plc基础知识入门-plc基本知识.ppt

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1、预备知识 继电器控制技术,第一部分 可编程控制器绪论,第三部分 三菱FX-2N可编程控制器,本课程具体内容,第二部分 可编程控制器基础知识,第四部分 PLC网络及通信,第五部分 PLC控制系统设计与应用,第六部分 其他可编程控制器简介,一、常用低压电器,二、基本控制线路,继电器控制技术,电器的构成:,电器的定义:,1、概述,常用低压电器,电器是根据外界信号(机械力、电动力和其它物理量)自动或手动接通和断开电路,实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节用的元件或设备。,(1)电磁机构,铁心,衔铁,线圈,(2)触头系统,常用低压电器,2、接触器,接触器是一种用于接通和断开(交、直流

2、)负荷电流的电磁式自动切换电器,主要用于控制电动机、电焊机、电容器组等大容量设备,具有低压释放的保护,常用低压电器,(1)结构,1动触头 2静触头 3衔铁 4弹簧 5线圈 6铁心 7垫毡 8触头弹簧 9灭弧罩 10触头压力弹簧,3.符号,功能,适用于频繁操作和远距离控制。,继电器是一种根据某种输入信号的变化来接通或断开控制电路,实现自动控制和保护的电器。其输入量可以是电压、电流等电气量,也可以是温度、时间、速度、压力等非电气量。,(1)结构,1底座 2反力弹簧 3、4调节螺钉 5非磁性垫片 6衔铁 7铁心 8极靴 9电磁线圈 10触点系统,常用低压电器,3、继电器,(2)、种类:,1)电流继电

3、器,2)电压继电器,3)中间继电器,(3)符号(中间继电器):,4)时间继电器,5)热继电器,6)速度继电器,常用低压电器,常用低压电器,4、其它常用电器,(1)低压断路器,1热脱扣器的整定按钮 2手动脱扣按钮 3脱扣弹簧 4手动合闸机构 5合闸联杆6热脱扣器 7锁钩 8电磁脱扣器 9脱扣联杆 10、11动、静触点12、13弹簧 14发热元件 15电磁脱扣弹簧 16调节按钮,(2)控制按钮,常用低压电器,2)符号,(3)行程开关,常用低压电器,(1)长动控制,基本控制线路,1、异步电动机直接起动控制线路,(2)点动控制,基本控制线路,2、异步电动机正反转控制线路,(1)“正停反”控制,基本控制

4、线路,(2)“正反停”控制,基本控制线路,(1)定子串电阻降压起动控制电路,基本控制线路,3、异步电动机降压起动控制线路,改进后的电路,基本控制线路,(2)星形三角形降压起动控制电路,基本控制线路,(3)自耦变压器降压起动控制线路,基本控制线路,三种降压起动方式优缺点:,(1)串起动电阻起动的优点:结构简单、成本低、动作可靠。缺点:消耗电能。适用场合:要求起动平稳的中小容量电动机以及起动不频繁的场合。,(2)自耦变压器起动的优点:对电网电流冲击小,功率损耗小。缺点:价格较贵,体积较大,且是按照非连续工作制设计制造的,不允许频繁操作。,(3)Y-起动的优点:定子绕组星形接法时,起动电压为直接采用

5、三角形接法时的1/3,起动电流为1/3,因而起动电流特性好。缺点:起动转矩也相应下降为三角形接法的1/3,转矩特性差。此线路适合轻载或空载的场合。,基本控制线路,(1)反接制动控制线路,基本控制线路,4、异步电动机制动控制线路,改进后的电路,基本控制线路,(2)能耗制动控制线路,基本控制线路,反接制动优点:制动效果好,其缺点是能量损耗大,在制动过程中有冲击,对转动部件有害,故用于不太经常起制动的设备。,能耗制动优点:能量损耗少,在制动时磁场静止不动,不会产生有害的反转,制动停车准确,制动过程平稳。缺点是需要整流电路,制动速度也较反接制动慢些。所以,能耗制动适用于电动机容量较大,要求制动平稳和起

6、动频繁的场合。,两种制动方式优缺点的比较:,基本控制线路,PLC绪论,一、PLC的由来,二、PLC的特点,PLC出现后受到普遍重视,应用发展十分迅速。它有一系列受用户欢迎的特点。主要是:,PLC是上世纪70年代以来发展起来的一种新型工业控制设备。具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点,国内外已广泛应用于自动化控制的各个方面,并已成为实现工业自动化的支柱产品。作为电气工程技术人员,必须牢固掌握PLC及其控制系统的基本原理与应用技术,才能适应当前及今后的社会发展的需要。,1、可靠性高;,3、组合灵活、使用方便;,4、功能强、通用性好;,5、开发周期短、成功率高;,6、体积

