PLC的分類及功能

§9.1.4

PLC的分類及功能PLC的分類按結(jié)構(gòu)形式分類整體式模塊式按功能分類低檔機(jī)中檔機(jī)高檔機(jī)1.單元式結(jié)構(gòu)（整體式）4.各種接口、高功能模塊：便于擴(kuò)展。

小型機(jī)：一體機(jī)。有接口可擴(kuò)展。

中、大型機(jī)：模塊式?？筛鶕?jù)需要在主板上隨意組合。PCFP1-C16小型機(jī)CPUPOWER中、大型機(jī)二、PLC的主要功能

條件控制功能定時／計數(shù)控制功能

數(shù)據(jù)處理功能步進(jìn)控制功能A／D與D／A轉(zhuǎn)換功能

運動控制功能過程控制功能擴(kuò)展功能遠(yuǎn)程I／0功能通信聯(lián)網(wǎng)功能監(jiān)控功能§9.1.5PLC的特點、應(yīng)用場合和發(fā)展趨勢PLC的主要特點可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。主要有以下幾個方面：隔離(采用光電耦合器

)濾波對PLC的內(nèi)部電源采取了屏蔽、穩(wěn)壓、保護(hù)等措施。設(shè)置了連鎖、環(huán)境檢測與診斷、Watchdog等電路。利用系統(tǒng)軟件定期進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)、用戶程序、工作環(huán)境和故障檢測。對用戶程序及動態(tài)工作數(shù)據(jù)進(jìn)行電池備份。采用密封、防塵、抗振的外殼封裝結(jié)構(gòu)。以集成電路為基本元件，內(nèi)部處理過程不依賴于機(jī)械觸點。采用循環(huán)掃描的工作方式，也提高了抗干擾能力?？蓪崿F(xiàn)三電一體化將電控(邏輯控制)、電儀(過程控制)和電結(jié)(運動控制)集于一體，可以方便、靈活地組合成各種不同規(guī)模和要求的控制系統(tǒng)。編程簡單、使用方便、柔性好體積小、重量輕、功耗低二、PLC的應(yīng)用場合邏輯控制：可取代傳統(tǒng)繼電器系統(tǒng)和順序控制器。如各種機(jī)床、自動電梯、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線、運輸和檢測等的控制。運動控制：可用于精密金屬切削機(jī)床、機(jī)械手、機(jī)器人等設(shè)備的控制。過程控制

：通過配用A／D、D／A轉(zhuǎn)換模塊及智能PID模塊實現(xiàn)對生產(chǎn)過程中的溫度、壓力、流量、速度等連續(xù)變化的模擬量進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)控制。數(shù)據(jù)處理

多級控制：利用PLC的網(wǎng)絡(luò)通信功能模塊及遠(yuǎn)程I／O控制模塊實現(xiàn)多臺PLC之間、PLC與上位計算機(jī)的鏈接，以完成較大規(guī)模的復(fù)雜控制。三、可編程控制器的發(fā)展趨勢

在系統(tǒng)構(gòu)成規(guī)模上向大、小兩個方向發(fā)展；功能不斷增強(qiáng)，各種應(yīng)用模塊不斷推出；產(chǎn)品更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化?！?.2PLC內(nèi)部等效

繼電器電路輸入電路

用戶程序

輸出電路

FX系列軟元件內(nèi)部等效電器及地址編號輸入輸出繼電器（X）（Y）輔助繼電器（M）時間繼電器（T）計數(shù)繼電器（C）§9.3PLC的幾種編程語言

不采用微機(jī)的編程語言，采用梯形圖語言、指令助記符語言、控制系統(tǒng)流程圖語言、布爾代數(shù)語言等。其中梯形圖、指令助記符語言最為常用。

PLC的設(shè)計和生產(chǎn)至今尚無國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家所用語言和符號也不盡相同。但它們的梯形圖語言的基本結(jié)構(gòu)和功能是大同小異的。

§9.3.1PLC指令系統(tǒng)FX系列可編程控制器的基本順控指令。LD、LDI指令LD、LDI指令A(yù)ND、ANI指令A(yù)ND、ANI指令OR、ORI指令OR、ORI指令LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令ORB指令A(yù)NB指令

