可编程控制器的应用及发展

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1、0可可编编程程控控制制器器1、基本要求基本要求1、了解可编程控制器的结构与工作原理； 2、理解常用型号的 PLC 的功能与特点，以及指令系统； 3、了解用指令对常用 PLC 控制系统进行编程； 4、了解程序写入、修改、调试的方法。二、阅读指导二、阅读指导可编程控制器（PLC）是专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置， 通过编程来控制各种类型的机械或生产过程。它能完成逻辑运算、顺序控制、定时、计算和 算术操作，它另具有数字量与模拟量的输入输出功能，是一种工业控制用的专用计算机.它 具有可靠、易操作、灵活等特点，是通用计算机和继电器系统所无法比拟的。它由硬件和软 件系统两大部分组成。

2、 1、可编程控制器的结构：可编程控制由主机、输入输出接口及外部设备组成。 （1） 、主机：由中央控制单元、存储器等部分组成。 微处理器是可编程控制的运算控制中心，主要是接收和存储输入的程序和数据；接收和 存储现场输入的状态信息，进行逻辑、顺序运算、计时、计数和算术运算；诊断系统错误， 执行程序输出运算结果等。 存储器是可编程序控制器存放系统程序、用户程序和运行数据的单元。它包括只读存储 器 ROM 和随机读写存储器 RAM。只读存储器存储的内容在其制造过程中确定，不允许修 改。它是用来存放厂家编制的系统管理程序，用户指令解释程序等组成的系统程序。RAM 是用户程序存储器，当供电中断或新的内容被

3、写入时，它所存储的内容会丢失，因此在 PLC 中要装有备用电池，来保护用户程序。1（2） 、输入输出接口（I/O 接口）是可编程控制器与工业控制现场设备之间的连接部件。 在输入输出单元中配有电平变换、光电隔离和阻容滤波等电路，具有较好的抗干扰性。I/O 接口包括开关量 I/O 接口和模拟量 I/O 接口等。 （3） 、外部设备：它包括编程器、彩色图形显示器、打印机等。 编程器：是实现人机对话的重要设备，它不仅可以对用户的程序进行输入、编辑、而且 用户可以通过它监测和跟踪程序的运行状况，实现对程序的总体调试。 另外，也可借助编程软件、仿真软件等通过个人计算机来进行编程和调试。 2、可编程控制器的

4、工作原理：以循环扫描方式工作，每个扫描周期分为以下五步。 （1） 、输入信号和读入：在每个扫描周期的开始，首先读入连接着该 PLC 的各输入信 号的当前位，并把这些值依次写入输入映像区。 （2） 、程序的执行：PLC 在每个扫描周期中，都从主程序的第一条指令开始执行，直 至主程序结束为止，其中子程序是主程序中的“调用”指令来调用的。如果在主程序中开放 了中断，则在执行主程序的任意时刻产生中断请求时，可随时得到响应。 （3） 、通讯的处理：PLC 对通讯端口处理，是在每个扫描周期中定时执行的，以 便处理数据的传输等事务，如果系统没有接通讯模块，则自动跳过这个步骤。 （4） 、PLC 内部事务处理

5、：PLC 定期检查系统中系统程序和用户程序区，以及检查 I/O 模板的状态，即内部的硬件系统。 （5） 、输出信号的刷新：PLC 在执行用户程序的过程中，只把计算所得的输出信号存 入输出映像区，而不直接送到输出节点上，只有在每个扫描周期的最后一步，才统一将输出 映像区中的输出信号同时送到输出节点上。3、可编程控制的指令系统： PLC 的指令是指挥 PLC 执行一定操作的命令，它包括梯形图语言、指令语言等。对于不同 厂家和型号的 PLC 指令系统各不相同，现以日本 OMRON 公司 C200HPLC 的指令为例，进 行说明。 表 16.1 OMRON C200H 指令一览表指令梯形图注释编程元件

