第6章-可编程控制器的编程语言及指令系统PPT学习课件.ppt
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1、第第6章可编程控制器编程语言及章可编程控制器编程语言及指令系统指令系统制作:彭芳制作:彭芳nPLC的编程语言(的编程语言(IEC61131-3中的中的5种种PLC基本语言)基本语言)梯梯 形形 图(图(L D):以图形方式表达触点和线圈以及:以图形方式表达触点和线圈以及 特殊指令块的梯级。特殊指令块的梯级。指指 令令 表(表(I L):类似汇编程序的基于文本的语言:类似汇编程序的基于文本的语言 与其相对应的是与其相对应的是LD。n n 顺序功能图(顺序功能图(SFC):不仅仅是一种语言,更是一种组不仅仅是一种语言,更是一种组 织控制程序的图形化方式。织控制程序的图形化方式。结结 构构 文文 本
2、(本(S T):):类似类似Pascal的基于文本的语言的基于文本的语言 功功 能能 块块 图(图(FBD):一种对应于线路图的图形语言。:一种对应于线路图的图形语言。FBD广泛地用于过程工业。广泛地用于过程工业。6.1 PLC6.1 PLC的编程语言的编程语言 21、梯形图(、梯形图(Ladder diagram)梯形图语言梯形图语言是一种以图形符号及其在图中的相互关系表示是一种以图形符号及其在图中的相互关系表示控制关系的编程语言控制关系的编程语言,是从继电器电路图演变过来的。,是从继电器电路图演变过来的。可编程控制器中可编程控制器中参与逻辑组合的元件可看成和继电器一样参与逻辑组合的元件可看
3、成和继电器一样的器件,具有常开、常闭触点及线圈;且线圈的得电及失的器件,具有常开、常闭触点及线圈;且线圈的得电及失电将导致触点的相应动作电将导致触点的相应动作。再用母线代替电源线;用能量。再用母线代替电源线;用能量流概念来代替继电器线路中的电流概念,采用绘制继电器流概念来代替继电器线路中的电流概念,采用绘制继电器线路图类似的思路绘出梯形图。线路图类似的思路绘出梯形图。PLC中的继电器等编程元件并不是实际物理元件,而是机中的继电器等编程元件并不是实际物理元件,而是机内存储器中的存储单元,它的所谓接通不过是相应存储单内存储器中的存储单元,它的所谓接通不过是相应存储单元置元置1而已。而已。3控制电路
4、图控制电路图SB1SB2KMKMX1X0COMY0COMKMSB2SB1PLC外部接线图外部接线图Y0X1Y0X0梯形图梯形图u 梯形图与继电器控制电路相似梯形图与继电器控制电路相似u 直观、易懂直观、易懂I/O分配:分配:X0:启动:启动 X1:停车:停车 Y0:KM4符号对照表符号对照表符号名称符号名称继电器电路图符号继电器电路图符号梯形图符号梯形图符号常开触点常开触点常闭触点常闭触点线线 图图5l l某些编程元件沿用继电器名称某些编程元件沿用继电器名称某些编程元件沿用继电器名称某些编程元件沿用继电器名称l l逻辑求解顺序:从上到下,从左到右逻辑求解顺序:从上到下,从左到右逻辑求解顺序:从
5、上到下,从左到右逻辑求解顺序:从上到下,从左到右l l梯形图两侧的垂直公共线为公共母线(梯形图两侧的垂直公共线为公共母线(梯形图两侧的垂直公共线为公共母线(梯形图两侧的垂直公共线为公共母线(Bus barBus barBus barBus bar)l最左边的竖线称为起始母线也叫最左边的竖线称为起始母线也叫左母线左母线,然后,然后按一定的按一定的控制要求和规则连接各个触点,最后以继电器线圈结束控制要求和规则连接各个触点,最后以继电器线圈结束,称为一逻辑行或一梯级。称为一逻辑行或一梯级。l l编程元件的常开触点和常闭触点可以无限次使用编程元件的常开触点和常闭触点可以无限次使用编程元件的常开触点和常
6、闭触点可以无限次使用编程元件的常开触点和常闭触点可以无限次使用X1X3X2Y1X5X3X1X4X562、指令表(、指令表(Instruction list)指令表也叫做指令表也叫做语句表。一条指令一般由助记符语句表。一条指令一般由助记符和操作数二部分组成和操作数二部分组成,有的指令只有助记符没有有的指令只有助记符没有操作数,称为无操作数指令操作数,称为无操作数指令。指令表程序和梯形图程序有严格的对应关系指令表程序和梯形图程序有严格的对应关系。步序步序 指令指令 地址地址0 LD X21 AND X02 OUT Y3 3 LD Y34 ANI X35 OUT M1016 AND T17 OUT
