PLC基礎知識?？茖W習課程

1、 1968年美國最大的汽車制造廠家通用汽車公司(GM)提出了研制可編程序控制器的基本設想，即 (1)能用于工業(yè)現(xiàn)場。 (2)能改變其控制“邏輯”，而不需要變動組成它的元件和修改內(nèi)部接線。 (3)出現(xiàn)故障時易于診斷和維修。 1969年，美國數(shù)字設備公司(DEC)研制出了世界上第一臺PLC。我國1974年研制，77年應用。第1頁/共148頁第一頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。1.2可編程序控制器的定義、特點一、定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。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)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字

2、式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關設備，都應按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。” 第2頁/共148頁第二頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。二、特點1編程方法簡單易學2功能強，性能價格比高3硬件配套齊全用戶使用方便。適應性強4可靠性高?？垢蓴_能力強 5系統(tǒng)的設計、安裝、調(diào)試工作量少 6維修工作量小，維修方便7體積小，能耗低 第3頁/共148頁第三頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。1.3 可編程序控制器的應用領域1.數(shù)字量邏輯控制2.運動控制3.閉環(huán)過程控制4.數(shù)據(jù)處理5.通信聯(lián)網(wǎng)第4頁/共148頁第四頁，編輯于星期六：十五點

3、 三十三分。1.4可編程序控制器的發(fā)展趨勢 1向高性能，高速度、大容量發(fā)展 2大力發(fā)展微型可編程序控制器 3. 大力開發(fā)智能型lO模塊和分布式IO子系統(tǒng) 4基于個人計算機的編程軟件取代手持式編程器 5可編程序控制器編程語言的標準化 6可編程序控制器通信的易用化和“傻瓜化” 7可編程序控制器的軟件化與Pc化 8組態(tài)軟件引發(fā)的七位計算機編程革命 9可編程序控制器與現(xiàn)場總線相結合第5頁/共148頁第五頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第2章 可編程序控制器的硬件結構與工作原理2.1可編程序控制器的基本結構2.1.1基本結構 組成：CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、編 程裝置。 第6頁/共148頁第六

4、頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第7頁/共148頁第七頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 1 CPU模塊 1）CPU芯片 作用： 在可編程序控制器控制系統(tǒng)中，CPU模塊相當于人的大腦，它不斷地采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出。 2）存儲器： 作用：存放系統(tǒng)程序，用戶程序和數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)程序：決定PLC的基本智能，由廠家設計，并存入ROM、EEPROM。用戶不能修改。 用戶程序：根據(jù)要求，用PLC的編程語言，編制的程序，用戶用編程器寫入RAM或EEPROM。第8頁/共148頁第八頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。類型 (1)隨機存取存儲器(RAM)用戶可以用編程裝置讀出RAM中的

5、內(nèi)容，也可以將用戶程序寫入RAM，它是易失性的存儲器，它的電源中斷后，儲存的信息將會丟失。 (2)只讀存儲器(ROM) ROM的內(nèi)容只能讀出，不能寫入。它是非易失的，它的電源消失后，仍能保存儲存的內(nèi)容。ROM一般用來存放可編程序控制器的系統(tǒng)程序。第9頁/共148頁第九頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 (3)可電擦除可編程的只讀存儲器(EEPROM或E2PROM) 它是非易失性的，但是可以用編程裝置對它編程兼有ROM的非易失性和RAM的隨機存取優(yōu)點，但是將信息寫入它所需的時間比RAM長得多。EEPROM用來存放用戶程序和需長期保存的重要數(shù)據(jù)。 第10頁/共148頁第十頁，編輯于星期六：十五點

6、 三十三分。 2 I0模塊 作用：是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場和CPU模塊的橋梁。1）輸入模塊作用：接收和采集輸入信號。 輸人電路：設有RC濾波電路和光電耦合器。 2）輸出模塊作用：控制輸出設備，執(zhí)行裝置。輸出電路：晶體管和場效應管、雙向晶閘管，小型繼電器。第11頁/共148頁第十一頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 3、編程裝置 作用： 編程裝置用來生成用戶程序，并對它進行編輯、檢查和修改。1）.手持式編程器：不能直接輸人和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序，因此又叫做指令編程器。2）.編程軟件編程：在屏幕上直接生成和編輯梯形圖、指令表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可以實現(xiàn)不同

