可编程控制器应用.ppt

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1、可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术授课人:沈英英11/12/20241中海国际广州教培中心第一章第一章 可编程控制器基本知识可编程控制器基本知识l第一节 何谓PLClPlogrammable Logical Controllerl一、定义：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。二、特点二、特点lPLC的特点：1.使用和维护方便2.运行稳定可靠3.编程软件易学4.施工周期短三、三、PLC的应用领域

2、的应用领域1.开关量逻辑控制2.运动控制3.闭环过程控制4.数据处理5.通信联网第二节第二节 PLC的硬件、软件及工作原理的硬件、软件及工作原理l一、PLC的硬件及其结构l以FX2N48MR为例l1.控制器面板介绍l（1）输入接线端l（2）输出接线端（三种负载输出形式）l（3）操作面板（P11图）第二节第二节 PLC的硬件、软件及工作原理的硬件、软件及工作原理l2.内部结构l（1）CPU(中央处理器）l功能：l执行用户程序l数据输入、输出l内部监控l分类：通用微处理器、单片机芯片、位处理器第二节第二节 PLC的硬件、软件及工作原理的硬件、软件及工作原理l（2）存储器：存放系统程序、用户程序及运

3、算数据的单元l系统程序存储器只读存储器（ROM,EPROM）用户不可以对其更改。（非易失性）l用户程序存储器EPROM、EEPROM,以保证用户程序不会被轻易修改或因电池故障而遗失。第二节第二节 PLC的硬件、软件及工作原理的硬件、软件及工作原理l内部数据存储器：用于存储程序执行的中间状态与信息，相当于计算机的内存。动态改变RAM，易失性,其内容原则上在关机时被自动清除，但设置出于连续工作或断电恢复的需要，部分断电保持型内部继电器、定时器、计数器、数据寄存器的状态可以用电池保持。第二节第二节 PLC的硬件、软件及工作原理的硬件、软件及工作原理l3.输入/输出接口l 主要的要求：l 其一：有良好

4、的抗干扰能力l 其二：能满足工业现场各类信号的匹配要求l4.电源：为各工作单元供电的开关电源及为掉电保护供电的后备电源。l5.外部设备：编程器、EPROM写入器等二、二、PLC 的分类的分类l1.按硬件的结构类型分类：l单元式：把CPU、RAM、ROM、I/O接口等都装配在一起的整体装置。体积小，成本低、安装方便，但输入、输出点是固定的。l模块式：积木式。把每个工作单元都制成独立的模块并插入母板，构成一个完整的PLC。灵活、方便，易于扩展，但体积较大。l叠装式：是单元式和模块式相结合的产物。二、二、PLC 的分类的分类l2.按可应用规模及功能分类l将输入点和输出点数的总和称为机器的点，按点数的

5、多少分为：超小、小、中、大、超大五类。l按功能分为低档机、中档机、高档机。低档机：以逻辑运算为主 中档机：整数和浮点运算，数制转换、中断控制、PID调节及联网功能等，可用于复杂的逻辑运算和闭环控制场合。高档机：可以和其它计算机构成综合管理系统。三、三、PLC的工作原理的工作原理l继电器控制系统并行工作方式lCPU分时操作方式。从左到右，从上到下。计算机在每一瞬间只能做一件事。由于运算速度极高，各电器的动作似乎是同时完成的，但实际输入、输出的响应是有滞后的。l工作过程：1.输入采样阶段 2.程序执行阶段 3.输出刷新阶段完成这样一个过程叫一个扫描周期，大约200ms P8 图1212四、四、PL

6、C的软件知识的软件知识l（一）PLC编程语言简介l1.梯形图 左母线，右母线，逻辑行 编制原则：l2.指令语句表 基本指令：助记符+操作元件l3.顺序功能图 步进指令 状态转移流程图l4.功能块图 类似于数字逻辑电路的编程语言l5.结构文本 用PASCAL、BASIC、C等高级语言编程。这种编程方式是结构文本。四、四、PLC的软件知识的软件知识l（二）FX系列PLC编程软件的使用l软件 SWOPC-FXGP/WIN-C GX-Developer(仿真）l1.编程l2.转换l3.调试：在梯形图上监控及对元件单独测试（仿真状态）l4.PLC运行：传输设置、PLC写入第二章第二章 三菱三菱FX2N系