7、小、重量轻、功耗低;,1、按结构形式:整体式、模块式,2、按I/O点数和存储容量:小型(256点、8K步)、中型(20 48点、32K步)、大型(2048点以上、32K步以上),3、按功能:低档机、中档机、高档机,PLC绪论,三、分类,2、编程简单、易于掌握;,四、应用,1、开关量逻辑控制,2、定时、计数控制,3、闭环过程控制,4、冗余控制,5、监控,6、数字通信和联网控制,五、发展方向,PLC绪论,1、小型化方向:多功能、体积小、点数少;,2、大型化方向:功能强、应用范围大、性能高、编程软件多样化和高级化、标准化、构成形式的分散化和集散化,六、PLC控制系统与其他控制系统的比较,1、与继电器

8、接触器控制系统的比较,(1)控制逻辑:硬接线;软接线,(2)工作方式:受约状态;周期扫描,(3)控制速度:机械式;电子式,(6)设计与施工:周期长且困难;周期短、方便,(7)可靠性:差;高,(8)价格:便宜;昂贵,小结:在性能上PLC优异,且体积小、功耗低,使用维护方便,但价格较高。,(1)应用范围:几乎所有领域;主要用于工业领域,PLC绪论,2、与微型计算机控制系统比较,(2)使用环境:要求较高;要求不高,(3)输入输出:I/O与主机采取微电联系,不需电气隔离;控制强电,需电气隔离,(4)程序设计:要求具有较高的计算机硬件和软件知识;易于学习和掌握,(5)运算速度:速度快,微秒级;接口响应速

9、度慢影响运算速度,毫秒级,(6)价格:较高;较低,十分之一左右,小结:PLC是一种用于工业自动化控制的专用微机控制系统,结构简单,抗干扰能力强,易于学习和掌握,价格便宜。,(1)单片机不如PLC容易掌握,(2)单片机不如PLC使用简单,(3)单片机不如PLC可靠,PLC绪论,3、与单片计算机比较,(4)PLC不如单片机运算速度快,(5)PLC不如单片机数据处理能力强,小结:PLC用于控制,稳定可靠,抗干扰能力强,使用方便,单片机通用性和适应性较强,PLC绪论,一、PLC基本结构,二、PLC基本工作原理,可编程控制器基础知识,三、PLC编程语言,主机,PLC的硬件系统简化图,基本组成,基本组成,

10、PLC的单总线结构框图,基本组成,1、输入部件,输入部件是PLC与工业生产现场被控对象之间的连接部件。是现场信号进入PLC的桥梁。,()开关量输入电路,)汇点式,)分隔式,2、输出部件,输出部件也是PLC与现场设备之间的连接部件,其功能是控制现场设备进行工作。,)直流输入,)交流输入,(2)输入信号接线图,基本组成,三种方式的使用场合分别为交直流、直流、交流,I/O端口接线,(3)可控硅输出方式,(2)晶体管输出方式,()继电器输出方式,工作原理,1、工作方式,2、工作过程,(1)输入采样阶段:PLC以扫描方式依次读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映像区中相应的存储单元内。,(2)程序

11、执行阶段:CPU按自上而下、自左而右顺序扫描用户程序,逐句执行各条指令。,PLC采用周期循环扫描、集中输入与集中输出的工作方式。每次扫描的时间称为扫描周期。,(3)输出刷新阶段:所有程序执行完毕后,CPU将所有需输出的数据一次性输出以驱动外部负载。,工作原理,3、输入输出响应时序图,电路,工作原理,4、滞后原因及改进的措施:,(1)提高扫描速度,(2)提供高速输入端口以减少输入滤波时间,(3)提供高速处理模块,(4)采用I/O立即刷新指令,改进的措施有:,导致PLC滞后的因素主要为:,(1)输入滤波的时间常数(输入延迟),(2)输出继电器的机械滞后(输出延迟),(3)PLC的循环扫描工作方式(

