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1、第10章 可编程序控制器,10.1 概述10.2 基本概念和PLC指令及编程方法,10.1.1 什么是PLC?,PLC 是一种专门用于工业控制的计算机。,早期的PLC是用来替代继电器、接触器控制的。它主要 用于顺序控制，只能实现逻辑运算。因此，被称为可编程逻辑控制器（Programmable logic controller，略写 PLC),随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程控制器的功能已远远超出了顺序控制的范围。被称为可编程控制器（Programmable controller，略写PC)。为区别于Personal Computer(PC)，故沿用PLC 这个略写。,10.1 概述,
2、10.1.2 PLC 特点,1、PLC软件简单易学,2、PLC使用维护方便硬件配置方便 安装方便使用方便 维护方便,3、PLC运行稳定可靠,4、PLC设计施工周期短,采用梯形图语言，以计算机软件技术构成惯用的继电器模型,10.1.3 PLC的结构和工作原理,一、PLC结构示意图,二、各组成部分的作用,2.存储器,1.CPU,(1)将各种输入信号取入。(2)从程序存储器读取程序指令，编译、执行指令。(3)把运算结果送到输出端。(4)响应各种外部设备的请求。,RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调 试的程序。ROM：存放监控程序和用户已调试好的程序。,3.输入、输出接口：采用光电隔离，实现了
3、PLC的内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。,输出接口作用：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。,输出三种形式：继电器-低速大功率 可控硅-高速大功率 晶体管-高速小功率,输入接口作用：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转换成数字信号送入主机。,编程设备可以是专用的手持式的编程器；也可以是安装了专门的编程通讯软件的个人计算机。,4.编程设备,用户可以通过键盘输入和调试程序；另外在运行时，还可以对整个控制过程进行监控。,5.电源,PLC一般使用220V交流电源，PC内部的直流稳压电源为模块内的元
4、件提供直流电压。,10.1.4 工作原理,循环扫描的工作方式。PLC中用户程序按顺序存放，CPU从第一条指令开始执行程序，遇到结束符返回、循环。,1.自诊断,2.与编程器等的通信,3.输入采样,4.用户程序执行,5.输出刷新,10.1.5 工作方式,CPU：等待命令。,PLC：循环扫描。CPU从第一条指令开始执行，遇到结束符又返回第一条，不断循环。,T=(读入一点的时间*输入点数）+（运算速度*程序步数）+（输出一点的时间*输出点数）+故障诊断时间,扫描时间主要取决与程序长短,1.输入/输出点数(I/O点数)。2.扫描速度。单位：ms/1000步 或 s/步3.内存容量。4.指令条数。5.内部
5、寄存器数目。高功能模块。编程语言,10.1.6 主要技术性能,1.用于开关逻辑控制。2.用于机加工数字控制。和计算机控制组成一体，实现数值控制，组成数控机床。3.用于闭环过程控制。大型PLC配有PID模块，实现单回路或多回路的调节控制。4 用于组成多级控制系统，实现工厂自动化网络。,10.1.7 应用,10.2 编程语言简介,PLC的内存除存放用户和系统的程序外，还有四个区：I/O区：可直接与外部输入、输出端子传递信息 内部辅助寄存器区：存放中间变量 数据区：存放中间结果 专用寄存器区：定时时钟、标志、系统内部的命令,10.2.1 寄存器和接点的概念,用户在对这四个区进行操作时，可以以寄存器和
