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1、1 目目 录录 第一章第一章 PLCPLC 的特点及应用的特点及应用 3 3 1 1 概述 3 1 2 PLC 的特点 4 1 3 PLC 的应用 4 第二章第二章 PLCPLC 的结构及原理的结构及原理 6 6 2 1 PLC 的分类 6 2 2 PLC 的结构 6 2 3 PLC 的工作原理 7 2 4 PLC 汇编语言 7 2 5 PLC 的基本指令 9 2 6 PLC 交通灯毕业设计编程器件 13 第三章第三章 梯形图的设计与编程方法梯形图的设计与编程方法 13 13 3 1 控制要求 13 3 2 控制时序 13 3 3 PLC 交通灯毕业设计硬件及外围元器件 14 3 4 I O分
2、配表 15 第四章第四章 程序设计程序设计 1616 4 1 PLC 交通灯毕业设计梯形图 16 4 2 PLC 交通灯毕业设计指令图 18 4 3 软件设计 21 第五章第五章 PLCPLC 交通灯毕业论文设计总结交通灯毕业论文设计总结 21 21 谢谢 辞辞 22 22 参考文献参考文献 22 22 2 第一章 PLC 的特点及应用 1 1 概述 可编程控制器 Programmable Controller 是计算机家族中的一员 是为 工业控制应用而设计制造的 早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器 Programmable Logic Controller 简称 PLC 它主要用来代替继
3、电器实现逻 辑控制 随着技术的发展 这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围 因 此 今天这种装置称作可编程控制器 简称 PC 但是为了避免与个人计算机 Personal Computer 的简称混淆 所以将可编程控制器简称 PLC 1 2 PLC 的特点 1 可靠性高 抗干扰能力强 2 通用性高 使用方便 3程序设计简单 易学 易懂 4采用先进的模块化结构 系统组合灵活方便 5系统设计周期短 6安装简便 调试方便 维护工作量小 7对生产工艺改变适应性强 可进行柔性生产 3 1 3 PLC 的应用 目前 PLC 在国内外已广泛应用于钢铁 石油 化工 电力 建材 机械制 造 汽车 轻纺 交通运
4、输 环保及文化娱乐等各个行业 使用情况大致可归纳 为如下几类 1 开关量的逻辑控制 这是 PLC 最基本 最广泛的应用领域 它取代传统的继电器电路 实现逻辑 控制 顺序控制 既可用于单台设备的控制 也可用于多机群控及自动化流水线 如注塑机 印刷机 订书机械 组合机床 磨床 包装生产线 电镀流水线等 2 模拟量控制 在工业生产过程当中 有许多连续变化的量 如温度 压力 流量 液位和 速度等都是模拟量 为了使可编程控制器处理模拟量 必须实现模拟量 Analog 和数字量 Digital 之间的 A D 转换及 D A 转换 PLC 厂家都生产 配套的 A D 和 D A 转换模块 使可编程控制器用
5、于模拟量控制 3 运动控制 PLC 可以用于圆周运动或直线运动的控制 从控制机构配置来说 早期直接 用于开关量 I O 模块连接位置传感器和执行机构 现在一般使用专用的运动控制 模块 如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块 世界上各主要 PLC 厂家的产品几乎都有运动控制功能 广泛用于各种机械 机床 机器人 电 梯等场合 4 过程控制 过程控制是指对温度 压力 流量等模拟量的闭环控制 作为工业控制计算 机 PLC 能编制各种各样的控制算法程序 完成闭环控制 PID 调节是一般闭环 控制系统中用得较多的调节方法 大中型 PLC 都有 PID 模块 目前许多小型 PLC 4 也具有此功
