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1、PLC的基本工作原理,在PLC中有大量的、各种各样的继电器，如输入继电器(X)、输出继电器(Y)、辅助继电器(M)、定时器(T)、计数器(C)等。不过这些继电器不是真正的继电器，而是用计算机中的存储器来模拟的，我们把它叫作软继电器。 存储器中的某一位就可以表示一个继电器，这种继电器也叫位继电器。 存储器中的一位有两种状态：“0”和“1”。 我们用0表示继电器失电，用1表示继电器得电。把“0”或 “1”写入存储器中的某一位就表示对应的继电器线圈失电或得电。 读出该存储器某位的值为0时，表示对应继电器的常开接点断开； 为1时，表示对应继电器的常开接点闭合。而常闭接点的值是对存储器位的取反。 读存储
2、器的次数是不受限制的，所以一个位继电器的接点从理论上讲是无穷多的。,PLC的等效电路,为了区别常规控制电路和PLC控制电路(通常叫梯形图)，PLC一般用专用图形符号来表示，如表所示，其中可编程序控制器的继电器线圈可有多种画法。,可编程序控制器图形符号,常规电器和可编程序控制器的图形符号对照,梯形图的过程可分为以下三个阶段： 输入采样阶段 程序处理阶段 输出刷新结果输出阶段 PLC完成上述3个阶段称为一个扫描周期。 PLC反复不断地执行上述过程。扫描周期的长短和PLC的运算速度和工作方式有关，但主要和梯形图的长度及指令的种类有关，一个扫描周期的时间大约在几毫秒到几百毫秒之间。 PLC执行梯形图
3、(读程序) 是一步一步进行的，所以它的逻辑结果也是由前到后逐步产生的，为串行工作方式。 常规电器的控制电路中所有的控制电器都是同时工作的，在通电和得电顺序上不存在先后的问题，为并行工作方式。,LC的工作过程,PLC的接线图和梯形图的绘制方法,梯形图采用水平布置画法，梯形图最左边的竖线叫作左母线，右边的竖线叫作右母线，右母线可以省略不画，左右母线相当于电源线。 画梯形图时应注意 ： 1 梯形图中的连接线(相当于导线)不能相互交叉，并且只能 水平或垂直绘制， 2 梯形图中的接点一般只能水平绘制，不能垂直绘制， 3 各种继电器线圈只能与右母线连接，不能与左母线连接， 4 接点不能与右母线连接， 5
4、接点中的“电流”只的从左向右单方向流动，不能出现反向流动的现象。,PLC的接线图和梯形图,自耦变压器降压起动控制电路 采用PLC控制的接线图和梯形图,动画演示,PLC 控制电动机启动停止,PLC 控制电动机正反转,动画演示,动画演示,PLC 控制三台电动机顺序启动停止,点动控制的电路图和梯形图,点动控制的电路图和梯形图,接点顺序的调整,PLC中的软元件,在PLC中软元件有三种类型。 第一种为位元件，PLC中的输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M和状态继电器S为位元件。存储单元中的一位表示一个继电器，其值为“0”或“1”，“0”表示继电器失电，“1”表示继电器得电。 第二种为字元件，最典型的
5、字元件为数据寄存器D，一个数据寄存器可以存放16位二进制数，两个数据寄存器可以存放32位二进制数，在PLC控制中用于数据处理。定时器T和计数器C也可以作为数据寄存器来使用。 第三种为位与字混合元件，如定时器T和计数器C，它们的线圈和接点是位元件，它们的设定值寄存器和当前值寄存器为字元件。,输入、输出继电器(X、Y),输入继电器和输出继电器元件分配表,输入继电器(X)和输出继电器(Y) 在PLC中各有184点，采用八进制编号。 输入继电器编号为：X0X7、X10X17、X20X27X267。 输出继电器编号为：Y0Y7、Y10Y17、Y20Y27Y267。 但输入继电器和输出继电器点数之和不得超