7、Y4ANDANIANDX2X2Y3Y3M101M101Y3Y3T1T1Y4Y4X0X0X3X383、顺序功能图(、顺序功能图(Sequential function chart)顺序功能图顺序功能图常用来编制顺序控制类程序常用来编制顺序控制类程序。它包含。它包含步、步、动作、转换动作、转换三个要素。顺序功能编程法可将一个复杂的控三个要素。顺序功能编程法可将一个复杂的控制过程分解为一些小的工作状态,对这些小的工作状态的制过程分解为一些小的工作状态,对这些小的工作状态的功能分别处理后再依一定的顺序控制要求连接组合成整体功能分别处理后再依一定的顺序控制要求连接组合成整体的控制程序。的控制程序。94、
8、功能块图(、功能块图(Function block diagram)功能块图是一种功能块图是一种类似于数字逻辑电路的编程语言类似于数字逻辑电路的编程语言,熟悉数,熟悉数字电路的人比较容易掌握。该编程语言用类似与门、或门字电路的人比较容易掌握。该编程语言用类似与门、或门的方框来表示逻辑运算关系,方框的左侧为逻辑运算的输的方框来表示逻辑运算关系,方框的左侧为逻辑运算的输入变量,右侧为输出变量,入变量,右侧为输出变量,信号自左向右流动信号自左向右流动。就像电路。就像电路图一样,它们被图一样,它们被“导线导线”连接在一起。连接在一起。10115、结构文体(、结构文体(Structured text)为
9、了增强为了增强PLC的数学运算、数据处理、图表显示、的数学运算、数据处理、图表显示、报表打印等功能,许多大中型报表打印等功能,许多大中型PLC都配备了都配备了PASCAL、BASIC、C语言等高级编程语言。这种语言等高级编程语言。这种编程方式叫作编程方式叫作结构文本结构文本。与梯形图相比,结构文。与梯形图相比,结构文本有两个很大的优点,其一是能实现复杂的数学本有两个很大的优点,其一是能实现复杂的数学运算,其二是非常简洁和紧凑,用结构文本编制运算,其二是非常简洁和紧凑,用结构文本编制极其复杂的数学运算程序可能只占一页纸。极其复杂的数学运算程序可能只占一页纸。用指令表表示为:用指令表表示为:LD
10、START OR LAMP ANI STOP OUT LAMP用用ST(结构化文本)表示就是:(结构化文本)表示就是:LAMP:=(START OR LAMP)AND NOT(LAMP);126.2 FX6.2 FX系列系列PLCPLC梯形图中的编程元件梯形图中的编程元件 u输入入继电器器 Xu输出出继电器器 Yu辅助助继电器器 Mu状状态继电器器 Su定定时器器 Tu计数器数器 Cu数据寄存器数据寄存器 Du变址寄存器址寄存器u指指针P、I、Nu常数常数内部软继电器内部软继电器13 不同厂家、不同系列的不同厂家、不同系列的不同厂家、不同系列的不同厂家、不同系列的PLCPLC,其内部软继电器其
11、内部软继电器其内部软继电器其内部软继电器的功能和编号也不相同,因此用户在编制程序时,的功能和编号也不相同,因此用户在编制程序时,的功能和编号也不相同,因此用户在编制程序时,的功能和编号也不相同,因此用户在编制程序时,必须熟悉所选用必须熟悉所选用必须熟悉所选用必须熟悉所选用PLCPLC的软继电器功能和编号。的软继电器功能和编号。的软继电器功能和编号。的软继电器功能和编号。FXFX系列系列系列系列PLCPLC软继电器编号由软继电器编号由软继电器编号由软继电器编号由字母字母字母字母 和和和和 数字数字数字数字 组成组成组成组成其中其中其中其中:输入继电器和输出继电器用输入继电器和输出继电器用输入继电
12、器和输出继电器用输入继电器和输出继电器用八进制八进制八进制八进制 数字编号数字编号数字编号数字编号 其它均采用其它均采用其它均采用其它均采用十进制十进制十进制十进制 数字编号数字编号数字编号数字编号14FXFX系列系列系列系列PLCPLC的的的的输输入入入入继电继电器以八器以八器以八器以八进进制制制制进进行行行行编编号号号号1 1、输入、输入/输出继电器(输出继电器(X/YX/Y)型号型号FX2N-16MFX2N-32MFX2N-48MFX2N-64MFX2N-80MFX2N-128M扩展时扩展时输输输输入入继电继电器器X000 X0078点点X000 X01716点点X000 X02724点
13、点X000 X03732点点X000 X047 40点点X000 X077 64点点X000 X267184点点输输输输出出继电继电器器Y000 Y0078点点Y000 Y01716点点Y000 Y02724点点Y000 Y03732点点Y000 Y047 40点点Y000 Y077 64点点Y000 Y267184点点15 输入继电器是输入继电器是输入继电器是输入继电器是PLCPLCPLCPLC用来接收用户输入设备发来的输入信号用来接收用户输入设备发来的输入信号用来接收用户输入设备发来的输入信号用来接收用户输入设备发来的输入信号 输入继电器线圈由外部输入信号所驱动,只有当外部信输入继电器线圈