7、列可编程控制器系列可编程控制器l第一节 主要编程软元件l一、输入/输出继电器(X/Y)l1.输入继电器 用X表示l是接收外部信号的窗口，输入接口的一个接线点对应一个输入继电器。在梯形图和指令表中都不能看到和使用其线圈，只能看到和使用其常开或常闭触点（无数）l地址编号：八进制 X0-X7 X10-X17-l只有一个公共端（com 端）第一节第一节 主要编程软元件主要编程软元件l2.输出继电器 用Y表示l唯一能驱动外部负载的元件（外部触点）l输出接口的一个接线点对应一个输出继电器l有线圈、有触点l内部触点：无数常开、常闭触点l外部触点：只有常开触点-以用于接通该输出口上连接的负载。l地址编号：八进

8、制 Y0-Y7 Y10-Y17-l有多个公共端第一节第一节 主要编程软元件主要编程软元件l二、内部继电器 Ml编写程序的辅助元件，有无数触点，有线圈，由各种编程元件驱动，和Y一样，但不能直接连接负载l地址编号：十进制l分为：通用型、停电保持型和特殊用途的内部继电器第一节第一节 主要编程软元件主要编程软元件l1.通用型内部继电器（一般用途）l用于逻辑运算的中间状态存储及信号类型的变换lM0-M499 停电后恢复初始状态第一节第一节 主要编程软元件主要编程软元件l2.停电保持型：l具有停电保持的功能。利用PLC内装的备用电池或EEPROM进行停电保持。l当停电后重新运行能再现停电前的状态lM500

9、-M1023第一节第一节 主要编程软元件主要编程软元件l3.特殊用途的内部继电器l具有特定功能的内部继电器 M8000-M8255l只能利用其触点的MlM8000运行监控lM8002-初始脉冲lM8012-100ms 时钟脉冲lM8013-秒脉冲lM8011-10ms 脉冲第一节第一节 主要编程软元件主要编程软元件l可驱动线圈的特殊MlM8030-使电池LED熄灭lM8033-PLC停止运行时，输出保持lM8034-禁止全部输出lM8039-定时扫描lM8036-强制运行第一节第一节 主要编程软元件主要编程软元件l三、定时器（T）l1.定时器及工作特点相当于时间继电器-当设计时间到达设定值时，

10、输出触点动作有无数的常开、常闭触点，元件编号：十进制定时器时间设置：直接或间接设定两个寄存器 a.常数设定值寄存器 如：K100100b.当前值寄存器：T0 K100-100*0.1=10第一节第一节 主要编程软元件主要编程软元件l复位：l普通型：断开触点自动复位l累积型：使用MOV或RST指令第一节第一节 主要编程软元件主要编程软元件l2.分类l按精度分（定时精度)l按功能分:a.非积算定时器（普通、停电复位）b.积算定时器（累积、停电保持）l3.典型定时器应用第一节第一节 主要编程软元件主要编程软元件l四、计数器-用于计数控制l内部计数器：对机内元件（X、Y、M、S、T、C）的信号计数，是

11、低速计数器。l外部计数器：对高于机器扫描频率的信号计数，是高速计数器。l当计数值达到设定值时，其触点动作。l元件编号：十进制，有无数常开和常闭触点l设定值可直接或间接设定第一节第一节 主要编程软元件主要编程软元件l复位：不自动复位l 使用RST或MOV指令复位第一节第一节 主要编程软元件主要编程软元件l分类：（1）16位增计数器，计数范围132767a.普通型 C0-C99b.断电保持型 C100-C199（即使停电，当前值和输出触点的置位/复位状态也能保持）（2）32位增减计数器计数范围：-2147483648+2147483647a.普通型 C200-C219b.断电保持型 C220-C2

