第九章可编程控制器的原理及应用课件.ppt
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- 第九 可编程控制器 原理 应用 课件
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1、 目录目录返返 回回一、一、PLC的一般概念的一般概念(Programmable Logic Controller)我们可以把我们可以把PLC看成是含有很多继电器和计看成是含有很多继电器和计数器的装置,根据需要任意选择。数器的装置,根据需要任意选择。返回返回可编程可编程控制器控制器被控设备被控设备输入部分输入部分输出部分输出部分返回返回电动机正反转电动机正反转PLC控制等效电路控制等效电路正转起动按钮正转起动按钮反转起动按钮反转起动按钮正转线圈正转线圈反转线圈反转线圈正转自锁触点正转自锁触点反转自锁触点反转自锁触点正转互锁触点正转互锁触点反转互锁触点反转互锁触点停止按钮停止按钮返回返回 可编程
2、控制器是一种数字运算操作的电子系可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制器系统连成一个整设备,都应按易于与工业控制器系统连成一个整体、易于扩充其功能
3、的原则设计。体、易于扩充其功能的原则设计。返回返回 PLC的特点:的特点:1.可靠性高、抗干扰能力强。可靠性高、抗干扰能力强。2.功能完善、扩充方便、组合灵活、实用功能完善、扩充方便、组合灵活、实用性强。性强。3.编程简单、使用方便、控制程序可变、编程简单、使用方便、控制程序可变、具有很好的柔性。具有很好的柔性。4.体积小、重量轻、功耗低。体积小、重量轻、功耗低。返回返回 PLC的控制功能:的控制功能:条件控制功能条件控制功能 定时计数控制功能定时计数控制功能 步进控制功能步进控制功能 数据处理功能数据处理功能 A/D与与D/A转换功能转换功能 运动控制功能运动控制功能 过程控制功能过程控制功
4、能 扩展功能扩展功能 远程远程I/O功能功能 通讯联网功能通讯联网功能 监控功能监控功能二、二、PLC的基本组成的基本组成1.输入部分输入部分 输入部分由输入接线端子和输入继电器线圈输入部分由输入接线端子和输入继电器线圈组成(组成(X)。负责收集和输入操作命令和控制)。负责收集和输入操作命令和控制信息。信息。通常将输入继电器的数量称为输入点数。多通常将输入继电器的数量称为输入点数。多采用十六进制进行编号。(采用十六进制进行编号。(X0XF)2.逻辑运算单元逻辑运算单元 它是它是PLC的核心,的核心,PLC中的各种控制功能都中的各种控制功能都是由这个单元通过送入程序来实现软连接。是由这个单元通过
5、送入程序来实现软连接。返回返回3.输出部分输出部分 输出部分由输出接线端子和输出继电器的输出部分由输出接线端子和输出继电器的一个动合触点组成(一个动合触点组成(Y)。负责连接和驱动)。负责连接和驱动外部负载和被控对象。外部负载和被控对象。通常将输出继电器的数量称为输出点数。通常将输出继电器的数量称为输出点数。返回返回返回返回三、三、PLC的主要性能的主要性能1IO总点数总点数 I/O总点数是衡量总点数是衡量PLC可接收输入信号(可接收输入信号(I)和输出信号(和输出信号(O)的数量。)的数量。PLC的输入、输出的输入、输出有开关量和模拟量两种。有开关量和模拟量两种。2用户程序存储容量用户程序存
6、储容量 用户程序存储容量是衡量可存储用户应用用户程序存储容量是衡量可存储用户应用程序多少的指标,通常以字或程序多少的指标,通常以字或K字为单位。约字为单位。约定定16位二进制数为一个字(即两个位二进制数为一个字(即两个8位的字位的字节),每节),每1024个字为个字为1K字。字。返回返回3编程语言编程语言 编程语言一般有梯形图、语句表、控制系统编程语言一般有梯形图、语句表、控制系统流程图等几种,因流程图等几种,因PLC不同而异。不同而异。4编程手段编程手段 手持编程器、手持编程器、CRT编程器、计算机编程分别编程器、计算机编程分别为小型、中型及大型为小型、中型及大型PLC的编程装置。的编程装置
7、。5指令执行时间指令执行时间 指令执行时间是指指令执行时间是指CPU执行基本指令所需的执行基本指令所需的时间,一般为每步几至几十微秒。时间,一般为每步几至几十微秒。6扫描速度扫描速度 扫描速度是指扫描扫描速度是指扫描1K字用户程序所需的时字用户程序所需的时间,通常以间,通常以ms/K字为单位。字为单位。返回返回7指令系统指令系统 指令系统的指令种类和数量是衡量指令系统的指令种类和数量是衡量PLC的软的软件功能强弱的重要指标。件功能强弱的重要指标。PLC的指令一般可分的指令一般可分为基本指令和高级指令两部分。为基本指令和高级指令两部分。8内部继电器的种类和数量内部继电器的种类和数量 PLC的内部
