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1、第10章 可编程序控制器,10.1 概述 10.2 基本概念和PLC指令及编程方法,10.1.1 什么是PLC ?,PLC 是一种专门用于工业控制的计算机。, 早期的PLC是用来替代继电器、接触器控制的。它主要 用于顺序控制，只能实现逻辑运算。因此，被称为可编程逻辑控制器（Programmable logic controller，略写 PLC ), 随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程控制器的功能已远远超出了顺序控制的范围。被称为可编程控制器（Programmable controller，略写PC)。为区别于Personal Computer (PC)，故沿用PLC 这个略写。,10
2、.1 概述,10.1.2 PLC 特点,1、PLC软件简单易学,2、PLC使用维护方便 硬件配置方便 安装方便 使用方便 维护方便,3、PLC运行稳定可靠,4、PLC设计施工周期短,采用梯形图语言，以计算机软件技术构成惯用的继电器模型,10.1.3 PLC的结构和工作原理,一、 PLC结构示意图,二、各组成部分的作用,2. 存储器,1. CPU,(1) 将各种输入信号取入。 (2) 从程序存储器读取程序指令，编译、执行指令。 (3) 把运算结果送到输出端。 (4) 响应各种外部设备的请求。,RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调 试的程序。 ROM：存放监控程序和用户已调试好的程序。,3
3、. 输入、输出接口：采用光电隔离，实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。,输出接口作用：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。,输出三种形式：继电器 - 低速大功率 可控硅 - 高速大功率 晶体管 - 高速小功率,输入接口作用：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转换成数字信号送入主机。,编程设备可以是专用的手持式的编程器；也可以是安装了专门的编程通讯软件的个人计算机。,4. 编程设备,用户可以通过键盘输入和调试程序；另外在运行时，还可以对整个控制过程进行监控。,5. 电源,PLC一般
4、使用220V交流电源，PC内部的直流稳压电源为模块内的元件提供直流电压。,10.1.4 工作原理,循环扫描的工作方式。PLC中用户程序按顺序存放，CPU从第一条指令开始执行程序，遇到结束符返回、循环。,1. 自诊断,2. 与编程器等的通信,3. 输入采样,4. 用户程序执行,5. 输出刷新,10.1.5 工作方式,CPU：等待命令。,PLC：循环扫描。CPU从第一条指令开始执行，遇到结束符又返回第一条，不断循环。,T=(读入一点的时间*输入点数）+（运算速度*程序步数） +（输出一点的时间*输出点数）+故障诊断时间,扫描时间主要取决与程序长短,1. 输入/输出点数 ( I/O点数 )。 2.
5、扫描速度。 单位： ms /1000步 或 s /步 3. 内存容量。 4. 指令条数。 5. 内部寄存器数目。 高功能模块。 编程语言,10.1.6 主要技术性能,1. 用于开关逻辑控制。 2. 用于机加工数字控制。和计算机控制组成一体，实现数值控制，组成数控机床。 3. 用于闭环过程控制。大型PLC配有PID模块，实现单回路或多回路的调节控制。 4 用于组成多级控制系统，实现工厂自动化网络。,10. 1. 7 应用,10.2 编程语言简介,PLC的内存除存放用户和系统的程序外，还有四个区： I/O区：可直接与外部输入、输出端子传递信息 内部辅助寄存器区：存放中间变量 数据区：存放中间结果
6、专用寄存器区：定时时钟、标志、系统内部的命令,10. 2. 1 寄存器和接点的概念,用户在对这四个区进行操作时，可以以寄存器和/或接点的方式进行。,PLC的寄存器（以FP1为例）,1. 输入输出(I/O)寄存器,输入寄存器: 功能:存放外部输入的信号 输入寄存器编号:WX0WX12, 共13个寄存器，每个 寄存器16位 输入位编号:X0X12F，共1613=208位,输出寄存器: 功能:向输出接口输出信号 输出寄存器编号:WY0WY12, 共13个寄存器，每个 寄存器16位 输出位编号:Y0Y12F，共16 13=208位,寄存器：是一个16位二进制单元 位（触点）：16位中的每一位是一个“触
