THPFSM-12型實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(含使用說明書)V20(1)(1)

1、天煌科技 天煌教儀 1 目 錄第一章 概 述 . 4一、 PLC 的分類及特點(diǎn) . . 4二、 PLC 的結(jié)構(gòu)與工作原理 . . 6三、 S7-200 PLC的硬件組成及指令系統(tǒng) . 8四、 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與故障診斷 . . 10五、 PLC 的應(yīng)用及展望 . . 10第二章 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目 . 12PLC 基本技能實(shí)操 . 12實(shí)訓(xùn)一 PLC認(rèn)知實(shí)訓(xùn) . . 12實(shí)訓(xùn)二 典型電動機(jī)控制實(shí)操 . . 18實(shí)訓(xùn)三 數(shù)碼顯示控制 . . 22實(shí)訓(xùn)四 搶答器控制 . . 25實(shí)訓(xùn)五 音樂噴泉控制 . . 29實(shí)訓(xùn)六 裝配流水線控制 . . 32實(shí)訓(xùn)七 十字路口交通燈控制 . . 35實(shí)訓(xùn)八 水塔水

2、位控制 . . 39實(shí)訓(xùn)九 天塔之光控制 . . 42實(shí)訓(xùn)十 自動配料裝車系統(tǒng)控制 . . 45實(shí)訓(xùn)十一 四節(jié)傳送帶控制 . . 49實(shí)訓(xùn)十二 多種液體混合裝置控制 . . 52實(shí)訓(xùn)十三 自動售貨機(jī)控制 . . 56實(shí)訓(xùn)十四 自控軋鋼機(jī)控制 . . 60實(shí)訓(xùn)十五 郵件分揀機(jī)控制 . . 64實(shí)訓(xùn)十六 自控成型機(jī)控制 . . 67實(shí)訓(xùn)十七 機(jī)械手控制 . . 70實(shí)訓(xùn)十八 加工中心控制 . . 74實(shí)訓(xùn)十九 三層電梯控制 . . 79實(shí)訓(xùn)二十 四層電梯控制 . . 83實(shí)訓(xùn)二十一 自動洗衣機(jī)控制 . . 88天煌科技 天煌教儀 2 實(shí)訓(xùn)二十二 電鍍生產(chǎn)線控制 . . 92實(shí)訓(xùn)二十三 空氣壓縮機(jī)控

3、制 . . 96實(shí)訓(xùn)二十四 淡水過濾器控制 . . 99 實(shí)訓(xùn)二十五 惰氣系統(tǒng)控制 . . 102 實(shí)訓(xùn)二十六 分子篩脫水控制單元 . . 105 實(shí)訓(xùn)二十七 鍋爐控制實(shí)訓(xùn) . . 108 實(shí)訓(xùn)二十八 汽車涂裝輸送系統(tǒng)自動鏈條輪滑控制 . . 111 實(shí)訓(xùn)二十九 自動扶梯控制 . . 114 PLC 實(shí)物控制實(shí)訓(xùn) . 117 實(shí)訓(xùn)三十 直線運(yùn)動位置檢測、定位控制 . . 117 實(shí)訓(xùn)三十一 步進(jìn)電機(jī)控制 . . 120 實(shí)訓(xùn)三十二 直流電機(jī)控制 . . 123 實(shí)訓(xùn)三十三 溫度 PID 控制 . . 126 實(shí)訓(xùn)三十四 皮帶運(yùn)輸機(jī)控制 . . 129 實(shí)訓(xùn)三十五 隧道風(fēng)機(jī)控制 . . 132

4、PLC 高級技能實(shí)訓(xùn) . 135 實(shí)訓(xùn)三十六 基于 PLC 的 C620普通車床電氣控制 . 135 實(shí)訓(xùn)三十七 基于 PLC 的 C6140普通車床電氣控制 . 139 實(shí)訓(xùn)三十八 基于 PLC 的 C620普通車床兩地電氣控制 . 143 實(shí)訓(xùn)三十九 基于 PLC 的 M7130K 平面磨床電氣控制 . 147 實(shí)訓(xùn)四十 基于 PLC 的 Z3040搖臂鉆床電氣控制 . 151 實(shí)訓(xùn)四十一 基于 PLC 的 X62W 萬能銑床電氣控制 . 156 實(shí)訓(xùn)四十二 基于 PLC 的液壓滑臺式自動攻螺紋機(jī)電氣控制 . 162 實(shí)訓(xùn)四十三 基于 PLC 的運(yùn)行小車電氣控制 . . 166 PLC 、