12、工作原理),(4)PLC的输入采样、输出刷新的特殊性(工作原理),(5)用户程序的编程水平,1、梯形图与语句表,编程语言,继电器控制线路与梯形图的联系与区别,编程语言,2、顺序功能图(状态转移图),3、逻辑图编程语言,4、高级编程语言,一、FX-2N简介,二、FX-2N编程软元件,三菱FX-2N可编程控制器,三、FX-2N基本逻辑指令,四、FX-2N定时器及计数器编程,五、FX-2N实例,六、FX-2N步进控制,七、FX-2N应用指令编程,1、型号名称,FX-2N PLC简介,一,FX-2N系列PLC是由电源、CPU、存贮器和输入/输出器件组成的单元型可编程控制器,而且AC电流、DC输入型的内

13、装DC24V电源作为传感器的辅助电源。功能强大,可进行逻辑控制、开关量控制、模拟量控制,并可进行各种各种功能运算、传送、变址寻址、移位等。,FX-2N PLC简介,举例,2、FX2N PLC的主要特点,(1)输入输出16256点。,(2)内部随机存取存贮器(8000步)。电池后备、RAM。,(3)内部定时时钟,(4)基本指令:27种 步进阶梯指令:5种应用指令:128种,3、产品概述:,FX-2N PLC简介,1、输入继电器,编程软元件,要点,(1)输入继电器是PLC与外部用户设备连接的接口,用来接受用户输入设备发来的输入信号,是一种位元件。,(2)输入继电器编址区域标号为X,采用八进制编址并

14、从X000开始,最多128点。,(4)输入继电器有无数对常开触点和常闭触点供编程时使用。,(3)输入继电器只能由外部信号驱动,编程软元件,2、输出继电器,(4)每个输出继电器有无数对常开和常闭触点(称为内部触点)供编程使用。,编程软元件,(1)输出继电器用于将程序运算的结果经过输出端送到用户输出设备,位元件。,(2)输出继电器编址区域标号为Y,采用八进制编址并从Y000开始,最多128点。,(3)输出继电器的状态只能由由程序驱动,要点,3、辅助继电器,编程软元件,辅助继电器分为普通型、停电保持型型和特殊型三种。,要点,(1)辅助继电器主要用于中继、中间量寄存,位元件。,(3)有无数对常开和常闭

15、触点,但只能供内部编程使用,不能去直接输出驱动外部负载,(2)辅助继电器编址区域标号为M,采用十进制编址并从M000开始。,(1)普通型辅助继电器,(2)停电保持型辅助继电器,地址编号:M500 M3071,共2572点,其中 M500M1023(共524点)可通过参数设定变为非停电保持型(即普通型)。,特点:这类辅助继电器在PLC运行中若突然发生停电,则保持停电前的状态;当电源恢复正常时,系统又继续停电前的控制;当清除锁存时,才将断电保持型辅助继电器断开。,编程软元件,特点:它们无断电保持功能,即当切断PLC的电源或PLC进行复位时,其当时状态无法保持,一律呈断开状态。,地址编号:M0M49

16、9,共500点,举例,编程软元件,在绘制或阅读时序图时,一般是指某元件常开接点的状态随时间的变化而显示的波形。,(3)特殊型辅助继电器,地址编号:M8000M8255,共256点。,编程软元件,这些继电器各自具有特定的功能,可分成以下两类:,M8000、M8001:运行监视继电器,1)触点利用型:,举例,M8002、M8003:初始脉冲继电器,编程软元件,M8011M8014:内部时钟脉冲,M8011 10msM8012 100msM8013 1sM8014 1min,M8012的动作时序,编程软元件,2)线圈驱动型:,M8040:禁止状态转移,M8034:全部输出禁止继电器,编程软元件,M8

17、033:停止时保持输出继电器,M8030:电池灭灯,M8039:恒定扫描,编程软元件,4、定时器,定时器分为普通型、保持型二种。,(1)定时器的作用相当于继电器控制系统中的时间继电器,主要用于定时控制。,(3)定时器有无数对常开和常闭触点,,(2)定时器编址区域标号为T,采用十进制编址并从T000开始。是一种位元件。,(4)定时器的动作过程,要点,(1)普通型定时器:T0T245(非积算型),1)100ms(T0T199 200点)定时范围:0.13276.7s,2)10ms(T200T245 46点)定时范围:0.01327.67s,编程软元件,编程软元件,普通型定时器的工作过程,X1,T5

18、当前值,Y20,编程软元件,(2)保持型定时器 T246T255(积算型),1)1ms(T246T249 4点)定时范围:0.00132.767s,2)100ms(T250T255 6点)定时范围:0.00132.767s,编程软元件,5、计数器:,编程软元件,计数器主要用于计数控制,分为两大类:,内部计数器是在执行扫描时对PLC内部软元件(X、Y、M、S、T、C)的位信号(通/断)进行计数的计数器。,(1)内部计数器,内部计数器有四种不同的类型:,1)普通型16位加计数器,地址编号为:C0C99 共有100点,2)保持型16位加计数器,地址编号为:C100C199 共有100点,两种计数器的

