機(jī)電傳動(dòng)控制之可編程序控制器

1第一章概論（0.5h）第二章機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)（1.5h）第三章直流電機(jī)（4h）第四章交流電機(jī)（6h）第五章控制電機(jī)（4h+2h）第六章繼電器－接觸器控制（6h+2h）第七章可編程序控制器（14h+8h）《機(jī)電傳動(dòng)控制》目錄（48h）2CH7可編程序控制器7.1結(jié)構(gòu)和原理

7.2功能和特點(diǎn)

7.3編程元件

7.4軟件技術(shù)

7.5應(yīng)用

7.6功能順序圖SFC3PLC

是一種以微處理器為核心的工業(yè)控制用計(jì)算機(jī)。它把算邏運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等控制功能，以一系列指令形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，然后根據(jù)存儲(chǔ)的程序，通過(guò)數(shù)字或模擬量輸入輸出部件對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制。PLC、機(jī)器人、CAD/CAM并稱為工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱！ProgrammableLogicController41969年，美國(guó)DEC成功應(yīng)用于GM的生產(chǎn)線！

1971年，日本，三菱、歐姆龍。三菱公司代表產(chǎn)品：Q、QnA、AnS、A（模塊型）

FX（單元型）等系列。

1973年，歐洲，德國(guó)西門子

代表產(chǎn)品：S7-200（微型）、S7-300（小中型）

S7-400（大、超型）

1974年，我國(guó)?，F(xiàn)有約66家，仿三菱的多。PLC的由來(lái)5一、結(jié)構(gòu)7.1結(jié)構(gòu)和原理輸入處理程序處理輸出處理按鈕信號(hào)開(kāi)關(guān)信號(hào)脈沖信號(hào)傳感器信號(hào)繼電器線圈接觸器線圈電磁閥線圈制動(dòng)器線圈離合器線圈模擬量等6二、PLC的結(jié)構(gòu)形式整體式輸入點(diǎn)輸出點(diǎn)輸入指示燈輸出指示燈狀態(tài)燈7二、PLC的結(jié)構(gòu)形式模塊式單元式8三、I/O接口(輸入處理過(guò)程)圖7.4直流開(kāi)關(guān)量的輸入電路（約10ms）01…………X10斷/無(wú)0通/有19三、I/O接口(輸出處理過(guò)程)1/0通/斷R10三、I/O接口T11

12四、PLC的工作原理

PLC的基本工作原理是以掃描工作周期方式運(yùn)行的，每次掃描工作周期后信號(hào)由鎖存器并行輸出去驅(qū)動(dòng)輸出繼電器，使輸出端子上的信號(hào)變?yōu)楸敬喂ぷ髦芷谶\(yùn)行結(jié)果的實(shí)際輸出。自診斷通訊服務(wù)執(zhí)行用戶程序

輸出處理（幾ms）輸入采樣（幾ms）stoprun掃描周期137.2PLC的主要功能和特點(diǎn)一、功能邏輯控制定時(shí)/計(jì)數(shù)數(shù)控A/D、D/A轉(zhuǎn)換通信與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理二、特點(diǎn)1、簡(jiǎn)單靈活、通用性好2、操作方便3、完善的監(jiān)視和診斷功能4、抗干擾能力強(qiáng)5、性/價(jià)比高14工作方式：串行工作與并行工作控制方式：程序控制與布線控制三、PLC與繼電器控制的主要區(qū)別157.3PLC的編程元件FX2NFX系列PLC型號(hào)的含義FX

—特殊品種的區(qū)別輸出形式R，T，S單元類型M，E，EX，EYI/O總點(diǎn)數(shù)14~256系列序號(hào)0，1S，0N，1N，2，2C，1S，2N，2NC16FX2N系列17種（AC電源，DC輸入）的基本單元M

177.3PLC的編程元件(以FX2N-48MR為例）一、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及編程元件

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)十進(jìn)制（字?jǐn)?shù)據(jù)）—K，M，T，C，S的編號(hào)二進(jìn)制（位數(shù)據(jù)）—PLC內(nèi)部的存放形式

八進(jìn)制—X、Y的編號(hào)十六進(jìn)制H—指令中的操作數(shù)

