可编程控制器及其应用课件1

1、第12章 可编程控制器及其应用12.1 可编程控制器的基本原理12.2 OMRON C系列 P 型机介绍12.1.1 PC的基本原理12.1.2 PC的组成及系统各部分的作用12.2.1 结构和输入输出配置12.2.2 各类继电器的通道分配及功能12.2.3 指令系统12.3 编程及应用举例第12章目录2. 功能：逻辑控制；过程控制；位置控制；在线监控；数据 处理；模拟量控制；故障诊断；连网通讯等。第12章 121第12章 可编程控制器及其应用概 述1. 定义：可编程控制器 (PC或PLC) 是一种以微处理器CPU 为核心，专门用于工业现场的自动控制装置。3. 分类：按结构 整体式；组合式 (

2、 积木式有多个插槽 )；按控制规模 小型机 ( I/O点数和256)；中型机 ( I/O点2048 )；大型机 ( I/O点2048 )。 4. 特点：柔性好，程序可修改；功能强；抗干扰能力强； 可靠性高，无触点控制；梯形图编程，简单易学；体积小，重量轻。 但存储容量小；价格高。12.1 可编程控制器的基本原理12.1 可编程控制器的基本原理12.1.1 PC的基本原理1. 接线程序控制及存储程序控制电动机正反转控制线路KMRSB1SB2KHSB3KMFKMRKMFKMRKMFL1L2第12章 121可编程控制器能够实现继电接触控制电路的功能。(1) 继电器控制系统的基本结构框图(2) 可编程

3、控制系统的基本结构框图输入部分按钮、行程开关等控制部分继电器和连接导线等输出部分接触器、电磁阀等输入部分按钮、行程开关等控制部分微处理器及程序存贮器输出部分接触器、电磁阀等第12章 121继电接触器控制属于接线程序，控制功能固定不变；为有触点控制，有寿命限制；只能实现开关量控制。程序可修改，控制功能可变；无触点控制，“软”继电器代替“硬”继电器, 无限寿命；利用“光耦”传输信号, 抗干扰能力强。KHKMSB10500000200000001SB2控制部分输出部分输入部分000000010002DC24V输入公共端COM输入端输入继电器(软)线圈“软继电器” 接点“软继电器” 线圈COM输出公共

4、端负载电源输出端 0500输出接点2. PC的等效电器控制原理内部软接线“梯形图程序”第12章 1210500电 源输出单元输入单元I/O扩展接口用户输入设备I/O接口外设I/O扩展机用户输出设备运算器微处理器(CPU)控制器存储器EPROM系统程序用户程序RAM编程器主机外部设备12.1.2 PC的组成及系统各部分的作用第12章 1211. 中央处理器 CPU 2. 存储器 随机存储器 RAM 自诊断与编程器、计算机通讯读入现场信号执行用户程序输出控制信号PC的巡回扫描工作过程如图。内存：只读存储器 ROM 第12章 12112.1.2 PC的组成及系统各部分的作用CPU以固定周期进行巡回扫

5、描。 运算器和控制器是整个系统的核心，完成程序处理和系统控制。外存：EPROM，盒式磁带等功能：存储程序和数据程序：系统程序和用户程序第12章 121I/O单元是 CPU与 I/O设备之间的连接部件。输入设备( 如按钮、行程开关、传感器等) 的开关信息通过输入接口电路送入PC; PC通过输出接口电路向执行部件 (如接触器、继电器、电磁阀等)发出控制信号。4. 电源3. 输入/输出 I/O 单元为提高可靠性, PC应有性能良好的电源稳压措施。5. 编程器6. I/O 扩展机7. 其它外部设备 一般分为键盘和显示器，用作用户程序的编制、编辑、调试和监视。常装在主机上，或用电缆与主机相连。用来扩展P

6、C的输入、输出点数。可配置打印机、大屏幕彩色显示器；或配有通讯接口，以实现通讯联网和远程控制功能。1. P 型 PC机面板各 部分名称与功能12.2 OMRON C系列 P 型机介绍12.2.1 结构和输入输出配置(1) 显示部分 (2) 面板部分 OUTPUT5CH01234567INPUT0CH01234567891011POWER RUNALARMERROR输入指示运行状态指示电源指示输出指示 报警 异常指示第12章 122见下页输入、输出指示灯电源、状态指示灯C系列P型机的面板外形图高速计数器输入端子DC24V输出端子输入端子电源端子接地端子输出端子显示部分I/O单元或模拟定时器单元,

