可編程序控制器(PLC)課件

1、可編程序控制器 （PLC） 可編程序控制器 1. 概述 2. 編程語言簡介 3. PLC指令及編程方法 4. 應(yīng)用舉例 5. 實驗 1). PLC是什么含義? PLC- Programmable logic controller 可編程邏輯控制器 隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，可編程控制器的功能已遠遠超出了順序控制的范圍。被稱為可編程控制器（Programmable controller，略寫PC)。為區(qū)別于Personal Computer (PC)，故沿用PLC 這個略寫。1. 概述CPU POWERPCFP1-C16小型機：中、大型機：2) PLC的外形編程單元電源3) PLC結(jié)構(gòu)

2、示意圖中央處理單元存儲器數(shù)據(jù)存儲器輸出接口地址總線 控制總線數(shù)據(jù)總線照明電磁裝置執(zhí)行機構(gòu)。輸入接口模擬量輸入行程開關(guān)繼電器接點各種開關(guān) 4）各組成部分的作用 存儲器： RAM：存儲各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、用戶正調(diào) 試的程序。 ROM：存放監(jiān)控程序和用戶已調(diào)試好的程序。 CPU：(1) 將各種輸入信號取入存儲器。(2) 編譯、執(zhí)行指令。(3) 把結(jié)果送到輸出端。(4) 響應(yīng)各種外部設(shè)備的請求。 輸入接口：將按鈕、行程開關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入主機 采用光電隔離實現(xiàn)了PLC的內(nèi)部電路與外部電路的電氣隔離減小了電磁干擾減小了電磁干擾PLC光電耦合輸入電路示意圖接線端子鎖存電路CPU

3、COM公共端子 輸出接口：將主機向外輸出的信號轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動外部執(zhí)行電路的信號，以便控制接觸器線圈等電器通斷電；另外輸出電路也使計算機與外部強電隔離 輸出三種形式：繼電器 - 低速大功率可控硅 - 高速大功率晶體管 - 高速小功率（1）.繼電器輸出示意圖輸出數(shù)據(jù)鎖存器輸出控制電路負載內(nèi)部電路KMKMCOM公共端子OUT輸出端子（2）. 晶體管輸出示意圖輸出數(shù)據(jù)鎖存器輸出控制電路負載5-12VCOMOUTOUT輸出端子COM公共端子（3）.晶閘管輸出輸出數(shù)據(jù)鎖存器輸出控制電路負載85-250VOUTCOMOUT輸出端子COM公共端子5）PLC的工作方式.微機：等待命令。PLC：循環(huán)掃描。CPU從

4、第一條指令開始執(zhí)行，遇到結(jié)束符又 返回第一條，不斷循環(huán)。一個掃描周期 O刷新 I刷新執(zhí)行指令這種工作方式有什么好處？答：對慢速響應(yīng)系統(tǒng)，增強了抗干擾能力。2. 編程語言簡介PLC是如何描述邏輯關(guān)系?這種工作方式的好處是：抗干擾能力增強。但使得plc做成的控制系統(tǒng)響應(yīng)速度變慢。邏輯關(guān)系 梯形圖 助記符Y0X0X1STX0ANX1OTY0STX0ORX1OTY0ST / X0OTY0與或非ANDORNOT當(dāng) X0 與 X1 都 “ON” 時，則輸出 Y0 “ON”。當(dāng) X0 或 X1 “ON” 時，則輸出 Y0 “ON”。當(dāng) X0 “OFF” 時，則輸出 Y0 “ON”。Y0X0X1Y0X0母線S

5、T：（Start） 從母線開始一個新邏輯行時，或開始一個邏輯塊時， 輸入的第一條指令。 ST：以常開接點開始 ST/：以常閉接點開始OT：（Output） 表示輸出一個變量。ED：（End）表示程序無條件結(jié)束。CNED：（Condition end）程序有條件結(jié)束。NOP：（No-operation) 空操作指令。 基本指令邏輯關(guān)系 梯形圖 助記符STX0ORX1STX2ORX3ANSOTY0STX0ANX1STX2AN / X3ORSOTY0當(dāng) “X0 或 X1”與“X2 或X3” 都 “ON” 時，則輸出 Y0 “ON”。區(qū)塊與AND STACK區(qū)塊或OR STACK當(dāng) “X0 與 X1”

