PLC基础知识培训

福大自动化科技有限公司可编程控制器基础知识（一）主要内容

1、典型控制系统

2、PLC的产生

3、PLC的发展

4、PLC的种类

5、PLC特点构成

6、PLC执行机理

7、PLC扫描周期

8、PLC应用例举 典型闭环控制系统人机接口：按钮、开关、触摸屏、组态软件等；

控制器：PLC，单片机，工控机，继电器控制系统，专有控制器等；

执行机构：接触器、阀门、变频器、软启动器等；

传感器：开关量传感器、模拟量传感器等；

被控对象：水池水位、生产线、加热器温度等；主要内容1、典型控制系统

2、PLC的产生

3、PLC的发展

4、PLC的种类

5、PLC特点构成

6、PLC执行机理

7、PLC扫描周期

8、PLC应用例举

继电器控制系统输入电路：按钮、行程开关、限位开关、传感器等；

继电器控制回路：控制系统核心，继电器、电子元件和导线组成；

输出电路：接触器、电磁阀等；

生产现场：被控对象，如电动机或生产过程PLC的由来第一台PLC出现在美国。1968年，当时美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号不断更新的需要，想寻求一种方法尽可能减少重新设计继电器控制系统和接线的工作量，降低成本，缩短开发周期，于是设想把计算机功能强大，而且灵活，通用的优点和继电器控制系统简单易懂、操作方便、价格便宜的优点结合起来，制成一种新型的工业控制装置。PLC的概念（ProgrammableLogicController

）

可编程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贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

继电器控制系统VSPLC比较项目继电器控制系统PLC控制系统控制功能的实现由许多继电器,采用接线的方式来完成控制功能各种控制功能是通过编制的程序来实现的对生产工艺过程变更的适应性适应性差.需要重新设计,改变继电器和接线适应性强.只需对程序进行修改控制速度低.靠机械动作实现极快.靠微处理器进行处理计数及其他特殊功能一般没有有安装,施工连线多,施工繁安装容易,施工方便可靠性差,触点多,故障多高,因元器件采取了筛选和老化等可靠性措施寿命短长可扩展性困难容易维护工作量大,故障不易查找有自诊能力,维护工作量小主要内容1、典型控制系统

2、PLC的产生

3、PLC的发展

4、PLC的种类

5、PLC特点构成

6、PLC执行机理

7、PLC扫描周期

8、PLC应用例举

PLC的发展······1969年，美国数据设备公司（DEC）研制出世界第一台可编程序控制器（PDP-14），并成功地应用于通用公司的汽车自动装配线上。1971年，日本从美国引进了这项新技术，并于当年研制出了第一台PLC（DSC-8）1973~1974年，西德和法国也相继研制了第一台PLC。最初的PLC只有与、或、非等9条逻辑运算指令，只能处理开关量，所以起名为可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicalController)，简称PLC。PLC的发展······1975~1976年，可编程逻辑控制器开始采用了微处理器，此时正式更名为可编程控制器（ProgrammableController)，简称PC，习惯上仍简称为PLC。70年代末趋于成熟现在的PLC指令系统已经多达几百条。不仅能进行开关量、模拟量的控制，而且有网络通讯、智能控制等功能，能够通过Internet进行远程编程，监控。目前PLC的应用已经遍及了工业控制的任何一个领域，和计算机辅助设计、机器人一起被喻为未来工业的三大支柱。主要内容1、典型控制系统

2、PLC的产生

3、PLC的发展

4、PLC的种类

5、PLC特点构成

6、PLC执行机理

7、PLC扫描周期

8、PLC应用例举PLC的种类目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品。OMRON ABSiemensSchneiderABB

Mitsubishi

Panasonic

······OMRON程序容量，I/O点数功能CQM1CPM1AC200HE/HG/HXCP1HCJ1OMRONCPM1ACPM2ACP1H(支持浮点）CQM1CJ1M(支持浮点）CJ1(支持浮点）C200HCS1(支持浮点）CS1D(支持浮点）Schneiderstand-alonedecentralisedcentralisedMicroAtriumPremiumMomentumM1Quantum