6、读取指令 LD B以常开触点 B 开始一 行新程序B：IR，SR，HR，AR，L R，TC，TRLDNOTB以常闭触点 B 开始一 行新程序B：IR，SR，HR，AR，L R，TC“与”指令 ANDB1 B 将两常开触点串联B：IR，SR，HR，AR，L R，TC“或”指令 ORB1 B将两常开触点并联B：IR，SR，HR，AR，L R，TC“或非”指令 OR NOTB1 B并联常闭触点B：IR，SR，HR，AR，L R，TC2“与非”指令 AND NOTB1 B 串联常闭触点B：IR，SR，HR，AR，L R，TC“块串”指令 AND LD将两程序块串联起来“块并”指令 OR LD将两程序块

7、并联起来输出指令OUT B将运算结果输出B：IR，HR，AR，LR，TROUT NOT B将运算结果取反后输出B：IR，HR，AR，LR结束指令END（01）程序结束指令梯形图注释编程元件分支指令IL（02）分支结束指令ILC（03）当分支指令所在梯级条件满足时，将按照没有分支和分支结束的情况正常进行；反之，将被跳过。跳转指令JMP（04）跳转结束指令JME（05）当执行条件满足时，JMP n与 JME n 之间的程序执行。非零跳转编号在程序中只能使用一次，而 JMP00 与JME00 可使用多次。JMP n 和 JME n，n是 0099 任何二位数锁存指令keep（11）SRS 为置位信号

8、，使 B 为“1”R 为复位信号，使其为“0”复位优先B：IR，AR，HR， LR定时器指令TIM高速定时器指令 TIMHSVSVTIM 的基本延时单位为 0.1S，延时时间为 SV0.1S。 TIMH 的基本延时单位为 0.01S，延时时间为 SV0.01S。N：定时器编号SV（设定值）：（00009999）IR，HR，AR，LR，DM，#，DMJMP（04 ） IL（02）JME（05 ） ILC（03 ） ND（01）keep（1 1） BIL（02）ILC（03）（01）BTIM NTIMH NBEND（01）3计数器指令CNTCP 为计数脉冲R 为清 0 及复位端N：定时器编号 SV

9、（设定值）： （00009999） IR，HR，AR， LR，DM，# SV 一般为立即数可逆计数器指令CP（）CP（）R当 CP（）从“0”跳变 到“1”时，计数器值加 1； 当 CP（）端从“0”跳 变到“1”时，计数器值减 “1” ； 当 CP（）与 CP（）信 号同时到达时，计数器不 计数； R 为“ON”时，当前值清 “0”N：定时器编号SV 同 CNT 指令上微分指令DIFU（13）下微分指令DIFD（14）DIFU（13）：在输入信号上升沿时，输出一个脉冲宽度为一个扫描周期的脉冲信号。DIFD（14）：在输入信号的下降沿时，输出一个脉冲宽度为一个扫描周期的脉冲信号。B：IR， A

10、R，HR，LR指令梯形图注释编程元件移位寄存器指令SFT（10）INSPRIN：数据输入端 SP：移位脉冲输入端 R：复位端 ST：开始通道 E：终止通道 STE 在移位脉冲的上升沿 触发，进行向左移一 位的操作。移位采用 非循环方式。ST/E：IR，HR，AR，LR数据比较指令CMP（20）CP1，CP2 是数据存 放的两个通道，但两 个通道不能都是直接 数。 当比较条件满足时， CP1 与 CP2 进行比较 当 CP1 CP2时， 25505 置“1” 当 CP1 CP2时， 25506 置“1”当 CP1 CP2时，CP1 /CP2：IR，SR，HR，AR，LR，TC，DM，#CNT N

11、 SVSFT(10)STECMP（20） IL（02）CP1 CP2CPRCNTRNSVDIFU（13）BDIFD（14）B425507 置“1”数据传送指令MOV（21）数据反相传送指令MVN（22）MOV（21）/MVN（22）：当输入条件满足时将源地址通道 S 或 16 位常数的数据/数据取反运算传到目的地址通道中。S：IR，SR，HR，AR，1R，TC，DM，#D：IR，HR，AR，LR，DMBCD 数据的加运算指令ADD（30）BCD 数据的减运算指令SUB（31）ADD(30)/SUB(31):将源地址 S1通道中的BCD 数据与 S2 通道中 BCD 数据相加/相减，运算结果放在