BCD碼—4位二進(jìn)制表示的十進(jìn)制數(shù)常數(shù)K、H

編程元件

對(duì)應(yīng)輸入輸出端子、內(nèi)部的每一個(gè)存儲(chǔ)單元。

功能不同，地址編號(hào)固定。181、輸入繼電器

X2、輸出繼電器Y輸入：接收外部輸入信號(hào)，內(nèi)部編程觸點(diǎn)無(wú)限（常開(kāi)、常閉）輸出：用于控制外接負(fù)載，內(nèi)部編程觸點(diǎn)無(wú)限！型號(hào)FX2N-16MFX2N-32MFX2N-48MFX2N-64MFX2N-80MFX2N-128M擴(kuò)展時(shí)輸入X000-X0078點(diǎn)X000-X01716點(diǎn)X000-X02724點(diǎn)X000-X03732點(diǎn)X000-X04740點(diǎn)X000-X07764點(diǎn)X000-X267184點(diǎn)輸出Y000-Y0078點(diǎn)Y000-Y01716點(diǎn)Y000-Y02724點(diǎn)Y000-Y03732點(diǎn)Y000-Y04740點(diǎn)Y000-Y07764點(diǎn)Y000-Y267184點(diǎn)輸入輸出總點(diǎn)數(shù)不得超過(guò)256點(diǎn)！19PLC系統(tǒng)作用與功能示意圖公共端公共端…………203、定時(shí)器T

通過(guò)對(duì)某個(gè)脈沖（1ms、10ms、100ms）累積個(gè)數(shù)來(lái)完成定時(shí)。

作用相當(dāng)于一個(gè)時(shí)間繼電器內(nèi)部包括：一個(gè)設(shè)定值寄存器（字）——常數(shù)K=1~32767一個(gè)當(dāng)前值寄存器（字）21普通定時(shí)器

T0~T245100ms定時(shí)器T0~T199（200點(diǎn)）定時(shí)范圍0.1~3276.7s10ms定時(shí)器T200~T245（46點(diǎn)）定時(shí)范圍0.01~327.67s22積算定時(shí)器

T246~T2551ms定時(shí)器T246~T249（4點(diǎn)）定時(shí)范圍0.001~32.767s中斷動(dòng)作100ms定時(shí)器T250~T255（6點(diǎn)）定時(shí)范圍0.1~3276.7s234、計(jì)數(shù)器C可對(duì)X、Y、M、S、T的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。觸點(diǎn)無(wú)限。16位通用增計(jì)數(shù)器C0~C99（100點(diǎn)）16位停電保持增計(jì)數(shù)器C100~C199（100點(diǎn)）停止計(jì)數(shù)

2432位通用增/減雙向計(jì)數(shù)器C200~C219（20點(diǎn)）32位停電保持增/減雙向計(jì)數(shù)器C220~C234（15點(diǎn)）

對(duì)應(yīng)一個(gè)特殊輔助繼電器M8200~8234OFF/ON增/減

時(shí)序圖25高速計(jì)數(shù)器C235~C255（21點(diǎn)）

只能記錄約定的經(jīng)輸入端子送入的外部信號(hào)（最高10千赫）。均為32位增/減雙向計(jì)數(shù)器。增/減控制由對(duì)應(yīng)的M8235~M8255或指定的輸入端子決定。中斷原則運(yùn)行，獨(dú)立于掃描周期。26對(duì)指定輸入由OFFON信號(hào)計(jì)數(shù)X0~X7不能同時(shí)用于多個(gè)計(jì)數(shù)器

27

28

295、輔助繼電器

M

類似中間繼電器，線圈與輸出繼電器一樣，由PLC內(nèi)部各軟元件驅(qū)動(dòng)，但觸點(diǎn)無(wú)限，不能驅(qū)動(dòng)負(fù)載！

通用輔助繼電器M0~M499（500點(diǎn)）停電保持輔助繼電器M500~M1023（524點(diǎn)）可用參數(shù)設(shè)置方法改變其為非停電保持用。兩臺(tái)PLC并聯(lián)時(shí)，M800~M999保留作點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信用。停電保持專用輔助繼電器M1024~M3071（2048點(diǎn)）30

特殊輔助繼電器M8000~M8255（256點(diǎn)）

只能利用其觸點(diǎn)（只讀）

M8000

運(yùn)行（RUN）監(jiān)控

M8002

初始化脈沖

M8012

100ms時(shí)鐘脈沖

M8013

1S時(shí)鐘脈沖

可驅(qū)動(dòng)線圈型（讀/寫）

M8033

PLC停止時(shí)輸出保持

M8034禁止全部輸出316、數(shù)據(jù)寄存器D每個(gè)16位（最高位為符號(hào)位）兩個(gè)D合并為32位（最高位為符號(hào)位）通用D0~D199（200點(diǎn)）—PLC由RUNSTOP時(shí)全部數(shù)據(jù)清零。停電保持D200~D511（312點(diǎn)）兩臺(tái)PLC點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信時(shí)用D490~D509（20點(diǎn)）。特殊D8000~D8255（256點(diǎn)）監(jiān)控PLC中各種元件的運(yùn)行方式。文件寄存器D1000~D2999（2000點(diǎn)）用于存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)。如數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)等。327、指針P/I

