可编程序控制器的编程语言.ppt
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1、PLCPLC原理及应用原理及应用原理及应用原理及应用1-1PLC原理及应用原理及应用多多 媒媒 体体 教教 案案第第3 3章章 PLCPLC的编程语言与指令系统的编程语言与指令系统PLCPLC原理及应用原理及应用原理及应用原理及应用1-2 第第3 3章章 PLCPLC的编程语言与指令系统的编程语言与指令系统重点内容重点内容 1 1 1 1、FXFXFXFX系列系列系列系列PLCPLCPLCPLC的指令系统的指令系统的指令系统的指令系统 2 2 2 2、FXFXFXFX系列系列系列系列PLCPLCPLCPLC常用编程元件常用编程元件常用编程元件常用编程元件 授课时数授课时数 7 7 7 78 8
2、 8 8课时课时课时课时PLCPLC原理及应用原理及应用原理及应用原理及应用1-33-1 PLC 编程语言概述编程语言概述一、国际标准一、国际标准二、二、LDLD的主要特点的主要特点主要内容:PLCPLC原理及应用原理及应用原理及应用原理及应用1-4一、一、国际标准国际标准(1994.51994.5,IEC61131-IEC61131-3 3)PLC一般有多种编程语言,但不同厂家的PLC的编程语言有很大的区别,使用和学习不便。IEC61131-3(PLC编程语言的国际标准)详细说明了语法、语义和下述5种PLC编程语言的表达式(见图3-1),成功地解决了这一问题。PLCPLC原理及应用原理及应用
3、原理及应用原理及应用1-5 它是一种位于其它编程语言之上的图形语言。在它是一种位于其它编程语言之上的图形语言。在它是一种位于其它编程语言之上的图形语言。在它是一种位于其它编程语言之上的图形语言。在SFCSFCSFCSFC中可以中可以中可以中可以用别的语言嵌套编程,用来编制顺序控制程序非常方便。它有用别的语言嵌套编程,用来编制顺序控制程序非常方便。它有用别的语言嵌套编程,用来编制顺序控制程序非常方便。它有用别的语言嵌套编程,用来编制顺序控制程序非常方便。它有三种主要元件:步、转换和动作(见图三种主要元件:步、转换和动作(见图三种主要元件:步、转换和动作(见图三种主要元件:步、转换和动作(见图3-
4、23-23-23-2)。注:对于目前大多数PLC来说,SFC还仅仅作为组织编程的工具使用(与与与与高高高高级级级级语语语语言言言言的的的的流流流流程程程程图图图图相相相相似似似似),尚需用其它的编程语言将它转换成PLC可执行的程序。1 1、顺序功能图、顺序功能图、顺序功能图、顺序功能图(Sequential function chart Sequential function chart 简称简称简称简称SFCSFC)提供一种组织程序的图形方提供一种组织程序的图形方提供一种组织程序的图形方提供一种组织程序的图形方法。在第法。在第法。在第法。在第5 5章重点介绍章重点介绍章重点介绍章重点介绍PL
5、CPLC原理及应用原理及应用原理及应用原理及应用1-62、梯形图(、梯形图(Ladder diagram简称简称LD)用得最广的图形编程语言,与继电器控制系统的电路图很用得最广的图形编程语言,与继电器控制系统的电路图很用得最广的图形编程语言,与继电器控制系统的电路图很用得最广的图形编程语言,与继电器控制系统的电路图很相似,直观易懂。相似,直观易懂。相似,直观易懂。相似,直观易懂。3、功能块图(、功能块图(Function block diagram 简称简称FBD)类似于数字逻类似于数字逻类似于数字逻类似于数字逻辑电路的逻辑功能辑电路的逻辑功能辑电路的逻辑功能辑电路的逻辑功能图的编程语言图的编
6、程语言图的编程语言图的编程语言(如图如图如图如图3-33-3所示所示所示所示)。PLCPLC原理及应用原理及应用原理及应用原理及应用1-74、指令表(、指令表(Instruction list简称简称IL)与汇编语言相似,程序较难阅读。与汇编语言相似,程序较难阅读。5、结构文本(、结构文本(ST)是为IEC61131-3标准创建的一种专用的高级编程语言。与LD相比,ST有两大优点:1 1)能实现复杂的数学运算;)能实现复杂的数学运算;)能实现复杂的数学运算;)能实现复杂的数学运算;2 2)非常简洁和紧凑。)非常简洁和紧凑。)非常简洁和紧凑。)非常简洁和紧凑。几乎所有的PLC厂家都表示,在将来完
