可編程序控制器

概述1§可編程序控制器基本組成2編程語(yǔ)言3OMRONC系列PLC4§可編程序控制器

1969年美國(guó)研制出了第一臺(tái)可編程序控制器。可編程序控制器初期主要用于順序控制，稱(chēng)為可編程邏輯控制器，簡(jiǎn)稱(chēng)PLC?？删幊绦蚩刂破鞯某霈F(xiàn)是基于微計(jì)算機(jī)技術(shù)，用來(lái)解決工藝生產(chǎn)中大量的開(kāi)關(guān)控制問(wèn)題?？删幊绦蚩刂破髯畲筇攸c(diǎn)是在于可編程序，可通過(guò)改變軟件來(lái)改變控制方式和邏輯規(guī)律，

PLC在國(guó)內(nèi)已廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、等各行各業(yè)，目前已廣泛應(yīng)用于連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程的閉環(huán)控制。一、概述§可編程序控制器1.按容量分（1）小型PLC

I／O點(diǎn)總數(shù)一般為20～128點(diǎn)。主要功能邏輯運(yùn)算、定時(shí)計(jì)數(shù)、移位處理等，采用專(zhuān)用簡(jiǎn)易編程器。（2）中型PLC

其I／O點(diǎn)總數(shù)通常為129～512點(diǎn)，內(nèi)存在８K以下，適合開(kāi)關(guān)量邏輯控制和過(guò)程變量檢測(cè)及連續(xù)控制。主要功能除有小型PLC的功能外，還有算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理及A／D、D／A轉(zhuǎn)換、聯(lián)網(wǎng)通信、遠(yuǎn)程I／O等功能，可用于比較復(fù)雜過(guò)程的控制。PLC產(chǎn)品的分類(lèi)方法§可編程序控制器（3）大型PLC

其I／O點(diǎn)總數(shù)在513點(diǎn)以上。主要功能除了具有中小型PLC的功能外，還具有PLD運(yùn)算及高速計(jì)數(shù)等功能，用于機(jī)床控制時(shí)，具有增加刀具精確定位、機(jī)床速度和閥門(mén)控制等功能，配有CRT顯示及常規(guī)的計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)，與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相似。編程可采用梯形圖、功能表圖及高級(jí)語(yǔ)言等多種方式。§可編程序控制器２.按硬件結(jié)構(gòu)分（1）整體式PLC

它將PLC各組成部分集裝在一個(gè)機(jī)殼內(nèi)，輸入、輸出接線(xiàn)端子及電源進(jìn)線(xiàn)分別在機(jī)箱的上、下兩側(cè)，并有相應(yīng)的發(fā)光二極管顯示輸入／輸出狀態(tài)。面板上留有編程器的插座、EPROM存儲(chǔ)器插座、擴(kuò)展單元的接口插座等。優(yōu)點(diǎn)具有這種結(jié)構(gòu)的可編程序控制器結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低。

圖5-21SIMENSSIMATICS7-200的外形圖§可編程序控制器（2）模塊式PLC

輸入／輸出點(diǎn)數(shù)較多的大型、中型和部分小型PLC采用模塊式結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)為：

采用積木搭接的方式組成系統(tǒng)，便于擴(kuò)展，其CPU、輸入、輸出等都是獨(dú)立的模塊，有的PLC的電源包含在CPU模塊之中。品種多，硬件配置靈活，更換模塊方便。

（3）疊裝式PLC

它吸收了整體式和模塊式PLC的優(yōu)點(diǎn)，其基本單元、擴(kuò)展單元等高等寬，它們不用基板，僅用扁平電纜連接，緊密拼裝后組成一個(gè)整齊的體積小巧的長(zhǎng)方體，而且輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的配置也相當(dāng)靈活?！炜删幊绦蚩刂破鲌D5-23PLC的基本組成框圖二、基本組成§可編程序控制器1.中央處理器

解釋并執(zhí)行用戶(hù)及系統(tǒng)程序，通過(guò)運(yùn)行用戶(hù)及系統(tǒng)程序完成所有控制、處理、通信以及所賦予的其他功能，控制整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致地工作。主要有通用微處理器、單片機(jī)和雙極型位片機(jī)。

2.存儲(chǔ)器

（1）存儲(chǔ)器類(lèi)型：

RAM、ROM、EPROM和E2PROM，外存常用盒式磁帶或磁盤(pán)等作用（2）存儲(chǔ)區(qū)分配§可編程序控制器3.輸入輸出模塊I／O模塊是可編程序控制器與生產(chǎn)過(guò)程相聯(lián)系的橋梁。

PLC連接的過(guò)程變量按信號(hào)類(lèi)型可分為開(kāi)關(guān)量（即數(shù)字量）、模擬量和脈沖量等，相應(yīng)輸入輸出模塊可分為開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和脈沖量輸入模塊等?！炜删幊绦蚩刂破?.編程器功能

編程器是PLC必不可少的重要外部設(shè)備。編程器將用戶(hù)所希望的功能通過(guò)編程語(yǔ)言送到PLC的用戶(hù)程序存儲(chǔ)器。編程器不僅能對(duì)程序進(jìn)行寫(xiě)入、讀出、修改，還能對(duì)PLC的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)也是用戶(hù)與PLC之間進(jìn)行人機(jī)界面?！炜删幊绦蚩刂破鞴ぷ鞣绞?/p>

編程器與PLC上的專(zhuān)用插座相連，或通過(guò)專(zhuān)用接口相連，程序可直接寫(xiě)入PLC的用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中，也可先在編程器的存儲(chǔ)器內(nèi)存放，然后再下裝到PLC中。離線(xiàn)（脫機(jī)）編程方式