5、變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)用技能實(shí)訓(xùn) . 169 實(shí)訓(xùn)四十四 變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作 . . 169 實(shí)訓(xùn)四十五 外部端子點(diǎn)動控制 . . 174 實(shí)訓(xùn)四十六 變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn) . . 176天煌科技 天煌教儀 3 實(shí)訓(xùn)四十七 多段速度選擇變頻器調(diào)速 . . 178 實(shí)訓(xùn)四十八 變頻器無級調(diào)速 . . 180 實(shí)訓(xùn)四十九 外部模擬量(電壓 /電流方式的變頻調(diào)速控制 . 182 實(shí)訓(xùn)五十 瞬時(shí)停電啟動控制 . . 184 實(shí)訓(xùn)五十一 PID變頻調(diào)速控制 . . 186 實(shí)訓(xùn)五十二 基于 PLC 的變頻器外部端子的電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制 . 188 實(shí)訓(xùn)五十三 基于 PLC 數(shù)字量方式多段速控制 . .

6、190 實(shí)訓(xùn)五十四 基于 PLC 模擬量方式變頻開環(huán)調(diào)速控制 . . 192 實(shí)訓(xùn)五十五 基于 PLC 模擬量方式變頻恒壓供水模擬控制 . 194 實(shí)訓(xùn)五十六 基于 PLC 通信方式的變頻開環(huán)調(diào)速 . . 196 實(shí)訓(xùn)五十七 基于 PLC 通信方式的速度閉環(huán)定位控制 . . 202 實(shí)訓(xùn)五十八 基于 PLC 模擬量方式的變頻閉環(huán)調(diào)速 . . 206 實(shí)訓(xùn)五十九 基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習(xí) . 210 實(shí)訓(xùn)六十 基于觸摸屏控制方式的數(shù)碼顯示控制 . . 212 實(shí)訓(xùn)六十一 基于觸摸屏控制方式的溫度 PID 控制 . . 214 實(shí)訓(xùn)六十二 基于觸摸屏控制方式的變頻器調(diào)速 . . 216

7、 PLC 工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)技能實(shí)訓(xùn) . 219 實(shí)訓(xùn)六十三 Ethernet網(wǎng)絡(luò)的組建 . . 219 附錄一 STEP7 MicroWIN SMART軟件使用入門 . 227 附錄二 PLC仿真實(shí)訓(xùn)軟件使用幫助 . 234 附錄三 MCGS工控組態(tài)軟件使用說明書 . 236 附錄四 SMART S7-200 PLC指令集 . 248 附錄五 西門子 SMART 觸摸屏的使用說明 . 251 附錄六 THPFSM-1型 可編程控制器實(shí)訓(xùn)裝置使用說明書 . 258 附錄七 THPFSM-2型 網(wǎng)絡(luò)型可編程控制器綜合實(shí)訓(xùn)裝置 使用說明書 . 266天煌科技 天煌教儀 4 第一章 概 述一、 PLC 的

8、分類及特點(diǎn)可編程控制器簡稱 PLC (Programmable Logic Controller ,在 1987年國際電工委員會(International Electrical Committee頒布的 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案中對 PLC 做了如下定義:PLC 是一種專 門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器,用來在其內(nèi) 部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并能通過數(shù)字式或模擬式的輸 入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形 成一個(gè)整體,易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。(一 PL

