PLC編程、識別與修改

PLC編程、識別與修改主講人：趙國強二0一一年三月一、PLC的誕生和開展1968年美國GM〔通用汽車〕公司提出取代繼電器控制裝置的要求，第二年美國數(shù)字公司研制出了第一臺可編程序控制器，滿足了GM公司裝配線的要求。隨著集成電路技術和計算機技術的開展，現(xiàn)在已有第五代PLC產(chǎn)品?，F(xiàn)今的自動化控制系統(tǒng)老式繼電器控制系統(tǒng)自從第一臺PLC出現(xiàn)以后，日本、德國、法國等也相繼開始研制PLC，并得到了迅速的開展。各國PLC都有自己的特色。●歐洲：西門子〔Siemens〕；法國的TE〔Telemecanique〕●美國：AB〔Allen-Bradly〕、GE〔GeneralElectric〕●日本：三菱電機〔MitsubishiElectric〕、歐姆龍〔OMRON〕、FUJI〔日本主要開展中小型PLC，其小型機性能先進，結構緊湊，價格廉價〕目前國內市場還有韓國、臺灣等PLC產(chǎn)品PLC三大流派二、PLC的定義通用叫法：可編程序控制器〔ProgrammableController，PC〕，是一臺專為工業(yè)環(huán)境應用而設計制造的計算機。在二十世紀70～80年代一直簡稱為PC。由于到90年代，個人計算機〔PersonalComputer，簡稱PC〕開展起來；加之可編程控制器的概念所涵蓋的范圍太大，所以，美國AB公司首次將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器PLC(ProgrammableLogicController，簡稱PLC〕，為了便于區(qū)分，仍簡稱PLC為可編程序控制器。有人把可編程序控制器組成的系統(tǒng)稱為PCS可編程序控制系統(tǒng)，強調可編程序控制器生產(chǎn)廠商向人們提供的已是完整的系統(tǒng)。三、PLC的規(guī)格與性能

PLC在90年代已經(jīng)形成微、小、中、大、巨型等多種PLC。按I/O點數(shù)分，可分為：微型PLC：32I/O小型PLC：256I/O中型PLC：1024I/O大型PLC：4096I/O巨型PLC：8195I/O四、PLC的組成及工作原理中央處理單元CPU

存儲器I/O接口

模擬量輸入模塊

模擬量輸出模塊

開關量輸入模塊

開關量輸出模塊

智能模塊接口和擴展接口模塊電源模塊編程工具

專用編程器

專用編程軟件

軟件系統(tǒng)

PLC的組成：中央處理單元存儲器數(shù)據(jù)存儲器輸出接口地址總線

控制總線數(shù)據(jù)總線編程單元照明電磁裝置執(zhí)行機構……電源地址總線控制總線輸入接口模擬量輸入行程開關繼電器接點各種開關PLC結構示意圖1、CPU模塊微處理器+存儲器PLC的大腦和心臟輸入-執(zhí)行-輸出2、I/O模塊輸入：開關量、模擬量輸出：執(zhí)行器〔接觸器、電磁閥、調節(jié)器、調速〕系統(tǒng)的眼、耳、手、腳3、編程器編輯用戶程序監(jiān)視PLC狀態(tài)4、電源為系統(tǒng)提供電源PLC根本結構PLC輸入、輸出設備示意圖●常用開關量輸入接口：

①、直流輸入接口;

②、交流輸入接口;