7、編程語言的相互轉換。第12頁/共148頁第十二頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 4、電源可編程序控制器使用220V交流電源或24V直流電源。內(nèi)部的開關電源為各模塊提供DC 5V、12V、24V等直流電源。第13頁/共148頁第十三頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。2.1.2 可編程序控制器的物理結構 1整體式（ S7200）（圖2-2） 2模塊式 (s7300和s7400系列)(圖2-3)。2.1.3 可編程序控制器的外部接線 CPU222模塊的外部接線圖(見圖2-6) 第14頁/共148頁第十四頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。PID溫控模塊運動控制模塊稱重模塊 Modem模塊 以太

8、網(wǎng)模塊 DP 模塊 開關量模塊 HMI模塊 機架主模塊擴展功能模塊S7-300模塊擴展功能模塊模塊化S7-200培訓設備DemoLive足球生產(chǎn)線系統(tǒng)配置模塊化 S7-200培訓第15頁/共148頁第十五頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第16頁/共148頁第十六頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第17頁/共148頁第十七頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第18頁/共148頁第十八頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。PLC工作原理 掃描工作方式 當PLC運行時，需要進行眾多的操作而 PLC的CPU不可能同時去執(zhí)行多個操作， 每一刻只能執(zhí)行一個操作 。第19頁/共148頁第十九頁，編輯于星

9、期六：十五點 三十三分。PLC工作原理 掃描工作方式 解決的辦法：采用分時操作原理 由于CPUCPU的運算處理速度很快，所以從宏觀上來看， PLCPLC外部出現(xiàn)的結果似乎是同時完成的。 這種分時操作的方法稱為掃描工作方式 第20頁/共148頁第二十頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。PLC工作原理 掃描工作方式 例如：用戶程序的執(zhí)行（用戶程序的掃描工作過程） 掃描是從第一條程序開始，在無中斷或跳轉控制的情況下，按程序存儲順序的先后，逐條執(zhí)行執(zhí)行程序，直到程序結束。然后再從頭開始掃描執(zhí)行，并周而復始地重復進行。第21頁/共148頁第二十一頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。可編程序控制器的工作原

10、理可編程序控制器的工作方式工作狀態(tài)：STOP：創(chuàng)建和編輯用戶程序，設置PLC的硬件功能，并可下栽到PLC。 RUN: 執(zhí)行用戶程序實現(xiàn)控制功能。 掃描工作方式。第22頁/共148頁第二十二頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第23頁/共148頁第二十三頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。PLC工作原理 PLC的掃描工作過程 第24頁/共148頁第二十四頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。PLC工作原理 PLC的掃描工作過程 第25頁/共148頁第二十五頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。PLC工作原理 PLC執(zhí)行程序的過程第26頁/共148頁第二十六頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。PLCP

11、LC工作原理 PLCPLC掃描工作方式的特點 集中采樣：集中采樣： 在一個掃描周期中，對輸入狀態(tài)的采樣只在輸入處理階段在一個掃描周期中，對輸入狀態(tài)的采樣只在輸入處理階段進行。當進行。當PLC進入程序處理階段后輸入端將被封鎖，直到下一個進入程序處理階段后輸入端將被封鎖，直到下一個掃描周期的輸入處理階段才對輸入狀態(tài)進行重新采樣。掃描周期的輸入處理階段才對輸入狀態(tài)進行重新采樣。集中輸出：集中輸出： 在用戶程序中如果對輸出結果多次賦值，則最后一次有效。在一在用戶程序中如果對輸出結果多次賦值，則最后一次有效。在一個掃描周期內(nèi)，只在輸出處理階段才將輸出狀態(tài)從輸出映象寄存器中個掃描周期內(nèi)，只在輸出處理階段才

12、將輸出狀態(tài)從輸出映象寄存器中輸出，對輸出接口進行刷新。在其它階段里輸出狀態(tài)一直保存在輸出輸出，對輸出接口進行刷新。在其它階段里輸出狀態(tài)一直保存在輸出映象寄存器中。映象寄存器中。第27頁/共148頁第二十七頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。PLCPLC工作原理 PLCPLC掃描工作方式的特點( (集中采樣、集中輸出的優(yōu)點) PLC工作時大多數(shù)時間與外部輸入/輸出設備隔離，從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，增強了系統(tǒng)的可靠性。 第28頁/共148頁第二十八頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。2.2 PLC2.2 PLC工作原理2.2.4 PLC2.2.4 PLC掃描工作方式的特點( (集中采樣、集

13、中輸出的缺點) 降低了系統(tǒng)的響應速度 PLCPLC輸入輸出響應滯后：當PLCPLC輸入端輸入信號發(fā)生變化到PLCPLC輸出端對該輸入變化作出反應，需要一段時間。對一般的工業(yè)控制，這種滯后是完全允許的。 這種響應滯后不僅是由于PLCPLC掃描工作方式造成，更主要是PLCPLC輸入接口濾波環(huán)節(jié)帶來的輸入延遲和輸出接口中驅動器件動作時間帶來輸出延遲，還與程序設計有關。 第29頁/共148頁第二十九頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 對于小型對于小型PLC:PLC: I/O點數(shù)較少、用戶程序較短 一般采用的工作方式 而對于大中型而對于大中型PLC:PLC: I/O點數(shù)較多，控制功能強，用戶程序較長，

