可編程控制器(PLC)課件

1、第六章 可編程控制器(PLC) 概述6.2 可編程控制器的程序編制6.3 可編程控制器應(yīng)用舉例 6.1 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理第六章 可編程控制器(PLC)本章要求：1. 了解可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理。2. 了解可編程控制器的幾種基本編程方法。3. 熟悉常用的編程指令。4. 學(xué)會(huì)使用梯形圖編制簡(jiǎn)單的程序。第六章 可編程控制器（PLC） 概述一、定義： 可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算的電子操作系統(tǒng)裝置，專(zhuān)為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删?/p>

2、程控制器及其有關(guān)設(shè)備都應(yīng)按易于與工業(yè)控制器系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體和易于擴(kuò)充其功能的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。二、 可編程控制器的發(fā)展： 它的起源可以追溯到60年代，美國(guó)通用汽車(chē)公司為了適應(yīng)汽車(chē)型號(hào)不斷翻新的需要，對(duì)生產(chǎn)線上的控制設(shè)備提出了新的要求，為此研制了第一臺(tái)可編程控制器用于生產(chǎn)線上，通過(guò)改變存儲(chǔ)在里面的指令的方法來(lái)改變生產(chǎn)線的控制流程，從而提供了繼電器控制系統(tǒng)無(wú)法比擬的靈活性。但這一時(shí)期它主要是代替繼電器系統(tǒng)完成順序控制，雖然也采用了計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想，實(shí)際只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，故稱(chēng)為可編程邏輯控制器 簡(jiǎn)稱(chēng)PLC（Programmable Logical Controller）。 進(jìn)入80年代，隨著微電子技術(shù)和

3、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器的功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出邏輯控制、順序控制的范圍，可以進(jìn)行模擬量控制、位置控制，特別是遠(yuǎn)程通訊功能的實(shí)現(xiàn)，易于實(shí)現(xiàn)柔性加工和制造系統(tǒng)，因此將其稱(chēng)為可編程控制器（Programmable Controller）簡(jiǎn)稱(chēng)PC ,但為了與個(gè)人電腦PC相區(qū)別，仍將其稱(chēng)為PLC。PLC已被稱(chēng)為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（PLC、機(jī)器人和CAD/CAM）之一。 目前PLC已廣泛應(yīng)用于冶金、礦業(yè)、機(jī)械、輕工等領(lǐng)域，加速了機(jī)電一體化的進(jìn)程。三、 PLC的主要特點(diǎn)(1) 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。由于采用大規(guī)模集成電路和微處理器，使系統(tǒng)器件數(shù)大大減少，并且在硬件的設(shè)計(jì)和制造的過(guò)程中采取了一系列隔離和

4、抗干擾措施，使它能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，具有很高的可靠性。(2) 編程簡(jiǎn)單，使用方便。(3) 通用性好，具有在線修改能力。PLC硬件采用模塊化結(jié)構(gòu)，可以靈活地組態(tài)以適應(yīng)不同的控制對(duì)象，控制規(guī)模和控制功能的要求。且可通過(guò)修改軟件，來(lái)實(shí)現(xiàn)在線修改的能力，因此其功能易于擴(kuò)展，具有廣泛的工業(yè)通用性。(4) 縮短設(shè)計(jì)、施工、投產(chǎn)的周期，維護(hù)容易。目前PLC產(chǎn)品朝著系列化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，只需根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，選用相應(yīng)的模塊進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，同時(shí)用軟件編程代替了繼電控制的硬連線，大大減輕了接線工作，同時(shí)PLC還具有故障檢測(cè)和顯示功能，使故障處理時(shí)間縮短。(5) 體積小，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。四、功能： 順序控制

5、、邏輯控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)等各種功能，高檔PLC還具有數(shù)字運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、模擬量調(diào)節(jié)以及聯(lián)網(wǎng)通信等等功能。1、按 IO點(diǎn)數(shù)分類(lèi)（1）小型PLC：I/O256點(diǎn)，用戶存儲(chǔ)器容量2K字節(jié)（2）中型PLC：I/O在2562048點(diǎn)之間，用戶存儲(chǔ)器容量28K字節(jié)（3）大型PLC：I/O2048點(diǎn)，用戶存儲(chǔ)器容量8K字節(jié) 以上劃分不包括模擬量I0點(diǎn)數(shù)，且劃分界限不是固定不變的。五、分類(lèi)2、按結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)（1）整體式PLC： 又稱(chēng)單元式或箱體式。整體式PLC是將電源、CPU、I0部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)。一般小型PLC采用這種結(jié)構(gòu)。（2）模塊式PLC：將PLC各部分分成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如 CPU模