6、或“X2 與X3非” “ON” 時，則輸出 Y0 “ON”。Y0X0X1X2X3Y0X0X2X1X3例1：直接啟動停車控制控制電路圖SB1SB2KMKMI/O分配： X0：啟動 X1：停車 Y0：KM常閉接點常閉按鈕Why?X1X0COMY0COMKMSB2SB1PLC外部接線圖程序：(ED)Y0X1Y0X0例1：直接啟動停車控制控制電路圖SB1SB2KMKMI/O分配： X0：啟動 X1：停車 Y0：KM常開接點常閉按鈕Why?X1X0COMY0COMKMSB2SB1PLC外部接線圖(ED)Y0X1Y0X0程序：KMRM3ABCKMFFUQSKHKMFSB1KMFSBFKHKMRKMRSBR

7、KMRKMFY0X0X2X1Y1X0Y1Y0Y0Y1I/O分配： STX0 SSF X1 SSR X2 KMF Y0 KMR Y1例2：三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制Y0X0X2X1Y1X0Y1Y0Y0Y1Y0X0X2X1Y1X0Y1Y0Y0Y1STX1ORY0AN / X0AN / Y1OTY1STX2ORY1AN / X0AN / Y0OTY0ED編程中應(yīng)注意的幾個問題(ED)X0Y0X1Y0(ED)X1Y0X0Y01.用電路變換簡化程序(減少指令的條數(shù)）2.邏輯關(guān)系應(yīng)盡量清楚(避免左輕右重)X3X2X5X4X6X8X7Y0X9(ED)X3X2X5X4X6X8X7Y0X9(ED)X5X6X2X

8、2編程中應(yīng)注意的幾個問題3.避免出現(xiàn)無法編程的梯形圖X5(ED)X1X3X2Y1X4Y2X1(ED)X3X2Y1X5X3X1X4Y2X5編程中應(yīng)注意的幾個問題PSHS, RDS,POPS （棧指令）Y0X0Y1R30X2X1X2ST X0PSHSAN X2OT Y0RDSAN X1OT Y1POPSAN/ X2OT R30功能解釋PSHS (Push Stack) ： 將結(jié)果存入堆棧RDS (Read Stack)：從堆棧讀數(shù)POPS (Pop Stack)：從堆棧讀數(shù)并清空堆棧DF, DF/：微分指令(DF)R30(DF/)R31X0X1ST X0DFOT R30ST X1DF/OT R31

9、X0接通瞬間（上升沿），R30接點接通一個掃描周期。X1斷開瞬間（下降沿），R31接點接通一個掃描周期。功能解釋指令使用當(dāng)只需要信號的上升或下降沿時使用。例：啟動或停車按鈕信號。TM:（定時指令）XTn輸入接點定時器號碼（FP1:099）時間常數(shù):132767類型R：時鐘為0.01秒X：時鐘為0.1秒Y：時鐘為1秒（1）時間常數(shù)與類型一起確定了定時的時間。（2）定時器為減計數(shù)。當(dāng)輸入接點接通時，每來一個時 鐘脈沖減1，直到減為0。這時，定時器的常開接點 閉合，常閉接點斷開。當(dāng)輸入接點斷開時，定時器 復(fù)位。說明：動作說明：當(dāng)Y0閉合后，定時器TM5開始計時。經(jīng)過300.1=3s后，Y1閉合，Y2

