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1、第6章 可编程序控制器(PLC)应用基础,第1节 概述,第2节 PLC硬件构成及工作原理,第3节 设备控制程序编程概述,第4节 PLC控制程序编程基础,第5节 PLC编程软件,2,第1节 概 述,1.问题的提出,控制逻辑的不可变性（固定接线）元件工作的不可靠性（分立元件）自动化生产系统要求（信息交换、保存、系统联网）,（2）解决方法,采用可编程序控制器（工业专用计算机）,（1）继电器系统存在的问题,4,2.PLC 控制系统特点,（1）可变的控制逻辑（控制逻辑编程）,体积小、可靠性高、故障 率低；,程序编制、修改、转换和存储功能;各种计算控制功能;控制结构模块化功能;计算机通讯功能;打印功能。,
2、概 述,（3）工业专用计算机（具有计算机的各种功能）,（2）大规模集成电路元件,3.普通计算机与PLC比较,（1）语言不同,（2）运算功能的差异（强化的功能面）,逻辑运算、计数等功能加强；简单的计算功能。,（3）接口设计不同,用于工业环境，要求抗干扰能力强，工作可靠性高；适应控制系统外设连接，及控制信号的输入/输出。,PLC使用面向机器的语言；语言简单，语句数量少；采用梯形图的形式直观易懂。,概 述,4.可编程序控制器在工业控制中的应用,（1）应用的范围,概 述,(2)控制系统可靠性比较,可编程序控制器在工业控制中的应用,可编程序控制器在工业控制中的应用,（4）经济性及费用,运行费用*故障率低
3、、维修少、工效提高30%；*整机功耗低、电器件少；,可编程序控制器在工业控制中的应用,5.分类,（1）按可编程序控制器（PLC）规模分类,*端口点数小于64点、程序长度小于1k-小型机*端口点数小于512点、程序长度1k 4k-中型机*端口点数大于1024点、程序长度大于8k-大型机,（2）按可编程序控制器（PLC）结构分类,*超小型集中式主机CPU、电源、输入/出组件、存储器、机壳；输入/出组件扩展件；*模块组合式主机CPU、电源、输入/出组件、存储器等模块；输入/出扩展模块；A/D、D/A转换模块；位置模块；温控模块；通讯模块；,（3）可编程序控制器安装形式分类,*内置式*外置式,概 述,
4、典型PLC设备,1.控制设备组成,信号类型：SQ、SP、SB、SA；HL、KM、YV、EL；,第2节 PLC硬件构成及工作原理,2.PLC系统组成与工作关系,基本组件：主机CPU、电源、存储器、输入/输出组件；,PLC硬件构成及工作原理,保证PLC正常运行供电，提供各种电器所需的电压；电网中断供电时（关机）保证PLC内部存储器信息不丢失；1）内部电源 备用电池（锂电池）2）外部电源 电网电源（单相）用于PLC主机运行供电、输入电路、输出放大电路；,PLC的核心器件（常用有 8051单片机、生产厂家自定芯片、以及 其他 芯片）。,（1）电源组件,PLC系统组成与工作关系,（2）微处理器CPU,用
5、于存放系统程序、应用子程序、用户控制程序、运行数据；器件ROM 存放系统程序、应用子程序；器件EPROM和EEPROM用于用户控制程序拷贝；器件RAM 存放用户程序和运行数据；,（3）存储器,组成：光电偶合隔离输入接口；输入状态寄存器；,（4）输入输出组件,1）输入组件,PLC系统组成与工作关系,接受现场信号，存放在相应的数据区，提供CPU运用；,2）输出组件 将PLC输出信号传送给外部负载（被控设备），并将输出状态存放输出状态寄存器。,输入输出组件,输出组件,输出接口类型：,晶体管输出接口、晶闸管输出接口、继电器输出接口；,（5）PLC端子与外部电器元件接线,PLC系统组成与工作关系,1.工
6、作方式 周期工作方式 分为五个阶段：自诊断、外设通讯、输入扫描、执行程序、输出刷新。2.工作过程 注意：*顺序工作；*程序执行阶段 输入信号变化，不影响程序计算；输出信号变化，影响程序计算。*程序执行为串行方式；继电器系统为并行。*中断处理功能（响应新的输入和输出）。*立即刷新。,3.PLC工作原理,PLC硬件构成及工作原理,4.外部设备,（1）机架,（2）编程设备 袖珍编程器 计算机编程软件,（3）通讯电缆（4）打印设备,PLC硬件构成及工作原理,5.控制应用方式,PLC硬件构成及工作原理,单机应用系统,多机应用系统,网络应用系统,输入继电器 X（I）指针 P 输出继电器Y（Q）状态器 S
