第11章可編程序控制器

會計學1第11章可編程序控制器(5-2)第11章可編程序控制器（PLC）§11-1概述§11-2PLC的組成和工作原理§11-3PLC指令及編程方法§11-4PLC應用舉例及其應用第1頁/共48頁(5-3)一、什么是PLC

?PLC

是一種專門用于工業(yè)控制的計算機。

早期的PLC是用來替代繼電器、接觸器控制的。能實現邏輯運算。因此，被稱為可編程邏輯控制器（Programmablelogic

controller，簡稱PLC)。

隨著電子技術、計算機技術的迅速發(fā)展，可編程控制器功能已遠遠超出了邏輯運算范圍。應被稱為可編程控制器（Programmablecontroller，簡稱PC)。但為區(qū)別PersonalComputer沿用PLC

簡稱?！?1-1

概述第2頁/共48頁(5-4)1.抗干擾能力強、可靠性很高、功耗低。2.模塊化組合式結構，使用靈活方便。3.編制程序簡單，便于普及。4.可進行在線修改。5.網絡通訊功能，便于實現分散式測控系統(tǒng)。二、PLC的優(yōu)點綜上所述，PLC是實現機電一體化的重要手段第3頁/共48頁(5-5)中央處理單元存儲器數據存儲器輸出接口地址總線控制總線數據總線編程單元照明電磁裝置執(zhí)行機構。。。。電源單元輸入接口模擬量輸入行程開關繼電器接點各種按鈕§11-2

PLC的組成和工作原理一、PLC的結構第4頁/共48頁(5-6)二、各組成部分的作用2、存儲器：

RAM：存儲各種暫存數據、中間結果、用戶正調試的程序。

ROM：存放監(jiān)控程序和用戶已調試好的程序。1、CPU：(1)將各種輸入信號取入存儲器。(2)編譯、執(zhí)行指令。

(3)把結果送到輸出端。

(4)響應各種外部設備的請求。第5頁/共48頁(5-7)4、各種接口、高功能模塊：便于擴展。

小型機：一體機。有接口可擴展。

中、大型機：模塊式?？筛鶕枰谥靼迳想S意組合。3、編程器：是PLC的人機對話工具，它由鍵盤、顯示器和工作方式選擇開關等組成。5、輸入形式：直流、交流

輸出三種形式：繼電器--低速大功率 可控硅--高速大功率 晶體管--高速小功率第6頁/共48頁(5-8)PLC輸入電路（直流輸入型）LED1LED2光電隔離措施6、輸入、輸出接口（I/O）：采用光電隔離，減小了電磁干擾。第7頁/共48頁(5-9)CPUPOWERPCFP1-C16小型機：中、大型機：第8頁/共48頁(5-10)西門子S7-200系列CPU224外形外接輸入設備外接輸出設備通信接口方式選擇開關第9頁/共48頁(5-11)三、工作方式PLC：循環(huán)掃描。

CPU從第一條指令開始執(zhí)行，遇到結束符又返回第一條，不斷循環(huán)。這種工作方式有什么好處？答：對慢速響應系統(tǒng)，增強了抗干擾能力。一個掃描周期

O刷新

I刷新執(zhí)行程序輸入采樣輸出刷新第10頁/共48頁(5-12)1.輸入/輸出點數(I/O點數)。2.掃描速度。單位：ms

/1000步或s

/步3.內存容量。4.指令條數。5.內部寄存器數目。6.高功能模塊。四、主要技術性能五、應用1.用于開關邏輯控制。2.用于機加工數字控制。3.用于閉環(huán)過程控制。4.用于組成多級控制系統(tǒng)。第11頁/共48頁(5-13)六、控制原理處理由輸入部分所取得的信息，并根據用戶程序的要求，使輸出達到控制結果。收集被控設備的各種開關信息或操作命令。驅動被控設備按程序要求動作。輸入部分：邏輯部分：輸出部分：第12頁/共48頁(5-14)輸入部分輸出部分邏輯部分第13頁/共48頁(5-15)七、PLC的主要邏輯部件

PLC存儲器中有許多個存儲單元，可以把這些存儲單元理解為繼電器，每個存儲單元對應于一個繼電器。為了和傳統(tǒng)的物理繼電器相區(qū)別，這里的繼電器稱為軟繼電器。1、繼電器邏輯軟繼電器有兩類觸點，即：常開觸點和常閉觸點，符號分別為：第14頁/共48頁(5-16)西門子S7-200系列CPU224PLC中提供的繼電器邏輯有：輸入寄存器I0.0-I0.7，I1.0-I1.5

