《第16讲可编程控制器(FP1型PLC)(1).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第16讲可编程控制器(FP1型PLC)(1).ppt（42页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、海南风光第九章可编程序控制器（1）（FP1型PLC）清华大学电机系电工学教研室清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉唐庆玉 编编1第九章第九章 可编程序控制器可编程序控制器 9.1 概述概述9.2 基本概念和编程语言简介基本概念和编程语言简介9.3 PLC指令及编程方法指令及编程方法9.4 应用举例应用举例9.5 实验实验29.1.1 什么是什么是PLC?PLC 是一种专门用于工业控制的计算机。是一种专门用于工业控制的计算机。早期的早期的PLC是用来替代继电器、接触器控制的。是用来替代继电器、接触器控制的。它主要它主要 用于顺序控制，只能实现逻辑运算。因此，用于顺序控制，只能实现逻辑运算。因此，被
2、称为可编程逻辑控制器被称为可编程逻辑控制器（Programmable logic controller，略写略写 PLC)随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程控制器的功能已远远超出了顺序控制的范围。被称控制器的功能已远远超出了顺序控制的范围。被称为为可编程控制器可编程控制器（Programmable controller，略写略写PC)。为区别于为区别于Personal Computer(PC)，故沿用故沿用PLC 这个略写。这个略写。9.1 概述概述39.1.2 PLC的结构和工作原理的结构和工作原理一、一、PLC结构示意图结构示意图中中央央处
3、处理理单单元元数数据据存存储储器器输输出出接接口口地址总线地址总线 控制总线控制总线数据总线数据总线编程编程单元单元灯光指示灯光指示电磁阀门电磁阀门接触器接触器电源电源输输入入接接口口模拟量输入模拟量输入行程开关行程开关继电器接点继电器接点各种开关各种开关程程序序存存储储器器警报器警报器电机电机4二、各组成部分的作用二、各组成部分的作用2.存储器存储器1.CPU(1)从程序存储器读取程序指令，编译、执行指令。从程序存储器读取程序指令，编译、执行指令。(2)将各种输入信号取入。将各种输入信号取入。(3)把运算结果送到输出端。把运算结果送到输出端。(4)响应各种外部设备的请求。响应各种外部设备的请
4、求。RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调存储各种暂存数据、中间结果、用户正调 试的程序。试的程序。ROM：存放监控程序和用户已调试好的程序。存放监控程序和用户已调试好的程序。53.输入、输出接口：输入、输出接口：采用光电隔离，实现了采用光电隔离，实现了PLC的内的内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。输出接口作用：输出接口作用：将主机向外输出的信号转换成可将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号，以便控制接触以驱动外部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另外输出电路也使计器线圈等电器通断电；另外输出电路也使计算
