工廠用電控知識(shí)教育訓(xùn)練

2023/2/21PLC基礎(chǔ)知識(shí)講解2023/2/22目錄一、工業(yè)設(shè)備控制介紹-------------------------------------------------5二、PLC控制及流程概述----------------------------------------------9三、PLC編程語(yǔ)法概述-------------------------------------------------122023/2/23分類總線型工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(PC)單片機(jī)(MCU)可編程序控制器(PLC)特點(diǎn)（1）提高設(shè)計(jì)效率，縮短設(shè)計(jì)和制造周期；（2）提高了系統(tǒng)的可靠性；（3）便于調(diào)試和維修；（4）能適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需要；（1）受集成度限制，片內(nèi)存儲(chǔ)器容量較小；（2）可靠性高；（3）易擴(kuò)展；（4）控制功能強(qiáng)；（5）一般的單片機(jī)內(nèi)無監(jiān)控程序或系統(tǒng)通用管理軟件，軟件開發(fā)工作量大；（1）控制程序可變，具有很好的柔性；（2）可靠性強(qiáng)，適用于工業(yè)環(huán)境；（3）編程簡(jiǎn)單，使用方便；（4）功能完善；（5）體積小、重量輕、易于裝入及其內(nèi)部；一、工業(yè)設(shè)備控制介紹現(xiàn)階段工業(yè)設(shè)備控制方式：2023/2/24一、工業(yè)設(shè)備控制介紹1、總線型工業(yè)控制計(jì)算機(jī)介紹工控機(jī)（IndustrialPersonalComputer，IPC）即工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是一種采用總線結(jié)構(gòu)，對(duì)生產(chǎn)過程及機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行檢測(cè)與控制的工具總稱。工控機(jī)具有重要的計(jì)算機(jī)屬性和特征，如具有計(jì)算機(jī)CPU、硬盤、內(nèi)存、外設(shè)及接口，并有操作系統(tǒng)、控制網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議、計(jì)算能力、友好的人機(jī)界面。工控行業(yè)的產(chǎn)品和技術(shù)非常特殊，屬于中間產(chǎn)品，是為其他各行業(yè)提供可靠、嵌入式、智能化的工業(yè)計(jì)算機(jī)。工控機(jī)控制特點(diǎn)：a、可靠性：工業(yè)PC具有在粉塵、煙霧、高/低溫、潮濕、震動(dòng)、腐蝕和快速診斷和可維護(hù)性，其MTTR(MeanTimetoRepair)一般為5min。b、實(shí)時(shí)性：工業(yè)PC對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測(cè)與控制，對(duì)工作狀況的變化給予快速響應(yīng)，及時(shí)進(jìn)行采集和輸出調(diào)節(jié)。c、擴(kuò)充性：工業(yè)PC由于采用底板+CPU卡結(jié)構(gòu)，因而具有很強(qiáng)的輸入輸出功能，最多可擴(kuò)充20個(gè)板卡，能與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種外設(shè)相連，以完成各種任務(wù)。2023/2/252、單片機(jī)介紹單片機(jī)又稱單片微控制器,（microcontrollerunit，MCU）它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了I/O設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。單片機(jī)控制特點(diǎn)：a、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，實(shí)現(xiàn)模塊化；b、單片機(jī)可靠性高，可工作到10^6~10^7小時(shí)無故障；c、低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品；d、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。一、工業(yè)設(shè)備控制介紹2023/2/263、可編程控制器介紹可編程控制器（ProgrammableLogicController，即PLC）是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在執(zhí)行存儲(chǔ)邏輯運(yùn)算和順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字或模擬的輸入(I)和輸出(O)接口，控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。PLC控制特點(diǎn)：a、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)b、硬件配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)c、易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎d、容易改造e、體積小，重量輕，能耗低一、工業(yè)設(shè)備控制介紹2023/2/27二、PLC控制及流程概述1、PLC硬件組成圖示2023/2/28開始自診斷與編程器通信讀現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)執(zhí)行用戶程序程序掃描結(jié)束PLC基本工作過程：a、讀取現(xiàn)場(chǎng)信息；

