PLC基础知识培训.ppt
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1、PLC基础知识培训 可编程序控制器 (Programmable Controller)1985年1月国际电工委员会(IEC)对PLC的定义:可编程序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,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。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于使工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。1.1 可编程序控制器的工作原理一、一、一、一、PLC PLC控制系统的等效电路控制系统的等效电路控制系统的等效电路控制系统的等效电路
2、 继电器继电器继电器继电器 功率放大、电气隔离、逻辑运算功率放大、电气隔离、逻辑运算功率放大、电气隔离、逻辑运算功率放大、电气隔离、逻辑运算二、二、二、二、可编程序控制器的工作原理可编程序控制器的工作原理可编程序控制器的工作原理可编程序控制器的工作原理两种基本工作状态两种基本工作状态两种基本工作状态两种基本工作状态:运行(运行(运行(运行(RUNRUN)停止(停止(停止(停止(STOPSTOP)扫描工作方式扫描工作方式扫描工作方式扫描工作方式 1 1、内部处理、内部处理、内部处理、内部处理 2 2、通讯服务、通讯服务、通讯服务、通讯服务 3 3、输入处理、输入处理、输入处理、输入处理 4 4、
3、程序执行、程序执行、程序执行、程序执行 5 5、输出处理、输出处理、输出处理、输出处理内部处理通讯服务输入处理程序执行输出处理RUNSTOP 当当PLC方方式式开开关关置置于于RUN(运运行行)时时,执执行行所所有有阶阶段段;当当方方式式开开关关置置于于STOP(停停止止)时时,不不执执行行后后3个个阶阶段段,此此时时可可进进行行通通信信处处理理,如如对对PLC联联机机或或离离线线编编程。程。可编程控制器的工作原理可编程控制器的工作原理PLC的工作原理的工作原理(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X
4、4读出(Y430)写入读出程序执行原理图程序执行原理图三、扫描周期三、扫描周期三、扫描周期三、扫描周期 典型值为:典型值为:典型值为:典型值为:1 1 1 1-100-100-100-100msmsmsms PLC PLC在在在在RUNRUN工作状态时,执行一次工作状态时,执行一次工作状态时,执行一次工作状态时,执行一次内部处理、内部处理、内部处理、内部处理、通讯服务、输入处理、程序执行、输出处理通讯服务、输入处理、程序执行、输出处理通讯服务、输入处理、程序执行、输出处理通讯服务、输入处理、程序执行、输出处理的扫描的扫描的扫描的扫描操作所需的时间称为扫描周期。操作所需的时间称为扫描周期。操作所
5、需的时间称为扫描周期。操作所需的时间称为扫描周期。四、输入四、输入四、输入四、输入/输出滞后时间输出滞后时间输出滞后时间输出滞后时间 (系统响应时间系统响应时间系统响应时间系统响应时间)PLC PLC的的的的外部输入信号外部输入信号外部输入信号外部输入信号发生变化的时刻至它控发生变化的时刻至它控发生变化的时刻至它控发生变化的时刻至它控制的制的制的制的 有关有关有关有关外部输出信号外部输出信号外部输出信号外部输出信号发生变化的时刻之间的时间发生变化的时刻之间的时间发生变化的时刻之间的时间发生变化的时刻之间的时间间隔。间隔。间隔。间隔。组成组成组成组成:输入电路输入电路输入电路输入电路滤波时间滤波
6、时间滤波时间滤波时间、输出模块的、输出模块的、输出模块的、输出模块的滞后滞后滞后滞后时间时间时间时间和因扫描工作方式产生的和因扫描工作方式产生的和因扫描工作方式产生的和因扫描工作方式产生的滞后时间滞后时间滞后时间滞后时间。1.2 可编程序控制器的分类 PLC从硬件结构上可分为从硬件结构上可分为 整体式、模块式和整体式、模块式和叠装式叠装式。整体式可编程序控制器整体式可编程序控制器模块式可编程序控制器模块式可编程序控制器叠装式可编程序控制器叠装式可编程序控制器1、整体式可编程序控制器 整体式整体式 (单元式(单元式/箱体式)箱体式)体积小、价格低体积小、价格低 适用于小型机适用于小型机 有多种有
