模块四PLC的指令系统课件.ppt
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1、电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 模块四模块四 PLCPLC的指令系统的指令系统 知识目标知识目标:熟悉PLC的基本组成与工作原理;熟练掌握X系列可编程控制器基本指令及应用;熟悉编程的基本规则和技巧能力目标能力目标:能正确编写和阅读不太复杂的PLC用户程序;能进行PLC的I/O接线和熟练使用编程器 电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 一、可编程序控制器概述二、可编程序控制器的基本组成三、PLC的工作原理四、PLC的编程语言五、FX系列PLC概述六、基本逻辑指令及使用七、PLC的编程及应用八、步进指令及状态编程法九、应用指令的初步认识电气控制电气控制
2、与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 一、一、可编程序控制器概述 1.可编程控制器的产生1)PLC的由来 可编程逻辑控制器(Programmable Logical Controller)简称PLC。2)PLC的定义 国际电工委员会(IEC)在1987年2月颁布了PLC的标准草案(第三稿),草案对PLC作了如下定义。电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 2.可编程控制器的特点 可靠性高,抗干扰强 功能强大,性价比高 编程简易,现场可修改 配套齐全,使用方便 寿命长,体积小,能耗低 系统的设计、安装、调试、维修工作 量少,维修方便电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 P
3、LC的指令系统 3、PLC的分类的分类 按硬件结构分按硬件结构分类类 整体式结构整体式结构 模块式结构。模块式结构。按应用规模分类按应用规模分类 超小型超小型PLC32。小型小型PLC(256 点)点)。中型中型PLC。大型大型PLC1204。超大型超大型PLC4000。电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 模块式电源模块CPU模块IO模块底 板电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 在短短的在短短的20多年中,多年中,PLC得到了如此飞速得到了如此飞速的发展,并在各行各业得到了广泛的应用,这的发展
4、,并在各行各业得到了广泛的应用,这些事实说明,些事实说明,PLC具有强大的生命力。将成为具有强大的生命力。将成为工业控制领域的主要控制设备。工业控制领域的主要控制设备。PLC将向两个方面发展:将向两个方面发展:一方面向着大型化的方向发展。一方面向着大型化的方向发展。另一方面则向着小型化的方向发展。另一方面则向着小型化的方向发展。4.可编程序控制器的发展趋势电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 二、可编程序控制器的基本组成1PLC的硬件组成可编程序控制器的组成基本同计算机一样,由电源、中央处理器(CPU)、存贮器、输入/输出接口及外围设备接口等构成。电气控制电气控制与与PLC
5、PLC模块四 PLC的指令系统 PLC内部主要部件有:1)CPU(Central Process Unit)CPU是PLC的核心组成部分,与通用微机的CPU一样,它在PLC系统中的作用类似于人体的神经中枢,故称为“电脑”。PLC常用的CPU主要采用通用微处理器、单片机或双极型位片式微处理器。2)系统程序存储器它用以存放系统工作程序(监控程序)、模块化应用功能子程序、命令解释功能子程序的调用管理程序,以及对应定义(I/0、内部继电器、计时器、计数器、移位寄存器等存储系统)参数等功能。3)用户存储器用以存放用户程序即存放通过编程器输入的用户程序。PLC的用户存储器通常以字(16位/字)为单位来表示
6、存储容量。电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 4)输入接口电路 输入输出信号有开关量、模拟量、数字量三种,在我们实习室涉及到的信号当中,开关量最普遍,也是实验条件所限,在次我们主要介绍开关量接口电路。电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 5)输出接口电路输出接口接收主机的输出信息,并进行功率放大和隔离,经过输出接线端子向现场的输出部分输出相应的控制信号。输出接口电路一般由微电脑输出接口和隔离电路、功率放大电路组成。可编程序控制器的输出元件有三种形式即继电器输出(M)、晶体管输出(T)和晶闸管输出(SSR)。继电器输出继电器输出(M)电气控制电气控制与与