14、為提高系統(tǒng)響應速度，采用或以及采用智能I/O接口等多種方式 PLCPLC工作原理 PLCPLC掃描工作方式的特點第30頁/共148頁第三十頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。2.2.2 可編程序控制器的工作原理1.讀取輸入 2.執(zhí)行用戶程序3.通信處理4.自診斷測試5.修改輸出6.中斷程序的處理7.立即IO處理 第31頁/共148頁第三十一頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。2.2.3 輸人輸出滯后時間 是指可編程序控制器的外部輸入信號發(fā)生變化的時刻至它控制的有關外部輸出信號發(fā)生變化的時刻之間的時間間隔，幾十毫秒。 第32頁/共148頁第三十二頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。2.3 S7-

15、200系列可編程序控制器性能簡介2.3.1 CPU模塊S7-200有5種CPU模塊，。2.3.2數(shù)字量擴展模塊當CPU IO點數(shù)不夠時，必須使用擴展模塊的IO點數(shù)2.3.3模擬量輸入輸出擴展模塊模擬量擴展模塊有3種。第33頁/共148頁第三十三頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。2.3.4熱電偶、熱電阻擴展模塊 EM231熱電偶、熱電阻模塊. EM231熱電偶模塊。 2.3.5 PROFIBUS-DP通信模塊 2.3.6 STEP 7-MicroWIN編程軟件簡介第34頁/共148頁第三十四頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。2.4可編程序控制器的安裝2.4.1模塊的安裝與拆卸 1.模塊的安裝

16、與拆卸 2.現(xiàn)場接線端子排與可拆卸的端 子連接器。 第35頁/共148頁第三十五頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。2.4.2本機I0與擴展lO本機IO有固定的地址，擴展I0點的地址由模塊的類型和模塊在同類IO模塊鏈中的位置來決定。規(guī)則：1）同類型輸入或輸出點的模塊進行順序編址。 2）數(shù)字量I0模塊的地址以字節(jié)(8位)為單位，未用的位不會分配給I0鏈中的后續(xù)模塊。 3）模擬量擴展模塊以2字節(jié)遞增的方式來分配地址。CPU224的I0地址分配舉例。（圖212）第36頁/共148頁第三十六頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第37頁/共148頁第三十七頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第第3 3章

17、可編程序控制器程序設計基礎章可編程序控制器程序設計基礎3.1 可編程序控制器的編程語言與程序結構3.2 存儲器的數(shù)據(jù)類型與尋址方式3.3 位邏輯指令3.4 定時器與計數(shù)器指令第38頁/共148頁第三十八頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。3.1.1 可編程序控制器編程語言 的國際標準 1994年5月 可編程序控制器標準(IECll31).組成：通用信息，設備與測試要求，編程語言，用戶指南和通信。編程語言標準。(IECll313) (1)順序功能圖(Sequential Function Chart)。 (2)梯形圖(Ladder Diagram)。 (3)功能塊圖(Function Block

18、 Diagram)。 (4)指令表(Instction List)。 (5)結構文本(structured Text) 第39頁/共148頁第三十九頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。1順序功能圖(SFC) 這是一種位于其他編程語言之上的圖形語言，用來編制順序控制程序。 順序功能圖提供了一種組織程序的圖形方法，在順序功能圖中可以用別的語言嵌套編程。步、轉換和動作是順序功能圖中的三種主要元件?？梢杂庙樞蚬δ軋D來描述系統(tǒng)的功能。第40頁/共148頁第四十頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 2梯形圖(LAD) 組成：由觸點、線圈和用方框表示的功能塊。（圖3-3） 特點：1）沿用繼電器這一名稱，但不

19、是真實繼電器，而是軟件中編程元件。2）假想的“能流”(POWeY Flow)，從左向右流動。3）邏輯解算，從左至右，從上至下。4）線圈放在最右邊，觸點可無限次使用。 第41頁/共148頁第四十一頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第42頁/共148頁第四十二頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 3功能塊圖(FBD) 4語句表（STL） 指令表程序：一種與微機的匯編語言中的指令相似的助記符表達式。 5結構文本(sT) 結構文本(sT)是為IECll313標準創(chuàng)建的一種專用的高級編程語言。與梯形圖相比，它能實現(xiàn)復雜的數(shù)學運算，編寫的程序非常簡潔和緊湊。 第43頁/共148頁第四十三頁，編輯于星期六