12、34第一节第一节 主要编程软元件主要编程软元件l计数的方向（增或减）由特殊内部继电器 M8200-M8234控制,为ON时是减计数，为OFF时是增计数例：l典型计数器的应用1 h定时程序24h时钟程序第一节第一节 主要编程软元件主要编程软元件l位软元件：X,Y.M,S 只处理通、断，开、关状态l字软元件：T,C,D,V,Z 处理数值、数据第二节第二节 FX2N系列系列PLC指令系统介绍指令系统介绍l一、基本指令：l1.连接和驱动指令l（1）LD指令和LDI指令lLD-取指令：常开触点与左母线连接lLDI取反指令：常闭触点与左母线连接第二节第二节 FX2N系列系列PLC指令系统介绍指令系统介绍l

13、（2）OR指令和ORI指令lOR-或指令，与常开触点并联lORI-或非指令，与常闭触点并联说明：可以连续使用；混联电路块与常开、常闭触点并联时可用第二节第二节 FX2N系列系列PLC指令系统介绍指令系统介绍l（3）AND指令和ANI指令lAND-与指令 与常开触点串联lANI-与非指令 与常闭触点串联l说明：可以连续使用 电路块与触点串联时也可使用第二节第二节 FX2N系列系列PLC指令系统介绍指令系统介绍l（4）OUT指令输出指令或驱动指令l说明：不能驱动输入继电器 可以连续使用并行输出，且不受使用次数限制。第二节第二节 FX2N系列系列PLC指令系统介绍指令系统介绍l（5）常开触点闭合或断

14、开瞬间动作的指令lLDP和LDF取脉冲上升沿、下降沿指令（让常开触点只在闭合或断开瞬间接到母线扫描一个周期）lANDP、ANDF指令和ORP、ORF指令ANDP-串联一个只在闭合瞬间接通一个扫描周期的常开触点第二节第二节 FX2N系列系列PLC指令系统介绍指令系统介绍ANDF-串联一个只在断开瞬间接通一个扫描周期的常开触点ORP-并联一个只在闭合瞬间接通一个扫描周期的常开触点ORF-并联一个只在断开瞬间接通一个扫描周期的常开触点第二节第二节 FX2N系列系列PLC指令系统介绍指令系统介绍l（6）ANB指令和ORB指令lANB电路块与指令-电路块（或触点）与电路块串联lORB电路块或指令-电路块

15、（或触点）与电路块并联l说明：ANB、ORB是助记符，没有操作元件第二节第二节 FX2N系列系列PLC指令系统介绍指令系统介绍l二、多路输出指令l（1）MC指令和MCR指令lMC主控指令 通过MC指令的操作元件Y或M的常开触点将左母线临时移到一个所需的位置，产生一个临时左母线，形成一个主控电路块lMCR-主控复位指令 取消临时左母线，将左母线返回到原来位置，结束主控电路块。第二节第二节 FX2N系列系列PLC指令系统介绍指令系统介绍lMC和MCR成对使用lN0-N1-N7第二节第二节 FX2N系列系列PLC指令系统介绍指令系统介绍l(2)MPS指令、MRD指令和MPP指令l在FX系列PLC中，

16、有几个存储运算中间结果的存储器-栈存储器，这个栈存储器将触点之间的逻辑运算结果存储后，就可以用指令将这个结果读出，再参与其他触点之间的逻辑运算。lMPS进栈指令-将触点的逻辑运算结果推入栈存储器1号单元中，存储器每个单元中原来的数据依次向下推移。第二节第二节 FX2N系列系列PLC指令系统介绍指令系统介绍lMRD读栈指令-将栈存储器中1号单元的内容读出lMPP出栈指令-将栈存储器中1号单元结果取出，存储器中其他单元的数据依次向上推移。第二节第二节 FX2N系列系列PLC指令系统介绍指令系统介绍l3.置位与复位指令 P18图l（1）置位指令SET-驱动线圈使其具有自锁功能，维持接通状态。（置1）

