机电传动控制之可编程序控制器

1第一章概论（0.5h）第二章机电传动系统的动力学基础（1.5h）第三章直流电机（4h）第四章交流电机（6h）第五章控制电机（4h+2h）第六章继电器－接触器控制（6h+2h）第七章可编程序控制器（14h+8h）《机电传动控制》目录（48h）2CH7可编程序控制器7.1结构和原理

7.2功能和特点

7.3编程元件

7.4软件技术

7.5应用

7.6功能顺序图SFC3PLC

是一种以微处理器为核心的工业控制用计算机。它把算逻运算、顺序控制、定时、计数等控制功能，以一系列指令形式存储在存储器中，然后根据存储的程序，通过数字或模拟量输入输出部件对生产过程进行控制。PLC、机器人、CAD/CAM并称为工业自动化的三大支柱！ProgrammableLogicController41969年，美国DEC成功应用于GM的生产线！

1971年，日本，三菱、欧姆龙。三菱公司代表产品：Q、QnA、AnS、A（模块型）

FX（单元型）等系列。

1973年，欧洲，德国西门子

代表产品：S7-200（微型）、S7-300（小中型）

S7-400（大、超型）

1974年，我国。现有约66家，仿三菱的多。PLC的由来5一、结构7.1结构和原理输入处理程序处理输出处理按钮信号开关信号脉冲信号传感器信号继电器线圈接触器线圈电磁阀线圈制动器线圈离合器线圈模拟量等6二、PLC的结构形式整体式输入点输出点输入指示灯输出指示灯状态灯7二、PLC的结构形式模块式单元式8三、I/O接口(输入处理过程)图7.4直流开关量的输入电路（约10ms）01…………X10断/无0通/有19三、I/O接口(输出处理过程)1/0通/断R10三、I/O接口T11

12四、PLC的工作原理

PLC的基本工作原理是以扫描工作周期方式运行的，每次扫描工作周期后信号由锁存器并行输出去驱动输出继电器，使输出端子上的信号变为本次工作周期运行结果的实际输出。自诊断通讯服务执行用户程序

输出处理（几ms）输入采样（几ms）stoprun扫描周期137.2PLC的主要功能和特点一、功能逻辑控制定时/计数数控A/D、D/A转换通信与网络数据处理二、特点1、简单灵活、通用性好2、操作方便3、完善的监视和诊断功能4、抗干扰能力强5、性/价比高14工作方式：串行工作与并行工作控制方式：程序控制与布线控制三、PLC与继电器控制的主要区别157.3PLC的编程元件FX2NFX系列PLC型号的含义FX

—特殊品种的区别输出形式R，T，S单元类型M，E，EX，EYI/O总点数14~256系列序号0，1S，0N，1N，2，2C，1S，2N，2NC16FX2N系列17种（AC电源，DC输入）的基本单元M

177.3PLC的编程元件(以FX2N-48MR为例）一、数据结构及编程元件

数据结构十进制（字数据）—K，M，T，C，S的编号二进制（位数据）—PLC内部的存放形式

八进制—X、Y的编号十六进制H—指令中的操作数

BCD码—4位二进制表示的十进制数常数K、H

编程元件

对应输入输出端子、内部的每一个存储单元。

功能不同，地址编号固定。181、输入继电器

X2、输出继电器Y输入：接收外部输入信号，内部编程触点无限（常开、常闭）输出：用于控制外接负载，内部编程触点无限！型号FX2N-16MFX2N-32MFX2N-48MFX2N-64MFX2N-80MFX2N-128M扩展时输入X000-X0078点X000-X01716点X000-X02724点X000-X03732点X000-X04740点X000-X07764点X000-X267184点输出Y000-Y0078点Y000-Y01716点Y000-Y02724点Y000-Y03732点Y000-Y04740点Y000-Y07764点Y000-Y267184点输入输出总点数不得超过256点！19PLC系统作用与功能示意图公共端公共端…………203、定时器T

通过对某个脉冲（1ms、10ms、100ms）累积个数来完成定时。

作用相当于一个时间继电器内部包括：一个设定值寄存器（字）——常数K=1~32767一个当前值寄存器（字）21普通定时器

T0~T245100ms定时器T0~T199（200点）定时范围0.1~3276.7s10ms定时器T200~T245（46点）定时范围0.01~327.67s22积算定时器

T246~T2551ms定时器T246~T249（4点）定时范围0.001~32.767s中断动作100ms定时器T250~T255（6点）定时范围0.1~3276.7s234、计数器C可对X、Y、M、S、T的信号进行计数。触点无限。16位通用增计数器C0~C99（100点）16位停电保持增计数器C100~C199（100点）停止计数

