电工技术12第12章-可编程控制器及其应用课件.ppt

1、第第1212章章 可编程控制器可编程控制器(PLC)(PLC)沈阳工业大学电工学教研室沈阳工业大学电工学教研室 12.4 可编程控制器指令系统和编程语言可编程控制器指令系统和编程语言12.5 可编程控制器可编程控制器(PLC)(PLC)的应用举例的应用举例 12.1 可编程控制器可编程控制器(PLC)(PLC)的特点及应用场合的特点及应用场合 12.3 可编程控制器可编程控制器I/OI/O配置及内部软继电器配置及内部软继电器 12.2 可编程控制器可编程控制器(PLC)(PLC)的基本结构和工作原理的基本结构和工作原理 可编程控制器可编程控制器(PLC)是以中央处理器为核心，综是以中央处理器为

2、核心，综合了计算机和自动控制等先进技术发展起来的一种工合了计算机和自动控制等先进技术发展起来的一种工业控制器。专门用于工业现场的自动控制装置。业控制器。专门用于工业现场的自动控制装置。PLC 具有可靠性高、功能完善、组合灵活、编程具有可靠性高、功能完善、组合灵活、编程简单以及功耗低、体积小等优点。简单以及功耗低、体积小等优点。但它存储容量小，但它存储容量小，价格高。价格高。PLC 具有如下特点：具有如下特点：1）抗干扰能力强；）抗干扰能力强；2）模）模块化组合，构成系统灵活；块化组合，构成系统灵活；3）编程简单、易学；）编程简单、易学；4）柔性好，可在线修改。柔性好，可在线修改。可编程控制器可

3、编程控制器(PLC)已广泛应用于钢铁、采矿、石油、已广泛应用于钢铁、采矿、石油、化工、电力及机械制造等行业，它的应用大致可分为化工、电力及机械制造等行业，它的应用大致可分为以下几种类型：以下几种类型：1.1.用于开关逻辑控制用于开关逻辑控制 2.2.用于机械加工的数字控制用于机械加工的数字控制3.3.用于机器人控制用于机器人控制4.4.用于闭环过程控制用于闭环过程控制5.5.用于组成多级控制系统，实现工厂自动化网络用于组成多级控制系统，实现工厂自动化网络 PLC的类型种类繁多，功能和指令系统也不尽的类型种类繁多，功能和指令系统也不尽相同虽然多种多样，但其结构和工作方式则大同小相同虽然多种多样，

4、但其结构和工作方式则大同小异，异，一般由主机、输入一般由主机、输入/输出接口、电源、编程器、输出接口、电源、编程器、扩展接口和外部设备接口等几个主要部分构成。扩展接口和外部设备接口等几个主要部分构成。PLC 可看作一个系统，外部的各种开关信号可看作一个系统，外部的各种开关信号或模拟信号均为输入量，它们经输入接口寄存到或模拟信号均为输入量，它们经输入接口寄存到 PLC 内部的数据存储器中，而后按用户程序要求进内部的数据存储器中，而后按用户程序要求进行逻辑运算和数据处理，最后以输出变量的形式送行逻辑运算和数据处理，最后以输出变量的形式送到输出接口，从而控制输出设备。到输出接口，从而控制输出设备。P

5、LC 硬件系统结构图硬件系统结构图电电 源源I/O扩扩展展单单元元输入设备输入设备输出设备输出设备输输出出接接口口外外部部设设备备接接口口输输入入接接口口I/O扩扩展展接接口口主机主机PLC编程器编程器打印机打印机磁带机磁带机计计算机算机扫描仪扫描仪CPU存储器存储器用户用户程序程序系统系统程序程序数数据据按钮按钮行程行程开关开关触点触点电磁阀电磁阀电磁电磁线圈线圈指示灯指示灯1.主机主机 CPU是是PLC的核心的核心，主要用来运行用户程序，主要用来运行用户程序，监控输入监控输入/输出接口状态。输出接口状态。主机部分包括中央处理器（主机部分包括中央处理器（CPU）、系统程序）、系统程序存储器和

6、用户程序及数据存储器存储器和用户程序及数据存储器PLC 内部存储器内部存储器系统程序存储器系统程序存储器用户程序及数据存储器用户程序及数据存储器 系统程序存储器：系统程序存储器：主要存放系统管理和监控程序主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序。系统程序已由厂家及对用户程序作编译处理的程序。系统程序已由厂家固定，用户不能更改。固定，用户不能更改。用户程序及数据存储器：用户程序及数据存储器：主要存放用户编制的应主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据、中间结果。用程序及各种暂存数据、中间结果。2.输入输入/输出输出(I/O)接口接口 输入接口输入接口用于接收输入设备用于接收输入设备

7、(如：按钮、行程开如：按钮、行程开关、传感器等）的控制信号。关、传感器等）的控制信号。输出接口输出接口用于将经主机处理过的结果通过输出用于将经主机处理过的结果通过输出电路去驱动输出设备电路去驱动输出设备(如如:接触器、电磁阀、指示灯接触器、电磁阀、指示灯等等)。3.电源电源 PLC电源电源指为指为CPU、存储器、存储器、I/O接口等内部电接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳压电源子电路工作所配置的直流开关稳压电源 I/O接口是接口是 PLC 与输入与输入/输出设备联接的部件。输出设备联接的部件。I/O接口一般采用光电耦合电路接口一般采用光电耦合电路,以减少电磁干扰。以减少电磁干扰。4.编程

