PLC初级培训教材

PLC初级培训教材第一章电气系统及PLC简介一、设备电气系统结构简介设备电气系统一般由以下几部分组成1、执行机构：执行工作命令陶瓷行业中常见的执行机构有：电动机（普通、带刹车、带离合）、电磁阀（控制油路或气路的通闭完成机械动作）、伺服马达（控制调节油路、气路的开度大小）等。2、输入元件：从外部取入信息陶瓷行业中常见的输入元件有：各类主令电器（开头、按扭）、行程开关（位置）、近接开关（反映铁件运动位置）、光电开关（运动物体的位置）、编码器（反映物体运动距离）、热电偶（温度）、粉位感应器粉料位置）等。控制中心：记忆程序或信息、执行逻辑运算及判断常见控制中心部件有各类PLC、继电器、接触器、热继电器、等。电源向输入元件、控制中心提供控制电源；向执行机构提供电气动力。二、简单的单台电动机电气系统例：一台星——角启动的鼠笼式电动机的电气系统1、一次线路图2、二次线路图ABCTQJC1RRJC1SJJC1JCJJCJJCJSJJCYJCJAJCY执行机构电源输入元件控制中心3、上图看出，二次回路图中为实现延时控制，要使用一个时间继电器，而在陶瓷行业中，星——角启动控制可说是一种非常简单的例子，若在陶瓷生产设备上全部采用继电器类来实现生产过程的自动控制，要使用许多的继电器、时间继电器等其它一些电气产品，而该类产品占空间大，且运行不是十分可靠。三、PLC简介1、可编程序控制器早期的PLC只能做些开关量的逻辑控制，因而叫PLC，但近年来，PLC采用微处理器作为中央处理单元，不仅有逻辑控制功能，还有算术运算、模拟量处理甚至通信联网功能，正确应称为PC，但为了与个人计算机有所区别，仍称其为PLC。2、PLC的特点1、灵活、通用控制功能改变，只要改变软件及少量的线路即可实现。2、可靠性高、抗干扰能力强①硬件方面：采用微电子技术开关动作由无触点的半导体电路及大规模集成电路完成，CPU与输入输出之间，采用光电隔离措施，隔离了它们之间电的联系。②软件方面：有自身的监控程序，对强干扰信号、欠电压等外界环境定期检查，有故障时，存现状态到存储器，并对其封闭以保护信息；监视定时器WTD，检查程序循环状态，超出循环时间时报警；对程序进行校验，程序有错误进输出报警信息并停止执行。3、使用简单采用自然语言——梯形图语言编程方式，编程容易，更改方便。输入输出接口可以与各种开关、传感器、继电器、接触器、电磁阀连接，接线简单。4、功能强、体积小纵向——PLC不仅可能完成各种条件控制，还能完成模/数、数/模转换并进行数字运算，可以完成对模拟量的控制；横向——可以控制一台至几台设备，还可实现远距离控制；重量轻，体积小，便于安装。3、PLC控制思路以前面的星——角起动二次回路为例。按控制等效电路可分为三个部分：输入部分、输出部分及控制部分。1、输入部分：接收由各种主令电器发出的操作指令及由各种反映设备状态信息的输入元件传来的各种状态信息。PLC的一个输入点单独对应一个内部继电器，当输入点与输入用的公用脚COM接通时，该输入继电器得电。2、输出部分：根据控制程序的执行结果直接驱动相应负载。在PLC内部设有输出继电器（可能是继电器形式，也可能是晶体管形式），每个继电器对应一个硬触点，当程序执行结果让输出继电器线圈通电时，该输出继电器的输出触点闭合，实现外部负载的控制运行。3、控制部分：是由用户自行编制的控制程序。它存放在PLC的用户程序存储器中，系统运行时，PLC依次读取用户程序存储器中的程序内容，并对它们进行解释并执行，执行结果送输出端子，以使相应的外部负载得到控制。PLC的用户程序采用梯形图的编程方式，它由继电器控制电路演变而来，所不同的是，它内部的继电器并非实际的继电器，而是“软”继电器，由软继电器组成的控制线路并不是真正意义上的物理连接，而只是逻辑关系上的连接（软接线）。它的内部继电器线圈用表示，常开点用来表示，常闭点用来表示。从PLC内部可区分为六个部分即：输入、输出、存储器、CPU、电源及操作显示部分。