PLC基礎知識培訓

福大自動化科技有限公司可編程控制器基礎知識（一）主要內容

1、典型控制系統(tǒng)

2、PLC的產生

3、PLC的發(fā)展

4、PLC的種類

5、PLC特點構成

6、PLC執(zhí)行機理

7、PLC掃描周期

8、PLC應用例舉 典型閉環(huán)控制系統(tǒng)人機接口：按鈕、開關、觸摸屏、組態(tài)軟件等；

控制器：PLC，單片機，工控機，繼電器控制系統(tǒng)，專有控制器等；

執(zhí)行機構：接觸器、閥門、變頻器、軟啟動器等；

傳感器：開關量傳感器、模擬量傳感器等；

被控對象：水池水位、生產線、加熱器溫度等；主要內容1、典型控制系統(tǒng)

2、PLC的產生

3、PLC的發(fā)展

4、PLC的種類

5、PLC特點構成

6、PLC執(zhí)行機理

7、PLC掃描周期

8、PLC應用例舉

繼電器控制系統(tǒng)輸入電路：按鈕、行程開關、限位開關、傳感器等；

繼電器控制回路：控制系統(tǒng)核心，繼電器、電子元件和導線組成；

輸出電路：接觸器、電磁閥等；

生產現場：被控對象，如電動機或生產過程PLC的由來第一臺PLC出現在美國。1968年，當時美國最大的汽車制造商通用汽車公司（GM），為了適應汽車型號不斷更新的需要，想尋求一種方法盡可能減少重新設計繼電器控制系統(tǒng)和接線的工作量，降低成本，縮短開發(fā)周期，于是設想把計算機功能強大，而且靈活，通用的優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)簡單易懂、操作方便、價格便宜的優(yōu)點結合起來，制成一種新型的工業(yè)控制裝置。PLC的概念（ProgrammableLogicController

）

可編程控制器是一種數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貯器，用來在其內部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。

繼電器控制系統(tǒng)VSPLC比較項目繼電器控制系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)控制功能的實現由許多繼電器,采用接線的方式來完成控制功能各種控制功能是通過編制的程序來實現的對生產工藝過程變更的適應性適應性差.需要重新設計,改變繼電器和接線適應性強.只需對程序進行修改控制速度低.靠機械動作實現極快.靠微處理器進行處理計數及其他特殊功能一般沒有有安裝,施工連線多,施工繁安裝容易,施工方便可靠性差,觸點多,故障多高,因元器件采取了篩選和老化等可靠性措施壽命短長可擴展性困難容易維護工作量大,故障不易查找有自診能力,維護工作量小主要內容1、典型控制系統(tǒng)

2、PLC的產生

3、PLC的發(fā)展

4、PLC的種類

5、PLC特點構成

6、PLC執(zhí)行機理

7、PLC掃描周期

8、PLC應用例舉

PLC的發(fā)展······1969年，美國數據設備公司（DEC）研制出世界第一臺可編程序控制器（PDP-14），并成功地應用于通用公司的汽車自動裝配線上。1971年，日本從美國引進了這項新技術，并于當年研制出了第一臺PLC（DSC-8）1973~1974年，西德和法國也相繼研制了第一臺PLC。最初的PLC只有與、或、非等9條邏輯運算指令，只能處理開關量，所以起名為可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicalController)，簡稱PLC。PLC的發(fā)展······1975~1976年，可編程邏輯控制器開始采用了微處理器，此時正式更名為可編程控制器（ProgrammableController)，簡稱PC，習慣上仍簡稱為PLC。70年代末趨于成熟現在的PLC指令系統(tǒng)已經多達幾百條。不僅能進行開關量、模擬量的控制，而且有網絡通訊、智能控制等功能，能夠通過Internet進行遠程編程，監(jiān)控。目前PLC的應用已經遍及了工業(yè)控制的任何一個領域，和計算機輔助設計、機器人一起被喻為未來工業(yè)的三大支柱。主要內容1、典型控制系統(tǒng)

2、PLC的產生

3、PLC的發(fā)展

4、PLC的種類

5、PLC特點構成

6、PLC執(zhí)行機理

7、PLC掃描周期

8、PLC應用例舉PLC的種類目前，世界上有200多廠家生產300多品種PLC產品。OMRON ABSiemensSchneiderABB

Mitsubishi

Panasonic

······OMRON程序容量，I/O點數功能CQM1CPM1AC200HE/HG/HXCP1HCJ1OMRONCPM1ACPM2ACP1H(支持浮點）CQM1CJ1M(支持浮點）CJ1(支持浮點）C200HCS1(支持浮點）CS1D(支持浮點）Schneiderstand-alonedecentralisedcentralisedMicroAtriumPremiumMomentumM1Quantum

