搜索
PLC控制器的原理与应用可编程序控制器的原理与应用☆、PLC的原理与结构☆、基本逻辑指令☆、可编程控制器的应用☆、实际程序应用举例☆、FX2N—20P手持编程器的应用PLC的结构及原理可编程序控制器是由英文缩写成PC，为了与个人计算机相区分，人为地加入了（L）从而写成PLC。自1969年第一台PLC面世以来，经历了30多年的发展，使得PLC成为一种在工业领域中应用最重要、最广泛、最普及的控制器。由于PLC是专为工业环境下应用而产生的一种控制器，所以对PLC所下的定义：PLC是一种专为工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作指令，并能通过数字式和模拟式的输入和输出控制各类生产机械和生产过程。1、发展过程：（1）：初创阶段：69年——70年代中期（2）：扩展阶段：70年代中期——末期（3）：通讯阶段：70年代末期——80年代中期（4）：开放阶段：80年代中期至今2、其主要生产厂家：三凌、AB公司、立石、西门子、德洲仪器、东芝等。3、特点：（1）：可靠性：与继电器控制相比、活动部件少、电子元件少、接线少、维修简单。有故障珍断、掉电、和信息保护。（2）：易操作性：操作方便，只需对程序的输入输出操作，其编程方便，编程语言多。（3）：灵活性：因其编程语言较多，只需掌握一种编程语言就能对其编程。（4）：机电一体化：因其体积较小，可以和生产机械结合在一起从而实现机电一体化。4、PLC的型号意义（以三凌公司产品为例）FX2N——00M0——0（1）：FX2N——系列名称（2）：00——输入输出点数（3）：M——基本单元（4）：0——输出形式：R：继电器，S：可控硅，T：晶体管（5）：0——其它区分5、PLC的结构和工作原理（1）：结构由硬件系统和软件系统组成，硬件系统包括：中央存储单元（CPU）,存储器，输入输出单元，输入输出扩展单元，外部设备接口，电源部份．软件系统包括：系统软件和用户软件，系统软件包括：系统管理程系，用户指令解释程系．用户软件包括：开关量逻辑控制程序，摸拟量逻辑控制程序，操作站系统程系．A、中央控制单元中央控制单元又称cpu是PLC的运算控制中心，由它实现各种运算和协调控制系统内部各部份的工作。其类型：通用微处理器、单片机、双极型位片式微处理器B、存储器：存储器是PLC用来存放系统程序、用户程序和执行数据的单元。其种类；程序存储器ROM（只读）、数据存储器RAM（可读可写）。C、输入输出单元是PLC实现工业控制过程和现场之间的连接部件。通过输入单元cpu能得到生产过程中的各种参数。通过输入单元cpu能把运算处理的结果送到工业现场的执行机构中去实践控制。输入输出单元｛开关量的输入输出单元｛模拟量的输入输出单元开关量的输入单元直流输入单元交流输入单元开关量的输出单元｛晶体管输出方式T可控硅输出方式S继电器输出方式R现场开关信号CR1R2R3LED双向光电耦合器内部电路RLEDL电源PLC内部方框电路图D、输入输出扩展接口输入输出扩展接口是PLC扩展输入输出点数和类型的部件，输入输出单元、远程输入输出单元、智能输入输出单元都是通过它与主机相连。E、外部设备接口是PLC实践人机对话、机机对话的通道。通过它PLC可以和编程器、显示器、打印机等外部设备相连。F、电源单元是PLC的能量供给部份，其作用是将外部供给的电源变成系统内部各单元所需的电源。G、系统程序（软件）是PLC制造厂商编制的，固化在只读存储器中，安装在PLC的程序控制器中，随产品提供给用户。（2）、PLC的工作过程PLC上电后就能在系统程序监控下，周而复始地按固有的顺序对系统内部的各种任务进行查询，判断和执行；这个过程实质上就是一个不断循环的顺序扫描过程。读入输入信号的状态进行逻辑运算输出运算结果。H、用户程序（软件）是根据生产过程控制的需要，由用户使用，制造商提供的编程语言，自行编制的应用程序。