PLC組成及三菱PLC的基本指令

1、5.1 plc的組成 國際電工委員會（iec）于1987年對可編程控制器定義如下： “可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。,5.1.1 plc的作用 （1）開關(guān)量的邏輯控制 （2）運動控制 （3）過程控制 （4）數(shù)據(jù)處理 （5）通信聯(lián)網(wǎng) （6）在計算機集成制造系統(tǒng)中的應(yīng)用,5.1.2 plc的面板 （1）外部接線

2、端子 外部端子包括plc電源端子(l、n、)，直流24v電源端子（24+、com）、輸入端子(x)、輸出端子(y)等。主要完成電源、輸入信號和輸出信號的連接。其中24+、com是機器為輸入回路提供的直流24v電源。一旦com與對應(yīng)點接通，該點就為“on”，此時對應(yīng)輸入指示就點亮,2）指示部分 指示部分包括各io點的狀態(tài)指示、plc電源(power)指示、plc運行(run)指示、用戶程序存儲器后備電池(batt)狀態(tài)指示及程序出錯(prog-e)、cpu出錯(cpu-e)指示等，用于反映io點及plc機器的狀態(tài),3）接口部分 接口部分主要包括編程器、擴展單元、擴展模塊、特殊模塊及存儲卡盒等外部

3、設(shè)備的接口，其作用是完成基本單元同上述外部設(shè)備的連接。在編程器接口旁邊，還設(shè)置了一個plc運行模式轉(zhuǎn)換開關(guān)swl，它有run和stop兩個運行模式，run模式能使plc處于運行狀態(tài)(run指示燈亮)，stop模式能使plc處于停止?fàn)顟B(tài)(run指示燈滅)，此時，plc可進(jìn)行用戶程序的錄入、編輯和修改,4）通信裝置 通常采用pc作為編程、監(jiān)視設(shè)備。 5.1.3 plc的工作原理 工作方式： plc采用周期循環(huán)掃描、集中輸入與集中輸出的工作方式。每次掃描的時間稱為掃描周期。 工作過程： （1）輸入采樣階段：plc以掃描方式依次讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入i/o映像區(qū)中相應(yīng)的存儲單元內(nèi),2）程

4、序執(zhí)行階段：cpu按自上而下、自左而右順序掃描用戶程序，逐句執(zhí)行各條指令。 （3）輸出刷新階段：所有程序執(zhí)行完畢后，cpu將所有需輸出的數(shù)據(jù)一次性輸出以驅(qū)動外部負(fù)載。 1.plc的硬件結(jié)構(gòu) plc的硬件：中央處理器（cpu）、存儲器、輸入接口、輸出接口、通信接口、電源等,主機,plc的硬件系統(tǒng)簡化圖,基本組成,輸入部件： 輸入部件是plc與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場被控對象之間的 連接部件。是現(xiàn)場信號進(jìn)入plc的橋梁。 輸出部件： 輸出部件也是plc與現(xiàn)場設(shè)備之間的連接部件，其功能是控制現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行工作。 fx2n-48點為例 輸入寄存器為：x000-x007、x010-x017、 x020-x027共24

5、點。 輸出寄存器為：y000-y007、y010-y017、 y020-y027共24點,知識鏈接 plc控制系統(tǒng)與繼電-接觸器邏輯控制系統(tǒng)的比較： 組成器件不同：繼電器控制線路是許多真正的硬件繼電器組成，而梯形圖則由許多所謂“軟繼電器”組成。 觸點數(shù)量不同：硬繼電器的觸點數(shù)量有限，用于控制的繼電器的觸 點數(shù)一般只有48對；而梯形圖中每個“軟繼電器”供編程使用的觸點數(shù)有無限對,實施控制的方法不同：在繼電器控制線路中，實現(xiàn)某種控制是通過各種繼電器之間硬接線解決的。而plc控制是通過梯形圖即軟件編 程解決的。 工作方式不同：在繼電器控制線路中，采用并行工作方式；而在梯形圖的控制線路中，采用串行工作

6、方式,任務(wù)5.2 三菱plc的編程語言及基本指令,知識準(zhǔn)備 西門子plc在工作過程中最大優(yōu)點：可靠性 plc不需要大量的活動元件和連線電子元件。它的連線大大減少。與此同時，系統(tǒng)的維修簡單，維修時間短。plc采用了一系列可靠性設(shè)計的方法進(jìn)行設(shè)計。例如：斷電保護，故障診斷和信息保護及恢復(fù)。plc是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設(shè)計的控制裝置，它采用了精簡化的編程語言。編程出錯率大大降低,5.2.1 plc的編程語言 1、梯形圖語言（ld） 梯形圖語言是plc程序設(shè)計中最常用的編程語言。它是與繼電器線路類似的一種編程語言。由于電氣設(shè)計人員對繼電器控制較為熟悉，因此，梯形圖編程語言得到了廣泛的歡迎和應(yīng)用。