详见P8~14页①输入部分：负责采集外部指令及设备状态，以使CPU作出判断。见P11页图1.6及1.7。②输出部分：将CPU的运算结果向外部输出，以完成过程动作。见P12页图1.8、1.9、及1.10注：以上输入输出部分CPM1A产品均可扩展，最大可扩展到40点输入输出。③存储器：存储用户程序及信息。④CPU：执行各种逻辑及运算程序。⑤电源：向输入输出及CPU提供电源。⑥操作显示：向存储器输入用户程序或更改用户程序，显示程序运行状态。从外型看见P31页图2.1，CPM1A主机与多数PLC主机一样，有电源端子（交流供电型还设有供外部输入设备用的服务电源）、功能接地端子（抗干扰、防电击，务必接地）、保护接地端子（防触电）、输入输出端子及其LED（当对应的输入或输出端子ON时，相应的输入输出LED灯亮，但当CPU异常、I/O总线发生异常时所有输入LED灭；当内存异常及系统异常（FALS）发生时，所有输入LED保持发生异常时的状态，即使输入状态发生变化，输入的LED状态也不改变）、PLC状态显示LED（POWER电源、RUN运行监视/编程停止、ERROR/ALARM亮故障/闪警告、COMM外设通讯亮）、模拟设定电位器及扩展连接器。4、PLC工作原理见P15页PLC的循环扫描工作过程示意图PLC上电初始化初始化检查I/O单元连接、继电器区清0定时器预置、识别扩展单元硬件及用户程序内存检查异常检查结果（1）公共处理设置异常继电器正常异常灯亮扫描周期监视时间预置警告灯闪执行用户程序（2）执行程序异常或警告到结束指令吗？NOYES扫描周期固定值检查已设置固定值?N（3）扫描周期计算处理Y可由用户双月通过DM6619Y设定，执行等待至设定的扫描周期到此时，需等待时间到方向下执行；一般扫描周期为不定，由监控计算算出扫描周期输入扫描输入继电器（4）I/O刷新输出继电器执行外设端口服务（5）外设端口服务完成通信处理第二章CPM1A的性能规格和区域分配一、CPM1A的性能规格性能规格控制方式存储程序方式输入输出控制方式循环扫描方式和即时刷新方式并用编程语言梯形图方式指令长度1步/1指令、1~5步/1指令指令种类基本指令14种应用指令79种139条处理速度基本指令(LD)0．72ｕｓ~17.2μ应用指令MOV指令16.3μｓ程序容量2048字最大I/O点数10点、20点、30点、40点输入继电器00000~00915输出继电器01000~01915内部辅助继电器512点：20000~23115(200CH~231CH)特殊辅助继电器384点：23200~25515（232CH~255CH）暂存继电器TR8点：TR0~8保持继电器HR320点：HR0000~1915（HR00~HR19CH）辅助记忆继电器AR256点：AR0000~1515（AR00~15CH）链接继电器LR256点：LR0000~1515（LR00~15CH）定时器/计数器TIM/CNT128点：TIM/CNT000~127100mｓ型：TIM000~127（号数与10mｓ型共用）10mｓ型（高速定时器）：TIM000~127减法计数器、可逆计数器数据存储器DM可读/写1002字（DM0000~0999、1022~1023）故障履历存入区22字（DM1000~1021）只读456字（DM6144~6599）PC系统设定区56字（DM6600~6655）输入中断2点（10点）4点（20点及以上型）间隔定时中断1点（0.5~319968mｓ、单触发模式或定时中断模式）停电保持功能保持继电器HR、、辅助记忆继电器AR、计数器CNT、数据内存（DM）的内容保持内存后备快闪内存：用户程序、只读数据内存（无电池保持）超级电容：读/写数据内存、保持继电器、辅助记忆继电器、计数器（保持20天/环境温度25°C）自诊断功能CPU异常（WDT）、内存检查、I/O总线检查程序检查无END指令、程序异常(运行时一直检查)高速计数器1点单相5KHZAK或两相2