19、设定设定值范围都为:132767(K)。,两种类型计数器的复位都是由指令来复位的。,编程软元件,3)普通型32位加/减计数器 C200C219,4)保持型32位加/减计数器 C220C234,两种计数设定范围都为:-2147483648+214748364(K),要点,设定值除了可用常数K设定外,也可间接通过指定数据寄存器来设定,其设定值可超出规定范围。,(2)外部计数器(高速计数器),高速计数器也是32位停电保持型增/减计数器,但它们只对特定的输入端子(X0X5)的脉冲进行计数。高速计数器采用终端方式处理,与扫描周期无关。,编程软元件,单相单输入高速计数器,编程软元件,6、数据寄存器,(1)

20、普通型数据寄存器D0D199(200点),(2)停电保持型数据寄存器D200D7999(7 800点),(3)特殊型数据寄存器D8000D8255(256点),数据寄存器是一种字元件,用来存储数值数据的软元件。每个数据寄存器都是16位。,数据寄存器可以分为三种类型,(1)P作为一种标号用于跳转指令CJ或子程序调用指令CALL的跳转或调用的地址指针。,7、指针(P/I),要点,编程软元件,(2)I用于中断服务子程序的地址指针。采用中断技术的用户程序在开中断期间,一旦中断响应就停止执行主程序,转去执行由I指针指定的指定服务子程序,直至遇到IRET指令再回到原主程序继续执行下去。,基本逻辑指令,1、

21、接点取用与线圈输出指令,举例,X1,LD,0,Y1,OUT,1,X2,LDI,2,T1 K20,OUT,3,M1,OUT,4,基本逻辑指令,2、逻辑运算指令,(1)ANB和ORB指令可连续使用,但不超过7次。,(2)在使用ANB和ORB指令时,每个块电路开始总是用LD或LDI指令。,要点,基本逻辑指令,举例,3、内部信息与器件状态处理指令(1),基本逻辑指令,基本逻辑指令,MPP,MPS、MRD、MPP:多重输出指令或堆栈指令,X0,MPS,MRD,X0,基本逻辑指令,PLS、PLF:脉冲输出指令,基本逻辑指令,SET、RST:强迫置位与复位指令,基本逻辑指令,4、内部信息与器件状态处理指令(

22、2),LDP、ANDP、ORP 指令,基本逻辑指令,LDF、ANDF、ORF 指令,基本逻辑指令,5、程序处理指令,基本逻辑指令,MC、MCR:用于主控开始和主控结束指令,定时器编程,1、接通延时定时器,2、断开延时定时器,定时器编程,计数器编程,定时器与定时器的串接使用,定时器与计数器的串接使用,计数器与计数器的串接使用,脉冲发生器,先通后断,先断后通,根据控制电路绘元件时序图,一个扫描周期,根据控制电路绘元件时序图,根据控制电路绘元件时序图,实例,机械手动作示意图,步进控制及状态转移图,步进控制是指在多工步的控制中,按照一定的顺序分步动作,即上一动作结束后,下一动作才开始。,步进控制的编程

23、软元件是状态继电器S,与步进阶梯指令STL组合使用。在不用于步进阶梯指令时,状态S也和辅助继电器一样,可在一般的PLC中应用。其次,状态S既可作信号报警器使用,也可用作外部故障诊断的输出。,步进控制及状态转移图,1.普通型状态继电器:S0S499 500 点,其中:供初始状态使用(一般用双框表示)S0S9 10点 供返回原点使用 S10S19 10点,2.停电保持型状态继电器:S500S899 400点,步进控制及状态转移图,3.信号报警器用状态继电器:S900S999 100点,转移条件,开始状态,状态1,驱动负载,转到下一状态,状态转移图绘制规则,机械手状态转移图,步进控制及状态转移图,步