10、斷開。Y0TX K 305Y1T5Y2T5ST Y0TMX 5K 30ST T5OT Y1ST/ T5OT Y2例：定時器應(yīng)用舉例與定時器有關(guān)的兩個寄存器：EVn 和SVn (n為寄存器編號,該編號與定時器編號對應(yīng))EVn：存儲定時器TMn的過程值。SVn：存儲定時器TMn的設(shè)置值。CTn計數(shù)器初始值：132767計數(shù)器編號(FP1機：100143)計數(shù)脈沖復(fù)位信號（1）復(fù)位信號接通時，計數(shù)器復(fù)位，裝入初始值。（2）復(fù)位信號斷開時，每來一個計數(shù)脈沖減1，直 到減為0，計數(shù)器的常開接點接通，常閉接點 斷開。CT:（計數(shù)器）說明：與計數(shù)器有關(guān)的兩個寄存器：EVn 和SVn (n為寄存器編號,該編號

11、與計數(shù)器編號對應(yīng))EVn：存儲計數(shù)器 CTn 的過程值。SVn：存儲計數(shù)器 CTn 的設(shè)置值。CT1003 】 ED Y0C100X0X11. 輸入/輸出點數(shù) ( I/O點數(shù) )。2. 掃描速度。 單位： ms /1000步 或 s /步3. 內(nèi)存容量。4. 指令條數(shù)。5. 內(nèi)部寄存器數(shù)目。6. 高功能模塊。 10.1.4 主要技術(shù)性能1. 抗干擾、可靠性高。2. 模塊化組合式結(jié)構(gòu)，使用靈活方便。3. 編程簡單，便于普及。4. 可進行在線修改。5. 網(wǎng)絡(luò)通訊功能，便于實現(xiàn)分散式測控系統(tǒng)。6. 與傳統(tǒng)的控制方式比較，線路簡單。10.1.5 優(yōu)點指令表（助記符）語言梯形圖語言流程圖語言布爾代數(shù)語言

12、常用助記符語言：類似于微機中的匯編語言。梯形圖語言：沿襲了傳統(tǒng)的控制圖。直觀明了，易于掌握。10. 2. 2 編程語言一. PLC 的編程語言有：二. 梯形圖的規(guī)則：（1）梯形圖的左邊為起始母線，右邊為結(jié)束母線。 梯形圖按從左到右、從上到下的順序書寫。（2）梯形圖中的接點（對應(yīng)觸頭）有兩種：常開（ ） 和 常閉（ ）（3）輸出用 表示， 如 - R0、-Y0 。一個 輸出變量只能輸出一次。輸出前面必須有接點。（4）梯形圖中，接點可串可并，但輸出只能并不能串。（5）程序結(jié)束時有結(jié)束符 -（ED）。10.3 PLC指令及編程方法各個廠家生產(chǎn)的 PLC 產(chǎn)品的指令系統(tǒng)大同小異。編程方法也類似。以下介

13、紹以松下電工的PLC產(chǎn)品為例。10. 3. 1、指令的分類 鍵盤指令、非鍵盤指令、高級指令一. 按編程器輸入指令的方式分類PCFP PROGRAMMER(HELP)CLRWRTFN/PFLSTKIX/IYNOTDT/LdREADOTLWLORRWRANYWYSTXWXSRC(-)OP(BIN)K/HSCCTCEVTMTSVACLRENTBAFEDC 98 3 2 1 0 7 6 5 4(DELT)CLR鍵盤指令：可從鍵盤上直接鍵入的指令擴展功能指令：用F鍵加功能號方可鍵入的指令。非鍵盤指令：用指令代碼方可輸入的指令。SCSC指令代碼 基本指令 數(shù)據(jù)傳送指令 算術(shù)運算指令 位移指令 位操作指令

14、數(shù)據(jù)變換指令 轉(zhuǎn)移控制指令 特殊控制指令二. 按指令的功能分類按指令的功能可分為：一. 數(shù)據(jù)傳送指令：F0(MV) 、F1(MV/)F0 MV S D功能說明：S為常數(shù)或寄存器，D 為寄存器。當(dāng)條件滿足時，S或S的內(nèi)容傳送到D。F0(MV)：把 S 或 S 的內(nèi)容傳送到D。 F1(MV/)：把 S 或 S 的內(nèi)容求反后傳送到D。10. 3. 3、其他常用指令簡介其他傳送指令常用的有：F10(BKMV)， F11(COPY)等等。例：某控制控制系統(tǒng)，若出現(xiàn)嚴重故障信號，則所有的動作全停，故障指示顯示。F0 MV K1 WY0X0I/O分配： X0：故障信號 Y0：故障指示 其他輸出端：Y1YF二