6、塊、I0模塊、電源模塊和各種功能模塊。模塊式PLC由框架和各種模塊組成。模塊插在插座上。一般大、中型PLC采用模塊式結(jié)構(gòu)，有的小型PLC也采用這種結(jié)構(gòu)。 有的PLC將整體式和模塊式結(jié)合起來(lái)，稱(chēng)為疊裝式PLC。五、分類(lèi)模塊式Power in a Small Package!電源模塊CPU模塊IO模塊底 板 各種PLC的具體結(jié)構(gòu)雖然多種多樣，但其結(jié)構(gòu)和工作原理大同小異，都是以微處理器為核心的電子電氣系統(tǒng)。PLC各種功能的實(shí)現(xiàn)，不僅基于其硬件的作用，而且要靠其軟件的支持。 PLC內(nèi)部主要由主機(jī)、輸入 /輸出接口、電源、編程器、擴(kuò)展接口和外部設(shè)備接口等幾部分組成。1 PLC的結(jié)構(gòu)和工作原理6.1.1

7、可編程控制器的結(jié)構(gòu)及各部分的作用模擬量輸入行程開(kāi)關(guān)繼電器觸點(diǎn)各種開(kāi)關(guān)傳感器CPUROM、RAM電源部件輸出接口輸入接口外設(shè)接口照明電磁裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用光電隔離裝置繼電器、可控硅、晶體管電路編程器打印機(jī)計(jì)算機(jī)采用光電隔離裝置 圖4-1 PLC結(jié)構(gòu)示意圖1. 主機(jī) CPU是PLC的核心，一切邏輯運(yùn)算及判斷都是由其完成的，并控制所有其它部件的操作。它就是我們常說(shuō)的電腦芯片。 主機(jī)部分包括中央處理器（CPU）、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。1. 主機(jī)（1）接收從編程器輸入的用戶程序，并存入程序存儲(chǔ)器中；(2)用掃描方式采集現(xiàn)場(chǎng)輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器中；(3)執(zhí)行用戶程序，從程序

8、存儲(chǔ)器中逐條取出用戶程序，經(jīng)過(guò)解釋程序解釋后逐條執(zhí)行，完成程序規(guī)定的邏輯和算術(shù)運(yùn)算，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)去控制輸出電路，實(shí)現(xiàn)程序規(guī)定的各種操作；（4）通過(guò)故障自診斷程序，診斷PLC的各種運(yùn)行錯(cuò)誤。因此，CPU的性能對(duì)PLC的整機(jī)性能有著決定性影響。CPU是PLC的核心，其主要作用是： 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器：主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對(duì)用戶程序作編譯處理的程序。系統(tǒng)程序已由廠家固定，用戶不能更改。 用戶程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：主要存放用戶編制的應(yīng)用程序及各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果。 內(nèi)部存儲(chǔ)器有兩類(lèi)：一類(lèi)是系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器，另一類(lèi)是用戶程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2. 輸入/輸出(I/O)接口 輸入接口用于接收輸入設(shè)備（如：

9、按鈕、行程開(kāi)關(guān)、傳感器等）的控制信號(hào)。 輸出接口用于將經(jīng)主機(jī)處理過(guò)的結(jié)果通過(guò)輸出電路去驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備（如:接觸器、電磁閥、指示燈等）。3. 電源 電源是整機(jī)的能源供給中心。PLC的工作電源有的采用交流，有的采用直流供電。交流一般采用單相交流220V，直流一般采用24V。4. 編程器 編程器是PLC很重要的外部設(shè)備，它主要由鍵盤(pán)、顯示器組成。編程器分簡(jiǎn)易型和智能型兩類(lèi)。小型PLC常用簡(jiǎn)易編程器，大、中型PLC多用智能編程器。編程器的作用是編制用戶程序并送入PLC程序存儲(chǔ)器。利用編程器可檢查、修改、調(diào)試用戶程序和在線監(jiān)視PLC工作狀況。現(xiàn)在許多PLC采用和計(jì)算機(jī)聯(lián)接，并利用專(zhuān)用的工具軟件進(jìn)行編程或監(jiān)

10、控。6. 外部設(shè)備接口 I/O擴(kuò)展接口用于將擴(kuò)充外部輸入/輸出端子數(shù)擴(kuò)展單元與基本單元（即主機(jī)）聯(lián)接在一起。5. 輸入輸出擴(kuò)展接口 此接口可將編程器、打印機(jī)、條形碼掃描儀等外部設(shè)備與主機(jī)相連。6.1.2 可編程控制器的工作原理 PLC的工作過(guò)程是在系統(tǒng)軟件的控制下順序掃描工作的過(guò)程。 軟件分為： 系統(tǒng)軟件 應(yīng)用軟件 PLC的工作過(guò)程就是在系統(tǒng)軟件的控制下順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，執(zhí)行并按用戶程序的要求解算控制邏輯，然后向各輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)的過(guò)程。6.1.2 可編程控制器的工作原理 具體工作過(guò)程如下：1輸入現(xiàn)場(chǎng)信息在系統(tǒng)軟件控制下，順序掃描各輸入點(diǎn)，讀入各點(diǎn)狀態(tài)，寄存在輸入狀態(tài)寄存器中。2