5、机与外部强电隔离。算机与外部强电隔离。输出三种形式：输出三种形式：继电器继电器-低速大功率低速大功率 可控硅可控硅-高速大功率高速大功率 晶体管晶体管-高速小功率高速小功率输入接口作用：输入接口作用：将按钮、行程开关或传感器等产将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转换成数字信号送入主机。生的信号，转换成数字信号送入主机。6（1）输入接口电路：）输入接口电路：采用采用光电耦合器，防止强电干扰。光电耦合器，防止强电干扰。COM光电三极管光电三极管发光二极管发光二极管直流电源直流电源输入端子输入端子+内内部部电电路路3.3k 1000PF470 PLCXn+24V7继电器输出继电器输出（2）输出接
6、口电路：）输出接口电路：均采用模块式。均采用模块式。以以继电器形式为例：继电器形式为例：PLC内内部部电电路路内内部部电电路路JYCOM+-交流电源或交流电源或直流电源直流电源84.各种接口、高功能模块：各种接口、高功能模块：便于扩展。便于扩展。小型机：小型机：一体机。有接口可扩展。一体机。有接口可扩展。中、大型机：中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合模块式。可根据需要在主板上随意组合。PCFP1-C16小型机小型机9CPU POWER中、大型机中、大型机10编程设备可以是专用编程设备可以是专用的手持式的编程器；也可的手持式的编程器；也可以是安装了专门的编程通以是安装了专门的编程通讯
7、软件的个人计算机。讯软件的个人计算机。5.编程设备编程设备用户可以通过键盘输用户可以通过键盘输入和调试程序；另外在运入和调试程序；另外在运行时，还可以对整个控制行时，还可以对整个控制过程进行监控。过程进行监控。PCFP PROGRAMMER(HELP)CLRWRTFN/PFLSTKIX/IYNOTDT/LdREADOTL WLORR WRANY WYSTX WXSRC(-)OP(BIN)K/HSCCTC EVTMT SVACLRENTBAFEDC 98 3 2 1 0 7 6 5 4(DELT)CLR手持式的编程器手持式的编程器119.1.3 工作方式工作方式CPU：等待命令。等待命令。PLC
8、：循环扫描。循环扫描。CPU从第一条指令开始执行，遇到结束符又从第一条指令开始执行，遇到结束符又 返回第一条，不断循环。返回第一条，不断循环。一个扫描周期一个扫描周期 O刷新刷新 I刷新刷新执行指令执行指令I/O刷新刷新121.输入输入/输出点数输出点数(I/O点数点数)。2.扫描速度。扫描速度。单位：单位：ms/1000步步 或或 s/步步3.内存容量。内存容量。4.指令条数。指令条数。5.内部寄存器数目。内部寄存器数目。6.高功能模块。高功能模块。9.1.4 主要技术性能主要技术性能131.抗干扰、可靠性高。抗干扰、可靠性高。2.模块化组合式结构，使用灵活方便。模块化组合式结构，使用灵活方
9、便。3.编程简单，便于普及。编程简单，便于普及。4.可进行在线修改。可进行在线修改。5.网络通讯功能，便于实现分散式测控系统。网络通讯功能，便于实现分散式测控系统。6.与传统的控制方式比较，线路简单。与传统的控制方式比较，线路简单。9.1.5 优点优点141.用于开关逻辑控制。用于开关逻辑控制。2.用于机加工数字控制。用于机加工数字控制。3.用于闭环过程控制。用于闭环过程控制。4 用于组成多级控制系统。用于组成多级控制系统。9.1.6 应用应用159.2 基本概念和编程语言简介基本概念和编程语言简介PLC的内存除存放用户和系统的程序外，还有四个区：的内存除存放用户和系统的程序外，还有四个区：I
10、/O区：区：可直接与外部输入、输出端子传递信息可直接与外部输入、输出端子传递信息 内部辅助寄存器区：内部辅助寄存器区：存放中间变量存放中间变量 数据区数据区：存放中间结果存放中间结果 专用寄存器区：专用寄存器区：定时时钟、标志、系统内部的命令定时时钟、标志、系统内部的命令9.2.1 寄存器和接点的概念寄存器和接点的概念用户在对这四个区进行操作时，可以以用户在对这四个区进行操作时，可以以寄存器寄存器和和/或接点或接点的方式进行。的方式进行。16PLC的寄存器（以的寄存器（以FP1为例）一览为例）一览字输入寄存器字输入寄存器 WX0WX12位输入寄存器位输入寄存器 X0X12F字输出寄存器字输出寄