b、執(zhí)行用戶程序；

c、輸出控制信號(hào)；上述過程完成后，重新開始循環(huán)執(zhí)行，PLC的掃描周期通常為10-40ms。PLC整個(gè)過程如右圖所示。二、PLC控制及流程概述2、PLC內(nèi)部工作過程2023/2/29二、PLC控制及流程概述3、PLC與外部硬件連接圖示2023/2/210三、PLC編程語(yǔ)法1、編程語(yǔ)法簡(jiǎn)介PLC的編程語(yǔ)言與一般計(jì)算機(jī)語(yǔ)言相比，具有明顯的特點(diǎn)，它既不同于高級(jí)語(yǔ)言，也不同與一般的匯編語(yǔ)言，它既要滿足易于編寫，又要滿足易于調(diào)試的要求。目前，還沒有一種對(duì)各廠家產(chǎn)品都能兼容的編程語(yǔ)言。如三菱公司的產(chǎn)品有它自己的編程語(yǔ)言，OMRON公司的產(chǎn)品也有它自己的語(yǔ)言。編程語(yǔ)言的形式主要有梯形圖和助記符語(yǔ)言表，最常用的是梯形圖編程，因?yàn)樗庇^易懂，但需要一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)及相應(yīng)的編程軟件。下面將詳細(xì)介紹梯形圖編程的語(yǔ)法。

2023/2/211三、PLC編程語(yǔ)法2、梯形圖編程梯形圖是通過連線把PLC指令的梯形圖符號(hào)連接在一起的連通圖，用以表達(dá)所使用的PLC指令及其前后順序，它與電氣原理圖很相似。它的連線有兩種：一為母線，另一為內(nèi)部橫豎線。內(nèi)部橫豎線把一個(gè)個(gè)梯形圖符號(hào)指令連成一個(gè)指令組，這個(gè)指令組一般總是從裝載（LD）指令開始，必要時(shí)再繼以若干個(gè)輸入指令（含LD指令），以建立邏輯條件。最后為輸出類指令，實(shí)現(xiàn)輸出控制，或?yàn)閿?shù)據(jù)控制、流程控制、通訊處理、監(jiān)控工作等指令，以進(jìn)行相應(yīng)的工作。母線是用來連接指令組的。下圖是三菱公司產(chǎn)品的最簡(jiǎn)單的梯形圖：

它有兩組，第一組用以實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、停止控制。第二組僅一個(gè)END指令，用以結(jié)束程序。2023/2/212三、PLC編程語(yǔ)法梯形圖與電氣原理圖的關(guān)系：如果僅考慮邏輯控制，梯形圖與電氣原理圖也可建立起一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如梯形圖的輸出（OUT）指令，對(duì)應(yīng)于繼電器的線圈，而輸入指令（如LD，AND，OR）對(duì)應(yīng)于接點(diǎn)，互鎖指令（IL、ILC）可看成總開關(guān)，等等。這樣，原有的繼電控制邏輯，經(jīng)轉(zhuǎn)換即可變成梯形圖，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，即可變成語(yǔ)句表程序。下面是梯形圖常用圖形及說明：