6、能模块 PID 处理一般是运行专用的 PID 子程序 过程控制在冶金 化工 热处理 锅炉控制等场合有非常广泛的应用 5 数据处理 现代 PLC 具有数学运算 含矩阵运算 函数运算 逻辑运算 数据传送 数据转换 排序 查表 位操作等功能 可以完成数据的采集 分析及处理 这 些数据可以与存储在存储器中的参考值比较 完成一定的控制操作 也可以利用 通信功能传送到别的智能装置 或将它们打印制表 数据处理一般用于大型控制 系统 如无人控制的柔性制造系统 也可用于过程控制系统 如造纸 冶金 食 品工业中的一些大型控制系统 6 通信及联网 PLC 通信含 PLC 间的通信及 PLC 与其它智能设备间的通信
7、随着计算机控制 的发展 工厂自动化网络发展得很快 各 PLC 厂商都十分重视 PLC 的通信功能 纷纷推出各自的网络系统 新近生产的 PLC 都具有通信接口 通信非常方便 第二章第二章 PLCPLC 的结构及原理的结构及原理 2 1 PLC 的分类 1 按 plc 的结构形式分类 1 整体式 2 模块式 2 按 plc 的 I O 点数分类 1 小型 256 点以下 2 中型 256 点以上 2048 点以下 3 大型 2048 点以上 3 按 plc 功能分类 抵挡型 中挡型 高档型 2 2 PLC 的结构 PLC 实质是一种专用于工业控制的计算机其硬件结构基本上与微型计算机 5 从结构上分
8、 PLC 分为固定式和组合式 模块式 两种 固定式 PLC 包括 CPU 板 I O 板 显示面板 内存块 电源等 这些元素组合成一个不可拆卸的整体 模 块式 PLC 包括 CPU 模块 I O 模块 内存 电源模块 底板或机架 这些模块可 以按照一定规则组合配置 PLC 的基本结构 图 1 1 PLC 控制系统示意图 2 3 PLC 的结构 1 PLC 的硬件 2 PLC 的物理结构 PLC 的物理结构 整体式 模块式 I O LED SF DIAG 上上LED 上上上上 上上 RUN 上上 STOP 上上 上上上上上 上上上上 上上上 上上上 上上上 上上上上上 上上上上上上 RUN ST
9、OP 上上上上上 上上上上 上上上上上 上上上DIN上上 上上上上上上 PLC编程及应用 PLC编程及应用 6 2 1 2 CPU 模块中的存储器 存储器分类与特点 RAM ROM EPROM EEPROM 2 1 3 I O 模块 图 2 3 输入电路 图 2 4 继电器输出电路 7 图 2 5 场效应管输出电路 1 plc 的工作方式 2 2 1 用触点和线圈实现逻辑运算 图 2 6 基本逻辑电路 8 2 2 22 2 2 PLCPLC 的操作模式的操作模式 RUN 模式执行用户程序 RUN LED 亮 STOP 模式不执行用户程序 可将用户程序和硬件设置信息下载到 PLC TERM 终端
10、 模式与通信有关 CPU 模块上的模式开关在 RUN 位置时 上电自动进入 RUN 模式 PC PLC 之间建立起通信连接后 若模式开关在 RUN 或 TERM 位置 可用 编程软件中的命令改变 CPU 的工作模式 2 2 32 2 3 PLCPLC 的工作原理的工作原理 中断程序的处理与立即 I O 指令可提高响应速度 9 图 2 9 PLC 外部接线图与梯形图 外部输入电路接通时 对应的输入映像寄存器为 ON 1 状态 梯形图中对应的常 开触点闭合 常闭触点断开 梯形图中 Q0 0 的线圈 通电 对应的硬件继电器的常开触点闭合 接 在标号为 0 0 的端子的外部负载工作 2 4 PLC 编
11、程语言 采用面向控制过程 面向问题 简单直观的 plc 编写横语言 常用的有 梯 形图 语句表 功能图等 1 梯形图 由继电器控制逻辑演变而来 两者具有一定程度的相似性 但 梯形图编程语言功能更强更方便 主要特点 1 自上而下 从左到右的顺序排列 两列垂直线为母线 每一逻辑行 起使左母线 2 梯形图中采用继电器名称 但不是真实物理继电器称为 软继电器 3 每个梯级流过的是概念电流 从左向右 其两端母线设有电源 4 输入继电器 用于接入信号 而无线圈 输入继电器 通过输入接 入的继电器 晶体及晶闸管才能实现 2 0IQ0 0 I0 1 Q0 0 10 2 语句表 又叫指令表 类似计算机汇编语言形