17、l若SET的执行条件断开，所指定的编程元件仍然保持接通状态，直到遇到RST指令时才会复位。第二节第二节 FX2N系列系列PLC指令系统介绍指令系统介绍l（2）复位指令RST-使线圈复位，当RST的执行条件满足时，线圈复位（置0）第二节第二节 FX2N系列系列PLC指令系统介绍指令系统介绍l4.脉冲微分指令l（1）PLS指令-上升沿脉冲微分指令，用于将指令信号的上升沿进行微分，并将微分结果（接通一个扫描周期的脉冲）送给PLS指令后面所指定的目标编程元件。第二节第二节 FX2N系列系列PLC指令系统介绍指令系统介绍l（2）PLF指令-下降沿脉冲微分指令，用于将指令信号的下降沿进行微分，并将微分结果

18、（接通一个扫描周期的脉冲）送给PLF指令后面所指定的目标编程元件。第二节第二节 FX2N系列系列PLC指令系统介绍指令系统介绍l5.空操作与结束指令l（1）NOP指令-空操作指令，用来取代一些不必要的指令或延长扫描周期。l（2）END-结束指令。若不写入END，会从第一步扫描到最后一步;调试时分段插入END，在确认电路正确后再依次删除END。第二节第二节 FX2N系列系列PLC指令系统介绍指令系统介绍l二、基本环节（实操)第二节第二节 FX2N系列系列PLC指令系统介绍指令系统介绍l三、步进指令和状态编程l1.顺序控制简介l（1）复杂的控制过程分解成若干个工序l（2）各工序的任务明确而具体l（

19、3）各工序间的联系清楚第二节第二节 FX2N系列系列PLC指令系统介绍指令系统介绍l2.状态流程图的三要素l顺序控制的动作流程图-状态流程图（用状态来描述控制过程的流程图l（1）状态任务-即本状态做什么l（2）状态转移条件-即满足什么条件实现状态转移l（3）状态转移方向-即转移到什么状态第二节第二节 FX2N系列系列PLC指令系统介绍指令系统介绍l3.状态条件-状态继电器lS0S9 初始状态lS10S19 回零（原点回归）lS0S499 非断电保持（普通）lS500S899 断电保持lS900S999报警第二节第二节 FX2N系列系列PLC指令系统介绍指令系统介绍l4.状态指令lSTL-步进开

20、始指令lRET步进返回指令l（1）STL指令激活某个状态，建立子母线lSTL-助记符，操作元件S STL或l（2）RET指令-使副母线返回到原来左母线的位置第二节第二节 FX2N系列系列PLC指令系统介绍指令系统介绍l5.将状态流程图转换成梯形图和指令表 P29l6.状态转移流程图执行的特点p32l7.状态转移流程图编程要点及注意事项P32l例：运料小车（循环三次自动停止，中途按下X1小车完成本次循环停止）练习：设计练习：设计PLC控制梯形图，并进行调试。控制梯形图，并进行调试。l1.用按钮控制三台电动机。为了避免三台电动机同时起动，起动电流过大，要求每隔5S起动一台。l2.电机启动转10秒，

21、停5秒，按停止，即停。l3.当报警开关（X0）接通时报警铃声响（Y0）且报警灯（Y1）闪烁。闪烁控制要求是亮0.5秒，灭1秒，闪烁50次报警自动停止。l4.按下启动按钮，4盏彩灯点亮，1S后熄灭，同时另4盏彩灯点亮，1S后熄灭。以后照此循环下去，直到按下停止按钮。练习：设计练习：设计PLC控制梯形图，并进行调试。控制梯形图，并进行调试。l5.完成单流程状态转移图的编程l6.实现单按钮控制电动机起动和停止l7.编写一段红绿灯交替闪烁程序。要求：每隔10S两灯交替闪烁一次。每灯闪烁间隔为1S，红灯闪烁完后自动转为绿灯闪，然后再转为红灯闪。（用两种方法）练习：设计练习：设计PLC控制梯形图，并进行调