9、C的分類按產(chǎn)地分,可分為日系、歐美、韓臺、大陸等。其中日系具有代表性的為三菱、歐姆龍、松下、光 洋等;歐美系列具有代表性的為西門子、 A-B 、通用電氣、德州儀表等;韓臺系列具有代表性的為 LG 、 臺達(dá)等;大陸系列具有代表性的為合利時(shí)、浙江中控等;按點(diǎn)數(shù)分,可分為大型機(jī)、中型機(jī)及小型機(jī)等。大型機(jī)一般 I/O點(diǎn)數(shù) >2048點(diǎn);具有多 CPU , 16位 /32位處理器,用戶存儲器容量 816K ,具有代表性的為西門子 S7-400系列、通用公司的 GE -系列 等;中型機(jī)一般 I/O點(diǎn)數(shù)為 2562048點(diǎn);單 /雙 CPU ,用戶存儲器容量 28K ,具有代表性的為西門子 S7-30

10、0系列、三菱 Q 系列等;小型機(jī)一般 I/O點(diǎn)數(shù) <256點(diǎn),單 CPU , 8位或 16位處理器,用戶存儲器 容量 4K 字以下,具有代表性的為西門子 S7-200系列、三菱 FX 系列等;按結(jié)構(gòu)分,可分為整體式和模塊式。整體式 PLC 是將電源、 CPU 、 I/O接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī) 箱內(nèi),具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低的特點(diǎn);小型 PLC 一般采用這種整體式結(jié)構(gòu)。模塊式 PLC 由不同 I/O點(diǎn)數(shù)的基本單元(又稱主機(jī)和擴(kuò)展單元組成?；締卧獌?nèi)有 CPU 、 I/O接口、與 I/O擴(kuò)展單元相連 的擴(kuò)展口,以及與編程器或 EPROM 寫入器相連的接口等;擴(kuò)展單元內(nèi)只有 I/O和電

11、源等,沒有 CPU ;基 本單元和擴(kuò)展單元之間一般用扁平電纜連接;整體式 PLC 一般還可配備特殊功能單元,如模擬量單元、 位置控制單元等,使其功能得以擴(kuò)展。這種模塊式 PLC 的特點(diǎn)是配置靈活,可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的 系統(tǒng),而且裝配方便,便于擴(kuò)展和維修。大、中型 PLC 一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。還有一些 PLC 將整體式和 模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來,構(gòu)成所謂疊裝式 PLC 。按功能分,可分為低檔、中檔、高檔三類。低檔 PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、 監(jiān)控等基本功能;還可有少量模擬量輸入 /輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能;主要用于邏 輯控制、順序控制或少量模擬量控制的

12、單機(jī)控制系統(tǒng)。中檔 PLC 除具有低檔 PLC 的功能外,還具有較強(qiáng) 的模擬量輸入 /輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程 I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能;有 些還可增設(shè)中斷控制、 PID 控制等功能,適用于復(fù)雜控制系統(tǒng)。高檔 PLC 除具有中檔機(jī)的功能外,還增 加了帶符號算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)的運(yùn)算、制表及表格傳 送功能等;高檔 PLC 機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能,可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng), 實(shí)現(xiàn)工廠自動化。(二 PLC的特點(diǎn)天煌科技 天煌教儀 5 1. 可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。 PLC 由于采

13、用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù),采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工 藝制造,內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù),具有很高的可靠性。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無故 障工作時(shí)間則更長。從 PLC 的機(jī)外電路來說,使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng),和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相 比,電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一,故障也就大大降低。此外, PLC 帶有硬件故障 自我檢測功能,出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中,應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自 診斷程序,使系統(tǒng)中除 PLC 以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣,整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠 性也就不奇怪了。2. 配套齊全,功能完善,適用性強(qiáng)PLC 發(fā)

14、展到今天,已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場 合。除了邏輯處理功能以外,現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力,可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年 來 PLC 的功能單元大量涌現(xiàn),使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC 等各種工業(yè)控制中。加上 PLC 通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展,使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。3. 易學(xué)易用,深受工程技術(shù)人員歡迎PLC 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī),是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易,編程語言易于為工程技 術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近,只用 PLC 的少量開關(guān)量邏輯

15、控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使 用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。4. 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小,維護(hù)方便,容易改造PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯,大大減少了控制設(shè)備外部的接線,使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大 為縮短,同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很 適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。5. 體積小,重量輕,能耗低以超小型 PLC 為例,新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm ,重量小于 150g ,功耗僅數(shù)瓦。由于體積 小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部,是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。(三 PLC的應(yīng)

