电气控制与PLC-PLC部分

电气控制与PLC（PLC部分）掌握PLC工作原理、结构特点熟悉基本逻辑指令、步进顺序控制指令及常用的功能指令具备PLC应用系统分析设计初步能力参考资料1．张运波.工厂电气控制技术.北京：高等教育出版社，20012．余雷声.电气控制与PLC应用.北京：机械工业出版社，20013．王兆义.小型可编程控制器实用技术.北京：机械工业出版社，20024．钟肇新.可编程控制器原理及应用.广州：华南理工大学出版社，20025．杨长能.可编程控制器（PC）例题习题及实验指导.重庆：重庆大学出版社，19996．李景学.可编程序控制器应用系统设计及方法.北京：电子工业出版社7．可编程控制器应用技术/田瑞庭/19948．MITSUBISHI三菱微型可编程控制器编程手册/2000年9．MITSUBISHIFXon-3ASPECIALFUNCTIONBLOCKUSER’SGUIDE/199710．MITSUBISHICC-LinkINTERFACEBLOCKFX2n-32CCLUSER’SMANUAL/199911．MITSUBISHIFX-10P-EOPERATIONMANUAL/199212．SIEMENSSIMATICS7系统、维护和编程13．PLC应用技术200例/曲非非/2003课程特点及学习要求特点本课程实践性很强，突出可编程控制器的应用要求掌握可编程控制器原理，从自动化产品的角度，了解其使用，包括产品选型，控制系统设计，安装调试。认真做好每一次实训。第一章可编程控制器概述一、可编程控制器的产生

可编程控制器（ProgrammableController)简称PLC自1969年第一台PLC面世以来，已成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器。与机器人、CAD/CAM并称为工业生产自动化的三大支柱。

1968年美国通用汽车公司提出的替代继电器控制系统的新型控制器的十项指标：1）编程简单、现场可修改程序；2）维护方便、采用插件式结构；3）可靠性高于继电器控制系统；4）体积小于继电器控制系统；5）数据可以直接送入计算机；6）成本可与继电器系统竞争；7）输入可为市电；8）输出可为市电，能直接驱动电磁阀、交流接触器等；9）通用性强、易于扩展；10）用户存储器大于4K。

二、国际电工委员会（IEC）PLC的定义：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储器，用来在其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指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的设计。1969年美国NEC第一台PLC1971年日本PLC1974中国PLC三、PLC的特点可靠性高，抗干扰能力强编程直观、简单环境要求低，适应性好功能完善，接口功能强四、PLC、继电器控制系统、微机控制系统之间的比较五、PLC的分类按输入（INPUT）和输出（OUTPUT）点数多少，分为：超小型、小型、中型、大型和超大型按结构形式，分为：整体式和模块式六、PLC的应用和发展早期的PLC改造原有的继电接触器控制系统广泛应用于各种控制系统中，如各种顺序控制等。主要用于有大量开关量和少数模拟量的控制系统。PLC的发展趋势：1、小型化、专用化和低价格；2、大型、高速、多功能和分布式全自动网络化第二章PLC的组成与工作原理2-1PLC的组成中央处理单元（CPU）存储器输入输出单元（I/O单元）电源单元编程器一、输入接口电路

输入输出信号：开关量、数字量、模拟量

PLC特点：所有输入输出信号全部经过隔离，经光电耦合或继电器将信号输入输出PLC。

输入形式：无源汇流输入、直流汇流输入

二、输出接口电路继电器输出型（R）：采用电气隔离、响应时间最慢、输出电流最大、无漏电流。晶体管输出型（T）：采用光电隔离、响应时间快、输出电流小、有开路漏电流。晶闸管输出型（SSR）：采用光电隔离、响应时间快、输出电流小、有较大开路漏电流。一般每4点构成一组，每组必须用同一电压类型和电压等级。三、电源在FX0NPLC内部有一稳定电压，用于对CPU板、I/O板等内部器件供电，还向外提供24V直流稳压电源，用于外部传感器供电。

四、扩展接口用于扩展I/O单元。使PLC点数规模配置更加灵活。五、编程器接口接各种型式编程装置六、存储器接口设有存储器扩展口七、编程器

2-2编程语言梯形图编程语言（LAD）指令语句表编程语言（STL）功能图编程语言（CSF）高级语言编程2-3PLC工作原理一、工作原理

PLC采用循环扫描的工作方式，包括内部处理、通讯操作、输入处理、程序执行、输出处理几个阶段。全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。内部处理阶段，PLC检查CPU模块的硬件是否正常，通讯操作阶段，PLC与一些智能模块通讯、响应编程器键入的命令。（PLC处于STOP状态时，只执行这两步）当处于RUN状态时，上述扫描周期不断循环。扫描过程见图2-19。

PLC扫描工作过程

二、PLC的编程器件PLC内部有许多具有不同功能的器件：输入继电器、输出继电器、定时器、计数器、辅助继电器等。为了区别实际的物理器件，上述PLC内部的器件称为软元件。元件：指用户使用的每一个输入输出端子及内部的每一个存储单元。◎不同产家、同一产家的不同型号的PLC的软元件的数量、种类都不一样。2-4FXON可编程控制器编程器件1、输入继电器（X）