7、 I/O链接单元连接插座外部设备连接器SYSMAC C28PEPROM安装座 DIP开关第12章 1222. 输入/输出配线图SYSMAC C40POUTPUTCOM高速计数器输入硬件复位输入AC电源AC100-240VNC接地端子NCL负载电源L负载电源L负载电源L 负载S电源LLLL负载电源LLLLL负载电源LLLLL负载电源C20P/C28P 没有C20P没有注：NC 空脚INPUTC20P/C28P 没有C20P没有DC24V 最大 0.2A第12章 122LLDC24V000000010002COMCOM0015SB2D13k760D2T光耦合电路0002 SB2断开 SB2闭合3.

8、 输入接口电路0002单元的状态由低电平变为高电平。内外有取入指令 LD 0002，且 SB2 闭合时，存储器0002单元第12章 122存储器0500单元微型继电器线圈0500 得电, 常开接点闭合, 接触器KM线圈得电。微型继电器KM220V内外（1）继电器接点输出4. 输出接口电路AC按照电路器件的不同，分为三种输出方式：有输出指令 OUT 0500，且满足0500的导通条件时，继电器接点输出；晶体管输出；双向晶闸管输出。第12章 1220500COMOUT存储器0500单元 有输出指令 OUT 0500，且满足0500的导通条件时，0500 晶体管导通，接触器KM线圈得电。晶体管050

9、0KM524V内外（2）晶体管输出DC4. 输出接口电路第12章 122COMOUT存储器0500单元 有输出指令 OUT 0500，且满足0500的导通条件时，0500双向晶闸管导通，接触器KM线圈得电。0500KM220V内外（3）双向晶闸管输出4. 输出接口电路AC双向晶闸管COMOUT第12章 12212.2.2 各类继电器的通道分配及功能名 称继电器号输入继电器输出继电器内部辅助继电器保持继电器点数80601361600000 - 04150500 - 09151000 - 1807HR000 -915定时器和计数器4800 - 47内部专用继电器用 途190019011902产生

10、T=0.1s 的脉冲产生 T=0.2s 的脉冲产生 T=1s 的脉冲X X X X通道号继电器序号（1）输入继电器（2）输出继电器（3）内部继电器（4）定时器和计 数器第12章 1221. 各类继电器的通道分配第12章 1222. 各类继电器的功能PC用来接受外部用户输入设备输入信号的接口单元。 每个输入单元对应一个输入端子，其电路可等效为一个输入继电器，在PC内有无数对常开和常闭接点可供使用。输入继电器只能由外部输入信号驱动。PC用输出信号驱动外部用户输出设备的接口单元。每个输出接口单元对应一个输出端子。输出单元电路可等效为一个输出继电器。（1）输入继电器（2）输出继电器C28P输入有16个

11、点：编号为00CH的0000 0015。C28P输出有12个点：编号为05CH的0500 0511。第12章 122作为中间继电器或具有特殊功能的继电器。 它不能直接驱动外部负载，只能在PC内部起传递信号的（4）定时器和计数器（3）内部继电器 内部辅助继电器 相当于中间继电器 专用内部辅助继电器 检测备份电池，产生连续脉冲等。 保持继电器HR 当电源出现故障时, 可保持原来的状态。定时器和计数器的总数为48个。注意 在同一程序中,不能给定时器和计数器分配相同的编号：例如：定时器为 TIM 10，计数器不能为CNT 10 。可用来暂存跳转地址。 暂存继电器TR 对于不能使用 IL 和 ILC 的

