可编程控制技术与应用-任务1

可编程控制技术与应用学习情境一电机控制1.掌握松下FP系列PLC的基本知识2.掌握FP0-PLC基本指令3.掌握FPWIN-GR软件使用4.掌握简单PLC控制系统安装与调试教学目标任务1：电动机点动PLC控制任务2：电动机连续PLC控制任务3：电动机既可点动又可连续PLC控制任务4：电动机正反转PLC控制任务5：两地控制功能实现方法任务6：电动机自动往复运行PLC控制任务7：电动机减压PLC控制任务8：电动机能耗制动PLC控制任务9：电动机顺序启停控制可编程控制技术与应用学习情境一电机控制可编程控制技术与应用任务1：电动机点动PLC控制认识PLC可编程控制技术与应用可编程控制技术与应用任务1：电动机点动PLC控制新知识一、FP系列PLC的构成编程器I/O扩展接口I/O扩展单元输出接口输入接口外部设备接口存储器系统程序用户程序数据中央处理单元（CPU）电磁阀继电器指示灯蜂鸣器电源电源限位开关手动开关编码器数字开关......上位计算机图形监控系统打印机EPROM写入器盒式磁带机条码判读机学习情境一电机控制二、工作原理由于PLC以微处理器为核心，故具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大不同。微机一般采用等待命令的工作方式，如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方式，若有键按下或有I/O变化，则转入相应的子程序，若无则继续扫描等待。PLC则是采用循环扫描的工作方式。对每个程序，CPU从第一条指令开始执行，按指令步程序号做周期性循环扫描。如果无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至遇到结束符后又返回到第一条指令，如此周而复始不断循环。每一个循环称为一个扫描周期。扫描周期的长短主要取决于以下几个因素：一是CPU执行指令的速度；二是执行每条指令占用的时间；三是程序中指令条数的多少。可编程控制技术与应用PLC扫描工作的第一步是输入刷新阶段：该阶段CPU扫描全部输入端口，读取其状态并写入输入状态寄存器。完成输入端刷新工作后，将关闭输入端口，转入程序执行阶段。第二步是程序执行阶段：CPU根据用户输入的控制程序，从第一条开始逐条执行，并将相应的逻辑运算结果存入对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存器。当最后一条控制程序完毕后，即转入输出刷新阶段。第三步是输出刷新阶段：当所有用户程序的指令执行完毕后，将输出状态寄存器中的内容依次送到输出锁存电路，并通过一定的输出方式输出，驱动外部相应的执行元件工作，形成PLC的实际输出。可编程控制技术与应用由此可见，输入刷新、程序执行、输出刷新三个阶段构成了PLC一个工作周期的主要内容。PLC周期性地循环执行上述三个步骤，因此称为循环扫描工作方式。可编程控制技术与应用上电初始化系统自诊断通信处理输入扫描程序运行输出刷新''''''第一个扫描周期第二个扫描周期三、PLC特点1.可靠性高、抗干扰能力强2.编程简单、使用方便3.体积小、重量轻、功耗低PLC应用逻辑控制（机床、电梯）运行控制（机械手）过程控制（给水、化工、温度）数据处理（机器人）多级控制低端100美元高端西门子速溶咖啡自动化套件发展软PLC可编程控制技术与应用四、PLC基本性能1.输入/输出控制方式即时刷新、直接输出。2.编程语言指编制用户程序时所使用的语言。3.指令长度一条指令所占的字数或步数。4.指令种类PLC具有基本指令、特殊指令的数量。5.扫描速度执行1000步所需时间ms/k步；µs/步可编程控制技术与应用6.程序容量PLC对用户程序的最大存储容量。7.最大I/O点数8.内部继电器种类及数量9.特殊功能模块10.模拟量可进行模拟量处理的点数。11.中断处理可接受外部中断信号的点数及响应时间。可编程控制技术与应用五、PLC系统配置、编程元件1.系统配置不同公司的PLC产品，虽然其硬件系统的基本结构和功能相同，但其I/O地址分配以及内部寄存器的配置是不同的。在使用PLC之前，了解所用PLC产品的I/O地址分配以及内部寄存器的功能和配置是十分重要的。表2-1给出了FP0中的资源配置情况。表2-1中的X、WX均为I/O区的输入继电器，可直接与输入端子传递信息。Y、WY为I/O区的输出继电器，可向输出端子传递信息。X和Y是按位寻址的，而WX和WY只能按“字”（即16位）寻址。：可编程控制技术与应用有的指令只能对位寻址，而有的指令只能对“字”寻址。X和Y的地址编号规则完全相同。下面以X为例说明如下：可编程控制技术与应用X位址（用十六进制表示）寄存器地址（用十进制表示）如：X110表示输入寄存器WX11中的第0位，X11F表示输入寄存器WX11中的第F号位。图示如下：WX11:X11FX1100123456789ABCDEFFP0中的资源配置一览表可编程控制技术与应用2.编程元件梯形图语言：这是一种类似于继电器控制电路图形式的图形语言，我们称之为梯形图语言。用这种语言编程时控制功能直观，特别是对电气工程师和有一定电气控制知识的工程技术人员而言通俗易学，深受他们的欢迎，是目前用得最多的一种编程语言。继电器-接触器电气控制电路图和PLC梯形图示于下图中，由图可见两种控制电路图的逻辑含义是一样的，但表达方式有本质区别，下面对梯形图做详细说明。