7、梯形圖編程語言的特點是：與電氣操作原理圖相對應(yīng)，具有直觀性和對應(yīng)性；與原有繼電器控制相一致，電氣設(shè)計人員易于掌握,梯形圖編程語言與原有的繼電器控制的不同點是，梯形圖中的能流不是實際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實際存在的繼電器，應(yīng)用時，需要與原有繼電器控制的概念區(qū)別對待,兩種控制的梯形圖比較,線圈,線圈,2、指令表語言（il） 指令表編程語言是與匯編語言類似的一種助記符編程語言，和匯編語言一樣由操作碼和操作數(shù)組成。在無計算機的情況下，適合采用plc手持編程器對用戶程序進(jìn)行編制。同時，指令表編程語言與梯形圖編程語言圖一一對應(yīng)，在plc編程軟件下可以相互轉(zhuǎn)換。 ld 00000，表示邏輯操作開始

8、or 01000 ；表示常開觸點01000與前面的觸點并聯(lián) and not 00001； 表示常閉觸點00101與前面的觸點串聯(lián) out 01000；表示前面的邏輯運算結(jié)果輸出給01000 end ;表示程序結(jié),指令表表編程語言的特點是：采用助記符來表示操作功能，具有容易記憶，便于掌握；在手持編程器的鍵盤上采用助記符表示，便于操作，可在無計算機的場合進(jìn)行編程設(shè)計；與梯形圖有一一對應(yīng)關(guān)系。其特點與梯形圖語言基本一致。 3、 順序功能流程圖語言（sfc） 順序功能圖常用來編制順序控制程序，它包括步、動作、轉(zhuǎn)換三個要素。順序功能圖法可以將一個復(fù)雜的控制過程分解為一些小的工作狀態(tài)。對于這些小狀態(tài)的功能

9、依次處理后再把這些小狀態(tài)依一定順序控制要求連,接成組合整體的控制程序,5.2.2 fx2n系列plc的基本指令 在繼電控制系統(tǒng)中，所使用的觸點有動合、動斷。連接方式有串聯(lián)、并聯(lián)及混聯(lián)等。 1. ld、ldi、out指令 ld、ldi指令分別用于將常開、常閉觸點連接到母線上.out指令是對輸出繼電器、輔助繼電器、狀態(tài)器、定時器、計數(shù)器的線圈驅(qū)動指令,ld、ldi、out指令的使用,2. and、ani指令 and、ani指令分別用于單個常開、常閉觸點的串聯(lián)，串聯(lián)觸點的數(shù)量不受限制，該指令可以連續(xù)多次使用,and、ani指令的應(yīng)用,3. or、ori指令 or、ori指令分別用于單個常開、常閉觸點

10、的并聯(lián)，并聯(lián)觸點的數(shù)量不受限制，該指令可以連續(xù)多次使用,or、ori指令的應(yīng)用,4. nop、end指令: nop為空操作指令 在程序中加入nop指令，有利于修改或增加程序時，減小程序步號的變化，但是程序要求有余量。 end為程序結(jié)束指令,5. orb、anb指令 若有多個串聯(lián)回路塊按順序與前面的回路并聯(lián)時，對每個回路塊使用orb指令，則對并聯(lián)的回路個數(shù)沒有限制。若成批使用orb指令并聯(lián)連接多個串聯(lián)回路塊時，由于ld、ldi指令的重復(fù)次數(shù)限制在8次以下，因此這種情況下并聯(lián)的回路個數(shù)限制在8個以下,orb指令的應(yīng)用,若有多個并聯(lián)回路塊按順序與前面的回路串聯(lián)時，對每個回路塊使用anb指令，則對串聯(lián)