CompactControlSystemDestinationComplexMachineSpecialMachineInfrastructureBatchProcessDiscreteProcessMicroSmallLargePC-Based4StepstoAutomationsuccess…

AtriumPremiumQuantumNanoTwidoSimpleMachineAtrium1.HighEndPLCrenewal-2004PremiumQuantum2.L1MidRangerenewalEnd2006M340BasicQuantumSafety–SIL2 Q12007SchneiderTwidoQuantumSiemens程序容量，I/O点数功能S7300S7200S7400SiemensS7200S7300S7400ABMitsubishi三菱PLC分三种系列：FX（小型机），Q（中型机），A（大型机）Panasonic(NAIS)序号型号最大IO点数据内存特殊数据寄存区文件寄存区1FPe16601122FP0128163841123FP∑380327651284FP16114705FPM61141126FP3204825681897FP216006000256307178FP2SH16001024051232765*39FP10SH1024051232765主要内容1、典型控制系统

2、PLC的产生

3、PLC的发展

4、PLC的种类

5、PLC特点构成

6、PLC执行机理

7、PLC扫描周期

8、PLC应用例举PLC的特点

PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。

PLC的构成（1）PLC的构成（2）

电源模块：

为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VAC）。

CPU：

主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。

PLC的构成（3）

通信模块：

PLC与PLC之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。

底板：大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。

I/O模块：

PLC与电气回路的接口

。分为DI，DO，AI，AO。

开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。

模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。

特殊IO模块：如热电阻、热电偶、脉冲等模块。

按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。

主要内容1、典型控制系统

2、PLC的产生

3、PLC的发展

4、PLC的种类

5、PLC特点构成

6、PLC执行机理

7、PLC扫描周期

8、PLC应用例举循环扫描从左到右自上而下PLC工作原理PLC扫描周期（重要概念）程序执行输出刷新公共处理2将输出继电器的值送到输出端子上外设端口服务上电初始化公共处理1硬件、内存检查、WDT预置按从左到右、从上到下执行指令扫描周期计算处理固定（DM6619)或循环值输入刷新将输入端子的信号取到输入继电器例：特殊寄存器的设置后须重上电PLC的性能指标I/O点数——输入、输出端子的个数；PLC的一个重要指标；用户程序存贮容量——16位为1个字，1024字为1K；CPM1A:2K，CPM2A:4K，程序备份均为闪存，不会因电池电压低而丢失；扫描速度：ms/k；指令种类及条数；内部器件的种类和数量；掌握术语：位(bit)、数字(digit)、字节(byte)、字(word)或通道(channel)。智能单元：模拟、位置、速度、温度、通信网络等。主要内容1、典型控制系统

2、PLC的产生

3、PLC的发展

4、PLC的种类

5、PLC特点构成

6、PLC执行机理

7、PLC扫描周期

8、PLC应用例举OMRONPLC工作方式编程模式：程序停止运行监视模式：程序运行中，能在线修改数据和程序运行模式：程序运行中，不能修改数据和程序内存（C200H）序号区域大小范围1内部继电器13776位IR000~IR2352特殊继电器1312位SR236~SR2553特殊继电器2704位SR256~SR2994内部继电器23392位IR300~IR5015临时继电器区域8位TR00~TR076保持继电器区域1600位HR00~HR997辅助继电器区域448位AR00~AR278链接继电器区域1024位LR00~LR639定时器/计数器区域512个定时期/计数器TC00~TC51110数据存储（ＤＭ）区域6144字DM0000~DM614311固定ＤＭ区域512字DM6144~DM665512扩展数据存储（ＥＭ）区域6144字EM0000~EM6143参考资料：《C200HX/C200HG/C200HE编程手册》I/O地址小型PLC：普通I/O模块：根据模块位置分配地址