CompactControlSystemDestinationComplexMachineSpecialMachineInfrastructureBatchProcessDiscreteProcessMicroSmallLargePC-Based4StepstoAutomationsuccess…

AtriumPremiumQuantumNanoTwidoSimpleMachineAtrium1.HighEndPLCrenewal-2004PremiumQuantum2.L1MidRangerenewalEnd2006M340BasicQuantumSafety–SIL2 Q12007SchneiderTwidoQuantumSiemens程序容量，I/O點數功能S7300S7200S7400SiemensS7200S7300S7400ABMitsubishi三菱PLC分三種系列：FX（小型機），Q（中型機），A（大型機）Panasonic(NAIS)序號型號最大IO點數據內存特殊數據寄存區(qū)文件寄存區(qū)1FPe16601122FP0128163841123FP∑380327651284FP16114705FPM61141126FP3204825681897FP216006000256307178FP2SH16001024051232765*39FP10SH1024051232765主要內容1、典型控制系統(tǒng)

2、PLC的產生

3、PLC的發(fā)展

4、PLC的種類

5、PLC特點構成

6、PLC執(zhí)行機理

7、PLC掃描周期

8、PLC應用例舉PLC的特點

PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。

PLC的構成（1）PLC的構成（2）

電源模塊：

為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VAC）。

CPU：

主要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態(tài)總線構成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。內存主要用于存儲程序及數據，是PLC不可缺少的組成單元。CPU速度和內存容量是PLC的重要參數，它們決定著PLC的工作速度，IO數量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。

PLC的構成（3）

通信模塊：

PLC與PLC之間、PLC與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現分散集中控制。多數PLC具有RS-232接口，還有一些內置有支持各自通信協議的接口。

底板：大多數模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現各模塊間的聯系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體。

I/O模塊：

PLC與電氣回路的接口

。分為DI，DO，AI，AO。

開關量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。

模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。

特殊IO模塊：如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。

按I/O點數確定模塊規(guī)格及數量，I/O模塊可多可少，但其最大數受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數限制。

主要內容1、典型控制系統(tǒng)

2、PLC的產生

3、PLC的發(fā)展

4、PLC的種類

5、PLC特點構成

6、PLC執(zhí)行機理

7、PLC掃描周期

8、PLC應用例舉循環(huán)掃描從左到右自上而下PLC工作原理PLC掃描周期（重要概念）程序執(zhí)行輸出刷新公共處理2將輸出繼電器的值送到輸出端子上外設端口服務上電初始化公共處理1硬件、內存檢查、WDT預置按從左到右、從上到下執(zhí)行指令掃描周期計算處理固定（DM6619)或循環(huán)值輸入刷新將輸入端子的信號取到輸入繼電器例：特殊寄存器的設置后須重上電PLC的性能指標I/O點數——輸入、輸出端子的個數；PLC的一個重要指標；用戶程序存貯容量——16位為1個字，1024字為1K；CPM1A:2K，CPM2A:4K，程序備份均為閃存，不會因電池電壓低而丟失；掃描速度：ms/k；指令種類及條數；內部器件的種類和數量；掌握術語：位(bit)、數字(digit)、字節(jié)(byte)、字(word)或通道(channel)。智能單元：模擬、位置、速度、溫度、通信網絡等。主要內容1、典型控制系統(tǒng)

2、PLC的產生

3、PLC的發(fā)展

4、PLC的種類

5、PLC特點構成

6、PLC執(zhí)行機理

7、PLC掃描周期

8、PLC應用例舉OMRONPLC工作方式編程模式：程序停止運行監(jiān)視模式：程序運行中，能在線修改數據和程序運行模式：程序運行中，不能修改數據和程序內存（C200H）序號區(qū)域大小范圍1內部繼電器13776位IR000~IR2352特殊繼電器1312位SR236~SR2553特殊繼電器2704位SR256~SR2994內部繼電器23392位IR300~IR5015臨時繼電器區(qū)域8位TR00~TR076保持繼電器區(qū)域1600位HR00~HR997輔助繼電器區(qū)域448位AR00~AR278鏈接繼電器區(qū)域1024位LR00~LR639定時器/計數器區(qū)域512個定時期/計數器TC00~TC51110數據存儲（ＤＭ）區(qū)域6144字DM0000~DM614311固定ＤＭ區(qū)域512字DM6144~DM665512擴展數據存儲（ＥＭ）區(qū)域6144字EM0000~EM6143參考資料：《C200HX/C200HG/C200HE編程手冊》I/O地址小型PLC：普通I/O模塊：根據模塊位置分配地址