分支指令用指針P0~P63（64點(diǎn)）配合應(yīng)用指令FNC00（CJ）、FNC01（CALL）、FNC06（FEND）、FNC02（SRET）及END。CJP0…X20標(biāo)號(hào)P0轉(zhuǎn)移指令CALLP1…X21標(biāo)號(hào)P1調(diào)用指令子程序FEND…SRETX33Y0P63END標(biāo)號(hào)P6333

中斷用指針I(yè)0~I8（15點(diǎn)）輸入中斷

I00~I50（6點(diǎn)）0：下降沿中斷1：上升沿中斷0~5：X0~X5的輸入信號(hào)有效時(shí)中斷，不受掃描周期的影響，執(zhí)行該指針為標(biāo)號(hào)后面的中斷子程序（如I001），并依IRET返回。34定時(shí)器中斷

I6~I8（3點(diǎn)）10~99ms定時(shí)器中斷號(hào)6~8計(jì)數(shù)器中斷

I010~I060（6點(diǎn)）依PLC內(nèi)部高速計(jì)數(shù)器的比較結(jié)果，執(zhí)行中斷子程序。利于高速計(jì)數(shù)器優(yōu)先處理。注意：中斷指針必須編在FEND指令的后面作為標(biāo)號(hào)；中斷點(diǎn)數(shù)不能多于9點(diǎn)，嵌套不多于2級(jí)，指針百位不能復(fù)用，中斷用的輸入端子不能用于高速處理。358、狀態(tài)元件

S

重點(diǎn)用在順控程序中，與步進(jìn)順控指令STL組合使用。四種類型：初始狀態(tài)S0~S9（10點(diǎn)）回零S10~S19（10點(diǎn)）通用S20~S499（480點(diǎn)）保持S500~S899（400點(diǎn)）報(bào)警S900~S999（100點(diǎn)）36步進(jìn)順控系統(tǒng)示例S2S20S21S22初始狀態(tài)Y0下降Y1夾緊Y2上升啟動(dòng)X0下限X1夾緊X2上限X3

啟動(dòng)信號(hào)X0一接通，S20就置位（ON），同時(shí)下降電磁閥Y0動(dòng)作……

隨著狀態(tài)動(dòng)作的轉(zhuǎn)移，原來(lái)的狀態(tài)自動(dòng)復(fù)位！狀態(tài)流程圖377.4PLC的軟件技術(shù)一、編程方法1、梯形圖—類似繼電器電路2、語(yǔ)句表—匯編語(yǔ)言3、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖—順序功能圖SFC

（SequentialFunctionChart）38梯形圖自上而下、從左到右39

指令格式：操作碼操作數(shù)如：LDX2二、

基本指令基本指令：27條，0.08μs/程序步步進(jìn)順控指令：2條功能指令：14類，246條（FX2N128條）

1.52~幾百μs/指令40二、

基本指令1、輸入、輸出指令LD/LDI/OUT41422、觸點(diǎn)串聯(lián)指令（AND/ANI）43443、觸點(diǎn)并聯(lián)指令（OR/ORI）454、塊或指令（ORB）465、塊與指令（ANB）476、置位與復(fù)位指令（SET/RST）置1/復(fù)位并保持48RST指令在計(jì)數(shù)器中的應(yīng)用497、主控指令（MC/MCR）508、棧指令（MPS/MRD/MPP）519、脈沖指令（LDP/LDF、ANDP/ANDF、ORP/ORF）525310、程序結(jié)束

END輸出處理程序回第0步便于調(diào)試547.4.3常用編程技巧1、程序的合理性√55√

562、程序的正確性√

57√

√

583、定時(shí)器的使用1s1s1.9s59用定時(shí)器產(chǎn)生周期脈沖信號(hào)60開(kāi)關(guān)量的控制閉環(huán)過(guò)程控制-

PID功能組合機(jī)床、生產(chǎn)線、高爐上下料、自動(dòng)電梯等。數(shù)字控制–

PLC(獨(dú)立編程)CNC工業(yè)機(jī)器人

–自動(dòng)化生產(chǎn)線多級(jí)控制系統(tǒng)

–FA——FMC、FMS、CIMS7.5PLC的應(yīng)用617.5.1PLC控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)步驟627.5.1

PLC控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)步驟1、畫工藝流程圖

詳細(xì)分析控制過(guò)程與要求確定被控對(duì)象必須要完成的動(dòng)作和順序歸納出工作循環(huán)圖或狀態(tài)流程圖2、動(dòng)作順序（節(jié)拍）表

工藝過(guò)程與電氣執(zhí)行元件之間的關(guān)系設(shè)計(jì)電控系統(tǒng)的依據(jù)63643、PLC選擇

I/O點(diǎn)數(shù)：8、16、32、64等，留