（3）、PLC的工作原理PLC的工作原理与计算机制工作原理基本上是一致的，它是通过执行用户程序来实现控制任务。但在时间上、PLC执行的任务是串行的与逻辑控制系统中控制任务有所不同。PLC是以扫描的的方式进行工作的，循环扫描是指在程序执行过程的周期中，程序对各个过程的输入信号进行采样、对采样的信号进行运算处理，并把运算的结果输出到生产过程的执行机构中去。6、PLC的内部元器件（以三凌公司为例）（1）、输入继电器XX是PLC中专门用来接以外部信号的一个敏感元件，它与PLC的输入端子直接相连，可以提供很多的常开常闭触点，供编程时使用。输入继电器电路现场信号输入端子X线圈X0输入继电器采用八进制编号如：X0~X7，X10~X17等X0X0（2）、输出继电器YPLC的输出端子是PLC向外部负载发出命令的窗口；输出继电器Y的外部输出触点直接接到输出端子上，以控制其外部负载。输出继电器电路Y0LX0X1Y0Y0交（直）流电源Y0COM输出继电器也是采用八进制编号（3）、辅助继电器M在逻辑运算中经常要用到一些中间继电器，这些继电器并不是直接驱动外部负载，只起到中间状态的暂存作用。X1X2M1M1注:辅助继电器的种类很多，如：（3）—1、通用辅助继电器M0~M499（共500点）（3）—2、停电保持用辅助继电器M500~M1023（共524点）（3）—3、停电保持专用辅助继电器M1024~M3071（共2048）（3）—4、特殊辅助继电器M8000~M8255（共256点）（3）—4—（1）、只能利用其触点，线圈由PLC系统驱动。如：M8000、运行、监控（PLC运行时接通）；M8002初始脉冲（仅在运行的开始的间接通）；M8012100ms时钟脉冲（3）—4—（2）、线圈驱动型、其触点作特定用途。如：M8030使锂电池欠电压指示灯熄灭；M8033PLC停止时输出保持；M8034禁止全部输出；M8039定时扫描。未定义的通用辅助继电器不可在用户程序中使用。（4）、定时器T定时器在PLC控制器中的作用相当于时间继电器，它有一个设定值寄存器，一个当前值寄存器以及无数个触点。X0T1T1Y0K10（5）、计数器C内部信号计数器是在执行扫描操作时，对内部元件（X、Y、S、M、T）的信号进行计数的计数器，有增计型和递减型两种。X11X10C0RSTC0C0Y0K10（6）、状态元件S状态元件在步进顺控程序的编程中是一个重要的软元件，它与步进顺控指令STL、RET组合使用，实践顺序功能流程图的编程。其类型有：初始状态S0~S9（10点）回零状态S10~S19（10点）通用状态S20~S499（480点）保持状态S500~S899（400点）（7）、指针P/IA、分支指令用指针PX20CPP0X14Y6标号P0X20一闭合程序就向标号为P0的步序号跳转.CP：指向跳转目标，用指针P0~P63作为标号。标号P0标号P1X21X22CALLP1FENDY6子程序调用指令X21闭合就执行在子程序调用指令FEND后标号为P1的子程序。并根据SRET指令返回。CALL：为指定跳转目标。B、中断用指令I0~I8（共9点）I00：下降沿中断1：上升沿中断输入号0~5、每个输入只能用一次输入中断（8）、数据寄存器D（字元件）PLC用于模拟量控制、位置控制、数据I/O时，需要许多数据寄存器存贮参数及数据。（9）、变址寄存器V/Z（字元件）通常用于对软元件的修改。基本逻辑指令在PLC的指令系统中，最重要和最常用的指令是基本逻辑指令，各种PLC的指令符号并不完全相同，但功能相似。一、逻辑存取（LD）、逻辑取反（LDI）、输出（OUT）指令在PLC的逻辑编程中，连接到母线上的第一元素是常开接点取LD指令，是常闭接点取LDI指令，都是表示在本梯级中的第一个接点及运算的开始。OUT指令是把所在梯级运算的结果输出到相应端子的负载设备中去例：母线X1X2X3X4Y1Y2LDILDOUTANDLDX1ANDX2OUTY1LDIX3说明：1、LD、LDI指令是用于将接点直接和母线相连，当和ANB指令组合时在分支起点也可以使用。