梯形圖形結(jié)構(gòu)指令解說指令使用裝置常開開關(guān)，A

接點(diǎn)LDX、Y、M、S、T、C常閉開關(guān)，B

接點(diǎn)LDIX、Y、M、S、T、C串接常開ANDX、Y、M、S、T、C2、梯形圖編程2023/2/213梯形圖形結(jié)構(gòu)指令解說指令使用裝置并接常開ORX、Y、M、S、T、C并接常閉ORIX、Y、M、S、T、C上升沿觸發(fā)開關(guān)LDPX、Y、M、S、T、C下降沿觸發(fā)開關(guān)LDFX、Y、M、S、T、C上升沿觸發(fā)串接ANDPX、Y、M、S、T、C下降沿觸發(fā)串接ANDFX、Y、M、S、T、C上升沿觸發(fā)并接ORPX、Y、M、S、T、C下降沿觸發(fā)并接ORFX、Y、M、S、T、C區(qū)塊串接ANB/區(qū)塊并接ORB/多重輸出MPSMRDMPP/續(xù)前表2023/2/214上表中，各個(gè)使用裝置代表含義（三菱產(chǎn)品）：X：輸入繼電器PLC的輸入端子是從外部開關(guān)接受信號(hào)的窗口，PLC內(nèi)部與輸入端子連接的輸入繼電器X是用光電隔離的電子繼電器，它們的編號(hào)與接線端子編號(hào)一致（按八進(jìn)制輸入），線圈的吸合或釋放只取決于PLC外部觸點(diǎn)的狀態(tài)。內(nèi)部有常開/常閉兩種觸點(diǎn)供編程時(shí)隨時(shí)使用，且使用次數(shù)不限。輸入電路的時(shí)間常數(shù)一般小于10ms。各基本單元都是八進(jìn)制輸入的地址，輸入為X000～X007，X010～X017，X020～X027。它們一般位于機(jī)器的上端。Y：輸出繼電器PLC的輸出端子是向外部負(fù)載輸出信號(hào)的窗口。輸出繼電器的線圈由程序控制，輸出繼電器的外部輸出主觸點(diǎn)接到PLC的輸出端子上供外部負(fù)載使用，其余常開/常閉觸點(diǎn)供內(nèi)部程序使用。輸出繼電器的電子常開/常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限。輸出電路的時(shí)間常數(shù)是固定的。各基本單元都是八進(jìn)制輸出，輸出為Y000～Y007，Y010～Y017，Y020～Y027。它們一般位于機(jī)器的下端。三、PLC編程語(yǔ)法2、梯形圖編程2023/2/215M：輔助繼電器PLC內(nèi)有很多的輔助繼電器，其線圈與輸出繼電器一樣，由PLC內(nèi)各軟元件的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。輔助繼電器也稱中間繼電器，它沒有向外的任何聯(lián)系，只供內(nèi)部編程使用。它的電子常開/常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不受限制。但是，這些觸點(diǎn)不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動(dòng)必須通過輸出繼電器來實(shí)現(xiàn)。T：定時(shí)器在PLC內(nèi)的定時(shí)器是根據(jù)時(shí)鐘脈沖的累積形式，當(dāng)所計(jì)時(shí)間達(dá)到設(shè)定值時(shí)，其輸出觸點(diǎn)動(dòng)作，時(shí)鐘脈沖有1ms、10ms、100ms。定時(shí)器可以用用戶程序存儲(chǔ)器內(nèi)的常數(shù)K作為設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器（D）的內(nèi)容作為設(shè)定值。C：計(jì)數(shù)器FX2N中的16位增計(jì)數(shù)器，是16位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，它是在計(jì)數(shù)信號(hào)的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，它有兩個(gè)輸入，一個(gè)用于復(fù)位，一個(gè)用于計(jì)數(shù)。每一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖上升沿使原來的數(shù)值減1，當(dāng)現(xiàn)時(shí)值減到零時(shí)停止計(jì)數(shù)，同時(shí)觸點(diǎn)閉合。直到復(fù)位控制信號(hào)的上升沿輸入時(shí)，觸點(diǎn)才斷開，設(shè)定值又寫入，再又進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)。三、PLC編程語(yǔ)法2、梯形圖編程2023/2/216三、PLC編程語(yǔ)法3、梯形圖編程注意事項(xiàng)1、每個(gè)繼電器的線圈和它的觸點(diǎn)均用同一編號(hào)，每個(gè)元件的觸點(diǎn)使用時(shí)沒有數(shù)量限制。2、梯形圖每一行都是從左邊開始，線圈接在最右邊（線圈右邊不允許再有接觸點(diǎn)），如圖(a)錯(cuò)，圖(b)正確。3、線圈不能直接接在左邊母線上。4、在一個(gè)程序中，同一編號(hào)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(yīng)盡量避免。

2023/2/217三、PLC編程語(yǔ)法2、梯形圖編程注意事項(xiàng)5、在梯形圖中沒有真實(shí)的電流流動(dòng)，為了便于分析PLC的周期掃描原理和邏輯上的因果關(guān)系，假定在梯形圖中有“電流”流動(dòng)，這個(gè)“電流”只能在梯形圖中單方向流動(dòng)，即從左向右流動(dòng)，層次的改變只能從上向下。下圖是一個(gè)錯(cuò)誤的橋式電路梯形圖。

2023/2/218三、PLC編程語(yǔ)法3、梯形圖常見錯(cuò)誤類型在編輯梯形圖形時(shí)，雖然可以利用各種梯形符號(hào)組合成各種圖形，由于PLC處理圖形程序的原則是由上而下，由左至右，因此在繪制時(shí)，要以左母線為起點(diǎn)，右母線為終點(diǎn)，從左向右逐個(gè)橫向?qū)懭搿Ｒ?/p>