§9.3.2可編程控制器梯形圖編程規(guī)則一、編程的幾個步驟（一）決定系統(tǒng)所需的動作及次序。當(dāng)使用可編程控制器時，最重要的一環(huán)是決定系統(tǒng)所需的輸入及輸出。輸入及輸出要求：第一步是設(shè)定系統(tǒng)輸入及輸出數(shù)目。第二步是決定控制先后、各器件相應(yīng)關(guān)系以及作出何種反應(yīng)。（二）對輸入及輸出器件編號每一輸入和輸出，包括定時器、計數(shù)器、內(nèi)置寄存器等都有一個唯一的對應(yīng)編號，不能混用。（三）畫出梯形圖。根據(jù)控制系統(tǒng)的動作要求，畫出梯形圖。梯形圖設(shè)計規(guī)則（1）觸點應(yīng)畫在水平線上，并且根據(jù)自左至右、自上而下的原則和對輸出線圈的控制路徑來畫。（2）不包含觸點的分支應(yīng)放在垂直方向，以便于識別觸點的組合和對輸出線圈的控制路徑。（3）在有幾個串聯(lián)回路相并聯(lián)時，應(yīng)將觸頭多的那個串聯(lián)回路放在梯形圖的最上面。在有幾個并聯(lián)回路相串聯(lián)時，應(yīng)將觸點最多的并聯(lián)回路放在梯形圖的最左面。這種安排，所編制的程序簡潔明了，語句較少。（4）不能將觸點畫在線圈的右邊。（四）將梯形圖轉(zhuǎn)化為程序把繼電器梯形圖轉(zhuǎn)變?yōu)榭删幊炭刂破鞯木幋a，當(dāng)完成梯形圖以后，下一步是把它的編碼編譯成可編程控制器能識別的程序。這種程序語言是由序號（即地址）、指令（控制語句）、器件號（即數(shù)據(jù)）組成。地址是控制語句及數(shù)據(jù)所存儲或擺放的位置，指令告訴可編程控制器怎樣利用器件作出相應(yīng)的動作。（五）在編程方式下用鍵盤輸入程序。（六）編程及設(shè)計控制程序。（七）測試控制程序的錯誤并修改。（八）保存完整的控制程序。§9.3.3梯形圖語言

梯形圖是在原繼電器—接觸器控制系統(tǒng)的繼電器梯形圖基礎(chǔ)上演變而來的一種圖形語言。它是目前用得最多的PLC編程語言。注意：梯形圖表示的并不是一個實際電路而只是一個控制程序，其間的連線表示的是它們之間的邏輯關(guān)系，即所謂“軟接線”。常開觸點：常閉觸點：線圈：

注意：它們并非是物理實體，而是“軟繼電器”。每個“軟繼電器”僅對應(yīng)PLC存儲單元中的一位。該位狀態(tài)為“1”時，對應(yīng)的繼電器線圈接通，其常開觸點閉合、常閉觸點斷開；狀態(tài)為“0”時，對應(yīng)的繼電器線圈不通，其常開、常閉觸點保持原態(tài)。

1.梯形圖簡介

梯形圖編輯的一般原則

1.梯形圖每一行都是從左邊的母線開始，線圈接在右邊的母線上，線圈右邊不允許再有接點；2.線圈不能直接接在左邊母線上，如需要的話，可通過不動作的動斷觸點連接在線圈的左邊；3.對于并聯(lián)電路，串聯(lián)觸點多的支路應(yīng)排在上面；4.對于并聯(lián)電路塊串聯(lián)時，并聯(lián)觸點多的電路應(yīng)排在左邊。在典型電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)對控制系統(tǒng)要求，不斷地修改和完善梯形圖。設(shè)計所用的時間、設(shè)計的質(zhì)量與設(shè)計者的經(jīng)驗有很大的關(guān)系，它可以用于較簡單的梯形圖(如手動程序)的設(shè)計。起動保持和停止電路

2.延時接通/短開電路

3.閃爍電路小車自動往返運動的梯形圖

設(shè)計§9.3.4指令助記符語言

助記符語言類似于計算機(jī)匯編語言，用一些簡潔易記的文字符號表達(dá)PLC的各種指令。同一廠家的PLC產(chǎn)品，其助記符語言與梯形圖語言是相互對應(yīng)的，可互相轉(zhuǎn)換。助記符語言常用于手持編程器中，梯形圖語言則多用于計算機(jī)編程環(huán)境中。助記符語言即PLC的命令語句表達(dá)式。

以三菱FX系列PLC為例

步序操作碼（助記符）操作數(shù)X1X0Y0M0M0T0K10X0Y0T0Y0END作業(yè)：請畫出三相異步電動機(jī)直接起動控制電路；設(shè)計PLC外部輸入/輸出端子接線圖；并用不同形式的PLC編程語言來表達(dá)上述直接起動控制邏輯的程序。（梯形圖語言、助記符語言）§9.4可編程控制器的應(yīng)用9.4.1電動機(jī)常用控制線路舉例（正反轉(zhuǎn)控制）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制要求

利用PLC控制一臺異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)。輸入端電源由PLC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。按動黃按鈕時：①若在此之前電機(jī)沒有工作，則電機(jī)正轉(zhuǎn)啟動，并保持電機(jī)正轉(zhuǎn)；②若在此之前電機(jī)反轉(zhuǎn)，則將電機(jī)切換到正轉(zhuǎn)狀態(tài)，并保持電機(jī)正轉(zhuǎn)；③若在此之前電機(jī)的已經(jīng)是正轉(zhuǎn)，則電機(jī)的轉(zhuǎn)動狀態(tài)不變。電機(jī)正轉(zhuǎn)狀態(tài)一直保持到有籃按鈕或紅按鈕按下為止。按動藍(lán)按鈕時：

