可编程控制器

主要内容：可编程控制器结构及工作原理和编程方法三菱小型可编程控制器GE可编程控制器第二篇可编程控制器的应用技术第一章可编程控制器的结构与工作原理和编程方法主要内容：概述可编程控制器结构与工作原理可编程控制器的技术参数可编程控制器的特点及主要功能PLC编程语言定义：可编程控制器是一种数字运算操作的高级电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行顺序控制、定时、计数、逻辑运算和算术运算等操作的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控制各种类型的生产机械或生产过程。（国际电工委员会(IEC)颁布）。第一节概述一、可编程控制器的发展概况1。60年代以前，采用继电器为核心元件的自动顺序控制系统；2。60年代后，随着电子技术和计算机技术的发展出现了第一台plc；3。70年代后期，随着微处理机被运用到PLC中，使PLC的体积大大缩小，功能大大加强。全世界有数百家生产PLC的厂家，进入了真正意义上的plc控制器，和在此基础上的大量应用；二、PLC的用途1、顺序控制2、运动控制3、闭环过程控制4、数据处理5、通信和联网三、PLC的分类（一）按I∕O点数容量分类1．小型机2．中型机3．大型机（二）按结构形式分1．整体式结构2．组合式结构四、PLC控制与继电器控制的比较1、系统框图的比较继电器可编程控制器2、PLC的等效电路图继电器控制电机单向运行可编程控制器一。PLC的基本结构第二节可编程控制器的基本结构及工作原理a)将输入信号送入PLC存储起来b)编译及运行用户指令c)将结果送到输出端d)接受相应外围设备请求（编程器、通信、打印机）1。中央处理单元1）选型：通用微处理器，如Intel公司的8086，80486等Pentium系列芯片；单片微处理器（单片机），如Intel公司的MCS51/96等系列单片机；2）主要功能：2。存储器存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器a)系统程序存储器内容：监控程序、管理程序、功能子程序、命令解释程序、系统诊断子程序等；1)选型：a)随机存储器（RAM）：一般为用户存储器。b)只读存储器（ROM）：一般为系统存储器。c)可电擦除的存储器（EPROM、E2PROM）：2)主要功能b)系统数据存储器内容：I/O映像区、系统软器件存储区（继电器、寄存器）c)用户程序存储区内容：用户程序；3。输入接口（反映输入端信号的变化）4.输出接口（通断负载电路）继电器输出晶体管输出晶闸管输出5。电源电源：高精度的开关电源；电池：锂电池6。编程器：1）选型手持式简易编程器便携式图形编程器微型计算机编程2）主要功能编程方式监控方式7、扩展接口8、通信接口二。PLC工作原理继电器控制PLC控制1、PLC的运行框图2、PLC的工作过程输出刷新阶段输入采样阶段程序执行阶段3、PLC工作原理PLC采用循环扫描工作工作方式,CPU从第一条指令开始执行程序,直至遇到结束符号又返回第一条,如此周而复始不断循环.每一循环成为一个扫描周期.1XXXXXX2XXXXXX3XXXXXX4XXXXXX。。。10XXXXXX11END输入刷新执行指令输出刷新输入刷新执行指令输出刷新第一个扫描周期第二个扫描周期4、可编程序控制器对输入/输出的处理原则a)输入刷新是PLC对输入进行一次读取，将输入端的状态重新读入PLC内部寄存器。b)输出刷新就是将新的运算结果送到输出端，这实际上是将存放输入、输出状态的寄存器内容都进行了一次更新。c)如果输入变量在输入刷新前发生变化，输出可以响应，在输入刷新后变化，本次输出不响应。5、扫描周期的决定因素：a)CPU执行指令速度b)每条指令占用时间c)程序长短。6、扫描工作方式的优点a)可靠性b)抗干扰性第三节PLC技术参数1。输入/输出点数PLC外部输入输出端子数，根据I/O点数,PLC可分为:小型PLC:256点以下中型PLC:256—2048点之间大型PLC:2048点以上;2。