20、：十五點 三十三分。第44頁/共148頁第四十四頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。3.2存儲器的數(shù)據(jù)類型與尋址方式3.2.1數(shù)據(jù)在存儲器中存取的方式 1位、字節(jié)、字和雙字位(bit)：二進制數(shù)的1位只有O和1兩種不同的取值。字節(jié)(Byte)：8位二進制數(shù)組成1個字節(jié)。字(Word)：兩個字節(jié)。雙字（Double Word）：兩個字。 第45頁/共148頁第四十五頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。2數(shù)據(jù)的存取方式 I3. 2 IB3(圖3-5)。VBl00 VWl00 VDl00 (見圖3-6)。322不同存儲區(qū)的尋址 1輸入映像寄存器(I)尋址 輸入映像寄存器的標識符為I(I0.0-I15

21、.7)，在每個掃描周期的開始，CPU對輸入點進行采樣，并將采樣值存于輸入映像寄存器中。 I、O、V、M、S、SM、L均可按位、字節(jié)、字和雙字來存取。 第46頁/共148頁第四十六頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第47頁/共148頁第四十七頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 2輸出映像寄存器(Q)尋址 輸出映像寄存器的標識符為Q(QO.OQ15.7)，在掃描周期的末尾，CPU將輸出映像寄存器的數(shù)據(jù)傳送給輸出模塊，再由后者驅動外部負載。 3變量存儲器(v)尋址 程序執(zhí)行的過程中存放中間結果，或用來保存與工序或任務有關的其他數(shù)據(jù)。 第48頁/共148頁第四十八頁，編輯于星期六：十五點 三十三分

22、。4位存儲器(M)區(qū)尋址內(nèi)部存儲器標志位(MO.0M31.7)用來保存控制繼電器的中間操作狀態(tài)或其他控制信息。 5特殊存儲器(SM)標志位尋址 特殊存儲器用于CPU與用戶之間交換信息如SMO.O、SMO.l、SMO.4和SMO.5 第49頁/共148頁第四十九頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 6局部存儲器(L)區(qū)尋址 S7-200有64個字節(jié)的局部存儲器，其中60個可以作為暫時存儲器，或給子程序傳遞參數(shù)。7定時器存儲器(T)區(qū)尋址S7-200有三種時基增量分別為1ms、lOms和lOOms定時器。 第50頁/共148頁第五十頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。8計數(shù)器存儲器(c)區(qū)尋址計數(shù)

23、器用來累計其計數(shù)輸入端脈沖電平由低到高的次數(shù)，CPU提供加計數(shù)器、減計數(shù)器和加減計數(shù)器。9順序控制繼電器(s)尋址順序控制繼電器(SCR)位用于組織機器的順序操作，SCR提供控制程序的邏輯分段。第51頁/共148頁第五十一頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。10模擬量輸入(AI)尋址 S7-200將現(xiàn)實世界連續(xù)變化的模擬量(如溫度、壓力、電流、電壓等)用AD轉換器轉換為1個字長(16位)的數(shù)字量，用區(qū)域標識符AI、數(shù)據(jù)長度(w)和字節(jié)的起始地址來表示模擬量輸入的地址。第52頁/共148頁第五十二頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。11模擬量輸出(AQ)尋址 S7-200將1個字長的數(shù)字用DA轉

24、換器轉換為現(xiàn)實世界的模擬量，用區(qū)域標識符AQ、數(shù)據(jù)妊度(w)和字節(jié)的起始地址來表示存儲模擬量輸出的地址第53頁/共148頁第五十三頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。12累加器(AC)尋址 累加器是可以像存儲器那樣使用的讀寫單元，例如可以用它向子程序傳遞參數(shù)，或從子程序返回參數(shù)，以及用來存放計算的中間值。CPU提供了4 個32位累加器(AC0-AC3)，可以按字節(jié)、字和雙字來存取累加器中的數(shù)據(jù) 第54頁/共148頁第五十四頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。13高速計數(shù)器(HC)尋址 高速計數(shù)器用來累計比CPU的掃描速率更快的事件，其當前值和設定值為32位有符號整數(shù)，當前值為只讀數(shù)據(jù)。14常數(shù)