2、OUT指令是对Y、M、S、T、C的线圈驱动指令，对X不起作用。3、并行输出指令可以多次使用（如：OUT：M100、OUT：T0）双线圈输出：输出处理Y4=ONY3=OFFY3Y4Y3X1X2X3输入处理X1=ONX3=OFF双线圈上图为一线圈多次输出的情况：1、当Ｘ１＝ＯＮ，Ｘ3＝ＯＦＦ时，最初因为Ｘ１＝ＯＮ，Ｙ３的映象器为ＯＮ，输出Ｙ3也为ＯＮ。2、而第二次，因Ｘ3＝ＯＦＦ，因此Ｙ３的映像存储器也改写为ＯＦＦ，实际上最终的外部输出Ｙ３＝ＯＦＦ，Ｙ４＝ＯＮ。3、所以对双线圈的重复使用，则后面线圈的动作状态有效。输入窄脉冲不能得到响应。二、与逻辑AND、与非逻辑ANI指令（触点串联指令）在基本的逻辑控制操作中有“与”、“或”、“非”的逻辑操作和运算，其中的“非逻辑”是对信号进行“反相”运算，它可以和“与”、“或”及“输出”进行复合，组成“与非”、“或非”、和“输出非”的逻辑运算。1、AND指令是表示在该梯级中串联一个常开接点指令；2、ANI指令是表示在该梯级中串联一个常闭接点指令。例：X1X2X3X4T1Y1Y2M1说明：1、用AND、ANI指令可以进行触点的串联连接、其串联触点的个数没有限制，该指令可以多次重复使用。2、OUT是对线圈的驱动指令，上图中是对M1、Y4的驱动，这种输出称为纵相输出，如果顺序不错，可以多次重复使用。3、上图中的M1和Y2如果交换了位置则应使用MPS指令，否则程序出错。ANDANIM1Y2X3X4T1如：另外，串联触点的数目和纵相连接的次数虽然没有限制但因编程器和打印机的功能有限建议一行不超过10个触点和一个线圈，连续输出总共不超过24行。三、“或”逻辑OR、“或非”逻辑ORI指令（并联触点指令）1、OR指令是表示进行“或”逻辑的运算、即在该梯级中并联一个常开触点指令。2、ORI指令是表示进行“或非”逻辑的运算、即在该梯级中并联一个常闭触点指令。Y1Y2X1X2X3Y1X4X5M2M1LDORORILDIANDANIOR说明：1、OR、ORI是用作触点的并联指令，若连接两个以上的触点串联连接的电路块的并联连接要用0RB指令。2、OR、ORI指令是从该指令的当前步开始，对前面的LD、LDI指令并联连接。对并联连接的次数没有限制，但因编程器和打印机的影响，实际上限制在24行以下。四、序块的串联ANB、并联ORB指令对于复杂的控制系统，常有一些触点它们是或串联或并联地组合在一起，对这些程序块的串联或并联应用ANB和ORB指令。X0X1X2X3X4X5Y0例：LDX0ANDX1LDX2ANDX3ORBLDIX4ANDX5ORB好LDX0ANDX1LDX2ANDX3LDIX4ANDX5ORBORB差说明：（1）、两个以上触点串联连接的电路称为电路块。串联电路块并联连接时，分支的开始用LD、LDI指令，分支的结束用ORB指令。（2）、ORB和ANB均为无操作元件指令。注意：如果程式序用得好可以无限制使用；否则只能用八次。说明：（1）、分支电路并联电路块与前面的电中串联连接时、应使用ANB指令。（2）、分支的起点用LD、LDI指令。并联电路块结束后、使用ANB指令与前面的电路串联。（3）、若多个并联电路块顺次用ANB指令与前面的的电路串联连接。则ANB的使用次数没有限制。（4）、虽然可以连续使用ANB指令，但这时与ORB指令同样要注意LD、LDI指令的使用次数也限制在8次以下。例：X1X2X3X4X5X6X7X10Y1LDX1ORX4LDX2ANDX3LDIX5ANDX6ORBORX7ANBORX10OUTY1说明：（1）、分支电路并联电路块与前面的电路串联连接时、应使用ANB指令。（2）、分支的起点用LD、LDI指令。并联电路块结束后、使用ANB指令与前面的电路串联。（3）、若多个并联电路块顺次用ANB指令与前面的的电路串联连接。则ANB的使用次数没有限制。（4）、连续使用ANB指令，使用次数也限