PLC基础知识培训.ppt
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1、第一章第一章 概述概述1.1 可可编程序控制器的工作原理程序控制器的工作原理1.2 可可编程序控制器的分程序控制器的分类1.3 PLC的的编程程语言概述言概述第二章第二章 日本三菱公司日本三菱公司FX2N系列系列PLC2.1 FX2N系列系列PLC的的编程元件程元件2.2 FX系列系列PLC的基本的基本逻辑指令指令2.3 基本基本逻辑指令的指令的编程程规则与技巧与技巧第三章第三章 编程方法程方法3.1 可可编程控制器最常用程控制器最常用编程程环节3.2 梯形梯形图的的经验设计法法3.3 顺序控制序控制设计法法 可编程序控制器 (Programmable Controller)1985年1月国际
2、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。可编程序控制器的特点 PLC的特点:1、编程方法简单易学;2、硬件配套齐全、用户使用方便;3、通用性强、适应性强;4、可靠性高、抗干扰能力强;5、系统的设计、安装、调试工作量小;6、维修工作量小、维护方便;7、体积小、能耗低。配套配套齐全
3、,功能完善,通用性全,功能完善,通用性强PLC发展到今天,已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品,可以用于各种规模的工业控制场合,要改变控制功能只需改变程序即可,具有较强的通用性。现代PLC除了逻辑处理功能外,大多具有数据处理能力,可用于各种数字控制领域。近年来,随着PLC多种智能模块的出现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC控制等各种工业控制中。加上PLC通讯能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。可可编程序控制器的基本程序控制器的基本结构构 PLC专为工工业场合合设计,采采用用了了典典型型的的计算算机机结构构,主主要要是是由由CPU模模块、输入入模
4、模块、输出出模模块、编程器、程器、电源源组成。成。1.1 可编程序控制器的工作原理一、一、PLC控制系控制系统的等效的等效电路路 继电器器 功率放大、功率放大、电气隔离、气隔离、逻辑运运算算二、二、可可编程序控制器的工作原理程序控制器的工作原理两种基本工作状两种基本工作状态:运行(运行(RUN)停止(停止(STOP)扫描工作方式描工作方式 1、内部、内部处理理 2、通、通讯服服务 3、输入入处理理 4、程序、程序执行行 5、输出出处理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
5、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。可可编程控制器的工作原理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X4读出(Y430)写入读出程序执行原理图程序执行原理图三、三、扫描周期描周期 典型值为:典型值为:1 1-100-100msms PLC在在RUN工作状工作状态时,执行一次行一次内部内部处理、通理、通讯服服务、输入入处理、程序理、程序执行、行、输出
6、出处理理的的扫描操作所需的描操作所需的时间称称为扫描周期。描周期。四、四、输入入/输出滞后出滞后时间 (系统响应时间系统响应时间)PLC的的外部外部输入信号入信号发生生变化的化的时刻至刻至它控制的它控制的 有关有关外部外部输出信号出信号发生生变化的化的时刻之刻之间的的时间间隔。隔。组成成:输入入电路路滤波波时间、输出模出模块的的滞后滞后时间和因和因扫描工作方式描工作方式产生的生的滞后滞后时间。1.2 可编程序控制器的分类 PLC从硬件从硬件结构上可分构上可分为 整体式、模块式和整体式、模块式和叠装式叠装式。整体式可整体式可编程序控制器程序控制器模模块式可式可编程序控制器程序控制器叠装式可叠装式
7、可编程序控制器程序控制器1、整体式可编程序控制器 整体式整体式 (单元式元式/箱体式)箱体式)体体积小、价格低小、价格低 适用于适用于小型机小型机 有多种有多种I/O点数的基本点数的基本单元和元和扩展展单元元 基本单元包含:基本单元包含:CPU模模块、输入模入模块、输出出模模块、编程器、程器、电源源 扩展单元只有:扩展单元只有:输入模入模块、输出模出模块、电源源 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由框架和模块组成成自由自由组合、运用灵活、合、运用灵活、维护方便方便 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、模吸收整体式、模块式
8、式优点点 从规模上从规模上按按PLCPLC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、PLC编程程语言的国言的国际标准准IEC1994年年5月公布了月公布了PLC标准(准(IEC61131)IEC611311:通用信息;通用信息;IEC611312:设备与与测试要求;要求;IEC611313:编程程语言;言;IEC611314:用用户指南;指南;IEC611315:通通讯。二、二、编程程语言言 1、顺序功能序功能图(Sequenti
