第7章-可编程控制器原理与应用ppt课件

第第7 7章章 可编程序控制器原理与应可编程序控制器原理与应用用第7章第7章 可编程序控制器原理与应用7.1 PLC的基本结构和工作原理7.2 PLC的主要功能和特点7.3 PLC的编程元件7.4 PLC的软件技术7.5 PLC的应用7.6 步进顺控指令第7章 可编程序控制器原理与应用7.1 PLC的基本结构什么是什么是PLCPLC？是一种是一种工业控制装置工业控制装置是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。通用叫法通用叫法中文名称为中文名称为可编程控制器可编程控制器；英文名称为英文名称为Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller，现在发展为，现在发展为Programmable ControllerProgrammable Controller 但仍简称但仍简称PLCPLC。什么是PLC？是一种工业控制装置是在电器控制技术和19871987年，国际电工委员会（年，国际电工委员会（IECIEC）定义定义：“可可编编程程控控制制器器是是一一种种数数字字运运算算操操作作的的电电子子系系统统，专专为为在在工工业业环环境境下下应应用用而而设设计计。它它采采用用可可编编程程序序的的存存储储器器，用用来来在在其其内内部部存存储储执执行行逻逻辑辑运运算算、顺顺序序控控制制、定定时时、计计数数和和算算术术运运算算等等操操作作的的指指令令，并并通通过过数数字字式式和和模模拟拟式式的的输输入入和和输输出出，控控制制各各种种类类型型的的机机械械或或生生产产过过程程。可可编编程程控控制制器器及及其其有有关关外外围围设设备备，都都应应按按易易于于与与工工业业系系统统联联成成一一个个整整体体，易易于于扩扩充其功能的原则设计充其功能的原则设计”。1987年，国际电工委员会（IEC）定义：可编程控制器的产生 因为继电器逻辑电路配线复杂，而且工艺变化因为继电器逻辑电路配线复杂，而且工艺变化时，修改线路异常困难，几乎不可能。时，修改线路异常困难，几乎不可能。可编程控制器的产生 因为继电器逻辑电路配线复杂，而背景：背景：19681968年年美美国国通通用用汽汽车车公公司司（GMGM），为为了了适适应应汽汽车车型型号号的的不不断断更更新新，生生产产工工艺艺不不断断变变化化的的需需要要，实实现现小小批批量量、多多品品种种生生产产，希希望望能能有有一一种种新新型型工工业业控控制制器器，它它能能做做到到尽尽可可能能减减少少重重新新设设计计和和更更换换继继电电器器控控制制系系统统及及接接线线，以以降降低低成成本本，缩缩短周期。短周期。背景：1968年，GM公司提出十项设计标准编程简单，可在现场修改程序；编程简单，可在现场修改程序；维护方便，采用插件式结构；维护方便，采用插件式结构；可靠性高于继电器控制柜；可靠性高于继电器控制柜；体积小于继电器控制柜；体积小于继电器控制柜；成本可与继电器控制柜竞争；成本可与继电器控制柜竞争；可将数据直接送入计算机；可将数据直接送入计算机；可直接使用可直接使用115V115V交流输入电压；交流输入电压；输出采用输出采用115V115V交流电压，能直接驱动电磁阀、交交流电压，能直接驱动电磁阀、交流接触器等；流接触器等；通用性强，扩展方便通用性强，扩展方便;能存储程序，存储器容量可以扩展到能存储程序，存储器容量可以扩展到4KB4KB。1968年，GM公司提出十项设计标准编程简单，可在现场修改程19691969年，美国数字设备公司研制第一台可编程控制器，年，美国数字设备公司研制第一台可编程控制器，并应用于工业现场。并应用于工业现场。1969年，美国数字设备公司研制第一台可编程控制器，并应用于7.1 PLC的基本结构和工作原理7.1.1 PLC的基本结构外部设备现场用户输出设备微处理器（CPU）输入电路输出部件系统存储器用户存储器I/O扩展接口通讯及编程接口编程设备计算机打印机等传感器按钮、开关现场信号电磁阀中间继电器执行器现场用户输入设备扩展设备扩展单元通讯模块功能模块电源变换器110V/220V市电PLC基本单元基本单元PLC系统结构示意图系统结构示意图输出状态寄存器输入状态寄存器7.1 PLC的基本结构和工作原理7.1.1 PLC的基本1.1.中央处理单元（中央处理单元（CPUCPU）接收并存储用户程序和数据；接收并存储用户程序和数据；接收输入信号，送入数据寄存器并保存；接收输入信号，送入数据寄存器并保存；运行时顺序读取、解释、执行用户程序，完成运行时顺序读取、解释、执行用户程序，完成用户程序的各种操作；用户程序的各种操作；将用户程序的执行结果送至输出端。将用户程序的执行结果送至输出端。