6、/或接点的方式进行。,PLC的寄存器（以FP1为例）,1.输入输出(I/O)寄存器,输入寄存器:功能:存放外部输入的信号 输入寄存器编号:WX0WX12,共13个寄存器，每个 寄存器16位 输入位编号:X0X12F，共1613=208位,输出寄存器:功能:向输出接口输出信号 输出寄存器编号:WY0WY12,共13个寄存器，每个 寄存器16位 输出位编号:Y0Y12F，共16 13=208位,寄存器：是一个16位二进制单元位（触点）：16位中的每一位是一个“触点”，对应外部的一个输入或者输出端子。,输入寄存器 WXm输出寄存器 WYm,输入端子Xmn输出端子Ymn,m：寄存器编号，用十进制数编号
7、：m=012，共13个,n,n：寄存器的第n位，用16进制数 编号：n=0F，共16位,例：若X0为“ON”，则 WX0 的第0位为“1”若X4 为“OFF”，则 WX0 的第4位为“0”,接点通断情况与接点的赋值有关：（以 Y0为例：若 Y0的逻辑赋值为“1”，则,梯形图的规则：,ST：（Start）从母线开始一个新逻辑行时，或开始一个逻辑块时，输入的第一条指令。ST：以常开接点开始 ST/：以常闭接点开始,OT：（Output）表示输出一个变量。,ED：（End）表示程序无条件结束,10.2.2 可编程控制器FP1基本指令,梯形图 助记符,STX0ANX1OTY0,STX0ORX1OTY0
8、,ST/X0OTY0,串联常开触点触点与左边电路串联可连续使用,并联常开触点，用于单个触点与前面电路并联。并联点左端从母线开始，右端与前一指令对应触点的右端并联,注意：与、或、非运算均是对从该指令前面的ST 指令到该指令的前一个指令处的结果进行 运算。,X2是与图中A点处的结果（即X0与X1的结果）相或，而不是与X1相或。,梯形图 助记符,STX0ORX1STX2ORX3ANSOTY0,STX0ANX1STX2AN/X3ORSOTY0,多个并联电路块的串联并联电路块与前面电路串联时，用ST或ST/开始，完成后用ANS与前面电路串联（ANS后不跟元件号）,多个串联电路块的并联串联电路块并联时，分
9、支开始用ST或ST/，分支结束用ORS指令（ORS后不跟元件号）,例1：直接启动停车控制,继电器控制电路图,I/O分配：X0：停车 X1：启动 Y0：KM,梯形图：,助记符语句表ST X1OR Y0AN/X0OT Y0ED,操作及动作过程,FP1型PLC控制器：实际输入端子：X0XF实际输出端子：Y0Y7,助记符语句表ST X1OR Y0AN/X0OT Y0ED,I/O分配：SB1X0 SBF X1 SBR X2 KMF Y0 KMR Y1,例2：三相异步电动机的正反转控制,ST X1OR Y0AN/X0AN/Y1OT Y0ST X2OR Y1AN/X0AN/Y0OT Y1ED,左重右轻,编程
10、,I/O分配：SB1X0 SBF X1 SBR X2 KMF Y0 KMR Y1,I/O分配决定PLC的端子接线图,PLC的端子接线方式又决定编程语言,编程中应注意的几个问题,一、用电路变换简化程序(减少指令的条数）,ST X0ST X1OR Y0ANSOT Y0,ST X1OR Y0AN X0OT Y0,二、逻辑关系应尽量清楚(避免左轻右重),ST X2AN X3AN X4ST X2AN X5AN X6AN X7,ST X2AN X5AN X6AN X8AN X9ORSOT Y0ED,定时器及定时器指令,输入接点,定时器号码（099）,时间常数:132767,动作说明：当Y0闭合后，定时器T
11、M5开始计时。经过300.1=3s后，Y1闭合，Y2断开。,Y0,例：,例4：定时器应用举例：用PLC控制三相异步电动机 的Y-起动。,Y 起动继电器控制电路,I/O分配：SB1 X0SB2 X1KM0 Y0KM1 Y1KM2 Y2KT TMX1,时间常数K=150延时0.1 150=15秒,用PLC控制三相异步电动机的Y-起动,I/O分配：SB1 X0SB2 X1KM0 Y0KM1 Y1KM2 Y2KT TMX1,梯形图,用PLC控制三相异步电动机的Y-起动,I/O分配：SB1 X0SB2 X1KM0 Y0KM1 Y1KM2 Y2KT TMX1,PLC接线图,计数器初始值：132767,计数器编号(FP1机：100143),计数脉冲,复位信号,计数器及计数器指令（CT指令）,CT指令梯形图格式：,CT指令梯形图与时序图,