12、分支电路，作用。它可提供无数对常开接点和常闭接点, 供编程时使用。12.2.3 指令系统KMSB1KMSB2第12章 1220500000005000001母线逻辑线梯形图梯形图 从继电接触控制电路图演化而来的图形语言；1. 梯形图和助记符助记符 用字符表示的程序，与梯形图一一对应。梯形图中的符号：输入 常开常闭输出“软继电器”线圈长动控制2. 基本指令LD 取入指令OUT 输出指令AND 与指令OR 或指令 NOT 取反指令AND LD 组与指令OR LD 组或指令第12章 122PC 机的程序可用梯形图和助记符编制。助记符程序的格式：地址；指令；数据0500000005000001母线逻辑

13、线梯形图地址指令数据LD OUT000100000003000105000002 ORAND NOT0500000005000001(1) 取入 (LD) 和输出 (OUT) 指令地址指令数据LDOUTEND (01)000100000002000105000502 0002(2) 与(AND)、与非(AND NOT)和取反(LD NOT)指令地址指令数据LD NOT OUT000100000003000105020002ANDAND NOT00020003 0001 0003第12章 122LD 从母线取数OUT 送数至输出线圈AND 各接点为串联表示为与的关系。0500 0500(3) 或

14、 (OR) 和或非 (OR NOT) 指令地址指令数据LDOUT000100000003000205000002OROR NOT05000003 0003 0000 0002AND NOT00000004第12章 122AND 各接点为并联，表示为或的关系。0000(4) 组与 (AND LD) 指令0500000300020001A组B组0006000705000002000300040005指令数据LD00010000000200030500ORLDOR NOTAND LDOUT指令数据LD00030002000400050500LD NOTORAND LDOUTAND LDOR NOTL

15、DOR00060007LD 和 AND LD 成对出现：表示 A组 和 B组 串联第12章 122例第12章 1220000（5）组或 (OR LD) 指令0500000300010002A组B组00000001指令数据LD00010000000200030500ANDLDAND NOTOR LDOUT指令数据LD00010000000200030500LD NOTAND NOTOR LDOUTOR LDAND NOTLDAND00040005LD 和 OR LD 成对出现：表示 A组 和 B组 并联00030002000400050500例0500 (6) 定时器 ( TIM )指令数据LD

16、OUT0000000100 0001 0000AND NOT# 0150TIM00TIMLDTIM00输入# 150(15s)TIM00050015s定时器输入定时器输出 TIM00输出继电器 05001. 定时器必须有时间设定值， 定时单位为 0. 1秒；2. 定时器只有通过接点才能 控制输出继电器。第12章 1220504(7) 计数器 ( CNT )指令数据LDOUT0000000110 0001 0000AND NOT# 0003CNTLD0002# 0003 CNT1005041. 计数器必须有设定计数值； 对CP端的上升沿计数, R端 的上升沿对计数器复位。2. 计数器只有通过接点

17、才能 控制输出继电器。 0002ResetInputCPRCNT10 LDCNT1000020000CNT100504第12章 1223. 应用指令指令数据LDOUT00000005ANDIL (02)05040003AND NOT0002(1) 结束指令 END (FUN 01)(2) 互锁 IL (FUN 02) 和 清除互锁 ILC (FUN 03)指令LD0004LDOUT0505LD NOT0006OUT0506ILC (03)输出线圈定时器计数器, 锁存继电器 OFF保持当前状态复位0504 0006 0002 0000 0004 0003IL(02) 000505050506EN

18、D(01)ILC(03)END (01)第12章 122(3) 保持 KEEP (FUN11) 指令指令数 据LDKEEP(11)00010500ANDLD00020003AND0004KEEP 0500 0003 0004 0002 0001输出继电器，内部辅助继电器保持继电器0500-1807HR000-915置位输入S复位输入R锁存继电器输出(0500)SRKEEP 指令的操作对象第12章 122KEEP 指令的应用第12章 1220500 0500 0001 0002 0000 a. 利用KEEP指令可实现继电接触器控制的自锁电路。KMSB1SB2KHKM 0000 0001 0002

19、KEEP 0500RS 注意：应将原电路中串联的常闭接点改为并联的常开接点，接在锁存继电器复位输入端 R。第12章 122 0002 0001KEEP 0500IL(02) 0000ILC(03) 0002 0001KEEP 1000IL(02) 0000ILC(03)0500 1000b. 当KEEP用于 IL和 ILC之间时, 若热继电器接点 0002断开, 而KEEP仍使 0500保持得电状态, 起不到过载保护作用。 解决方法：将KEEP指令用于内部辅助继电器 1000。若接点 0002断开, IL前的条件为OFF, 输出线圈 0500为OFF, 实现了过载保护功能。KEEP 指令的应用