11、執(zhí)行用戶程序順次掃描用戶程序中的各條指令(即執(zhí)行程序)，根據(jù)指令內(nèi)容和輸入狀態(tài)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，把輸出點(diǎn)的運(yùn)算結(jié)果寄存在輸出狀態(tài)寄存器中。3輸出控制信號(hào) 執(zhí)行用戶程序結(jié)束后，各輸出點(diǎn)同時(shí)發(fā)出相應(yīng)的開(kāi)門(mén)信號(hào)，把輸出狀態(tài)寄存器的值輸出，通過(guò)輸出模塊控制相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所要求的邏輯控制功能。 為提高可靠性，及時(shí)接收外來(lái)控制命令，PLC在每次掃描之前都要經(jīng)過(guò)自診斷、與編程器及外設(shè)通信這二步。自診斷過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)有故障、程序執(zhí)行有錯(cuò)誤或超時(shí)，則PLC立即啟動(dòng)相應(yīng)保護(hù)程序，保留現(xiàn)行工作狀態(tài)，關(guān)斷所有輸出點(diǎn)，然后停機(jī)。自檢正常完成后，則檢查是否有編程器等外部設(shè)備的通信請(qǐng)求。處理完通信后，PLC才開(kāi)始繼續(xù)往下掃

12、描輸入點(diǎn)的狀態(tài)。所以整個(gè)PLC完整的工作過(guò)程應(yīng)該有五個(gè)部分組成。如下圖所示開(kāi)始自診斷與編程器通信讀入現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)執(zhí)行用戶程序輸出結(jié)果圖 PLC掃描過(guò)程掃描周期：重復(fù)執(zhí)行上述五步過(guò)程，每執(zhí)行一遍所需的時(shí)間稱(chēng)為掃描周期。 影響掃描周期因素很多：CPU速度、I/O點(diǎn)數(shù)、用戶程序長(zhǎng)短等。 輸入掃描和輸出刷新的時(shí)間一般為4ms，程序執(zhí)行時(shí)間因程序長(zhǎng)短不同，所以PLC的掃描周期通常為40100毫秒。第二次課6.1.3 可編程控制器的主要技術(shù)性能1. I/O點(diǎn)數(shù) 指PLC外部輸入和輸出端子數(shù)。2. 用戶程序存儲(chǔ)容量 用來(lái)衡量PLC所能存儲(chǔ)用戶程序的多少。3. 掃描速度 指掃描1000步用戶程序所需的時(shí)間，以ms

13、/千步為單位。4. 指令系統(tǒng)條數(shù) 指PLC具有的基本指令和高級(jí)指令的種類(lèi)和數(shù)量。種類(lèi)數(shù)量越多，軟件功能越強(qiáng)。5. 編程元件的種類(lèi)和數(shù)量 編程元件指：輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、狀態(tài)器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、通用“字”寄存器、數(shù)據(jù)寄存器及特殊功能繼電器等。其種類(lèi)和數(shù)量是衡量PLC的一個(gè)指標(biāo)。FX2N編程軟元件的表示形式及編號(hào)范圍C100C199 共100點(diǎn)代表字母 元件名稱(chēng) 編號(hào)范圍 輸入繼電器 輸出繼電器 輔助繼電器 定時(shí)器 計(jì)數(shù)器 XYMTCX0X7 X377 8進(jìn)制Y0Y7 Y377 8進(jìn)制 M000M499 共500點(diǎn)T0T199 共200點(diǎn)C0C99 共100點(diǎn)狀態(tài)元件SS0S899

14、 共900點(diǎn) 2 可編程控制器的程序編制6.2.1 可編程控制器的編程語(yǔ)言 同其它電腦裝置一樣，PLC的操作是依其程序操作進(jìn)行的，而程序是用程序語(yǔ)言表達(dá)的，并且表達(dá)的方式多種多樣，不同的生產(chǎn)廠家，不同的機(jī)種，采用的表達(dá)方式不同，但基本上可歸納為：語(yǔ)句表語(yǔ)言梯形圖語(yǔ)言邏輯表達(dá)式流程圖語(yǔ)言目前常用1. 梯形圖 是在繼電控制系統(tǒng)電氣原理圖基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種圖形語(yǔ)言。它繼承了繼電器接點(diǎn)、線圈、串聯(lián)、并聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和類(lèi)似的圖形符號(hào)，具有形象、直觀、實(shí)用的特點(diǎn)，不需學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，電氣技術(shù)人員使用最方便。例：用PLC組成電機(jī)起停控制電路SB1KMSB0FRKM FRKMFUQ3M.繼電接觸控制圖例：用P

15、LC組成電機(jī)起停控制電路常閉接點(diǎn) Y0 X0 X1 Y0狀態(tài)取決于按鈕是否動(dòng)作輸出繼電器(線圈)常開(kāi)接點(diǎn)利用梯形圖編制控制程序：梯形圖特點(diǎn)： (1)梯形圖按自上而下、從左到右的順序排列。梯形圖由多個(gè)梯級(jí)組成，每個(gè)線圈可構(gòu)成一個(gè)梯級(jí)，每個(gè)梯級(jí)有多條支路，每個(gè)梯級(jí)代表一個(gè)邏輯方程.（2）梯形圖中的繼電器并不是物理繼電器，每個(gè)繼電器或輸入接點(diǎn)各為存儲(chǔ)器中的一位，相應(yīng)位為“1”態(tài)，表示繼電器線圈通電或常開(kāi)觸頭閉合，或常閉觸頭斷開(kāi)。（3）梯形圖中的繼電器觸點(diǎn)在編寫(xiě)用戶程序時(shí)（即作為邏輯接點(diǎn)）可根據(jù)需要在梯形圖中反復(fù)使用，沒(méi)有數(shù)量限制，既可用常開(kāi)也可用常閉，線圈輸出只能是一次。（7）PLC在解算用戶邏輯時(shí)