14、由外部输入信号所驱动,只有当外部信输入继电器线圈由外部输入信号所驱动,只有当外部信输入继电器线圈由外部输入信号所驱动,只有当外部信号接通时,对应的输入继电器才得电,不能用指令来驱动。号接通时,对应的输入继电器才得电,不能用指令来驱动。号接通时,对应的输入继电器才得电,不能用指令来驱动。号接通时,对应的输入继电器才得电,不能用指令来驱动。在程序中绝对不可能出现在程序中绝对不可能出现在程序中绝对不可能出现在程序中绝对不可能出现输入继电器的线圈,只能出输入继电器的线圈,只能出输入继电器的线圈,只能出输入继电器的线圈,只能出现输入继电器的触点现输入继电器的触点现输入继电器的触点现输入继电器的触点 每个
15、输入继电器的常开与每个输入继电器的常开与每个输入继电器的常开与每个输入继电器的常开与常闭触点均可无数次使用常闭触点均可无数次使用常闭触点均可无数次使用常闭触点均可无数次使用 输入继电器输入继电器16输出继电器输出继电器 输出继电器是用来将输出继电器是用来将PLC内部信号输出传送给外部负载内部信号输出传送给外部负载 输出继电器线圈是由输出继电器线圈是由PLC内部程序驱动,其线圈状态传送内部程序驱动,其线圈状态传送给输出单元,再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载给输出单元,再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载 每个输出继电器在输出单元中每个输出继电器在输出单元中每个输出继电器在输出单元中每个输
16、出继电器在输出单元中都对应有一个常开硬触点,但在都对应有一个常开硬触点,但在都对应有一个常开硬触点,但在都对应有一个常开硬触点,但在程序中供编程的输出继电器,不程序中供编程的输出继电器,不程序中供编程的输出继电器,不程序中供编程的输出继电器,不管是常开还是常闭触点,都可以管是常开还是常闭触点,都可以管是常开还是常闭触点,都可以管是常开还是常闭触点,都可以无数次使用。无数次使用。无数次使用。无数次使用。1718注:注:注:注:基本单元输入继电器的编号是固定的,扩展单元和扩展基本单元输入继电器的编号是固定的,扩展单元和扩展模块是按与基本单元最靠近开始,顺序进行编号模块是按与基本单元最靠近开始,顺序
17、进行编号基本单元基本单元FX0N-40MR扩展单元扩展单元FX0N-40ERFX0N-40ER扩展模块扩展模块FX0N-8EXFX0N-8EXX000X000 X027 X030X027 X030 X057 X060X057 X060 X067 X067 Y000Y000 Y017 Y020Y017 Y020 Y037 Y037 192 2、辅助继电器、辅助继电器MM FXFX系列系列系列系列PLCPLC的辅助继电器有:的辅助继电器有:的辅助继电器有:的辅助继电器有: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 (三种)(三种)(三种)(三种)停电保持辅助继电器停电保持辅助继电器停
18、电保持辅助继电器停电保持辅助继电器 特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器普通用途普通用途停电保持用途停电保持用途特殊用途特殊用途停电保持用停电保持用停电保持专用停电保持专用M0M499500点点M500M500M10232 524M10232 524点点总站总站分站分站:M800M899:M800M899分站分站总站总站:M900M999:M900M999M1024M1024M3071M307120482048点点M8000M8000M8255M8255256256点点20 通用辅助继电器通用辅助继电器(按十进制编号)(按十进制编号)普通用途辅助继电器的作用与继电器电路中的
19、中普通用途辅助继电器的作用与继电器电路中的中间继电器类似,间继电器类似,可作为中间状态存储及信号变换可作为中间状态存储及信号变换。通用辅助继电器和输出继电器一样,在通用辅助继电器和输出继电器一样,在通用辅助继电器和输出继电器一样,在通用辅助继电器和输出继电器一样,在PLCPLC电源中电源中电源中电源中断后,其状态将变为断后,其状态将变为断后,其状态将变为断后,其状态将变为OFFOFF。当电源恢复后,除因程序使当电源恢复后,除因程序使当电源恢复后,除因程序使当电源恢复后,除因程序使其变为其变为其变为其变为 ONON外,其它仍保持外,其它仍保持外,其它仍保持外,其它仍保持OFFOFF X0M0M0