7、多种I/O点数的基本单元和扩展单元点数的基本单元和扩展单元 基本单元包含:基本单元包含:CPU模块、输入模块、输出模块、输入模块、输出模块、编程器、电源模块、编程器、电源 扩展单元只有:扩展单元只有:输入模块、输出模块、电源输入模块、输出模块、电源 2 2、模块式可编程序控制器模块式可编程序控制器由框架和模块组成由框架和模块组成由框架和模块组成由框架和模块组成自由组合、运用灵活、维护方便自由组合、运用灵活、维护方便自由组合、运用灵活、维护方便自由组合、运用灵活、维护方便 适用于大型机适用于大型机适用于大型机适用于大型机3 3、叠装式可编程序控制器叠装式可编程序控制器 吸收整体式、模块式优点吸收
8、整体式、模块式优点吸收整体式、模块式优点吸收整体式、模块式优点 从规模上从规模上从规模上从规模上按按按按PLCPLCPLCPLC的输入输出点数可分为小型、中型和大型。的输入输出点数可分为小型、中型和大型。的输入输出点数可分为小型、中型和大型。的输入输出点数可分为小型、中型和大型。CPU模块模块输入输入模块模块输出输出模块模块D/A转换转换A/D转换转换 通通讯讯 电电源源1.3 PLC的编程语言概述 一、一、一、一、PLC PLC编程语言的国际标准编程语言的国际标准编程语言的国际标准编程语言的国际标准IEC1994IEC1994年年年年5 5月公布了月公布了月公布了月公布了PLCPLC标准(标
9、准(标准(标准(IEC61131 IEC61131)IEC611311IEC611311:通用信息;通用信息;通用信息;通用信息;IEC611312IEC611312:设备与测试要求;设备与测试要求;设备与测试要求;设备与测试要求;IEC611313IEC611313:编程语言;编程语言;编程语言;编程语言;IEC611314IEC611314:用户指南;用户指南;用户指南;用户指南;IEC611315IEC611315:通讯。通讯。通讯。通讯。二、编程语言二、编程语言二、编程语言二、编程语言 1 1、顺序功能图(、顺序功能图(、顺序功能图(、顺序功能图(Sequential function
10、 Sequential function chartchart)2 2、梯形图、梯形图、梯形图、梯形图 (Ladder diagramLadder diagram)3 3、指令表(、指令表(、指令表(、指令表(Instruction listInstruction list)4 4、功能块图(、功能块图(、功能块图(、功能块图(Function block diagramFunction block diagram)5 5、结构文本(高级语言)(、结构文本(高级语言)(、结构文本(高级语言)(、结构文本(高级语言)(Structured Structured texttext)顺序功能图(SF
11、C)梯形图(LD)梯形图与继梯形图与继梯形图与继梯形图与继电器控制系统的电电器控制系统的电电器控制系统的电电器控制系统的电路图很相似路图很相似路图很相似路图很相似,一般,一般,一般,一般有线圈、常开触点、有线圈、常开触点、有线圈、常开触点、有线圈、常开触点、常闭触点,还有其常闭触点,还有其常闭触点,还有其常闭触点,还有其他功能块。梯形图他功能块。梯形图他功能块。梯形图他功能块。梯形图称为电路或程序,称为电路或程序,称为电路或程序,称为电路或程序,设计梯形图叫编程。设计梯形图叫编程。设计梯形图叫编程。设计梯形图叫编程。梯形图主要特点梯形图主要特点梯形图主要特点梯形图主要特点 1 1、编程元件沿用
12、继电器控制系统中的概念和定义、编程元件沿用继电器控制系统中的概念和定义、编程元件沿用继电器控制系统中的概念和定义、编程元件沿用继电器控制系统中的概念和定义 编程元件:编程元件:编程元件:编程元件:X X、Y Y、MM、T T、C C等等等等 2 2、采用公共母线结构,能流只能从左到右。、采用公共母线结构,能流只能从左到右。、采用公共母线结构,能流只能从左到右。、采用公共母线结构,能流只能从左到右。线圈(或输出)只能与右母线相连线圈(或输出)只能与右母线相连线圈(或输出)只能与右母线相连线圈(或输出)只能与右母线相连 3 3、逻辑解算关系逻辑解算关系逻辑解算关系逻辑解算关系:从上到下,从左到右,