16、按照梯形圖從上到下、從左到右的先后順序進(jìn)行處理，即按掃描方式順序執(zhí)行程序。（4）梯形圖中流過(guò)的電流不是物理電流，而是“概念電流”，是程序執(zhí)行的形象表示方式，只能從左向右流。（5）輸入繼電器用于接收PLC的外部輸入信號(hào)，而不能由內(nèi)部其它繼電器的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。因此，梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電器的觸點(diǎn)而不出現(xiàn)輸入繼電器的線圈。（6）輸出線圈不能直接驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行元件，通過(guò)I/O模 塊上的功率器件來(lái)驅(qū)動(dòng)。2. 語(yǔ)句表語(yǔ)言 這種編程語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言類(lèi)似，不同的廠家其語(yǔ)句表有所不同，這里以日本三菱FX2N可編程控制器為例，對(duì)上述電機(jī)起、?？刂七M(jìn)行編程（即將梯形圖轉(zhuǎn)換成語(yǔ)句表語(yǔ)言）。LD X0OR Y0ANI X1O

17、UT Y0注意：按梯形圖從左到右，從上到下的順序編程。 Y0 X0 X1Y06.2.2 可編程控制器的編程原則和方法1. 編程原則（1）PLC編程元件的觸點(diǎn)在編程過(guò)程中可以無(wú)限次使用，每個(gè)繼電器的線圈在梯形圖中只能出現(xiàn)一次，它的觸點(diǎn)可以使用無(wú)數(shù)次。（2）梯形圖的每一邏輯行皆起始于左母線，終止于右母線。線圈總是處于最右邊，且不能直接與左邊母線相連。（3）編制梯形圖時(shí)，應(yīng)盡量做到“上重下輕、左重右輕”。不合理合理（4）兩個(gè)或兩個(gè)以上的線圈可以并聯(lián)，但不可以串聯(lián)。 X0 Y0 Y1 2. 編程方法 (1)確定I/O點(diǎn)數(shù)及分配 (2)編制梯形圖和指令語(yǔ)句表(5) 程序以END指令結(jié)束，程序的執(zhí)行是從第

18、一個(gè)地址到END指令結(jié)束.6.2.3 可編程控制器的基本編程指令1. 起始指令LD，LDI與輸出指令OUTLD 加載LDI 加載非OUT 輸出指 令可使用區(qū)域X Y M S T C功能：常開(kāi)觸點(diǎn)邏輯運(yùn)算起始。在每一條邏輯線或一個(gè)程序段的開(kāi)始都要使用LD指令或LDI指令。LD X0LDI X0功能：常閉觸點(diǎn)邏輯運(yùn)算起始。 功能：把輸出指令之前的運(yùn)算結(jié)果輸出到指定的接點(diǎn)，輸出指令可并列使用。OUT Y0X0Y0X0Y0Y0X0例：當(dāng)輸入接點(diǎn)X0 ON時(shí)，使輸出繼電器Y0、Y1動(dòng)作，當(dāng)接點(diǎn)X1 OFF時(shí)，使繼電器Y2動(dòng)作。梯形圖對(duì)應(yīng)的助記符程序 LD X0OUT Y0OUT Y1LDI X1OUT

19、Y2Y0 X0 Y2 X1梯形圖程序Y1AND X1功能：常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)連接。2. 觸點(diǎn)串聯(lián)指令A(yù)ND，ANI與觸點(diǎn)并聯(lián)指令OR，ORIAND 與ANI 與非OR 或指 令可使用區(qū)域X Y M S T CORI 或非X1X0Y0例：當(dāng)輸入條件X0和X1及X2同時(shí)為ON時(shí)Y3被輸出的程序。助記符程序 LD X0 AND X1 AND X2 OUT Y3 時(shí)序圖X0X1X2Y3梯形圖程序 X1 X0 X2Y3ANI X1功能：常閉觸點(diǎn)串聯(lián)連接。X1X0Y0例：當(dāng)輸入條件X0為ON，X1和X2為OFF時(shí)，Y3被輸出程序。時(shí)序圖X0X1X2Y3助記符程序 LD X0 ANI X1 ANI X2 OUT