25、的表示方法與范圍 常數(shù)值可以是字節(jié)、字或雙字，CPU以二進制方式存儲常數(shù)，常數(shù)也可以用十進制、十六進 制、ASCII碼或浮點數(shù)形式來第55頁/共148頁第五十五頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。3.2.3直接尋址與間接尋址1直接尋址在指令中直接使用存儲器或寄存器的元件名稱和地址編號，直接查找數(shù)據(jù)，如VW790、VBl00。第56頁/共148頁第五十六頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第57頁/共148頁第五十七頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 使用地址指針來存取存儲器中的數(shù)據(jù)， 使用前，首先將數(shù)據(jù)所在單元的內(nèi)存地址放入地址指針寄存器中，然后根據(jù)此地址指針存取數(shù)據(jù)。 建立指針 只能用V、

26、L或ACl、AC2和AC3作指針。 例如：MOVD VB200，AC1 MOVD C3，VD6 MOVD MB4，LD8第58頁/共148頁第五十八頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 2）用指針來存取數(shù)據(jù)（圖3-7） 3）修改指針例：MOVD AC1 將指針增加兩次，指向下一個字。INCD AC1 MOVW *AC1,AC0 將AC1所指向的字的數(shù)值送AC0 第59頁/共148頁第五十九頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第60頁/共148頁第六十頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。3.3 位邏輯指令3.3.1 觸點指令1.標準觸點指令 LD(Load裝載)、A(And，與)和0(Or，或)

27、 。2.堆棧的基本概念 S7200有1個9位的堆棧，棧頂用來存儲邏輯運算的結果下面的8位用來存儲中間運算結果。堆棧中的數(shù)據(jù)一般按“先進后出”的原則存取。第61頁/共148頁第六十一頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 3 OLD(0r Load)指令 串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接。 OLD指令不需要地址，它相當于需并聯(lián)的兩塊電路右端的一段垂直連線。 4 ALD(And Load)指令 圖3-9中OLD后面的兩條指令將兩個觸點并聯(lián)。第62頁/共148頁第六十二頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第63頁/共148頁第六十三頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 5其他堆棧操作指令 入棧(LPS，Logic

28、 Push)（見圖3-11）。 讀棧(LRD，Logic Read) 出棧(LPP，Logic Pop) 裝載堆棧(LDS n，Load Stack，n=18) 第64頁/共148頁第六十四頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 6立即觸點立即(Immediate)觸點指令只能用于輸入I，執(zhí)行立即觸點指令時，立即讀人物理輸人點的值，根據(jù)該值決定觸點的接通斷開狀態(tài)，但是并不更新該物理輸人點對應的映像寄存器。第65頁/共148頁第六十五頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第66頁/共148頁第六十六頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。3.3.3輸出指令 1輸出(=) 2立即輸出(=I) 只能用于輸出

29、量(Q)，執(zhí)行該指令時，將棧頂值立即寫入指定的物理輸出位和對應的輸出映像寄存器。第67頁/共148頁第六十七頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。3置位與復位（S、R）4立即置位與立即復位（Sl、Rl）3.3.4其他指令1取反(NOT)2跳變觸點3空操作指令第68頁/共148頁第六十八頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第69頁/共148頁第六十九頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。3.4定時器與計數(shù)器指令3.4.1定時器指令 分類：通電延時定時器(TON)、斷電延時定時器(TOF)、保持型通電延時定時器(TONR)分辨率： lms、lOms和lOOms第70頁/共148頁第七十頁，編輯于星期六

30、：十五點 三十三分。 1. 通電延時定時器(TON)第71頁/共148頁第七十一頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。2. 斷電延時定時器(TOF)。第72頁/共148頁第七十二頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 3保持型通電延時定時器(TONR)(圖3-18)。 第73頁/共148頁第七十三頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。4定時器當前值刷新的方法1).1ms定時器2) 10ms定時器3 100ms定時器第74頁/共148頁第七十四頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。3.4.2計數(shù)器指令1.加計數(shù)器CTU 。 第75頁/共148頁第七十五頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 2減計數(shù)器GT

31、D第76頁/共148頁第七十六頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。3加減計數(shù)器CTUD。第77頁/共148頁第七十七頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第4章數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設計方法4 .1梯形圖的經(jīng)驗設計法 經(jīng)驗設計法:在典型電路的基礎上，根據(jù)對控制系統(tǒng)要求，不斷地修改和完善梯形圖。設計所用的時間、設計的質量與設計者的經(jīng)驗有很大的關系，它可以用于較簡單的梯形圖(如手動程序)的設計。第78頁/共148頁第七十八頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。4.1.1梯形圖的基本電路1.起動保持和停止電路 第79頁/共148頁第七十九頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。2.延時接通/短開電路 第8