诊断电源、诊断电源、PLCPLC工作状态及编程的语法错误；工作状态及编程的语法错误；1.中央处理单元（CPU）接收并存储用户程序和数据；2 2）用户存储器）用户存储器RAM/EPROM/EEPROM 存放用户工作程序；存放用户工作程序；3 3）数据存储器）数据存储器 存放工作数据。存放工作数据。2.2.系统存储器系统存储器 1 1）系统程序存储器系统程序存储器 存放系统工作程序（监控程序）；存放系统工作程序（监控程序）；存放命令解释程序；存放命令解释程序；存放模块化应用功能子程序；存放模块化应用功能子程序；存放功能子程序的调用管理程序；存放功能子程序的调用管理程序；存放存储系统参数。存放存储系统参数。2）用户存储器RAM/EPROM/EEPROM2.系3.3.输入输出（输入输出（I/OI/O）电路：）电路：1).1).输入单元输入单元带光电隔离电路带光电隔离电路多种辅助电源类型：多种辅助电源类型：ACAC电源电源DC24VDC24V输入输入 DCDC电源电源DC24VDC24V输入输入 DCDC电源电源DC12VDC12V输入输入接收开关量及数字量信号（数字量输入单元）；接收开关量及数字量信号（数字量输入单元）；接收模拟量信号（模拟量输入单元）；接收模拟量信号（模拟量输入单元）；接收按钮或开关命令（数字量输入单元）；接收按钮或开关命令（数字量输入单元）；接收传感器输出信号。接收传感器输出信号。3.输入输出（I/O）电路：1).输入单元带光电隔离电路2.2.输出单元输出单元带光电隔离器及滤波器带光电隔离器及滤波器多种输出方式：继电器多种输出方式：继电器 晶体管晶体管 晶闸管晶闸管 继电器输出单元继电器输出单元:驱动非频繁动作的交驱动非频繁动作的交/直流负载；直流负载；晶体管输出单元晶体管输出单元:驱动直流负载；驱动直流负载；晶闸管输出单元晶闸管输出单元:驱动频繁动作的交驱动频繁动作的交/直流负载。直流负载。2.输出单元带光电隔离器及滤波器多种输出方式：继电器4.4.电源电源一般市电（一般市电（220220）直流直流24V24VPLCPLC有有24V24V（DCDC直流）输直流）输出。出。5.5.编程器编程器外围设备外围设备利用编程器将用户程序利用编程器将用户程序送入送入PLCPLC的存储器，检查的存储器，检查程序。程序。4.电源7.1.2 PLC7.1.2 PLC的结构形式的结构形式整体式模块式7.1.2 PLC的结构形式整体式7.1.3 7.1.3 PLC的工作原的工作原理理一、工作方式 周期循环扫描二、工作过程自诊断、输入采样、程序扫描、输出刷新几个外阶段。三、扫描周期小型PLC通常在几十mS。T=自检时间+读入一点时间输入点数+程序步数运算速度+输出一点时间输出点数。自诊断开始与编程器通信读入现场信号执行用户程序输出结果7.1.3 PLC的工作原理一、工作方式 周期循环扫7.1.3 PLC7.1.3 PLC的工作原理的工作原理7.1.3 PLC的工作原理7.2 PLC的主要功能和特点7.2.1 PLC7.2.1 PLC的功能的功能1.1.逻辑控制功能逻辑控制功能2.2.定时、计数功能定时、计数功能3.A/D3.A/D、D/AD/A转换功能转换功能4.4.数控功能数控功能5.5.通信与联网功能通信与联网功能6.6.数据处理功能数据处理功能7.2 PLC的主要功能和特点7.2.1 PLC的功能7.2.2 PLC7.2.2 PLC的特点的特点抗干扰能力强，可靠性高，环境适应性强编程方法简单，容易掌握 应用灵活，通用性好完善监视和诊断功能系统的设计、安装、调试工作量少维修工作量小，维护方便体积小，能耗低.7.2.2 PLC的特点抗干扰能力强，可靠性高，环境适应7.3 PLC的编程元件PLC内部有许多具有不同功能的器件：输入继电器X、输出继电器Y、定时器T、计数器C、辅助继电器M、状态寄存器S等。为了区别实际的物理器件，上述PLC内部的器件称为软元件。不同厂家、同一产家的不同型号的PLC的软元件的数量、种类都不一样。下面以下面以FX2NFX2N可编程控制器为例，介绍可编程控制器为例，介绍PLCPLC中常用的中常用的编程元件编程元件7.3 PLC的编程元件PLC内部有许多具有不同功能的器件：1.1.输入继电器输入继电器X X 是PLC接收外部开关信号的接口，输入继电器常开触点、常闭触点使用次数不限。继电器采用八进八进制制编码，X0-X177，最多128点。输入继电器不能用程序驱动。1.输入继电器X 是PLC接收外部开关信号的接口，输输出继电器（输出继电器（Y Y）Y0-Y177Y0-Y177输出继电器采用八进制八进制编号，有内部触点和外部输出触点（继电器触点、双向可控硅、晶体管等输出元件）之分，由程序驱动。在PLC内部，外部输出触点与输出端子相连，向外部负载输出信号，且一个输出继电器只有一个常一个输出继电器只有一个常开型外部输出触点。