6、过256， 如接入特殊单元、特殊模块时，每个占8点，应从256点中扣除。,1,用PLC控制一个电热水箱，如图3-13所示，电热水箱用3KW电加热器烧水，用2个水位开关检测水位。 控制要求： 首先进水电磁阀得电打开，进水，当水位高于水位开关1时，加热器得电开始加热，当水位高于水位开关2时，进水电磁阀失电关闭，当加热器加热到100度时停止，放水电磁阀得电将放水阀打开，水龙头可以放水。当水位低于水位开关1时，加热器不得加热，进水电磁阀重新得电开始进水。进水时放水电磁阀关闭。,电热水箱示意图,电热水箱PLC的控制,电热水箱的控制,辅助继电器(M),辅助继电器(M) 相当于中间继电器，它只能在内部程序(
7、梯形图)中使用，不能对外驱动外部负载，在梯形图用于逻辑变换和逻辑记忆作用。 辅助继电器有通用辅助继电器、断电保持辅助继电器和特殊辅助继电器。 1、通用辅助继电器 通用辅助继电器的元件编号为M0M499，共500点。它和普通的中间继电器功能一样，运行时如果通用辅助继电器线圈得电，当电源突然中断时线圈失电，若电源再次接通时，线圈仍失电。 可通过参数设定将其改为断电保持辅助继电器。 2、断电保持辅助继电器 断电保持辅助继电器的元件编号为M500M3071 其中M500M1023共524点，可通过参数设定将其改为通用辅助继电器。 M1024M3071共2048点，为专用断电保持辅助继电器。 其中M28
8、00M3071用于上升沿，下降沿指令的接点时，有一种特殊性。,例2,用传送带运送产品。传送带由三相鼠笼型电动机控制，在传送带末端安装一个限位开关SQ，工人在传送带首端放好产品，按下起动按钮，传送带开始运行。当产品到达传送带末端并超过限位开关（即产品全部离开传送带）时，皮带停止。,动画演示,传送带示意图,传送带PLC控制接线图和梯形图,传送带PLC控制接线图和梯形图,例3 在例3用传送带传运送产品控制中，在停电之后再来电时传送带不会自行起动。现要求停电之后再来电时传送带能够继续工作，试画出对应的梯形图。,传送带PLC控制梯形图,例4,一辆小车在一条线路上运行，如图3所示。线路上有15共5个站点，
9、每个站点各设一个行程开关和一个呼叫按钮。要求无论小车在哪个站点，当某一个站点按下按钮后，小车将自动行进到呼叫点。试用PLC对小车进行控制。,小车行走示意图,小车行走PLC控制图,小车行走PLC控制图,小车行走PLC控制图,小车行走PLC控制图,特殊辅助继电器,特殊辅助继电器的元件编号为M8000M8255，共有256点。 特殊辅助继电器通常分为两大类。 (1)接点型(只读型)特殊辅助继电器 此类辅助继电器的接点由PLC定义，在用户程序中只可直接使用其触点。下面介绍几种常用的接点型特殊辅助继电器的定义和应用实例。 M8000：运行监控。常开接点，PLC在运行(RUN)时接点闭合。 M8002：初
10、始化脉冲。常开接点，仅在PLC运行开始时接通一个扫描周期。 M8005：锂电池电压降低。锂电池电压下降至规定值时接点闭合，可以用它的触点和输出继电器驱动外部指示灯，以提醒工作人员更换锂电池。 M8011M8014分别为10 mS、100 mS、1 S、1min时钟脉冲。占空比均为0.5。例M8013为1秒钟时钟脉冲，该接点为0.5秒接通，0.5秒断开。,接点型特殊辅助继电器应用举例,(2)线圈型(可读可写型)特殊辅助继电器,这类特殊辅助继电器由用户程序控制其线圈，当其线圈得电时能执行某种特定的操作。如：M8033、M8034的线圈等。 M8030：M8030的线圈得电时，PLC面板上的锂电池电
11、压降低指示灯熄灭。 M8033：M8033的线圈得电时，在PLC停止(STOP)时，元件映象寄存器中(Y、M、C、T、D等)的数据仍保持。 M8034：线圈得电时全部输出继电器失电不输出。 M8035：强制运行(RUN)模式。 M8036：强制运行(RUN)指令。 M8037：强制停止(STOP)指令。 M8039：线圈得电时，PLC以D8039中指定的扫描时间工作。 这类继电器不仅可以用其线圈，也可以用其接点。,线圈型特殊辅助继电器应用举例,用特殊辅助继电器控制PLC的运行和停止,用特殊辅助继电器控制PLC的运行和停止,状态继电器(S),状态继电器(S)主要用于步进顺序控制。 状态继电器有3