7、点”，对应外部的一个输入或者输出端子。,输入寄存器 WXm 输出寄存器 WYm,输入端子 Xmn 输出端子 Ymn,m ：寄存器编号，用十进制数编号： m=012，共13个,n,n：寄存器的第n位，用16进制数 编号：n= 0F，共16位,例：若X0为“ON”，则 WX0 的第0位为 “1” 若X4 为“OFF”，则 WX0 的第4位为 “0”,接点通断情况与接点的赋值有关：（以 Y0为例： 若 Y0的逻辑赋值为“1”，则,梯形图的规则：,ST：（Start） 从母线开始一个新逻辑行时，或开始一个逻辑块时， 输入的第一条指令。 ST：以常开接点开始 ST/：以常闭接点开始,OT：（Output
8、） 表示输出一个变量。,ED：（End）表示程序无条件结束,10. 2. 2 可编程控制器FP1基本指令,梯形图 助记符,ST X0 AN X1 OT Y0,ST X0 OR X1 OT Y0,ST / X0 OT Y0,串联常开触点 触点与左边电路串联 可连续使用,并联常开触点，用于单个触点 与前面电路并联。并联点左端 从母线开始，右端与前一指令 对应触点的右端并联,注意：与、或、非运算均是对从该指令前面的ST 指令到该指令的前一个指令处的结果进行 运算。,X2是与图中A点处的结果（即X0与X1的结果）相或，而不是与X1相或。,梯形图 助记符,ST X0 OR X1 ST X2 OR X3
9、ANS OT Y0,ST X0 AN X1 ST X2 AN / X3 ORS OT Y0,多个并联电路块的串联 并联电路块与前面电路串联时，用ST或ST/开始，完成后用ANS与前面电路串联 （ANS后不跟元件号）,多个串联电路块的并联 串联电路块并联时，分支开始 用ST或ST/，分支结束用ORS 指令（ORS后不跟元件号）,例1：直接启动停车控制,继电器控制电路图,I/O分配： X0：停车 X1：启动 Y0：KM,梯形图：,助记符语句表 ST X1 OR Y0 AN/ X0 OT Y0 ED,操作及动作过程,FP1型PLC控制器： 实际输入端子：X0XF 实际输出端子：Y0Y7,助记符语句表
10、 ST X1 OR Y0 AN/ X0 OT Y0 ED,I/O分配： SB1X0 SBF X1 SBR X2 KMF Y0 KMR Y1,例2：三相异步电动机的正反转控制,ST X1 OR Y0 AN / X0 AN / Y1 OT Y0 ST X2 OR Y1 AN / X0 AN / Y0 OT Y1 ED,左重右轻,编程,I/O分配： SB1X0 SBF X1 SBR X2 KMF Y0 KMR Y1,I/O分配决定PLC的端子接线图,PLC的端子接线方式又决定编程语言,编程中应注意的几个问题,一、用电路变换简化程序(减少指令的条数）,ST X0 ST X1 OR Y0 ANS OT
11、Y0,ST X1 OR Y0 AN X0 OT Y0,二、逻辑关系应尽量清楚(避免左轻右重),ST X2 AN X3 AN X4 ST X2 AN X5 AN X6 AN X7,ST X2 AN X5 AN X6 AN X8 AN X9 ORS OT Y0 ED,定时器及定时器指令,输入接点,定时器号码 （099）,时间常数: 132767,动作说明： 当Y0闭合后，定时器TM5开始计时。 经过300.1=3s后，Y1闭合，Y2断开。,Y0,例：,例4：定时器应用举例：用PLC控制三相异步电动机 的Y-起动。,Y 起动继电器控制电路,I/O分配： SB1 X0 SB2 X1 KM0 Y0 KM1 Y1 KM2 Y2 KT TMX1,时间常数K=150 延时0.1 150 =15秒,用PLC控制三相异步电动机的Y-起动,I/O分配： SB1 X0 SB2 X1 KM0 Y0 KM1 Y1 KM2 Y2 KT TMX1,梯形图,用PLC控制三相异步电动机的Y-起动,I/O分配： SB1 X0 SB2 X1 KM0 Y0 KM1 Y1 KM2 Y2 KT TMX1,PLC接线图,计数器初始值： 132767,计数器编号 (FP1机：100143),计数脉冲,复位信号,计数器及计数器指令（CT指令）,CT指令梯形图格式：,CT指令梯形图与时序图,