共14點接受外部輸入設備信號輸出寄存器Q0.0-Q0.7，Q1.0-1.1

共10點輸出程序執(zhí)行結果驅動外部設備輔助繼電器M0.0-M31.7

共256個程序內部使用，不提供輸出第15頁/共48頁(5-17)定時器T0，T64

共2個通電延時，保持型，1msT1~T4，T65~T68

共8個通電延時，保持型，10msT5~T31，T69~T95

共54個通電延時，保持型，100msT32，T96

共2個通電/斷電延時，1msT33~T36，T97~T100

共8個通電/斷電延時，10msT37~T63，T101~T255

共182個通電/斷電延時，100ms計數器C0~C255

共256個累加計數2、定時器/計數器西門子S7-200系列CPU224PLC中提供的有：第16頁/共48頁(5-18)3、其他寄存器高速計數器HC0~HC5共6個用來累計比CPU速率更快的脈沖順序控制器S0.0~31.7共256個提供控制程序的邏輯分段變量存儲器VB0.0~VB5119.7共40960個數據處理用的數值存儲元件局部存儲器LB0.0~LB63.7共512個暫時寄存器特殊存儲器SM0.0~SM549.7共4400個用于CPU與用戶交換信息（只讀）特殊存儲器SM0.0~SM29.7共240個CPU執(zhí)行時標志位的狀態(tài)累加器AC0~AC3共4個用來存放計算中間值西門子S7-200系列CPU224PLC中提供的有：第17頁/共48頁(5-19)

指令表（助記符）語言 梯形圖語言 流程圖語言 布爾代數語言常用助記符語言：類似于微機中的匯編語言。梯形圖語言：沿襲了傳統(tǒng)的控制圖。直觀明了，易于掌握。PLC

的編程語言有：§11-3PLC指令及編程方法第18頁/共48頁(5-20)一、編程指令介紹

S7-200系列PLC的基本指令共有42條，其中邏輯指令27條、控制指令15條。

指令代碼（指令名稱）圖形符號含義LD（取指令）表示某個繼電器的常開觸點，并且對應的邏輯行從這個指令開始。LDN（取非指令）表示某個繼電器的常閉觸點，并且對應的邏輯行從這個指令開始。=（輸出指令）輸出邏輯結果，驅動一個指定的繼電器?？捎糜谳敵隼^電器、輔助繼電器，但不能用于輸入繼電器。第19頁/共48頁(5-21)梯形圖Q0.7=0003I0.1LDN0002Q0.0=0001I0.0LD0000數據指令地址指令語句表例I0.0Q0.0I0.1Q0.7()()第20頁/共48頁(5-22)指令代碼（指令名稱）圖形符號含義A（與指令）串聯(lián)一個常開觸點。AN（與非指令）串聯(lián)一個常閉觸點。第21頁/共48頁(5-23)梯形圖I0.4AN0004I0.2A0001Q0.1=0005I0.3LD0003Q0.0=0002I0.0LD0000數據指令地址