22、试。控制梯形图，并进行调试。l8.设计一个对三台通风机选择运转装置进行监视的系统。如果三台风机中有两台在工作，信号灯就持续发亮；如果只有一台风机工作，信号灯就以0.5H2的频率闪烁报警；如果三台都不工作，信号灯就以2H2频率报警；如果选择运转装置不运行，信号灯就熄灭。（附加）第六章第六章 FX2N系列可系列可编程控制器程控制器功能指令概述功能指令概述l第一节 数据类软元件1.数据寄存器D-用来存储数值数据的编程元件 1个数据寄存器(16位)处理的数值为 -32758+32767 2个相邻的数据寄存器可以表示32位数据,即 -21474736482147473647D1高位 D0 低位第六章第六

23、章 FX2N系列可系列可编程控制器程控制器功能指令概述功能指令概述l分类:D0D199 普通型 D200D511 断电保持型 D8000D8255 特殊用途(附录A)例:计数器、定时器的间接设定第六章第六章 FX2N系列可系列可编程控制器程控制器功能指令概述功能指令概述2.变址寄存器 V、Z-修改软元件地址号 V0V7(8个)16位 Z0Z7(8个)16位 如:MOV D5V0 D10Z0当V0=8 Z0=14时，D13 D24当V0=9 Z0=14时，D14 D24VZ组合使用:V高位、Z低位 32位l第二节 功能指令的表达形式、使用要素l功能指令：主要用于数据的传送、运算、变换及程序控制等

24、功能。(128种)1.功能指令的格式：由操作码和操作元件组成 操作码：功能代码或助记符 lFNC 20 S1.S2.D.(D)ADD(P)D10 D12 D14FNC12-功能代码 ADD-助记符 第六章第六章 FX2N系列可编程控制器系列可编程控制器功能指令概述功能指令概述l操作元件（S）源元件：其数据或状态不随指令的执行面变化。如果源元件可以变址，用（S.）表示，如果有多个源元件，可以用（S1.)、(S2.)表示。（D）目的元件：其数据或状态将随批令的执行而变化。如果目的元件可以变址，用（D.）表示，如果有多个目的元件，可以用（D1.)、(D2.)表示。第六章第六章 FX2N系列可编程控制

25、器系列可编程控制器功能指令概述功能指令概述lm、n 对源和目的元件作补充说明，当元件数量多时，用m1、m2、n1、n2表示l2.功能指令使用的软元件 字元件:能表达数值的元件(1)常数:K-十进制常数 H-十六进制 123456789ABCDEF 第六章第六章 FX2N系列可编程控制器系列可编程控制器功能指令概述功能指令概述 (2)位元件组成的字元件:KnX、KnY、KnM、KnS 如：MOV D0 K2Y0 0101011101000101 D0 01000101 K2Y0 (3)数据寄存器:D、V、Z、T、C 位元件：处理“开”、”关“状态 第六章第六章 FX2N系列可编程控制器系列可编程

26、控制器功能指令概述功能指令概述l3.处理数据的长度 16位：-3276732767 如：MOV 32位：-21474836482147483647 DMOV4.指令的执行形式：脉冲执行型：条件满足时仅执行一个扫描周期 如：MOVP 连续执行型第六章第六章 FX2N系列可编程控制器系列可编程控制器功能指令概述功能指令概述l第一节 传送比较类指令及应用l第二节 四则运算类指令及应用l第三节 移位控制类指令及应用第六章第六章 FX2N系列可编程控制器系列可编程控制器 数据处理指令及应用数据处理指令及应用第一节第一节 传送比较类指令及应用传送比较类指令及应用l1.比较指令 CMP，两个源数据进行比较，

27、其结果存放在目标指定软元件中。l三个结果：,=,=,=l例:l应用举例：红绿灯控制第一节第一节 传送比较类指令及应用传送比较类指令及应用l4.传送指令MOV 将(S.)的数值不经任何变换直接传到(D.)中例:应用举例:补充：抢答器P101例1（用程序构成一个闪光信号灯，改变输入口所接置数开关可改变闪光频率）第一节第一节 传送比较类指令及应用传送比较类指令及应用第二节第二节 四则运算类指令及应用四则运算类指令及应用l1.加法指令 ADD 源元件（S1.)和(S2.)二进制数相加，结果存放在目标元件(D.)中ADD D0 D2 D4 D0+D2 D4DADD D0 D2 D4 (D1、D0+D3、