20、M021 停电保持辅助继电器停电保持辅助继电器保持用辅助继电器在保持用辅助继电器在保持用辅助继电器在保持用辅助继电器在PLCPLC电源中断后,它具有保持断电前电源中断后,它具有保持断电前电源中断后,它具有保持断电前电源中断后,它具有保持断电前的瞬间状态的功能,并在恢复供电后继续断电前的状态的瞬间状态的功能,并在恢复供电后继续断电前的状态的瞬间状态的功能,并在恢复供电后继续断电前的状态的瞬间状态的功能,并在恢复供电后继续断电前的状态滑块碰撞左边限位开关滑块碰撞左边限位开关LS1时,时,X000ONM600=ON电机正转驱动电机正转驱动滑块右行滑块右行停电停电平台中途停止平台中途停止来电后再启动,
21、因来电后再启动,因M600ON保持保持电电机继续驱动滑块右行机继续驱动滑块右行,直到滑块碰撞右限位开关,直到滑块碰撞右限位开关LS2时,时,X001ON(右右限位开关)限位开关)M600OFF、M601ON电机反转驱动滑块左行。电机反转驱动滑块左行。示例示例滑块左右往复运动机构22 特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器是具有某项特定功能的辅助继电器特殊辅助继电器是具有某项特定功能的辅助继电器通常可分为两类:通常可分为两类:触点型触点型 和和 线圈型线圈型 触点型触点型 特殊辅助继电器的线圈由特殊辅助继电器的线圈由PLC自动驱动,自动驱动,用户只可以利用其触点。用户只可以利用其触点。线圈型
22、线圈型特殊辅助继电器的线圈由用户控制,其特殊辅助继电器的线圈由用户控制,其线圈得电后,线圈得电后,PLC作出特定动作。作出特定动作。23 特殊辅助继电器特殊辅助继电器触点型触点型1M8000 M8000(M8001M8001)-运行监视用特殊辅助继电器运行监视用特殊辅助继电器PLC运运行行时时M8000得得电电(M8001断断电电),PLC停停止止时时M8000失电(失电(M8001得电)得电)24 特殊辅助继电器特殊辅助继电器触点型触点型2M8002M8002(M8003M8003)-初始脉冲特殊辅助继电器初始脉冲特殊辅助继电器M8002(M8003)只只在在PLC开开始始运运行行的的第第一
23、一个个扫扫描描周期内得电(断电),其余时间均断电(得电)。周期内得电(断电),其余时间均断电(得电)。常常用用M8002的的触触点点作作为为一一些些继继电电器器的的初初始始化化复复位信号位信号25 特殊辅助继电器特殊辅助继电器触点型触点型3M8011M8011、M8012M8012、M8013M8013、M8014M8014-分别为产生周期为分别为产生周期为10ms、100ms、1s、1min脉脉冲的特殊辅助继电器冲的特殊辅助继电器(PLC RUN)返回返回26 特殊辅助继电器特殊辅助继电器触点型触点型4M8004-M8004-出错特殊继电器出错特殊继电器 当当PLC出现硬件出错、参数出错、语
24、法出错、电路出错、出现硬件出错、参数出错、语法出错、电路出错、操作出错、运算出错等时,操作出错、运算出错等时,M8004得电得电M8061-M8061-硬件出错特殊继电器硬件出错特殊继电器硬件出错特殊继电器硬件出错特殊继电器 D8061D8061(出错代码)出错代码)出错代码)出错代码)M8064-M8064-参数出错特殊继电器参数出错特殊继电器参数出错特殊继电器参数出错特殊继电器 D8064 D8064(出错代码)出错代码)出错代码)出错代码)M8065-M8065-语法出错特殊继电器语法出错特殊继电器语法出错特殊继电器语法出错特殊继电器 D8065 D8065(出错代码)出错代码)出错代码
25、)出错代码)M8066-M8066-电路出错特殊继电器电路出错特殊继电器电路出错特殊继电器电路出错特殊继电器 D8066 D8066(出错代码)出错代码)出错代码)出错代码)M8067M8067-操作出错特殊继电器操作出错特殊继电器操作出错特殊继电器操作出错特殊继电器 D8067 D8067(出错代码)出错代码)出错代码)出错代码)M8020-M8020-零标志零标志M8021-M8021-借位标志借位标志M8022-M8022-进位标志进位标志M8029-M8029-指令执行完毕标志指令执行完毕标志M8046-M8046-STL状态置状态置127 特殊辅助继电器特殊辅助继电器线圈型线圈型1M
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