指令語句表例I0.0I0.3Q0.0Q0.1I0.2I0.4()()第22頁/共48頁(5-24)指令代碼（指令名稱）圖形符號含義O（或指令）并聯(lián)一個常開觸點。ON（或非指令）并聯(lián)一個常閉觸點。第23頁/共48頁(5-25)梯形圖I0.2ON0004Q0.0O0001Q0.1=0005I0.1LD0003Q0.0=0002I0.0LD0000數據指令地址指令語句表例I0.0Q0.0I0.1Q0.1Q0.0I0.2（）（）第24頁/共48頁(5-26)電路塊：以LD或LD-NOT構成的一個觸點組指令代碼（指令名稱）圖形符號含義ALD（電路塊串聯(lián)指令）串聯(lián)聯(lián)接一個電路塊。OLD（電路塊并聯(lián)指令）并聯(lián)聯(lián)接一個電路塊。第25頁/共48頁(5-27)I0.5LD0005Q0.0=0008-ALD0007I0.6O0006指令語句表-ALD0004I0.2ON0001I0.4O0003I0.3LDN0002I0.0LD0000數據指令地址例梯形圖I0.0I0.2Q0.0I0.3I0.4I0.5I0.6()第26頁/共48頁(5-28)例I0.5LD0005Q0.0=0008-OLD0007I0.6A0006指令語句表-OLD0004I0.2AN0001I0.4AN0003I0.3LDN0002I0.1LD0000數據指令地址梯形圖I0.1Q0.0I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6（）第27頁/共48頁(5-29)TON（/F）（通電（/斷電）延時指令）實現導通延時操作（相當于通電延時繼電器）。當輸入端IN接通時，定時器T##開始計時，當定時器當前值大于、等于預置值（PT）時，定時器觸點動作，當IN斷開時，定時器復位。定時器的定時精度分別為1ms、10ms、100ms。TONR（保持型通電延時指令）保持型通電延時繼電器實現導通延時操作（同上述通電延時指令TON）。當輸入端IN斷開時，定時器暫停計時，但是不復位。第28頁/共48頁(5-30)注釋：定時器的定時精度分別為1ms、10ms、100ms1、1ms定時器由系統(tǒng)每隔1ms刷新一次，與掃描周期及程序無關，即采用中斷刷新方式。定時最大值32.767s。2、10ms定時器由系統(tǒng)在每個掃描周期開始時自動刷新。定時最大值327.67s。3、100ms定時器則只有在該指令執(zhí)行時被刷新。定時最大值3276.7s。第29頁/共48頁(5-31)梯形圖Q0.0=0003T0LD0002T0,+15000TON0001I0.0LD0000數據指令地址指令語句表例時序圖I0.0T0T0Q0.0150001ms()15sI0.0Q0.0第30頁/共48頁(5-32)CTU（加計數指令）進行加法計數操作。計數器的計數范圍為-32768～32768。CU端是計數脈沖輸入端，每輸入一個計數脈沖，計數值加1，PV為設定值，當計數值大于、等于設定值PV時，計數器C##ON。R端是復位輸入端，當R端為0時計數、為1時恢復為初始計數值0。如果R端的信號和CU端的信號同時到來，R端的信號優(yōu)先起作用。第31頁/共48頁(5-33)CTUD（加、減計數指令）進行加法、減法計數操作。計數器的計數范圍為-32768～32768。CU端是加計數脈沖輸入端，每輸入一個計數脈沖，計數值加1，CD端是減計數脈沖輸入端，每輸入一個計數脈沖，計數值減1，PV為設定值，當計數值大于設定值PV時，計數器C##ON。R端是復位輸入端，當R端為0時計數、為1時恢復為初始計數值。第32頁/共48頁(5-34)梯形圖I0.1LD1Q0.0=4C10LD3C10+3CTU2I0.0LD0數據指令地址指令語句表例時序圖Q0.0I0.1I0.0復位允許計數3R端ON(1)，計數器復位。R端OFF(0)，允許計數。C10I0.0C10Q0.0I0.1+3CTUCURPV（）第33頁/共48頁(5-35)SHRBDATA，S_BIT，N（移位寄存器指令）移位寄存器指令，當EN接通時，將DATA的值移入移位寄存器。S_BIT指定移位寄存器的起始位，N指定移位寄存器的長度和移位方向，當N>0時左移（向高位移位），當N<0時右移（向低位移位）。SRBIN，N（右移指令）字節(jié)右移指令。當EN接通時，將字節(jié)IN向右移N位。EN每接通一次右移1位，最左邊的位用0填充，移位結果存放在OUT中。SLBIN，N（左移指令）字節(jié)左移指令。第34頁/共48頁(5-36)梯形圖I0.0I0.2M10.1M10.2M10.3Q0.0I0.2ENS-BITDATANM10.0M10.1+15()I0.0M10.0M10.1Q0.0()M11.7M11.7SHRB第35頁/共48頁(5-37)梯形圖I0.2ENS-BITDATANM10.0M10.1+15()I0.0M10.0M10.1Q0.0()M11.7SHRBM10.0,M10.1,+15SHRBI0.2LDI0.0LD數據指令指令語句表=M10.0LDM10.1ANM11.7=Q0.0第36頁/共48頁(5-38)EU（上升沿微分指令）EU是上升沿微分指令，用于在左側接通母線時，對應輸入信號脈沖的上升沿，產生一個掃描周期的脈沖。ED（下降沿微分指令）*ED是下降沿微分指令，用于在在左側接通母線時，對應輸入信號脈沖的下降沿，產生一個掃描周期的脈沖。第37頁/共48頁(5-39)時序圖EU輸出ED輸出()NI0.0梯形圖P()Q0.0Q0.1I0.0Q0.0Q0.1I0.0EU0101=ED0102LD0100數據指令地址Q0.001030104=Q0.1第38頁/共48頁(5-40)1）每一條邏輯線都是從最左邊的母線開始，以表示邏輯結果的線圈或計時器、計數器等為結束。二、編程規(guī)則2）畫梯形圖編程時，同一個繼電器的觸點可以無限多次使用。3）梯形圖應畫成水平形式，而不應畫成垂直形式，否則沒法編程，對于含有垂直形式的，必須轉化成水平形式。第39頁/共48頁(5-41)4）表示邏輯結果的線圈可以并聯(lián)聯(lián)接?！痢蘄0.0I0.3I0.1I0.4I0.2()Q0.0I0.0Q0.0I0.1I0.0I0.2I0.4I0.3I0.2I0.1I0.3I0.4()I0.0Q0.0Q0.1()()第40頁/共48頁(5-42)5）觸點不能放在表示邏輯結果的線圈的右邊?！痢蘄0.2Q0.0I0.4I0.6()I0.2Q0.0I0.4I0.6()第41頁/共48頁(5-43)三、編程技巧1）對于復雜的梯形圖，可以對其分塊，再將各電路塊相串聯(lián)或并聯(lián)。2）在有幾個支路并聯(lián)時，應將包含觸點最多的支路放在梯形圖的最上方；在有幾個電路塊串聯(lián)時，應將包含并聯(lián)支路最多的電路塊放在梯形圖的最左邊。這樣安排能使所編制的程序簡單明了，語句較少。第42頁/共48頁(5-44)一、用PLC實現三相異步電動機正反轉的控制1、控制要求：1）正轉時，按正轉按鈕SBF，KMF吸合，電機正轉。3）停止時，按停止按鈕SB1，電機停轉。4）過載時，