24、进梯形图和步进指令,步进控制编程步骤:,1、根据工艺流程画出状态转移图,2、根据状态转移图画出步进梯形图,并写出指令表,步进指令:专门用于步进控制的指令。,指令格式:操作码 STL;操作数 S,步进返回指令:RET,步进控制编程要点:,1、状态也可作普通的辅助继电器使用。但作为辅助继电器使用时,不能提供步进接点。,2、步进控制输出的驱动方法:,Y22不能编程,步进梯形图和步进指令,Y22可以编程,3、栈指令的位置:,4、状态的转移方法:,步进梯形图和步进指令,5、在不同的步进段,允许有重号的输出(注意:状态号不能重复使用);在不相邻的步进段,允许使用同一地址编号的定时器(注意:在相邻的步进段不

25、能使用)。,步进梯形图和步进指令,多流程步进控制,1.选择分支与汇合,2.并行分支与汇合,多流程步进控制,3、跳转与循环,多流程步进控制,编程实例,1、花样喷水控制,编程实例,编程实例,2、三台电机M1M3的控制要求为:起动时,M1起动2s后M2才起动,当M2起动起动3s后M3才起动。停止时,要求按M3M1的顺序停止。,编程实例,3、十字路口的车行灯和人行灯的动作过程如下图所示。其中,车行道有红、黄、绿三种颜色的指示灯;人行道有红、绿两种颜色的指示灯(下图所示即为各交通灯在一个周期内的动作情况)。,编程实例,4、大小球的选择传送控制 机械辟下降时,若电磁铁吸住大球,则由于活塞没有达到下限,故下

26、限位开关断开;反之若吸住小球,则由于活塞到达下限而使下限位开关接通。,编程实例,应用指令基本规则,1、应用指令的通则,1)应用指令的表示方法,三要素:1)执行条件;2)功能号和助记符;3)操作数。,源操作数(Source)用 S表示。,目标操作数(Destination)用 D表示。,其他操作数 用m、n表示,用来表示十进制常数K或十六进制常数H。,应用指令基本规则,2、操作数的表达方式,操作数可用以下几种表达方式:,位元件 X、Y、M等,字元件 T、C等,位元件的组合,常数K、H,指针 P、I,3、不同长度数据之间的传送,应用指令基本规则,4、16位和32位指令,5、连续执行/脉冲执行指令,

27、(1)连续执行方式,(2)脉冲执行方式,应用指令基本规则,常用应用指令简介,1、程序流程类指令(FNC00FNC09),(1)条件跳转指令 FNC00 CJ,该指令的作用是满足一定条件使程序跳转到指针P所标位置继续执行。,常用应用指令简介,(2)中断指令(EI、DI、IRET、FEND),常用应用指令简介,2、数据比较和传送类指令(FNC10FNC19),(1)数据比较指令(FNC10 CMP),常用应用指令简介,(2)区间比较指令(FNC11 ZCP),(3)块传送指令(FNC15 BMOV),常用应用指令简介,常用应用指令简介,3、算术及逻辑运算类指令(FNC20FNC29),(1)二进制

28、加/减法运算指令(FNC20 ADD/FNC21 SUB),常用应用指令简介,(2)二进制乘法运算指令(FNC22 MUL),常用应用指令简介,(3)二进制除法运算指令(FNC23 DIV),常用应用指令简介,4、移位类指令(FNC30FNC39),(1)循环左移/右移指令(FNC31 ROL/FNC30 ROR),常用应用指令简介,(2)位左移/右移指令(FNC34 SFTR/FNC35 SFTL),常用应用指令简介,(3)区间复位指令 FNC 40 ZRST,常用应用指令简介,6、方便类指令(FNC60FNC69),(1)交替输出指令(FNC 66 ALT),常用应用指令简介,闪烁动作,常

29、用应用指令简介,(2)数据查找指令(FNC 61 SER),常用应用指令简介,(3)数据排序指令(FNC 69 SORT),PLC的网络及通信,一、PLC网络简介,三、PLC网络的意义与特点,二、网络通信的基本知识,四、三菱FX系列PLC网络构成,五、三菱FX系列PLC通信实现,PLC网络简介,1、网络的基本概念与特点,(1)局域网(本地网、区域网)(LAN,Local AreaNetwork)是指覆盖范围仅限于有限区域的计算机网络。,(2)企业网是指一个完整的组织,包括本地和远程的公司、多种计算机系统以及多个部门。,(3)广域网如(I nternet)是一种链接许多不同或相同组织资源的网络。