8、器编程器 编程器编程器是是 PLC 重要的外部设备，用于手持编程。重要的外部设备，用于手持编程。利用编程器可输入、检查、修改、调试用户程序或利用编程器可输入、检查、修改、调试用户程序或在线监视在线监视PLC工作状况。除工作状况。除手持编程器手持编程器外，外，目前，目前，使用较多的是利用通信电缆将使用较多的是利用通信电缆将PLC和计算机联接，和计算机联接，并利用专用的工具软件进行编程或监控。并利用专用的工具软件进行编程或监控。6.外部设备接口外部设备接口 I/O扩展接口扩展接口用于将扩充外部输入用于将扩充外部输入/输出端子数输出端子数扩展单元与基本单元扩展单元与基本单元(即主机即主机)联接在一起

9、。联接在一起。5.输入输出扩展接口输入输出扩展接口 此接口可将编程器、打印机、条形码扫描仪等外此接口可将编程器、打印机、条形码扫描仪等外部设备与主机相连。部设备与主机相连。可可编程控制器编程控制器的的程序有程序有系统程序系统程序和和用户程序用户程序两种。两种。系统程序用户不能修改。系统程序用户不能修改。用户程序是用户根据控制要求，用户程序是用户根据控制要求，利用利用 PLC 厂家厂家提提供的程序编制语言编写的应用程序。供的程序编制语言编写的应用程序。PLC 的编程的编程语言以梯形图语言和指令语句表语言语言以梯形图语言和指令语句表语言最为常用，并且两者常常联合使用。最为常用，并且两者常常联合使用

10、。是在继电控制系统电气原理图基础上开发出来的是在继电控制系统电气原理图基础上开发出来的一种图形语言。它继承了继电器触点、线圈、串联、一种图形语言。它继承了继电器触点、线圈、串联、并联等术语和符号，并联等术语和符号，根据控制要求联接而成的根据控制要求联接而成的表示表示 PLC输输入和输出之间逻辑关系的图形。入和输出之间逻辑关系的图形。编程元件的种类用图形符号及字母或数字加以区别。编程元件的种类用图形符号及字母或数字加以区别。梯形图中用梯形图中用表示表示 PLC 编程编程元件的元件的动合触点动合触点表动断触点表动断触点表线圈表线圈(ED)X2X1Y1Y1动合动合触点触点输输出出继继电电器器线线圈圈

11、动合动合触点触点 PLC 输入输入继电继电 器动断触点器动断触点KM12SB1SB2KM 2.2.指令语句表指令语句表 指令语句表是一种用指令助记符指令语句表是一种用指令助记符来编制来编制 PLC 程序的语言，它类似于计算机的汇编语言，程序的语言，它类似于计算机的汇编语言，但比汇编语言容易理解。若干条指令组成的程但比汇编语言容易理解。若干条指令组成的程序就是指令语句表。序就是指令语句表。笼型笼型电动机电动机直接直接起动起动控制控制的指令语句表的指令语句表 ST 起始指令起始指令(取指令取指令):):从左母线从左母线(即输入公共线即输入公共线)开始取用动合触点作为该逻辑行运算的开始，图中取开始取

12、用动合触点作为该逻辑行运算的开始，图中取用用 X2。OR 触点并联指令触点并联指令(也称也称或或指令指令):):用于单个动合用于单个动合触点的并联，图中并联触点的并联，图中并联 Y1。梯形图梯形图左左母母线线(END)X2X1Y1Y10 ST X2 1 OR Y12 AN/X13 OT Y1 4 END指指 令令地址地址 END 程序结束指令。程序结束指令。OT 输出指令输出指令:用于将运算结果驱动指定线圈，用于将运算结果驱动指定线圈，图中驱动输出继电器线圈图中驱动输出继电器线圈 Y1。AN/触点串联反指令触点串联反指令(也称与非指令也称与非指令):):用于单用于单个动断触点的串联，图中串联个

13、动断触点的串联，图中串联 X1。分析控制对象分析控制对象确定控制内容确定控制内容选择选择PLC类型类型硬件设计硬件设计软件设计软件设计系统总装统调系统总装统调符合符合设计要求设计要求投入运行投入运行调整硬件调整硬件否否调整软件调整软件否否是是输入输入 输出输出SB1 X1 KM1 Y1SB2 X2 KM2 Y2 KM3 Y3SB2EX2Y3COMPLCCOMKM3FRY2 KM2SB1X1KM1Y1(b)外部接线图外部接线图KM1U1V1W1U2V2W2KM3(a)主电路主电路Y1 接通电源、接通电源、Y2 形连接、形连接、Y3 星形连接星形连接 2.语句表指令语句表指令 ST X2 OR R0 AN/X1 OT R0 ST Y2 OR/T0 ANS OT Y1 ST R0 TMX 0 K 50ST R0AN/T0OT Y3ST T0TMX 1K 10ST T1AN/Y3OT Y2ED TMX 50 0R0T0Y3 TMX 10 1T0T1Y2X2R0X1R0Y2T0Y1R0Y3(ED)(2)控制过程控制过程