11、存器 WY0WY12位输出寄存器位输出寄存器 Y0Y12F通用字寄存器通用字寄存器 WR0WR62F通用位寄存器通用位寄存器 R0R62F专用字寄存器专用字寄存器 WR900WR903专用位寄存器专用位寄存器 R900R903F定时器定时器 TM0TM99计数器计数器 C100C143通用数据寄存器通用数据寄存器DT0DT8999专用数据寄存器专用数据寄存器DT9000DT9069设定值寄存器设定值寄存器 SV0SV143经过值寄存器经过值寄存器 EV0EV143索引寄存器索引寄存器 IX，IY十进制常数寄存器十进制常数寄存器 K十六进制常数寄存器十六进制常数寄存器 H17PLC的寄存器（以的
12、寄存器（以FP1为例）为例）1.输入输出输入输出(I/O)寄存器寄存器输入寄存器输入寄存器:功能功能:存放外部输入的信号存放外部输入的信号 输入寄存器编号输入寄存器编号:WX0WX12,共共13个寄存器，每个个寄存器，每个 寄存器寄存器16位位 输入位编号输入位编号:X0X12F，共，共16 13=208位位输出寄存器输出寄存器:功能功能:向输出接口输出信号向输出接口输出信号 输出寄存器编号输出寄存器编号:WY0WY12,共共13个寄存器，每个个寄存器，每个 寄存器寄存器16位位 输出位编号输出位编号:Y0Y12F，共，共16 13=208位位18寄存器：寄存器：是一个是一个16位二进制单元位
13、二进制单元位（触点）：位（触点）：16位中的每一位是一个位中的每一位是一个“触点触点”，对应外部的一个输入或者输出端子对应外部的一个输入或者输出端子。输入寄存器输入寄存器 WXm输出寄存器输出寄存器 WYm输入端子输入端子Xmn输出端子输出端子Ymnm：寄存器编号，用十进制数编号：寄存器编号，用十进制数编号：m=012，共共13个个F E D C B A 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0寄存器寄存器mnn：寄存器的第寄存器的第n n位，用位，用16进制数进制数 编号：编号：n=0F，共，共16位位X0XF代表代表WX0的第的第0位位第第15位位Y0YF代表代表WY0的第的第0位位第第15
14、位位特殊规定特殊规定19例：例：若若X0为为“ON”，则则 WX0 的第的第0位为位为“1”若若X4 为为“OFF”，则则 WX0 的第的第4位为位为“0”若若 WY1=7，则表明则表明Y10、Y11、Y12三个接点三个接点 为为“ON”PLC中有两类中有两类“接点接点”：常开接点常开接点和和常闭接点。常闭接点。符号分别为：符号分别为：接点通断情况与接点的赋值有关：（以接点通断情况与接点的赋值有关：（以 Y0Y0为例：为例：若若 Y0Y0的逻辑赋值为的逻辑赋值为“1”1”，则，则Y0Y0接通接通断开断开20ST：（Start）从母线开始一个新逻辑行时，或开始一个逻辑块时，从母线开始一个新逻辑行
15、时，或开始一个逻辑块时，输入的第一条指令。输入的第一条指令。ST：以常开接点开始以常开接点开始 ST/：以常闭接点开始以常闭接点开始OT：（Output）表示输出一个变量。表示输出一个变量。ED：（End）表示程序无条件结束表示程序无条件结束可编程控制器可编程控制器FP1基本指令基本指令21逻辑关系逻辑关系 梯形图梯形图 助记符助记符Y0X0 X1STX0ANX1OTY0STX0ORX1OTY0ST/X0OTY0与与或或非非ANDORNOT当当 X0 与与 X1 都都“ON”时，时，则输出则输出 Y0“ON”。当当 X0 或或 X1 “ON”时，时，则输出则输出 Y0“ON”。当当 X0 “O