編程器先不與PLC相連，編制的程序先存放在編程器的存儲(chǔ)器中，程序編寫(xiě)完畢，再與PLC連接，將程序送到PLC存儲(chǔ)器中。在線(xiàn)（聯(lián)機(jī)）編程方式分類(lèi)便攜式編程器和通用計(jì)算機(jī)。§可編程序控制器1.梯形圖語(yǔ)言

梯形圖語(yǔ)言在形式上類(lèi)似于繼電器的控制電路，它從上至下按行編寫(xiě)，每一行則按從左至右的順序編寫(xiě),CPU將按自左到右、從上而下的順序執(zhí)行程序。

梯形圖的左側(cè)豎直線(xiàn)稱(chēng)為母線(xiàn),其左側(cè)安排輸入觸點(diǎn)和中間繼電器觸點(diǎn)，最右邊必須是輸出元素。目前常用的編程語(yǔ)言有以下幾種：

梯形圖語(yǔ)言助記符語(yǔ)言功能表圖某些高級(jí)語(yǔ)言§可編程序控制器舉例某一過(guò)程控制系統(tǒng)，工藝要求開(kāi)關(guān)1閉合40s后，指示燈亮，按下開(kāi)關(guān)2后燈熄滅。

圖5-25（a）為實(shí)現(xiàn)這一功能的一種梯形圖程序（OMRONPLC），它是由若干個(gè)梯級(jí)組成的，每一個(gè)輸出元素構(gòu)成一個(gè)梯級(jí)，而每個(gè)梯級(jí)可由多條支路組成。圖5-25梯形圖程序§可編程序控制器2.助記符語(yǔ)言它又稱(chēng)命令語(yǔ)句表達(dá)式語(yǔ)言，常用一些助記符來(lái)表示PLC的某種操作。助記符語(yǔ)言類(lèi)似微機(jī)中的匯編語(yǔ)言，但比匯編語(yǔ)言更直觀易懂。

圖5-25（b）為梯形圖對(duì)應(yīng)的用助記符表示的指令表。

不同廠家生產(chǎn)的PLC所使用的助記符各不相同，因此同一梯形圖寫(xiě)成的助記符語(yǔ)句不相同。用戶(hù)在梯形圖轉(zhuǎn)換為助記符時(shí)，必須先弄清PLC的型號(hào)及內(nèi)部各器件編號(hào)、使用范圍和每一條助記符的使用方法。注意！§可編程序控制器1.簡(jiǎn)介OMRONC系列PLC有微型、小型、中型和大型四大類(lèi)十幾種型號(hào)。

微型PLC以C20P和C40H為代表，是整體結(jié)構(gòu)，I／O容量為幾十點(diǎn)，最多可擴(kuò)至120點(diǎn)。小型PLC分為C120和C200H兩種，C120最多可擴(kuò)展256點(diǎn)I／O，是緊湊型整體結(jié)構(gòu)。一、OMRONC系列PLC§可編程序控制器中型PLC有C500和C1000H兩種，I／0容量分別為512點(diǎn)和1024點(diǎn)。大型PLC有C2000H，I／O點(diǎn)數(shù)可達(dá)2048點(diǎn)，同時(shí)多處理器和雙冗余結(jié)構(gòu)使得C2000H不僅功能全、容量大，而且速度快，由于也是模塊化結(jié)構(gòu)，外形與C200H相近?！炜删幊绦蚩刂破鲌D5-26SYSMACC28H外形示意圖圖5-27CPM1AC**A外觀圖圖5-28C200H外觀示意圖§可編程序控制器2.OMRONPLC指令

指令大多數(shù)是按照位（bit）尋址，個(gè)別指令按照通道尋址。按位尋址的地址編號(hào)為：通道號(hào)。位號(hào)，如0.00表示0通道的第0位，位的表示采用十進(jìn)制數(shù)，范圍為0～15。

在OMRONPLC中，對(duì)于輸入、輸出等繼電器的編號(hào)不用加字母。小型整體PLC的輸入、輸出編號(hào)是固定不變的，使用者可以按照PLC主機(jī)標(biāo)注編號(hào)編程；對(duì)于模塊式PLC則根據(jù)輸入或輸出模塊安裝位置決定其編號(hào)?！炜删幊绦蚩刂破靼垂δ芊诸?lèi)基本指令特殊功能指令構(gòu)成助記符：表示指令要完成的功能。操作數(shù)：指出了要操作的對(duì)象。§可編程序控制器圖5-29OMRONPLC的基本指令應(yīng)用示例⑤ANDLD指令⑥ORLD指令⑦END指令①LD和LDNOT指令②

OUT和OUTNOT指令③

AND和ANDNOT指令④

OR和ORNOT指令（1）OMRONPLC的基本指令§可編程序控制器①保持指令KEEP（11）它執(zhí)行繼電器保持操作，可保持為ON或OFF狀態(tài)，直到它的兩個(gè)輸入端之一使它復(fù)位或置位。圖5-30電機(jī)啟動(dòng)控制程序圖（２）幾個(gè)功能指令

§可編程序控制器②微分指令DIFU（13）和DIFD（14）

微分指令在執(zhí)行條件滿(mǎn)足后第一次掃描時(shí)才執(zhí)行，且只執(zhí)行一次；若執(zhí)行條件解除后再次滿(mǎn)足，則再執(zhí)行。DIFU是上升沿微分指令，DIFD是下降沿微分指