16、用領(lǐng)域目前, PLC 在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通 運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè),使用情況大致可歸納為如下幾類。1. 開關(guān)量的邏輯控制這是 PLC 最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,它取代傳統(tǒng)的繼電器電路,實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制,既可 用于單臺設(shè)備的控制,也可用于多機(jī)群控及自動化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、 磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。2. 模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中,有許多連續(xù)變化的量,如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為 了使可編程控制器處理模擬量,必須實(shí)現(xiàn)模擬量(Analog 和數(shù)字量(Digital 之間的 A

17、/D轉(zhuǎn)換及 D/A轉(zhuǎn)換。 PLC 廠家都生產(chǎn)配套的 A/D和 D/A轉(zhuǎn)換模塊,使可編程控制器用于模擬量控制。天煌科技 天煌教儀 6 3. 運(yùn)動控制PLC 可以用于圓周運(yùn)動或直線運(yùn)動的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說,早期直接用于開關(guān)量 I/O模塊連 接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu),現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動控制模塊。如可驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或 多軸位置控制模塊。世界上各主要 PLC 廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動控制功能,廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、 機(jī)器人、電梯等場合。4. 過程控制過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī), PLC 能編制各種各 樣的控制算法程序,完成閉環(huán)控制。 PID

18、 調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型 PLC 都有 PID 模塊,目前許多小型 PLC 也具有此功能模塊。 PID 處理一般是運(yùn)行專用的 PID 子程序。過程控 制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。5. 數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算(含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算 、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、 位操作等功能,可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較,完 成一定的控制操作,也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置,或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于 大型控制系統(tǒng),如無人控制的柔性制造系統(tǒng);也可用于過程控制系統(tǒng),如造紙、冶

19、金、食品工業(yè)中的一 些大型控制系統(tǒng)。6. 通信及聯(lián)網(wǎng)PLC 通信含 PLC 間的通信及 PLC 與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展,工廠自動化網(wǎng) 絡(luò)發(fā)展得很快,各 PLC 廠商都十分重視 PLC 的通信功能,紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的 PLC 都 具有通信接口,通信非常方便。 二、 PLC 的結(jié)構(gòu)與工作原理PLC 的結(jié)構(gòu)PLC 的類型繁多,功能和指令系統(tǒng)也不盡相同,但結(jié)構(gòu)與工作原理則大同小異,通常由主機(jī)、輸入 /輸出接口、電源、編程器擴(kuò)展器接口和外部設(shè)備接口等幾個(gè)主要部分組成。 接 觸 器 電 磁 閥 指 示燈 電 源電限位選 擇 按天煌科技 天煌教儀 7 1. 主機(jī)主機(jī)部分

20、包括中央處理器(CPU 、系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器。 CPU 是 PLC 的核心, 它用以運(yùn)行用戶程序、監(jiān)控輸入 /輸出接口狀態(tài)、作出邏輯判斷和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,即讀取輸入變量、 完成 用戶指令規(guī)定的各種操作,將結(jié)果送到輸出端,并響應(yīng)外部設(shè)備(如編程器、電腦、打印機(jī)等的請求 以及進(jìn)行各種內(nèi)部判斷等。 PLC 的內(nèi)部存儲器有兩類,一類是系統(tǒng)程序存儲器,主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān) 控程序及對用戶程序作編譯處理的程序,系統(tǒng)程序已由廠家固定,用戶不能更改;另一類是用戶程序及 數(shù)據(jù)存儲器,主要存放用戶編制的應(yīng)用程序及各種暫存數(shù)據(jù)和中間結(jié)果。2. 輸入 /輸出(I/O接口I/O接口是 PLC 與輸入 /

