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1、可编程控制器一、 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。1、 可编程控制器的结构：可编程控制由主机、输入输出接
2、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。（
3、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
4、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：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
5、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读取指令LD B以常开触点B开始一行新程序B：IR，SR，HR，AR，LR，TC，TRLDNOT B以常闭触点B开始一行新程序B：IR，SR，HR，AR，LR，TC“与”指令ANDB1 B将两
6、常开触点串联B：IR，SR，HR，AR，LR，TC“或”指令ORB1 B将两常开触点并联B：IR，SR，HR，AR，LR，TC“或非”指令OR NOTB1 B并联常闭触点B：IR，SR，HR，AR，LR，TC“与非”指令AND NOTB1 B串联常闭触点B：IR，SR，HR，AR，LR，TC“块串”指令AND LD 将两程序块串联起来“块并”指令OR LD将两程序块并联起来输出指令OUT BB将运算结果输出B：IR，HR，AR，LR，TROUT NOT BB将运算结果取反后输出B：IR，HR，AR，LR结束指令END（01） END（01）程序结束指令梯形图注释编程元件 分支指令IL（02）分
7、支结束指令ILC（03） IL（02） ILC（03）（01）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） JMP（04）IL（02） JME（05）ILC（03）ND（01）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）keep（11）BSRS为置位信号，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
8、令 TIMHTIMNTIMHN SV SVTIM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，#，DM计数器指令CNTCP RCNTNSV CP为计数脉冲R为清0及复位端N：定时器编号SV（设定值）：（00009999）IR，HR，AR，LR，DM，#SV一般为立即数可逆计数器指令CNTRNSVCP（）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
9、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）BDIFD（14）BDIFU（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， AR，HR，LR指令梯形图注释编程元件移位寄存器指令SFT（10）SFT(10)STEINSPRIN：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
10、，LR数据比较指令CMP（20） CMP（20）IL（02）CP1CP2CP1，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，25507置“1”CP1 /CP2：IR，SR，HR，AR，LR，TC，DM，#数据传送指令MOV（21） MOV（21）SDMOV（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，DM数据反相
11、传送指令MVN（22） MVN（22）SDBCD数据的加运算指令ADD（30） ADD（30）S1S2DADD(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，*DMBCD数据的减运算指令SUB（31）S1S2D指令梯形图注释编程元件数据交换指令XCHG（73）XCHGD1D2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，DMBCD数转换二进制数的指令BIN（23
12、） BIN(23）SD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S：IR，SR，HR，AR，LR，TC，DM，*DMD：IR，HR，AR，LR，DM，*DM二进制数转换为BCD数的指令BCD（24） BCD(24）SD将源地址S通道的16位二进制数变换为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
13、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，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。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DIFU001000100100500000000100001000010010050000500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，