20、Y3 梯形圖程序 X1 X0 X2 Y3OR X1功能：常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)連接。X1X0Y0助記符程序 LD X0 OR X1 OR X2 OUT Y3 梯形圖程序時(shí)序圖X0X1X2Y3 X1 X0 X2 Y3例：當(dāng)輸入條件X0或X1或X2為ON時(shí)Y3被輸出程序。例：當(dāng)輸入條件X0為ON，或X1或X2為OFF時(shí)Y3被輸出程序。ORI X1功能：常閉觸點(diǎn)并聯(lián)連接。X1X0Y0助記符程序 LD X0 ORI X1 ORI X2 OUT Y3 時(shí)序圖X0X1X2Y3梯形圖程序 X1 X0 X2 Y3說(shuō)明：OR、ORI用作為1個(gè)觸點(diǎn)的并聯(lián)連接指令，為連接2個(gè)以上的觸點(diǎn)串聯(lián)連接的電路塊的并聯(lián)連接時(shí)，要用后述的

21、ORB指令。3. 塊串聯(lián)指令A(yù)NB與塊并聯(lián)指令ORB ANB：將并聯(lián)電路塊與前面電路串聯(lián)。使用該指令的原則：（1）先組塊后串聯(lián)；（2）在每一電路塊開(kāi)始時(shí)，須使用LD、LDI指令；（3）許多電路組成的串聯(lián)電路，在組成一個(gè)電路塊后，緊跟一條ANB指令，則串聯(lián)電路塊的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制。也可在所有的電路塊組成后，集中寫(xiě)若干條ANB指令，但這種寫(xiě)法串聯(lián)電路塊數(shù)不能超過(guò)8個(gè)，這是不好的編程方式。ORB：兩個(gè)以上觸點(diǎn)串聯(lián)的支路與前面支路并聯(lián)。使用該指令對(duì)各個(gè)支路進(jìn)行并聯(lián)時(shí)，各個(gè)支路的起點(diǎn)須使用LD、LDI指令。3. 塊串聯(lián)指令A(yù)NB與塊并聯(lián)指令ORB指令塊1指令塊2指令塊1指令塊2語(yǔ)句表指令 LD X0 OR

22、X2 LD X1 ORI X3 ANB OUT Y0語(yǔ)句表指令 LD X0 AND X1 LD X2 ANI X3 ORB OUT Y0X0X1X2X3Y0 X0X1X2X3Y0ORB說(shuō)明：1、2個(gè)以上的觸點(diǎn)串聯(lián)連接的電路稱(chēng)之為串聯(lián)電路塊。串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時(shí)，分支的開(kāi)始用LD、LDI指令，分支的結(jié)束用ORB指令。2、ORB和ANB指令均為無(wú)操作元件號(hào)的指令。ANB說(shuō)明：1、分支電路并聯(lián)電路塊與前面電路串聯(lián)連接時(shí)，使用ANB指令。 分支的開(kāi)始用LD、LDI指令。并聯(lián)電路塊結(jié)束后，使用ANB指令與前面電路串聯(lián)。 練習(xí)： X1X2 X4 X5 X3X0X6X3Y74. 置位、復(fù)位指令SET，RST

23、SET 功能：置位，令元件自保持ON。當(dāng)輸入條件變?yōu)镺N時(shí)，使指定輸出接點(diǎn)保持ON狀態(tài)，此后即使輸入變?yōu)镺FF，該輸出仍保持ON狀態(tài)。RST功能：復(fù)位，令元件自保持OFF，清數(shù)據(jù)寄存器。用于計(jì)數(shù)器、移位寄存器的復(fù)位。使計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值回復(fù)到設(shè)定值或使移位寄存器清零。當(dāng)輸入條件變?yōu)镺N時(shí)，使指定輸出接點(diǎn)保持OFF狀態(tài)，此后即使輸入變?yōu)镺FF，該輸出仍保持OFF狀態(tài)。Y0 Y0LD X0SET Y0LD X1RST Y0語(yǔ)句表指令時(shí)序圖X0X1Y0例： X0X1 Y0 Y0SETY0RSTY0說(shuō)明：（1）X0一接通，即使再變成斷開(kāi)，Y0也保持接通。X1接通后，即使再變成斷開(kāi)，Y0也將保持?jǐn)嚅_(kāi)。（2）

24、對(duì)同一個(gè)元件可以多次使用SET、RST指令，順序可任意，但在最后執(zhí)行的一條才有效。5. 定時(shí)器指令TT2 K200X0T2Y0設(shè)置值定時(shí)器號(hào)語(yǔ)句表指令 LD X0 OUT T2 K 200 LD T2OUT Y0t通電延時(shí)時(shí)間=200*0.1S輸入信號(hào)X0定時(shí)器接點(diǎn)輸出信號(hào)T26. 計(jì)數(shù)器指令CX1X0C100Y0設(shè)置值計(jì)數(shù)器號(hào)語(yǔ)句表指令LD X0RST C100LD X1OUT C100K 4LD C100OUT Y0X0X1Y0C100K4RSTC1007. 空操作指令NOP語(yǔ)句表指令 LD X0 NOP OUT Y0NOP指令的使用對(duì)程序運(yùn)行的結(jié)果沒(méi)有任何影響，一般為了方便閱讀。 NOP

