【教学课件】第九章可编程序控制器.ppt

第九章 可编程序控制器nPLC的基本组成及工作原理nPLC的特点及应用领域nPLC的基本指令与编程nPLC的程序设计PLC的基本组成及工作原理nPLC的定义nPLC的基本组成nPLC的基本组成框图nPLC的工作原理返回PLC的定义n可编程控制器是以微处理器为基础，综合计算机技术、自动控制技术以及通信技术发展起来的新一代工业自动化装置。它采用可编程序存贮器，来存贮和执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数及算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出方式，控制各种类型的机械或生产过程，是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算的电子系统。返回PLC的基本组成nPLC的硬件系统 v主机oCPU（中央处理器）运算器和控制器集成在一片或几片大规模集成电路中 o存贮器 系统程序存贮器（EPROM）和用户程序存贮器（RAM）oI/O单元v外部设备v总线 包括有电源总线、控制总线、地址总线和数据总线vI/O接口电路 PLC与外部输入信号、被控设备连接的转换电路，通过外部接线端子可直接与现场设备相连。v编程器 可以输入程序，并可以对用户程序进行检查、修改、调试和监视，还可以调用和显示PLC的一些状态和系统参数。nPLC的软件系统 v系统程序v用户程序 返回PLC的基本组成框图外 打印机 EPROM设 写入器PLC或上位计算机按钮触点行程开关继电器线圈指示灯电磁阀主机COM电 源CPU 存 贮 器控 制 器输入单元输入单元运 算 器系统程序存贮器（EPROM）外设接口 用户程序存贮器（RAM）扩展接口电源编程器扩展机返回PLC的工作原理n工作方式 nPLC采用循环扫描 是在系统软件控制下，顺次扫描各输入点的状态，按用户程序进行运算处理，然后顺序向输出点发出相应的控制信号。n工作过程v自诊断v编程器等的通信v输入采样v用户程序执行v输出刷新 nPLC扫描过程的示意图返回PLC扫描过程的示意图（M100）（Y430）输出刷新阶段 用户程序执行阶段 输入采样阶段 输入端子输入映象寄存器元件映象寄存器输出锁存器输出端子扫描周期X400读出读出Y430写入读出返回PLC的特点及应用领域nPLC的特点nPLC的应用领域返回PLC的特点n性能稳定可靠，抗干扰能力强 n软件简单易学 n功能完善 n 通用性好，应用灵活 n 编程简单，手段多，控制程序可变 n接线简单，安装、调试工作量少 n监视功能强、速度快 n体积小，重量轻，功耗低 返回PLC的应用领域n开关量逻辑控制 n用于机械加工的数字控制 n机器人控制 n闭环过程控制 n数据处理 n通信和联网 返回PLC的基本指令与编程nPLC的编程语言n三菱F1系列PLC的编程元件n三菱F1系列PLC的基本指令与编程n程序的输入、测试及运行返回PLC的编程语言n梯形图LAD（Ladder Diagram）n语句表STL(Statement List)n控制流程图CSF(Control System Flowchart)n高级语言AL（Advanced Language）返回梯形图LADn梯形图与继电-接触器控制系统的电路图很相似，其中的编程元件沿用了“继电器”名称。n梯形图的基本结构主母线副母线触点编程线圈（）（）节点返回语句表STLn语句表类似于计算机汇编语言的形式，用指令的助记符来进行编程。它通过编程器按照语句表的语句顺序逐条写入PLC并可直接运行。语句表的指令助记符比较直观易懂，编程也简单，便于工程人员掌握，因此得到广泛的应用。返回三菱F1系列PLC的编程元件n编程元件的编号规则v以英文字母开头 字母表示编程元件的的功能v后跟三位八进制数字 n编程元件v输入继电器（X）v输出继电器（Y）v定时器（T）v计数器（C）v辅助继电器（M）v特殊辅助继电器（M）v状态器（S）返回输入继电器（X）n数量 输入继电器共有24个 n编号 X400X407 X410X413 X500X507 X510X513 n特点 在梯形图中只能有输入继电器的触点，而不能出现输入继电器的线圈。返回输出继电器（Y）n数量 输出继电器共有16个 n编号 Y430Y437 Y530Y537 n特点 输出继电器的线圈不能由PLC的外部信号来驱动，只能由程序的执行结果来驱动。返回定时器（T）n数量 定时器共有32个 n编号 T050T057 T450T457 T550T557 T650T657 n特点v 定时器相当于继电-接触器控制系统中的时间继电器，它能提供无数对常开、常闭延时触点供用户编程使用。v 定时器的延时时间是由编程中的设定值K来决定的。返回计数器（C）n数量 计数器共有32个 n编号 C060C067 C460C467 C560C567 C660C667 n特点v计数器主要于记录脉冲个数或根据脉冲个数设定某一时间。