AB_MicroLogix1000可编程控制器课件

1、A-B MicroLogix1000可编程控制器的应用 2009年6月主讲人：裴明课程大纲概述MicroLogix 1000可编程控制器介绍梯形图编程介绍编程软件RSLogix500的使用通信软件RSLinx的使用 网络应用硬件及软件实操可编程控制器（ PLC ）的发展史1968年美国通用汽车公司(GM)招标需要一种控制装置，须满足以下要求：软连接代替硬接线 可靠性高于继电器控制柜,体积小且成本低于继电器控制柜 有数据通讯功能可在恶劣环境下工作 扩展时，原系统变更要少 用户程序存储容量可扩展到4K 根据要求，1969年美国DEC公司研制出世界上第一台PLC（PDP14），并在GM公司汽车生产线

2、上应用成功 。PLC发展到目前已经有四代：第一代(19691972):美国DEC公司PDP-14/L 日本立石电机SCY-022第二代(19731975):德国SIEMENS公司S3,S4 日本富士电机SC系列第三代(19761983):德国SIEMENS公司S5 日本三菱公司MELPLAC-50第四代(1983至今):美国GOULD公司A5900 德国SIEMENS公司S7概述A-B(Allen-Bradley)公司：由一对亲兄弟创立于1903年,自1985年被罗克韦尔自动化公司收购后成为其旗下的一个品牌罗克韦尔工业自动化（Rockwell Atuomation）公司：为制造业提供动力、控制

3、和信息技术解决方案。罗克韦尔自动化公司整合了工业自动化领域的知名品牌，包括艾伦布拉德利Allen-Bradley的控制产品和工程服务、道奇品牌Dodge的机械动力传输产品、瑞恩电气Reliance Electric制造的电机和驱动产品以及罗克韦尔软件RockwellSoftware生产的工控软件关于A-B和罗克韦尔自动化A-B控制器产品介绍MicroLogix系列(微型可编程控制器)MicroLogix1000， MicroLogix1200 ，MicroLogix1500应用:BF1线拧盖机，TF3装箱机，BF5眼膜充填机SLC500系列(中小型可扩展控制器)系列:SLC5/01，02，03

4、，04，05应用:TF1线充填机，TF3线充填机，送管机，BF1输送带控制系统，零件清洗机Mixing区域G,M缸ControlLogix系列(新款中小型可扩展控制器)应用:Mixing区域R,S,T,P,N缸人机界面(HMI)系列PanelView1000：应用于BF1线，G，M缸PanelViw600 plus:应用于TF3线装箱机PanelView1000 plus:应用于R,S,T,P,N缸控制器编程软件RSLogix500:支持Allen-Bradley SLC500系列和MicroLogix系列可编程控制器的编程RSLogix5000:支持Logix5000系列可编程控制器的编程通

5、讯软件：RSLinx:为现场设备连接众多的罗克韦尔软件提供全套的通讯服务人机界面编程软件：PanelBuilder32:用于A-B人机界面产品PanelView系列的开发编程RSView Studio:用于A-B人机界面产品PanelView plus系列的开发编程罗克韦尔软件产品介绍RSLinxRSView StudioRSLogixMicroLogix 1000可编程控制器介绍 可编程控制器PLC(Programmable Logic Controller)结构及原理 MicroLogix 1000可编程控制器的硬件特性A-B McicroLogix 1000 PLC整体式PLC组成示意图

6、电源 输入单元中央处理单元(CPU) 输出单元 外设接口 扩展口I/OEPROM(系统程序)RAM(用户程序)存储器PCI/O 扩展单元输入信号输出信号编程设备各部分的功能简介CPU:是PLC的运算控制中心,用扫描的方式接受输入信号,送入寄存器保存,当PLC进入运行状态后,按顺序逐条读取用户程序,进行解释和执行并将执行结果送到输出端存储器:系统程序存储器采用ROM，用于存放PLC的操作系统程序,用户指令解释程序,系统诊断程序和通讯管理程序,出厂时根据不同的PLC编写并已经固化，用户不能访问和修改;用户程序存储器采用EPROM，用于存储用户程序,可擦除重新编程,其容量就代表PLC的容量;工作数据