开型外部输出触点。输出继电器的内部常开和常闭触点使用个数不受限制，编程时可随意使用。输出继电器（Y）Y0-Y177输出继电器采用八进制编号，有3.3.定时器（定时器（T T）定定时时器器实实际际是是内内部部脉脉冲冲计计数数器器，可可对对内内部部时时钟钟脉脉冲进行减计数，当从用户设定值减到零时，触点动作。冲进行减计数，当从用户设定值减到零时，触点动作。T10K123X0T10Y1定定时时器器用用用用户户程程序序存存储储器器内内的的常常数数k k（十十进进制制）作为设定值。作为设定值。T0-T199T0-T199：200200个点个点100ms100ms。设定范围。设定范围0.13276.7s0.13276.7s。T200-T245T200-T245：4646个点个点10ms10ms。设定范围。设定范围0.01327.0.01327.67s67s3.定时器（T）定时器实际是内部脉冲计数器，可对4.4.计数器（计数器（C C）计计数数器器的的工工作作原原理理：先先在在复复位位输输入入端端X10X10输输入入一一个个脉脉冲冲，使使计计数数器器置置入入设设定定值值，以以后后当当从从计计数数输输入入端端X11X11每每来来一一个个脉脉冲冲，计计数数值值减减一一，到到设设定定的的计计数数值值减减到到零零时时，其其输输出出触触点点动动作。作。通用型：通用型：C0-C99C0-C99保持型：保持型：C100-C199C100-C1994.计数器（C）计数器的工作原理：先在复位输入端X10输入计数器的电路图：计数器的电路图：RST C0C0K10Y0012345678910X10X11Y0C0当前值设定值也可以间接设定X10X11C016位计数器工作过程示意图计数器的电路图：RSTC0C0K10Y00123456789辅助继电器（辅助继电器（M M）由内部软元件的触点驱动由内部软元件的触点驱动,常开和常闭触点使用次数不限，常开和常闭触点使用次数不限，但不能直接驱动外部负载但不能直接驱动外部负载 。通用辅助继电器与掉电保持用辅助继电器的比例，可通过外设设定参数进行调整。通用辅助型：通用辅助型：M0-M499M0-M499共共500500个个 保持型：保持型：M500-M1023M500-M1023共共524524个个 特殊型：特殊型：M8000-M8255M8000-M8255共共256256个个状态寄存器（状态寄存器（S S）初始化用：初始化用：S0-S9S0-S9共共1010个个 回零状态器：回零状态器：S10-S19S10-S19 通用型：通用型：S20-S499S20-S499共共480480个个 保持型：保持型：S500-S899S500-S899共共400400个个辅助继电器（M）由内部软元件的触点驱动,常开和常闭触点使用6.6.数据寄存器数据寄存器1.通用数据寄存器：D0-D199D0-D199，200200点。点。2.掉电保护数据寄存器：D200-D511D200-D511，312312点。点。3.特殊数据寄存器：D8000-D8255D8000-D8255（共共2 25656个）个）4.文件寄存器7.7.指针指针P/IP/I (1).分支指针 P0-P63P0-P63，6464点。点。(2).中断指针 I0 -I8 I0 -I8 （共共9 9个）个）6.数据寄存器1.通用数据寄存器：D0-D199，200点7.4 PLC的软件技术7.4.1 用户数据结构与用户程序表达方式1.用户数据结构1)位数据2)字数据3)混合数据7.4 PLC的软件技术7.4.1 用户数据结构与用户程序表2.用户程序表达方式1)梯形图X1X1M115M115Y0Y0M100M100X2X2Y2Y2M101M101X3X3T0T02)语句表步序步序 指令指令 地址地址 0 LDI X10 LDI X1 1 ORI X2 1 ORI X2 2 LDI Y0 2 LDI Y0 3 ANI M100 3 ANI M100 4 LDI Y2 4 LDI Y2 6 AND M101 6 AND M101 7 ORB 7 ORB 8 OR T0 8 OR T0 9 ANB 9 ANB 10 ORI X3 10 ORI X3 11 OUT M115 11 OUT M1152.用户程序表达方式1)梯形图X1M115Y0M100X2Y7.4.2 7.4.2 基本指令基本指令1.1.输入输出指令输入输出指令LDLD、LDILDI用于将触点接到用于将触点接到母线母线上。上。LDLD、LDILDI还与块操作指令还与块操作指令ANBANB、ORBORB相配合，用于相配合，用于分支电路的起点分支电路的起点。OUTOUT不能用于不能用于X X；并联输出；并联输出OUTOUT指令可连续使用任意次。指令可连续使用任意次。