《电工与电子技术9可编程序控制器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工与电子技术9可编程序控制器（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第九章可编程序控制器 （PLC）第九章 可编程序控制器 .1 概述.2 基本概念和编程语言简介.3 PLC指令及编程方法.4 应用举例.1 概述 1968年美国通用汽车公司。 1969年美国DEC公司研制出第一台PLC。 1971年日本开始生产PLC。 1973年欧洲开始生产PLC。 1974年我国开始生产PLC。9.1.1 发展历史9.1.2 在工业自动化中的地位 可编程控制器82% 过程控制仪表79% 计算机 43% 专用控制器 36% 数据采集系统 27% 能源管理系统 24% 自动材料处理系统 23% 分散控制系统 22% 自动检测 18% 数控 15% 材料供应计划系统 14% 传送
2、机械 9% CAD/CAM 8% 机器人、机器手 6%.1.3 什么是PLC ?PLC 是一种专门用于工业控制的计算机。 早期的PLC是用来替代继电器、接触器控制的。 它主要 用于顺序控制，只能实现逻辑运算。因此， 被称为可编程逻辑控制器（Programmable logic controller，略写 PLC ) 随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程 控制器的功能已远远超出了顺序控制的范围。被称 为可编程控制器（Programmable controller，略写 PC)。为区别于Personal Computer (PC)，故沿用 PLC 这个略写。 PLC是一种数字运算操作的电子系
3、统，专为 在工业环境下应用而设计，它采用一类可编程 的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运 算、顺序控制、定时、计数和算术运算等面向 用户的指令，并通过数字式或模拟式输入输出 控制各类机械或生产过程。PC及其有关外部设 备，都按易于与工业控制系统连成一个整体、 易于扩充其功能的原则设计。 用软件方式来实现“可编程”的目的。中 央 处 理 单 元存储器数 据 存 储 器输 出 接 口地址总线 控制总线数据总线编程 单元照明电磁装置执行机构。电源地址总线 控制总线输 入 接 口模拟量输入行程开关继电器接点各种开关.1.4 结构及工作原理 1.PLC结构示意图2.各组成部分的作用 存储器：RAM：
4、存储各种暂存数据、中间结果、用户正调 试的程序。ROM：存放监控程序和用户已调试好的程序。CPU： (1) 将各种输入信号取入存储器。(2) 编译、执行指令。(3) 把结果送到输出端。(4) 响应各种外部设备的请求。 输入、输出接口：输入接口接受输入设备的控制信 号；输出接口时将经主机及处理过的结果通过输出电 路去驱动输出设备。一般采用光电隔离，以减小电磁 干扰。这是提高PLC可靠性的重要措施之一。输出三种形式：继电器 - 低速大功率可控硅 - 高速大功率晶体管 - 高速小功率电源：PLC的电源是指为CPU、存储器、I/O接口等 内部电子电路工作所配备的直流开关稳压电源。 各种接口、高功能模块
5、：便于扩展。用于将扩充外 部输入/输出端子数的扩展单元与基本单元连接在一起 。小型机：一体机。有接口可扩展。中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合 。 编程器：它是一种重要的外部设备，用于手持编程。 用户可以用它输入、检查、修改、调试程序或用它监 视PLC的工作情况。CPU POWERPC FP1-C16小型机：中、大型机：.1.5 工作方式微机：等待命令。PLC：顺序扫描、不断循环。CPU从第一条指令开始执行，遇到结束符又返回 第一条，不断循环。分为输入采样、程序执行和输 出刷新三个阶段，并进行周期性循环。一个扫描周期O 刷新I 刷新执行指令I/O刷新这种工作方式 有什么好处？答：对
6、慢速响应系统，增强了抗干扰能力。1. 输入/输出点数 ( I/O点数 )。2. 扫描速度。 单位： ms /1000步 或 s /步3. 内存容量。4. 指令条数。5. 内部寄存器数目。6. 高功能模块。 .1.6 主要技术性能1. 抗干扰、可靠性高。2. 模块化组合式结构，使用灵活方便。3. 编程简单，便于普及。4. 可进行在线修改。5. 网络通讯功能，便于实现分散式测控系统。6. 与传统的控制方式比较，线路简单。.1.7 优点1. 用于开关逻辑控制。2. 用于机加工数字控制。3. 用于闭环过程控制。4 用于组成多级控制系统。. 1. 8 应用.2 基本概念和编程语言简介PLC的内存除存放用
7、户和系统的程序外，还有四个区 ：I/O区：可直接与外部输入、输出端子传递信息内部辅助寄存器区：存放中间变量数据区：存放中间结果专用寄存器区：定时时钟、标志、系统内部的命令. 2. 1 寄存器和接点的概念用户在对这四个区进行操作时，可以以寄存器 和/或接点的方式进行。以I/O区为例：寄存器是一个16位二进制单元，16 位中的每一位是一个接点，对应外部的一个输入/ 输出端子。输入寄存器 WXm输出寄存器 WYm输入端子 Xmn输出端子 Ymnm ：十进制数，寄存器编号n：16进制数(0F),寄存器的第n位F E D C B A 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0寄存器例：若X3 为“ON”，则