①若在此之前電機(jī)沒有工作，則電機(jī)反轉(zhuǎn)啟動，并保持電機(jī)反轉(zhuǎn)；②若在此之前電機(jī)正轉(zhuǎn)，則將電機(jī)切換到反轉(zhuǎn)狀態(tài)，并保持電機(jī)反轉(zhuǎn)；③若在此之前電機(jī)的已經(jīng)是反轉(zhuǎn)，則電機(jī)的轉(zhuǎn)動狀態(tài)不變。電機(jī)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：停止電機(jī)的轉(zhuǎn)動

注：電機(jī)不可以同時進(jìn)行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，否則會損壞系統(tǒng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制PLC的I/O點分配表

PLC點名稱連接的外部設(shè)備功能說明X402紅按鈕停止命令X400黃按鈕電機(jī)正轉(zhuǎn)命令X401藍(lán)按鈕電機(jī)反轉(zhuǎn)命令Y430正轉(zhuǎn)繼電器控制電機(jī)正轉(zhuǎn)Y431反轉(zhuǎn)繼電器控制電機(jī)反轉(zhuǎn)9.4.1電動機(jī)常用控制線路舉例（正反轉(zhuǎn)控制）2、PLC的I/O點的確定與分配PLC控制電動機(jī)正反轉(zhuǎn)外部接線圖要求：黃按鈕：電機(jī)正轉(zhuǎn)藍(lán)按鈕：電機(jī)反轉(zhuǎn)紅按鈕：電機(jī)停止9.4.1電動機(jī)常用控制線路舉例（正反轉(zhuǎn)控制）3、外部接線圖電機(jī)初步正轉(zhuǎn)控制電路

電機(jī)初步正反轉(zhuǎn)控制電路

9.4.1電動機(jī)常用控制線路舉例（正反轉(zhuǎn)控制）4、系統(tǒng)編程分析和實現(xiàn)系統(tǒng)要求電機(jī)不可以同時進(jìn)行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，如下圖所示利用互鎖電路可以實現(xiàn)。電機(jī)正反轉(zhuǎn)的電氣互鎖互鎖利用正轉(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?；ユi互鎖雙保險機(jī)械互鎖（復(fù)合按鈕）電器互鎖（互鎖觸頭）互鎖互鎖思考三保險？四保險？機(jī)械互鎖（復(fù)合按鈕）電器互鎖（互鎖觸頭）……利用PLC的特點！9.4.1電動機(jī)常用控制線路舉例（正反轉(zhuǎn)控制）Y：KM、KM1得電：KM、KM2得電起動停止KMKM2KM1引出分支母線啟動KM的同時T450延時KM1線圈失電后T451延時保持KM得電KM1:ONKM2:OFFKM1:OFFKM2:ON先后分支母線返回圖9.4.2電動機(jī)Y/換接控制線路9.4.3PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)步驟1.常見的輸入、輸出類型：輸入：開關(guān)量：操作開關(guān)、行程開關(guān)、按扭、接近開關(guān)、繼電器觸點等。模擬量：流量、溫度、壓力等傳感器信號。中斷：限位開關(guān)、事故信號、停電信號、緊急停止等。脈沖量：串行信號、各種脈沖源。數(shù)字量：計算機(jī)接口、鍵盤、其它數(shù)字設(shè)備輸出：開關(guān)量：電器元件線圈等。模擬量：各種傳感器信號。數(shù)字量：數(shù)字顯示器，計算機(jī)接口、打印機(jī)等2.PLC的選擇PLC規(guī)模估算：I/O點估算：留15%~20%裕量以備擴(kuò)充。存儲器估算：總點數(shù)（10~12）=指令語句數(shù)（小型機(jī)粗略估算）PLC選型：功能：邏輯控制-小型機(jī)。輸入接口模塊：輸入信號電壓、電流、速度等與輸入接口模塊的匹配。輸出接口模塊：模塊的工作電壓、電流、速度等應(yīng)與所帶負(fù)載匹配。常見負(fù)載類型：燈絲負(fù)載、電容性負(fù)載、電機(jī)負(fù)載、電感性負(fù)載等PLC的價格、可擴(kuò)充性、軟件開發(fā)難易、售后服務(wù)§9.4可編程控制器的應(yīng)用9.4.4自動化車庫門的PLC控制傳送帶上共有8個工位，工件從0號位裝入，分別在1、3、5、7工位上完成4種裝配操作。0、2、4、6工位用于傳送工件。0號位裝有行程開關(guān)，當(dāng)有工件時，合上電源開關(guān)傳送帶才可啟動工作。每隔5S移動一個工位。傳送帶裝配流水線工作示意圖ST1YA2YA3YA4YA0 1 2 3 4 5