32、0頁/共148頁第八十頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。3.閃爍電路（ 圖4-4）。 第81頁/共148頁第八十一頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。4.1.2.小車自動往返運動的梯形圖設計第82頁/共148頁第八十二頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第83頁/共148頁第八十三頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第84頁/共148頁第八十四頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。4.2根據(jù)繼電器電路圖設計梯形圖的方法4.2.1 概述用PLC的外部硬件接線和梯形圖軟件來實現(xiàn)繼電器控制系統(tǒng)的功能。特點：不需要改動控制面板，操作人員不用改變長期形成的操作習慣。第85頁/共148頁第八十五頁，編輯于

33、星期六：十五點 三十三分。4.2.2基本方法 1)了解和熟悉被控設備的工藝過程和機械的動作情況，根據(jù)繼電器電路圖分析和掌握控制系統(tǒng)的工作原理。 2)確定可編程序控制器的輸入信號和輸出負載，對應的梯形圖中的輸入位和輸出位的地址，畫出可編程序控制器的外部接線圖。 3)確定與繼電器電路圖的中間繼電器、時間繼電器對應的梯形圖中的存儲器位(M)和定時器(T)的地址。 4)根據(jù)上述對應關系畫出梯形圖。 第86頁/共148頁第八十六頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 例：是某三速異步電動機起動和自動加速的繼電器控制電路圖，圖4-8、圖4-9、圖4-10。第87頁/共148頁第八十七頁，編輯于星期六：十五點

34、 三十三分。第88頁/共148頁第八十八頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第89頁/共148頁第八十九頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 4.3.3注意事項 遵守梯形圖語言中的語法規(guī)定。 置中間單元。 3)盡量減少可編程序控制器的輸入信號和輸出信號。 4)外部聯(lián)鎖電路的設立。 5)在串聯(lián)電路中單個觸點應放在右邊，在并聯(lián)電路中單個觸點應放在下向。 6)外部負載的額定電壓。第90頁/共148頁第九十頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。4.3順序控制設計法與順序功能圖4.3.1順序控制設計法 1 用經(jīng)驗設計法設計梯形圖時，沒有一套同定的方法和步驟可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，對于不同的控制

35、系統(tǒng)，沒有一種通用的容易掌握的設計方法。梯形圖往往很難閱讀，系統(tǒng)的維修和改進困難。 第91頁/共148頁第九十一頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 2定義： 所謂順序控制，就是按照生產(chǎn)工藝預先規(guī)定的順序，在各個輸入信號的作用F，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時間的順序，在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構自動地有秩序地進行操作。第92頁/共148頁第九十二頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 3.順序控制設計法的基本思想：將系統(tǒng)的一個工作周期劃分為若干個順序相連的階段，這些階段稱為步(step)，并用編程元件(M和S)來代表各步。a.步的劃分:根據(jù)輸出量的狀態(tài),在任何一步之內(nèi)，各輸出量的ONOFF狀態(tài)不變，但是相鄰兩步

36、輸出量的狀態(tài)是不同的。b. 轉換條件:使系統(tǒng)由當前步進入下一步的信號。第93頁/共148頁第九十三頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。432順序功能圖1順序功能圖的由來功用：描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形，也是設計可編程序控制器的順序控制程序的有力工具。組成：步、有向連線、轉換、轉換條件、動作第94頁/共148頁第九十四頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。2.步 1）表示方法： 用矩形方框，方框中可以用數(shù)字，編程元件的地址作為步的編號。圖4-12是某組合機床動力頭的進給運動示意圖和輸入輸出信號時序圖。 2）初始步： 與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對應的步稱為初始步，初始步用雙線方框表示。 3

37、）與步對應的動作或命令。 4）活動步：系統(tǒng)正處于某一步所在的階段時該步處于活動狀態(tài)。第95頁/共148頁第九十五頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。3有向連線與轉換條件 1）有向連線：從上到下或從左至右箭頭不標，反之標出。 2）轉換：用有向連線上與有向連線垂直的短劃線來表示，將相鄰兩步隔開。 3）轉換條件： 轉換條件是與轉換相關的邏輯命題，轉換條件可以用文字語言、布爾代數(shù)表達式或圖形符號標注在表示轉換的短線的旁邊。第96頁/共148頁第九十六頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 4基本結構1）單序列2）選擇序列3）并列序列4）順序功能圖舉例第97頁/共148頁第九十七頁，編輯于星期六：十五點