16、FF”时，时，则输出则输出 Y0“ON”。Y0X0X1Y0X022注意：注意：与、或、非运算均是对从该指令前面的与、或、非运算均是对从该指令前面的STST 指令到该指令的前一个指令处的结果进行指令到该指令的前一个指令处的结果进行 运算。运算。AX2是与图中是与图中A点处的结果（即点处的结果（即X0与与X1的结果）的结果）相或，而不是与相或，而不是与X1相或。相或。Y0X0X2X1STX0ANX1ORX2OTY0例：例：23逻辑关系逻辑关系 梯形图梯形图 助记符助记符STX0ORX1STX2ORX3ANSOTY0STX0ANX1STX2AN/X3ORSOTY0当当“X0 或或 X1”与与“X2
17、或或X3”都都“ON”时，时，则输出则输出 Y0“ON”。区块与区块与ANS（And Stack）区块或区块或ORS（Or Stack）当当“X0 与与 X1”或或“X2 与与X3非非”“ON”时，则输时，则输出出 Y0“ON”。Y0X0X1X2X3Y0X0X2X1X324例例1 1：直接启动停车控制直接启动停车控制继电器控制电路图继电器控制电路图SB1SB1SB2SB2KMKMKMKMI/OI/O分配：分配：X0X0：停车停车 X1X1：启动启动 Y0Y0：KMKM(ED)(ED)Y0Y0X0X0Y0Y0X1X1梯形图：梯形图：助记符语句表助记符语句表ST X1ST X1OR Y0OR Y0
18、AN X0AN X0OT Y0OT Y0EDEDX1X1X0X0COMCOMY0Y0COMCOM KMKMSB2SB2SB1SB1220V220V24V24V25操作及动作过程操作及动作过程(ED)(ED)Y0Y0X0X0Y0Y0X1X1梯形图：梯形图：M M33A A B B C CKMKMFUFUQSQSFRFRFP1FP1型型PLCPLC控制器：控制器：实际输入端子：实际输入端子：X0XFX0XF实际输出端子：实际输出端子：Y0Y7Y0Y7助记符语句表助记符语句表ST X1ST X1OR Y0OR Y0AN X0AN X0OT Y0OT Y0EDEDX1X1X0X0COMCOMY0Y0C
19、OMCOM KMKMSB2SB2SB1SB1220V220V24V24V26KMRKMRM M33A A B B C CKMFKMFFUFUQSQSKHKHKMFKMFSB1SB1KMFKMFSBFSBFKHKHKMRKMRKMRKMRSBRSBRKMRKMRKMFKMFY0Y0X0X0X2X2X1X1Y1Y1X0X0Y1Y1Y0Y0Y0Y0Y1Y1I/OI/O分配：分配：SB1SB1X0X0 SBF SBF X1X1 SBR SBR X2X2 KMF KMF Y0Y0 KMR KMR Y1Y1例例2 2：三相异步电动机的正反转控制三相异步电动机的正反转控制27Y0Y0X0X0X2X2X1X1
20、Y1Y1X0X0Y1Y1Y0Y0Y0Y0Y1Y1STST X1 X1OROR Y0 Y0AN X0AN X0AN/Y1AN/Y1OTOT Y0 Y0STST X2 X2OROR Y1 Y1AN X0AN X0AN/Y0AN/Y0OTOT Y1 Y1EDEDY0Y0X0X0X2X2X1X1Y1Y1X0X0Y1Y1Y0Y0Y0Y0Y1Y1左重右轻左重右轻编程编程28I/OI/O分配：分配：SB1SB1X0X0 SBF SBF X1X1 SBR SBR X2X2 KMF KMF Y0Y0 KMR KMR Y1Y1I/OI/O分配决定分配决定PLCPLC的端子接线图的端子接线图X1X1X0X0COMC
21、OMY0Y0COMCOM KMFKMFSBFSBFSB1SB1220V220V24V24VX2X2SBRSBRY1Y1KMRKMRFRFRPLCPLC的端子接线方式又决定编程语言的端子接线方式又决定编程语言29(ED)(ED)Y0Y0X0X0Y0Y0X1X1梯形图：梯形图：输入按键的接线方式决定输入的编程语句输入按键的接线方式决定输入的编程语句停止键为常闭停止键为常闭ST X1ST X1OR Y0OR Y0AN X0AN X0OT Y0OT Y0EDED停止键为常开停止键为常开ST X1ST X1OR Y0OR Y0AN/X0AN/X0OT Y0OT Y0EDEDX0X0X1X1COMCOMY