20、05001. 上重下轻的原则 0002指令 数 据LDOUT00020500LDAND00030500OR LD 00030500指令 数 据LDOUT00030500AND OR050000020500 0002 0003050012.3 编程及应用举例（a）（b）第12章 122结论：可简化编程 00000500 0003 000100020002 00010003指令数据LDOUT00000500LDAND00010002OR0003AND LD0000指令数 据LDOUT00010500ANDOR00020003AND00002. 左重右轻的原则0500（a）（b）第12章 122结论

21、：可简化编程0501 000005010507KM1KM1SBKM23. PC扫描工作方式的特点（a）第12章 122 当 PC处于运行状态时，是按照扫描工作方式，从上到下、从左到右依次进行的。（a） 虽然图 ( a ) 的继电接触控制电路能够正常工作，但在图 ( a ) 的 PC 梯形图中，继电器0507却永远不能接通。0507 000005010501KM2KM1SBKM1（ b）第12章 1220501 000005010507KM1KM1SBKM23. PC扫描工作方式的特点（a）（a）（ b）将电路中并联支路对调，图 (a)图 ( b)，当接点0000为ON时，继电器0507将在一个

22、周期内导通。指令数 据LDOUT00000507OUTLD05010000AND NOT05010501 0000050105070507 000005010501KM1KM1SBKM2KM2KM1SBKM13. PC扫描工作方式的特点（a）（b）指令数 据LDOUT00000501AND NOTOUT05010507LD0000第12章 122（a）（ b）例1：电动机正停反控制程序 (a)0500 0002 0000 0500 0501 00030501 0002 0001 0501 0500 0003第12章 122可采用多种方法编程 (a)参照继电器接触控制电路直接编程 KMRSB1S

23、B2KHSB3KMFKMRKMFKMRKMFL1L2例1：电动机正停反控制程序 (a)0500 0002 0000 0500 0501 00030501 0002 0001 0501 0500 0003指 令数 据LDOUT000005000003OUTAND NOT00020002LD0501ORAND NOT0501AND NOT05000001ORAND NOTAND NOTAND NOT0500END（01）05010003第12章 122可采用多种方法编程(a)参照继电接触控制 电路直接编程 0500 0000 0500 05010501 0001 0501 0500IL(02)IL

24、C(03)指 令数据LD NOTILC (03)000200030501AND NOTIL (02)0501 OUT LD0000 OR05010500 LD ORAND NOT OUT0500END (01)00010500AND NOT例1：电动机正停反控制程序 (b)第12章 122(b)采用 IL和 ILC分支程序编程 0002 0003例2：电动机正停反控制程序 (具有停电保持功能）（a）HR000 0002 0000 HR000 0501 00030501 HR001 0002 0001HR001 0500 0003HR001指 令数 据LDOUT0000HR0000002OUTA

25、ND NOT00020001LD0500ORAND NOT0501AND NOTHR000HR000AND NOTAND NOTHR001AND NOT05000003END（01）OUT0501LDHR001OUT0003ORLDHR001 HR0000500第12章 122指 令数 据LD NOTLD00020003HR001AND NOTIL（02）0500OUT0500AND NOTLD0000OR0501HR000ORAND NOT0001OUTHR000HR000END（01）ILC（03）OUT0501LDHR001HR001LDOUT（b） 0002 0003HR000 0000HR000 0501IL(02)ILC(03)0500 HR0000501 HR001HR001HR001 0500 0001第12章 122例2：电动机正停反控制程序 (具有停电保持功能）QKHFUKM1例3：Y- 起动控制线路W2U1U2V1V2W1KM3KM2Y第12章 122KM2SB2SB1KHKM1KM1KTKTKTKM3KM1KM3KM2KM2例3：用PC实现Y- 起动控制SB2SB1KHKM1KM2KM1KTKTKTKM3KM1KM3KM