30、,2、PLC网络系统,PLC网络简介,由上位计算机、PLC、远程I/O设备互相链接所形成的分布式控制系统、现场总线控制系统已在广泛应用,由这种形式构成的计算机、PLC等多机通信系统即为PLC的网络系统。,功能特点:,1)可以在计算机上编写、调试和修改应用程序,并可以自动查错和自动监控等功能。,2)可用图像、图表和图形的形式在计算机上对整个生产过程进行运动状态的监视。,3)可对PLC进行全面的系统管理。,4)可对PLC实施直接控制。,5)可以打印各种信息资料。,PLC网络简介,6)可以实现对生产过程的模拟仿真。,7)可以编制多种组态软件。,8)可以通过LAN或Internet与PLC生产厂家和其

31、他用户相互间资源共享。,PLC通信是指PLC与计算机、PLC与PLC、PLC与现场设备、PLC与远程I/O之间的数据交换。,数据交换采用的是并行和串行两种通信方式:,1、并行通信传输方式,网络通信的基本知识,优点:传输速度快;缺点:使用的线数多、传输距离短。,2、串行通信传输方式,网络通信的基本知识,优点:使用的线数少、传输距远;缺点:传输速度慢。,PLC数据通信以串行通信技术为基础。在串行通信中,采用两种数据传送方式:异步传送和同步传送。,网络通信的基本知识,1、异步传送,用一个起始位表示字符的开始,用停止位表示字符的结束,构成一帧数据信息。,优点:硬件结构简单;缺点:传输效率低;应用场合:

32、中、低速的通信。,2、同步传送,网络通信的基本知识,以数据块为单位进行传送,用同步字符作为数据块的开始。减少了起始位和停止位,传输效率提高。,优点:传输效率高;缺点:硬件结构复杂;应用场合:由于要求有时钟来实现发送与接收两端之间的同步,故常用于计算机与计算机、计算机与外设之间的通信。,网络通信的基本知识,PLC数据通信一般有串行通信和网络通信两种方法。其中,串行通信采用异步传送的方式、网络通信采用同步传送的方式传送数据。,1、传输媒介,(1)双绞线,(2)同轴电缆,(3)光缆,2、串行数据通信标准,为实现计算机与计算机、计算机与外设、计算机与PLC以及PLC与PLC之间的串行通信,通常采用标准

33、通信接口。,(1)RS232C,网络通信的基本知识,作用:PLC与计算机、与其他外部设备进行通信的接口。,使用场合:近距离、中低速率数据传输,(2)RS485,作用:PLC与PLC、PLC与其他设备之间进行网络通信的接口。,使用场合:远距离、高速率数据传输,(3)传输访问控制,指对网络通道占有权的管理与控制。如何合理使用传输通道的控制技术是网络通信的关键技术。控制方式有两种:,网络通信的基本知识,争用方式:采用冲突检测的载波侦听多路访问控制技术。,令牌传送方式:访问的控制权是以令牌为标志的。采用冲突检测的载波侦听多路访问控制技术。,PLC网络的意义与特点,1、PLC联网通信的意义,(1)PLC

34、与计算机连接,构成PLC和计算机的现场总线控制系统,可使PLC与计算机互补功能上的不足。,(2)在复杂的控制系统中,常常需要使用多台PLC,各个 PLC之间需共享数据,这也要求PLC之间实现联网通信。,2、PLC联网通信的特点,(1)编程语言,(2)多种接口,(3)主从式存取控制方法,3、PLC联网通信的主要形式,PLC网络的意义与特点,(1)以计算机为主站,多台同型号的PLC为从站,组成简易集散控制系统。,(2)以一台PLC作为主站,多台同型号的PLC为从站,构成主从式PLC网络。,(3)PLC专用网络,如三菱的MELSECNET/11网络、SIEMENS的SINEC-H1网络、GE公司的G

35、ENET网络等。,(4)把PLC网络通过特定的网络接口连入大型集散系统中去,成为它的子网。,三菱FX系列PLC网络构成,1、计算机与PLC之间的连接(上位链接系统),特点:串行通信;良好的人机界面;可靠的分散控制。使用场合:控制对象简单、点数较少、现场分布比较集中的场合。,1)单机系统,2)单机扩展系统,三菱FX系列PLC网络构成,三菱FX系列PLC网络构成,2、PLC与PLC之间的连接(同位链接系统),特点:构成单独的PLC网络。使用场合:大规模的集散扩展系统。,3、PLC主机与本机的远程模块之间的连接(下位链接系统),三菱FX系列PLC网络构成,4、PLC主机与本机的远程模块之间的连接(网