特殊I/O模块：根据模块位置分配地址

中大型PLC：普通I/O模块：根据模块位置分配地址特殊I/O模块：根据模块单元号分配地址参考资料：《C200HX/C200HG/C200HE编程手册》I/O地址（C200H）（一）机架槽1槽2槽3槽4槽5槽6槽7槽8槽9槽10CPUIR000IR001IR002IR003IR004IR005IR006IR007IR008IR009扩展机架1IR010IR011IR012IR013IR014IR015IR016IR017IR018IR019扩展机架2IR020IR021IR022IR023IR024IR025IR026IR027IR028IR029扩展机架3IR300IR301IR302IR303IR304IR305IR306IR307IR308IR309普通I/O模块（C200H-ID215，OD215，，，）参考资料：《C200HX/C200HG/C200HE编程手册》I/O地址（C200H）（二）单元号I/O字PC限制0IR100~IR109无1IR110~IR1192IR120~IR1293IR130~IR1394IR140~IR1495IR150~IR1596IR160~IR1697IR170~IR1798IR180~IR1899IR190~IR199特殊I/O模块（C200H-AD003，DA003，，，）单元号I/O字PC限制AIR400~IR409C200HE-CPUXX-E和C200HG/HX-CPU3X-E/4X-E中不能使用BIR410~IR419CIR420~IR429DIR430~IR439EIR440~IR449FIR450~IR459参考资料：《C200HX/C200HG/C200HE编程手册》编程工具手持编程器CX-Programmer编程语言梯形图指令助记符功能块结构文本CX-P使用新建工程：设备名称：×××

设备类型：PLC的CPU型号网络类型：通讯类型（1）串口——SYSMACWAY

（2）以太网——EthernetCX-P程序结构工程Project

└┄程序Program

|┄任务Task1

||┄段Section1||┄段Section2|┄任务Task2

├段Section1

└段Section2CX-P仿真仿真器：CX-Simulator（模拟PLC的行为）。CX-P数据监控数据监控：>逻辑中直接监控>数据区整体监控和设定>重点数据监控和设定OMRONPLC指令集基本指令程序控制指令

数据指令数据移位位指令数据传送定时器/计数器数据比较子程序数据转换计算指令BCD计算逻辑指令逻辑指令二进制计算堆栈指令特殊计算标志和寄存器符号计算其它指令浮点计算时间指令参考资料：《C200HX/C200HG/C200HE编程手册》基本指令1、LD（取）2、OUT（输出）OUTNOT(取反输出)3、AND（与）：串联4、OR（或）：并联5、AND-NOT（与非）6、OR-NOT（或非）7、LD-NOT（取非）8、AND-LD（与块）9、OR-LD（或块）0000201000000010100101000001000110000101000201000000300011002010000000000200010003010000000000200010003编程注意事项OMRON编程每条梯形图前都必须有一个取。（除了程序控制指令和子程序等外）。编写程序前要先定义输入输出地址；参考资料：有关PLC编程的程序举例（一）：基本指令LD0.00OR2.00ANDNOT0.01ANDNOT0.02OUT2.00梯形图语句表思考1：如何实现两个设备之间互锁运行？概念：线圈触点（常开触点、常闭触点）思考2：如何使用基本指令实现二分频时序（一键启停）？程序列举（一）习题1：如何使用基本指令（线圈和触点）实现二分频功能？习题2：至少使用3种不同的方法实现二分频功能？问题：启动/停止按钮的接通时间如果较长，会出现什么现象？程序举例（二）：电机的正反转控制习题3：如何用PLC实现电机的正反转控制？程序举例（二）：定时器和计数器思考1：如何实现长时间定时？思考2：定时器均为接通延时，如何实现延时断开？定时器号：00~511（C200H)设定值：#0~#9999精度：0.1秒计数器号：00~511（C200H)设定值：#0~#9999注意：不能与定时器号重复！程序列举（二）习题4：产生一个方波，导通时间和断开时间可调？程序举例（三）：扫描周期思考1：分析上图逻辑，画出其时序图，然后简化逻辑？思考2：如何使用基本指令实现上升沿微分和下降沿微分？20005200062000520005200042000620003200062000420