扫描速度扫描速度是指执行一步指令的时间us/step、或执行1000条指令所需时间ms/kstep3。内存容量：PLC能存放程序的多少，以一步为单位，其中一条指令可能有好多步。4。指令条数：反映PLC的软件指标5。内部寄存器：用来存放中间结果：数据寄存器、定时器、计数器、特殊功能寄存器，用来反映硬件功能指标；6。高功能模块：本身带有CPU，完成专门的功能；主PLC只用传送一些设置参数，它就能自动进行相应的操作。高功能模块的多少，功能强弱是衡量PLC产品需求水平高低的一个重要标志，常用的功能模块有：A/D模块，高速计数模块，位置控制模块，智能PID模块，温度控制模块，速度控制模块，远程通信模块等。一。PLC的特点：1。抗干扰能力强，可靠性高。A)输入输出均采用光电隔离，提高了抗干扰能力；B)输入输出电源相互独立，减少电源间干扰；C)采用循环扫描工作方式，提高抗干扰能力；D)采用动态滤波措施（数字滤波），减少脉冲干扰E)内部采用“监视器”电路，以保证CPU可靠工作，F)采用密封、防尘、抗震的外壳封装及内部结构，可适应恶劣环境。（结构上）第四节PLC的特点及主要功能2。采用模块化结构：使系统构成十分灵活，可根据需要任意组合，便于维修，易于实现分散控制；3。接口功能强：对于电源：可采用直流、交流；模拟量的输入既可采用电压信号也可采用电流信号；(输入）带负载能力强；（输出）4。编程语言简单易学；5。在线修改，柔性好6。有较高的性能价格比；一。梯形图语言梯形图编程语言特别适用于开关逻辑控制。梯形图由触点、线圈和应用指令组成。触点代表逻辑输入条件，如外部的输入信号和内部参与逻辑运算的条件等。线圈一般代表逻辑输出结果。它既可以是输出软继电器的线圈，也可以是PLC内部辅助软继电器或定时器、计数器的线圈等。第五节PLC编程语言梯形图示例：电机正反转控制电路1、梯形图编程原则：a)梯形图中的触点只有两种，常开触点和常闭触点；他们既可以表示外部硬开关触点，也可以表示内部软继电器触点；b)梯形图中输出用表示；c)在梯形图中，同一继电器的常开、常闭触点可以多次使用，不受限制，但同一继电器的线圈只能使用一次。d)输入继电器的状态取决于外部输入信号的状态，因此在梯形图中不能出现输入继电器的线圈。e)梯形图从左到右，从上到下顺序书写，CPU也按此顺序执行程序；f)触点可以任意串并联，输出可以并联但不能串联；g)程序结束时应有结束符，一般用END表示2、梯形图与继电控制线路比较a）电路结构形式大致相同；b）梯形图大都沿用继电控制电路元件符号，有的有些不同；c）信号输入、信息处理以及输出控制的功能均相同。共同点：a）组成器件不同。继电控制电路由真正的继电器组成，梯形图由所谓软继电器组成；b）工作方式不同。当电源接通时，继电控制线路各继电器都处于该吸合的都应吸合，不吸合的继电器都因条件限制不能吸合。而在梯形图中，各继电器都处于周期性循环扫描接通之中。c）触点数量不同。继电控制电路中的继电器触点有限，而梯形图中，软继电器触点数无限。因为在存储器中的触发器状态可取任意次。d）编程方式不同。继电控制电路中，其程序已包含在电路中，功能专一、不灵活，而梯形图的设计和编程灵活多变。e）联锁方式不同。继电控制电路中，设置了许多制约关系的联锁电路，而在梯形图中，因它是扫描工作方式，不存在几个并列支路同时动作的因素，因此简化了电路设计。不同点：二。助记符语言是一种与微机的汇编语言中的指令相似的助记符表达式，由助记符语言组成的程序叫做指令表程序。指令表程序与梯形图有着完全的对应关系，两者之间可以相互转换。三。顺序功能图编程语言特别适合用来编制顺序控制程序例：自动转孔控制四。PLC编程注意事项1.简化程序准则:左沉右轻,上沉下轻2.