13、前面解算:从上到下,从左到右,前面解算:从上到下,从左到右,前面解算:从上到下,从左到右,前面解算的结果,可马上被后面的逻辑解算所利用。的结果,可马上被后面的逻辑解算所利用。的结果,可马上被后面的逻辑解算所利用。的结果,可马上被后面的逻辑解算所利用。4 4、各编程元件的常开、各编程元件的常开、各编程元件的常开、各编程元件的常开/常闭触点可常闭触点可常闭触点可常闭触点可无限次无限次无限次无限次使用使用使用使用 返回本章首页返回本章首页功能块图(FBD)类似类似类似类似数字逻辑电路数字逻辑电路数字逻辑电路数字逻辑电路的编程的编程的编程的编程语言,即用类似与门、或语言,即用类似与门、或语言,即用类似
14、与门、或语言,即用类似与门、或门的方框来表不逻辑运算门的方框来表不逻辑运算门的方框来表不逻辑运算门的方框来表不逻辑运算关系等。关系等。关系等。关系等。指令表(指令表(IL)由若干条指令组成的程由若干条指令组成的程序叫做指令表程序。序叫做指令表程序。LD X0OR Y0ANI X1OUT Y0结构文本Pascal ,Basic,c 等等高级编程语言高级编程语言结构文本是为结构文本是为IEC 1131-3标准创建一种专标准创建一种专用高级编程语言用高级编程语言。用结构文本有两个优点:用结构文本有两个优点:能实现复杂的数学运算,能实现复杂的数学运算,非常简洁和紧凑。非常简洁和紧凑。第二章第二章 日本
15、三菱公司日本三菱公司FX2N系列系列PLC 一、一、FX2N系列系列PLC型号名称的含义型号名称的含义 FX系列型号名称的含义系列型号名称的含义三菱公司三菱公司三菱公司三菱公司PLCPLC型号(小型机)型号(小型机)型号(小型机)型号(小型机)FX FX2N2N16 M R16 M R单元功能输出类型总I/O点数系列名R:继电器 S:可控硅 T:晶体管M:基本单元 E:扩展单元 EX:扩展输入单元EY:扩展输出单元 F1、F2、FX0、FX0S、FX0N、FX2、FX2N、FX2C、FX2N24MR FX2N36MR FX2N48MR FX2N64MR FX2N80MR FX2N128MR2.
16、1 FX2N系列系列PLC的编程元件的编程元件一、编程元件的名称一、编程元件的名称一、编程元件的名称一、编程元件的名称 由数字和字母表示由数字和字母表示由数字和字母表示由数字和字母表示 分别表示元件的类型和地址号分别表示元件的类型和地址号分别表示元件的类型和地址号分别表示元件的类型和地址号注:注:注:注:1 1、输入、输入、输入、输入/输出元件的地址号均输出元件的地址号均输出元件的地址号均输出元件的地址号均 按按按按八进制八进制八进制八进制编号(编号(编号(编号(0707)2 2、输入、输入、输入、输入/输出以外的元件地址号全输出以外的元件地址号全输出以外的元件地址号全输出以外的元件地址号全
17、按按按按十进制十进制十进制十进制编号(编号(编号(编号(09 09)二、二、二、二、输入继电器与输出继电器输入继电器与输出继电器输入继电器与输出继电器输入继电器与输出继电器 1 1、输入继电器(、输入继电器(、输入继电器(、输入继电器(X X)PLC PLC接收外部输入的开关量信号接收外部输入的开关量信号接收外部输入的开关量信号接收外部输入的开关量信号的窗口,在梯的窗口,在梯的窗口,在梯的窗口,在梯形图中可以外接常开触形图中可以外接常开触形图中可以外接常开触形图中可以外接常开触 点或常闭触点,也可以接点或常闭触点,也可以接点或常闭触点,也可以接点或常闭触点,也可以接多个触点组成的串并联电路。多
18、个触点组成的串并联电路。多个触点组成的串并联电路。多个触点组成的串并联电路。在梯形图中可以在梯形图中可以在梯形图中可以在梯形图中可以多次使用多次使用多次使用多次使用输入继电器的常开触输入继电器的常开触输入继电器的常开触输入继电器的常开触点和常闭触点和常闭触点和常闭触点和常闭触 点。点。点。点。八进制编号八进制编号八进制编号八进制编号 184 184点带扩展点带扩展点带扩展点带扩展 X0X7 X0X7、X10X17 X10X17、X20X27 X20X27、X30X3X30X3、X260X267X260X267 其触点使用次数不受限制其触点使用次数不受限制其触点使用次数不受限制其触点使用次数不受
19、限制2 2、输出继电器(、输出继电器(、输出继电器(、输出继电器(Y Y)PLC PLC向向向向外部负载发送信号外部负载发送信号外部负载发送信号外部负载发送信号的窗口的窗口的窗口的窗口 将将将将PLCPLC输出信号传送输出模块,再由后者驱动负载输出信号传送输出模块,再由后者驱动负载输出信号传送输出模块,再由后者驱动负载输出信号传送输出模块,再由后者驱动负载 八进制编号八进制编号八进制编号八进制编号 184 184点带扩展点带扩展点带扩展点带扩展 Y0Y7 Y0Y7、Y10Y17 Y10Y17、Y20Y27 Y20Y27、Y30Y3 Y30Y3、Y260Y267 Y260Y267 其其其其触点触