是PLC接收外部开关信号的接口，输入继电器常开触点、常闭触点使用次数不限。继电器采用八进制编码。可进行扩展，最多128点。（包括空地址）输入继电器X不能用程序驱动。2、输出继电器（Y）：向外部负载输出信号的接口，输出继电器常开触点、常闭触点使用次数不限，采用八进制编码。可进行扩展，最多128点。（包括空地址）3、辅助继电器（M）NOTE：PLC片内元件采用十进制编码。

通用型：M0-M383共384个

保持型：M384-M511共128个

特殊型：M8000-M8254共57个

X0X1

M1M1Y1

4、状态寄存器（S）是步进顺控程序中的重要编程软元件。也可作为辅助继电器在程序中使用。

初始化用：S0-S9共10个

通用型：S10-S127共118个保持型：S0-S127共128个所有点均有掉电保持，用ZRST批指令可复位。5、定时器（T）：相当于时间继电器，有一个设定值寄存器（字），一个当前值寄存器（字）以及无数个触点（bit）T是根据时钟脉冲累积计时的，始终脉冲有1ms、10ms、100ms，当所计时达到设定值时，其输出触点动作。100ms：T0-T6210ms：T32-T62（特殊辅助继电器M8028置1时）1ms：T631s：T0:K10T63:K100

X0

K50

T0定时器是通电延时型，通电开始计时，断电自动复位，不保存中间数值。T0Y06、计数器（C）是在执行扫描操作时对内部元件（如X,Y,M,S）信号的进行计数的计数器。通用型：C0-C1516位增计数器保持型：C16-C3116位增计数器注意：对C进行复位

7、指针（P）跳转：P0-P63中断：I100□-I30□（共4个）8、数据寄存器（D）通用：D0-D127保持：D128-D255特殊：D8000-D8255（共28个）9、变址寄存器：V、Z（共2个）10、常数（K/H）K-十进制数；H-十六进制数第二章三菱小型可编程控制器3-1概述三菱：F、F1、F2、FX0、FX2、FX0N、FX2C分：1、单元式：在一个单体内集中了CPU板、输入板、输出板、电源等。特点：紧凑、体积小、成本低、安装方便基本单元：内置电源、输入、输出电路以及CPU与存储器，是PLC核心部分。扩展单元：为扩展基本单元的输入、输出点数的单元，内置电源扩展模块：为扩展基本单元的输入、输出点数的单元，电源由基本单元或扩展单元提供。2、模块式采用搭积木的方式组成系统，分CPU模块、电源模块、I/O模块、特殊功能模块3、叠装式3-2FX系列PLC

产品简介

一、型号命名方式FX

系I/O单输特列总元出殊序点类形品号数型式种系列序号：0、2、0N、2CI/O点数：14-256单元类型：M：基本单元E：输入输出混合扩展单元及扩展模块EX：输入扩展模块EY：输出扩展模块输出形式：R-继电器输出T-晶体管输出S-晶闸管输出特殊品种区别：D-DC电源，DC输入

A1-AC电源，AC输入

H-大电流输出扩展模块（I/O）V-立式端子排的扩展模块

C-接插口输入输出方式

F-输入滤波器1ms的扩展模块

L-

TTL输入型扩展模块

S-独立端子（无公共端）扩展模块二、FX系列PLC基本构成基本单元、扩展单元或模块、特殊功能单元1、基本单元：内置电源、输入、输出电路以及CPU与存储器，是PLC核心部分。2、扩展单元：为扩展基本单元的输入、输出点数的单元，内置电源3、扩展模块：为扩展基本单元的输入、输出点数的单元，电源由基本单元或扩展单元提供。4、特殊功能单元：一些特殊用途的装置见P22-24表格三、PLC技术指标见P25编程器的使用

实训一：FX-20P简易编程器的使用目的了解和熟悉FXON-40MR可编程控制器的外部结构和外接线方法。了解和熟悉编程器的使用方法。实验装置（略）实验内容程序的键入和读出、简单的编辑第三章基本指令要求熟练掌握基本逻辑指令及应用掌握梯形图编程规则3-1基本指令介绍一、逻辑取及线圈驱动指令LD、LDI、OUT说明：LD取指令，表示一个与输入母线相连接的常开触点指令；LDI取反指令，表示一个与输入母线相连接的常开触点指令。

OUT指令的操作元件是定时器T和计数器C时，必须设置常数K（见下表）

二、触点串联指令AND、ANI说明：AND（与）、ANI（与非）指令可以进行触点的串联连接；纵接输出。

三、触点并联指令OR、ORI说明：OR（或）、ORI（或非）指令都是并联一个触点

四、串联电路块的并联连接指令ORB说明：2个以上串联连接的电路称为串联电路块，串联电路块并联连接时，分支的开始用LD、LDI指令；后面集中使用ORB指令时，电路块并联数小于8。

五、并联电路块的串联连接指令ANB课堂练习：调试程序实训二：三相异步电动机的

正反停PLC控制目的熟悉PLC的I/O接线；熟悉基本逻辑指令；熟悉三相异步电动机正反停控制的编程方法及其运行。实训内容实现三相异步电动机正反停PLC控制实训步骤

接线（主回路和I/O接线图）编程运行