7、全支持IEC61131-3标准,但目前只停留在各公司内部的产品系列之间不同语言的相互转换上。说明:说明:说明:说明:PLCPLC原理及应用原理及应用原理及应用原理及应用1-8二、二、二、二、LDLD的主要特点的主要特点的主要特点的主要特点 1、某些编程元件沿用了继电器这一名称(、某些编程元件沿用了继电器这一名称(“软继电器软继电器”)输入继电器(X)、输出继电器(Y)、内部辅助继电器(M)等,称为“软继电器”,每一编程元件与PLC存贮器中元件映像寄存器的一个存贮单元(1bit)相对应。PLCPLC原理及应用原理及应用原理及应用原理及应用1-9当该存贮单元如为“1”,则表示对应编程元件的线圈“通
8、电”,其常开触点闭合,常闭触点断开。当存贮单元如为当存贮单元如为当存贮单元如为当存贮单元如为“0”0”?2、垂直公共线称为公共母线、垂直公共线称为公共母线 梯形图中并没有真实的物理电流流动,而仅只是梯形图中并没有真实的物理电流流动,而仅只是梯形图中并没有真实的物理电流流动,而仅只是梯形图中并没有真实的物理电流流动,而仅只是“概念电流概念电流概念电流概念电流”,是用户,是用户,是用户,是用户程序解算中满足输出执行条件的形象表示方式。程序解算中满足输出执行条件的形象表示方式。程序解算中满足输出执行条件的形象表示方式。程序解算中满足输出执行条件的形象表示方式。它只能从左至右流动。它只能从左至右流动。
9、它只能从左至右流动。它只能从左至右流动。梯形图是梯形图是梯形图是梯形图是PLCPLC形象化的编程手段,梯形图两端是没有任何电源可接的。形象化的编程手段,梯形图两端是没有任何电源可接的。形象化的编程手段,梯形图两端是没有任何电源可接的。形象化的编程手段,梯形图两端是没有任何电源可接的。PLCPLC原理及应用原理及应用原理及应用原理及应用1-10 如图如图如图如图3-6(a)3-6(a)所所所所示,有两个方向示,有两个方向示,有两个方向示,有两个方向的能流流过触点的能流流过触点的能流流过触点的能流流过触点5 5,梯形图设计是,梯形图设计是,梯形图设计是,梯形图设计是错误的。错误的。错误的。错误的。
10、3、线圈和其它输出类指令应放在最右边、线圈和其它输出类指令应放在最右边 4 4、各编程元件的常开触点、常闭触点均可无限多次地使用、各编程元件的常开触点、常闭触点均可无限多次地使用、各编程元件的常开触点、常闭触点均可无限多次地使用、各编程元件的常开触点、常闭触点均可无限多次地使用 5 5、逻辑解算在梯形图中是从上到下,从左至右的顺序进行的。、逻辑解算在梯形图中是从上到下,从左至右的顺序进行的。、逻辑解算在梯形图中是从上到下,从左至右的顺序进行的。、逻辑解算在梯形图中是从上到下,从左至右的顺序进行的。解算的结果立即可以被后面的逻辑解算所利用解算的结果立即可以被后面的逻辑解算所利用解算的结果立即可以
11、被后面的逻辑解算所利用解算的结果立即可以被后面的逻辑解算所利用 PLCPLC原理及应用原理及应用原理及应用原理及应用1-113-2 FX系列系列PLC梯形图中的编程元件梯形图中的编程元件编程元件的名称由字母和元件号组成。输入输出继电器的编程元件的名称由字母和元件号组成。输入输出继电器的元件号采用元件号采用8 8进制,其它均采用十进制。进制,其它均采用十进制。一、输入继电器(一、输入继电器(X)其状态唯一地取决于外部输入信号的状态,不可受用户程序其状态唯一地取决于外部输入信号的状态,不可受用户程序其状态唯一地取决于外部输入信号的状态,不可受用户程序其状态唯一地取决于外部输入信号的状态,不可受用户
12、程序的控制,因此,在梯形图中绝对不能出现输入继电器的线圈。的控制,因此,在梯形图中绝对不能出现输入继电器的线圈。的控制,因此,在梯形图中绝对不能出现输入继电器的线圈。的控制,因此,在梯形图中绝对不能出现输入继电器的线圈。FXON-24MRFXON-24MRFXON-24MRFXON-24MR(T T T T)系列:)系列:)系列:)系列:X0-X15X0-X15X0-X15X0-X15(共(共(共(共14141414点)点)点)点)FX2N-48MRFX2N-48MRFX2N-48MRFX2N-48MR(T T T T)系列:)系列:)系列:)系列:X0-X27X0-X27X0-X27X0-X