③、交/直流輸入接口;●常用開關量輸出接口：

①、繼電器輸出接口：

響應速度慢、動作頻率低，可驅動交流或直流負載

②、晶體管輸出接口：

響應速度快、動作頻率高，只能用于驅動直流負載

③、晶閘管輸出接口：

響應速度快、動作頻率高，只能用于驅動交流負載◆開關量輸入/輸出接口●模擬量輸入接口〔A/D接口〕分辨率〔8位、10位、12位等〕、量化誤差、偏移誤差、滿刻度誤差、線性度、精度等許多PLC還有與熱電阻或熱電偶配套使用的A/D接口●模擬量輸出接口〔D/A接口〕分辨率〔8位、10位、12位等〕、精度、線性度、穩(wěn)定時間等◆模擬量輸入/輸出接口通信與擴展接口的連接實例●與打印機連接，可將過程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打印●與監(jiān)視器連接，可將控制過程圖像顯示出來●與PLC連接，組成多機系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡，實現(xiàn)更大規(guī)?？刂啤衽c計算機連接，組成多級分布式的控制系統(tǒng)，控制與管理相結合●與人機界面〔觸摸屏〕連接●與智能接口模塊連接。智能接口模塊是一獨立的計算機系統(tǒng)，它有自己的CPU、系統(tǒng)程序、存儲器以及與PLC系統(tǒng)總線相連的接口，PLC的智能接口模塊種類很多，如：高速計數(shù)模塊、閉環(huán)控制模塊、運動控制模塊、中斷控制模塊等?！衽c編程器連接◆PLC配有各種通信接口與外部設備連接

PLC的工作過程1、PLC的工作方式兩種工作狀態(tài)運行〔RUN〕/停止〔STOP〕、內部處理：內部診斷、監(jiān)控定時器復位；、通信效勞：與其它裝置通信、響應編程器命令〔輸入、顯示〕。、輸入處理：外部端口狀態(tài)讀入輸入映像存放器。、程序執(zhí)行：完成用戶程序的邏輯運算。、輸出處理：將輸出映像存放器狀態(tài)送到輸出端口〔鎖存器〕PLC的工作原理2、PLC的掃描執(zhí)行過程3、PLC的掃描周期TPLC在【RUN】工作狀態(tài)時，完成“內部處理、通信效勞、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理”所需的時間T＝〔讀入一點時間×輸入點數(shù)〕+〔運算速度×程序步數(shù)〕＋〔輸出一點時間×輸出點數(shù)〕＋故障診斷時間

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。4、PLC與繼電接觸器控制的區(qū)別

老式控制方式：PLC①、控制方法上：硬：軟②、工作方式上：

并行：串行③、控制速度上：速度

慢：快

④、定時和計數(shù)控制上：精度

低：高

⑤、可靠性和可維護性上：可靠性

低：高1、系統(tǒng)程序:

●系統(tǒng)程序

是完成系統(tǒng)診斷、命令解釋、功能子程序調用、管理、邏輯運算、通信及各種參數(shù)設定等功能。

●系統(tǒng)程序

由PLC的制造廠家編寫的，在PLC使用過程中不會變動，它和PLC的硬件組成有關，它關系到PLC的性能。●

系統(tǒng)程序

由制造廠家直接固化在只讀存儲器ROM、PROM或EPROM中，用戶不能訪問和修改。五、PLC的軟件●用戶程序是用戶根據(jù)控制對象生產(chǎn)工藝及控制的要求而編制的應用程序。它是由PLC控制對象的要求而定的?！駷榱吮阌谧x出、檢查和修改，用戶程序一般存于CMOS靜態(tài)RAM中，用鋰電池作為后備電源，以保證掉電時不會喪失信息。為了防止干擾對RAM中程序的破壞，當用戶程序經(jīng)過運行正常，不需要改變，可將其固化在EPROM中?！瘳F(xiàn)在有許多PLC直接采用EEPROM作為用戶存儲器。2、用戶程序:●順序功能圖〔SFC〕：不僅僅是一種語言，更是一種組織控制程序的圖形化方式?！裉菪螆D〔LD〕：以圖形方式表達的觸點和線圈以及特殊指令塊的梯級。

●指令表〔IL〕：類似匯編程序的基于文本的語言與其相對應的是LD。

●結構文本〔ST〕：類似Pascal的基于文本的語言?！窆δ軌K圖〔FBD〕：一種對應于線路圖的圖形語言。FBD廣泛地用于過程工業(yè)。3、PLC的編程語言〔IEC61131-3中的5種PLC根本語言〕常用3、梯形圖編程語言的特點：