8、继电器是指内部辅助继电器、定的内部继电器是指内部辅助继电器、定时器时器/计数器、移位寄存器、特殊功能继电器等。计数器、移位寄存器、特殊功能继电器等。返返 回回返回返回 FP1是一种近代功能非常强的小型机,该是一种近代功能非常强的小型机,该产品系列有紧凑小巧的产品系列有紧凑小巧的C14型与型与C16型,还有型,还有具有高级处理功能的具有高级处理功能的C24、C40、C56、C72型等多种规格。在大写字母型等多种规格。在大写字母C后面的阿拉伯后面的阿拉伯数字是表示该种型号可编程控制器的输入、数字是表示该种型号可编程控制器的输入、输出点数之和。输出点数之和。例如例如C40即表示该种型号的可编程控制器
9、即表示该种型号的可编程控制器有有40个个I/O点。其中点。其中24个输入点,个输入点,16个输出点。个输出点。由于由于FP1系列可编程控制器的输入输出点系列可编程控制器的输入输出点数较少,所以数较少,所以FP1系列属小型机。系列属小型机。返回返回1编程语言编程语言 FP1系列系列PLC用得最多的编程语言是梯形用得最多的编程语言是梯形图语言和指令表。编程语言的种类越多,用图语言和指令表。编程语言的种类越多,用户编程越灵活。户编程越灵活。2用户存储器容量用户存储器容量用户存储器又称程序存储器,用来存储通过用户存储器又称程序存储器,用来存储通过编程器输入的用户程序。用户程序的容量大编程器输入的用户程
10、序。用户程序的容量大小主要取决于被控对象的复杂性。小主要取决于被控对象的复杂性。返回返回3扫描速度扫描速度 它是用每执行一千条(准确地说是它是用每执行一千条(准确地说是1024步)步)指令所需要的时间来估算的,单位用指令所需要的时间来估算的,单位用ms/K字,字,4I/O总数总数 I/O总数又称总数又称I/O能力,也就是输入及输出点能力,也就是输入及输出点数总数量。数总数量。5指令条数指令条数 这是衡量这是衡量PLC软件功能强弱的主要指标。软件功能强弱的主要指标。PLC具有的指令种类越多,说明其软件功能越具有的指令种类越多,说明其软件功能越强。强。返回返回6内部寄存器内部寄存器 PLC内部有许
11、多寄存器用以存放变量状态、内部有许多寄存器用以存放变量状态、中间结果、数据等。这些辅助寄存器常可以给中间结果、数据等。这些辅助寄存器常可以给用户提供许多特殊功能,以简化整个系统设计。用户提供许多特殊功能,以简化整个系统设计。因此寄存器的配置情况是衡量因此寄存器的配置情况是衡量PLC硬件功能的硬件功能的一个指标。一个指标。7高功能模块高功能模块 高功能模块可实现某一种特殊的功能。高功高功能模块可实现某一种特殊的功能。高功能模块的多少,功能强弱常是衡量能模块的多少,功能强弱常是衡量PLC产品水产品水平高低的一个重要指标。平高低的一个重要指标。返回返回1.FP1的的IO分配分配 X、WX为为I/O区
12、的输入继电器,可直接与区的输入继电器,可直接与输入端子传递信息。输入端子传递信息。Y、WY为为I/O区的输出区的输出继电器。继电器。X 如:如:X100即寄存器即寄存器WX10中的第中的第0号位,号位,X10F即即寄存器寄存器WX10中的第中的第F号位。号位。位址位址(用十六进制数表示)(用十六进制数表示)寄存器地址(用十进制数表示)寄存器地址(用十进制数表示)输出继电器输出继电器Y的编址规律也与此相同。的编址规律也与此相同。返回返回2.特殊功能继电器特殊功能继电器 内部继电器(内部继电器(R)R继电器,不能提供外部输出,只能在继电器,不能提供外部输出,只能在PLC内部使用,其地址是内部使用,
13、其地址是R0R62F。定时器(定时器(T)定时器(定时器(T)的触点是定时器指令()的触点是定时器指令(TM)的输出。如果定时器指令定时时间到,则与其的输出。如果定时器指令定时时间到,则与其同号的触点动作。同号的触点动作。计数器(计数器(C)计数器(计数器(C)的触点是计数器指令()的触点是计数器指令(CT)的输出。如果计数器指令计数完毕,则与其同的输出。如果计数器指令计数完毕,则与其同号的触点动作。号的触点动作。返回返回四、四、FP编程器编程器 编程器是编程器是PLC的重要外部设备,将用户所希的重要外部设备,将用户所希望的功能通过编程语言编程,由编程器将程序望的功能通过编程语言编程,由编程器
14、将程序送到送到PLC的用户程序存储器中去。的用户程序存储器中去。1.简易编程器简易编程器,简易编程器简易编程器,2.图形编程器图形编程,图形编程器图形编程,3.计算机编程器计算机编程器。返返 回回1梯形图语言梯形图语言 梯形图就是按照控制逻辑的要求和连接规则梯形图就是按照控制逻辑的要求和连接规则将这些图形符号进行组合或排列所构成的表示将这些图形符号进行组合或排列所构成的表示PLC输入、输出之间逻辑关系的图形。输入、输出之间逻辑关系的图形。(1)梯形图中的符号)梯形图中的符号一、一、PLC编程语言概述概述编程语言概述概述常开触点常开触点常闭触点常闭触点线圈线圈返回返回(2)梯形图编程的格式与特点