12、式 用指令的记助符编程 例 下图是西门子公司的 S7 200 系列产品的最简单的梯形图例 它有两组 第一组用以实现启动 停止控制 第二组仅一个 END 指令 用以 结 束程序 梯形图与助记符的对应关系 助记符指令与梯形图指令有严格的对应关系 而梯形图的连线又可把指令的顺序予以体现 一般讲 其顺序为 先输入 后输出 含其他处理 先上 后下 先左 后右 有了梯形图就可将其翻 译成助记符程序 上图的助记符程序为 反之根据助记符 也可画出与其对应的梯形图 2 5 PLC 的基本指令 1 输入输出指令 LD LDI OUT 下面把 LD LDI OUT 三条指令的功能 梯形图表示形式 操作元件 以列表的
13、形式加以说明 符号 功 能 梯形图表示 操作元件 LD 取 常开触点与母线相连 X Y M T C S 11 LDI 取反 常闭触点与母线相连 X Y M T C S OUT 输出 线圈驱动 Y M T C S F LD 与 LDI 指令用于与母线相连的接点 此外还可用于分支电路的起点 OUT 指令是线圈的驱动指令 可用于输出继电器 辅助继电器 定时器 计数器 状态寄存器等 但不能用于输入继电器 输出指令用于并行输 出 能连续使用多次 X000 Y000 地址 指令 数据 0000 LD X000 0001 OUT Y000 2 触点串连指令 AND ANDI 并联指令 OR ORI 符号 名
14、称 功 能 梯形图表示 操作元件 AND 与 常开触点串联连接 X Y M T C S ANDI 与非 常闭触点串联连接 X Y M T C S OR 或 常开触点并联连接 X Y M T C S ORI 或非 常闭触点并联连接 X Y M T C S AND ANDI 指令用于一个触点的串联 但串联触点的数量不限 这两 个指令可连续使用 OR ORI 是用于一个触点的并联连接指令 12 X001 X002 Y001 地址 指令 数据 0002 LD X001 X003 0003 ANDI X002 0004 OR X003 0005 OUT Y001 3 电路块的并联和串联指令 ORB AN
15、B 符号 名称 功 能 梯形图表示 操作元件 ORB 块或 电路块并联连接 无 ANB 块与 电路块串联连接 无 含有两个以上触点串联连接的电路称为 串联连接块 串联电路块并联连 接时 支路的起点以 LD 或 LDNOT 指令开始 而支路的终点要用 ORB 指令 ORB 指令是一种独立指令 其后不带操作元件号 因此 ORB 指令不表示触 点 可以看成电路块之间的一段连接线 如需要将多个电路块并联连接 应 在每个并联电路块之后使用一个 ORB 指令 用这种方法编程时并联电路块的 个数没有限制 也可将所有要并联的电路块依次写出 然后在这些电路块的 末尾集中写出 ORB 的指令 但这时 ORB 指令
16、最多使用 7 次 将分支电路 并联电路块 与前面的电路串联连接时使用 ANB 指令 各 并联电路块的起点 使用 LD 或 LDNOT 指令 与 ORB 指令一样 ANB 指令也 不带操作元件 如需要将多个电路块串联连接 应在每个串联电路块之后使 用一个 ANB 指令 用这种方法编程时串联电路块的个数没有限制 若集中使 用 ANB 指令 最多使用 7 次 ANB 13 X000 X002 X003 Y006 X001 X004 X005 ORB X006 X003 地 址 指 令 数 据 0000 LD X000 0001 OR X001 0002 LD X002 0003 AND X003 0004 LDI X004 0005 AND X005 0006 OR X006 0007 ORB 0008 ANB 0009 OR X003 14 0010 OUT Y006 4 程序结束指令 END 符号 名称 功 能 梯形图表示 操作元件 END 结束 程序结束 无 在程序结束处写上 END 指令 PLC 只执行第一步至 END 之间的程序 并立即输出处理 若不写 END 指令 PLC 将以用