11、的回路個數(shù)沒有限制。 若成批使用anb指令串聯(lián)連接多個并聯(lián)回路塊時，由于ld、ldi指令的重復(fù)次數(shù)限制在8次以下，因此這種情況下串聯(lián)的回路個數(shù)限制在8個以下,anb指令的應(yīng)用,6. 定時器指令 fx2n系列中定時器時可分為通用定時器、積算定時器二種。它們是通過對一定周期的時鐘脈沖的進(jìn)行累計而實現(xiàn)定時的，時鐘脈沖有周期為1ms、10ms、100ms三種，當(dāng)所計數(shù)達(dá)到設(shè)定值時觸點動作。設(shè)定值可用常數(shù)k或數(shù)據(jù)寄存器d的內(nèi)容來設(shè)置。 （1）通用定時器 通用定時器的特點是不具備斷電的保持功能，即當(dāng)輸入電路斷開或停電時定時器復(fù)位。通用定時器有100ms和10ms通用定時器兩種,1）100ms通用定時器（t

12、0t199） 共200點，其中t192t199為子程序和中斷服務(wù)程序?qū)Ｓ枚〞r器。這類定時器是對100ms時鐘累積計數(shù)，設(shè)定值為132767，所以其定時范圍為0.13276.7s。 2）10ms通用定時器（t200t245） 共46點。這類定時器是對10ms時鐘累積計數(shù)，設(shè)定值為132767，所以其定時范圍為0.01327.67s,如圖所示，當(dāng)輸入x0接通時，定時器t200從0開始對10ms時鐘脈沖進(jìn)行累積計數(shù)，當(dāng)計數(shù)值與設(shè)定值k123相等時，定時器的常開接通y0，經(jīng)過的時間為1230.01s=1.23s。當(dāng)x0斷開后定時器復(fù)位，計數(shù)值變?yōu)?，其常開觸點斷開，y0也隨之off。若外部電源斷電，定

13、時器也將復(fù)位,2積算定時器 積算定時器具有計數(shù)累積的功能。在定時過程中如果斷電或定時器線圈off，積算定時器將保持當(dāng)前的計數(shù)值（當(dāng)前值），通電或定時器線圈on后繼續(xù)累積，即其當(dāng)前值具有保持功能，只有將積算定時器復(fù)位，當(dāng)前值才變?yōu)?。 （1）1ms積算定時器（t246t249） 共4點，是對1ms時鐘脈沖進(jìn)行累積計數(shù)的，定時的時間范圍為0.00132.767s,2）100ms積算定時器（t250t255）共6點，是對100ms時鐘脈沖進(jìn)行累積計數(shù)的定時的時間范圍為0.13276.7s。 如圖所示，當(dāng)x0接通時，t253當(dāng)前值計數(shù)數(shù)器開始累積100ms的時鐘脈沖的個數(shù)。當(dāng)x0經(jīng)t0后斷開，而t25

14、3尚未計數(shù)到設(shè)定值k345，其計數(shù)的當(dāng)前值保留。當(dāng)x0再次接通，t253從保留的當(dāng)前值開始繼續(xù)累積，經(jīng)過t1時間，當(dāng)前值達(dá)到k345時，定時器的觸點動作。累積的時間為t0+t1=0.1345=34.5s。當(dāng)復(fù)位輸入x1接通時，定時器才復(fù)位，當(dāng)前值變?yōu)?，觸點也跟隨復(fù)位,7.計數(shù)器指令 fx2n系列plc的計數(shù)器共有256個，即c0c255. 計數(shù)器的功能是對指定的輸入端子上的輸入脈沖或其他繼電器邏輯組合的脈沖計數(shù)。達(dá)到計數(shù)的設(shè)定值，計數(shù)器觸點動作。計數(shù)發(fā)生在輸入脈沖的上升沿。每個計數(shù)器有一個動合和一個動斷觸點。 1）增量通用計數(shù)器 fx2n系列plc共有100個增量通用計數(shù)器。地址為c0c99

15、.計數(shù)范圍132767.斷電后從0開始計數(shù),2）斷電保持式增量通用計數(shù)器 fx2n系列plc共有100個斷電保持式增量通用計數(shù)器。地址為c100c199.計數(shù)范圍132767.斷電后再次通電，其繼續(xù)計數(shù)。 3）通用雙向計數(shù)器 fx2n系列plc共有20個通用雙向計數(shù)器。地址為c200c219.所謂雙向是指計數(shù)的方向，有增計數(shù)和減計數(shù)兩種。計數(shù)方向由特殊功能繼電器來定義，一般計數(shù)方向默認(rèn)的是增計數(shù),4）斷電保持式雙向計數(shù)器 fx2n系列plc共有15個斷電保持式雙向計數(shù)器。地址為c220c234.斷電后再通電保持?jǐn)嚯娗暗臓顟B(tài)。 5）高速計數(shù)器 fx2n系列plc設(shè)置了21個高速計數(shù)器。地址是c235c