12、种类型。元件编号范围为S0S 999。 1、通用型状态继电器：S0S 499共500点，其中S0S9共10点用于初始状态，S10S19共10点用于回零状态。通用型状态继电器没有失电保持功能。 2、失电保持型状态继电器：S500S899共00点，在失电时能保持原来的状态不变。 3、报警型状态继电器：S900S999共100点，失电保持型，它和功能指令ANS、ANR等配合可以组成各种故障诊断电路，并发出报警信号。 利用外部设备（如编程软件或编程器）进行参数设定，可改变其状态继电器的失电保持的范围。 状态继电器如果不用于步进指令编程，也可以当作辅助继电器使用，使用方法和辅助继电器一样。,定时器(T)
13、,定时器相当于通电延时型时间继电器，在梯形图中起时间控制作用。 FX2N系列PLC给用户提供了256个定时器，其编号为T0T255。 定时器按时钟脉冲分有1ms、10 ms、100 ms三挡。,定时器的类型,1、定时器的基本用法,通用定时器,积算定时器,2、定时器设定值的设定方法,(1) 常数设定方法：用于固定延时的定时器， (2) 间接设定方法：一般用数据寄存器D存放设定值，数据寄存器D中的值可以是常数，也可以是用外部输入开关或数字开关输入的变量，间接设定方法灵活方便，但是一般需要占用一定数量的输入量。 (3) 机能扩充板设定方法：用FX2N-8AV-D型机能扩充板，安装在PLC基本单元上，
14、扩充板上有8个可变电阻旋钮可以输入8点模拟量，并把模拟量转换成8位二进制数(0255)。 当设定值大于255时，可以用乘法指令(MUL)乘以一个常数使之变大作为定时器的设定值。编程方法详见功能指令VRRD。,定时器设定方式,定时器设定方式,3、定时器的误差,定时器的误差,定时器的误差,定时器的误差可以表示如下：,2T0 T0：扫描周期 ：与1mS、10mS、100mS定时器对应，分别是1.5mS、15mS、150mS T：定时器设定值,在子程序与中断程序中应采用T192T199定时器。 如果在子程序与中断程序中采用1 mS型累积定时器T246T249，当线圈得电时，采用中断工作方式对1 mS时
15、钟脉冲进行计数，当达到设定值时，在执行最初线圈指令时接点动作。,4、典型定时器应用梯形图,(1) 断电延时型定时器 (2) 通断电均延时型定时器,断电延时型定时器,通断电均延时型定时器,4、典型定时器应用梯形图,(3) 定时脉冲电路 (4)震荡电路,定时脉冲电路,震荡电路,4、典型定时器应用梯形图,(5) 占空比可调震荡电路 (6) 上升沿单稳态电路,占空比可调震荡电路,上升沿单稳态电路,4、典型定时器应用梯形图,(7) 下降沿单稳态电路,下降沿单稳态电路,例5,为了保证运行安全，许多大型生产机械在运行起动之前需用电铃或蜂鸣器发出报警信号，预示机器即将起动，警告人们迅速退出危险地段。试设计PL
16、C控制接线图和梯形图。,起动报警控制电路,例6,用按钮控制三台电动机，为了避免三台电动机同时起动，起动电流过大，要求每隔5秒起动一台，试设计PLC控制梯形图。,三台电动机顺序起动控制,计数器(C),计数器用于对各种软元件接点的闭合次数进行计数。 计数器可分为两大类：内部信号计数器和外部信号计数器(即高速计数器)。 1. 内部信号计数器 内部信号计数器用于对PLC中的内部软元件 (如X、Y、M、S、T、C)的信号进行计数。 可分为16位加计数器（共200点）和32位加减计数器（共35点）。,内部信号计数器,(1) 16位加计数器,l6位加计数器的元件编号为C0C199。 其中C0C99为通用型， C100C199为断电保持型。 设定值为K1K32767。,16位加计数器的工作过程示意图,(2) 32位加减计数器,32位加减计数器C200C234可以加计数，也可以减计数，其加减计数方式由特殊辅助继电器M8200M8234设定。如表3-12所示。当特殊辅助继电器为1时，对应的计数器