.5KHZ(线性计数器方式)当前值248（L）、249（H）CH递增模式:0~65535(16位)、增减模式：-32767~32767（16位）脉冲输出1点20HZ~2KHZ（单相输出：占空比50%）快速响应输入与外部中断输入共用（最小输入脉冲宽度0.2mｓ）（不经滤波）输入时间常数可设定1mｓ/2mｓ/4mｓ/8mｓ16/16mｓ/32mｓ/64mｓ/128mｓ中的一个（输入滤波时间常数设定）模拟电位器2点(0~200)二、输入输出规格①输入单元000~009CH输入阻抗：IN00000~00002为2KΩ，其它为4.7KΩ输入电压：DC24V+10%、-15%ON电压：最小DC14.4VOFF电压:最大DC5.0VON及OFF响应时间(IN00000~00002作为高速计数器使用时除外):1~128mｓ以下可选,缺省为8mｓIN00000~00002作为高速计数器使用时响应时间：200μｓ左右（可满足高速计数频率单相5KHZ、两相2.5KHZ）的要求IN00003~00006作为中断输入时响应时间为0.3mｓ以下(从输入ON开始到执行中断处理子程序为止的时间)输入单元是可以把外部输入设备的信号直接取到PLC内部的继电器，当CPU及输入单元装入时，方有输入继电器的动作。输入继电器可以作为程序中的接点或通道数据使用。在程序中继电器号的顺序及常开/常闭接点的使用次数是没有限制的，但要注意：请不要对输入继电器的号数使用输出命令。②输出单元010~019CH断电器输出型：最大开关能力AC250V/2ADC24V/2A公共端4A最小开关能力DC5V、10mA继电器寿命：电气寿命：阻性负载30万次感性负载10万次机械寿命：2000万次ON响应时间：15mS以下OFF响应时间：15mS以下晶体管输出型：最大开关能力：24VDC+10%-15%300mA最小开关能力：10mAON响应时间：0.1mS以下OFF响应时间：1mS以下输出单元可以把PLC内部程序执行结果送到外部。输出点在程序中，可以作为继电器线圈接点及通道数据使用：在程序中输出继电器的号数使用顺序、常开/常闭接点的使用次数均没有限制。在编程过程中注意不要对同一个输出继电器重复使用两次输出命令。三、CPM1A继电器地址的分配及继电器功能作用介绍名称点数通道继电器功能输入继电器160点(10字)000~009CH00000~00915能分配给外部输入输出端子的继电器(当输入输出通道不使用的继电器号能作为内部辅助继电器使用)输出继电器160点(10字)010~019CH01000~01915内部辅助继电器512点(32字)200~231CH20000~23115程序中能自由使用的继电器特殊辅助继电器384点(24字)232~255CH23200~25507具有特定功能的继电器暂存继电器8点TR0~7用于在回路分叉点临时记忆的继电器,保持继电器（HR）320点(20字)HR00~19CHHR0000~1915程序中能自由使用的继电器,辅助记忆继电器（AR）256点(16字)AR00~15CHAR0000~1515具有特定功能的继电器,电源断时能记住ON/OFF状态链接继电器（LR）256点(16字)LR00~15CHLR0000~15151:1连接中作为输入输出使用的继电器(也可作为内部辅助继电器使用)定时器/计数器（TIM/CNT）128点TIM/CNT000~127定时器和计数器共用相同号数据内存(DM)可读写1002字DM0000~0999DM1022~1023以字为单位(16位使用,电源断时数据保持.DM1000~1021不作为存放异常历史使用时,可作为一般的DM自由使用。.DM6144~6599、DM6600~6655不能在程序中写入(可从外围设备设定)异常历史存放区22字DM1000~1023只读456字DM6144~6599PC系统设置区56字DM6600~6655①内部辅助继电器512点，200~231CH仅可在程序中作