28、D2 D5、D4ADDP D2 K1 D2 D2+1 D2lADD有三个常用标志：M8020零标志，当运算结果为零时，M8020置1；M8022进位标志，当运算结果超过32747（16位）或2147483647（32位），则M8022置1；M8021借位标志，当运算结果小于-32747(16位）或-2147473647(32位）；应用举例：投币洗车机第二节第二节 四则运算类指令及应用四则运算类指令及应用第二节第二节 四则运算类指令及应用四则运算类指令及应用l2.减法指令 SUB 源元件（S1.)和(S2.)二进制数相减，结果存放在目标元件(D.)中SUB D0 D2 D4 D0-D2 D4DS

29、UB D0 D2 D4 (D1、D0-D3、D2 D5、D4SUBP D2 K1 D2 D2-1 D2第二节第二节 四则运算类指令及应用四则运算类指令及应用l3.乘法指令 MUL 源元件（S1.)和(S2.)二进制数相乘，结果存放在目标元件(D.)中MUL D0 D2 D4 D0D2 D5、D4 16位 16位 32位DMUL D0 D2 D4 (D1、D0D3、D2 D7、D6、D5、D4 32位 32位 64位第二节第二节 四则运算类指令及应用四则运算类指令及应用4.除法指令 DIV 源元件（S1.)除以(S2.)，商和余数存放在目标元件(D.)中DIV D0 D2 D4 D0D2 商 D

30、4 余数D5 16位 16位 32位DDIV D0 D2 D4 (D1、D0 D3、D2 D5、D4 D7、D6 32位 32位 商 余数应用举例：P109，1、2l5 加1 INC、减1 DEC将（D.)中的数值加1，结果仍存放在（D.)中INCP D0 D0+1 D0DECP D0 D0-1 D0若用连续指令INC，则每个扫描周期加1应用举例：电机控制第二节第二节 四则运算类指令及应用四则运算类指令及应用第三节第三节 移位控制类指令及应用移位控制类指令及应用l1.循环右移指令 ROR RORP D0 K4 将（D.)中的数值从高位向低位移动n位，最后面的n位回转到高位 1111 1111

31、0000 0000 0000 1111 1111 0000第三节第三节 移位控制类指令及应用移位控制类指令及应用l1.循环左移指令 ROL ROLP D0 K4 将（D.)中的数值从低位向高位移动n位，最后面的n位回转到低位 1111 1111 0000 0000 1111 0000 0000 1111应用举例：P113 例1：流水灯光控制l3.位右移 SFTR （S.)(D.)n1 n2 SFTRP X0 M0 K16 K4(D.)为n1位移位寄存器(S.)为n2位数据n1位移位寄存器（D.）将(S.)的n2位数据向右移动n2位第三节第三节 移位控制类指令及应用移位控制类指令及应用l1110

32、 X3X0 1110 0000 0000 0000 M15M0 1100 X3X0 右移4位 1100 1110 0000 0000 M18M0第三节第三节 移位控制类指令及应用移位控制类指令及应用l4.位左移指令 SFTL SFTLP X0 M0 K16 K4 1110 0000 0000 0000 1110 1100 X3X0 左移四位 0000 0000 1110 1100第三节第三节 移位控制类指令及应用移位控制类指令及应用l应用举例：1.用按钮控制5条皮带传送机的顺序控制2.四台水泵轮流运行控制第三节第三节 移位控制类指令及应用移位控制类指令及应用l一、选择性分支流程 在步进中磁到两个以上分支流程，由分支回路的条件决定步进到哪个回路。二、并行性分支流程 在步进中，一个移动条件成立后，有两个或两个以上分支同时执行的流程，当每个流程都执行完毕后，再汇合执行下一条步进点。并行分支的汇合编程最多实现8个分支的汇合。第五章第五章 FX2N系列可编程控制器系列可编程控制器步进指令及状态编程步进指令及状态编程