7、存储器采用RAM，用于存储PLC运行中经常变化,需要随机存取的一些数据I/O单元:是PLC与现场设备连接的接口,分为开关量I/O单元和特殊功能I/O单元两种编程设备:用于输入,检查,修改,调试和监控用户程序,一般使用PC完成电源:将交流电源转换PLC所需的直流电源,可以外挂也可以是内置的输入/输出单元开关量输入/输出单元:用来接受现场设备的开关量输入信号:如按钮,选择开关,光电开关,接近开关,继电器触点等,向执行机构如接触器,电磁阀,指示灯等输出数字量信号按照输入电压不同可分为直流和交流输入/输出单元,通常采用光电耦合器或隔离脉冲变压器将来自现场的输入信号或驱动现场设备的输出信号与CPU隔离,

8、以防止信号干扰引起误动作特殊功能I/O单元特殊功能I/O单元是一个独立的计算机系统,由自己的CPU,系统程序,存储器以及与控制器总线相连的接口.常用的由以下几种:模拟量输入/输出单元:用来接受和采集由电位器,测速发电机和各种变送器送来的模拟量信号(通常是420mA电流或010V电压信号),向调节比例阀或调速装置等输出模拟量控制信号其它还有温度模块,位置模块和高速计数模块等PLC的循环扫描工作原理SB1SB2SB3SQ2KA1KA1KA2KT1KA3KA1KA3KA2KT1KA3KA1KA2SQ2SQ2KA3KA2电气控制回路图START按钮开关（常开NO）中继线圈时间继电器线圈行程开关（常开N

9、O）中继线圈中继线圈按钮开关（常闭NC）PLC的循环扫描工作原理PLC的基本工作原理是建立在计算机工作原理基础上，但又有一定区别：如上图所示:当行程开关SQ2动作时,KA1及KT立即改变状态,KA2在KA1之后接通,如果简单的按照一般计算机那样按照程序计数器形成的程序号顺序执行,就有可能只有KT被接通,而KA1和KA2不受影响.原因是电气控制系统中各被控元件是并行关系,而改为程序方式控制,各被控元件的多做则成为时间上的串行因此PLC必须采用循环扫描的工作方式,而且使得每执行一次程序所占用的时间足够短,这个时间短到足以保证变量条件不变,即前一次执行程序时对一变量的状态没有捕捉到,但第二次执行程序

10、时该条件依然存在继续分析上图:行程开关SQ2动作,KT1线圈通电,本来受SQ2影响的还有KA1和KA2,但是这次执行程序已过,它们的状态不变.经过足够短的时间后,程序返回继续下一次执行,这时各控制变量的状态不变(SQ2不变,KT1也还没变),此时相关的继电器KA1,KA2就可以依控制变量的状态而执行动作PLC的循环扫描周期当用户程序输入PLC且被置于RUN状态，控制器将开始按照下图的过程顺序重复的执行，除非用户程序中设置了中断或跳转： 循环周期n输入扫描（input scan)扫描和读取输入数据的时间，通常在几ms内完成n程序扫描（program scan)处理器执行程序指令的时间，根据指令类

11、型和程序大小会有不同n输出扫描（output scan）扫描和写入输出数据的时间，通常在几ms内完成n通信服务（service communication）与其他外设如PC等进行通信的时间n内务时段（housekeeping and overhead）内存管理，更新计时器和内部寄存器的时间PLC的主要性能指标PLC是专为工业应用而设计的计算机，其性能指标如下：存储容量PLC的存储器有系统存储器和用户存储器组成，如果是采用16位CPU的PLC,存储器容量通常以字为单位控制容量PLC的控制容量就是I/O容量，通常以离散量（数字量）个数计循环扫描周期PLC的扫描周期也叫处理器扫描时间，通常用ms/k

12、指令来衡量PLC的运行速度指令功能和软件支持根据PLC所能使用指令尤其是高级指令的多少来衡量，如PID控制，顺序功能流程图指令等MicroLogix 1000可编程控制器的硬件特性Type: 1761-L16BWAAllen-Bradley0 1 2 3 4 5DCCOM+24V-DC OUTI/0 I/1 I/2 I/3 I/4 I/5 I/6 I/7 I/8 I/9DCCOM85-264 VAC L1 L2/NVAC O/0VDCVAC O/1VDCVAC O/2VDCVAC O/3VDCVAC O/4 O/5VDC0 1 2 3 4 5 6 7 8 9POWERRUNFAULTFORCE