38、三十三分。第98頁/共148頁第九十八頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 5轉換實現(xiàn)的基本規(guī)則 1）轉換實現(xiàn)的條件 (1)該轉換所有的前級步都是活動步。 (2)相應的轉換條件得到滿足。 2）轉換實現(xiàn)應完成的操作 (1)使所有由有向連線與相應轉換符號相連的后續(xù)步都變?yōu)榛顒硬健?(2)使所有由有向連線與相應轉換符號相連的前級步都變?yōu)椴换顒硬健５?9頁/共148頁第九十九頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。6注意事項 (1)兩個步絕對不能直接相連必須用一個轉換將它們隔開。 (2)兩個轉換也不能直接相連必須用一個步將它們隔開。 (3)初始步一般對應于系統(tǒng)等待起動的初始狀態(tài)，始步是必不可少。 第100

39、頁/共148頁第一百頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。(4)自動控制系統(tǒng)應能多次重復執(zhí)行同一工藝過程，一般應有由步和有向連線組成的閉環(huán)，即在完成一次工藝過程的全部操作之后，應從最后一步返回初始步，系統(tǒng)停留在初始狀態(tài)(單周期，圖4-12)，在連續(xù)循環(huán)工作方式時，將從最后一步返回下一工作周期開始運行的第一步(圖4-17)。(5)只有當某一步的前級步是活動步時，該步才有可能變成活動步 第101頁/共148頁第一百零一頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第5章 順序控制梯形圖的設計方法 定義:根據(jù)順序功能圖設計梯形圖的方法。方法:使用起保停電路；以轉換為中心；使用控制繼電器。 第102頁/共148頁

40、第一百零二頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。5.1 使用起保停電路設計順序控制梯形圖的方法1.鍋爐的鼓風機和引風機梯形圖設計第103頁/共148頁第一百零三頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第104頁/共148頁第一百零四頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 2.輸出電路的設計方法。： 1）某一輸出量僅在某一步中為ON，將它的線圈與對應步的存儲器位（M0.2）的線圈并聯(lián)。 2）某一輸出在幾步中都為ON，將代表各有關步的存儲器位的常開觸點并聯(lián)后，驅動該輸出的線圈。（M0.1MO.3的常開觸點并聯(lián)驅動Q0.O的線圈） 第105頁/共148頁第一百零五頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。5.2以

41、轉換為中心的順序控制梯形圖設計方法1.梯形圖與順序功能圖的對應關系特點：這種設計方法特別有規(guī)律。在設計復雜的順序功能圖的梯形圖時既容易掌握，又不容易出錯。 第106頁/共148頁第一百零六頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。2.某組合機床的動力頭控制系統(tǒng)梯形圖設計（圖5-8） 注意：使用這種編程方法時，不能將輸出位的線圈與置位指令和復位指令并聯(lián)。第107頁/共148頁第一百零七頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第108頁/共148頁第一百零八頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。5.3使用SCR指令的順序控制梯形圖設計方法5.3.1順序控制繼電器指令 順序控制繼電器s專門用于編制順序控制程序。

42、 第109頁/共148頁第一百零九頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。裝載順序控制繼電器(Load Sequence Control Relay)指令LSCR n：表示一個SCR段即順序功能圖中的步的開始。 順序控制繼電器結束(sequence Control Relay End)指令SCRE：表示SCR段的結束。 順序控制繼電器轉換(sequence Control Relay Transition)指令SCRT n:表示SCR段之間的轉換，即步的活動狀態(tài)的轉換。第110頁/共148頁第一百一十頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 使用SCR時有如下的限制：不能在不同的程序中使用相同的s位；

43、不能在SCR段中使用JMP及LBL指令，即不允許用跳轉的方法跳人或跳出SCR段；不能在SCR段中使用FOR、NEXT和END指令。第111頁/共148頁第一百一十一頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 532 編程方法 某小車運動的梯形圖設計。第112頁/共148頁第一百一十二頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第113頁/共148頁第一百一十三頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。5.4具有多種工作方式的系統(tǒng)的順序控制梯形圖設計方法 概述 多種工作方式：手動和自動(包括連續(xù)、單周期、單步、自動返回初始狀態(tài)等)手動程序比較簡單，一般用經(jīng)驗法設計，復雜的自動程序一般根據(jù)系統(tǒng)的順序功能圖用順序控制法

44、設計。第114頁/共148頁第一百一十四頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 梯形圖總體結構：選擇手動工作方式時手動開關I2.0為1狀態(tài)，將跳過自動程序，執(zhí)行公用程序和手動程序。選擇自動工作方式時I2.0為O狀態(tài)，將跳過手動程序，執(zhí)行公用程序和自動程序。 例：某機械手用來將工件從A點搬運到B點(圖5-16)，控制面板（圖5-17），外部接線圖（圖5-18）。第115頁/共148頁第一百一十五頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第116頁/共148頁第一百一十六頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第117頁/共148頁第一百一十七頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第118頁/共148頁第一百一

