diǎn)v計(jì)數(shù)器主要于記錄脈沖個(gè)數(shù)或根據(jù)脈沖個(gè)數(shù)設(shè)定某一時(shí)間。v計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍是0999 21輔助繼電器（M）種類(lèi)一是通用型，不具備掉電保護(hù)功能另一種是掉電保護(hù)型，失電后不復(fù)位。 數(shù)量 通用型輔助繼電器共有128個(gè) 掉電保護(hù)型輔助繼電器64點(diǎn) 編號(hào) 通用型 M100M277 掉電保護(hù)型 M300M377 特點(diǎn)v輔助繼電器的功能相當(dāng)于繼電-接觸器控制系統(tǒng)電路中的中間繼電器。v它不能由任

8、何外部設(shè)備來(lái)驅(qū)動(dòng)，也不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。 22特殊輔助繼電器（M）和狀態(tài)器（S） 特殊輔助繼電器數(shù)量 15個(gè) 特殊輔助繼電器編號(hào) M70M74 M76M77 M470M473 M570M573 特殊輔助繼電器用途 進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)視、初始化脈沖、電池電壓下降指示等 狀態(tài)器的數(shù)量 40個(gè)狀態(tài)器的用途 在編制步進(jìn)程序中使用的基本元件 狀態(tài)器的編號(hào) S600S647 狀態(tài)器的特點(diǎn) 屬于掉電保護(hù)繼電器 23三菱F1系列PLC的基本指令與編程 LD、LDI、OUT指令 AND、ANI指令 OR、ORI指令 ORB指令 ANB指令 S、R指令 RST指令 MC、MCR指令 END指令 24LD、LDI、OUT

9、指令 指令的作用LD（LoaD）:取指令，是常開(kāi)觸點(diǎn)與母線的連接指令。LDI(LoaD Inverse)：取反指令，是常閉觸點(diǎn)與母線的連接指令。OUT：驅(qū)動(dòng)線圈的輸出指令。 指令的使用說(shuō)明LD、LDI可與后面講到的塊操作指令A(yù)NB、ORB相配合，用于分支電路的起點(diǎn) OUT指令用于Y、M、T、C、S及F（功能指令線圈），不能用于X；并聯(lián)輸出OUT指令可連續(xù)使用任意次 OUT指令用于T和C，其后須跟常數(shù)K。K為延時(shí)時(shí)間或計(jì)數(shù)次數(shù) 指令舉例25LD、LDI、OUT指令的例子K 10K 10（T450T450）（Y430Y430）（Y431Y431）（Y431Y431）T450T450X401X401

10、X400X400LD X400LD X400OUT Y430OUT Y430LDI X401LDI X401OUT Y431OUT Y431OUT T450OUT T450K 10K 10LD T450LD T450OUT Y431OUT Y431（a）梯形圖 （b）語(yǔ)句表26AND、ANI指令 指令的作用AND：與指令，用于單個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)的串聯(lián)；ANI(ANd Inverse)：與反指令，用于單個(gè)常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)。 指令的使用說(shuō)明AND和ANI指令用于單個(gè)觸點(diǎn)與左邊觸點(diǎn)的串聯(lián)，可連續(xù)使用； 若是兩個(gè)并聯(lián)電路塊（兩個(gè)或兩個(gè)以上觸點(diǎn)并聯(lián)連接的電路）串聯(lián)，則需用后面的ANB指令。 指令舉例27AND、

11、ANI指令舉例 LD X400LD X400 AND X401 AND X401 OUT Y430 OUT Y430 LD X402 LD X402 ANI Y430 ANI Y430 OUT Y431 OUT Y431 AND X403 AND X403 OUT Y432 OUT Y432（Y431Y431）（Y432Y432）（Y430Y430）X400X400X403X403X40X401X402X402Y430Y430（a）梯形圖 （b）語(yǔ)句表28OR、ORI指令 指令的作用OR：或指令，用于單個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)的并聯(lián)；ORI(OR Inverse)：或反指令，用于單個(gè)常閉觸點(diǎn)的并聯(lián)。 指令的

12、使用說(shuō)明OR、ORI指令僅用于單個(gè)觸點(diǎn)與前面觸點(diǎn)的并聯(lián)；若是兩個(gè)串聯(lián)電路塊（兩個(gè)或兩個(gè)以上觸點(diǎn)串聯(lián)連接的電路）相并聯(lián)，則用后面將學(xué)的ORB指令。 指令舉例29OR、ORI指令舉例（Y430Y430）（Y431Y431）X403X403 Y430Y430M101M101Y431Y431X404X404X400X400X402X402X401X401LD X400LD X400OR X402OR X402AND X401AND X401OUT Y430OUT Y430LD X403LD X403AND Y430AND Y430OR Y431OR Y431AND X404AND X404ORI M1