OUTOUT指令用于指令用于T T和和C C，其后须跟，其后须跟常数常数K K，K K为延时时间或计数次数。为延时时间或计数次数。7.4.2 基本指令1.输入输出指令 LD、LDI、OUT指令的使用指令的使用 LD、LDI、OUT指令的使用2.2.逻辑指令逻辑指令1)逻辑“与”指令 AND、ANI指令分别用于单个常开、常闭触点的串联，串联触点的数量不受限制，该指令可以连续多次使用。2.逻辑指令1)逻辑“与”指令2)逻辑“或”指令 OR OR、ORIORI指令分别用于指令分别用于单个单个常开、常闭触点的并联，并联常开、常闭触点的并联，并联触点的数量不受限制，该指令可以连续多次使用。触点的数量不受限制，该指令可以连续多次使用。2)逻辑“或”指令 OR、ORI指令分别用于单个常开、常闭3)支路并联指令两个串联连接后组成的电路称为支路若有多个串联回路块按顺序与前面的回路并联时，对每个回路块使用ORB指令，则对并联的回路个数没有限制。3)支路并联指令两个串联连接后组成的电路称为支路若有多个串4)电路块串联指令两条以上支路并联连接后组成的电路称为电路块。有有多个并联回路块按顺序与前面的回路串联时，多个并联回路块按顺序与前面的回路串联时，对每个回对每个回路块使用路块使用ANBANB指令，则对串联的回路个数没有限制。指令，则对串联的回路个数没有限制。4)电路块串联指令两条以上支路并联连接后组成的电路称为电路块3.3.置位复位指令置位复位指令SETSET为置位指令，使位元件置为置位指令，使位元件置“1 1”并保持；并保持；RSTRST为复位指令，使位元件清零并保持。为复位指令，使位元件清零并保持。RST指令一个指令一个重要的用途是重要的用途是对计数器复位对计数器复位 3.置位复位指令SET为置位指令，使位元件置“1”并保持；R 右图中，右图中，X000X000一旦一旦接通后，即使它再断开，接通后，即使它再断开，Y000Y000仍继续动作，仍继续动作，X001X001接通时，即使它再断开，接通时，即使它再断开，Y000Y000仍保持不被驱动。仍保持不被驱动。对于对于M M、S S也是一样。也是一样。对于同一软元件。对于同一软元件。SETSET、RSTRST可多次使用，可多次使用，顺序也随意顺序也随意，但最后执，但最后执行的有效。行的有效。使数据寄存器（使数据寄存器（D D）、）、变址寄存器（变址寄存器（V V、Z Z）的）的内容清零，也可使用内容清零，也可使用RSTRST指令指令，与用常数，与用常数K0K0传送传送指令的结果一样。指令的结果一样。累计定时器累计定时器T246T255的当前值以及触点复位也可用的当前值以及触点复位也可用RST指令。指令。右图中，X000一旦接通后，即使它再断开，Y000仍4)主令控制指令MCMC为主控为主控指令指令，用，用于公共串于公共串联触点的联触点的连接，连接，MCRMCR为主控为主控复位指令复位指令，即即MCMC的复的复位指令。位指令。4)主令控制指令MC为主控指令，用于公共串联触点的连接，栈指令栈指令MPSMPS指令：指令：将此时刻的运算结果送入堆栈存储将此时刻的运算结果送入堆栈存储 。MPPMPP指令：指令：各数据按顺序向上移动，将最上端的数据读出，各数据按顺序向上移动，将最上端的数据读出，同时该数据就从堆栈中消失。同时该数据就从堆栈中消失。MRDMRD指令：指令：是读出最上端所存数据的专用指令，堆栈内的数是读出最上端所存数据的专用指令，堆栈内的数据不发生移动。据不发生移动。MPSMPS指令与指令与MPPMPP指令必须成对使用，指令必须成对使用，连续使用的次数应小于连续使用的次数应小于1111一段堆栈与一段堆栈与ANB、ORB指指令并用令并用 栈指令MPS指令：将此时刻的运算结果送入堆栈存储。一段堆栈第7章-可编程控制器原理与应用ppt课件脉冲指令脉冲指令LDPLDP、ANDPANDP、ORPORP指令是进行指令是进行上升沿检出的触点指令，上升沿检出的触点指令，仅在指定仅在指定位元件的上升沿时（位元件的上升沿时（OFFONOFFON变化时）接通一个扫描周期。变化时）接通一个扫描周期。LDFLDF、ANDFANDF、ORFORF指令是进行指令是进行下降沿检出的触点指令，下降沿检出的触点指令，仅在指定仅在指定位元件的下降沿时（位元件的下降沿时（ONOFFONOFF变化时）接通一个扫描周期。变化时）接通一个扫描周期。脉冲指令LDP、ANDP、ORP指令是进行上升沿检出的触点指脉冲指令应用举例脉冲指令应用举例 X000X000X002X002由由OFFONOFFON变化或由变化或由ONOFFONOFF变化时变化时，M0M0或或M1M1仅仅接通一个扫描周期。接通一个扫描周期。