36、络链接系统),三菱FX系列PLC网络构成,三菱FX系列PLC通信实现,1、通信适配器,(1)FX232ADP 提供串行通信RS232C接口,(2)FX485ADP 提供RS485接口并且可以构成FX485网络。,2、通信参数设置,在两个串行通信设备进行任意通信之前,必须设置相互可识别的参数。如波特率、数据长度、奇偶校验位等。,3、程序设计,(1)通信指令格式及梯形图,此指令主要用来定义发送和接收缓冲区,三菱FX系列PLC通信实现,三菱FX系列PLC通信实现,(2)表示串行通信状态的参数,1)M8121 该继电器被激活时,表示正在接收数据,传送被延时。,2)M8122 该继电器被激活时,表示已触

37、发数据的传送。,3)M8123 该继电器被激活时,表示一条信息已被完整接收。,(3)数据的传送与接收,1)传送数据,编程要点:第一需对RS指令进行设置;第二应将发送标志M8122置为“1”。,三菱FX系列PLC通信实现,三菱FX系列PLC通信实现,2)接收数据,PLC控制系统设计与应用,PLC控制系统的设计方法,一般控制系统的设计分为如下三个阶段:,1、初步设计,初步设计主要是递交给上级部门或用户的一份总体方案设计报告,主要有如下内容:,(1)设备(系统)名称、用途、工艺过程、技术性能和现场条件。,(2)供电电网种类:电压等级、频率和容量。,(3)对电气控制的特殊要求。,(4)投资费用、研制工

38、作量和周期估算率和容量。,2、技术设计,是根据经审批的初步设计中提出的内容和方案,最终完成电气控制设计工作,主要有如下内容:,PLC控制系统的设计方法,(1)对重要环节做必要的试验;写出试验报告。,(2)绘制电气控制的电气原理图。,(3)对重要环节做必要的试验;写出试验报告。,(4)选择整个系统的电气元件,设计电气箱、控制面板等电气系统结构件及总装接线图。,(5)编写PLC内部元件分配表,编写对重要环节做必要的试验;写出试验报告。,(6)编写技术设计说明书,介绍系统原理、主要技术指标和运行、操作、维护说明书。,3、PLC控制部分设计步骤,(1)确定受控对象与PLC间的输入、输出关系。,(2)选

39、择PLC机型和模块配置。,(3)编写元件表。,PLC控制系统的设计方法,(4)绘制PLC的控制流程图。,(5)编写PLC用户程序。,(6)将用户程序输入PLC,并加以调试。,PLC主机及其模块的选用,PLC主机及模块选择的基本原则:,1、根据控制量的数量选择。,2、厂家及型号的选择。,3、是否可现场在线编程的选择。,4、扩展模块的选择。,5、开关量输入输出形式的选择。,7、内存容量选择:一般系统中,开关量输入和输出的比例是6:4,则:,开关量所需内存字数=开关量总点数10,模拟量所需内存字数=模拟量总点数150,定时器/计数器=定时器/计数器数量2,通信接口所需内存字数=接口个数300,完整性

40、、可靠性、发展性、继承性、经济性,PLC应用程序设计方法,1、程序设计内容,(1)程序设计前对系统的理解和技术准备工作,(2)程序框图设计,(3)编写程序,(4)模拟仿真和测试,(5)编写程序说明书,2、常用典型电路,(1)比较电路:是指按预先设好的输出要求,然后对输入的信号进行比较,选择接通某一输出。,如:当X0、X1接通,Y0有输出 X0、X1都不接通,Y1有输出 X0接通、X1不接通,Y2有输出 X0不接通、X1接通,Y3有输出,PLC应用程序设计方法,PLC应用程序设计方法,(2)优先级电路:,PLC控制系统的安装和布局,PLC控制系统电气设备总体布局基本原则,(1)组件划分:,(2)

41、元器件布局:,1)功能类似的元器件组合在一起;,2)尽可能减少组件间的连线数量;,3)强弱电分开,尽量减少系统内部干扰影响;,4)力求美观、整齐,易于检查与调试。,1)体积大和分量重的放在控制柜的下端;,2)发热元件放在控制柜的上端并且热敏元件远离发热元件;,3)需经常维护调节的元件放在便于操作的位置;,4)外形尺寸与结构类似的元器件放在一起;,PLC控制系统的安装和布局,(3)PLC布局:,1)环境条件:,环境温度低于0或高于 55 的场所,温度变化急剧和凝露场所,环境湿度低于10%或高于90%的场所,具有高腐蚀气体或易燃气体的场所,直接暴露在阳光下的场合,2)元件安装:,所有元件都应安装于