特殊I/O模塊：根據模塊位置分配地址

中大型PLC：普通I/O模塊：根據模塊位置分配地址特殊I/O模塊：根據模塊單元號分配地址參考資料：《C200HX/C200HG/C200HE編程手冊》I/O地址（C200H）（一）機架槽1槽2槽3槽4槽5槽6槽7槽8槽9槽10CPUIR000IR001IR002IR003IR004IR005IR006IR007IR008IR009擴展機架1IR010IR011IR012IR013IR014IR015IR016IR017IR018IR019擴展機架2IR020IR021IR022IR023IR024IR025IR026IR027IR028IR029擴展機架3IR300IR301IR302IR303IR304IR305IR306IR307IR308IR309普通I/O模塊（C200H-ID215，OD215，，，）參考資料：《C200HX/C200HG/C200HE編程手冊》I/O地址（C200H）（二）單元號I/O字PC限制0IR100~IR109無1IR110~IR1192IR120~IR1293IR130~IR1394IR140~IR1495IR150~IR1596IR160~IR1697IR170~IR1798IR180~IR1899IR190~IR199特殊I/O模塊（C200H-AD003，DA003，，，）單元號I/O字PC限制AIR400~IR409C200HE-CPUXX-E和C200HG/HX-CPU3X-E/4X-E中不能使用BIR410~IR419CIR420~IR429DIR430~IR439EIR440~IR449FIR450~IR459參考資料：《C200HX/C200HG/C200HE編程手冊》編程工具手持編程器CX-Programmer編程語言梯形圖指令助記符功能塊結構文本CX-P使用新建工程：設備名稱：×××

設備類型：PLC的CPU型號網絡類型：通訊類型（1）串口——SYSMACWAY

（2）以太網——EthernetCX-P程序結構工程Project

└┄程序Program

|┄任務Task1

||┄段Section1||┄段Section2|┄任務Task2

├段Section1

└段Section2CX-P仿真仿真器：CX-Simulator（模擬PLC的行為）。CX-P數據監(jiān)控數據監(jiān)控：>邏輯中直接監(jiān)控>數據區(qū)整體監(jiān)控和設定>重點數據監(jiān)控和設定OMRONPLC指令集基本指令程序控制指令

數據指令數據移位位指令數據傳送定時器/計數器數據比較子程序數據轉換計算指令BCD計算邏輯指令邏輯指令二進制計算堆棧指令特殊計算標志和寄存器符號計算其它指令浮點計算時間指令參考資料：《C200HX/C200HG/C200HE編程手冊》基本指令1、LD（?。?、OUT（輸出）OUTNOT(取反輸出)3、AND（與）：串聯4、OR（或）：并聯5、AND-NOT（與非）6、OR-NOT（或非）7、LD-NOT（取非）8、AND-LD（與塊）9、OR-LD（或塊）0000201000000010100101000001000110000101000201000000300011002010000000000200010003010000000000200010003編程注意事項OMRON編程每條梯形圖前都必須有一個取。（除了程序控制指令和子程序等外）。編寫程序前要先定義輸入輸出地址；參考資料：有關PLC編程的程序舉例（一）：基本指令LD0.00OR2.00ANDNOT0.01ANDNOT0.02OUT2.00梯形圖語句表思考1：如何實現兩個設備之間互鎖運行？概念：線圈觸點（常開觸點、常閉觸點）思考2：如何使用基本指令實現二分頻時序（一鍵啟停）？程序列舉（一）習題1：如何使用基本指令（線圈和觸點）實現二分頻功能？習題2：至少使用3種不同的方法實現二分頻功能？問題：啟動/停止按鈕的接通時間如果較長，會出現什么現象？程序舉例（二）：電機的正反轉控制習題3：如何用PLC實現電機的正反轉控制？程序舉例（二）：定時器和計數器思考1：如何實現長時間定時？思考2：定時器均為接通延時，如何實現延時斷開？定時器號：00~511（C200H)設定值：#0~#9999精度：0.1秒計數器號：00~511（C200H)設定值：#0~#9999注意：不能與定時器號重復！程序列舉（二）習題4：產生一個方波，導通時間和斷開時間可調？程序舉例（三）：掃描周期思考1：分析上圖邏輯，畫出其時序圖，然后簡化邏輯？思考2：如何使用基本指令實現上升沿微分和下降沿微分？20005200062000520005200042000620003200062000420