45、十八頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。5.4.1 使用起保停電路的編程方法 1公用程序 功用：(見圖5-19a)自動程序和手動程序相互切換的處理。 2手動程序（圖5-19b） 3.自動程序 順序功能圖（圖5-20） 梯形圖（ 圖5-21） 4.自動回原點程序 第119頁/共148頁第一百一十九頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第120頁/共148頁第一百二十頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 第121頁/共148頁第一百二十一頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第122頁/共148頁第一百二十二頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第123頁/共148頁第一百二十三頁，編輯于星期六：十五點

46、 三十三分。第6章 可編程序控制器的功能指令 概述 為了滿足工業(yè)控制的需要，PLC生產(chǎn)廠家為PLC 增添了過程控制，數(shù)據(jù)處理和特殊功能指令，這些指令我們稱為功能指令。 類型：傳送、移位及填充指令；算術運算及邏輯運算指令；數(shù)據(jù)轉換指令；高速處理指令；通信指令；PID指令。第124頁/共148頁第一百二十四頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。6.程序控制指令 6.1.1 循環(huán)指令 FOR指令表示循環(huán)的開始，NEXT指令表示循環(huán)的結束， 注意事項： (1)如果啟動了FORNEXT循環(huán)，除非在循環(huán)內(nèi)部修改了結束值，否則循環(huán)就一直進行，直到循環(huán)結束。 (2)再次啟動循環(huán)時，它將初始值INIT傳送到指針I(yè)

47、NDX中。 FOR指令必須與NEXT指令配套使用。允許循環(huán)嵌套，最多可嵌套8層。（圖6-3）第125頁/共148頁第一百二十五頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第126頁/共148頁第一百二十六頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 6.1.2跳轉與標號指令 跳轉指令JMP(Jump),標號LBL(Label)，標號指令用來指示跳轉指令的目的位置。JMP與LBL指令中的操作數(shù)n為常數(shù)0255。第127頁/共148頁第一百二十七頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。6.數(shù)據(jù)處理指令 6.3.2 SIMATIC數(shù)據(jù)傳送指令 1字節(jié)、字、雙字和實數(shù)的傳送 將輸人的數(shù)據(jù)(IN)傳送到輸出(OUT)，傳送

48、過程中不改變數(shù)的大小。 2字節(jié)、字、雙字的塊傳送指令 將從輸入地址(JN)開始的N個數(shù)據(jù)傳送到輸出地址(OUT)開始的N個單-元，N=l 255，N為字節(jié)變量 第128頁/共148頁第一百二十八頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 3字節(jié)交換指令 字節(jié)交換SWAP(swap Bytes)指令交換輸人字(IN)的高字節(jié)與低字節(jié)。 4宇節(jié)立即讀寫指令 字節(jié)立即讀MOVBIR(Move Byte Immediate Read)指令讀取IN輸入端給出的1個字節(jié)的物理輸入點(IB)，并將結果寫入OUT。 字節(jié)立即寫MOV BIW(Move Byte Immediate Write)指令將輸入(IN)給出

49、的1字節(jié)數(shù)值寫入OUT端給出的物理輸出點(0B)。兩條指令的IN和OUT都是字節(jié)變量。第129頁/共148頁第一百二十九頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第130頁/共148頁第一百三十頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 6.3.3 移位與循環(huán)移位指令 1.字節(jié)、字、雙字右移位和左移位指令 2.字節(jié)、字、雙宇循環(huán)右移位和循環(huán)左移位指令 3.移位寄存器指令。 第131頁/共148頁第一百三十一頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第132頁/共148頁第一百三十二頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第133頁/共148頁第一百三十三頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。6.數(shù)學運算指令 6.5.

50、1 SIMATIc整數(shù)數(shù)學運算指令 1整數(shù)與雙整數(shù)加減法指令 2整數(shù)乘除法指令 3加1與減1指令第134頁/共148頁第一百三十四頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 6.4.3 SIMATIC邏輯運算指令 1.取反指令 2.字節(jié)邏輯運算指令 3.字邏輯運算指令第135頁/共148頁第一百三十五頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第7章可編程序控制器在工業(yè)應用中的一些問題7.1 可編程序控制器控制系統(tǒng)的設計與調(diào)試步驟 可編程序控制器控制系統(tǒng)的設計調(diào)試過程如圖所示。 第136頁/共148頁第一百三十六頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。第137頁/共148頁第一百三十七頁，編輯于星期六：十五點 三十三分。 7.1.1深人了解被控制系統(tǒng)。 7.1.2與硬件有關的設計 (1)確定系統(tǒng)輸入元件(如按鈕、指令開關、限位開關、接近開關、傳感器、變送器等)和輸出元件(如