15、)梯形图编程的格式与特点 每个梯形图由多层梯级(或称逻辑行)组每个梯形图由多层梯级(或称逻辑行)组成,每层梯级(即逻辑行)起始于左母线,经成,每层梯级(即逻辑行)起始于左母线,经过触点的各种连接,最后通过一个继电器线圈过触点的各种连接,最后通过一个继电器线圈终止于右母线。每一逻辑行实际上代表一个逻终止于右母线。每一逻辑行实际上代表一个逻辑方程。辑方程。2语句表语言语句表语言 语句表是由若干条语句组成的程序,每条语语句表是由若干条语句组成的程序,每条语句由操作码和操作数两部分组成。操作码用助句由操作码和操作数两部分组成。操作码用助记符表示,告诉记符表示,告诉CPU要进行什么操作。要进行什么操作。
16、返回返回二、基本指令二、基本指令1初始加载初始加载(T)、初始加载非、初始加载非(ST/)及输出及输出(OT)ST:从母线开始以动合触点开始一逻辑运算。:从母线开始以动合触点开始一逻辑运算。ST/:从母线开始以动断触点开始一逻辑运算。:从母线开始以动断触点开始一逻辑运算。OT:将运算结果输出到指定触点。:将运算结果输出到指定触点。返回返回返回返回 该指令不能直接从母线开始(应用步进指令时该指令不能直接从母线开始(应用步进指令时除外)。除外)。该指令不能串联使用,在梯形图中位于一个逻该指令不能串联使用,在梯形图中位于一个逻辑行的末尾,紧靠右母线。辑行的末尾,紧靠右母线。该指令连续使用,相当于继电
17、器线圈并联。该指令连续使用,相当于继电器线圈并联。可编程控制器如未进行输出重复使用的特别设可编程控制器如未进行输出重复使用的特别设置,对于某个输出继电器只能用一次置,对于某个输出继电器只能用一次OT指令,指令,否则,可编程控制器按出错对待。否则,可编程控制器按出错对待。返回返回例例1、写出图示梯形图指令的语句表。、写出图示梯形图指令的语句表。逻辑解算是按梯形图从上到逻辑解算是按梯形图从上到下、从左至右的顺序进行的。下、从左至右的顺序进行的。0STX01OTY02ST/X13OTY14OTR15STR16OTY2X0闭合闭合Y0接通接通X1断开断开Y1接通接通R1接通接通R1触点闭合触点闭合Y2
18、接通接通解:解:2非(非(/)、与()、与(AN)、与非()、与非(AN/)指令)指令/:将该指令处的运算结果求反。:将该指令处的运算结果求反。AN:串联动合触点时的连接指令。:串联动合触点时的连接指令。AN/:串联动断触点时的连接指令。:串联动断触点时的连接指令。0 ST X11 AN X22 OT Y33 ST Y34 AN/X15 OT R1ANAN/语语 句句 表表 梯梯 形形 图图 指指 令令返回返回例例2、画出语句表所对应的梯形图。画出语句表所对应的梯形图。ST X0 AN X1 OT Y0 /OT Y1 返回返回X0 X1Y0Y1解:解:3或(或(OR)、或非()、或非(OR/)
19、指令)指令 OR:并联动合触点的连接指令。:并联动合触点的连接指令。OR/:并联动断触点时的连接指令。:并联动断触点时的连接指令。返回返回 OR、OR/用于单个触点与前面电路的并联,用于单个触点与前面电路的并联,并联点的左端从母线(或并联点的左端从母线(或ST、ST/点)开始,右点)开始,右端与前面一条指令对应触点的右端相连。端与前面一条指令对应触点的右端相连。返回返回例例3、写出图示梯形图对应的语句表。、写出图示梯形图对应的语句表。ST X4OR X6 OR/R3 OT Y5ST/Y5AN X7OR R4AN/X8OR R5OT R4并并联联并并联联解:解:返回返回4组与(组与(ANS)指令
20、、组或()指令、组或(ORS)指令)指令ANS:实现多个电路块串联连接指令。:实现多个电路块串联连接指令。ORS:实现多个电路块并联连接指令。:实现多个电路块并联连接指令。0 ST X31 OT Y42 OT Y43 OR/X34 ANS 5 OT Y0ANS 语语 句句 表表 梯梯 形形 图图指指 令令返回返回0 ST/X31 OR/X42 OT Y53 AN/X34 ORS5 OT Y6ORS 语语 句句 表表 梯梯 形形 图图指指 令令 ORS指令与指令与ANS指令,后边不用跟元件号。指令,后边不用跟元件号。返回返回例例4、写出梯形图对应的语句表。、写出梯形图对应的语句表。ST X0OR
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