脉冲指令应用举例 X000X002由OFFON变化或由O7.NOP7.NOP、ENDEND指令指令:NOPNOP为空操作指令为空操作指令 在程序中加入在程序中加入NOPNOP指令，有利于修改指令，有利于修改或增加程序时，减小程序步号的变化，但是程序要或增加程序时，减小程序步号的变化，但是程序要求有余量。求有余量。ENDEND为程序结束指令。为程序结束指令。7.NOP、END指令:NOP为空操作指令 在程序中加入编程的基本规则编程的基本规则:(3)线圈可以并联，不能串联连接；(4)应尽量避免双线圈输出。(1)PLC编程元件的触点在编制程序时使用次数是无限的。每个继电器的线圈在梯形图中只能出现一次,它的触点可以使用无数次。(2)梯形图的每一逻辑行皆起始于左母线，终止于右母线。线圈总是处于最右边，且不能直接与左边母线相连。右母线可以省略。编程的基本规则:(3)线圈可以并联，不能串联连接；(17.4.37.4.3、常用编程技巧、常用编程技巧1 1、程序的合理性、程序的合理性程序的编写顺序应按自上而下、从左至右自上而下、从左至右的方式编写。为了减少程序的执行步数，程序应为“左大右小，上大下小左大右小，上大下小”。如：X1Y0Y0X2X4ORBX1Y0Y0X4X2 0 LD X4 0 LD X4 1 LD X1 1 LD X1 2 AND X2 2 AND X2 3 3 ORB ORB 4 OUT Y0 4 OUT Y0 0 LD X1 0 LD X1 1 AND X2 1 AND X2 2 OR X2 2 OR X2 3 OUT Y0 3 OUT Y0不好！好！符合上大下小的电路，共符合上大下小的电路，共4步步 不符合上大下小的电路，共不符合上大下小的电路，共5步步 7.4.3、常用编程技巧1、程序的合理性X1Y0X2X4OR串联电路串联电路左右左右位置可调，应将单个触点放在右边位置可调，应将单个触点放在右边X1Y0Y0X2X4ANBX1Y0Y0X2X4 0 LD X1 0 LD X1 1 LD X2 1 LD X2 2 OR X4 2 OR X4 3 3 ANB ANB 4 OUT Y0 4 OUT Y0 0 LD X2 0 LD X2 1 OR X4 1 OR X4 2 AND X1 2 AND X1 3 OUT Y0 3 OUT Y0不好！好！不符合左大右小的电路，共不符合左大右小的电路，共5步步 符合左大右小的电路，共符合左大右小的电路，共4步步 串联电路左右位置可调，应将单个触点放在右边X1Y0X2X4A2.2.程序的正确性程序的正确性桥形电路的化简方法：找出每条输出路径进行并联X1Y0Y0X2X4X3X5X1X1X4X5X3Y0Y0X2X5X32.程序的正确性桥形电路的化简方法：找出每条输出路径进行并双线圈输出的处理双线圈输出的处理X1Y0Y0X2Y0Y0X4Y0Y0X1Y0Y0X2X4双线圈输出的处理X1Y0X2Y0X4Y0X1Y0X2X4线圈并联电路中，应将单个线圈放在上边。X2Y0Y0X1Y1Y1MPSMPP 0 LD X10 LD X1 1 1 MPSMPS 2 AND X2 2 AND X2 3 3 OUT Y0OUT Y0 4 4 MPPMPP 5 OUT Y1 5 OUT Y1X1Y0Y0X2Y1Y1 0 LD X10 LD X1 1 OUT Y1 1 OUT Y1 2 AND X2 2 AND X2 3 3 OUT Y0OUT Y0不好！好！线圈并联电路中，应将单个线圈放在上边。X2Y0X1Y1MPS通电延时：通电延时：3 3、定时器的应用、定时器的应用X000Y000T2T2 K10()()X000Y0001s 当定时触发信号发出后，触点X000闭合，定时开始，0.1s 后定时时间到，定时器触点T2 闭合，线圈Y000也就接通。0 LD X0001 OUT T2 K 104 LD T25 OUT Y000 指 令地址指令语句表定时器设置值定时时间10 0.1s=1s 定时器编号通电延时：3、定时器的应用X000Y000T2T2 K10通电延时通电延时 输入输入X000X000ONON时时，Y000=ONY000=ON，并且输出，并且输出Y000Y000的触点自锁保的触点自锁保持接通，输入持接通，输入X000X000OFFOFF后，启动内部定时器后，启动内部定时器T0T0，定时，定时5s5s后，后，定时器触点闭合，输出定时器触点闭合，输出Y000Y000断开。断开。通电延时 输入X000ON时，Y000=ON，并且输出3)、用定时器产生周期脉冲信号 当输入X000接通时，输出Y000闪烁，接通与断开交替运行，接通时间为1s由定时器T0设定，断开时间为2s由定时器T1设定。