圖中的繼電器是軟繼電器

圖中流過的電流是概念電流

圖中的觸點在編程時可無限次引用①、每個繼電器的線圈和它的觸點均用同一編號，每個元件觸點使用時沒有數(shù)量限制，程序〔子〕結束時有結束符〔返回符〕；②、梯形圖左邊為起始母線，右邊為結束母線。梯形圖每一行都是從左邊開始，梯形圖按從左到右、從上到下的順序書寫，線圈接在最右邊〔線圈右邊不允許再有接觸點〕；③、梯形圖中，接點可串可并，但輸出只能并不能串，輸出前面必須有接點，線圈不能直接接在左邊母線上。④、在一個程序中，同一編號的線圈如果使用兩次，稱為雙線圈輸出，它很容易引起誤操作，應盡量防止。⑤、在梯形圖中沒有真實的電流流動，為了便于分析PLC的周期掃描原理和邏輯上的因果關系，假定在梯形圖中有“電流”流動，這個“電流”只能在梯形圖中單方向流動——即從左向右流動，層次的改變只能從上向下。4、梯形圖編程規(guī)那么：◆編程器的作用：是編輯、調試、輸入用戶程序，也可在線監(jiān)控PLC內部狀態(tài)和參數(shù)，與PLC進行人機對話。它是開發(fā)、應用、維護PLC不可缺少的設備。

簡易編程器

專用編程器◆編程器

智能編程器

通用編程系統(tǒng)：PC上配專用編程軟件包5、編程器分類和作用：手持專用編程器PC通用編程系統(tǒng)■歐姆龍CP1H的USB連接：六、PLC的編程1、PLC的編程步驟：2、PLC的編程方法：3、編程中應注意的幾個問題(ED)X0Y0X1Y0(ED)X1Y0X0Y0⑴、用電路變換簡化程序(減少指令的條數(shù)〕⑵、邏輯關系應盡量清楚(防止左輕右重)X3X2X5X4X6X8X7Y0X9(ED)X3X2X5X4X6X8X7Y0X9(ED)X5X6X2X2⑶、防止出現(xiàn)無法編程的梯形圖X5(ED)X1X3X2Y1X4Y2X1(ED)X3X2Y1X5X3X1X4Y2X5例1：直接啟動停車控制控制電路圖SB1SB2KMKMI/O分配：X0：啟動X1：停車Y0：KM常開接點常閉按鈕Why?X1X0COMY0COM~KMSB2SB1PLC外部接線圖(ED)Y0X1Y0X0程序：輸入設備

輸出設備

例2：三相異步電動機單向運行電器控制系統(tǒng)

三相異步電動機單向運行PLC控制系統(tǒng)3、PLC的編程經(jīng)驗：七、PLC的識別1、PLC的分類：PLC一般可從其I/O點數(shù)、結構形式和功能三方面進行分類：

⑴、按I/O點數(shù)分類：1〕、小型PLCI/O點數(shù)為256點以下的為小型PLC〔其中I/O點數(shù)小于64點的為超小型或微型PLC〕2〕、中型PLCI/O點數(shù)為256點以上、2048點以下的為中型PLC3〕、大型PLCI/O點數(shù)為2048以上的為大型PLC〔其中I/O點數(shù)超過8192點的為超大型PLC〕這個分類界限不是固定不變的，它隨PLC的開展而變化。⑵、按結構形式分類：1〕、整體式PLC將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個機箱內，具有結構緊湊、體積小、價格低的特點。2〕、模塊式PLC將PLC各組成局部分別作成假設干個單獨的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊〔有的含在CPU模塊中〕以及各種功能模塊。3〕、疊裝式PLC還有一些PLC將整體式和模塊式的特點結合起來。⑶、按功能分類：1〕、低檔PLC有邏輯運算、定時、計數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等根本功能，還可有少量模擬量輸入／輸出、算術運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機系統(tǒng)。2〕、中檔PLC具有低檔PLC功能外，具有較強的模擬量輸入/輸出、算術運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉換、遠程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還增設中斷、PID控制等功能3〕、高檔PLC具有中檔機功能外，增加帶符號算術運算、矩陣運算、位邏輯運算、平方根運算及其它特殊功能函數(shù)運算、制表及表格傳送等。高檔PLC機具