避免出现无法编程的梯形图三菱小型可编程控制器概述三菱FX系列PLC的编程元件三菱FX系列PLC的基本指令及其编程第二章三菱小型可编程控制器三菱FX系列PLC的功能指令及其编程一、三菱PLC概况1、三菱PLC系列F系列：小型A系列：中型Q系列：中大型2、FX子系列FX1S、FX1NFX2N、FX2NCFX3U、FX3UC第一节三菱小型可编程控制器概述二、三菱小型PLC型号命名方式FX□□-□□□□-□⑴⑵⑶⑷⑸⑴子系列名称，如：1S，1N，2N等。⑵I/O的总点数。如：16、32、48、128等。⑶单元类型：M为基本单元，E为输入输出混合扩展单元与扩展模块，EX为输入专用扩展模块，EY为输出专用扩展模块。⑷输出形式：R为继电器输出、T为晶体管输出、S为双相晶闸管输出。⑸电源和输入、输出类型等特征。D和DS为DC24V电源；DSS为DC24V电源，源晶体管输出；ES为交流电源；ESS为交流电源，源晶体管输出；UA1为AC电源，AC输入FX2N-64MR-D：属于FX2N系列，有64个I/O点的基本单元，继电器输出，使用DC24V电源例：FX2N-48ER-D：属于FX2N系列，有48个I/O点的扩展单元，继电器输出，使用DC24V电源三、三菱FX2N系列PLC基本构成基本单元：扩展单元：扩展模块：特殊功能模块：编程器：⒈三菱FX2N-64MR的结构四、三菱FX2N系列PLC硬件简介A：35mm宽DIN导轨；B：安装孔4个（φ4.5）；C：输入端子；D：输入端子盖板；E：输入指示灯；F：I/O扩展单元接口盖板；G：状态指示灯；H：编程器接口；J：面板盖；K：输出端子；L：输出端子盖板；M：DIN导轨装卸用卡子；N：输出指示灯；P：后备电池；Q：后备电池连接插座；R：另选存储器滤波器接口；S：内置运行/停止开关；T：编程器接口；V：功能扩展板接口。⒉输入、输出信号接线三菱FX2N-64MR型PLC基本单元端子排三菱FX2NPLC输入信号接线图三菱FX2NPLC输出接线示意图第二节三菱FX系列PLC的编程元件一、编程元件1、定义：PLC提供给用户使用的每个输入/输出继电器、状态继电器、辅助继电器、计数器、定时器及每个存储单元都称为元件。由于这些元件都可以用程序（即软件）来指定，故又称为软元件或编程元件。2、表示：编程元件的名称由字母和数字组成，它们分别代表元件的类型和元件号。例：X100二、输入继电器（X）x000输入端子外部输入点x000X000X000输入继电器是PLC用来接收用户设备发来的输入信号。输入继电器与PLC的输入端相连。输入继电器的地址编号采用八进制。三、输出继电器（Y）Y000Y000Y000Y0001负载电源Y000输出继电器是PLC用来将输出信号传给负载的元件。输出继电器的外部输出触点接到PLC的输出端子上。输出继电器的地址编号采用八进制。FX2NPLC常用的基本单元X、Y编号型号FX2N-16MFX2N-32MFX2N-48MFX2N-64MFX2N-80MFX2N-128MXX0-X78点X0-X1716点X0-X2724点X0-X3732点X0-X4740点X0-X7764点YY0-Y78点Y0-Y1716点Y0-Y2724点Y0-Y3732点Y0-Y4740点Y0-Y7764点四、辅助继电器（M）一种内部的状态标志，起到相当于继电器控制系统中的中间继电器的作用；（1）通用辅助继电器M0~M499（500点）（2）断电保持辅助继电器M500~M3071（2572点）有断电保持的输出无断电保持的输出启动/停止控制程序，当PLC由停止运行或停电，再恢复到运行状态时的不同表现（3）特殊辅助继电器M8000~M8255（256点）a)只能利用触点型继电器的线圈由PLC自动驱动，用户只能利用其触点具有特定的功能辅助继电器M8000—运行监控（PLC运行时自动接通，停止时断开）例：M8002—初始脉冲（仅在PLC运行开始时接通一个扫描周期）b)可驱动线圈型继电器的线圈可由用户驱动，而线圈被驱动后，PLC将作特定动作例：M8033---线圈被驱动后PLC停止运行时输出保持M8034—线圈被驱动后禁止所有的输出辅助继电器（M）的编号及属性一般用途（默认）停电保持用（默认）停电保持用特殊用M0-M499共500点M500-M10