13、27(共(共(共(共24242424点)点)点)点)二、输出继电器(二、输出继电器(Y)用来将PLC的输出信号传送给输出模块,再由输出模块驱动外部负载。线圈:用一对圆括号表示。线圈:用一对圆括号表示。线圈:用一对圆括号表示。线圈:用一对圆括号表示。FXON-24MR(T)系列:Y0-Y11(共10点)FX2N-48MR(T)系列:Y0-Y27(共24点)PLCPLC原理及应用原理及应用原理及应用原理及应用1-12三、三、辅助继电器(辅助继电器(辅助继电器(辅助继电器(MM)是用软件实现的,它们不能直接对外输出信号去驱动负载,是用软件实现的,它们不能直接对外输出信号去驱动负载,是用软件实现的,它
14、们不能直接对外输出信号去驱动负载,是用软件实现的,它们不能直接对外输出信号去驱动负载,相当于中间继电器。相当于中间继电器。相当于中间继电器。相当于中间继电器。FXON FXON系列:系列:系列:系列:M0M383M0M383(共(共(共(共384384点,通用),点,通用),点,通用),点,通用),M384M384M511M511(共(共(共(共128128点,有断电自保持功能),共点,有断电自保持功能),共点,有断电自保持功能),共点,有断电自保持功能),共512512点。点。点。点。1、没有断电自保持功能的编程元件:如在PLC运行时电源突然中断,全部变为“0”态。若电源再次通电,除了因外部
15、输入信号变化而变为“1”状态的以外,其余的仍将保持“0”态。说明:说明:说明:说明:22、有断电自保持功能的编程元件:在重新通电后的第一个、有断电自保持功能的编程元件:在重新通电后的第一个扫描周期内,保持断电前的状态不变。扫描周期内,保持断电前的状态不变。FX2N FX2N系列:系列:系列:系列:M0M499M0M499(共(共(共(共500500点,可设为自保持),点,可设为自保持),点,可设为自保持),点,可设为自保持),M500M1023M500M1023(共(共(共(共524524点,有断电自保持功能,可更改),点,有断电自保持功能,可更改),点,有断电自保持功能,可更改),点,有断电
16、自保持功能,可更改),M1024M3071M1024M3071(共(共(共(共20482048点,有断电自保持功能,不可更改)点,有断电自保持功能,不可更改)点,有断电自保持功能,不可更改)点,有断电自保持功能,不可更改)PLCPLC原理及应用原理及应用原理及应用原理及应用1-13例例例例3-13-1:断电自保持功能应用:断电自保持功能应用:断电自保持功能应用:断电自保持功能应用(分析方案一、方案二的差别)分析方案一、方案二的差别)分析方案一、方案二的差别)分析方案一、方案二的差别)方案一:电源中断再恢复供电后,需重新按启动电源按钮,方案一:电源中断再恢复供电后,需重新按启动电源按钮,方案一:
17、电源中断再恢复供电后,需重新按启动电源按钮,方案一:电源中断再恢复供电后,需重新按启动电源按钮,方可运行。方可运行。方可运行。方可运行。方案二:电源中断再恢复供电后,不需重新按启动电源按方案二:电源中断再恢复供电后,不需重新按启动电源按方案二:电源中断再恢复供电后,不需重新按启动电源按方案二:电源中断再恢复供电后,不需重新按启动电源按钮,钮,钮,钮,KMKMKMKM仍在运行状态。仍在运行状态。仍在运行状态。仍在运行状态。PLCPLC原理及应用原理及应用原理及应用原理及应用1-14四、特殊辅助寄存器四、特殊辅助寄存器FXON系列:M8000-M8254共57点。1、CPU运行监视元件代号触点类型
18、RUN(运行状态)STOP(停止状态)*M8000常开触点10*M8001常闭触点01注:打注:打注:打注:打“*”“*”的元件,只能使用其触点。下同。的元件,只能使用其触点。下同。的元件,只能使用其触点。下同。的元件,只能使用其触点。下同。2、初始化脉冲元件代号 触点类型PLC由STOP变为RUN的第一个扫描周期内备注*M8002 常开触点1 可用来使有断电保持可用来使有断电保持可用来使有断电保持可用来使有断电保持的元件复位的元件复位的元件复位的元件复位*M8003 常闭触点0FX2N系列:M8000-M8255共256点。PLCPLC原理及应用原理及应用原理及应用原理及应用1-15 3、时