42、通风口位置的垂直位置,主机应安放在一个令人舒服的工作面上,4)热继电器、熔断器等放在不通风的地方,以免改变它们的保护特性。,PLC控制系统应用举例,PLC在机械手搬运物体控制中的应用,1、装置简介:,传送带A、B分别由电动机M1、M2驱动,A为步进式传送,机械手的回转运动由气动阀Y1、Y2控制,机械手的上、下运动由气动阀Y3、Y4控制,机械手的夹紧与放松由气动阀Y5控制。,位置信号分别为:右旋到位行程开关为SQ1,左旋到位行程开关为SQ2,手臂上升到位行程开关为SQ3,下降到位行程开关为SQ4,,工作过程:,原位,启动,松开,B运行,上升,上升结束,左旋,下降,下降结束,A运行,停止,抓物,1

43、S后上升,PLC控制系统应用举例,上升结束,右旋,右旋结束,下降,下降结束,放松,一个工作循环结束,2、输入/输出分析:,(1)输入信号为10个开关量信号,分别为启动、停止、连续、单循环、左限、右限、上限、下限、紧急停止、到原点。,输出信号为8个开关量控制信号,分别为传送带A、传送带B、左旋、右旋、上升、下降、夹紧、放松。,3、PLC选型:FX2N16MR,另配 FX2N8EX,FX2N8EYR,4、I/O地址:,PLC控制系统应用举例,PLC控制系统应用举例,5、I/O接线图:,PLC控制系统应用举例,6、状态转移图:,PLC控制系统应用举例,其他可编程控制器简介,一、西门子可编程控制器简介

44、,西门子可编程控制器,一、概述,德国西门子(SIEMENS)公司,是欧洲最大的电子和电气设备制造商,所生产的SIMATIC系列的PLC在世界上处于领先地位。从目前国内流行的PLC种类和型号来看,西门子S7200、S7300、S7400系列PLC是在华的欧洲企业和国内许多大、中型企业等高端应用的主选产品之一。,西门子S7200PLC的功能模块、友好的人机界面、网络系统、工业软件和控制方案的发展非常迅速,使得控制系统的设计和操作更加便捷,功能更加强大,可以适应于各行各业、各种场合的检测、监测及控制的自动化,实现任何可能的控制任务。,1动触头 2静触头 3衔铁 4弹簧 5线圈 6铁心 7垫毡 8触头

45、弹簧 9灭弧罩 10触头压力弹簧,1底座 2反力弹簧 3、4调节螺钉 5非磁性垫片 6衔铁 7铁心 8极靴 9电磁线圈 10触点系统,1热脱扣器的整定按钮 2手动脱扣按钮 3脱扣弹簧 4手动合闸机构 5合闸联杆6热脱扣器 7锁钩 8电磁脱扣器 9脱扣联杆 10、11动、静触点12、13弹簧 14发热元件 15电磁脱扣弹簧 16调节按钮,X0,X1,X2,X3,X4,X2,X1,X0,X3,X4,X5,PLC,PLC,1,2,2,3,4,5,16位增计数器的工作过程,实例,例一,两台电动机动作的时序图如下图所示,试用PLC实现其控制。,例二,两台电动机相互协调运转3次,其动作要求时序图如下图所示

46、,试用PLC实现其控制。,例三,三台电动机顺序控制的时序图如下图所示。试用PLC实现其控制。,关键点:1、输入输出关系2、控制和监控的关系3、脉冲发生器,I/O连接图,例四,控制要求:用一台信号灯来监视三台风机的运行状态。监视装置投入运行时,若两台以上风机运行,则信号灯常亮;若一台风机运行,则信号灯以0.5HZ的频率闪光;若一台风机也不运行,则信号灯以2HZ的频率闪光。试用PLC实现其控制。,一台风机运行,一台风机也不运行,两台以上风机运行,输出,2HZ脉冲发生器,0.5HZ脉冲发生器,例五,有甲乙两组彩灯,每组均有4只灯泡。按下按钮SB后,要求甲组彩灯周期性的亮0.5s,灭0.5s;同时乙组彩灯周期性的亮1s,灭1s,再次按下按钮SB后,全部彩灯熄灭。试用PLC完成其控制要求。,解:,1、所需要的I/O点数,输入点:彩灯的点亮和熄灭由一只按钮SB来控制,即只需一个输入点。,输出点:两组彩灯共有8只灯泡,即需要8个输出点。,2、型号选择,选用FX2N-16MR型PLC。,3、分配I/O端子,具体分配见下表,4、I/O连接图,5、控制电路,

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