20、点触点触点使用次数不受限制,但使用次数不受限制,但使用次数不受限制,但使用次数不受限制,但线圈线圈线圈线圈只能使用一次。只能使用一次。只能使用一次。只能使用一次。注:总注:总注:总注:总I/OI/O点数不能超过点数不能超过点数不能超过点数不能超过256256点,带扩展单元时,其地址号点,带扩展单元时,其地址号点,带扩展单元时,其地址号点,带扩展单元时,其地址号与基本单元地址号连续(顺序编号)。与基本单元地址号连续(顺序编号)。与基本单元地址号连续(顺序编号)。与基本单元地址号连续(顺序编号)。输入和输出继电器三、三、辅助继电器(辅助继电器(M)用用用用软件软件软件软件实现,不能接收外部的输入信
21、号,不能直实现,不能接收外部的输入信号,不能直实现,不能接收外部的输入信号,不能直实现,不能接收外部的输入信号,不能直接对外输出信号去直接驱动负载,接对外输出信号去直接驱动负载,接对外输出信号去直接驱动负载,接对外输出信号去直接驱动负载,(相当于继电器控制系统中的(相当于继电器控制系统中的(相当于继电器控制系统中的(相当于继电器控制系统中的中间继电器中间继电器中间继电器中间继电器)作用:作用:作用:作用:转换、存储运算结果转换、存储运算结果转换、存储运算结果转换、存储运算结果1 1、通用辅助继电器(、通用辅助继电器(、通用辅助继电器(、通用辅助继电器(MM)M0M499 500 M0M499
22、500点点点点可用软件设定为断电保持辅助继电器可用软件设定为断电保持辅助继电器可用软件设定为断电保持辅助继电器可用软件设定为断电保持辅助继电器2 2、停电保持辅助继电器(、停电保持辅助继电器(、停电保持辅助继电器(、停电保持辅助继电器(MM)M500M3071 2572 M500M3071 2572点点点点 电源中断时,中断瞬时的状态,可在重新通电源中断时,中断瞬时的状态,可在重新通电源中断时,中断瞬时的状态,可在重新通电源中断时,中断瞬时的状态,可在重新通电后的第一个扫描周期再现其状态。电后的第一个扫描周期再现其状态。电后的第一个扫描周期再现其状态。电后的第一个扫描周期再现其状态。M500M
23、1023 M500M1023可用软件设定为非断电保持辅可用软件设定为非断电保持辅可用软件设定为非断电保持辅可用软件设定为非断电保持辅助继电器。助继电器。助继电器。助继电器。M500X000M500X000M500X001X000M500断电断电扫描周期扫描周期3 3 3 3、特殊辅助继电器(、特殊辅助继电器(、特殊辅助继电器(、特殊辅助继电器(MMMM)M8000M8255 256 M8000M8255 256 M8000M8255 256 M8000M8255 256点点点点 用来表示用来表示用来表示用来表示PLCPLCPLCPLC的某些状态、提供时钟脉冲、标的某些状态、提供时钟脉冲、标的某
24、些状态、提供时钟脉冲、标的某些状态、提供时钟脉冲、标志(如进位、借位标志)、设定志(如进位、借位标志)、设定志(如进位、借位标志)、设定志(如进位、借位标志)、设定PLCPLCPLCPLC的运行方式,的运行方式,的运行方式,的运行方式,或者用于步时顺控、禁止中断、设定计数器是加计或者用于步时顺控、禁止中断、设定计数器是加计或者用于步时顺控、禁止中断、设定计数器是加计或者用于步时顺控、禁止中断、设定计数器是加计数或是减计数等。数或是减计数等。数或是减计数等。数或是减计数等。a a、触点利用型、触点利用型、触点利用型、触点利用型特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器b b、线圈驱
25、动型特殊辅助继电器、线圈驱动型特殊辅助继电器、线圈驱动型特殊辅助继电器、线圈驱动型特殊辅助继电器 a a、触点利用型、触点利用型、触点利用型、触点利用型特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器 线圈由线圈由线圈由线圈由PLCPLC自动驱动,用户只可利用其触点自动驱动,用户只可利用其触点自动驱动,用户只可利用其触点自动驱动,用户只可利用其触点 M8000M8000:运行(:运行(:运行(:运行(RUNRUN)监控(运行期间接通)监控(运行期间接通)监控(运行期间接通)监控(运行期间接通)M8002M8002:初始化脉冲(仅在运行瞬间接通);:初始化脉冲(仅在运行瞬间接通);:初始
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