13、INOUTMicroLogix 1000DC INPUTS RELAY OUTPUTS AC POWER A-BCOM型号说明MicroLogix 1000按其是否带有模拟量输出可分为两种款型,共14种型号,下面介绍型号标识的具体含义:1761- L16 B W A产品号基本单元I/O点数目: 16输入信号: A=AC 120V B=DC 24V供电电源: A=AC 120/240VB=DC 24V输出类型:W=继电器输出B=DC 24V晶体管和2个继电器输出A=AC 120/240V可控硅和两个继电器输出光电传感器原理及使用 0V过流保护电路主 电 路LOADDC24V 0VBNBKBU过流

14、保护电路主 电 路LOAD DC24VBNBKBUPNP型型NPN型型光电传感器（Photo switch)是最常用的检测元件，作为PLC的输入信号接入输入端，按其输出电平可分为两种类型：灌直流输入(Sinking Input)当高电平加入端子时,输入信号激励(高电平有效),电源VDC(-)连接到DC COM端拉直流输入(Sourcing Input)当低电平加入端子时,输入信号激励(低电平有效),电源VDC(+)连接到DC COM端PLC输入端子接线方式-+直 流 输 入 回 路现场设备直流电源公共端（COM)-+直 流 输 入 回 路现场设备直流电源公共端（COM)II外部接线图（电源及主

15、回路）外部接线图（输入/输出端子）灌直流输入配置230VacPower supplyPLC的控制功能是依靠用户创建的程序来实现的，称之为处理器文件（Processor file)，在离线状态被创建后下载到PLC中用于在线操作:处理器文件包括程序文件和数据文件：梯形图编程介绍存储器存储器系统程序存储器系统程序存储器工作数据存储器工作数据存储器数据文件数据文件用户程序存储器用户程序存储器程序文件程序文件MicroLogix 1000 File System可编程控制器的内存组织可编程控制器的内存组织程序文件程序文件包含控制器信息，梯形图主程序，中断子程序及其他子程序：系统程序system prog

16、ram(file0):包含不同的系统信息，用户的编程信息如处理器型号，I/O组态，处理器文件名，口令保留文件reserved（file1)梯形图主程序main ladder program(file2):包括定义控制器如何操作的用户编程指令用户故障子程序user error fault routine(file3):当发生可恢复故障时执行该文件高速计数中断子程序high-speed counter interrupt(file4):当发生HSC中断时执行该文件可选定时中断子程序selectable timed interrupt(file5):当发生STI时执行该程序梯形图子程序subrout

17、ine ladder program(file6-file15):根据梯形图主程序文件内或其他子程序文件内的调用子程序指令来使用该文件数据文件数据文件包含与外部I/O以及在梯形图主程序和子程序中所使用的指令相关联的状态信息，还存有涉及处理器操作的信息，如果需要也可以使用这些文件存储配方及查询表，这些文件按照其所包含的数据类型进行组织：O0输出文件Output (file 0)：存储输出模块的状态I1输入文件Input (file 1)：存储输入模块的状态S2状态文件Status (file 2)：存储控制器操作信息，用于控制器故障诊断和程序操作.系统状态文件向用户提供用户程序所使用的指令相关的

18、信息，指示错误的诊断信息，处理器方式，扫描时间，波特率，系统节点地址而后各种其它数据，熟悉状态文件中每个字的含义可以为编程诊断和调试带来方便B3位文件Bit (file 3)：用于储存内部内部继电器逻辑T4计时器Timer (file 4)：储存记时器累加值，预设值以及状态位C5计数器Counter (file 5)：储存记数器累加值，预设值以及状态位R6控制Control (file 6)：储存数据的长度，位指针位置以及位状态，用于需要文件操作的一些指令如移位寄存器指令和顺序器指令N7整数Integer (file 7)：储存数字值和位信息，用于放置一个16位的字数据文件的编址每个数据文件类