v计数器的计数范围是0999 返回辅助继电器（M）n种类v一是通用型，不具备掉电保护功能v另一种是掉电保护型，失电后不复位。n数量 通用型辅助继电器共有128个 掉电保护型辅助继电器64点 n编号 通用型 M100M277 掉电保护型 M300M377 n特点v辅助继电器的功能相当于继电-接触器控制系统电路中的中间继电器。v它不能由任何外部设备来驱动，也不能直接驱动外部负载。返回特殊辅助继电器（M）和状态器（S）n特殊辅助继电器数量 15个 n特殊辅助继电器编号 M70M74 M76M77 M470M473 M570M573 n特殊辅助继电器用途 进行运行监视、初始化脉冲、电池电压下降指示等 n状态器的数量 40个n状态器的用途 在编制步进程序中使用的基本元件 n状态器的编号 S600S647 n状态器的特点 属于掉电保护继电器 返回三菱F1系列PLC的基本指令与编程nLD、LDI、OUT指令nAND、ANI指令 nOR、ORI指令 nORB指令 nANB指令 nS、R指令 nRST指令 nMC、MCR指令 n END指令 返回LD、LDI、OUT指令n指令的作用vLD（LoaD）:取指令，是常开触点与母线的连接指令。vLDI(LoaD Inverse)：取反指令，是常闭触点与母线的连接指令。vOUT：驱动线圈的输出指令。n指令的使用说明vLD、LDI可与后面讲到的块操作指令ANB、ORB相配合，用于分支电路的起点 vOUT指令用于Y、M、T、C、S及F（功能指令线圈），不能用于X；并联输出OUT指令可连续使用任意次 vOUT指令用于T和C，其后须跟常数K。K为延时时间或计数次数 n指令举例返回LD、LDI、OUT指令的例子K 10K 10（T450T450）（Y430Y430）（Y431Y431）（Y431Y431）T450T450X401X401X400X400LD X400LD X400OUT Y430OUT Y430LDI X401LDI X401OUT Y431OUT Y431OUT T450OUT T450K 10K 10LD T450LD T450OUT Y431OUT Y431（a）梯形图 （b）语句表返回AND、ANI指令n指令的作用vAND：与指令，用于单个常开触点的串联；vANI(ANd Inverse)：与反指令，用于单个常闭触点的串联。n指令的使用说明vAND和ANI指令用于单个触点与左边触点的串联，可连续使用；v若是两个并联电路块（两个或两个以上触点并联连接的电路）串联，则需用后面的ANB指令。n指令举例返回AND、ANI指令举例 LD X400LD X400 AND X401 AND X401 OUT Y430 OUT Y430 LD X402 LD X402 ANI Y430 ANI Y430 OUT Y431 OUT Y431 AND X403 AND X403 OUT Y432 OUT Y432（Y431Y431）（Y432Y432）（Y430Y430）X400X400X403X403X40X401X402X402Y430Y430（a）梯形图 （b）语句表返回OR、ORI指令n指令的作用vOR：或指令，用于单个常开触点的并联；vORI(OR Inverse)：或反指令，用于单个常闭触点的并联。n指令的使用说明vOR、ORI指令仅用于单个触点与前面触点的并联；v若是两个串联电路块（两个或两个以上触点串联连接的电路）相并联，则用后面将学的ORB指令。n指令举例返回OR、ORI指令举例（Y430Y430）（Y431Y431）X403X403 Y430Y430M101M101Y431Y431X404X404X400X400X402X402X401X401LD X400LD X400OR X402OR X402AND X401AND X401OUT Y430OUT Y430LD X403LD X403AND Y430AND Y430OR Y431OR Y431AND X404AND X404ORI M101ORI M101OUT Y431OUT Y431（a a）梯形图）梯形图 （b b）语句表）语句表返回ORB指令n指令的作用ORB(OR Block)：或块指令，用于串联电路块的并联连接 n指令的使用说明v串联电路块与前面的电路并联连接时，分支的开始用LD、LDI指令，分支结束用ORB指令；v串联支路并联的次数不受限制，但每并联一次就要用一次ORB指令；vORB指令不带目标编程元件，是一个独立指令。