13、01ORI M101OUT Y431OUT Y431（a a）梯形圖）梯形圖 （b b）語(yǔ)句表）語(yǔ)句表30ORB指令 指令的作用ORB(OR Block)：或塊指令，用于串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接 指令的使用說(shuō)明串聯(lián)電路塊與前面的電路并聯(lián)連接時(shí)，分支的開(kāi)始用LD、LDI指令，分支結(jié)束用ORB指令；串聯(lián)支路并聯(lián)的次數(shù)不受限制，但每并聯(lián)一次就要用一次ORB指令；ORB指令不帶目標(biāo)編程元件，是一個(gè)獨(dú)立指令。 指令舉例31ORB指令舉例 LD X400 LD X400 AND X401 AND X401 LD X402 LD X402 AND X403 AND X403 ORB ORB LDI X404 L

14、DI X404 OR X406 OR X406 ANI X405 ANI X405 ORB ORB OUT Y430 OUT Y430（Y430Y430）X402X402X403X403X404X404X406X406X405X405X400X400X401X401（a a）梯形圖）梯形圖 （b b）語(yǔ)句表）語(yǔ)句表32ANB指令 指令的作用ANB(And Block)：與塊指令，用于并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接 指令的使用說(shuō)明并聯(lián)電路塊與前面的電路串聯(lián)連接時(shí)，分支的開(kāi)始用LD、LDI指令，分支結(jié)束用ANB指令； 多個(gè)并聯(lián)電路塊連續(xù)串聯(lián)連接，按順序用ANB指令進(jìn)行連接，ANB使用次數(shù)不受限制；ANB指令

15、不帶目標(biāo)編程元件，是一個(gè)獨(dú)立指令。 指令舉例33ANB指令舉例 LD X400LD X400 OR X403 OR X403 LD X401 LD X401 ORI X404 ORI X404 ANB ANB LD X402 LD X402 OR X405 OR X405 ANB ANB ORI X406 ORI X406 OUT Y430 OUT Y430（Y430Y430）X400X400X401X401X403X403X405X405X404X404X402X402X406X406（a a）梯形圖）梯形圖 （b b）語(yǔ)句表）語(yǔ)句表34S、R指令 指令的作用S（Set）：置位指令,使操作保

16、持的指令。R(Reset)：復(fù)位指令，使操作保持復(fù)位的指令。 指令的使用說(shuō)明S指令用于將Y、S、M200M377等元素置1并具有保持功能；R指令用于取消Y、S、M200M377等元素的自保持功能并置0。 指令舉例35S、R指令舉例（R M205R M205）（S M205S M205）X400X400X401X401 LD X400 LD X400 S M205 S M205 LDI X401 LDI X401 R M205 R M205（a a）梯形圖）梯形圖 （b b）語(yǔ)句表）語(yǔ)句表36RST指令 指令的作用RST（ReSeT）：復(fù)位指令，用于計(jì)數(shù)器或移位寄存器的復(fù)位。 指令的使用說(shuō)明程序

17、執(zhí)行時(shí)優(yōu)先執(zhí)行RST指令,在復(fù)位狀態(tài)時(shí),計(jì)數(shù)器或移位寄存器不再接受其它輸入數(shù)據(jù)；復(fù)位電路、計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)電路及移位寄存器的移位電路是相互獨(dú)立的,編寫(xiě)時(shí)可任意安排它們的先后次序。 指令舉例37RST指令舉例 LD X400LD X400 OR M71 OR M71 RST C461 RST C461 LD X402 LD X402 ANI M120 ANI M120 OUT C461 OUT C461 K 10 K 10 LD C461 LD C461 OUT Y430 OUT Y430（Y430Y430）X400X400K 10K 10M71M71M12M120RSTRSTC461C461OUTOUTX402X402C46C461（a a）梯形圖）梯形圖 （b b）語(yǔ)句表）語(yǔ)句表38MC、MCR指令 指令的作用MC(Master Control)：主控指令，用于公共邏輯條件控制多個(gè)線圈，使主母線移到主控觸點(diǎn)之后。MCR(Master Control Reset)：主控復(fù)位指令，用于將母線復(fù)位。 指令的使用說(shuō)明MC和MCR指令只對(duì)M100M177起作用；MC主控觸點(diǎn)（可同時(shí)控制許多電路的觸點(diǎn)）后的電路由LD或LD