19、型被标识为一个字母和一个数字文件号：数据文件的地址由文件名称，文件号，元素名，字号及位构成，相互之间用一定的分隔符分开，不同数据类型的每个元素具有的字数是不同的，有单字元素（输入输出文件）和三字元素（记时器和计数器文件）指令的逻辑地址说明为指令分配逻辑地址的规则是由高层（元素）至低层（位），以下是几种常见的编址方式：整数文件寻址到字计时器文件寻址到字整数文件寻址到位位文件寻址到位控制文件寻址到位数据文件的寻址方式MicroLogix系列控制器支持直接寻址，间接寻址，编址寻址及符号寻址：直接寻址：就是报I/O模块端子的物理位置和处理器内存中的位置相对应，处理器直接接受现场输入信号，经用户程序处理

20、后，送到输出模块驱动负载间接寻址：就是用另外一个地址的值来代替某一逻辑地址中的寻址单元，如文件号，元素号或位号。间接寻址举例：NN7:0:0 B3/I:1.0编址寻址：就是实际地址为用户选择的元素地址加上一个偏移量，偏移量放在处理器状态文件的偏移量字(S:24)中，因此处理器是在基地址加上偏移量后形成的地址上开始操作，变址寻址用变址符“”直接放在文件类型标识符前来识别，如N7：5符号寻址：就是用一个名称代替一个地址，因此地址可同实际应用相联系。如可以用LSI代替输入文件中的I:0/15梯形图编程原理梯形图(ladder diagram)是建立在电气继电器回路基础上的，用图形的方式标识出回路中的

21、所有元件，在梯形图中每个输入元件串联或并联在梯级中，在每个梯级的末端是输出，当梯级被扫描且梯级条件为真时输出指令就会被执行，反之则指令不被执行：下表所示为回路的工作情况，包括输入条件，指令状态和输出状态：梯形图程序电气回路图PB1: NO PB2: NC基本编程指令介绍XIC：Examine ifClosedXIO：Examine if OpenOTE：Output EnergizeOTL and OUT：Output Latch and Output UnlatchOSR：One-Shot Rising TON：Timer On-Delay TOF：Timer Off-Delay RTO：R

22、etentive Timer CTU：Count Up CTD：Count Down RES：ResetInstruction and Mnemonic Name指令和记忆名称以上这些指令，当用于梯形图中时，用于替代控制设备的硬接线回路，基本指令可以分为三组，分别是位指令，计时器和计数器指令。位指令简介这些指令用于对数据中单一的位进行操作，指令执行时控制器对该位进行置位或复位，根据程序的需要你可以对一位进行多次寻址。位指令通常用于下列数据文件中：输入输出文件，用作外部输入和输出状态文件（file2）位文件（B3），在程序中作为内部线圈使用计时器，计数器和控制文件（T4,C5 andR6），这些

23、指令使用不同的控制位整数文件（N7），当用户程序需要时使用这些地址位指令检查是否闭合(XIC): 用于检查某位是否为ON,当指令执行时如果寻址位为ON(1),则指令被赋予真值，如果寻址位为OFF(0),则指令被赋予假值检查是否断开(XIO):用于检查某位是否为OFF,当指令执行时如果寻址位为OFF(0),则指令被赋予真值，如果寻址位为ON(1),则指令被赋予假值输出激励(OTE):属于输出指令，用于控制存储器中的位。若OTE指令前面的梯级条件为真，则相应的寻址位为ON(1),设备接通，当进入REM RUN模式或重新上电时复位位指令输出锁存(OTL)和输出解锁(OTU)：OTL和OTU属于保持型

24、输出指令，当梯级条件为真时，OTL指令对寻址位置位，即使梯级条件变为假，该位依然保持置位。OUT用于对寻址位复位，即使梯级条件变为假，该位依然保持复位。这两个指令通常成对使用，采用相同的编址。上升沿一次响应(OSR):OSR属于保持型输入指令，当指令前面的梯级条件由假变真时，OSR会在一个扫描周期内保持真，当扫描结束后，即使梯级条件仍然保持真，指令变为假。指令可以使用来自位文件或整数文件的位地址，但不能使用输入或输出文件地址，且在一个输出梯级中只能使用该命令一次。计时器指令每个计时器的地址由一个三字元素构成：Word0为控制字，Word1存储预设值，Word3存储累加值其中EN:使能位 TT:

25、计时位 DN:完成位计时器指令参数说明累计值Accumulator Value (ACC)当计时器激励时为一个动态变化的值，表明目前计时器已经延时的数值预置值Preset Value (PRE)用于设定延时时间，可设定为032767之间的整数，当累计值大于或等于预置值，计时器的完成位(Done bit)就会置位时基Timebase计时器每次计时的递增值，可选择0.01s和1s两种类型计时器Timer指明所用的计时器元素，如T4:0等计时器指令地址结构编址格式采用Tf:e.s/b,其具体含义如下：计时器文件符号文件号元素分隔符分隔符位 字元素分隔符子元素元素号计时器指令编址示例Addressin

26、g Examples：寻址到使能位寻址到计时位寻址到完成位寻址到预置字寻址到累计字寻址到预置字的第0位寻址到累计字的第0位延时导通计时器Timer On-Delay (TON)延时导通计时器(TON)的功能是当梯级条件变真后经过一段延时时间对输出动作，相当于继电器控制系统中的通电延时继电器：状态位状态位置位条件置位条件保持置位直到保持置位直到DN(Bit13)ACC=PRE梯级条件为假梯级条件为假TT (Bit14)梯级条件为真且梯级条件为真且ACC=PRETT (Bit14)梯级条件为假且梯级条件为假且ACCPRE梯级条件为真梯级条件为真DNEN (Bit15)梯级条件为真梯级条件为真梯级条

27、件为假梯级条件为假无论说明情况下都不要用RES指令对TOF复位。因为RES总是清零状态位及累计值，若对TOF复位，则DN,TT,EN,ACC被清零，可能会造成逻辑混乱保持型计时器Retentive Timer (RTO)延时断开计时器(TOF)的功能是当梯级条件变假后经过一段延时时间对输出动作，相当与继电器控制系统中的断电延时继电器：TON计时器在梯级条件变假时，累计值和DN都要被复位，梯级条件为真时有重新计时，在某些应用时不方便。这时可采用能累计计时的ROT指令，当梯级条件为真时开始计时，在下列情况发生时，ROT指令保持它的累计值:n梯级条件变假n用户改变到编程方式n处理器出错或断电当处理器

28、重新运行或梯级变真时，RTO计时器从保持的值继续计时，直到累计值达到预置值。如果需要复位累计值和状态位，可在另一梯级中使用RES指令对相同地址的计时器复位，且在任何情况下，复位指令总是优先执行。计数器指令每个计数器的地址由一个三字元素构成：Word0为控制字，Word1存储预设值，Word3存储累加值其中控制字0包括6个状态位：CU:加计数使能位 CD:减计数使能位 DN:完成位 OV:上溢出位 UN:下溢出位 UA:更新累计值（只用于HSC指令）计数器指令参数说明累计值Accumulator Value (ACC)指从计数器最后一次复位后，梯级条件由假到真转换的次数预置值Preset Val

29、ue (PRE)指控制器控制完成位置位时计数器所必需达到数值，可设定为032767之间的整数，当累计值大于或等于预置值，计数器的完成位(Done bit)就会置位，可以用该位控制输出装置计数器的预置值和累计值范围为-3276832767计时器Counter指明所用的计数器元素，如C5:0等计数器指令地址结构编址格式采用Cf:e.s/b,其具体含义如下：计数器文件符号文件号元素分隔符分隔符位 字元素分隔符子元素元素号计时器工作示意加计数Count Up (CTU)CTU指令在计数范围内向上计数，每次梯级条件由假变真时累计值加1，当梯级条件再次变假时累计值保持不变，当累计值等于或超过预置值时，CT

30、U指令完成位DN置位。编程时可以用CTU指令计数某些动作来引发事件，如通过计数一个存储位的变化或一个外设的导通次数来让另一外设动作，其状态位变化情况如下表：状态位状态位置位条件置位条件保持置位直到保持置位直到OV(Bit12)累计值返回到累计值返回到-32768且从且从32767继续加计数继续加计数相应的相应的RES指令使能或者使用指令使能或者使用CTD指令使累计值指令使累计值=PREACC= -32768DN (Bit13)ACC=PREACCSystem Comms ，点击Download即可完成下载：动作逻辑： （接通电源但处于STOP时的初始状态：C1,C2,C3,C4均缩回）首先了解