22、0Y0COMCOM KMKMSB2SB2SB1SB1220V220V24V24V起动起动停止停止电机的起动停止控制电机的起动停止控制30编程中应注意的编程中应注意的几个几个问题问题(ED)(ED)X0X0Y0Y0X1X1Y0Y0(ED)(ED)X1X1Y0Y0X0X0Y0Y0一、用电路变换简化程序一、用电路变换简化程序(减少指令的条数）减少指令的条数）31二、逻辑关系应尽量清楚二、逻辑关系应尽量清楚(避免左轻右重避免左轻右重)X3X3X2X2X5X5X4X4X6X6X8X8X7X7Y0Y0X9X9(ED)(ED)X3X3X2X2X5X5X4X4X6X6X8X8X7X7Y0Y0X9X9(ED)(
23、ED)X5X5X6X6X2X2X2X2ST X2ST X2AN X3AN X3AN X4AN X4ST X2ST X2AN X5AN X5AN X6AN X6AN X7AN X7ST X2ST X2AN X5AN X5AN X6AN X6AN X8AN X8AN X9AN X9ORSORSOT Y0OT Y0EDED根据该梯形图和编程，根据该梯形图和编程，X3X3、X6X6、X9X9三个输入开关应采用何种接法？三个输入开关应采用何种接法？用常开？用常开？用常闭？用常闭？32三、避免出现无法编程的梯形图三、避免出现无法编程的梯形图X5X5(ED)(ED)X1X1X3X3X2X2Y1Y1X4X4Y
24、2Y2X1X1(ED)(ED)X3X3X2X2Y1Y1X5X5X3X3X1X1X4X4Y2Y2X5X5ST ST X3X3AN X5AN X5OR X1OR X1AN/X2AN/X2OT Y1OT Y1根据该梯形图和编程，根据该梯形图和编程，X2X2、X4X4二个输入开关应采用何种接法？二个输入开关应采用何种接法？用常开？用常开？用常闭？用常闭？ST X1ST X1AN X5AN X5OR X3OR X3AN/X4AN/X4OT Y2OT Y2EDED332.2.定时器及定时器指令定时器及定时器指令输入接点输入接点定时器号码定时器号码（0 09999）时间常数时间常数:132767132767
25、类型类型R R：时钟周期为时钟周期为0.010.01秒秒X X：时钟周期为时钟周期为0.10.1秒秒Y Y：时钟周期为时钟周期为1 1秒秒（1 1）时间常数与类型一起确定了定时时间）时间常数与类型一起确定了定时时间=时钟周期时钟周期 时间时间 常数。常数。（2 2）定时器为减计数。当输入接点）定时器为减计数。当输入接点X X接通时，每来一个时接通时，每来一个时 钟脉冲减钟脉冲减1 1，直到减为，直到减为0 0。这时，定时器的常开接点。这时，定时器的常开接点 闭合，常闭接点断开。闭合，常闭接点断开。（3 3）当输入接点）当输入接点X X断开时，定时器复位，定时器的常开接点断开时，定时器复位，定时
26、器的常开接点 断开，常闭接点闭合。断开，常闭接点闭合。说明：说明：X XTMTMn34动作说明：动作说明：当当Y0Y0闭合后，定时器闭合后，定时器TM5TM5开始计时。开始计时。经过经过300.1=3s300.1=3s后，后，Y1Y1闭合，闭合，Y2Y2断开。断开。Y0Y0TM X 30TM X 305Y1Y1TM5TM5Y2Y2TM5TM5例：例：ST Y0ST Y0TM X5TM X5K 30K 30ST T5ST T5OT Y1OT Y1ST/T5ST/T5OT Y2OT Y2用定时器指令编写的用定时器指令编写的助记符语句表助记符语句表35例例3 3：定时器应用举例定时器应用举例(书上书