8、 WX0 的第三位为 “1”若 WY1=7，则表明Y、Y11、Y12三个接点“ON”PLC中有两类接点：常开接点和常闭接点。符号分别为：接点通断情况与接点的赋值有关：（以 X0为例： 若 X0的逻辑赋值为“1”，则X0X0 接通断开I/O区：可以以接点和寄存器的方式对其进行操作。内部辅助寄存器区：可以以接点和寄存器的方式对其操作。（ Rmn 、WRm）数据区：只能以寄存器的方式进行操作。 （DTm）实际输入端子：X0XF实际输出端子：Y0Y7其他的I/O区可作为辅助寄 存器用。不同型号的PLC，其内存分配有所不同。如：松下电工的FP1-24I 区：X0X12F (WX0WX12)O区：Y0Y1
9、2F (WY0WY12)专用寄存器(FP1机：WR900WR903)。常用的如下 ：R900A : “”标志 R900B: “=”标志 R900C: “”标志 R90: 常ON继电器 R9011: 常OFF继电器 R9013: 仅在第一个扫秒周期ON，其他时候均为OFFR9014: 仅在第一个扫秒周期OFF，其他时候均为ONR9018R901D: 周期分别为 0.01s, 002s, 0.1s, 0.2, 1s, 2s的时钟脉冲继电器专用数据寄存器(FP1机： DT9000DT9069)设置日期时间、高速计数器、步进等指令有关。指令表（助记符）语言梯形图语言流程图语言布尔代数语言常用助记符语言
10、：类似于微机中的汇编语言。梯形图语言：沿袭了传统的控制图。直观明了，易于掌握。. 2. 2 编程语言 一. PLC 的编程语言有：二、两个基本概念： 软继电器：PC的梯形图设计，主要是利用软继电 器“线圈”的“吸放”功能以及触点的“通断”功 能来进行的。实际上PC内部并没有继电器那样的 实体，只有内部寄存器中每位触发器。对软继电 器的线圈定义只能有一个，而对它的接点状态， 可作无数次的读出，既可常开又可常闭。 能流：假想在梯形图中有“电流”流动能流。 能流在梯形图中只能作为单方向流动从左至 右，从上至下。三、 梯形图的规则：（1）梯形图的左边为起始母线，右边为结束母线 。梯形图按从左到右、从上
11、到下的顺序书写。（2）梯形图中的接点（对应触头）有两种：常开（ ） 和 常闭（ ） （3）输出用 表示， 如 - R0、-Y0 。一个输出变量只能输出一次。输出前面必须有接点。（4）梯形图中，接点可串可并，但输出只能并不能串 。（5）程序结束时有结束符 -（ED）。.3 PLC指令及编程方法各个厂家生产的 PLC 产品的指令系统大同小异。编 程方法也类似。以下介绍以松下电工的PLC产品为例。. 3. 1、指令的分类键盘指令、非键盘指令、高级指令一. 按编程器输入指令的方式分类PC FP PROGRAMMER(HELP) CLRWRTFN/P FLSTK IX/IYNOT DT/LdREAD O
12、T LWLOR RWRAN YWYST XWXSRC (-) OP(BIN) K/HSCCT CEVTM TSVACLRENTBAFEDC983 2 1 07 6 5 4(DELT) CLR键盘指令：可从键盘上 直接键入的指令扩展功能指令：用F键加功能号方可键入的指令。非键盘指令：用指令代码方可 输入的指令。SCSC指令 代码 基本指令 数据传送指令 算术运算指令 位移指令 位操作指令 数据变换指令 转移控制指令 特殊控制指令二. 按指令的功能分类按指令的功能可分为：ST：（Start）从母线开始一个新逻辑行时，或开始一个逻辑块时 ，输入的第一条指令。使用的元件为X,Y,R,T,C.ST：以常
13、开接点开始 ST/：以常闭接点开始OT：（Output）表示输出一个变量。使用的元件为Y,ED：（End）表示程序无条件结束。CNED：（Condition end）程序有条件结束。NOP：（No-operation) 空操作指令。 . 3. 2、基本指令逻辑关系 梯形图 助记符Y0X0 X1STX0 ANX1 OTY0STX0 ORX1 OTY0ST / X0 OTY0与或非ANDORNOT当 X0 与 X1 都 “ON” 时，则输出 Y0 “ON”。当 X0 或 X1 “ON” 时，则输出 Y0 “ON”。当 X0 “OFF” 时，则输出 Y0 “ON”。Y0X0X1Y0X0注意：与、或、
14、非运算均是对从该指令前面的ST指令到该指令的前一个指令处的结果进行运算。AX2是与图中A点处的结果（即X0与X1的结果） 相或，而不是与X1相或。Y0X0X2X1STX0 ANX1 ORX2 OTY0例：逻辑关系 梯形图 助记符STX0 ORX1 STX2 ORX3 ANS OTY0STX0 ANX1 STX2 AN / X3 ORS OTY0当 “X0 或 X1”与“X2 或X3”都 “ON” 时， 则输出 Y0 “ON”。区块与AND STACK区块或OR STACK当 “X0 与 X1”或“X2 与X3非” “ON” 时，则输出 Y0 “ON”。Y0X0X1X2X3Y0X0X2X1X3PSHS, RDS,POPS （栈指令）Y0X0Y1R30X2X1X2ST X0 PSHS AN X2 OT Y0 RDS AN X1 OT Y1 POPS AN/ X2 OT R30功能解释PSHS (Push Stack) ： 将结果存入堆栈RDS (Read Stack)：从堆栈读数POPS (Pop Stack)：从堆栈读数并清空堆栈DF, DF/：微分指令(DF)R30(DF/)R31X0X1ST