2432位通用增/减双向计数器C200~C219（20点）32位停电保持增/减双向计数器C220~C234（15点）

对应一个特殊辅助继电器M8200~8234OFF/ON增/减

时序图25高速计数器C235~C255（21点）

只能记录约定的经输入端子送入的外部信号（最高10千赫）。均为32位增/减双向计数器。增/减控制由对应的M8235~M8255或指定的输入端子决定。中断原则运行，独立于扫描周期。26对指定输入由OFFON信号计数X0~X7不能同时用于多个计数器

27

28

295、辅助继电器

M

类似中间继电器，线圈与输出继电器一样，由PLC内部各软元件驱动，但触点无限，不能驱动负载！

通用辅助继电器M0~M499（500点）停电保持辅助继电器M500~M1023（524点）可用参数设置方法改变其为非停电保持用。两台PLC并联时，M800~M999保留作点对点通信用。停电保持专用辅助继电器M1024~M3071（2048点）30

特殊辅助继电器M8000~M8255（256点）

只能利用其触点（只读）

M8000

运行（RUN）监控

M8002

初始化脉冲

M8012

100ms时钟脉冲

M8013

1S时钟脉冲

可驱动线圈型（读/写）

M8033

PLC停止时输出保持

M8034禁止全部输出316、数据寄存器D每个16位（最高位为符号位）两个D合并为32位（最高位为符号位）通用D0~D199（200点）—PLC由RUNSTOP时全部数据清零。停电保持D200~D511（312点）两台PLC点对点通信时用D490~D509（20点）。特殊D8000~D8255（256点）监控PLC中各种元件的运行方式。文件寄存器D1000~D2999（2000点）用于存储大量的数据。如数据采集、统计计算数据等。327、指针P/I

分支指令用指针P0~P63（64点）配合应用指令FNC00（CJ）、FNC01（CALL）、FNC06（FEND）、FNC02（SRET）及END。CJP0…X20标号P0转移指令CALLP1…X21标号P1调用指令子程序FEND…SRETX33Y0P63END标号P6333

中断用指针I0~I8（15点）输入中断

I00~I50（6点）0：下降沿中断1：上升沿中断0~5：X0~X5的输入信号有效时中断，不受扫描周期的影响，执行该指针为标号后面的中断子程序（如I001），并依IRET返回。34定时器中断

I6~I8（3点）10~99ms定时器中断号6~8计数器中断

I010~I060（6点）依PLC内部高速计数器的比较结果，执行中断子程序。利于高速计数器优先处理。注意：中断指针必须编在FEND指令的后面作为标号；中断点数不能多于9点，嵌套不多于2级，指针百位不能复用，中断用的输入端子不能用于高速处理。358、状态元件

S

重点用在顺控程序中，与步进顺控指令STL组合使用。四种类型：初始状态S0~S9（10点）回零S10~S19（10点）通用S20~S499（480点）保持S500~S899（400点）报警S900~S999（100点）36步进顺控系统示例S2S20S21S22初始状态Y0下降Y1夹紧Y2上升启动X0下限X1夹紧X2上限X3

启动信号X0一接通，S20就置位（ON），同时下降电磁阀Y0动作……

随着状态动作的转移，原来的状态自动复位！状态流程图377.4PLC的软件技术一、编程方法1、梯形图—类似继电器电路2、语句表—汇编语言3、状态转移图—顺序功能图SFC

（SequentialFunctionChart）38梯形图自上而下、从左到右39

指令格式：操作码操作数如：LDX2二、

基本指令基本指令：27条，0.08μs/程序步步进顺控指令：2条功能指令：14类，246条（FX2N128条）

1.52~几百μs/指令40二、

基本指令1、输入、输出指令LD/LDI/OUT41422、触点串联指令（AND/ANI）43443、触点并联指令（OR/ORI）454、块或指令（ORB）465、块与指令（ANB）476、置位与复位指令（SET/RST）置1/复位并保持48RST指令在计数器中的应用497、主控指令（MC/MCR）508、栈指令（MPS/MRD/MPP）519、脉冲指令（LDP/LDF、ANDP/ANDF、ORP/ORF）525310、程序结束

END输出处理程序回第0步便于调试547.4.3常用编程技巧1、程序的合理性√55√

562、程序的正确性√

57√

√

583、定时器的使用1s1s1.9s59用定时器产生周期脉冲信号60开关量的控制闭环过程控制-

PID功能组合机床、生产线、高炉上下料、自动电梯等。数字控制–

PLC(独立编程)CNC工业机器人

–自动化生产线多级控制系统

–FA——FMC、FMS、CIMS7.5PLC的应用617.5.1PLC控制系统的开发步骤627.5.1

PLC控制系统的开发步骤1、画工艺流程图

详细分析控制过程与要求确定被控对象必须要完成的动作和顺序归纳出工作循环图或状态流程图2、动作顺序（节拍）表

工艺过程与电气执行元件之间的关系设计电控系统的依据63643、PLC选择

I/O点数：8、16、32、64等，留