15、. 算術(shù)指令：F60(CMP) F60 CMP EV0 K100R10Y0R10R900AY1R10R900BY2R10R900C其它的算術(shù)運算指令，如算術(shù)運算、BCD碼運算、比較指令等等。功能說明：當(dāng)R10接通時，比較EV0和100，若EV0100，則Y0接通；若EV0=100，則Y1接通；若EV0100，則Y2接通。例：設(shè)計一個順序控制電路:啟動時，電機D1先啟動，3s后電機D2啟動，再過5s后電機D3啟動。I/O分配：X0：啟動按鈕X1：停車按鈕Y0：電機D1Y1：電機D2Y2：電機D3Y1(DF)TX K 300TX K 501(ED)Y0X0Y0T0X1Y0Y2T1Y1方案一(DF)

16、TX K 300TX K 501(ED)Y0X0Y0T0X1Y0Y2T1Y1Y1方案一方案二(DF)TX K 800(ED)Y0X0Y0R900CX1Y0Y2T0F60 CMP EV0 K50R9010Y1三. 移位指令：(1) 左移指令 SR INCPCLRSR WRn（1）SR指令只能對WR型寄存器進行移位。（2）IN：串行輸入端（補位），接點通，補1， 接點斷，補0。（3）CP：移位脈沖（4）CLR：復(fù)位清零。INOUT說明：210534SW2SW3SW1MV次品正品SW1:檢測有無次品SW2:檢測凸輪的突起SW3:檢測有無次品落下SW1,SW2,SW3為光電傳感器:凸輪每轉(zhuǎn)一圈發(fā)出一個

17、脈沖，且每個脈沖過一個物品。當(dāng)次品移到4號位時，電磁閥MV打開，次品落入次品箱內(nèi)。無次品則自動掉入正品箱內(nèi)。有一復(fù)位按鈕SB實現(xiàn)手動復(fù)位。I/O分配：X0: SW1X1: SW2X2: SW3X3: SBY0: MV例：I/O分配：X0: SW1 檢測有無次品X1: SW2 檢測凸輪的突起X2: SW3 檢測有無次品落下X3: SB 復(fù)位Y0: MVX1X0R4X3X2(ED)SR WR 0KP Y0 RF RE RD RC RB RA R 9 R 8 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 R0IN無次品時該位總為0例一：沖壓機控制程序工作指示燈帶式輸送機輸送機傳動電機工件沖壓機氣筒沖壓工

18、作結(jié)束加工品檢測搬運結(jié)束(x1)(X1) ( X3)(X2)啟動開關(guān)(X1)(Y0)(Y1)10.4 應(yīng)用舉例10. 5. 1 PLC的三種工作方式：program, remote, run編程時，把開關(guān)撥到 PROG. 處。運行時，把開關(guān)撥到 RUN 處。與PC機通訊時，開關(guān)撥至 REMOTE 處。若開關(guān)在 RUN 處就試圖修改程序，則蜂鳴器響。這時，按 ACLR 鍵 或 CLR 鍵，然后把開關(guān)撥到正確位置。10.5 實驗10. 5. 2 指令輸入：2. I/O功能鍵有多種功能，如： ，輸入 的是什么由編程器自動判斷。 STX.WX3. 操作鍵有多種功能，如 ，用 鍵切換。(HELP)CLRSC1. 每輸入一條指令按一下 鍵存入。WRTPCFP PROGRAMMER(HELP)CLRWRTFN/PFLSTKIX/IYNOTDT/LdREADOTLWLORRWRANYWYSTXWXSRC(-)OP(BIN)K/HSCCTCEVTMTSVACLRENTBAFEDC 98 3 2 1 0 7 6 5 4(DELT)CLR鍵盤指令：可從鍵盤上直接鍵入非鍵盤指令：用指令代碼輸入SCSC指令代碼若不