9、al function chart)2、梯形、梯形图(Ladder diagram)3、指令表、指令表(Instruction list)4、功能、功能块图(Function block diagram)5、结构文本(高构文本(高级语言)言)(Structured text)顺序功能图(SFC)梯形图(LD)梯形梯形图与与继电器控制系器控制系统的的电路路图很相似很相似,一般,一般有有线圈、常开触点、圈、常开触点、常常闭触点,触点,还有其有其他功能他功能块。梯形。梯形图称称为电路或程序,路或程序,设计梯形梯形图叫叫编程。程。梯形梯形图主要特点主要特点 1、编程元件沿用程元件沿用继电器控制系器控制
10、系统中的概念和定中的概念和定义 编程元件:程元件:X、Y、M、T、C等等 2、采用公共母、采用公共母线结构构,能流只能从左到右。,能流只能从左到右。线圈(或圈(或输出)只能与右母出)只能与右母线相相连 3、逻辑解算关系解算关系:从上到下,从左到右,前面解算:从上到下,从左到右,前面解算的的结果,可果,可马上被后面的上被后面的逻辑解算所利用。解算所利用。4、各、各编程元件的常开程元件的常开/常常闭触点可触点可无限次无限次使用使用 返回本章首页返回本章首页功能块图(FBD)类似似数字数字逻辑电路路的的编程程语言,即用言,即用类似与似与门、或、或门的方框来表不的方框来表不逻辑运算运算关系等。关系等。
11、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 等等高高级编程程语言言结构文本是构文本是为IEC 1131-3标准准创建一建一种种专用高用高级编程程语言言。用用结构文本有两个构文本有两个优点:点:能能实现复复杂的数学运算,的数学运算,非常非常简洁和和紧凑。凑。第二章第二章 日本三菱公司日本三菱公司FX2N系列系列PLC 一、一、FX2N系列系列PLC型号名称的含型号名称的含义 FX系列型号名称的含系列型号名称的含义三菱公司三菱公司PLC型号(小型机)型号(小型机
12、)FX2N16 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 FX2N128MR2.1 FX2N系列系列PLC的的编程元件程元件一、一、编程元件的名称程元件的名称 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分别表示元件的类型和地址号号注:注:1、输入入/输出元件的地址号均出元件的地址号均 按按八八进制制编号(号(07)2、输入入/
13、输出以外的元件地址号全出以外的元件地址号全 按按十十进制制编号(号(09)二、二、输入入继电器与器与输出出继电器器 1、输入入继电器(器(X)PLC接收外部接收外部输入的开关量信号入的开关量信号的窗口,在的窗口,在梯形梯形图中可以外接常开触中可以外接常开触 点或常点或常闭触点,也可以触点,也可以接多个触点接多个触点组成的串并成的串并联电路。路。在梯形在梯形图中可以中可以多次使用多次使用输入入继电器的常器的常开触点和常开触点和常闭触触 点。点。八八进制制编号号 184点点带扩展展 X0X7、X10X17、X20X27、X30X3、X260X267 其触点使用次数不受限制其触点使用次数不受限制2、
14、输出出继电器(器(Y)PLC向向外部外部负载发送信号送信号的窗口的窗口 将将PLC输出信号出信号传送送输出模出模块,再由后者,再由后者驱动负载 八八进制制编号号 184点点带扩展展 Y0Y7、Y10Y17、Y20Y27、Y30Y3、Y260Y267 其其触点触点使用次数不受限制,但使用次数不受限制,但线圈圈只能使用一次。只能使用一次。注:注:总I/O点数不能超点数不能超过256点,点,带扩展展单元元时,其地址,其地址号与基本号与基本单元地址号元地址号连续(顺序序编号)。号)。输入和输出继电器三、三、辅助助继电器(器(M)用用软件件实现,不能接收外部的,不能接收外部的输入信号,不能入信号,不能直
15、接直接对外外输出信号去直接出信号去直接驱动负载,(相当于(相当于继电器控制系器控制系统中的中的中中间继电器器)作用:作用:转换、存、存储运算运算结果果1、通用、通用辅助助继电器(器(M)M0M499 500点点可用可用软件件设定定为断断电保持保持辅助助继电器器2、停、停电保持保持辅助助继电器(器(M)M500M3071 2572点点 电源中断源中断时,中断瞬,中断瞬时的状的状态,可在,可在重新通重新通电后的第一个后的第一个扫描周期再描周期再现其状其状态。M500M1023可用可用软件件设定定为非断非断电保持保持辅助助继电器。器。M500X000M500X000M500X001X000M500断
16、电断电扫描周期扫描周期3 3、特殊、特殊辅助助继电器(器(MM)M8000M8255 256 M8000M8255 256点点 用来表示用来表示PLCPLC的某些状的某些状态、提供、提供时钟脉冲、脉冲、标志(如志(如进位、借位位、借位标志)、志)、设定定PLCPLC的运行方式,的运行方式,或者用于步或者用于步时顺控、禁止中断、控、禁止中断、设定定计数器是加数器是加计数或是减数或是减计数等。数等。a、触点利用型、触点利用型特殊特殊辅助助继电器器b、线圈圈驱动型型特殊特殊辅助助继电器器 a、触点利用型、触点利用型特殊特殊辅助助继电器器 线圈由圈由PLC自自动驱动,用,用户只可利用其触只可利用其触点