n指令举例返回ORB指令举例 LD X400 LD X400 AND X401 AND X401 LD X402 LD X402 AND X403 AND X403 ORB ORB LDI X404 LDI X404 OR X406 OR X406 ANI X405 ANI X405 ORB ORB OUT Y430 OUT Y430（Y430Y430）X402X402X403X403X404X404X406X406X405X405X400X400X401X401（a a）梯形图）梯形图 （b b）语句表）语句表返回ANB指令n指令的作用ANB(And Block)：与块指令，用于并联电路块的串联连接 n指令的使用说明v并联电路块与前面的电路串联连接时，分支的开始用LD、LDI指令，分支结束用ANB指令；v多个并联电路块连续串联连接，按顺序用ANB指令进行连接，ANB使用次数不受限制；vANB指令不带目标编程元件，是一个独立指令。n指令举例返回ANB指令举例 LD X400LD X400 OR X403 OR X403 LD X401 LD X401 ORI X404 ORI X404 ANB ANB LD X402 LD X402 OR X405 OR X405 ANB ANB ORI X406 ORI X406 OUT Y430 OUT Y430（Y430Y430）X400X400X401X401X403X403X405X405X404X404X402X402X406X406（a a）梯形图）梯形图 （b b）语句表）语句表返回S、R指令n指令的作用vS（Set）：置位指令,使操作保持的指令。vR(Reset)：复位指令，使操作保持复位的指令。n指令的使用说明vS指令用于将Y、S、M200M377等元素置1并具有保持功能；vR指令用于取消Y、S、M200M377等元素的自保持功能并置0。n指令举例返回S、R指令举例（R M205R M205）（S M205S M205）X400X400X401X401 LD X400 LD X400 S M205 S M205 LDI X401 LDI X401 R M205 R M205（a a）梯形图）梯形图 （b b）语句表）语句表返回RST指令n指令的作用RST（ReSeT）：复位指令，用于计数器或移位寄存器的复位。n指令的使用说明v程序执行时优先执行RST指令,在复位状态时,计数器或移位寄存器不再接受其它输入数据；v复位电路、计数器的计数电路及移位寄存器的移位电路是相互独立的,编写时可任意安排它们的先后次序。n指令举例返回RST指令举例 LD X400LD X400 OR M71 OR M71 RST C461 RST C461 LD X402 LD X402 ANI M120 ANI M120 OUT C461 OUT C461 K 10 K 10 LD C461 LD C461 OUT Y430 OUT Y430（Y430Y430）X400X400K 10K 10M71M71M12M120RSTRSTC461C461OUTOUTX402X402C46C461（a a）梯形图）梯形图 （b b）语句表）语句表返回MC、MCR指令n指令的作用vMC(Master Control)：主控指令，用于公共逻辑条件控制多个线圈，使主母线移到主控触点之后。vMCR(Master Control Reset)：主控复位指令，用于将母线复位。n指令的使用说明vMC和MCR指令只对M100M177起作用；vMC主控触点（可同时控制许多电路的触点）后的电路由LD或LDI开始。n指令举例返回MC、MCR指令举例（a a）梯形图）梯形图 （b b）语句表）语句表返回程序的输入、测试及运行nPLC的工作状态 v编程状态 PROGRAM v运行状态 RUN n程序的输入及修改 v程序的输入 流程图v程序的修改o在输入过程中，如在按“WRITEMONITOR”键之前需修改指令,可先按“INSTR”键，然后写入正确的指令；若在按“WRITEMONITOR”键之后修改指令，需先按“STEP（）”返回原指令，然后写入正确的指令。o修改的方法为：查出错误的指令后先按“DELETE”键，同时输入正确的指令，然后再按“INSERT”键即可。返回程序的输入 流程图将指令写入将指令写入RAM并自动步序加一并自动步序加一若从若从0步开始，步开始，这两步可不要这两步可不要反反复复操操作作第第0步步置初始状态置初始状态CLEARSTEPSTEP0STEP999DELETECLEARSTEP首步序号首步序号INSTR指令指令元件地址及常数元件地址及常数WRITEMON（a a）清零步骤）清零步骤 （b b）程序输入流程图）程序输入流程图返回PLC的程序设计梯形图的绘制规则n先画出两条竖直方向的母线，再按从左到右、从上到下的顺序画好每一个逻辑行。n梯形图上所画触点状态，就是输入信号未作用时的初始状态。n触点应画在水平线上，不能画在垂直线上（主控触点例外）。n不含节点的分支应画在垂直方向，不可放在水平方向，以便于识别节点的组合和对输出线圈的控制路径。n几个串联支路相并联时，应将触点最多的那个支路放在最上面；几个并联回路相串联时，应将触点最多的支路放在最左面。n触点可以串联或并联；线圈可以并联，但不可以串联。n触点和线圈连接时，触点在左，线圈在右；线圈的右边不能有触点，触点的左边不能有线圈。n梯形图中元素的编号、图形符号应与所用的PLC机型及指令系统相一致。返回