电工第11章PLC课件

1、11.1 基本组成与主要技术性能 11.2 工作原理和主要功能 11.3 程序设计方法 11.4 指令系统 11.5 可编程序控制器的通信 11.6可编程序控制器的应用 内容 PLC的I/O接口 PLC的工作原理 PLC的编程元件和编程语言PLC的指令系统和编程原则PLC控制系统的设计方法 重点 11.1基本组成与主要技术性能 可编程序控制器的定义“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，用来在内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其

2、有关设备都应按易于与工业控制系统联成一体和易于扩充其功能的原则进行设计。”由国际电工委员会下定义,用英文Programmable Controller 表示,为区别个人PC机而用PLC简称。1.主机中央处理单元CPU内部存储器运算器控制器RAMROM存储各种暂存数据、中间结果、用户正调试的程序。存放监控程序和用户已调试好的程序。(1)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。(3) 把运算结果送到输出端。(4) 响应各种外部设备的请求。作用2.输入/输出接口 （I/O）输入接口将按钮、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。作用输出接口作用将主机向外输出

3、的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。（2）输出接口 电路形式直流输出交流输出输出三种形式：继电器 - 低速大功率 可控硅 - 高速大功率 晶体管 - 高速小功率（3）扩展I/OPCFP1-C16小型PLC为一体机自备扩展接口中、大型PLC为模块式，可根据需要在主板任意组合。CPU POWER3.编程设备编程设备可以是专用的手持式的编程器；也可以是安装了专门的编程通讯软件的个人计算机。用户可以通过键盘输入和调试程序；另外在运行时，还可以对整个控制过程进行监控。PCFP PROGRAMMER(HELP)CLRWRTFN/PF

4、LSTKIX/IYNOTDT/LdREADOTLWLORRWRANYWYSTXWXSRC(-)OP(BIN)K/HSCCTCEVTMTSVACLRENTBAFEDC 98 3 2 1 0 7 6 5 4(DELT)CLR手持式的编程器4.电源内部电源外部电源PLC内部自备，供给内部电路。用户自配，供给I/O电路。11.1.3 PLC的分类 类 型I/O点数用户存储（KB）机型举例微型64以下2CPU221/222小型256以下48西门子S7-200：CPU224/226/226XM中型256-204850以下西门子S7-300大型2048以上50以上西门子S7-40011.2.1 PLC的工作

5、原理PLC的工作过程用户程序的循环扫描过程11.2 工作原理和主要功能 11.3.1 PLC的编程语言PLC的编程语言有（1）梯形图（2）流程图（3）语句表（4）功能块图形语言（5）其它语言最常用11.3 程序设计方法 （1）梯形图例：电机控制电路与梯形图的转换控制电路图梯形图 梯形图的基本元素：（软元件或虚拟元件）触点线圈方块动合触点动断触点代表 逻辑输入条件如：PLC输入端子接的开关、按钮的状态。代表 逻辑输出结果当逻辑输入满足条件，有能量流入线圈时，才有输出代表 附加指令如：定时器、计数器、数学运算指令等。注意梯形图的规范：起始于左母线，经触点、线圈（或方块）终止于右母线，右母线与内部输

6、出继电器相连，一个线圈为一行即一个梯级。输出继电器线圈不能串联，可无数次并联；在同一梯级中同一线圈只能出现一次。输入继电器的线圈在梯形图中不能出现。梯形图中只出现输入继电器的触点，不出现输出继电器的触点。输入继电器的线圈只能由外部输入信号驱动；输出继电器的线圈无电流流过，输出继电器不能直接驱动外部设备，只能 经内部功率器件转换后才能驱动外部设备。 梯形图只供编程用！（2）流程图（3）语句表类似于计算机的程序框图类似于计算机的汇编语言例：梯形图语句表转换11.3.2 PLC的编程元件和编程原则基本编程元件输入影像寄存器I格式：I0.3 IB1 IW0 ID0输出影像寄存器Q格式：Q0.3 QB1

7、 QW0 QD0内部标志存储器M格式：M0.3 MB1 MW0 MD0特殊标志存储器SM格式：SM0.3 SMB1 SMW0 SMD0 顺序控制继电器存储器S格式：S0.3 SB1 SW0 SD0定时器T格式：T定时器号，如：T36。计数器C格式：C计数器号，如：C2。一个I对应一个PLC输入端子，PLC将扫描到的端子状态取样值存入I。是用户程序与系统程序之间的界面，为用户提供特殊的控制功能和系统信息。如SM0.0为系统RUN监控；SM0.5为时钟。用于顺序控制或步进控制。是累计时间增量的重要器件用来累计输入脉冲。编程原则触点可无数次使用；线圈不可重复使用；不能串联.每个梯级始于左母线，终于右

8、母线；避免触点出现在垂直线上。一个Q对应一个输出端子，PLC在扫描末尾才将Q的状态送到端子上。类似于继电接触器控制的中间继电器，存放中间状态、其他相关数据。11.4.1 指令的基本概念 和约定1.指令格式助记符操作数2.操作数格式标识符标识参数标识符指明操作数所在存储器的区域和操作数的位数。标识参数指明操作数所在存储区的具体位置。标识符格 式区域标识符操作数长度区域标识符的种类：I：输入过程影像存储区；Q：输出过程影像存储区；S：顺序控制继电器存储区；L：局部变量存储区；T：定时器存储区；AI：模拟输入量；AQ：模拟输出量；AC：累加器；SM：特殊存储区；HC：高速计数器；M：位存储区；C：计

9、数器存储区；V：变量存储区；操作数长度符号含义：X：位；B：字节；W：字；D：双字；操作范围：位操作数：1位；字节操作数：8位；字操作数：16位；双字操作数：32位；11.4 指令系统 1.位逻辑指令（1）位逻辑运算指令 操作数为1时：输入继电器动合触点闭合输入继电器动断触点断开规定（2）输入/输出指令 （3）置位/复位指令 2.定时器指令指令类型定时器号接通延时定时器指令：断开延时定时器指令：示例3.计数器指令示 例数据传送指令数据块传送指令4.传送指令5.比较指令6.数学运算指令加法指令减法指令乘法指令算术运算指令示 例除法指令加1、减1指令7.程序控制指令(1)跳转指令(JMP) 程序示

10、例(2)循环指令(FORNEXT)程序示例(3)子程序调用与返回指令示例(4)顺序控制指令主程序子程序 PLC的通信主要指PLC与计算机(PC机)之间的数据传输，这种通信方式通常称为上下位机通信。PLC称为下位机，PC机称为上位机。PLC的通信协议：PLC与PC机或其他PLC之间进行数据传输时，必须遵循的规则、传送信息的格式等。11.5 PLC的通信 反转正转反转正转例1:三相异步电动机正反转控制11.6.1 梯形图绘制和编程举例11.6 PLC的应用 例2:三相异步电动机星-三角形起动控制分析控制工艺PLC系统硬件配置分配I/O地址编写程序联机调试和现场总调编制技术文件交付使用设计步骤 PLC选型、扩展模块选型编制I/O地址分配表，绘制I/O端子接线图。绘制梯形图或流程图，编写程序。设计电气柜、操作台，选购电气