25、 Y0X0NOP指令用法：語(yǔ)句表指令 LD X0 AND X1 AND X2 OUT Y0 X1 Y0X0 X2Y0X0語(yǔ)句表指令 LD X0 NOP NOP OUT Y0a）短接觸點(diǎn)X1、X2NOP指令用法：語(yǔ)句表指令 LD X0 OR X1 LDI X2 OR X3 ANB OUT Y0語(yǔ)句表指令 NOP NOP LDI X2 OR X3 NOP OUT Y0 X1 Y0X0 X2 X3 X2Y0 X3b）短接觸點(diǎn)X0、X1NOP指令用法：語(yǔ)句表指令 LD X0 AND X2 LD X1 AND X3 ORB OUT Y0語(yǔ)句表指令 NOP NOP LD X1 AND X3 NOP OUT

26、 Y0 c）刪除觸點(diǎn)X0、X2 X1 Y0X0 X2 X3 Y0X1 X3說(shuō)明：（1）程序若加入NOP指令，改動(dòng)或追加程序時(shí)，可以減少步序號(hào)的改變。另外，用NOP指令替換已寫(xiě)入的指令，也可改變電路。（2）執(zhí)行程序全清操作后，全部指令都變成NOP。 第四次課8. 堆棧指令MPS、MRD、MPP MPS用于壓入堆棧，MRD用于讀出堆棧，MPP用于彈出堆棧。語(yǔ)句表指令 LD X0 MPS AND X1 OUT Y0 MRD AND X2 OUT Y1 MPP AND X3 OUT Y2 X1X2 X3 Y1 Y0 Y2X0MPSMRDMPP MPS（push）：進(jìn)棧，MRD （read）：讀棧，MP

27、P （pop）:出棧。9、主控母線指令MC：主控開(kāi)始指令MCR：主控返回指令在邏輯電路中經(jīng)常會(huì)遇到幾個(gè)線圈同時(shí)受一個(gè)觸點(diǎn)或一組觸點(diǎn)的控制即受到公共邏輯條件的控制，在PLC編程中稱(chēng)之為主控。借用代表公共邏輯的輔助繼電器來(lái)控制一條分支母線，可以縮短程序，節(jié)約程序空間。主控指令MC后面的由LD或LDI指令開(kāi)始，用MCR指令返回。 X1X2 X3 Y1 Y0 Y2X0X4X5Y3 X1X2 X3 Y1 Y0 Y2X0X4X5Y3 X1X0 X1X0a）b）X2 X3 Y1 Y0 Y2X4X5Y3 X1X0 MC N0 M100 N0 M100 MCR N0語(yǔ)句表指令LD X0AND X1MC N0 S

28、P M100LD X2OUT Y0LD X3OUT Y1LD X4 OUT Y2MCR N0LD X5OUT Y3 c）說(shuō)明：（1）輸入X0接通時(shí)，執(zhí)行MC與MCR之間的指令。（2)MC指令后，母線（LD、LDI點(diǎn)）移至MC觸點(diǎn)之后，返回原來(lái)母線的指令是MCR。MC指令使用后必定要用MCR指令。（3）使用不同的Y、M元件號(hào)，可多次使用MC指令。但是若用同一軟元件號(hào)，就與OUT指令一樣成為雙線圈輸出。（4）在MC指令內(nèi)再使用MC指令時(shí)，嵌套級(jí)N的編號(hào)就順次增大（按程序順序由小到大）。 返回時(shí)用MCR指令，就從大的嵌套級(jí)開(kāi)始解除（按程序順序由大至?。?。10程序結(jié)束指令ENDEND指令用于程序結(jié)束。

29、有效程序結(jié)束后，寫(xiě)一條END指令，可以縮短掃描運(yùn)算周期。如F-40M型允許程序長(zhǎng)度890步，用戶程序長(zhǎng)度不到890步時(shí)，可在程序結(jié)尾加上一條END指令。FEND指令表示主程序結(jié)束。當(dāng)用戶程序中有子程序和中斷服務(wù)子程序時(shí)，主程序結(jié)束用FEND指令，整個(gè)用戶程序結(jié)束時(shí)用END指令。四、編程注意事項(xiàng)1、程序應(yīng)按自上而下，從左至右的方式編制。2、適當(dāng)?shù)木幊添樞蚩蓽p少程序步數(shù)，如下圖：（1）串聯(lián)多的電路應(yīng)盡量放在上部。 （2）LD （1）LD （5）OUT （3）AND （4）ORB （1）LD （4）OUT （2）AND （3）OR不需要ORB指令四、編程注意事項(xiàng)2、適當(dāng)?shù)木幊添樞蚩蓽p少程序步數(shù)，如下

30、圖：（2）并聯(lián)多的電路應(yīng)盡量靠近母線。 （1）LD （4）OUT （3）AND （2）OR不需要ANB指令 （2）LD （1）LD （5）OUT （3）OR （4）ANB四、編程注意事項(xiàng)3、重新安排不能編程的電路，如下圖： 橋式電路 A E C B D F A C E B A E D C F(1)將電路改成右圖的形式才能編程。四、編程注意事項(xiàng)3、重新安排不能編程的電路，如下圖： 線圈的位置(2)不能將觸點(diǎn)畫(huà)在線圈的右邊，只能在觸點(diǎn)的右邊接線圈。 A C B D E A C B D E第五次課3 PLC的程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用舉例一、PLC程序設(shè)計(jì)基本步驟 （1）根據(jù)控制要求，確定控制的操作方式（手動(dòng)、