21、輸出設(shè)備連接的部件。輸入接口接受輸入設(shè)備(如按鈕、傳感器、觸點(diǎn)、行 程開關(guān)等的控制信號。輸出接口是將主機(jī)經(jīng)處理后的結(jié)果通過功放電路去驅(qū)動輸出設(shè)備(如接觸器、 電磁閥、指示燈等 。 I/O接口一般采用光電耦合電路,以減少電磁干擾,從而提高了可靠性。 I/O點(diǎn)數(shù) 即輸入 /輸出端子數(shù)是 PLC 的一項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo), 通常小型機(jī)有幾十個(gè)點(diǎn), 中型機(jī)有幾百個(gè)點(diǎn), 大型機(jī)將 超過千點(diǎn)。3. 電源圖中電源是指為 CPU 、 存儲器、 I/O接口等內(nèi)部電子電路工作所配置的直流開關(guān)穩(wěn)壓電源, 通常也為 輸入設(shè)備提供直流電源。4. 編程器編程器是 PLC 的一種主要的外部設(shè)備,用于手持編程,用戶可用以輸入、檢查

22、、修改、調(diào)試程序或 監(jiān)示 PLC 的工作情況。除手持編程器外,還可通過適配器和專用電纜線將 PLC 與電腦聯(lián)接,并利用專用 的工具軟件進(jìn)行電腦編程和監(jiān)控。5. 輸入 /輸出擴(kuò)展單元I/O擴(kuò)展接口用于連接擴(kuò)充外部輸入 /輸出端子數(shù)的擴(kuò)展單元與基本單元(即主機(jī) 。 6. 外部設(shè)備接口此接口可將編程器、打印機(jī)、條碼掃描儀等外部設(shè)備與主機(jī)相聯(lián),以完成相應(yīng)的操作。 PLC 的工作原理PLC 是采用“順序掃描,不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在 PLC 運(yùn)行時(shí), CPU 根據(jù)用戶按控制要求 編制好并存于用戶存儲器中的程序,按指令步序號(或地址號作周期性循環(huán)掃描,如無跳轉(zhuǎn)指令,則 從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行

23、用戶程序,直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令,開始下一輪新的 掃描。在每次掃描過程中,還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。PLC 的掃描一個(gè)周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。PLC 在輸入采樣階段:首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或 輸入數(shù)據(jù)讀入,并將其寫入各對應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中,即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口,進(jìn)入程序執(zhí) 行階段。PLC 在程序執(zhí)行階段:按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令,執(zhí)行的結(jié)果再寫入輸出 狀態(tài)寄存器中,輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。輸出刷新階段:當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢,輸出狀態(tài)寄存器的通

24、斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器天煌科技 天煌教儀 8 中,并通過一定的方式(繼電器、晶體管或晶閘管輸出,驅(qū)動相應(yīng)輸出設(shè)備工作。 三、 S7-200 PLC的硬件組成及指令系統(tǒng)硬件組成CPU 將微處理器、集成電源、輸入電路和輸出電路組合到一個(gè)結(jié)構(gòu)緊湊的外殼中形成功能強(qiáng)大的 Micro PLC 。 下載用戶程序后, CPU 將包含監(jiān)控應(yīng)用中的輸入和輸出設(shè)備所需的邏輯,具 體見下圖: I/O 的 LED 端子連接器 以太網(wǎng)通信端口 用于在標(biāo)準(zhǔn) (DIN 導(dǎo)軌上安裝的夾片 以太網(wǎng)狀態(tài) LED(保護(hù)蓋下面 : LINK, RX/TX 狀態(tài) LED: RUN、 STOP 和 ERROR RS485 通

25、信端口 可選信號板(僅限標(biāo)準(zhǔn)型 存儲卡連接(保護(hù)蓋下面 天煌科技 天煌教儀 9 CPU 具有不同型號,它們提供了各種各樣的特征和功能,這些特征和功能可幫助用戶針對不同的應(yīng) 用創(chuàng)建有效的解決方案。指令系統(tǒng) 1. 標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令LE 常開觸點(diǎn)指令,表示一個(gè)與輸入母線相連的動合接點(diǎn)指令,即動合接點(diǎn)邏輯運(yùn)算起始。 LDN 常閉觸點(diǎn)指令,表示一個(gè)與輸入母線相連的動斷接點(diǎn)指令,即動斷接點(diǎn)邏輯運(yùn)算起始。 A 與帶開觸點(diǎn)指令,用于單個(gè)動合接點(diǎn)的串聯(lián)。 AX 與非常閉觸點(diǎn)指令,用于單個(gè)動斷開接點(diǎn)的串聯(lián)。 O 或常開觸點(diǎn)指令,用于單個(gè)動合接點(diǎn)的并聯(lián)。 ON 或非常閉觸點(diǎn)指令,用于單個(gè)動斷接點(diǎn)的并聯(lián)。LD 、 LDN