7、PLCPLC模块四 PLC的指令系统 晶体管输出晶体管输出(T)晶闸管输出晶闸管输出(SSR)电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 6)编程器编程器是用于用户程序的编制、编辑、调试检查和监视等。还可以通过其键盘去调用和显示PLC的一些内部状态和系统参数。它通过通讯端口与CPU联系,完成人机对话连接。7)外部设备一般PLC都配有盒式录音机、打印机、EPR0M写入器、高分辨率屏幕彩色图形监控系统等外部设备。8)电源根据PLC的设计特点,它对电源并无特别要求,可使用一般工业电源。电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 2 2PLCPLC的软件组成的软件组成PLC
8、系统也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。其软件主要有以下几个逻辑部件:1)继电器逻辑输入继电器(输入继电器(X X):):把现场信号输入把现场信号输入PLC,同时提供无限多个常开、常闭触点供用户编程使用。在程序中只有触点没有线圈,信号由外部信号驱动。编号采用八进制,分别为X000X007,X010-X017等。输出继电器(输出继电器(Y Y):):具备一对物理接点,可以串接在负载回路中,对应物理元件有继电器、晶闸管和晶体管。外部信号不能直接驱动,只能在程序中用指令驱动。编号采用八进制,分别为Y000Y007,Y010-Y017等。电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 内部
9、继电器(内部继电器(M M):):与外界没有直接联系,仅作运算的与外界没有直接联系,仅作运算的中间结果使用。有时也称为辅助继电器或中间继电器。和中间结果使用。有时也称为辅助继电器或中间继电器。和输出继电器一样,只能由程序驱动。每个辅助继电器有无输出继电器一样,只能由程序驱动。每个辅助继电器有无限多对常开、常闭触点,供编程使用。地址号按十进制分限多对常开、常闭触点,供编程使用。地址号按十进制分配,通用型辅助继电器有配,通用型辅助继电器有M0-M499共500点,保持型辅助继电器有M500-M1023共524点,特殊型辅助继电器有M8000-M8255共157点。2)定时器逻辑3)计数器逻辑PLC
10、除能进行位运算外,还能进行字运算。PLC为用户提供了若干个数据寄存器,以存储有效数据。电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 三、PLC的工作原理1.可编程序控制系统的等效电路电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 1)输入部分这一部分由外部输入电路、PLC输入接线端子和输入继电器组成。外部输入信号经PLC输入接线端驱动输入继电器。2)内部控制电路这部分电路是由用户程序形成的即用软件代替硬件电路。它的作用是按照程序规定的逻辑关系,对输入信号和输出信号的状态进行运算、处理和判断,然后得到相应的输出。3)输出部分输出部分由与内部控制电路隔离的输出继电器的外部动合
11、触点、输出接线端子和外部电路组成,用来驱动外部负载。电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 2.可编程序控制器的工作方式PLC则是采用循环扫描的工作方式。一个扫描周期主要可分为3个阶段。电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 四、四、PLCPLC的编程语言的编程语言PLC为用户提供了完整的编程语言,以适应编制用户程序的需要。PLC提供的编程语言通常有以下几种:梯形图、指令表、顺序功能流程图和功能块图。1梯形逻辑图(LAD)梯形逻辑图简称梯形图(Ladder programming),它是从继电器一接触器控制系统的电气原理图演化而来的,是一种图形语言。它沿用了
12、常开触点、常闭触点、继电器线圈、接触器线圈、定时器和计数器等术语及图形符号,也增加了一些简单的计算机符号,来完成时间上的顺序控制操作。触点和线圈等的图形符号就是编程语言的指令符号。这种编程语言与电路图相呼应,使用简单,形象直观,易编程,容易掌握,是目前应用最广泛的编程语言之一。电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统(a)梯形图 (b)语句表图4-7电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 2指令语句表(STL)指令语句表简称语句表(statementlist,简写为STI。),类似于计算机的汇编语言,它是用语句助记符来编程的。中、小型PLC一般用语句表编程。3