31、自動(dòng)、連續(xù)、單步等），應(yīng)完成的動(dòng)作（動(dòng)作的順序和動(dòng)作條件），以及必須的保護(hù)和聯(lián)鎖；還要確定所有的控制參數(shù)，如轉(zhuǎn)步時(shí)間、計(jì)數(shù)長(zhǎng)度、模擬量的精度等。 （2）根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的需要，把所有的按鈕、限位開(kāi)關(guān)、接觸器、指示燈等配置按照輸入、輸出分類(lèi)；每一類(lèi)型設(shè)備按順序分配輸入/輸出地址，列出PLC的I/O地址分配表。每一個(gè)輸入信號(hào)占用一個(gè)輸入地址，每一個(gè)輸出地址驅(qū)動(dòng)一個(gè)外部負(fù)載。 （3）對(duì)于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，應(yīng)先繪制出控制流程圖，參照流程圖進(jìn)行程序設(shè)計(jì)?？梢杂锰菪螆D語(yǔ)言，也可以用助記符語(yǔ)言。 （4）對(duì)程序進(jìn)行模擬調(diào)試、修改，直至滿意為止。調(diào)試時(shí)可采用分段調(diào)試，并利用計(jì)算機(jī)或編程器進(jìn)行監(jiān)控。 （5）程序設(shè)

32、計(jì)完成后，應(yīng)進(jìn)行在線統(tǒng)調(diào)。開(kāi)始時(shí)先帶上輸出設(shè)備（如接觸器、信號(hào)指示燈等），不帶負(fù)載進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試正常后，再帶上負(fù)載運(yùn)行。全部調(diào)試完畢，交付試運(yùn)行。如果運(yùn)行正常，可將程序固化到EPROM中，以防程序丟失。二、應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)方法 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)正確選擇能反映生產(chǎn)過(guò)程的變化參數(shù)作為控制參量進(jìn)行控制；應(yīng)正確處理各執(zhí)行電器、各編程元件之間的互相制約、互相配合的關(guān)系，即聯(lián)鎖關(guān)系。PLC應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)方法有多種，常用的設(shè)計(jì)方法有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、順序功能圖法等。 （一）梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法是沿用設(shè)計(jì)繼電器電路圖的方法來(lái)設(shè)計(jì)梯形圖。即在一些典型電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的具體要求，不斷修

33、改和完善梯形圖。設(shè)計(jì)無(wú)普遍規(guī)律可遵循，設(shè)計(jì)的質(zhì)量與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有很大關(guān)系，因而稱(chēng)為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。它可用于較簡(jiǎn)單的梯形圖設(shè)計(jì)，如一些繼電器基本控制電路的設(shè)計(jì)。 特點(diǎn)：沒(méi)有普遍的規(guī)律可以遵循，具有很大的試探性和隨意性。結(jié)果不唯一。設(shè)計(jì)時(shí)間、質(zhì)量與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有很大的關(guān)系。編程實(shí)例例1：用PLC組成電機(jī)起停控制電路（1）繼電器接觸器控制電路如下圖。繼電接觸控制圖SB1KMSB0FRKM FRKMFUQ3M.（2） I/O分配： 從上圖可見(jiàn)，為滿足控制要求，需要有2個(gè)按鈕：?jiǎn)?dòng)按鈕、停止按鈕；此外還需要控制電動(dòng)機(jī)的1個(gè)交流接觸器；一個(gè)熱繼電器作為過(guò)載保護(hù)。共需3個(gè)I/O點(diǎn)，其中2個(gè)輸入，1個(gè)輸出。輸入信

34、號(hào)：?jiǎn)?dòng)按鈕 SB0X0； 停止按鈕 SB1X1；輸出信號(hào)：流接觸器 KMY0。 (3) PLC系統(tǒng)圖注意： 在繼電器控制系統(tǒng)中，一般啟動(dòng)使用常開(kāi)按鈕，停止用常閉按鈕。用PLC控制時(shí)，停止按鈕可是動(dòng)合也可用動(dòng)斷觸點(diǎn)，相應(yīng)梯形圖和語(yǔ)句表程序亦作不同處理。起動(dòng)按鈕停止按鈕X0X1X2.SB0SB1 Y0 Y2 Y1.KMPLCCOMCOM220VFR常閉接點(diǎn)(4) 梯形圖程序設(shè)計(jì) Y0 X0 X1如：按SB0，則X0存儲(chǔ)單元為“1”則其常開(kāi)接點(diǎn)閉合，線圈通電，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。注意：這些接點(diǎn)或線圈并不是真實(shí)的物理繼電器接點(diǎn)或線圈，而是在軟件編程中使用的編程元件，每個(gè)編程元件與存儲(chǔ)器中的一個(gè)存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)，