3)、用定时器产生周期脉冲信号 当输入X000接通时，输出7.5 PLC7.5 PLC的应用的应用(1)(1)用于开关量逻辑控制用于开关量逻辑控制(2)用于闭环逻辑控制用于闭环逻辑控制(3)PLC(3)PLC配合数字控制配合数字控制(4)(4)用于工业机器人控制用于工业机器人控制(5)(5)用于组成多级控制系统用于组成多级控制系统7.5 PLC的应用(1)用于开关量逻辑控制7.5.1 PLC7.5.1 PLC控制系统的开发步骤控制系统的开发步骤正式运行 分析控制任务估计PLC规模选购PLC选购输入、输出器件及设备程序设计现场调试试运行运行正确？现场安装否否保存程序调试程序确定I/O点数及类型确定控制流程修改程序程序正确？7.5.1 PLC控制系统的开发步骤正式运行 分析控1 1分析被控对象，提出控制要求。分析被控对象，提出控制要求。2 2确定确定PLCPLC的的I/OI/O点数，选择点数，选择PLCPLC机型。机型。3 3分配分配I/OI/O点数。点数。4.4.绘制绘制PLCPLC控制系统输入、输出端子接线图。控制系统输入、输出端子接线图。5 5程序设计，绘制工作循环图或状态转移图。程序设计，绘制工作循环图或状态转移图。1 1）初始化程序；）初始化程序；2 2）控制程序；）控制程序；3 3）检测、故障诊断）检测、故障诊断和显示等程序；和显示等程序；4 4）保护和联锁程序。）保护和联锁程序。6 6程序调试。程序调试。先进行模拟调试，先进行模拟调试，再进行现场联机调试；先进行模拟调试，先进行模拟调试，再进行现场联机调试；先进行局部、分段调试，再进行整体、系统调试。先进行局部、分段调试，再进行整体、系统调试。7 7调试过程结束，整理技术资料，投入使用。调试过程结束，整理技术资料，投入使用。1分析被控对象，提出控制要求。2确定PLC的I/O点数，输入器件：输入器件：指连接到指连接到PLC输入接线端子用于产生输入输入接线端子用于产生输入 信号的器件。信号的器件。分类分类 主令器件主令器件 检测器件检测器件 有源触点输入器件有源触点输入器件 无源触点输入器件无源触点输入器件输入信号输入信号 模拟信号模拟信号 数字信号数字信号 开关信号开关信号1、掌握控制任务，画出工艺流程图和动作顺序表。、掌握控制任务，画出工艺流程图和动作顺序表。按钮、选择开关、数字开关按钮、选择开关、数字开关行程开关、接近开关、光电开关、继行程开关、接近开关、光电开关、继电器触点，接触器辅助触点电器触点，接触器辅助触点行程开关、接近开关、光电行程开关、接近开关、光电开关、继电器触点，接触器开关、继电器触点，接触器辅助触点辅助触点行程开关、接近开关、光电行程开关、接近开关、光电开关、继电器触点，接触器开关、继电器触点，接触器辅助触点辅助触点压力传感器、温度传感器压力传感器、温度传感器数字开关数字开关按钮、转换开关、行程开关、按钮、转换开关、行程开关、触点触点要了解输入信号类型和输出类型要了解输入信号类型和输出类型输入器件：指连接到PLC输入接线端子用于产生输入 输出器件：输出器件：指连接到指连接到PLC输出接线端子用于执行程序输出接线端子用于执行程序 运行结果的器件。运行结果的器件。分类：分类：驱动负载驱动负载 显示负载显示负载 输出端口：输出端口：继电器输出继电器输出 晶体管输出晶体管输出 晶闸管输出晶闸管输出接触器、继电器、电磁阀接触器、继电器、电磁阀指示灯、数字显示装置、电指示灯、数字显示装置、电铃、蜂鸣器铃、蜂鸣器交直流负载交直流负载直流负载直流负载交流负载交流负载输出器件：指连接到PLC输出接线端子用于执行程序 分类：2、PLC机型选择机型选择结构形式结构形式 整体式整体式 模块式模块式安装方式安装方式 集中式集中式 远程远程IO式式 分布式分布式功能要求功能要求响应速度响应速度系统可靠性系统可靠性机型统一机型统一2、PLC机型选择结构形式 整体式 模块式安装方式 集中式(1).PLC(1).PLC规模的估算规模的估算I/O点数的确定点数的确定 I/O点数是衡量可编程控制器规模大小的依据。点数是衡量可编程控制器规模大小的依据。确定依据：将与确定依据：将与PLC相连的全部输入、输出器件相连的全部输入、输出器件根据所需的电压、电流的大小和种类分别统计，根据所需的电压、电流的大小和种类分别统计，考虑将来发展的需要再相应增加考虑将来发展的需要再相应增加 1015的余的余量量存储容量的估算存储容量的估算 （输入点数（输入点数+输出点数）输出点数）(1012)=指令语句数指令语句数(1).PLC规模的估算I/O点数的确定存储容量的估算PLCPLC的功能：的功能：小型 中型 大型(2)、PLC的选择的选择输入电路模块输入电路模块：开关信号：按钮、转换开关、行程开关按钮、转换开关、行程开关 模拟信号：压力传感器、温度传感器等压力传感器、温度传感器等 高速计数器模块：当PLC内部的高速计数器的最高计数频率不能满足要求时，可选择使用。输出电路模块输出电路模块：是交流或直流负载，是否感性负载，频率高是交流或直流负载，是否感性负载，频率高低，电压等级等。