13、顺序功能流程图(SFC)顺序功能流程图(SFC)编程是一种图形化的编程方法,亦称功能图。使用它可以对具有并发、选择等复杂结构的系统进行编程,许多PLC都提供了用于SFC编程的指令。4.功能块图(FBD)利用FBD可以查看到像普通逻辑门图形的逻辑盒指令。它没有梯形图编程器中的触点和线圈,FBD编程语言有利于程序流的跟踪,但在目前使用较少。电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 五、五、FXFX系列系列PLCPLC概述概述三菱电机现有的FX系列产品样本中仅有FX1S、FX1N、FX2N和FX2NC这四个子系列。FX系列的适应面广,FX2N和FX2NC最多扩展256个I/O点,并且
14、有很强的网络通信功能,能够满足大多数要求较高的系统的需要,是国内使用最广泛的PLC系列产品之一。1.FX系列PLC的型号电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 2.FX2N系列PLC的基本单元FX2N系列是FX系列中功能最强、速度最高的小型PLC。其基本单元见下表:类 型输 入 点 数输 出 点 数FX2N-16MR88FX2N-32MR1616FX2N-48MR2424FX2N-64MR3232FX2N-80MR4040FX2N-128MR6464电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 3.3.FXFX2N2N系列系列PLCPLC的编程元件的编程元件1)输
15、入继电器(X0X177):PLC的输入端子是从外部开关接收信号的窗口。输入继电器最多可达128点,采用八进制编号,且不能用程序驱动。2)输出继电器(Y0Y177):PLC的输出端子是向外部负载输出信号的窗口。输出继电器最多可达128点,且编号为八进制。外部负载的驱动必须由输出继电器实行。3)辅助继电器(M)通用辅助继电器M0M499(500点)停电保持辅助继电器M500 M1023(524点)特殊辅助继电器M8000M8255(256点)电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 4)状态元件(S)在步进顺控系统的编程中状态元件S是重要的软元件。它与后述的步进顺控指令 STL 组
16、合使用。有以下四种类型:初始状态S0S9(10点);回零S10S19(10点);通用S20S499(480点);保持S500S899(400点)5)指针(PI)分支指令用指针P0P63(64点)中断用指针I0I8(9点)电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 6)定时器(T)(字、bit)定时器的元件号及其设定值和动作如下:100ms定时器T0T199(200点),设定值0.13276.7秒10ms定时器T200T245(46点),设定值0.01327.67秒7)计数器(C(字、bit)8)数据寄存器(D)(字)可编程控制器用于模拟量控制、位置量控制、数据I时需要许多数据寄存
17、器存贮参数及工作数据。9)变址寄存器(VZ)(字)变址寄存器的作用类似于Z80中的变址寄存器IX、IY,通常用于修改软元件的元件号。V与Z都是16bit数据寄存器。电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 六、基本逻辑指令及使用简介FX2N的基本指令形式、功能和编程方法。1.LD、LDI、OUT指令符号名称功能操作元件LD取常开触点逻辑运算起始X、Y、M、S、T、CLDI取反常闭触点逻辑运算起始X、Y、M、S、T、COUT输出线圈驱动Y、M、S、T、C电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 1)程序举例:2)例题解释:当X0接通时,Y0接通;当X1断开时,Y1
18、接通。电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 3)指令使用说明:LD和LDI指令用于将常开和常闭触点接到左母线上;LD和LDI在电路块分支起点处也使用;OUT指令是对输出继电器、辅助继电器、状态继电器、定时器、计数器的线圈驱动指令,不能用于驱动输入继电器,因为输入继电器的状态是由输入信号决定的。OUT指令可作多次并联使用,如下图。电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统 2.AND、ANI指令符号名称功能操作元件AND与常开触点串联连接X、Y、M、S、T、CANI与非常闭触点串联连接X、Y、M、S、T、C电气控制电气控制与与PLCPLC模块四 PLC的指令系统
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