26、 、 A 、 AN 、 O 、 ON 觸點(diǎn)指令中變量的數(shù)據(jù)類型為布爾 (BOOC型。 LD 、 LDN 兩條指令用于將接點(diǎn) 接到母線上, A 、 AN 、 O 、 ON 指令均多次重復(fù)使用,但當(dāng)需要對兩個(gè)以上接點(diǎn)串聯(lián)連接電路塊的并聯(lián)連接 時(shí),要用后述的 OLDB 指令。 2. 串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接指令 OLD兩個(gè)或兩個(gè)以上的接點(diǎn)串聯(lián)連接的電路叫串聯(lián)電路塊。 串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時(shí), 分支開始用 LD 、 LDN 指令,分支結(jié)束用 OLD 指令。 OLD 指令與后述的 ALD 指令均為無目標(biāo)元件指令,而兩條無目標(biāo)元件指令 的步長都為一個(gè)程序步。 OLD 有時(shí)也簡稱或塊指令。 3. 并聯(lián)電路的串聯(lián)連

27、接指令 ALD兩個(gè)或兩個(gè)以上接點(diǎn)并聯(lián)電路稱為并聯(lián)電路塊,分支電路并聯(lián)電路塊與前面電路串聯(lián)連接時(shí),使用 ALD 指令。分支的起點(diǎn)用 LD 、 LDN 指令,并聯(lián)電路結(jié)束后,使用 ALD 指令與前面電路串聯(lián)。 ALD 指令也簡 稱與塊指令, ALD 也是無操作目標(biāo)元件,是一個(gè)程序步指令。 4. 輸出指令(=輸出指令與線圈相對應(yīng),驅(qū)動線圈的觸點(diǎn)電路接通時(shí),線圈流過“能流” ,輸出類指令應(yīng)放在梯 形圖的最右邊,變量為 Bool 型。 5. 置位與復(fù)位指令 S 、 RS 為置位指令, 使動作保持; R 為復(fù)位指令, 使操作保持復(fù)位。從指定的位置開始的 N 個(gè)點(diǎn)的映像寄 存器都被置位或復(fù)位 ,N=1255

28、如果被指定復(fù)位的是定時(shí)器位或計(jì)數(shù)器位 , 將清除定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的當(dāng) 前值。6. 跳變觸點(diǎn) EU,ED正跳變觸點(diǎn)檢測到一次正跳變 (觸點(diǎn)得輸入信號由 0到 1 時(shí) , 或負(fù)跳變觸點(diǎn)檢測到一次負(fù)跳變 (觸點(diǎn) 得輸入信號由 1到 0 時(shí) , 觸點(diǎn)接通到一個(gè)掃描周期 . 正 /負(fù)跳變的符號為 EU 和 ED, 他們沒有操作數(shù) , 觸點(diǎn)符 號中間的“ P ”和“ N ”分別表示正跳變和負(fù)跳變 7. 空操作指令 NOPNOP 指令是一條無動作、無目標(biāo)元件的 1程序步指令?？詹僮髦噶钍乖摬叫?yàn)榭詹僮?。?NOP 指令 替代已寫入指令, 可以改變電路。 在程序中加入 NOP 指令, 在改動或追加程序時(shí)可以減少