27、上P461P461高频加热时间控制）高频加热时间控制）QSQSFUFU1 1KMKMKTKTKTKTKMKMSB1SB1SB2SB2KMKMKMKM分配分配I/OI/O：X0 SB1X0 SB1X1 SB2X1 SB2Y0 KMY0 KMTMX0 KTTMX0 KTTM X 100TM X 1000 0Y0Y0T0T0EDEDX0X0X1X1Y0Y0Y0Y0X0X036TM X 100TM X 1000 0Y0Y0TM0TM0EDEDX0X0X1X1Y0Y0Y0Y0X0X0梯形图梯形图X1X1X0X0COMCOMY0Y0COMCOM KMKMSB2SB2SB1SB1220V220V24V24V
28、PLCPLC端子接线图端子接线图ST X1ST X1OR Y0OR Y0AN X0AN X0AN/T0AN/T0OT Y0OT Y0ST Y0ST Y0AN X0AN X0TM X0TM X0K 100K 100EDED编程编程37PSHS,RDS,POPS Y0Y0X0X0Y1Y1Y3Y3X2X2X1X1X2X2ST X0ST X0PSHSPSHSAN X2AN X2OT Y0OT Y0RDSRDSAN X1AN X1OT Y1OT Y1POPSPOPSAN X2AN X2OT Y3OT Y3功能解释功能解释PSHS (Push Stack)PSHS (Push Stack)：将结果存入堆栈
29、将结果存入堆栈RDS (Read Stack)RDS (Read Stack)：从堆栈读数从堆栈读数POPS (Pop Stack)POPS (Pop Stack)：从堆栈读数并清空堆栈从堆栈读数并清空堆栈3.3.堆栈及堆栈操作指令堆栈及堆栈操作指令:38例例4 4：定时器应用举例：用定时器应用举例：用PLCPLC控制三相异步电动机控制三相异步电动机 的的Y-Y-起动。起动。Y Y 起动继电器起动继电器控制电路控制电路KM2KM2KTKTKTKTKM1KM1KM1KM1KM2KM2KM2KM2KTKTKM2KM2KM0KM0SB1SB1SB2SB2KM0KM0FRFRI/OI/O分配：分配：S
30、B1 X0SB1 X0SB2 X1SB2 X1KM0 Y0KM0 Y0KM1 Y1KM1 Y1KM2KM2 Y2 Y2KT TMX1KT TMX1时间常数时间常数K=150K=150延时延时0.1 1500.1 150=15=15秒秒39用用PLCPLC控制三相异步电动机的控制三相异步电动机的Y-Y-起动起动KM2KM2KTKTKTKTKM1KM1KM1KM1KM2KM2KM2KM2KTKTKM2KM2KM0KM0SB1SB1SB2SB2KM0KM0FRFRI/OI/O分配：分配：SB1 X0SB1 X0SB2 X1SB2 X1KM0 Y0KM0 Y0KM1 Y1KM1 Y1KM2KM2 Y2
31、 Y2KT TMX1KT TMX1梯形图梯形图TM X 150TM X 1501 1Y0Y0EDEDX0X0X1X1Y0Y0X0X0X1X1Y0Y0Y2Y2Y1Y1TM1TM1Y2Y2Y2Y2TM1TM1Y1Y1Y2Y240用用PLC控制三相异步电动机的控制三相异步电动机的Y-起动起动I/O分配：分配：SB1 X0SB2 X1KM0 Y0KM1 Y1KM2 Y2KT TMX1PLC接线图接线图X1X0COMY0COMKM0SB2SB1220V24VY1KM1FRY2KM241用用PLC控制三相异步电动机的控制三相异步电动机的Y-起动起动TM X 1501Y0EDX0X1Y0X0X1Y0Y2Y1TM1Y2Y2TM1Y1Y2根据梯形图和接线进行编程根据梯形图和接线进行编程ST X1OR Y0AN X0OT Y0ST X1OR Y0AN X0PSHSAN/Y2TM X1K 150RDSAN/T1AN/Y2OT Y1POPSST T1OR Y2ANSAN/Y1OT Y2ED42