可编程控制技术与应用指令语句表PLC编程语言的第二种形式是指令语句表形式，类似于计算机语言中的汇编语言形式。这种语言的特点是对编程器要求低，一般LED显示的编程器即可支持这种语言，各个PLC生产厂家的指令语句形式不尽相同，但基本功能相差无几，这种语言对那些有一定计算机基础知识的工程技术人员来说，掌握起来比较容易。PLC的指令语句由操作码和操作数组成，操作码用来指定指令所完成的功能，告诉PLC的CPU进行什么操作；操作数包含执行该操作所必须的信息，告诉CPU到什么地址取什么数据进行指令确定的操作。在下一节里，将专门介绍PLC的指令系统，详述每条指令的功能及使用方法。可编程控制技术与应用图3-1电气控制电路图SB1SB2KA1KA1KA1KA2图3-2PLC梯形图X1X2Y1Y1Y1Y2流程图语言第三种语言形式是流程图语言，流程图语言是PLC特有的一种语言，这是一种控制功能说明语言，是80年代初法国科技人员根据Petri网理论提出的一种图形语言。流程图语言具有控制功能直观，条件清晰，一目了然的特点。使用这种图形语言编程方便，不易出错，是一种方便的编程语言。这种语言大多数应用在大中型PLC机上，编程器有CRT显示。高级语言近几年推出的PLC，尤其是大型PLC，已开始用高级语言进行编程。如BASIC、C语言等，系统软件具有这种专用语言的自动编译程序。采用高级语言编程后，用户可以像使用普通计算机一样操作PLC。这也是编程语言今后的发展方向。可编程控制技术与应用六、加载、输出、与、或指令ST、ST/和OT（初始加载和输出）指令（1）指令功能•ST（初始加载）：以常开触点开始一个逻辑操作。•ST/（初始加载非）：以常闭触点开始一个逻辑操作。•ST和ST/的操作数：X、Y、R、C、T。•OT（输出）：线圈驱动指令，将运算结果输出到指定继电器。可编程控制技术与应用程序解释：1）当X0接通（ON）时，Y0接通（ON）；X0断开（OFF）时，Y0断开（OFF）。2）当X1接通（ON）时，Y1断开（OFF）；X1断开（OFF）时，Y1接通（ON）。可编程控制技术与应用表3-2梯形图、指令表和时序图梯形图指令表时序图X0ONOFFY0ONOFFX1ONOFF初始加载非输出初始加载输出[Y0][Y1]X1X00STX01OTY02ST/X13OTY1ONOFFY12）编程实例ST、ST/、OT指令在编程应用时的梯形图、指令表和时序图如下表所示。（3）指令使用说明1）OT指令不能直接从左母线开始（用步进指令控制除外），但是必须以右母线结束，即线圈后面不允许再安排任何触点。2）OT指令不能串联使用，但可以连续使用，构成并联输出，属于分支结构的一种。3）如果输出线圈未经特别设置，则在程序中OT指令的任一编号的继电器线圈（Y、R）只能使用一次，即不能重复输出，否则，可编程控制器按照出错对待。可编程控制技术与应用FPWIN-GR编程操作1.程序来源程序文件来源有3个：新建、打开和上传。新建：当创建新程序时，选择此项。打开：当要打开保存在磁盘中已生成的程序文件时，选择此项。上传：当要从所连接的PLC内部读出程序时，选择此项。取消：如果选择此项，则不打开程序文档，而只是启动本软件。软件的启动画面如下图所示。可编程控制技术与应用新技能：FPWIN-GR软件使用可编程控制技术与应用2.编辑程序编程人员利用FPWIN-GR编程软件要做的基本工作是编辑和修改用户程序，该软件具有较强的编辑功能，本节以输入梯形图为例介绍一些基本的编辑操作。下图为FPWIN-GR的主界面可编程控制技术与应用可编程控制技术与应用（1）输入编程元件（2）插入、删除操作（3）程序转换（4）编辑方式编辑方式分为在线编辑方式和离线编辑方式，在线编辑方式和离线编辑方式可以通过“在线”菜单中的“在线编辑”与“离线编辑”进行转换，在线编辑方式下，需注意以下几点：可编程控制技术与应用PROG模式下编辑PLC处于PROG模式时，可以改写PLC内部的程序。在编辑窗口的上部显示“PLC=遥控PROG”的状态下进行。改写后的程序须PG转换重新下载到PLC中进行处理。RUN模式下编辑PLC处于RUN模式时，可以改写PLC中的程序。在编辑窗口的上部显示“PLC=遥控RUN”的状态下进行。PLC按照改写后的程序继续进行处理，因此需谨慎使用这种方式。PLC的类型不同，在RUN模式下编辑的动作也有差别。即使在改写程序过程中也保持RUN状态的PLC有FP1、FP2、FP2SH、FP3、FP5、FP10、FP10S、FP10SH。在改写程序的过程中，要暂时切换到PROG模式，待改写结束后再返回RUN模式的PLC有FP0和FP-M。可编程控制技术与应用3.程序的检查、核对、测试和传送（1）程序检查（2）核对程序（3）测试运行程序（4）程序传送可编程控制技术与应用FPWIN-GR监控操作通过监控可以实时地显示梯形图中的触点、数据信息以及在触点监控、数据监控中登录的触点和数据信息。监控的开始和停止可以分别在各窗口中设置。1．监控的启动和停止2．监控触点3．监控数据4．时序图监控可编程控制技术与应用一、I/O分配可编程控制技术与应用实践操作：电动机点动PLC控制输入地址输出地址X0Y0二、I/O硬件接线图可编程控制技术与应用三、梯形图表3-2梯形图、指令表和时序图梯形图指令表时序图X0ONOFFY0ONOFFX1ONOFF初始加载非输出初始加载输出[Y0][Y1]X1X00STX01OTY02ST/X13OTY1ONOFFY1四、程序录入五、程序调试六、检查评估实践操作1.电机运行指示2.工作台位置指示可编程控制技术与应用