29、步序號的改變。 8. 程序結(jié)束指令 END天煌科技 天煌教儀 10 END 是一條無目標(biāo)元件的 1程序步指令。 PLC 反復(fù)進(jìn)行輸入處理、程序運(yùn)算、 輸出處理, 若在程序最 后寫入 END 指令, 則 END 以后的程序就不再執(zhí)行, 直接進(jìn)行輸出處理。 在程序調(diào)試過程中, 按段插入 END 指令,可以按順序擴(kuò)大對各程序段動作的檢查。采用 END 指令將程序劃分為若干段,在確認(rèn)處于前面電 路塊的動作正確無誤之后,依次刪去 END 指令。要注意的是在執(zhí)行 END 指令時(shí),也刷新監(jiān)視時(shí)鐘。 四、 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與故障診斷 1. 分析被控對象分析被控對象的工藝過程及工作特點(diǎn),了解被控對象機(jī)、電

30、之間的配合,確定被控對象對 PLC 控制 系統(tǒng)的控制要求。根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求。如需要完成的動作 (動作順序、動作條件、必須的 保護(hù)和連鎖等 、操作方式 (手動、自動、連續(xù)、單周期、單步等 2. 確定輸入 /輸出設(shè)備根據(jù)系統(tǒng)的控制要求,確定系統(tǒng)所需的輸入設(shè)備(如:按鈕、位置開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)等和輸出設(shè)備 (如:接觸器、電磁閥、信號指示燈等 。據(jù)此確定 PLC 的 I/O點(diǎn)數(shù)。 3. 選擇 PLC包括 PLC 的機(jī)型、容量、 I/O模塊、電源的選擇。 4. 分配 I/O點(diǎn)分配 PLC 的 I/O點(diǎn), 畫出 PLC 的 I/O端子與輸入 /輸出設(shè)備的連接圖或?qū)?yīng)表。 (可結(jié)合第 2步進(jìn)行 。

31、 5. 設(shè)計(jì)軟件及硬件進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì),進(jìn)行控制柜(臺等硬件及現(xiàn)場施工。由于程序與硬件設(shè)計(jì)可同時(shí)進(jìn)行,因此 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期可大大縮短,而對于繼電器系統(tǒng)必須先設(shè)計(jì)出全部的電氣控制電路后才能進(jìn)行 施工設(shè)計(jì)。其中 PLC 程序設(shè)計(jì)的一般步驟在上一課題中已進(jìn)行介紹。 其中硬件設(shè)計(jì)及現(xiàn)場施工的步驟如下:1 設(shè)計(jì)控制柜及操作面板電器布置圖及安裝接線圖。 2 設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)各部分的電氣互連圖。 3 根據(jù)圖紙進(jìn)行現(xiàn)場接線,并檢查。 6. 聯(lián)機(jī)調(diào)試聯(lián)機(jī)調(diào)試是指將模擬調(diào)試通過的程序進(jìn)行在線統(tǒng)調(diào)。 7. 整理技術(shù)文件包括設(shè)計(jì)說明書、電氣安裝圖、電氣元件明細(xì)表及使用說明書等。 五、 PLC 的應(yīng)用及展

32、望 1.PLC 的國內(nèi)外狀況世界上公認(rèn)的第一臺 PLC 是 1969年美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC 研制的。限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì) 算機(jī)發(fā)展水平, 早期的 PLC 主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成, 可以完成簡單的邏輯控制及定時(shí)、 計(jì)數(shù)功能。 20世紀(jì) 70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器,使 PLC 增加了運(yùn)算、 數(shù)據(jù)傳送及處理等功能,完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系 統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用,可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言,并將參加天煌科技 天煌教儀 11 運(yùn)算及處理的計(jì)算機(jī)存儲元件都以繼電器命名。此時(shí)的 PL

33、C 為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的 產(chǎn)物。20世紀(jì) 70年代中末期,可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段,計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器 中,使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、 PID 功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。 20世紀(jì) 80年代初,可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國家 中已獲得廣泛應(yīng)用。這個(gè)時(shí)期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個(gè) 階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多,產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器 已步入成熟階段。20世紀(jì)末期,可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說,這個(gè)時(shí) 期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī);從控制能力上來說,誕生了各種各樣的特殊功能單元,用于壓力、溫度、 轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場合;從產(chǎn)品的配套能力來說,生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元,使 應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前,可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金 鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展。我國可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn) 是伴隨著改革開放開始的。