19、钟脉冲、时钟脉冲 元件代号功能备注*M8011提供周期为10ms时钟脉冲将它们的触点接到将它们的触点接到将它们的触点接到将它们的触点接到计数器的计数脉冲输入计数器的计数脉冲输入计数器的计数脉冲输入计数器的计数脉冲输入端,可以将计数器当作端,可以将计数器当作端,可以将计数器当作端,可以将计数器当作定时器使用。定时器使用。定时器使用。定时器使用。*M8012 提供周期为100ms时钟脉冲*M8013提供周期为1s时钟脉冲*M8014提供周期为1min时钟脉冲4 4、PLCPLC模式模式模式模式 元件代号功能备注M8034当M8034通电时,禁止输出在在在在紧紧紧紧急急急急情情情情况况况况下下下下,
20、可可可可以以以以用用用用来切断全部外部输出来切断全部外部输出来切断全部外部输出来切断全部外部输出。M8039当M8039通电时,以D8039中的值恒定扫描方式运行PLCPLC原理及应用原理及应用原理及应用原理及应用1-165、标志、标志(FX0N系列系列)元件代号功能备注*M8004出错标志*M8020清零标志*M8021借位标志*M8022进位标志M802810ms定时器切换标志当M8028=0时,T0-T62:100ms,T63:1ms当M8028=1时,T0T31:100ms,T32T62:10ms,T63:1ms*M8029指令执行完毕标志PLCPLC原理及应用原理及应用原理及应用原理
21、及应用1-176、中断、中断(FX0NFX0N系列系列系列系列)元件代号功能备注M8050I00禁止某个元件接通时,其某个元件接通时,其某个元件接通时,其某个元件接通时,其对应中断被禁止。如当对应中断被禁止。如当对应中断被禁止。如当对应中断被禁止。如当M8050=1M8050=1M8050=1M8050=1时,时,时,时,I000I000I000I000、I001I001I001I001不响应不响应不响应不响应X0X0X0X0的中断请求。的中断请求。的中断请求。的中断请求。M8051I10禁止M8052I20禁止M8053I30禁止M8056捕捉X00脉冲M8057捕捉X01脉冲M8058捕捉
22、X02脉冲M8059捕捉X03脉冲PLCPLC原理及应用原理及应用原理及应用原理及应用1-18五、状态寄存器(五、状态寄存器(S,FX0N系列系列)元件代号功能备注S0S9初始化用(共10点)1 1 1 1、可以作为普通辅助继电器使用。、可以作为普通辅助继电器使用。、可以作为普通辅助继电器使用。、可以作为普通辅助继电器使用。2 2 2 2、与与与与步步步步进进进进指指指指令令令令一一一一起起起起使使使使用用用用,实实实实现现现现顺顺顺顺序序序序控制。控制。控制。控制。3 3 3 3、均有断电自保持功能。、均有断电自保持功能。、均有断电自保持功能。、均有断电自保持功能。S10S127共118点,
23、通用六、定时器(六、定时器(T,FX0N系列系列)元件代号功能备注T0T31 16位,以100ms为计时单位,定时范围0.13276.7s1、没有断电自保持功能,即定时器线圈断电(包包包包括括括括输输输输入入入入电路或外部电源停电电路或外部电源停电电路或外部电源停电电路或外部电源停电)就复位。2、定时时间=设定值*计时单位T32T62 16位,当M8028=0时,以100ms为计时单位,定时范围0.13276.7s;当M8028=1时,以10ms为计时单位,定时范围0.01327.67sT6316位,以1ms为计时单位,定时范围0.00132.767sPLCPLC原理及应用原理及应用原理及应用
24、原理及应用1-19定时精度与程序的优化有关,最大误差为3扫描周期+输入滤波时间,最小误差为输入滤波时间与分辩率之差。对于1ms、10ms、100ms定时器,分别为1ms、10ms、100ms。见书见书见书见书P39P39注:注:注:注:例例例例3-23-2:分析图:分析图:分析图:分析图3-83-8的工作过程的工作过程的工作过程的工作过程 如图3-8所示,当X00接通时,T0开始计时,T0从0开始,每隔100ms增加100ms,500ms后,T0的当前值等于设定值,对应的存贮单元的内容由“0”变为“1”,即T0的常开触点接通,常闭触点断开。当当当当X00X00断开时,断开时,断开时,断开时,T
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