31、控制对象的动作逻辑,如下图所示：编程示例：化妆品BF1线打塞机的程序控制PUCKBottleSensor 1Sensor 2Index Cylinder 1Index Cylinder 2Punch Cylinder3，4Conveyor按下STARTC2伸出Sensor 1计数完成C1伸出延时0.2sC3,C4伸出延时0.3sC3,C4退回C2退回延时0.2sC1退回Sensor 2计数完成C2伸出Run指示灯亮n 输入输出点分配：I0:START I1:STOP I2:Sensor 1 I3:Sensor 2O0:RUN Light O1:C1 O2:C2 O3:C3,C4n 元件选型：P

32、LC：A-B MicroLogix1000 1个 电磁阀：FESTO单电控弹簧复位两位五通阀 3个气缸：FESTO双作用气缸 4个传感器：OMRON镜面反射型光电开关 2个 直流电源：PHOENIX 24VDC Power Supply 1个其他辅助元件如开关，指示灯若干编程示例：化妆品BF1线打塞机的程序控制根据控制逻辑，在装载有RSLogix500软件的PC上编写梯形图程序如下：编程示例：化妆品BF1线打塞机的程序控制双击图标打开文件外部电气控制回路图：编程示例：化妆品BF1线打塞机的程序控制PLC Circuit Diagram软件简介RSLinx是A-B可编程控制器在Windows环境

33、下建立工厂所用通讯方案的工具。为A-B的PLC与各种Rockwell software,如RSLogix500/5000以及RSView Me等软件建立起通信联系。示意图中，利用通信软件RSLinx将PC与可编程控制器MicroLogix 1000连接起来，RSLinx提供的网络驱动程序有十多种。通信软件RSLinx的使用PCMicroLogix1000通讯电缆RSLinx Inside根据PC与可编程控制器连接方式（不同的网络采用的通信模块不同），RSLinx提供了多种网络驱动程序，常用的有RS-232 DF1 Devices(DF1网络)，1747-PIC/AIC+ Driver(DH-4

34、85网络)和Ethernet devices(以太网)下面以DF1网络组态为例介绍RSLinx软件的使用DF1网络采用RS-232串口方式通信，连接如图所示:首先做好硬件连接：使用A-B专用的通信电缆将个人电脑上的串口和可编程控制器上的通信接口相连系统的网络组态单击Start-program-Rockwell software- RSLinx，运行RSLinx： 在主菜单中点击Communications后，在弹出的下拉菜单中点中Configure Divers,出现配置驱动对话框：在Available Drivers Types处点住下拉按钮，在出现的驱动中选择RS232 DF1device

35、s :单击Add New按钮，弹出Add New RSLinx Driver窗口，输入新驱动的名称，单击OK按钮，弹出以下窗口：在Device下拉框中选择SLC-CHO/Micro/PanelView,其他的选框不用修改，然后单击Auto-Configure按钮，若显示Auto ConfigurationSuccessful，则表示组态成功单击OK按钮，在Configure Drivers窗口下的列表中出现AB_DF1-1DH485 Sta:COM1：RUNNING,表示该驱动程序已经运行:单击Close按钮，回到RSLinx初始界面，单击Communications RSWho，在工作区左侧多了AB_DF1-1网络图表，单击右上角AutoBrowse按钮，如果正常，单击该网络图表，会出现配置好的设备的图表：简介网络技术在工业上的应用已经成为一种趋势,利用网络实现现场设备的控制, 现场的连线大大减少,在实现远程控制的同时可有效降低干扰,方便维修.MicroLogix系列可编程控制器也遵循罗克韦尔自动化的NetLinx网络体系结构,它可以直接与另一个设备(如PC,HMI)采用DF1协议通信,通过相应的通信接口模块连接到以太网(Ethernet),DH-485网,设备网(Devicenet)上,依靠先进的网络技术迅速有效地收集和传送生产和管理数据,分布式控制底层设备.网络应