12、目的地址 D 通道，有进位/借位时，CY 置 1S1，S2：IR，SR，HR，AR，LR，TC，DM，*DM，#D：IR，HR，AR，LR，DM，*DM指令梯形图注释编程元件数据交换指令XCHG（73）将 D1通道内的数据与D2通道内的数据交换D1 /D2：IR，HR，AR，LR，TC，DM，DMMOV（21）SDADD（30）S1S2DS1 S2 DMVN（22）SDXCHGD1D25BCD 数转换二进制数的指令BIN（23）将源地址 S 通道的BCD 数变换为 16 位二进制数，并将变换后的二进制数存放在 D 通道中二进制数转换为 BCD 数的指令BCD（24）将源地址 S 通道的 16位

13、二进制数变换为 4位 BCD 数，并将变换后的 BCD 存放在通道D 中S：IR，SR，HR，AR，LR，TC，DM，*DMD：IR，HR，AR，LR，DM，*DM注：注：还有一些指令如 WSFT（16） BSET（71） ，MDVB（82）等指令就不一一列举了。4、 PLC 编程思路和技巧 （1） 、编程思路 （） 、熟悉被控制系统的整个工过程。在编程程序前，应掌握整个工艺过程的控制要 求和功能，绘制控制流程图。 （） 、确定系统输入元件（如按钮、行程开关、变送器等）和输出元件（如继电器、 电磁阀、接触器、指示灯等）的型号。 （） 、根据控制系统要求，确定出 PC 的输入/输出量的类型和点数

14、，确定 PLC 的型号 和配置。 （） 、选取你熟悉的 PLC 型号，具体给每个输入/输出点分配元件号，并留有一定余 量，列出是常开触点，还是常闭触点。 （） 、设计出 PC 的外部硬件接线图及其它与之相关的电气部分的原理图。 （） 、画出程序结构方框图和功能表图。 （） 、应用自己熟悉语言，如梯形图、指令等语言进行编程。 （） 、将设计好的程序写入 PLC，并逐步进行检查。用钮子开关按钮等在实验室进行 模拟。各输出量的信号可通过 PLC 的输出的发光二极管来调试，不需按实际负载。 （） 、调试好的程序定型，在现场进行联调。 (2) 编程技巧 （） 、可编控制器的输入接点在替代了继电器的输入接

15、点，继电器的常闭接点可用可 编程控制器的常开接点替代，这时需使用 Keep 指令，将常开接点接入 R 端。 （） 、只用一个按钮的控制电路。BIN(23）SDBCD(24）SD6普通的起动，保持、停止电路一般需用起动和停止两个按钮，但在 PLC 控制中可用一 个按钮，通过 00000 控制 00500 的通断。 程序如下图 16.1 按下按钮，00000 接通，00100 的窄脉冲使 00500 接通并保持，再按一次此按钮，00100 的管脉冲使 01001 接通，01001 的常闭触点使 00500 断开。 （） 、对特定位的置位和清零可以用上电常开或常闭的专用继电器触点 25313 和 2

16、5314 直接对特定位置位和清零。 （） 、通/断状态要求相同的两个负载可以并联后，共用一个输出点，这样可以减少 PLC 输出点数。三、例题解析三、例题解析例例 16.1 运用 PLC 实现长延时 解：解：1：PLC 中定时器指令允许的最大时间为 999.9s，所以在要求长延时程序设计中选 用定时器和计时器共同来实现。00500TIM 00100000TIM001 #0600TIM001CP00000RCNT 003 #0060DIFU00100010010050000000010000100001001005007图 16.2 当输入信号 00000 闭合后，TIM001 开始计时，计时时间为 1min 时，计数器计数 1 次， 当到达 60 次，即 601=60min=1hour 01000 输出，见图 16.2。 例例 16. 2 某压力机的冲头在初始状态时,停在最上边,限位开关 00002 接通,接下起动按钮 00000,使冲头下行.压到工件后压力升高,压力继电器动作,使 00001 接通,系统转