7、辅助继电器M（F）数据寄存器 D 定时器T 计数器C,第3节 设备控制程序编程概述,编程语言,梯形图编程（Ladder Programming）指令编程（Instruction Programming）功能图编程（Function Chart Programming）逻辑图编程（Logic Chart Programming）,编程元素,（1）梯形图编程（Ladder Programming）,注意：*梯形图是逻辑函数的图形表达方式，图中电流为虚拟电流；*梯形图按从上向下，从左向右的顺序绘制；*梯形图线圈为输出元件（内部输出和外部输出）；*梯形图触点可以使用无限次，线圈只能使用一次；*程序执行
8、梯形图控制逻辑时，按从上向下，从左向右的顺序执行。,1.编程语言,（2）指令编程（Instruction Programming）,LD X001OR Y001 ANDN X002OUT Y001LD X003OUT Y002END,语句表格式：操作码 操作数 助记符 元件地址,编程语言,（3）功能图编程（Function Chart Programming）,编程语言,(4)逻辑图编程（Logic Chart Programming）,编程语言,2.编程元素(数据类型),(1)输入继电器 X（西门子PLC编号：I）对应PLC输入端；现场信号到达，状态寄存器置“1”。,PLC内部输入电路,外部
9、输入信号,输入状态寄存器,置位,地址分配：规定编号,梯形图：,SB1,X0,X0,（2）输出继电器Y（西门子PLC编号：Q）对应PLC输出端口，状态寄存器的控制信号输出驱动设备。,编程元素,(数据类型),*无掉电保护辅助继电器*有掉电保护继电器-在备用电源的支持下具有记忆功能*特殊辅助继电器 触点使用型特殊辅助继电器 M8000-开机运行状态、M8002-开机初始化脉冲、M8011、M 8012-时钟脉冲发生器 线圈输出型特殊辅助继电器 M8028-时间转换标记 M8034-禁止对外输出辅助继电器,（3）内部器件（M、T、C）,1）辅助继电器 M 中间继电器的作用,不能直接对外输出，只作为中间
10、控制信号，存放在存储器中；,地址分配：规定编号,内部器件（M、T、C）,（6）状态器 S,（7）指针 P,指针编号：P 0 P 63,（8）数据寄存器 D,通用数据寄存器 D0 D199,保持数据寄存器 D200D511,编程元素,逻辑控制指令 用于描述控制梯形图的控制逻辑；其他功能控制指令 用于特定功能（定时、计数等）；,第4节 PLC控制程序编程基础,基本指令：,程序控制指令：用于程序的转移、分支等控制；,功能指令：用于使用特殊功能，相当于子程序调用；,程序编制规则 依据程序编写规则编写正确的控制程序,1.基本指令,（1）逻辑指令,LD/LDI AND/ANI OR/ORI OUT ANB
11、 ORB,PLC控制程序编程基础,脉冲指令 PLS,强制置位/复位指令 SET/RST,（2）其他指令,基本指令,定时指令,计数指令,其他指令,主控指令 MC/MCR,存在问题,解决问题,其他指令,栈指令 MPS/MRD/MPP,其他指令,2.程序控制指令,PLC控制程序编程基础,3.程序编制规则,PLC控制程序编程基础,（5）复杂梯形图遵循从左向右，自上向下的原则正确划块，顺序编程。,（4）对不可编程电路图给与重新安排；,（3）多分支电路：串联多的支路在上方，并联多的支路在左方；,程序编制规则,4.控制程序编制应用举例,工作内容：设备工作过程分析 主电路绘制或液压系统分析 端子图绘制 工作流
12、程图绘制 梯形图绘制 指令表,（机械手工作自动循环控制）,PLC控制程序编程基础,（1）设备工作过程分析,例 机械手工作自动循环控制,*工作循环图分析（决定工步、转换主令）*驱动分析（KM通断电组合、YV通断电组合）*确定输入与输出*端子分配表与端子图,（2）端子分配与端子图,端子图绘制:,端子分配与端子图,（3）绘制工作流程图,(4)绘制梯形图,第5节 PLC编程软件,1.编程软件功能,2.编程软件应用,PLC编程软件,由PLC供应商处购买PLC时方能同时获得使用PLC应用程序的权利，使用本教学课件，可链接利用自己已有的编程软件。方法：用右键单击链接应用程序打开浮动菜单，确定动作设置，链接到应用软件的执行程序。,3.Windows 环境下的应用软件,三菱软件FXGPWIN应用程序界面,PLC编程软件,由PLC供应商处购买PLC时方能同时获得使用PLC应用程序的权利，使用本教学课件，可链接利用自己已有的编程软件。方法：用右键单击链接应用程序打开浮动菜单，确定动作设置，链接到应用软件的执行程序。,西门子软件Win 32西门子应用程序界面,Windows 环境下的应用软件,PLC编程软件,
