《第6章 可编程序控制器(PLC)应用基础》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第6章 可编程序控制器(PLC)应用基础(50页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第6章 可编程序控制器(PLC),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
2、功能。,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
3、性及费用,运行费用 * 故障率低、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
4、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,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
5、、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
6、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,P
7、LC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 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
8、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 X001 OR Y001 ANDN X002 OUT Y001 LD X003 OUT Y002 END,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),
9、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 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 M
10、8000-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
11、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 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.
12、 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
13、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,