低，电压等级等。PLC的功能：(2)、PLC的选择输入电路模块：输出电路模块3 3、编制、编制I/OI/O分配对照表分配对照表4 4、画出、画出PLCPLC与现场器件的实际连线图与现场器件的实际连线图5 5、编写用户程序、编写用户程序6 6、将用户程序送入、将用户程序送入PLCPLC7 7、进行系统模拟调试和完善程序、进行系统模拟调试和完善程序8 8、进行硬件系统的安装、进行硬件系统的安装9 9、对整个系统进行现场调试和试运行、对整个系统进行现场调试和试运行1010、正式投入使用、正式投入使用1111、保存程序、保存程序3、编制I/O分配对照表4、画出PLC与现场器件的实际连线图7.5.2 PLC7.5.2 PLC实现电动机控制的设计实现电动机控制的设计1 1、三相异步电动机的启、停控制、三相异步电动机的启、停控制v控制思路控制思路电动机的额定电流较大，电动机的额定电流较大，PLCPLC不能用直接控制主电路，需不能用直接控制主电路，需要要主电路主电路。找出所有输入量和输出量，接入找出所有输入量和输出量，接入I/0I/0接线图接线图。为了扩大输出电流，采用继电器为了扩大输出电流，采用继电器输出方式输出方式。热继电器的常闭触点可以作为输入信号进行过载保护，热继电器的常闭触点可以作为输入信号进行过载保护，也可以在输出进行保护。也可以在输出进行保护。梯形图和指令表。梯形图和指令表。7.5.2 PLC实现电动机控制的设计1、三相异步电动机的启FRFUKMQSM3 电源开关电源开关接触器主触点接触器主触点热继电器热元件热继电器热元件熔断器熔断器三相异步电动机三相异步电动机L1L2L3v主电路主电路FRFUKMQSM电源开关接触器主触点热继电器热元件熔断器三vI/OI/O接线图接线图启动按钮启动按钮SB1X1停止按钮停止按钮SB2X2SB1KM1SB2COM1Y1COMX1X2FR运行接触器运行接触器KMY1FRX3热继电器的常闭热继电器的常闭触点可以作为输触点可以作为输入信号进行过载入信号进行过载保护，也可以在保护，也可以在输出进行保护输出进行保护热继电器热继电器电源电源I/O接线图启动按钮停止按钮SB1KM1SB2COM1Y1Cv梯形图梯形图X1X1X2X2Y1Y1v指令表程序指令表程序启动启动自锁自锁停止停止X1X1Y1Y1Y1Y1X2X2END步序步序 指令指令 地址地址0 LD X10 LD X1 1 OR Y1 1 OR Y1 2 ANI X2 2 ANI X2 3 3 OUT Y1OUT Y1 4 END 4 END时序图时序图输出线圈输出线圈梯形图X1X2Y1指令表程序启动自锁停止X1Y1Y1X2EN电动机的连续运转电动机的连续运转电动机的连续运转2 2、电动机的正、反转控制、电动机的正、反转控制FUKM1QS正转正转接触器接触器反转接触器反转接触器L1L2L3v主电路主电路KM2FRMM3 3 注意调相注意调相注意调相注意调相2、电动机的正、反转控制FUKM1QS正转反转接触器L1主电vI/OI/O接线图接线图正转启动正转启动SB2-X0反转启动反转启动SB3-X1 停止停止SB1-X2KM2SB2KM1SB3SB1KM2KM2KM1KM1电源电源FRFR正转接触器正转接触器KM1-YI反转接触器反转接触器KM2-Y2正转互锁正转互锁反转互锁反转互锁Y1COMX0X1X2Y2COM1I/O接线图正转启动反转启动 停止KM2SB2KM1Sl梯形图梯形图v指令表指令表 0 LD X10 LD X1 1 OR Y1 1 OR Y1 2 ANI X2 2 ANI X2 3 3 ANI ANI X1X1 4 4 ANIANI Y2Y2 5 OUT Y1 5 OUT Y1 6 LD X1 6 LD X1 7 OR Y2 7 OR Y2 8 ANI X2 8 ANI X2 9 9 ANIANI X0X0 10 10 ANI ANI Y1 Y1 11 OUT Y2 11 OUT Y2 12 END 12 END正转正转反转反转X0Y1Y1X2Y2X1X1Y2Y2X2Y1X0END梯形图指令表正转反转X0Y1Y1X2Y2X1X1Y2Y2X2电动机的正反转控制电动机的正反转控制电动机的正反转控制KMFUQKH电机绕组U1U2V1V2W1W2KM1U1V1W1U2V2W2YW2V1V2U2W1U1KM2主电路3 3、三相异步电动机的、三相异步电动机的Y Y启动启动控制控制KMFUQKH电机U1U2V1V2W1W2KM1U1V1W1(1)I/O(1)I/O 点分配点分配输入 输出SB1 X0 KM Y0SB2 X1 KM1 Y1 KM2 Y2SB2X1Y2COMPLCCOMKM2KHY1KM1SB1X0KMY0(b)外部接线图KMKM2 2KMU1V1W1U2V2W2KM1(a)主电路(1)I/O 点分配输入 输出SB1 X0 (c)(c)梯形图程序梯形图程序Y0 接通电源、Y1 形连接、Y2 星形连接 2.