35、該存儲(chǔ)單元為“1”則表示梯形圖中常開(kāi)閉合, 常閉斷開(kāi)，線圈通電。 Y0狀態(tài)取決于按鈕是否動(dòng)作如：按SB1，則X1存儲(chǔ)單元為“1”則其常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，線圈斷電，電機(jī)停車(chē)。輸出繼電器(線圈)常開(kāi)接點(diǎn)（5）、 語(yǔ)句表語(yǔ)言 對(duì)上述電機(jī)起、停控制進(jìn)行編程（即將梯形圖轉(zhuǎn)換成語(yǔ)句表語(yǔ)言）。LD X0OR Y0ANI X1OUT Y0 Y0 X0 X1 Y0例2 : 利用PLC實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制1控制要求：電動(dòng)機(jī)可以正向旋轉(zhuǎn)，也可以反向旋轉(zhuǎn)。為避免改變旋轉(zhuǎn)方向時(shí)由于換相造成電源短路，要求電動(dòng)機(jī)在正、反轉(zhuǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換前先停轉(zhuǎn)，然后再換向啟動(dòng)。電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)繼電器接觸器控制系統(tǒng)主電路及控制電路如圖所示。電氣互鎖例2 : 利

36、用PLC實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制1 要求：SB2按鈕為正轉(zhuǎn)按鈕，SB3為反轉(zhuǎn)按鈕，SB1為停止按鈕，KM1為正向接觸器，KM2為反向接觸器。正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)按鈕互鎖2. I/O分配： 從上圖可見(jiàn)，為滿足控制要求，需要有3個(gè)按鈕：正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕、反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕和停止按鈕。此外還需要控制電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)的兩個(gè)交流接觸器，一個(gè)熱繼電器作為過(guò)載保護(hù)。共需5個(gè)I/O點(diǎn)，其中3個(gè)輸入，2個(gè)輸出。輸入信號(hào)：停止按鈕 SB1X0。 正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕 SB2X1； 反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕 SB3X2； 輸出信號(hào)：正轉(zhuǎn)交流接觸器 KM1Y0； 反轉(zhuǎn)交流接觸器 KM2Y1。3實(shí)際接線圖 在下圖的實(shí)際接線圖中，COM為公共端。根據(jù)PLC的型號(hào)不同、I/O

37、點(diǎn)數(shù)不同，輸入、輸出端子有不同數(shù)量的COM端。各COM端彼此獨(dú)立，可以單獨(dú)使用。如果電源相同，可以共用一個(gè)COM端，但要考慮累積通過(guò)的電流值，應(yīng)小于通過(guò)的數(shù)值。SB1SB2SB3KM1KM2PLCX0X1X2COM.COMY0Y1.FR注意： PLC的輸入點(diǎn)較富裕，熱繼電器的常閉觸點(diǎn)可占用PLC的輸入點(diǎn)；若輸入點(diǎn)較緊張，熱繼電器的信號(hào)可不輸入PLC中，而直接接在PLC外部的控制電路中。4、 梯形圖程序語(yǔ)句表：LD X1OR Y0ANI X0ANI X2ANI Y1OUT Y0LD X2OR Y1ANI X0ANI X1ANI Y0OUT Y1正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)按鈕互鎖自鎖接點(diǎn)Y0 X1 X0Y1 Y1

38、X2 X0Y0 Y1 Y0 X1 X2觸頭互鎖例3 利用PLC實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的Y- 起動(dòng)1.要求SB2按鈕為起動(dòng)按鈕，SB1按鈕為停止按鈕KM1為電動(dòng)機(jī)電源接觸器，KM2為三角形運(yùn)行接觸器，KM3為星形啟動(dòng)接觸器KM1KM3KM2教材P7圖1-42. I/O分配：輸入信號(hào)： X1：停止； X2：起動(dòng)； 輸出信號(hào)：Y1：KM1； Y2：KM2； Y3: KM3。X1X4X3X2.SB1SB2Y1Y4Y3Y2.程 序 KM3 (Y)接觸器KM1接觸器KM2( )接觸器3.系統(tǒng)圖4.梯形圖程序Y1 接通電源、Y2 形連接、Y3 星形連接5.語(yǔ)句表指令 LD X2 OR Y1 ANI X1 OUT Y1

39、LD Y1 ANI Y2 OUT T0 K 50 LD Y1 ANI Y2 ANI T0 OUT Y3LD T0OR Y2AND Y1ANI Y3OUT Y2Y1Y3T0Y2X2Y1X1Y1T0Y3Y2K50Y1Y2T0Y1Y2（Y）（ ） 啟動(dòng)時(shí)，按下SB2，X2常開(kāi)閉合，此時(shí)Y1接通，定時(shí)器接通，Y1、Y3也接通，KM1、KM3接觸器接通，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入星形降壓?jiǎn)?dòng)。 延時(shí)5秒后，定時(shí)器T0動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使Y3斷開(kāi)，KM3斷開(kāi)。 T0的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，Y2接通，KM2接通，KM1任然得電，電動(dòng)機(jī)三角形聯(lián)結(jié)，進(jìn)入正常工作。Y1Y3T0Y2X2Y1X1Y1T0Y3Y2K50Y1Y2T0Y1Y2（Y）（ ）第六