17、点 M8000:运行(:运行(RUN)监控(运行期控(运行期间接通)接通)M8002:初始化脉冲(:初始化脉冲(仅在运行瞬在运行瞬间接通);接通);M8005:锂电池欠池欠压;M8011:10ms时钟;M8012:100ms时钟;M8013:1s时钟;M8014:1min时钟;b、线圈圈驱动型型特殊特殊辅助助继电器器 用用户驱动线圈后,圈后,PLC作特定作特定动作作 M8030:使使BATT LED(锂电池欠池欠压指示灯)熄指示灯)熄灭;M8033:PLC停止停止时输出保持(出保持(M8033线圈通圈通电时,PLC由由RUN进入入STOP状状态时,映像寄器与数据寄,映像寄器与数据寄存器中的内容
18、保持不存器中的内容保持不变。););M8034:禁止全部禁止全部输出;出;M8039:定定时扫描;描;四、四、状状态元件(元件(S)用于用于编制制顺序控制程序序控制程序的一种的一种编程元件,一般与程元件,一般与步步进梯形指令梯形指令STL一起使用。一起使用。通用状通用状态(S0S499)没有断)没有断电保持功能,但保持功能,但可用程序可用程序设定有断定有断电保持功能。保持功能。可作可作M使用使用 初始状初始状态:S0S9 10点点 回零:回零:S10S19 10点点 通用:通用:S20S499 480点点 保持:保持:S500S899 400点点报警器:警器:S900S999 100点点 通用
19、通用 500点点五、五、定定时器(器(T)T0T255 包括包括设定定值寄存器寄存器、当前当前值寄存器寄存器和一个用和一个用来来储存其存其输出触点状出触点状态的映像寄存器的映像寄存器。分分为通用定通用定时器(器(T0T245)和和 积算定算定时器器(T246T255)。1、通用定、通用定时器(器(T0T245)1)100ms定定时器器 T0T199 200点点 设定定值:0.13276.7sT192T199为了程序和中断服了程序和中断服务程序程序专用的定用的定时器器 2)10ms定定时器器 T200T245 46点点 设定定值:0.01327.67s 2、积算定算定时器(器(T246T255)
20、1)1ms积算定算定时器器 T246T249 4点点 设定定值:0.00132.767s 2)100ms积算定算定时器器 T250T255 6点点 设定定值:0.13276.7s 3、定、定时器的定器的定时精度精度 定定时器的最大器的最大误差差约为+T0(T0为扫描周描周期)和期)和-(为定定时器的最小定器的最小定时单位如位如 1ms、10ms等等)定定时器器六、六、计数器(数器(C)C0C255分分为内部内部计数器数器和和高速高速计数器数器。内部内部计数器数器对PLC的内部信号的内部信号X、Y、M、S等等计数,数,1、内部、内部计数器数器1)16bit加加计数器数器 计数范数范围:13276
21、7通用:通用:C0C99 100点点 停停电保持:保持:C100C199 100点点 2)32bit加加/减减计数器数器 计数范数范围:-2,147,483,648+2,147,483,647 通用:通用:C200C219 20点点 停停电保持:保持:C220C234 15点点 其其计数方式由特殊数方式由特殊辅助助继电器器M8200 M8234设定,定,对应特殊特殊辅助助继电器器为ON时,为减减计数;反之数;反之为加加计数数。2、高速高速计数器数器 C235C255 21点点a、1相无启相无启动/复位复位输入端的高速入端的高速计数器数器 C235C240 b、1相相带启启动/复位复位输入端的高
22、速入端的高速计数器数器 C241C245c、1相双相双计数数输入(加入(加/减脉冲减脉冲输入)高速入)高速计数器数器 C246C250d、两、两相相(A-B相型)双向相型)双向计数数输入高速入高速计数器数器 C251C255七、七、数据寄存器(数据寄存器(D)在模在模拟量量检测与控制以及位置控制等与控制以及位置控制等场合用来合用来储存数存数据和参数据和参数,数据寄存器,数据寄存器为16位位,两个合并可存放,两个合并可存放32位位数据数据。1、通用数据寄存器、通用数据寄存器 D0D199 200点点M8033为ON他他们有断有断电保持功能,反之无断保持功能,反之无断电保持功能保持功能 2、断断电
23、保持数据寄存器保持数据寄存器 200D7999 7800点点D200D511有断有断电保持功能,利用外部保持功能,利用外部设备的参数的参数设定,定,可改可改变其与通用数据寄存器的分配。其与通用数据寄存器的分配。D490D509供通信用。供通信用。D512D7999的断的断电保持功能不能用保持功能不能用软件改件改变,可用,可用RST和和ZRST指令清除内容。指令清除内容。以以500点点为单位,可将位,可将D1000D7999设为文件寄存器文件寄存器 3、特殊数据寄存器特殊数据寄存器 D8000D8255 256点点 特殊数据寄存器特殊数据寄存器D8000D8255用来用来监控控PLC的运行的运行
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