语句表指令 LD X0 OR Y0 ANI X1 OUT Y0 LD Y0 MPS ANI T0 ANI Y2 OUT Y1 OUT T0 K20 MRD LD T0 OR M0 ANB ANI Y2OUT M0OUT T1 K2MPP LD T1OR Y2ANB AND Y1OUT Y2ENDX0X1Y0(T0 K20 )(T1 K2 )Y0T0M0M0Y1Y2Y0Y2Y1T1()()()T0Y2()Y2 (c)梯形图程序Y0 接通电源、Y1 形连接、Y第7章-可编程控制器原理与应用ppt课件7.6 7.6 步进顺控指令步进顺控指令一、特点一、特点能够把复杂的控制转化为按顺序逐步（状态）完能够把复杂的控制转化为按顺序逐步（状态）完成。在基本指令的基础上，增加了两条步进顺控成。在基本指令的基础上，增加了两条步进顺控指令，指令，STLSTL、RETRET，配合使用的是状态元件配合使用的是状态元件S S。二、处理方法二、处理方法 控制过程分为不同的状态，在一个状态下，要控制过程分为不同的状态，在一个状态下，要完成一个或几个操作，当满足状态转移条件时，就完成一个或几个操作，当满足状态转移条件时，就跳转到下一个工作状态，执行下面的不同操作。跳转到下一个工作状态，执行下面的不同操作。7.6 步进顺控指令一、特点二、处理方法 控制过程分7.6.1 7.6.1 状态转移图状态转移图S30S30S31S31X02X020 0(Y010)(Y010)(Y010)(Y010)S31S31S30S30X02X020 0(Y010)(Y010)(Y010)(Y010)(SET Y010)(SET Y010)(SET Y010)(SET Y010)7.6.1 状态转移图S30S31X020(Y010)【应用范例1】机械手臂控制7.6.2 7.6.2 简单流程的状态转移图简单流程的状态转移图【应用范例1】机械手臂控制7.6.2 简单流程的状态转移图功能分析：原点复位：选定以原点复位：选定以A A缸退回至右极限位置（缸退回至右极限位置（LS2 ONLS2 ON）、）、B B缸缸 上升至上极限位置（上升至上极限位置（LS4 ONLS4 ON）及）及C C缸缸松开为机械手臂的原点。松开为机械手臂的原点。执行一个动作之后，应做原点复位的侦测（因为执行一个动作之后，应做原点复位的侦测（因为A A、B B、C C缸缸 均为单作用气缸，所以会自动退回原点）。均为单作用气缸，所以会自动退回原点）。工件搬运流程：依题意其动作为一循环式单一顺序流程。工件搬运流程：依题意其动作为一循环式单一顺序流程。传送带流程：在侦测到传送带流程：在侦测到E E点有工件且点有工件且B B缸缸在上极限位置时，在上极限位置时，应驱动传送带转动。应驱动传送带转动。上述两个流程可以同时进行，因此使用并进分支流程来完上述两个流程可以同时进行，因此使用并进分支流程来完 成组合。成组合。功能分析：原点复位：选定以A缸退回至右极限位置（LS2 O机械手动作顺序表：机械手动作顺序表：步序步序输入条件输入条件 输输 出出 状状 态态YA1通电下降YA2通电夹紧YA3通电上升YA4通电右移YA5通电左移HL 灯原点ST2ST4+下降SB1+夹紧ST1+上升KT1+右移ST2+下降ST3+松开ST1上升KT2+左移ST2+机械手动作顺序表：步序输入条件 元件分配：启动按钮启动按钮SB1SB1，使用输入继电器，使用输入继电器X0X0X0X0A A缸缸左限位传感器左限位传感器ST3ST3，使用，使用X1X1X1X1A A缸缸右限位传感器右限位传感器ST4ST4，使用，使用X2X2X2X2B B缸缸下限位传感器下限位传感器ST1ST1，使用，使用X3X3X3X3B B缸缸上限位传感器上限位传感器ST2ST2，使用，使用X4X4X4X4E E点点工件传感器工件传感器LS5LS5，使用，使用X5X5X5X5A A缸缸驱动，使用输出继电器驱动，使用输出继电器Y0Y0Y0Y0B B缸缸驱动，使用输出继电器驱动，使用输出继电器Y1Y1Y1Y1C C缸缸驱动，使用输出继电器驱动，使用输出继电器Y2Y2Y2Y2传送带传送带驱动，使用输出继电器驱动，使用输出继电器Y3Y3Y3Y3元件分配：SB1 ST1 YA1 YA2 YA3 YA4 YA5 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 X2 X1 X0 X3 X4 SB1 ST1 YA1 YA2 YA3 YA4 YA5 Y第7章-可编程控制器原理与应用ppt课件第7章-可编程控制器原理与应用ppt课件第7章-可编程控制器原理与应用ppt课件第7章-可编程控制器原理与应用ppt课件